Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrradkurbel.

Im Stand der Technik sind Fahrradkurbeln bekannt, die aus einem Aluminiumlegierung- Gußteil bestehen, wobei an den Enden des Aluminiumlegierung-Gußteiis einerseits eine Befestigungseinrichtung zum Einschrauben eines Pedals und andererseits eine Befesti ^¬ gungseinrichtung zur Anbringung an die Tretlagei-welle vorgesehen sind. Auch ist es bekannt, an einer derartigen Fahrradkurbel einen oder mehrere Zahnkränze zu befesti ^¬ gen.

Als nachteilig bei den bekannten Fahrradkurbeln hat sich erwiesen, daß die Fahradkur- bel ein hohes Gewicht aufweist, Probleme bezüglich der Festigkeit mit sich bringen kann und in ihrer Form nicht auf einfache Weise an unterschiedliche optische und technische Anforderungen angepaßt werden kann.

Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrradkurbel und ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen, welche ein gennges Gewicht aufweist und in ihrer Form vielseitig gestaltbar ist, ohne den Kostenaufwand zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erf _i ndungsgemäß durch die Fahrradkurbel nach Anspruch 1 und 24 gelöst.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Uπteransprüche.

Als besonders vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Fahrradkurbel hat sich herausge ^¬ stellt, daß sie ein geringes Gewicht aufweist und mit geringem apparativem Aufwand in den verschiedensten Formen hergestellt werden kann.

Die Dichte des kohlefaserverstärkten Kunststoffes beträgt nur ca. 1550 kg/m ³ , während die von Aluminium ca.2700 kg/ m ³ beträgt. Die Dichte der Hartschaummasse ist noch geringer. Daraus resultierend wird das Gewicht der Fahrradkurbel drastisch reduziert.

Die hohe Festigkeit des kohlefaserverstärkten Kunststoffes ermöglicht es, daß die erfin¬ dungsgemäße Fahrradkurbel annähernd die gleiche Belastbarkeit wie das herkömmliche Aluminiumlegierung-Gußteil aufweist. Dies wurde durch entsprechende Lastwechsel- Versuche eindeutig bestätigt.

Die erfindungsgemäße Fahrradkurbel ist einfach herzustellen und wirkt insbesondere dann ansprechend im Design, wenn ein durchsichtiger Kunststoff verwendet wird, der die Verflechtung des Fasergewebes von außen erkennbar macht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher be¬ schrieben.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Fahrradkurbel gemäß einer ersten bevorzugten Ausfüh¬ rungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Fahrradkurbel gemäß der ersten bevorzugten Ausfüh¬ rungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A' in Fig. 2 der Fahrradkurbel gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine weitere Querschnittsansicht entlang der Linie B-B' in Fig. 2 der Fahrradkurbel gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Fahrradkurbel gemäß der zweiten bevorzugten Ausfüh¬ rungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine vergrößerte teilweise Seitenansicht einer Fahrradkurbel gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

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Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausfύhrungsform der Tretlagerwel- lenbefestigungseinrichtung für die erfindungsgemäße Fahrradkurbel;

Fig. 8 eine Draufsicht auf die bevorzugte Ausführungsform der Tretlagerwellenbefesti- gungseinrichtung für die erfindungsgemäße Fahrradkurbel,

Fig. 9 eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Pedalbefesti¬ gungseinnchtung für die erfindungsgemäße Fahrradkurbel,

Fig. 10 eine Draufsicht auf die bevorzugte Ausfuhrungsform der Pedalbefestigungsein¬ nchtung für die erfindungsgemaße Fahrradkurbel,

Fig. 11 eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausfuhrungsform eines in den aus Hartschaummasse bestehenden Kern eingeschäumten Innengewindeeinsatzes als Teil der Zahnkranzbefestigungsemπchtung für die erfindungsgemäße Fahr¬ radkurbel; und

Fig. 12 eine Draufsicht auf die bevorzugte Ausführungsform eines in den aus Hart¬ schaummasse bestehenden Kern eingeschaumten Teils Innengewindeeinsatzes als Teil der Zahnkranzbefestigungseinπchtung für die erfindungsgemaße Fahr¬ radkurbel.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente, und eine wieder¬ holte Beschreibung der selben wird daher unterlassen.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Fahrradkurbel gemäß einer ersten bevorzugten Aus¬ führungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Fahrradkurbel mit einem faserverstärkten Kunststoffmantel. Die Oberseite 1 a des faserverstärkten Kunststoffmantels weist an jedem Ende eine Öff¬ nung auf, welche jeweils eine Tretlagerwellenbefestigungseinπchtung 2 und eine Pedal-

befestigungseinrichtung 3, die beide im Kern der Fahrradkurbel 1 eingeschäumt sind , zugänglich machen.

Vorzugsweise ist die Tretlagerwellenbefestigungseinrichtung 2 ein aus einem Leichtme¬ tall, insbesondere einer Aluminiumlegierung bestehender im wesentlichen zylindrischer Einsatz, der eine Vierkantaufnahmeeinrichtung 4 umfaßt. Vorzugsweise ist die Pedalbe¬ festigungseinnchtung 3 ebenfalls ein aus einem Leichtmetall, insbesondere einer Alumi¬ niumlegierung bestehender im wesentlichen zylindrischer Einsatz, der eine Innengewin¬ deeinrichtung 5 umfaßt.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht einer Fahrradkurbel gemäß der ersten bevorzugten Ausfüh¬ rungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 2 bezeichnet 1 b die Unterseite des faserverstärkten Kunststoffmantels der erfin- dungsgemäßen Fahrradkurbel 1. Durch gestrichelte Linien in Fig. 2 schematisch ange¬ deutet ist jeweils die Lage der Tretlagerwellenbefestigungseinrichtung 2 und der Pedal¬ befestigungseinnchtung 3.

Die Unterseite 1b des faserverstärkten Kunststoffmantels weist zwei der Oberseite 1a entsprechende Öffnungen auf, welche jeweils die Tretlagerwellenbefestigungseinrichtung 2 und die Pedalbefestigungseinnchtung 3, die im Kern der Fahrradkurbel eingeschäumt sind , zugänglich machen

Es sei jedoch bemerkt, daß prinzipiell für die Tretlagerwellenbefestigungseinnchtung 2 eine Öffnung des faserverstärkten Kunststoffmantels auf der Unterseite 1b und für die Pedalbefestigungseinrichtung eine Öffnung des faserverstärkten Kunststoffmantels auf der Oberseite 1a ausreichen würde.

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A' in Fig. 2 der Fahrradkurbel ge¬ mäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Der Kern 6 der Fahrradkurbel 1 besteht aus einer Hartschaummasse, in die die Tretla- gerwellenbefestigungseinrichtung 2 und die Pedalbefestigungseinrichtung 3 einge¬ schäumt sind. Die Hartschaummasse dient somit zum Fixieren der Tretlagerwellenbefe-

stigungseinrichtung 2 und der Pedalbefestigungseinrichtung 3 und zum Erhöhen der Steifigkeit der gesamten Fahrradkurbel 1. Die Hartschaummasse besteht vorzugsweise aus Polyurethanschaum.

Wie ebenfalls aus Fig. 3 ersichtlich, besteht die Oberseite 1a des faserverstärkten Kunststoffmantels vorzugsweise aus einem wannenförmigen Teil, während die Untersei¬ te 1 b des faserverstärkten Kunststoffmantels vorzugsweise aus einem damit verbunde¬ nen flachen deckeiförmigen Teil besteht. Beide Teile sind durch den Kunststoff fest mit¬ einander verbunden.

Zweckmäßigerweise weist der deckeiförmige Teil eine Überlappkante 7 auf und ist der wannenförmige Teil im Verbindungsbereich 8 nach innen umgeschlagen. Dies erhöht zusätzlich die Stabilität der Fahrradkurbel 1 und erlaubt eine ansprechende optische Gestaltung.

Allgemein kann der faserverstärkte Kunststoffmantel auch aus mehreren Fasergewebe¬ lagen bestehen. Der verwendete Kunststoff ist dabei vorzugsweise durchsichtig, um die Verflechtung des Fasergewebes nach außen hin sichtbar zu machen und so für ein in¬ teressantes optisches Äußeres zu sorgen.

Fig. 4 ist eine weitere Querschnittsansicht entlang der Linie B-B' in Fig. 2 der Fahrrad¬ kurbel gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Die in Fig. 4 gezeigte Querschnittsansicht zeigt den Bereich der Tretlagerwellenbefesti- gungseinrichtung 2. Es sei jedoch bemerkt, daß der entsprechende Bereich der Pedal¬ befestigungseinrichtung 3 analog aufgebaut ist.

Die Tretlagerwellenbefestigungseinrichtung 2 ist, wie oben erwähnt, vorzugsweise ein im wesentlichen zylindrischer Einsatz. An den Zylinderumfang sind scheibenförmige Lamel¬ len 9 angesetzt sind. Diese Lamellen 9 dienen zur Erhöhung der Sitzfestigkeit der in der Hartschaummasse eingeschäumten Tretlagerwellenbefestigungseinrichtung 2, denn sie erhöhen die Oberfläche, die in Verbindung mit der Hartschaummasse steht. Insbesonde¬ re verhindert somit die sich zwischen den Lamellen 9 befindliche Hartschaummasse ein Verdrehen und Verrutschen derTretlagerwellenbefestigungseinrichtung 2.

Es sei bemerkt, daß weiterer Kunststoff , z.B. der für den faserverstärkten Kunststoff¬ mantel verwendete Kunststoff, neben der Hartschaummasse insbesondere im Bereich des Einsatzes der Tretlagerwellenbefestigungseinrichtung 2 vorgesehen sein kann, um die Sitzfestigkeit weiter zu erhöhen.

Weiterhin ist in Fig. 4 erkennbar, daß in den faserverstärkten Kunststoffmantel im Be¬ reich der Tretlagerwellenbefestigungseinrichtung 2 sowohl auf der Oberseite 1 a als auch auf der Unterseite 1b eine Zugangsöffnung 10 konisch eingesenkt ist.

Die in Figuren 1 bis 4 dargestellte erste bevorzugte Ausführungform der erfindungsge¬ mäßen Fahrradkurbel 1 ist beispielsweise für die dem Kettenantrieb gegenüberliegende Seite des Tretkurbelsatzes bestimmt.

In Figuren 5 und 6 ist eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrradkurbel dargestellt, die vorteilhafterweise für die Seite des Kettenantriebs des Tretkurbelsatzes bestimmt ist.

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine Fahrradkurbel gemäß der zweiten bevorzugten Ausfüh¬ rungsform der vorliegenden Erfindung.

Die zweite bevorzugte Ausführuπgsform unterscheidet sich von der ersten bevorzugten Ausführungsform in der Ausgestaltung des Bereichs der Tretlagerwellenbefestigungs- einrichtung 2, da dort zusätzlich eine Zahnkranzbefestigungseinrichtung vorgesehen ist. Hingegen sind der Übergangsbereich und der Bereich der Pedalbefestigungseinrichtung 3 bei beiden Ausführungsformen im wesentlichen identisch.

In Fig. 5 bezeichnet 11 eine Fahrradkurbel mit einem faserverstärkten Kunststoffmantel. Die Unterseite 11b des faserverstärkten Kunststoffmantels weist genauso wie die erste Ausführungsform an jedem Ende eine Öffnung auf, welche jeweils eine Tretlagerwellen- befestigungseinrichtung 2 und eine Pedalbefestigungseinrichtung 3, die im aus der Hart¬ schaummasse bestehenden Kern der Fahrradkurbel 11 eingeschäumt sind , zugänglich machen.

Zusätzlich weist diese zweite Ausführungsform der Fahrradkurbel 10 eine Zahnkranzbe¬ festigungseinrichtung auf, welche aus zwei Teilen besteht.

Ein erster Teil 12 der Zahnkranzbefestigungseinrichtung enthält fünf in den Kem einge¬ schäumte, durch den faserverstärkten Kunststoffmantel zugängliche Zahnkranzgewin¬ deeinsätze aus Aluminium, die analog wie Pedalbefestigungseinrichtung 3 aufgebaut sind, allerdings im gezeigten Beispiel nur von der Unterseite 11b der Fahrradkurbel 11 zugänglich sind. An diesen Zahnkranzgewindeeinsätzen ist vorzugsweise der kleine Zahnkranz mit dem geringsten Durchmesser befestigt.

Der zweite Teil 13 enthält fünf ringförmige Ansätze aus Kunststoff, die peripherisch um das an der Tretlagerwelle befestigte Ende der Fahrradkurbel 10 herum angeordnet sind. An diesen ringförmigen Ansätzen sind beispielsweise der große und mittlere Zahnkranz (vgl. Fig. 6) befestigt.

Fig. 6 ist eine vergrößerte teilweise Seitenansicht einer Fahrradkurbel gemäß der zwei¬ ten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 6 ist der Bereich der Tretkurbelbefestigungseinrichtung 2 und der Zahnkranzbe¬ festigungseinrichtung 12, 13 vergrößert dargestellt. Die Bezugszeichen 14, 15 und 16 bezeichnen einen jeweils nur ansatzweise schematisch dargestellten kleinen, mittleren und großen Zahnkranz.

Die entsprechende Form der Fahrradkurbel 1 auf der dem Kettenantrieb gegenüberlie¬ genden Seite gemäß der obigen ersten Ausführungsform ist links der senkrechten Mittel¬ linie dargestellt, wohingegen rechts der senkrechten Mittellinie die oben im Zusammen¬ hang mit Fig. 5 erwähnten Merkmale der Zahnkranzbefestigungseinrichtung 12, 13 de¬ tailliert erkennbar sind.

Im folgenden werden die eingeschäumte Tretlagerwellenbefestigungseinrichtung, die eingeschäumte Pedalbefestigungseinnchtung und der eingeschäumte Teil der Zahn¬ kranzbefestigungseinrichtung näher erläutert.

Fig 7 ist eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Tretlagerwel- lenbefestigungseinπchtung für die erfindungsgemaße Fahrradkurbel, weiche sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Ausführungsform verwendet werden kann

Wie in Fig 7 dargestellt, weist die im wesentlichen zylindnsche Tretlagerwellenbefesti- gungseinπchtung 2 umfangsmäßig die scheibenförmigen Lamellen 9 auf. Diese schei¬ benförmigen Lamellen dienen der Stabilisierung innerhalb des Kerns der Fahrradkurbel.

Die scheibenförmigen Lamellen 9 haben vorzugsweise unterschiedliche Durchmesser Ebenso haben die Zylinderbereiche zwischen den Lamellen 9 vorzugsweise unter¬ schiedliche Durchmesser So ist es möglich, die Stabilität der Einsätze für den Einzelfall genau zu optimieren

An beiden Enden der Tretlagerwellenbefestigungseinπchtung 2 sind vorzugsweise koni¬ sche Einsenkungen mit einem Offnungswinkel von beispielsweise 90° vorgesehen, die Anbringung an der Tretlagerwelle zu vereinfachen

Fig 8 ist eine Draufsicht auf die bevorzugte Ausfuhrungsform der Tretlagerwelienbefe- stigungsemπchtung für die erfindungsgemaße Fahrradkurbel

Aus Fig 8 wird eine weitere Besonderheit der Tretlagerwellenbefestigungseinπchtung 2 deutlich Die Lamellen 9 weisen nämlich umfangsmäßig Aussparungen 17 auf Diese Aussparungen 17 sorgen für eine verbesserte Stabilisierung gegenüber Drehungen der Tretlagerwelienbefestigungsemπchtung 2 um die Zylmderlangsachse 18, denn gerade um diese Achse treten im Betneb erhebliche Drehmomente auf

Im gezeigten Beispiel sind die Aussparungen 17 halbkreisförmig und berühren den je¬ weiligen Zylinderbereich tangential Diese Art von Aussparungen ist leicht herstellbar, z.B. durch Einfräsen, und bietet eine hervorragende Stabilität

Vorzugsweise sind vier Aussparungen 17 vorgesehen, die um 90° voneinander beab¬ standet sind Weiterhin ist es möglich, daß die Aussparungen 7 der verschiedenen La¬ mellen 9 winkelmäßig gegeneinander versetzt liegen

Die genaue Art, Anzahl und Lage der Aussparungen ist von den konkreten Stabilitätsan¬ forderungen des Einzelfalls abhängig und läßt sich in vielerlei Art und Weise modifizie¬ ren.

Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Pedalbefesti¬ gungseinnchtung 3 für die erfindungsgemaße Fahrradkurbel, welche sowohl bei der er¬ sten als auch bei der zweiten Ausführungsform verwendet werden kann, und Fig. 10 ist eine entsprechende Draufsicht.

Die in Fig. 9 und 10 gezeigte Pedalbefestigungseinrichtung 3 ist analog wie die Tretla- gerwellenbefestigungseinrichtung 2 nach Fig. 7 und 8 aufgebaut. Da sie geringere Kräfte aufnehmen muß, ist ihr Durchmesser geringer und weist sie weniger Lamellen 9 als die Tretlagerwellenbefestigungseinrichtung 2 auf.

Fig. 11 eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines in den aus Hartschaummasse bestehenden Kern eingeschäumten Iπnengewindeeinsatzes als Teil der Zahnkranzbefestigungseinrichtung für die erfindungsgemäße Fahrradkurbel, welche bei der zweiten Ausführungsform verwendet werden kann, und Fig. 12 ist eine entspre¬ chende Draufsicht.

Der in den Kern eingeschäumte, durch den faserverstärkten Kunststoffmantel zugängli¬ che Innengewindeeinsatz aus Aluminium zur Befestigung des kleinen Zahnkranzes ist ebenfalls analog wie die Tretlagerwellenbefestigungseinπchtung 2 und die Pedalbefesti¬ gungseinrichtung 3 aufgebaut. Allerdings hat er einen noch geringeren Durchmesser und weist noch weniger Lamellen 9 als die Pedalbefestigungseinnchtung auf, denn meh¬ rere solche Einsätze, z.B. fünf, wie in Fig. 5 dargestellt, sind vorgesehen, unter denen die Belastung aufgeteilt ist, so daß die Anforderungen an den einzelnen Einsatz verringert sind.

Im folgenden wird das kostengünstige Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Fahrradkurbel näher beschrieben werden.

Zunächst werden eine oder mehrere mit unausgehärtetem Kunststoff getränkte Faser¬ gewebelagen in eine vorzugsweise mit unausgehärtetem Kunststoff vorbelegte Form

eingebracht, um einen teilweise offenen faserverstärkten Kunststoffmantel in der Form zu bilden Der so gebildete Kunststoffmantel ist beispielsweise wannenformig

Die Einsätze der Pedalbefestigungseinnchtung, der Tretlagerwellenbefestigungseinnch- tung und ggfs der Zahnkranzbefestigungsemnchtung werden in den teilweise offenen faserverstärkten Kunststoffmantel eingebracht

Falls zur Erhöhung der Steifigkeit erwünscht, kann weiterer unausgehärteter Kunststoff insbesondere im Bereich der Einsätze der Pedalbefestigungseinnchtung, der Tretlager- wellenbefestigungseinnchtung und ggfs der Zahnkranzbefestigungseinrichtung in die Form eingebracht werden

Anschließend findet ein Ausschaumen des faserverstärkten Kunststoffmantels mit der Hartschaummasse statt

Dann wird der faserverstärkte Kunststoffmantel durch mindestens eine mit unausgehär¬ tetem Kunststoff getränkten Fasergewebelagen geschlossen Dies kann insbesondere so geschehen, daß das wannenförmige Teil an seinen Seltenwanden nach innen umge¬ klappt wird und auf den umgeklappten Bereich eine deckelformige Gewebelage aus fa¬ serverstärktem Kunststoff auflaminiert wird, welche eine Uberiappkante mit dem wannen- formigen Teil bildet

Mit dem Aushärten des faserverstärkten Kunststoffs und des Hartschaums wird die er¬ findungsgemaße Fahrradkurbel schließlich fertiggestellt

Diese Art der Herstellung mit der deckelformigen Gewebelage bietet einerseits eine zu¬ sätzliche Erhöhung der Kantenfestigkeit und andererseits ein gutes optisches Aussehen

Die Öffnungen im faserverstärkten Kunststoffmantel zum Zugangiichmachen der Tretla- gervvellenbefestigungseinπchtung, Pedalbefestigungseinnchtung und ggfs. Zahnkranzbe¬ festigungsemnchtung werden vorteilhafterweise nach dem Ausharten eingesenkt

Wie beschrieben, liefert die vorliegende Erfindung einen wertvollen Beitrag zur Gewichts¬ reduzierung und Gestaltungsflexibilisierung von Fahrradkurbeln, ohne den Kostenauf¬ wand dafür zu erhöhen.