DE202010011914U1

DE202010011914U1 - Kettenblatt für ein Fahrrad

Info

Publication number: DE202010011914U1
Application number: DE202010011914U
Authority: DE
Original assignee: LOTZ CARBON GmbH
Current assignee: LOTZ CARBON GmbH
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2010-12-02
Anticipated expiration: 2020-08-28

Abstract

Kettenblatt für schaltbare und nicht schaltbare Kettentriebe, vornehmlich an Fahrrädern, welches an einer Tretkurbel oder einem Flansch befestigt werden kann dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil ganz oder teilweise aus Faser-Kunststoff-Verbund, vorzugsweise Kohlenstofffaser-Epoxydharz-Verbund, gefertigt ist, wobei die Fasern vorwiegend entsprechend der Lastpfade ausgerichtet sind, und die Fasern zumindest teilweise nicht dem Verlauf einer gerade Linie Folgen (4).

Description

Bei der Erfindung handelt es sich um ein Kettenblatt zur Verwendung in Kettentrieben wie er z. B. bei Zweiradantrieben vorhanden ist. Das Kettenblatt kann sowohl in schaltbaren als auch in nicht schaltbaren Antrieben verwendet werden. Kettenblätter werden üblicherweise mit entsprechenden Schrauben und Muttern an einem Flansch oder eine Tretkurbel (Fahrrad) befestigt, die hierzu benötigten Bohrungen (3) sind meist als Lochkreis angeordnet. Es ist zu unterscheiden zwischen kreisrunden und ovalen Kettenblättern. Aufgabe des Kettenblattes ist, ein Moment zu leiten und über die Zähne an der Kette abzusetzen. Die Kraftübertragung von Flansch zu Kettenblatt erfolgt in der Regel mittels eines Reibkraftschlusses, die Übertragung zwischen Kettenblatt und Kette erfolgt über einen Formschluss.
Stand der Technik
Vorhandene Kettenblätter sind über viele Jahrzehnte bezüglich Gewicht und Schaltverhalten optimiert worden. Gebräuchlich sind derzeit gestanzte oder gefräste Kettenblätter aus Aluminium, Stahl oder Titan. Ebenfalls erhältlich sind Kettenblätter, die aus Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) gefertigt sind, hier wird nach derzeitigem Stand der Technik mittels Wasserstrahlschneiden oder Fräsen das Kettenblatt aus einer vorgefertigten Platte ausgeschnitten.
Mängel bisheriger Lösungen
Metallkettenblätter besitzen zwar inzwischen bezüglich des Schaltverhaltens dank Steighilfen gute Eigenschaften, besitzen jedoch eine vergleichsweise große Masse. Kettenblätter aus Faser-Kunststoff-Verbund-Platten weisen zwar teils eine geringe Masse auf, sind jedoch aufgrund des nicht fasergerechten Aufbaus nicht besonders steif, Steighilfen werden höchstens in Form von eingeklebten Pins eingesetzt, hier ist also die Schaltqualität meist nicht besonders hoch, das Potential des Werkstoffs bezüglich seiner Leichtbauqualitäten wird nicht ausgenutzt.
Problemstellung
Aufgrund der dargelegten Mängel der derzeit existierenden Lösungen sollte ein Weg gefunden werden, Kettenblätter mit gutem Schaltverhalten, hoher Steifigkeit und gleichzeitig geringer Masse herzustellen. Ziel sollte es sein, die Schaltqualität und Steifigkeit auf das Niveau von sehr guten Aluminiumkettenblättern zu heben, bei der Masse jedoch derzeit erhältliche Faser-Kunststoff-Verbundlösungen zu unterbieten.
Diesen Anforderungen wurde mit einer fasergerechten Konstruktion eines Faser-Kunststoff-Verbundkettenblattes begegnet. Im Gegensatz zu den bisher bei FKV-Kettenblättern verwendeten platten mit quasiisotropem Aufbau wurde ein beanspruchungsgerechtes Layup verwendet, bei dem die Fasern in Richtung der Hauptspannungen orientiert sind (4). Dadurch wird bei entsprechender Dosierung der Fasermenge ein leichtbauoptimales Laminat erstellt.
Da die Hauptspannungsvektoren ihre Richtung in Abhängigkeit vom Ort auf dem Kettenblatt ändern, sind sich ändernde Faserwinkel notwendig. Mit klassischen Faserhalbzeugen wie Geweben oder Gelegen lässt sich dies nicht oder nur schwer realisieren. Diesem Problem ist mit gestickten Preforms zu begegnen, hier werden CNC-gesteuert Rovings auf ein Vlies oder Gewebe aufgenäht, variable Faserrichtungen und -mengen sind daher gut einzustellen, als Zwischenprodukt erhält man die trockene Verstärkungsstruktur. Diese muss im Folgenden nur noch mit einem entsprechenden Matrixwerkstoff getränkt und ausgehärtet werden. Dies kann z. B. in geschlossenen Formen im RTM-Verfahren erfolgen, hier wird Harz unter Druck und Temperatur in die geschlossene Form mit eingelegtem Preform injiziert, nach dem aushärten wird das fertige Bauteil entnommen und ggf. nachbearbeitet. Nachbearbeitung, die Fasern durchtrennt entfällt dadurch weitgehend, die Lohnkosten der Herstellung können durch den hohen Automatisierungsgrad gering gehalten werden.
Verfahren wie das Fasersticken lassen es auch zu, lokal Verdickungen oder Nuten (5) einzubringen, die im fertigen Bauteil als Steighilfen für die Kette dienen, vergleichbar der Stege an Metallkettenblättern. Es sind keine zusätzlichen Arbeitsschritte notwendig wie es beim aufkleben von Plattenmaterial o. Ä. der Fall wäre. Auch Pins (6) zur Verbesserung des Schaltverhaltens können eingebracht werden, hierzu können nach dem Positionieren des Preforms in der Form einfach entsprechende Metall- oder FKV-Stifte in geeignete Positionierhilfen gesteckt werden, diese werden mit dem Kunstharz direkt im Bauteil verklebt.
Auch können andere Fasern eingebracht werden, so ist es denkbar einen Verschleißindikator aus einer andersfarbigen Faser als das Grundmaterial einzunähen, welcher bei Erreichen der Verschleißgrenze sichtbar wird.
Die Kettenblätter können je nach Anfoderungen an Design und Eigenschaften als Scheibe (Zeichnung Blatt 1) oder als fachwerkartige Tragstruktur (Zeichnung Blatt 2) ausgebildet sein.

Claims

Kettenblatt für schaltbare und nicht schaltbare Kettentriebe, vornehmlich an Fahrrädern, welches an einer Tretkurbel oder einem Flansch befestigt werden kann dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil ganz oder teilweise aus Faser-Kunststoff-Verbund, vorzugsweise Kohlenstofffaser-Epoxydharz-Verbund, gefertigt ist, wobei die Fasern vorwiegend entsprechend der Lastpfade ausgerichtet sind, und die Fasern zumindest teilweise nicht dem Verlauf einer gerade Linie Folgen (4).
Kettenblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenblatt scheibenförmig rund oder oval, mit Ausschnitten und Taschen (2) oder als Scheibe (1) ausgeformt ist.
Kettenblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenblatt mit 1 bis 8 lösbaren Befestigungselementen beliebiger Anordnung, vorzugsweise 4 oder 5, über beliebig geformte, vorzugsweise runde Aufnahmen am Kettenblatt (3) an einem Flansch befestigt werden kann.
Kettenblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Steighilfen für die Kette mittels eingeklebter, eingeschraubter, ausgeformter oder anderweitig angebrachter Bolzen runden, ovalen oder eckigen Querschnitts, vorzugsweise rund, (6) oder Verdickungen oder Nuten (5) vorhanden sind.
Kettenblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschleißindikator aus einem vom Grundwerkstoff deutlich zu unterscheidenden Werkstoff integriert wird, der bei Erreichen der Verschleißgrenze sichtbar wird.
Kettenblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne des Kettenblattes aus einem anderen Material als die Tragstruktur gefertigt sind, vorzugsweise Aluminium, und lösbar oder unlösbar mit dem Grundkörper verbunden sind.
Kettenblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Befestigung am Flansch Teile anderen Materials, vorzugsweise Aluminium in das Bauteil integriert sind.