DE202009013417U1

DE202009013417U1 - Schwungrad für ein Fahrrad

Info

Publication number: DE202009013417U1
Application number: DE202009013417U
Authority: DE
Original assignee: LAI SEN PIAO; Lai Sen-Piao Wufeng
Current assignee: LAI SEN PIAO; Lai Sen-Piao Wufeng
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2010-03-18
Anticipated expiration: 2019-10-24
Also published as: US20110065541A1; TWM372828U

Abstract

Schwungrad für Fahrrad, umfassend
eine erste Zahnscheibe (10), die eine erste Oberfläche (11) und eine zweite Oberfläche aufweist, eine im Uhrzeigersinn definierte Drehrichtung (A) besitzt und in der Umfangsrichtung eine Vielzahl von sich radial nach außen erstreckenden kleineren Zähnen (12) bildet, wobei jeder kleinere Zahn (12) an der dem Zentrum der ersten Zahnscheibe abgewandten Seite in der Drehrichtung A eine erste Ecke (121) und ein zweite Ecke (122) besitzt,
die zweite Zahnscheibe (20) größer ist als die erste Zahnscheibe (10), parallel zu der zweiten Oberfläche der ersten Zahnscheibe (10) verläuft und von dieser einen Abstand hat, mit der ersten Zahnscheibe (10) koaxial angeordnet ist und im Uhrzeigersinn eine Vielzahl von sich radial nach außen erstreckenden größeren Zähnen (21) bildet, wobei jeder größere Zahn (21) an der dem Zentrum der ersten Zahnscheibe abgewandten Seite in der Drehrichtung (A) eine erste Ecke (211) und eine zweite Ecke (212) besitzt, und...

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Schwungrad für Fahrrad, das eine Verstellung des Übersetzungsverhältnisses gestattet.
Stand der Technik
Ein Schwungrad kann im Getriebe eines Fahrrads angewendet werden und ist üblicherweise mit der Radnabe des Hinterrads verbunden. Das Schwungrad wird von einer Kette gedreht, wodurch das Hinterrad mit gedreht wird. Das Schwungrad kann durch mehrere Zahnscheiben gebildet sein, zwischen denen die Kette umschaltet werden kann, wodurch eine Verstellung des Übersetzungsverhältnisses ermöglicht wird.
Aus der US4889521 ist ein Fahrrad mit einem mehrgängigen Kettentrieb bekannt. Der Kettentrieb enthält ein Kettenrad mit größerem Durchmesser und ein Kettenrad mit kleinerem Durchmesser, die jeweils vertiefte Führungsflächen für die Kette aufweisen, wodurch die Kette leichter von dem Kettenrad mit kleinerem Durchmesser auf das Kettenrad mit größerem Durchmesser umgeschaltet werden kann. Durch die vertieften Führungsflächen wird die Dicke des Kettenrads jedoch verkleinert, so dass die Festigkeit reduziert wird. Daher können die Kettenräder durch Spannungskonzentration verformt werden. Die vertieften Führungsflächen müssen voneinander einen bestimmten Abstand haben. Wenn eine vertiefte Führungsfläche verpasst wird, muss auf die nächste vertiefte Führungsfläche gewartet werden. Daher ist die Umschaltungsgeschwindigkeit der Kette begrenzt.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schwungrad für Fahrrad zu schaffen, das eine schnelle Umschaltung der Kette gestattet und eine bestimmte Festigkeit besitzen kann.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Schwungrad für Fahrrad gelöst, das eine erste Zahnscheibe und eine zweite Zahnscheibe umfasst, wobei die erste Zahnscheibe eine erste Oberfläche, die der zweiten Zahnscheibe abgewandt ist und eine zweite Oberfläche aufweist. Die beiden Zahnscheiben sind parallel und koaxial angeordnet und bilden in der Umfangsrichtung jeweils eine Vielzahl von sich radial nach außen erstreckender Zähne. Die Zähne der ersten Zahnscheibe enthalten einen schrägen Zahn, der im Uhrzeigersinn eine sich von der ersten Oberfläche zu der zweiten Oberfläche neigende Schrägfläche besitzt. Die Zähne der zweiten Zahnscheibe enthalten einen dünnen Zahn, der zu dem schrägen Zahn benachbart ist und dessen der ersten Zahnscheibe abgewandte Oberfläche in Richtung der ersten Zahnscheibe verlagert wird, wodurch die Dicke des Zahnes verkleinert wird.
Durch den schrägen Zahn und den dünnen Zahn kann ein Umschaltpunkt für die Kette gebildet werden. Die Schrägfläche des schrägen Zahns neigt sich in der Kraftübertragungsrichtung der Zahnscheibe, wodurch der schräge Zahn an der Angriffsseite eine größere Dicke hat, so dass der schräge Zahn eine bestimmte Festigkeit besitzt. Daher können die Zahnscheiben mehrere schräge Zähne und dünne Zähne besitzen, ohne die Festigkeit zu beeinträchtigen, wodurch der Abstand der Umschaltpunkte verkleinert werden kann, so dass die Umschaltgeschwindigkeit der Kette erhöht wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 eine Frontansicht der Erfindung mit mehreren Zahnscheiben,
2 eine Frontansicht der Erfindung mit zwei Zahnscheiben,
3 eine Teildarstellung der ersten Zahnscheibe,
4 eine Rückansicht der Erfindung,
5 eine Teildarstellung der zweiten Zahnscheibe,
6 eine Darstellung der relativen Position des ersten und zweiten Zahnes,
7 eine Darstellung der Umschaltung der Kette auf die erste Zahnscheibe,
8 eine Darstellung der Umschaltung der Kette auf die zweite Zahnscheibe.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die folgenden Ausführungsbeispiele dienen nur zur Darstellung der Erfindung. Darauf ist die Erfindung nicht beschränkt.
Wie aus 1 ersichtlich ist, ist das erfindungsgemäße Schwungrad durch mehrere Zahnscheiben gebildet, die einteilig ausgebildet sind und für den Kettentrieb des Fahrrads verwendet wird, wodurch die Kette zwischen den Zahnscheiben umgeschaltet werden kann, um das Übersetzungsverhältnis zu verstellen.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem Ausführungsbeispiel in 1 nur dadurch unterscheidet, dass das Schwungrad durch zwei Zahnscheiben gebildet ist. Wie dargestellt, umfasst das Schwungrad eine erste Zahnscheibe 10 und eine zweite Zahnscheibe 20. Die erste Zahnscheibe 10 weist eine erste Oberfläche 11 und eine zweite Oberfläche auf. Die erste Oberfläche 11 besitzt eine im Uhrzeigersinn definierte Drehrichtung A und bildet in der Umfangsrichtung eine Vielzahl von sich radial nach außen erstreckenden kleineren Zähnen 12. Jeder kleinere Zahn 12 besitzt an der dem Zentrum der ersten Zahnscheibe abgewandten Seite in der Drehrichtung A eine erste Ecke 121 und eine zweite Ecke 122. Einer der kleineren Zähne 12 wird als erster Zahn 13 definiert und ist in Form eines schrägen Zahns ausgebildet.
Wie aus 3 ersichtlich ist, ist der schräge Zahn durch einen kleineren Zahn 12 gebildet, der in der Drehrichtung A eine Schrägfläche 131 aufweist. D. h., der schräge Zahn 13 neigt sich in der Drehrichtung A von der ersten Oberfläche 11 zu der zweiten Oberfläche und bildet die Schrägfläche 131, die zwischen den ersten Oberflächen 11 und den zweiten Oberfläche der kleineren Zähne 12 liegt. Die Schrägfläche 131 schließt mit der zweiten Oberfläche einen Neigungswinkel θ ein, der, wie es in 3 dargestellt ist, 5 bis 15° beträgt. Zwischen der Schrägfläche 131 und der ersten Oberfläche 11 ist eine Bogenfläche 132 gebildet, die vertikal zu der ersten Oberfläche 11 verläuft und zum Zentrum der ersten Zahnscheibe gewölbt ist. Das der ersten Ecke 121 zugewandte Ende der Bogenfläche 132 hat vom Zentrum der ersten Zahnscheibe 10 einen Abstand, der größer ist als der Abstand zwischen dem der zweiten Ecke 122 zugewandten Ende der Bogenfläche 132 und dem Zentrum der ersten Zahnscheibe 10.
Wie aus 2 ersichtlich ist, verläuft die zweite Zahnscheibe 20 parallel zu der zweiten Oberfläche der ersten Zahnscheibe 10 und hat von dieser einen Abstand. Die zweite Zahnscheibe 20 ist mit der ersten Zahnscheibe 10 koaxial angeordnet und größer als die erste Zahnscheibe 10. Die zweite Zahnscheibe 20 bildet im Uhrzeigersinn eine Vielzahl von sich radial nach außen erstreckenden größeren Zähnen 21. Jeder größere Zahn 21 besitzt an der dem Zentrum der zweiten Zahnscheibe abgewandten Seite in der Drehrichtung A eine erste Ecke 211 und eine zweite Ecke 212. Einer der größeren Zähne 21 wird als zweiter Zahn 22 definiert und ist in Form eines dünnen Zahns ausgebildet.
Wie aus den 4 und 5 ersichtlich ist, ist der dünne Zahn durch einen größeren Zahn 21 gebildet, der eine kleinere Dicke hat. D. h., dass die der ersten Zahnscheibe 10 abgewandte Oberfläche der zweiten Zahnscheibe 20 in Richtung der ersten Zahnscheibe 10 verlagert wird, wodurch die der ersten Zahnscheibe 10 abgewandte Oberfläche der zweiten Zahnscheibe 20 eine abgestufte Vertiefung bildet.
Wie aus 2 ersichtlich ist, liegen der erste Zahn 13 und der zweite Zahn beabstandet nebeneinander und bilden den ersten Umschaltzahnsatz. Wie aus 6 ersichtlich ist, definiert die erste Oberfläche 11 der ersten Zahnscheibe 10 ein Polarkoordinatensystem, wobei das Zentrum der ersten Zahnscheibe 10 den zentralen Punkt bildet und die Linie von dem Zentrum der ersten Zahnscheibe 10 bis zur zweiten Ecke 122 des ersten Zahnes 13 die Polarachse bildet. Die Winkelrichtung B ist der Drehrichtung A entgegengesetzt. Daher beträgt der Winkel der Ecke 122 des ersten Zahns 13 0°. Wenn die zweite Zahnscheibe 20 vertikal auf dieses Polarkoordinatensystem projiziert wird, kann eine der ersten Ecken 211 der größeren Zähne 21 gefunden werden, die einen Polarwinkel hat, der zu einem Winkel von 360° am nächsten liegt. Der Zahn 21 dieser ersten Ecke 211 bildet den zweiten Zahn 22, der zu dem ersten Zahn 13 benachbart ist und von diesem einen geeigneten Abstand hat.
Wie aus 7 ersichtlich ist, kann beim Umschalten der Kette 30 von der zweiten Zahnscheibe 20 auf die erste Zahnscheibe 10 die Kette 30 durch den zweiten Zahn 22 der ersten Zahnscheibe 10 näherkommen. Danach greift die Kette 30 von der zweiten Zahnscheibe 20 auf die erste Zahnscheibe 10 über. Durch die Schrägfläche 131 des ersten Zahns 13 wird eine Behinderung für die Kette 30 vermieden, so dass die Kette 30 reibungsloser umgeschaltet werden kann. Der nächste größere Zahn 21 des zweiten Zahnes 22 in der Drehrichtung A kann auch als dünner Zahn ausgebildet sein. Der nächste kleinere Zahn 12 des ersten Zahnes 13 in der entgegengesetzten Richtung der Drehrichtung A kann auch als schräger Zahn ausgebildet sein. Dadurch kann die Reibungslosigkeit der Umschaltung der Kette weiterhin erhöht werden. Wie aus 8 ersichtlich ist, wenn die Kette von der ersten Zahnscheibe 10 auf die zweite Zahnscheibe 20 umgeschaltet wird, kann die Kette 30 durch den schrägen ersten Zahn 13 der zweiten Zahnscheibe 20 näherkommen. Danach greift die Kette 30 von der ersten Zahnscheibe 10 auf die zweite Zahnscheibe 20 über. Durch die Schrägfläche 131 wird eine Behinderung für die Kette 30 vermieden, so dass die Kette 30 reibungsloser umgeschaltet werden kann. Daher kann durch den Umschaltzahnsatz gleichzeitig das Upshifting (Umschaltung der Kette 30 auf die größere Zahnscheibe) und das Downshifting (Umschaltung der Kette 30 auf die kleinere Zahnscheibe) durchgeführt werden.
Um eine schnelle Umschaltung der Kette 30 zu ermöglichen, können ein zweiter oder noch mehrere Umschaltzahnsätze vorgesehen sein. Der zweite Umschaltzahnsatz enthält ebenfalls einen schrägen Zahn und einen dünnen Zahn. Der erste und zweite Umschaltzahnsatz können einen Abstand von 1 bis 7 kleinere Zähne 12 haben. Die zwei benachbarten Zahnscheiben können 2 bis 5 Umschaltzahnsätze besitzen.
Die Erfindung betrifft somit ein Schwungrad für ein Fahrrad, das eine erste Zahnscheibe 10 und eine zweite Zahnscheibe 20 umfasst, wobei die erste Zahnscheibe einen schrägen Zahn aufweist, der im Uhrzeigersinn eine sich von der der zweiten Zahnscheibe 20 abgewandten Oberfläche zu der anderen Oberfläche neigende Schrägfläche 131 besitzt, und wobei die zweite Zahnscheibe 20 einen dünnen Zahn aufweist, der zu dem schrägen Zahn benachbart ist und dessen der ersten Zahnscheibe abgewandte Oberfläche in Richtung der ersten Zahnscheibe 10 verlagert wird, wodurch die Dicke des Zahnes verkleinert wird. Durch den schrägen Zahn 13 und den dünnen Zahn 22 kann ein Umschaltpunkt für die Kette 30 gebildet sein. Die Zahnscheiben können auch mehrere schräge Zähne und dünne Zähne besitzen, damit die Umschaltgeschwindigkeit der Kette erhöht wird.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Zahnscheiben des Schwungrads schräge Zähne und dünne Zähne aufweisen, wodurch die Kette reibungsloser zwischen den Zahnscheiben umgeschaltet werden kann, so dass die Verstellung des Übersetzungsverhältnisses erleichtert wird. Die Schrägfläche des schrägen Zahns neigt sich in der Drehrichtung der Zahnscheibe, wodurch der schräge Zahn an der Angriffsseite eine größere Dicke hat, so dass der schräge Zahn eine bestimmte Festigkeit besitzt. Da mehrere Umschaltzahnsätze vorgesehen sein können, hat die Kette mehrere Umschaltpunkte, so dass die Kette schnell umgeschaltet werden kann.

θ: Neigungswinkel
A: Drehrichtung
B: Winkelrichtung
10: erste Zahnscheibe
11: erste Oberfläche
12: kleinerer Zahn
121: erste Ecke
122: zweite Ecke
13: erster Zahn
131: Schrägfläche
132: Bogenfläche
20: zweite Zahnscheibe
21: größerer Zahn
211: erste Ecke
212: zweite Ecke
22: zweiter Zahn
30: Kette

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 4889521 [0003]

Claims

Schwungrad für Fahrrad, umfassend eine erste Zahnscheibe (10), die eine erste Oberfläche (11) und eine zweite Oberfläche aufweist, eine im Uhrzeigersinn definierte Drehrichtung (A) besitzt und in der Umfangsrichtung eine Vielzahl von sich radial nach außen erstreckenden kleineren Zähnen (12) bildet, wobei jeder kleinere Zahn (12) an der dem Zentrum der ersten Zahnscheibe abgewandten Seite in der Drehrichtung A eine erste Ecke (121) und ein zweite Ecke (122) besitzt, die zweite Zahnscheibe (20) größer ist als die erste Zahnscheibe (10), parallel zu der zweiten Oberfläche der ersten Zahnscheibe (10) verläuft und von dieser einen Abstand hat, mit der ersten Zahnscheibe (10) koaxial angeordnet ist und im Uhrzeigersinn eine Vielzahl von sich radial nach außen erstreckenden größeren Zähnen (21) bildet, wobei jeder größere Zahn (21) an der dem Zentrum der ersten Zahnscheibe abgewandten Seite in der Drehrichtung (A) eine erste Ecke (211) und eine zweite Ecke (212) besitzt, und einen ersten Umschaltzahnsatz, der einen ersten Zahn (13) und einen zweiten Zahn (22) umfasst, wobei der erste Zahn (13) durch einen kleineren Zahn (12) gebildet ist, wobei die erste Oberfläche (11) der ersten Zahnscheibe (10) ein Polarkoordinatensystem definiert, wobei das Zentrum der ersten Zahnscheibe (10) den zentralen Punkt bildet und die Linie von dem Zentrum der ersten Zahnscheibe (10) bis zur zweiten Ecke (22) des ersten Zahnes (13) die Polarachse bildet, wobei die Winkelrichtung (B) der Drehrichtung (A) entgegengesetzt ist, wobei der zweite Zahn (22) durch einen größeren Zahn (21) gebildet ist, dessen erste Ecke (211) einen Polarwinkel hat, der zu einem Winkel von 360° am nächsten liegt, und wobei der erste Zahn (13) ein schräger Zahn ist und der zweite Zahn (22) ein dünner Zahn ist, wobei der schräge Zahn durch einen kleineren Zahn (12) gebildet ist, der eine Schrägfläche (131) aufweist, die sich von der ersten Oberfläche (11) zu der zweiten Oberfläche neigt, und der dünne Zahn durch einen größeren Zahn (21) gebildet ist, dessen der ersten Zahnscheibe (10) abgewandte Oberfläche in Richtung der ersten Zahnscheibe (10) verlagert wird, wodurch die Dicke des größeren Zahnes (21) verkleinert wird.
Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägfläche (131) mit der zweiten Oberfläche einen Neigungswinkel (θ) einschließt, der 5 bis 15° beträgt.
Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schrägfläche (131) und der ersten Oberfläche (11) eine Bogenfläche (132) gebildet ist, die vertikal zu der ersten Oberfläche (11) verläuft und zum Zentrum der ersten Zahnscheibe gewölbt ist, wobei das der ersten Ecke (121) zugewandte Ende der Bogenfläche (132) vom Zentrum der ersten Zahnscheibe (10) einen Abstand hat, der größer ist als der Abstand zwischen dem der zweiten Ecke (122) zugewandten Ende der Bogenfläche (132) und dem Zentrum der ersten Zahnscheibe (10).
Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in der entgegengesetzten Richtung der Drehrichtung (A) nächste kleinere Zahn (12) des ersten Zahnes (13) auch als schräger Zahn ausgebildet ist.
Schwungrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Drehrichtung (A) nächste größere Zahn (21) des zweiten Zahnes (22) auch als dünner Zahn ausgebildet ist.
Schwungrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Zahnscheibe (10, 20) einen zweiten Umschaltzahnsatz aufweisen, wobei der erste und zweite Umschaltzahnsatz einen Abstand von 1 bis 7 kleineren Zähnen (12) haben.
Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Zahnscheibe (10, 20) einteilig ausgebildet sind.