• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    EineFahrradnabe weist eine Nabenachse (16) auf, die von einem Nabengehäuse (10)umgeben ist. Das Nabengehäuse(10) ist überNabenlager (18, 20) gegenüberder Nabenachse (16) gelagert. Ferner ist die Nabenachse von einemmindestens ein Zahnrad tragenden Freilaufkörper (26) umgeben. Der Freilaufkörper ist über Freilauflager(28) drehbar gegenüberder Nabenachse (16) gelagert. Des weiteren ist zwischen dem Nabengehäuse (10)und dem Freilaufkörper(26) eine Freilaufeinrichtung (36) angeordnet. Um ein Durchrutschender Freilaufeinrichtung (36) zu vermeiden, ist die Nabenachse (16) erfindungsgemäß im Bereich(48) des freilaufseitigne Nabenlagers (20) verdickt.
    公开号:DE102004004961A1
    申请号:DE200410004961
    申请日:2004-01-31
    公开日:2005-08-25
    发明作者:Hans-Christian Smolik
    申请人:Canyon Bicycles GmbH；
    IPC主号:B60B27-02
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Fahrradnabe, die insbesondere für Rennräder undMountainbikes geeignet ist und hohen Belastungen ausgesetzt werden kann.
    [0002] DieHinterradnabe eines Fahrrades weist eine Nabenachse auf. Die Nabenachseist von einem Nabengehäuseund von einem, üblicherweisemehrere Zahnrädertragenden, Freilaufkörperumgeben. Hierbei ist das Nabengehäuse über zwei Nabenlager und derFreilaufkörper über zweiFreilauflager gegenüberder Nabenachse drehbar gelagert. Mit dem Nabengehäuse sind üblicherweisedie Speichen des Rades verbunden. Zwischen dem Nabengehäuse unddem Freilaufkörperist eine Freilaufeinrichtung angeordnet. Die Freilaufeinrichtungweist üblicherweisezwei Freilaufscheiben mit einer stirnseitigen Verzahnung auf.
    [0003] Beihohen Belastungen, d. h. insbesondere hohen auf die Nabenachse wirkendenKräften,biegt sich die Nabenachse durch. Hierdurch sind die beiden Stirnseitender Freilaufscheiben nicht mehr exakt parallel zueinander ausgerichtet.Da hierdurch nicht mehr sämtlicheZähne derAxialverzahnung in Eingriff sind, bzw. nicht mehr vollständig inEingriff sind, kann ein Durchrutschen der Freilaufscheiben auftreten.Dies führtzu Beschädigungender Zahnspitzen und somit zur Funktionsuntüchtigkeit des Freilaufes.
    [0004] Umdie Gefahr des Durchrutschens und Beschädigen des Freilaufes zu verringern,ist es aus WO 00/21762 bekannt, beide Freilaufscheiben jeweils miteiner Axialkräfteaufbringenden Feder zu koppeln, so dass die beiden verzahnten Stirnseiten derFreilaufscheiben aneinander gedrücktwerden. Hierdurch kann die elastische Verbiegung der Nabenachseund die damit verbundene Taumelstellung der Freilaufscheiben jedochnur geringfügigverbessert werden.
    [0005] Aufgabeder Erfindung ist es, eine Fahrradnabe zu schaffen, bei der dieGefahr des Durchrutschens in der Freilaufeinrichtung verringertist.
    [0006] DieLösungder Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches1.
    [0007] Dieerfindungsgemäße Fahrradnabeweist eine Nabenachse auf, die von einem Nabengehäuse umgebenist. Das Nabengehäuseist von zwei oder mehr Nabenlagern getragen und somit gegenüber derNabenachse drehbar. Des weiteren ist die Nabenachse von einem, mindestensein, üblicherweise mehrereZahnrädertragenden Freilaufkörperumgeben. Der Feilaufkörperist von mindestens zwei Freilauflagern getragen und somit ebenfallsgegenüber derNabenachse drehbar. Zwischen dem Nabengehäuse und dem Freilaufkörper isteine Freilaufeinrichtung angeordnet. Durch die Freilaufeinrichtungist einerseits eine Kraftübertragungzwischen dem Freilaufkörperund dem Nabengehäuseund andererseits ein Freilauf möglich.Um ein Durchrutschen der Freilaufeinrichtung zu vermeiden, ist dieerfindungsgemäße Nabenachseim Bereich des freilaufseitigen Nabenlagers verdickt. Die vorzugsweisehohle Nabenachse weist somit im Bereich des freilaufseitigen Nabenlagerseine größere Wandstärke auf.Hierdurch kann eine höhereSteifigkeit der Nabenachse erzielt werden, da im Bereich des freilaufseitigenNabenlagers die größten Kräfte auftreten.Durch die entsprechende Verdickung der Nabenachse in diesem Bereichist die Steifigkeit der Nabenachse erhöht, bzw. das Durchbiegen auchbei auftretenden hohen Belastungen verringert. Dies führt dazu,dass die vorzugsweise in der Freilaufeinrichtung vorgesehene Freilaufscheibennicht taumeln und die Freilaufscheiben auch bei großen Belastungenparallel zu einander ausgerichtet bleiben. Es wurde festgestellt,dass bereits durch eine relativ geringe Verdickung der Nabenachseim Bereich des freilaufseitigen Nabenlagers die Steifigkeit derNabenachse so sehr erhöht werdenkann, dass sich die Nabenachse nur geringfügig verformt und somit dieGefahr des Durchrutschens erheblich verringert ist.
    [0008] DerVerdickungsbereich erstreckt sich vorzugsweise mindestens über diegesamte Breite des freilaufseitigen Nabenlagers, so dass die gesamte Anlagefläche diesesNabenlagers im Verdickungsbereich der Nabenachse angeordnet ist.Vorzugsweise ist der Verdickungsbereich breiter als die Auflagefläche desNabenlagers. Besonders bevorzugt ist es hierbei, dass der Verdickungsbereichmindestens doppelt so breit wie die Anlagefläche des Nabenlagers ist. Hierdurchkann die Steifigkeit der Nabenachse weiter verbessert und somitdie Gefahr des Durchrutschens weiter verringert werden.
    [0009] Beieiner vorzugsweise hohlen Nabenachse ist die Wandstärke im Verdickungsbereichmindestens 2,5 mm, vorzugsweise mindestens 3 mm. Des weiteren istes bevorzugt, den Außendurchmesser derNabenachse gegenüberherkömmlichenNabenachsen zu vergrößern, sodass die erfindungsgemäße Nabenachseeinen Außendurchmesservon mindestens 16 mm, vorzugsweise mindestens 17 mm hat. Hierdurchkann die Steifigkeit der Nabenachse erheblich verbessert werden.
    [0010] Fernerist die Nabenachse auch in den übrigenBereichen dicker ausgestaltet als herkömmliche Nabenachsen, so dassdie Nabenachse überdie gesamte Längemindestens eine Wandstärkevon 2 mm, vorzugsweise von mindestens 2,5 mm aufweist. Die Nabenachseweist somit auch neben dem Verdickungsbereich eine erhöhte Wandstärke auf.Vorzugsweise ist die Wahl der Wandstärke über die Längsrichtung der Nabenachsean den auftretenden Kraftverlauf angepasst. Die Nabenachse weistsomit in Bereichen, in denen höhereKräfteauftreten könneneine größere Wandstärke auf.In anderen Bereichen ist die Wandstärke nicht unnötig dick,da dies zu einer Gewichtserhöhungder Fahrradnabe führen würde. Diesist insbesondere bei Rennrädernunerwünscht.
    [0011] Besondersbevorzugt ist es, zwischen den beiden Nabenlagern eine Versteifungshülle vorzusehen,die die Nabenachse umgibt. Hierdurch kann die Gefahr eines zu starkenVerbiegens der Nabenachse und damit ein Durchrutschen der Freilaufeinrichtung weiterverringert werden. Hierbei liegt die Versteifungshülse vorzugsweisean den inneren Lagerschalen an, wobei die inneren Lagerschalen ander Nabenachse drehfest gehalten sind. Eine weitere Verbesserungder Steifigkeit kann dadurch erzielt werden, dass mit Hilfe derVersteifungshülseeine Vorspannung auf die Lager aufgebracht wird. Dies kann dadurcherzielt werden, dass das zur Fixierung der Fahrradnabe in den Ausfallendender Hinterradstreben vorgesehene Endstück auf die innere Lagerschaledes vom Freilauf abgewandten Nabenlagers drückt und die so aufgebrachtenVorspannkräfte durchdie Versteifungshülseauf die innere Lagerschale des freilaufseitigen Nabenlagers übertragen werden.Die Vorspannung kann durch das Vorsehen von Schnellspannachsen weitererhöhtwerden.
    [0012] Vorzugsweiseist das freilaufseitige Nabenlager gegenüber herkömmlichen Naben näher an der Freilaufeinrichtungangeordnet. Dies liegt im Wesentlichen darin begründet, dassdie Freilaufscheibe in der Nabe keine axialen Bewegungen ausführen mussund ihre planparalelle Ausrichtung durch die Anlage an das Nabenlagerbzw. Ein zwischen der Freilaufscheibe und dem Nabenlager vorgesehenes Zwischenelementgewährleistetist. Hierdurch kann die Freilaufscheibe erheblich schmaler ausgestaltet werden,ohne dass die Gefahr einer Verkantung besteht.
    [0013] Besondersbevorzugt ist eine Kombination der vorstehend beschriebenen Maßnahmen,durch die sodann eine bis zu acht mal höhere Achsensteifigkeit alsbei herkömmlichenNabenachsen erzielt werden kann.
    [0014] Eineweitere Verbesserung der erfindungsgemäßen Fahrradnabe kann dadurcherzielt werden, dass zumindest eine der beiden Freilaufscheibenan ihrer Mantelflächeeine Kerbverzahnung aufweist. Vorzugsweise weisen beide Freilaufscheibeneine derartige Kerbverzahnung an der Mantelfläche auf. Durch die Verzahnungan der Mantelflächewird eine Kraftübertragungzwischen der Freilaufscheibe und dem Nabengehäuse bzw. dem Freilaufkörper realisiert,wobei die Freilaufscheibe axial verschiebbar bleibt. Durch das Vorseheneiner Kerbverzahnung mit mehr als 60 Zähnen kann die Flächenpressung, beispielsweisegegenübereinem üblicherweiseverwendeten Zahnwellenprofil mit 28 Zähnen, auf ca. 50 N/mm2 reduziert werden. Hierdurch ist es möglich, dasNabengehäuseund/oder den Freilaufkörperaus Aluminium auszubilden, wobei das Nabengehäuse und/oder der Freilaufkörper imBereich der Kraftübertragungnicht durch einen Stahlring oder dgl. verstärkt werden muss. Dies ist aufgrundder erheblich geringeren Flächenpressungmöglich.Hierdurch ist es möglich,das Gewicht der Fahrradnabe zu reduzieren.
    [0015] Eineweitere Gewichtsreduzierung kann dadurch erreicht werden, dass dieNabenlager und/oder die Freilauflager als Dünnringkugellager ausgebildet sind.Dies ist nur aufgrund der hohen Achssteifigkeit möglich, daDünnringkugellagerbei auftretenden Verbiegungen der Achse äußerst empfindlich sind. Durchdas Verwenden von Dünnringkugellagernist eine weitere Gewichtsersparnis möglich.
    [0016] DasGewicht des Freilaufkörperskann verringert werden, indem eine Hülse zwischen den Freilauflagernangeordnet wird. Die Hülseist hierbei zwischen den beiden äußeren Lagerschalender Freilauflager angeordnet und weist vorzugsweise Magnesium oderFaserverstärktenKunststoff auf.
    [0017] Nachfolgendwird die Erfindung an Hand einer bevorzugten Ausführungsformunter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
    [0018] Eszeigen:
    [0019] 1 einenschematischen Längsschnitteiner erfindungsgemäßen Fahrradnabe,
    [0020] 2 eineschematische Draufsicht einer Freilaufscheibe und
    [0021] 3 eineschematische Schnittansicht entlang der Linie III-III in 2.
    [0022] DieFahrradnabe weist ein Nabengehäuse 10 auf.Mit zwei Flanschen 12, 14 des Nabengehäuses 10 sinddie Speichen der Hinterradnabe verbunden. Innerhalb des Nabengehäuses 10 isteine Nabenachse 16 angeordnet. An einer Außenseiteder Nabenachse sind zwei vorzugsweise als Dünnringkugellager ausgebildeteNabenlager 18, 20 insbesondere durch Aufpressenmit der Nabenachse verbunden. Hierbei liegen die inneren Lagerschalenan der Außenseiteder hohlen Nabenachse 16 an. Die äußeren Lagerschalen der Nabenlager 18, 20 sind vorzugsweiseebenfalls durch eine Presspassung mit dem Nabengehäuse 10 verbunden.Zwischen den beiden Nabenlagern 18, 20 ist eineVersteifungshülse 22 vorgesehen,die an den beiden inneren Lagerschalen der Nabenlager 18, 20 anliegt.Bei dem Einbau des Hinterrades durch Einschrauben eines Endstückes 24 indie Nabe wird durch das Endstück 24 Kraftauf die innere Lagerschale des Nabenlagers 18, von diesemauf die Versteifungshülse 22 undvon dieser auf die innere Lagerschale des Nabenlagers 20 ausgeübt. Hierdurcherfolgt ein Vorspannen der Nabenlager 18, 20.
    [0023] Fernerist die Nabenachse 16 von einem Freilaufkörper 26,der üblicherweisemehrere Zahnräderträgt,umgeben. Der Freilaufkörperist mittels zweier Freilauflager 28 drehbar auf der Nabenachse 10 gelagert.Hierbei sind im dargestellten Ausführungsbeispiel die beiden äußeren Lagerschalender Freilauflager 28 übereine Magnesiumhülse 30 miteinanderverbunden, wobei die Freilauflager 28 als Dünnringkugellagerausgebildet sind. Sowohl durch Vorsehen der Hülse 30 als auch durchdie Ausbildung der Lager 28 als Dünnringkugellager kann das Gewichtder Fahrradnabe reduziert werden.
    [0024] Desweiteren ist vorzugsweise zur Versteifung der Nabenachse 16 eineweitere Hülse 32 vorgesehen,die sich an den beiden inneren Lagerschalen der Freilauflager 28 abstützt. BeimEinschrauben des Endstückes 34 erfolgtsomit ebenfalls eine Kraftübertragungauf den inneren Lagerring des ersten Freilauflagers 28,von diesem auf die Hülse 32 und vondieser sodann auf die innere Lagerschale des zweiten, innenliegendenFreilauflagers 28.
    [0025] Zwischendem Nabengehäuse 10 unddem Freilaufkörper 26 isteine Freilaufeinrichtung 36 vorgesehen. Diese weist zweiFreilaufscheiben 38, 40 auf. Die Freilaufscheibe 38 istin dem Nabengehäuse 10 angeordnetund mit diesem überein Kerbwellenprofil drehfest verbunden. Auf Grund der Ausgestaltungdes Nabengehäusesist eine axiale Verschiebung der Feilaufscheibe 38 in 1 nachlinks nicht möglich.Die Freilaufscheibe 38 muss jedoch nicht in dem Nabengehäuse 10 axialfixiert sein. Die Freilaufscheibe 40 ist innerhalb desFreilaufkörpers 26 angeordnetund mit diesem ebenfalls überein Kerbwellenprofil 42 (2) verbunden.Die Freilaufscheibe 40 ist axial verschiebbar und wird über eineFeder 44 in Richtung der Freilaufscheibe 38 gedrückt, sodass durch die an den Stirnseiten der beiden Freilaufscheiben 38, 40 vorgesehenaxiale Verzahnung 46 (3) eineKraftübertragung über diebeiden Freilaufscheiben 38, 40 möglich ist.Bei der Verzahnung 46 handelt es sich um eine Sägezähne aufweisendeVerzahnung, so dass ein Freilauf möglich ist, wenn keine Kraftübertragungerfolgt. Aufgrund der erfindungsgemäßen Steifigkeit der Nabenachse 60 isteine einzige Feder 44 ausreichend. Es ist nicht erforderlich,die zweite Freilaufscheibe 38 ebenfalls durch eine Feder inaxialer Richtung zu belasten, um ein Durchrutschen der Freilaufscheibenzu vermeiden.
    [0026] ZurErhöhungder Steifigkeit der Nabenachse 16 ist diese in einem Bereich 48 desfreilaufseitigen Nabenlagers 20 verdickt. Insbesondereerfolgt die Verdickung auf beiden Seiten einer Anlagefläche 50 desNabenlagers 20. Vorzugsweise nimmt die Wandstärke derNabenachse 16, ausgehend von einer Schulter 52,an der das Lager 20 anliegt, in Richtung der Freilaufeinrichtung 36 stetigab. Die Abnahme erfolgt vorzugsweise bis zu dem inneren Freilauflager 28 stetig,so dass ein harmonischer Kraftfluss innerhalb der Nabenachse möglich ist.
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] Fahrradnabe mit einer Nabenachse (16), einemdie Nabenachse (16) umgebenden Nabengehäuse (10), zweizwischen der Nabenachse (16) und dem Nabengehäuse (10)angeordneten Nabenlagern (28), einem mindestens einZahnrad tragenden Freilaufkörper(26), zwei zwischen der Nabenachse (16) unddem Feilaufkörper(26) angeordneten Freilauflagern (28) und einerzwischen dem Nabengehäuse(10) und dem Freilaufkörper(26) angeordneten Freilaufeinrichtung (36), dadurchgekennzeichnet, dass die Nabenachse (16) im Bereich(48) des freilaufseitigen Nabenlagers (20) verdicktist.
    [2] Fahrradnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Verdickungsbereich (48) mindestens die Anlagefläche (50)des Nabenlagers (20) umfasst.
    [3] Fahrradnabe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Wandstärkeim Verdickungsbereich (48) mindestens 2,5 mm, vorzugsweisemindestens 3 mm beträgt.
    [4] Fahrradnabe nach einem der Ansprüche 1 – 3, dadurch gekennzeichnet,dass die Nabenachse (16) einen Außendurchmesser von mindestens16 mm, vorzugsweise von mindestens 17 mm hat.
    [5] Fahrradnabe nach einem der Ansprüche 1 – 4, dadurch gekennzeichnet,dass die Nabenachse (16) über die gesamte Länge eineWandstärkevon mindestens 2 mm, vorzugsweise mindestens 2,5 mm hat.
    [6] Fahrradnabe nach einem der Ansprüche 1 – 5, dadurch gekennzeichnet,dass zwischen den Nabenlagern (18, 20) eine Versteifungshülse (22)vorgesehen ist.
    [7] Fahrradnabe nach einem der Ansprüche 1 – 6, dadurch gekennzeichnet,dass das freilaufseitige Nabenlager (20) in dem Bereichder Fluchtlinie unter der Nabenflanschkante angeordnet ist.
    [8] Fahrradnabe nach einem der Ansprüche 1 – 7, dadurch gekennzeichnet,dass die Freilaufeinrichtung (36) eine drehfest mit demNabengehäuse(10) und eine drehfest mit dem Freilaufkörper (26)verbundene Freilaufscheibe (38, 40) aufweist,wobei zumindest eine der beiden Freilaufscheiben (38, 40)an der Mantelflächeeine Kerbverzahnung (42) aufweist.
    [9] Fahrradnabe nach einem der Ansprüche 1 – 8, dadurch gekennzeichnet,dass die Nabenlager (18, 20) Dünnringkugellager sind.
    [10] Fahrradnabe nach einem der Ansprüche 1 – 9, dadurch gekennzeichnet,dass zwischen den Freilauflagern (28) eine Hülse (30)angeordnet ist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004004961B4|2006-03-16|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-08-25| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2006-09-14| 8364| No opposition during term of opposition|
    2018-03-12| R081| Change of applicant/patentee|Owner name: DT SWISS AG, CH Free format text: FORMER OWNER: CANYON BICYCLES GMBH, 56073 KOBLENZ, DE |
    2018-03-12| R082| Change of representative|Representative=s name: BSB ANWALTSKANZLEI, DE Representative=s name: BSB PATENTANWAELTE SCHUETTE & ENGELEN PARTNERS, DE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410004961|DE102004004961B4|2004-01-31|2004-01-31|Fahrradnabe|DE200410004961| DE102004004961B4|2004-01-31|2004-01-31|Fahrradnabe|
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