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Patent Searching and Data


Title:
HUB FOR BICYCLE WHEEL, ASSEMBLY FOR SUCH A HUB, AND BICYCLE WHEEL COMPRISING SUCH A HUB
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/002318
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a hub (2) for a bicycle wheel, comprising a hub body (6) and a freewheel body (8), wherein a conical toothing (14) is produced between the hub body (6) and the freewheel body (8); to a hub body (6) and a freewheel body (8) for such a hub (2); to an assembly for such a hub (2) for a bicycle wheel, said assembly consisting of a hub body (6) and a freewheel body (8); to a bicycle wheel comprising such a hub (2); and to a bicycle comprising such a bicycle wheel.

Inventors:
JENNY CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/DE2021/100569
Publication Date:
January 06, 2022
Filing Date:
July 01, 2021
Export Citation:
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Assignee:
FRANK PRAEZ GMBH (DE)
International Classes:
B60B27/02; B60B1/00; B60B27/04
Foreign References:
EP2221192A12010-08-25
Attorney, Agent or Firm:
BEYER, Carsten (DE)
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Claims:
A n s p r ü c h e

1. Nabe (2) für ein Fahrrad-Laufrad, umfassend einen Nabenkörper (6) sowie einen Freilaufkörper (8), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Naben körper (6) und dem Freilaufkörper (8) eine Kegelverzahnung (14) realisiert ist.

2. Nabe (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem dem Nabenkörper (6) zugewandten Ende des Freilaufkörpers (8) eine endseitige Verzah nung (14, 148) eingebracht ist, welche einen sich öffnenden oder einen sich schlie ßenden Kegelwinkel (2a) umschreibt.

3. Nabe (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelwinkel (2a) 120,1-179,9°, bevorzugt 121-179°, weiter bevorzugt 125-175°, weiter bevor zugt 130-170°, weiter bevorzugt 135-165°, weiter bevorzugt 140-160°, weiter be vorzugt 145-155°, und weiter bevorzugt 150° beträgt.

4. Nabe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenkörper (6) eine zu der Verzahnung (14, 148) des Freilaufkörpers (8) kor respondierende Verzahnung (14, 146) aufweist.

5. Nabe (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Frei laufkörper (8) korrespondierende Kegelverzahnung (14, 146) des Nabenkörpers (6) in einer Zahnscheibe (16) des Nabenkörpers (6) ausgebildet ist.

6. Nabe (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnscheibe (16) innerhalb des Nabenkörpers (6) in axialer Richtung (L) verschiebbar ist.

7. Nabe (2) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Zahnscheibe (16) das Verhältnis der Anzahl der Zähne (30) der Kegelverzah nung (14, 146) zu der Anzahl der Zähne (30) einer Außenverzahnung (18) 1:1 oder 1:2 ist.

8. Nabe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Paarung der Kegelverzahnung (14, 148, 146) lediglich zweiteilig ist, nämlich aus dem Freilaufkörper (8) und dem Nabenkörper (6), oder aus dem Freilaufkörper (8) und einer Zahnscheibe (16), besteht.

9. Nabe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entlüftung mindestens einer der innerhalb der Nabe (2) vorliegenden Kam mern, insbesondere von Nabenkörperraum (61) und/oder Verzahnungsraum (141) und/oder Freilaufraum (81), und/oder des Innenraums der Radachse (12), vorge sehen ist.

10. Nabe (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftung mindestens einer der innerhalb der Nabe (2) vorliegenden Kammern (61, 141, 81, 12) über Bohrungen (26) und/oder Schlitze (281) und/oder Öffnungen (24) und/oder Achsen-Endkappen (28) realisiert ist.

11. Nabe (2) nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Achsen-Endkappe (28) mit variablen Konturen, insbesondere Bohrungen (26) und/oder Schlitzen (281), welche sich beim Anliegen eines Über- bzw. Unterdrucks öffnen und so einen Druckausgleich ermöglichen.

12. Nabe (2) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass in die äußere Oberfläche der Achse (12) Vertiefungen, vertiefte Flächen, oberflächliche Schlitze, gerade oder spiralförmig gewundene Vertiefungen, oder Kanäle, oder eine Mischung hiervon eingebracht, insbesondere eingefräst, sind, so dass zwischen dem inneren Ring eines auf der Achse (12) sitzenden Wälzlagers (111, 112, 113, 114) und der äußeren Oberfläche der Achse (12) Luft hindurchströmen kann.

13. Nabe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Verzahnung (14) zwischen Nabenkörper (6) und Freilaufkörper (8) eine Zahnform vorgesehen ist, die immer eine Linienberührung und/oder eine Flä chen- oder Vollflächenberührung zwischen den Verzahnungspartnern (146, 148) realisiert.

14. Nabe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch einen im Wesentlichen zylindrischen, sich entlang einer Längsachse (L) er streckenden Freilaufkörper (8) mit einer am oberen Ende ausgearbeiteten Kegel verzahnung (148), wobei jeder Zahn (30) eine gegen den Uhrzeigersinn gerichtete Zahnvorder seite (32) und eine nach oben und hinten abgegrenzte Zahnrückseite (34) aufweist, und wobei die Zahnrückseite (34) einen Bereich aufweist, für den stets eine Gerade (G, G1-G8) existiert, welche ausgehend von einem Schnittpunkt (S, S1-S8) mit der Längsachse (L) zwischen der Innenseite (I) und der Außenseite (A) des Zahns (30) genau entlang der Oberfläche der Zahnrückseite (34) verläuft.

15. Nabe (2) nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Zahnscheibe (16) des Nabenkörpers (6) mit einer zu dem Freilaufkörper (8) korrespondierenden Ke gelverzahnung (146), welche den negativen Betrag der Kegelneigung (a) der Ke gelverzahnung (148) des Freilaufkörpers (8) aufweist.

16. Nabe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilaufkörper (8) auf seiner dem Nabenkörper (6) abgewandten Seite eine Auf nahme (10) und/oder ein Außengewinde (22) zur Aufnahme und/oder Festlegung eines Kraftübertragungsmittels aufweist.

17. Nabe (2) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertra gungsmittel eine Kassette oder eine Riemenscheibe oder ein Ritzel ist.

18. Baugruppe für eine Nabe (2) für ein Fahrrad-Laufrad nach einem der Ansprü che 1 bis 17, wobei die Baugruppe aus einem Nabenkörper (6) und einem Freilauf körper (8) besteht.

19. Nabenkörper (6) für eine Nabe (2) für ein Fahrrad-Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 17.

20. Freilaufkörper (8) für eine Nabe (2) für ein Fahrrad-Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 17.

21. Fahrrad-Laufrad mit einer Nabe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 17.

22. Fahrrad mit einem Fahrrad-Laufrad nach Anspruch 21.

Description:
T i t e l

NABE FÜR FAHRRAD-LAUFRAD, BAUGRUPPE FÜR SOLCHE NABE, UND FAHRRAD-LAUFRAD MIT SOLCHER NABE

B e s c h r e i b u n g

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nabe für ein Fahrrad-Laufrad nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, einen Nabenkörper sowie einen Freilaufkörper für eine solche Nabe, eine Baugruppe für eine solche Nabe, ein Fahrrad -Laufrad mit einer solchen Nabe, sowie ein Fahrrad mit einem solchen Laufrad.

Die erfindungsgemäße Nabe betrifft dabei i.A. eine Nabe für ein antreibbares Lauf rad eines Fahrrads. Dabei handelt es sich vorzugsweise um eine Hinterradnabe.

Die erfindungsgemäße Nabe kann einerseits in einem rein muskelbetriebenen Fahr rad eingesetzt werden. Die Nabe ist ebenso geeignet für Fahrräder, welche die Pe dalkraft des Nutzers mit Hilfe eines mitgeführten Elektromotors inkl. Akkumulator unterstützen (sog. Pedelec, E-Bike).

Aus dem Stand der Technik sind Naben bekannt, welche einen mit dem Laufrad mitdrehenden Nabenkörper aufweisen. Die Nabe wird dabei bspw. über die Tretkur beln und ein Kettenblatt des Tretlagers über ein Antriebsmittel (insbesondere eine Kette) angetrieben, nämlich über ein Kraftübertragungsmittel an der Nabe. Als Kraftübertragungsmittel besonders verbreitet sind dabei sog. Kassetten (Ritzelpake te) in derzeit bis zu 12-facher Anordnung, oder sogar darüber. Das Ritzelpaket wird dabei von einem für sich gesehen bekannten (hinteren) Schaltwerk bedient. Das Kraftübertragungsmittel sitzt auf einem Freilaufkörper der Nabe. Der Freilaufkörper ist von dem Nabenkörper getrennt ausgebildet. Zwischen dem Nabenkörper und dem Freilaufkörper wirkt ein sog. Freilauf, der bei Vorliegen einer Tretbewegung einrastet und die Tretkraft über das Kraftübertragungsmittel in die Nabe und somit auf das angetriebene Laufrad überträgt.

Führt der Nutzer allerdings keine Tretbewegung aus, wird die Einrastung des Frei laufs wieder aufgehoben, so dass die Tretkurbel ohne Last nicht zwangsweise mit der Hinterradnabe mitdreht. Im Freilauf kann dazu bspw. ein Sperrklinkensystem oder ein unter Federspannung gegeneinander wirkendes Paar einer axial wirkenden Stirnverzahnung realisiert sein. Vielfältige Ausgestaltungen sind dem Fachmann diesbezüglich geläufig.

Ein Freilauf mit Stirnverzahnung ist aus EP 2 221 192 Al bekannt.

Bekannte Naben mit einem Nabenkörper und einer hiervon getrennten Aufnahme für ein Kraftübertragungsmittel, insbesondere mit einem dazwischen wirkenden Freilauf, bedingen einerseits eine Lagerung des Nabenkörpers gegenüber der Rad achse, wozu i.A. zwei gegenüberliegende Wälzlager vorgesehen werden. Die Auf nahme für das Kraftübertragungsmittel (nämlich der Freilaufkörper) muss demge genüber separat gelagert werden und benötigt dadurch i.A. zwei zusätzliche Wälzla ger.

Der bekannte Stand der Technik, welcher zwischen diesen Bauteilen eine Stirnver zahnung vorsieht, weist aber auch Nachteile auf.

Der Freilauf ist durch das permanente Abgleiten von Verzahnungselementen anei nander einem Verschleiß unterworfen. Eine interne Reibung liegt stets vor und kos tet Bewegungsenergie. Eine solche Nabe muss des Weiteren regelmäßig gewartet werden. Die Wartungsintervalle sind dabei i.d.R. kurz anzusetzen. Bei der Inbe triebnahme eines neuen Freilaufs weisen die Verzahnungspartner ein Einlaufverhal ten auf, d.h. ein stationärer Betriebszustand wird erst nach einem gewissen aufei nander abgestimmten Verschleiß der Verzahnungspartner erreicht.

Die bekannte Stirnverzahnung weist nur eine begrenzte Zahnoberfläche auf, um die hohen Antriebsmomente übertragen zu können. Die Vergrößerung der Fläche durch Ausbildung der Stirnverzahnung in einem radial vom Freilaufkörper abstehenden Flansch hat zur Folge, dass der gesamte benötigte Bauraum für die Baugruppe aus Freilauf und Nabenkörper größer wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden.

Des Weiteren liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nabe für ein Fahrrad -Laufrad anzu geben, welche bei kompakter Bauform eine hohe Drehmomentübertragung bei ge ringem Verschleiß ermöglicht, möglichst wenig Masse aufweist, wartungsarm oder wartungsfrei ist, und verbesserte Laufeigenschaften aufweist. In diesem Zusam- menhang sollen auch eine entsprechende Baugruppe für eine solche Nabe, ein Lauf rad mit einer solchen Nabe, und ein Fahrrad mit einem solchen Laufrad vorgeschla gen werden.

Eine erfindungsgemäße Nabe für ein Fahrrad-Laufrad, deren Nabenkörper sowie Freilaufkörper, eine Baugruppe für eine solche Nabe, ein Laufrad mit einer solchen Nabe, und ein Fahrrad mit einem solchen Laufrad, welche zumindest eine der oben angegebenen Aufgaben lösen, sind im Rahmen der unabhängigen Ansprüche ange geben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Eine erfindungsgemäße Nabe für ein Fahrrad-Laufrad nach Anspruch 1 umfasst ei nen Nabenkörper sowie einen Freilaufkörper, wobei zwischen dem Nabenkörper und dem Freilaufkörper eine Kegelverzahnung realisiert ist.

Der entsprechende Nabenkörper und der entsprechende Freilaufkörper werden durch die Ansprüche 19 und 20 angegeben.

Eine erfindungsgemäße Baugruppe für eine Nabe nach Anspruch 18 umfasst einen entsprechenden Freilaufkörper und einen entsprechenden Nabenkörper, ggf. inklu sive einer Zahnscheibe.

Eine erfindungsgemäße Nabe umfasst dabei bevorzugt mindestens eine solche Bau gruppe, eine Radachse, zwei Wälzlager für die Lagerung des Freilaufkörpers auf der Achse, und zwei Wälzlager für die Lagerung des Nabenkörpers auf der Achse.

Ein erfindungsgemäßes Laufrad wird durch Anspruch 21 beschrieben. Ein erfin dungsgemäßes Laufrad umfasst bevorzugt mindestens eine erfindungsgemäße Na be, sowie eine Felge und Speichen.

Ein erfindungsgemäßes Fahrrad durch Anspruch 22 beschrieben. Ein erfindungsge mäßes Fahrrad umfasst mindestens ein erfindungsgemäßes Laufrad.

Die Erfindung bietet mindestens einen der nachfolgend aufgeführten Vorteile: Die Kegelverzahnung ermöglicht im Vergleich zur Stirnverzahnung eine kompaktere und leichtere Bauweise. Durch die Kegelform der Verzahnung wird die Eingriffsflä che vergrößert, ohne dass ein radialer Flansch benötigt wird. Das Ergebnis ist eine höhere Drehmomentübertragung bei kleinerer Baugröße.

Der Verschleiß kann damit verringert und Wartungsintervalle können verlängert werden.

Die Kegelverzahnung weist gegenüber der Stirnverzahnung eine bessere Selbst zentrierung auf.

Der bekannte Stand der Technik erfordert ein Einlaufen. Dies ist bei der vorliegen den Art der Verzahnung aufgrund einer möglichen zentrisch zulaufenden Linienbe rührung der Zahnvorder- und Zahnrückseite nicht notwendig.

Die vorgeschlagene Lösung ermöglicht ferner eine einfachere Integration einer oder mehrerer Entlüftungsbohrungen in die Nabe.

Dabei können auch verschiedene Werkstoffe und Beschichtungen realisiert werden.

Als Bemessungsgrundlage für den Kegelwinkel wird der Winkel des Kegels angese hen, der in das Werkstück eingebracht wird, bevor die Verzahnung ausgebildet bzw. eingeschnitten / -gefräst oder auf andere Weise hergestellt wird. Dementsprechend wird der 1/2 Kegelwinkel, nämlich die Kegelneigung, als Winkel zwischen einem an die Zahnoberseite angelegten Lineal, Stab oder dgl. Gegenstand, und der Längs achse des Freilaufkörpers, und zwar in deren Schnittpunkt, abnehmbar sein.

Im Folgenden werden die erfindungsgemäßen Aspekte weiter erörtert, wozu teilwei se auf nicht limitierende vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Er findung Bezug genommen wird. Die Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen lassen sich dabei einzeln oder auch in beliebiger Kombination realisieren, wodurch weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung geschaffen werden.

Bevorzugt ist in dem dem Nabenkörper zugewandten Ende des Freilaufkörpers eine endseitige Verzahnung eingebracht, welche einen sich öffnenden Kegelwinkel um schreibt. Mit anderen Worten ist die endseitige Verzahnung des Freilaufkörpers hierbei so ausgestaltet, dass sie - gesehen von der Mittelachse - sowohl in der Längsrichtung als auch in radialer Richtung nach außen gerichtet ist. Die Oberfläche der Verzahnung ist dabei mit dem halben Betrag des Kegelwinkels, nämlich der Ke gelneigung, gegenüber der Mittelachse geneigt.

Alternativ kann das dem Nabenkörper zugewandten Ende des Freilaufkörpers eine endseitige Verzahnung aufweisen, welche einen sich schließenden Kegelwinkel um schreibt.

Bevorzugt weist einer der Kegelverzahnungspartner, insbesondere der Freilaufkör per, eine Flachkegelverzahnung mit flachem Öffnungswinkel auf.

Der Öffnungswinkel des Flachkegels beträgt vorzugweise 120,1-179,9°, bevorzugt 121-179°, weiter bevorzugt 125-175°, weiter bevorzugt 130-170°, weiter bevor zugt 135-165°, weiter bevorzugt 140-160°, weiter bevorzugt 145-155°, weiter be vorzugt 150°.

Vorzugsweise ist der Kegel als Kreiskegel mit flachem Öffnungswinkel ausgestaltet, wobei die Mantelflächen konkav/konvex ausgebildet sein können.

In einer alternativen Ausgestaltung kann der Kegel als Steilkegel ausgestaltet sein, vorzugsweise mit einem Kegelwinkel von 30-59°. So ergibt sich eine größere axiale als radiale Erstreckung der Verzahnung, was den in radialer Richtung benötigten Bauraum verringert.

Der Nabenkörper weist vorzugsweise eine zu der Verzahnung des Freilaufkörpers korrespondierende Verzahnung auf. Ist das nabenkörperseitige Ende des Freilaufs mit einem sich öffnenden Kegelwinkel ausgestaltet, muss das korrespondierende Ende des Nabenkörpers mit einem sich schließenden Kegelwinkel desselben Betrags ausgestaltet sein, und umgekehrt.

Die Verzahnung des Nabenkörpers ist vorzugsweise in einer dem Nabenkörper zu geordneten Zahnscheibe realisiert.

Die endseitige Verzahnung des Freilaufkörpers interagiert vorzugsweise mit einer Zahnscheibe, welche einerseits die korrespondierende Kegelverzahnung aufweist, und andererseits in geeigneter Weise das zu übertragende Drehmoment in den Nabenkörper weiter- bzw. einleiten kann. Dazu kann die Zahnscheibe eine weitere radiale Außenverzahnung aufweisen, welche mit entsprechenden Ausnehmungen im Nabenkörper im Eingriff steht, wobei vorzugsweise die Zahnscheibe in axialer Rieh- tung des Nabenkörpers verschiebbar ist. Ferner ist bevorzugt mindestens ein fe derndes Element vorgesehen, welches die Zahnscheibe gegen die endseitige Ver zahnung des Freilaufkörpers drückt. So wird beim Ausüben eines Antriebsmoments ein Eingriff zwischen Freilaufkörper und Zahnscheibe hergestellt, während ansons ten der stehende Freilauf und der während einer Vorwärtsbewegung des Rads dre hende Nabenköper mit ihren Verzahnungen aneinander abgleiten können, wodurch der Zweck des Freilaufs erreicht wird. Das Prinzip einer solchen Zahnscheibe und deren Interaktion mit dem Nabenkörper sind für sich gesehen bekannt.

Vorliegend wird eine optionale Zahnscheibe auch als Teil des Nabenkörpers aufge fasst.

Vorzugsweise ist innerhalb einer optionalen Zahnscheibe des Nabenkörpers das Verhältnis der Anzahl der Zähne der Kegelverzahnung zu der Außenverzahnung 1:1 oder alternativ 1:2, oder allgemein 1:N, wobei N eine ganze Zahl ist. Damit ver bleibt der jeweilige Kraftfluss zwischen einem Zahn der Kegelverzahnung und einem Zahn der Außenverzahnung im Wesentlichen in den Zähnen und belastet nicht oder nur wenig den empfindlichen Bereich zwischen Zahn und Zahngrund.

Auf der dem Nabenkörper abgewandten Seite weist der Freilaufkörper bevorzugt eine Aufnahme für ein Kraftübertragungsmittel auf. Das Kraftübertragungsmittel kann dabei insbesondere eine Kassette (Ritzelpaket) oder eine Riemenscheibe oder ein Ritzel aufweisen. Ein Kraftübertragungsmittel kann dabei von einem für sich ge sehen bekannten Antriebsmittel antreibbar sein. Das Antriebsmittel kann dabei ins besondere eine Kette oder einen Riemen aufweisen.

Vorzugsweise ist die Kegelverzahnungspaarung nur zweiteilig, insbesondere beste hend aus Freilaufkörper und Nabenkörper, bzw. aus Freilaufkörper und einer Zahn scheibe.

Vorzugsweise kann eine Entlüftung der drei innerhalb der Nabe vorliegenden Kam mern (Nabenkörper bzw. Nabenkörperraum, Verzahnungsraum, Freilauf bzw. Frei laufraum; bei einer Vorderradnabe nur der Nabenkörper) über Bohrungen und/oder Schlitze und/oder Öffnungen und/oder speziell ausgeformte Endkappen stattfinden. Durch Endkappen an den Enden der Achse kann Luft in bzw. aus dem Innenraum der Radachse ein- bzw. ausströmen. Vorteilhaft dabei ist, dass bei einer Abkühlung der Nabe (z.B. während einer Abfahrt, bei Einbruch der Nacht, beim Wechsel von Sonne und Schatten, oder beim Abspritzen der durch Sonne aufgewärmten Nabe mit Wasser) kein Unterdrück mehr in den genannten Kammern entsteht, wodurch Luft mit Wasser und gegebenenfalls auch Schmutz durch die Dichtungen, wie z.B. der Wälzlager, oder durch die Dichtung des Freilaufs ins Innere gesaugt werden und dort Schaden anrichten können.

Besonders bevorzugt dabei ist eine Entlüftung der Freilaufkammer und/oder speziel le Achsen-Endkappen, die einen Druckausgleich ermöglichen. Falls herkömmliche Achsen-Endkappen komplett aufliegen, verhindern oder vermindern diese einen sol chen Druckausgleich. Durch Einbringen beliebiger geeigneter Formen, welche eine Zirkulation von Luft und/oder einen Druckausgleich gestatten, insbesondere von Einfräsungen, Schlitzen oder Durchgängen im Nabenkörper und/oder der Achse und/oder den Endkappen, wie bspw. in Fig. 5 dargestellt, kann hingegen ein Druck ausgleich stattfinden. An den Auflagen der Endkappen bzw. der Achsen zum Rah men kann der Druckausgleich auch durch Rändelungen hergestellt werden.

Es sei besonders hervorgehoben, dass eine optionale Entlüftung und deren vorteil hafte Ausgestaltungen als vorteilhafte Ausgestaltungen der vorbeschriebenen Ke gelverzahnung realisierbar sind.

Besonders bevorzugt ist innerhalb der Kegelverzahnung eine spezielle Zahnform vorgesehen, die immer eine Linienberührung, und je nach Ausführung, ggf. auch eine Flächen- und Vollflächenberührung, zwischen den Verzahnungspartnern reali siert. Somit werden höhere Kräfte bei geringerem Verschleiß übertragen. Zusätzlich können sich die Zähne aneinander abwälzen, so dass weniger Reibung entsteht. Ebenso wird beim Abgleiten durch die Flächenberührung und Linienberührung weni ger Verschleiß auftreten.

Im Stand der Technik entsteht während der Freilauffunktion (Leerlauffunktion) auf der Zahnrückseite der Stirnradverzahnung i.A. eine Punktberührung zwischen den Verzahnungspartnern.

Bei der hier vorgeschlagenen Zahnform entsteht keine Punktberührung. Durch eine speziell hergestellte Fläche auf der Zahnrückseite, an die stets eine die Längsachse der Nabe schneidende Gerade angelegt werden kann, entsteht zwischen zwei kor respondierenden Verzahnungspartnern stets zumindest eine Linienberührung, ggf. auch eine Flächen- oder Teilflächenberührung, und dadurch ein viel geringerer Ver schleiß. Die Herstellung dieser speziellen Zahnform kann durch Fräsen erfolgen, oder erfor dert ggf. spezielle Stoß- und Räumwerkzeuge.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der genannten Zahnform werden noch eingehen der anhand der Fig. 6-11 beschrieben.

Es sei besonders hervorgehoben, dass die vorgeschlagene verbesserte Zahnform als vorteilhafte Ausgestaltung der vorbeschriebenen Kegelverzahnung realisierbar ist.

Der Freilauf der Nabe weist vorzugsweise auf seiner dem Nabenkörper abgewand ten Seite eine Aufnahme und/oder ein Außengewinde zur Aufnahme und/oder Fest legung eines Kraftübertragungsmittels auf.

Die Aufnahme für das Kraftübertragungsmittel kann an deren Umfang ein Außen gewinde für die Festlegung des Kraftübertragungsmittels (insbesondere eine Kas sette) aufweisen. Die Kassette weist dabei vorzugsweise eine sich bis zur Außensei te des kleinsten Ritzels erstreckende Innenhülse auf, welche mit einer geeigneten Nuss vom kleinsten Ritzel aus auf das Gewinde der Aufnahme aufgeschraubt wird. Dabei wandert das passende Innenprofil der Kassette über das Aufnahmeprofil der Aufnahme der Kassette, wodurch zwischen der Kassette und der Aufnahme in Um fangsrichtung ein Formschluss entsteht und Kraft übertragen werden kann. Derarti ge Festlegungen für Kassetten sind für sich gesehen bekannt.

Die Aufnahme für das Kraftübertragungsmittel kann alternativ ein sich im Wesentli chen bis zum äußeren Ende der Aufnahme erstreckendes Aufnahmeprofil aufweisen, auf welches ein Kraftübertragungsmittel (insbesondere eine Kassette) aufgeschoben werden kann. Die Kassette kann dann mit einer Abschlussmutter verschraubt wer den, welche in ein Innengewinde der im Wesentlichen zylindrischen Aufnahme ein greift. Über das Aufnahmeprofil und das korrespondierende Innenprofil der Kassette kann dann in Umfangsrichtung eine Antriebskraft übertragen werden. Derartige Festlegungen für Kassetten sind für sich gesehen bekannt. Figuren

Ergänzend bzw. zusätzlich zu den bereits erörterten vorteilhaften Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre werden in der Zeichnung im Umfang der Figuren 1 bis 11 dargestellte Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Vorrichtungen näher erläutert. Die anhand der Zeichnung erörterten Beispiele schränken die Erfin dung jedoch nicht auf die gezeigten Beispiele ein. Bei der Erörterung der Ausfüh rungsbeispiele anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Aus gestaltungen und Weiterbildungen der Lehre aufgezeigt.

Weiterbildungen der vorstehend beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen mit Merkmalen der nachstehenden Ausführungsbeispiele bilden dabei genau wie Wei terbildungen der nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele mit Merkmalen der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen ausdrücklich weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, und sind damit Teil der vorliegenden Offenbarung.

In Bezug auf die nachstehende Erläuterung der Figuren ist allgemein darauf zu ver weisen, dass bereits in vorangegangenen Figuren dargestellte und diesbezüglich bereits weiter oben erläuterte Bezugszeichen aus Gründen der Übersichtlichkeit in darauf folgenden Figuren zum Teil nicht erneut aufgetragen worden sind und/oder anhand dieser nachfolgenden Figuren zum Teil nicht erneut erläutert werden. Für die Erläuterung solcher Bezugszeichen und der zugehörigen technischen Merkmale wird zur Vermeidung von Wiederholungen vollumfänglich auf die jeweilige Beschrei bung zu den entsprechenden vorangehenden Figuren verwiesen.

Es zeigen:

Figur 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Nabe in einer seitlichen Schnittansicht,

Figur 2 den Freilaufkörper der Nabe aus Fig. 1 jeweils in einer seitlichen An sicht, in einer seitlichen Schnittdarstellung, sowie in einer perspektivischen seitli chen Darstellung,

Figur 3 die Zahnscheibe des Nabenkörpers der Nabe aus Fig. 1 jeweils in einer seitlichen Ansicht, einer Draufsicht, in einer seitlichen Schnittdarstellung, sowie in einer perspektivischen Darstellung, Figur 4 eine seitliche Ansicht des Freilaufkörpers aus Fig. 2 (unten) und der Zahnscheibe aus Fig. 3 (oben), wobei die beiden Teile in bestimmungsgemäßer Weise miteinander im Eingriff stehen,

Figur 5 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä ßen Nabe, hier mit einem optionalen Entlüftungssystem, in einer teils geschnittenen seitlichen Ansicht,

Figur 6 eine seitliche, perspektivische Ansicht des Freilaufkörpers aus Fig. 2, wobei mit eingezeichneten Hilfslinien eine spezielle Form der Kegelverzahnung ver anschaulicht wird,

Figur 7 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Darstellung von Fig. 6,

Figur 8 einen weiter vergrößerten Ausschnitt aus der Darstellung von Fig. 7, anhand dessen die spezielle Form der Kegelverzahnung erläutert wird,

Figur 9 eine seitliche, perspektivische Ansicht der Zahnscheibe aus Fig. 3, wel che eine mit dem Freilaufkörper aus den Fig. 6 bis 8 korrespondierende, spezielle Form der Kegelverzahnung aufweist, welche mit eingezeichneten, zu Fig. 6 korres pondierenden Hilfslinien veranschaulicht wird,

Figur 10 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Darstellung von Fig. 9, und

Figur 11 einen weiter vergrößerten Ausschnitt aus der Darstellung von Fig. 10.

Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Nabe 2 für ein Fahrrad-Laufrad in einer seitlichen Schnittansicht. Bei dem dargestellten Beispiel handelt es sich um eine Hinterradnabe. Die Nabe 2 wird von hinten in Fahrtrichtung des Fahrrads gesehen.

Die Nabe 2 umfasst einen linken und einen rechten Speichenflansch 41, 42. Der Bereich links vom rechten Speichenflansch 42 ist der Nabenkörper 6. Der Bereich rechts hiervon ist der Freilaufkörper 8. Der Freilaufkörper 8 weist außen eine Auf nahme 10 für ein Kraftübertragungsmittel, in diesem Fall ein Ritzelpaket (Kassette, nicht dargestellt) auf. io Nabenkörper 6 und Freilaufkörper 8 stellen dabei die erfindungsgemäße Baugruppe für eine Nabe 2 dar.

Sowohl der Nabenkörper 6 als auch der Freilaufkörper 8 sind jeweils mit zwei Wälz lagern 111, 112, 113, 114 auf der Achse 12 (Radachse 12) drehbar gelagert.

Die erfindungsgemäße Nabe für ein Fahrrad-Laufrad umfasst einen Nabenkörper 6 sowie einen Freilaufkörper 8, wobei zwischen dem Nabenkörper 6 und dem Freilauf körper 8 eine Kegelverzahnung 14 realisiert ist.

Der mit dem Freilaufkörper 8 realisierte Freilauf dient in bekannter Weise dazu, den sich bei einer Vorwärtsbewegung des Fahrrads stets mitdrehenden Nabenkörper 6 von dem Antrieb zu entkoppeln, wenn kein Antriebsmoment eingeleitet wird. Sobald ein Antriebsmoment anliegt, muss der Freilauf sofort wieder einen Eingriff zwischen Freilaufkörper 8 und Nabenkörper 6 hersteilen.

Die endseitige Verzahnung 14 des Freilaufkörpers 8 interagiert hier mit einer Zahn scheibe 16 des Nabenkörpers 6, welche einerseits die korrespondierende Kegelver zahnung 14 aufweist, und andererseits in geeigneter Weise das zu übertragende Drehmoment in den Nabenkörper 6 weiter- bzw. einleiten kann. Dazu weist die Zahnscheibe 16 eine weitere radiale Außenverzahnung 18 auf, welche mit entspre chenden Ausnehmungen im Nabenkörper 6 im Eingriff steht, wobei die Zahnscheibe 16 in axialer Richtung des Nabenkörpers 6 verschiebbar ist.

Weiter ist ein federndes Element vorgesehen, welches die Zahnscheibe 16 gegen die endseitige Verzahnung 14 des Freilaufkörpers 8 drückt. So wird beim Ausüben eines Antriebsmoments ein Eingriff zwischen Freilaufkörper 8 und Zahnscheibe 16 hergestellt, während ansonsten der stehende Freilaufkörper 8 und der während ei ner Vorwärtsbewegung des Laufrads mitdrehende Nabenköper 6 mit ihren Verzah nungen 14 aneinander abgleiten können, wodurch der Zweck des Freilaufs erreicht wird.

Fig. 2 zeigt den Freilaufkörper 8 der Nabe 2 aus Fig. 1 jeweils in einer seitlichen Ansicht, in einer seitlichen Schnittdarstellung, sowie in einer perspektivischen seitli chen Darstellung. Hier ist in dem dem Nabenkörper 6 zugewandten Ende des Frei laufkörpers 8 eine endseitige Verzahnung 14, 148 eingebracht, welche einen sich öffnenden Kegelwinkel 2a umschreibt. Die Oberfläche der Verzahnung 148 ist dabei mit dem halben Betrag a des Kegelwinkels 2a gegenüber der Mittelachse (Längs- achse) L geneigt. Dieser Winkel (Kegelneigung) a beträgt hier bei diesem Beispiel 61°, so dass der Kegelwinkel 2a hier 122° beträgt.

Der Freilaufkörper 8 weist neben der Kegelverzahnung 14, 148 ein Aufnahmeprofil 20 für die Drehmomentübertragung vom Kraftübertragungsmittel (hier nicht darge stellt) und daneben ein Außengewinde 22 für die Festlegung des Kraftübertra gungsmittels auf.

Das Kraftübertragungsmittel, in diesem Fall eine Kassette (hier nicht dargestellt), weist dabei eine sich bis zur Außenseite des kleinsten Ritzels erstreckende Innen hülse auf, welche mit einer geeigneten Nuss vom kleinsten Ritzel aus auf das Au ßengewinde 22 des Freilaufkörpers 8 aufgeschraubt wird. Dabei wandert das pas sende Innenprofil der Kassette über das Aufnahmeprofil 20 des Freilaufkörpers 8, wodurch zwischen der Kassette und dem Freilaufkörper 8 in Umfangsrichtung ein Formschluss entsteht und Kraft übertragen werden kann. Ein solches System zum Festlegen einer Kassette und zum Übertragen eines Drehmoments von einer Kas sette auf eine Nabe 2 ist seitens der Firma SRAM® unter der Bezeichnung XD® be kannt.

Fig. 3 zeigt die Zahnscheibe 16 des Nabenkörpers 6 aus Fig. 1 jeweils in einer seit lichen Ansicht, einer Draufsicht, in einer seitlichen Schnittdarstellung, sowie in einer perspektivischen Darstellung.

Die Zahnscheibe 16 weist zunächst in Richtung der Mittelachse L eine zu der Kegel verzahnung 148 des Freilaufkörpers 8 korrespondierende Kegelverzahnung 14, 146 auf. Da das nabenkörperseitige Ende des Freilaufkörpers 8 hier mit einem sich öff nenden Kegelwinkel 2a ausgestaltet ist (vgl. Fig. 2), ist die Zahnscheibe 16 mit ei nem sich schließenden Kegelwinkel 2a desselben Betrags ausgestaltet, nämlich hier wiederum 122°. Der Betrag der Kegelneigung a der Kegelverzahnung 146 gegen über der Mittelachse L beträgt bei der Zahnscheibe 16 wie bei dem Freilaufkörper 8 dabei bei diesem Ausführungsbeispiel 61°.

Ferner ist hier gut die weitere radiale Außenverzahnung 18 der Zahnscheibe 16 zum Eingriff mit dem Nabenkörper 6 erkennbar. Dabei bleibt die Zahnscheibe 16 inner halb des Nabenkörpers 6 in Richtung der Längsachse L verschiebbar.

Fig. 4 zeigt eine seitliche Ansicht des Freilaufkörpers 8 aus Fig. 2 (unten) und der Zahnscheibe 16 aus Fig. 3 (oben), wobei diese beiden Teile 8, 16 in bestimmungs- gemäßer Weise miteinander im Eingriff stehen. Die Zahnscheibe 16 ist insofern mit ihrer Kegelverzahnung 14, 146 in die Kegelverzahnung 14, 148 des Freilaufkörpers 8 eingesetzt worden. Somit bildet sich insgesamt die hier in Rede stehende Kegel verzahnung 14 zwischen dem Nabenkörper 6 (über die Zahnscheibe 16) und dem Freilaufkörper 8.

Fig. 5 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Nabe 2 in einer teils geschnittenen seitlichen Ansicht.

Dieses Ausführungsbeispiel entspricht zunächst demjenigen aus Fig. 1, allerdings ist hier ein optionales Entlüftungssystem realisiert worden.

Hier wird eine Entlüftung der drei innerhalb der Nabe 2 vorliegenden Kammern (Nabenkörperraum 61, Verzahnungsraum 141 und Freilaufraum 81) erreicht. Dazu sind jeweils zwischen Freilaufraum 81 und Achse 12, Verzahnungsraum 141 und Nabenkörperraum 61, und Nabenkörperraum 61 und Achse 12 Entlüftungsöffnun gen 24, hier als Entlüftungsbohrungen 26, eingebracht.

Es können in vorteilhafter Weise weitere variable Konturen zur Ermöglichung einer Zirkulation / eines Druckausgleichs vorgesehen werden. In die äußere Oberfläche (Mantel) der Achse 12 können Vertiefungen, vertiefte Flächen, oberflächliche Schlit ze, oder gerade oder spiralförmig gewundene Vertiefungen oder Kanäle einge bracht, insbesondere eingefräst, werden. Durch solche Vertiefungen kann Luft un terhalb des inneren Ringes eines auf der Achse 12 sitzenden Wälzlagers 111, 112, 113, 114, d.h. zwischen Achse 12 und dem inneren Ring, hindurchströmen.

Durch spezielle Endkappen 28 an den Enden der Achse 12 kann ferner Luft in das Innere der Achse 12 ein- bzw. ausströmen. Die Endkappen 28 weisen variable Kon turen, insbesondere Bohrungen oder Schlitze 281 auf, welche sich beim Anliegen eines Über- bzw. Unterdrucks öffnen und so einen Druckausgleich ermöglichen. Die Endkappen 28 können hierzu aus flexiblem Material, bspw. Kunststoff, gebildet sein. Somit wird der Innenraum der Radachse 12 ebenfalls entlüftet.

Somit können die genannten Kammern 61, 81, 141 über die Entlüftungsöffnungen 24, 281 stets in einem Druckausgleich mit der Umgebung gehalten werden.

Vorteilhaft dabei ist, dass bei einer Abkühlung der Nabe 2 kein Unterdrück mehr in den genannten Kammern 61, 81, 141 entsteht, wodurch Luft mit Wasser und gege- benenfalls auch Schmutz durch Spalten oder Dichtungen, wie z.B. der Wälzlager 111, 112, 113, 114, oder des Freilaufkörpers 8, in das Innere der Nabe 2 gesaugt werden und dort Schaden anrichten können.

Die Fig. 6 bis 11 erläutern eine optionale und spezielle Zahnform für vorgenannte Kegelverzahnungen 14. Dabei wird immer eine Linienberührung, und je nach Aus führung, eine Flächen- und Vollflächenberührung, zwischen den Verzahnungspart nern 148, 146 realisiert. Somit können höhere Kräfte bei geringerem Verschleiß übertragen werden. Zusätzlich wälzen sich die gegenüberstehenden Zähne 30 anei nander ab, so dass weniger Reibung entsteht. Ebenso wird beim Abgleiten durch die entstehende Flächen- und/oder Linienberührung weniger Verschleiß auftreten.

Bei einer geringeren Baugröße ist so eine größere Kraftübertragung möglich.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen die spezielle Zahnform an der Kegelverzahnung 14, 148 des Freilaufkörpers 8 aus Fig. 2, während die Fig. 9 bis 11 die spezielle Zahnform an der hierzu korrespondierenden Kegelverzahnung 14, 146 der Zahnscheibe 16 aus Fig. 3 eines Nabenkörpers 6 aus Fig. 1 verdeutlichen.

Die Darstellung gemäß Fig. 8 zeigt eine detaillierte Darstellung eines Zahns 30 der Kegelverzahnung 148 des in Fig. 6 komplett dargestellten Freilaufkörpers 8, der wiederum in Fig. 7 ausschnittsweise und vergrößert dargestellt ist. Die im Folgen den zu erläuternden Hilfslinien bzw. Geraden G und deren Schnittpunkte S mit der Längs- bzw. Mittelachse L sind dabei in allen drei Darstellungen aufgetragen wor den.

Die Darstellung in Fig. 8 zeigt die perspektivische Sicht von außen auf einen im Wesentlichen zylindrischen Freilaufkörper 8 mit einer am oberen Ende ausgearbei teten Kegelverzahnung 14, 148.

Jeder Zahn 30 der Kegelverzahnung 148 weist eine gegen den Uhrzeigersinn ge richtete Zahnvorderseite 32 und eine nach oben und hinten abgegrenzte Zahnrück seite 34 auf.

Im Inneren der Vorrichtung ist die Längsachse L des Freilaufkörpers 8 dargestellt. Die Höhe H des Zahns, gemessen vom Zahngrund 35, beträgt hier Hl. Der Zahn 30 besitzt auf der Oberseite einen Absatz 36 gleicher Höhe Hl. Der Ab satz 36 ist so ausgeformt, dass eine an die Zahnvorderkante 38 angelegte Gerade Gl und eine an das rückwärtige Ende des Absatzes A angelegte Gerade G2 die Längsachse L genau im selben Punkt S1 schneiden.

Die Zahnrückseite 34 weist zwischen dem Absatz 36 und der Linie zwischen Bl und B2 einen speziell ausgeformten Bereich auf. Ausgehend von einem unterhalb von S1 liegenden Schnittpunkt S3 existiert dabei stets eine Gerade G3, welche ausge hend von S3 zwischen der Innenseite I und der Außenseite A des Zahns genau ent lang der Oberfläche der Zahnrückseite 34 verläuft.

Die Zahnrückseite 34 kann in alternativen Ausgestaltungen auch konvex, konkav, erhaben gebogen in einen Kreisabschnitt, der aus mehreren Kurven besteht, als Ellipse oder flächig und mehrflächig ausgebildet sein.

Auch die Fläche des Absatzes 36 kann in alternativen Ausgestaltungen als Kreisab schnitt (gerundet) oder als Fläche, die zur Zahnvorderseite 32 leicht geneigt ist, ausgebildet sein, vorzugsweise mit einer Neigung von 0-20°. Der höchste Punkt des Zahns 30 befindet sich dann nicht mehr auf der Linie Gl, sondern wandert von der Zahnvorderseite 32 in Richtung der Linie G2.

Die Fläche des Absatzes 36 kann dann von der Linie Gl in Richtung der Linie G2 ansteigen, oder ist wie vorliegend beschrieben gerade plan.

Zurück kommend auf das in Fig. 6 bis 8 konkret gezeigte Ausführungsbeispiel exis tiert auch zu den Schnittpunkten S4 bis S7 jeweils eine Gerade G4 bis G7, welche ausgehend von dem jeweiligen Schnittpunkt zwischen der Innenseite I und der Au ßenseite A des Zahns 30 genau entlang der Oberfläche der Zahnrückseite 34 ver läuft.

Der unterste Schnittpunkt S8, für den diese Bedingung zutrifft, ist der Schnittpunkt für die Gerade G8, welche den Zahn 30 genau im Punkt Bl der Bereichsgrenze be rührt und dort als Tangente an der Oberfläche des Bereichs zwischen dem Absatz 36 an der Vorderkante 38 und der Linie zwischen Bl und B2 auf der Zahnrückseite 34 anliegt.

Nun werde ein zweiter Körper 16, welcher eine Verzahnung 146 wie die Verzahnung 148 des dargestellten Freilaufkörpers 8 aufweist, allerdings den negativen Betrag der Kegelneigung a der Verzahnung 148 aufweisen muss, umgedreht und von oben auf den dargestellten Freilaufkörper 8 aufgesetzt. Dann werde der zweite Körper 16 gegenüber dem dargestellten Freilaufkörper 8 gegen den Uhrzeigersinn verdreht, so dass die Verzahnungen 148, 146 nicht im Eingriff sind, sondern aneinander abglei ten.

Bei dem zweiten Körper 16 handelt es sich bevorzugt um eine Zahnscheibe 16, wel che sich mit dem zuvor beschriebenen Freilaufkörper 8 im Eingriff befindet. Dies ist in Fig. 4 dargestellt.

Eine entsprechende, mit dem Freilaufkörper aus den vorhergehenden Figuren kor respondierende, sowie bereits in Fig. 3 gezeigte Zahnscheibe 16 mit einer entspre chenden Kegelverzahnung 146 ist in den Fig. 9 bis 11 dargestellt. Zur Erläuterung der dort realisierten Verzahnung 146 kann auf die obigen und nachfolgenden Aus führungen zu den Fig. 6 bis 9 anhand des Freilaufkörpers 8 verwiesen werden.

Zurück zu der Darstellung aus Fig. 8 existiert somit denkgesetzlich - aufgrund der insoweit identischen bzw. korrespondierenden Verzahnungsformen - zu jeder Stel lung der dann gegenüberliegenden Verzahnungen 148, 146 eine Gerade G zwischen G2 und G8, welche genau die augenblickliche Berührungslinie zwischen den beiden gegenüberliegenden Verzahnungen 148, 146 wiedergibt. Oder mit anderen Worten: in jedem Moment des Abgleitens der Zahnrückseiten 34 fällt im Berührungsbereich der beiden Verzahnungen 148, 146 die Gerade G der Verzahnung 148 des Freilauf körpers 8 genau mit der korrespondierenden Gerade G' (nicht in Fig. 8 dargestellt, s. hierzu Fig. 11) der korrespondierenden Verzahnung 146 der Zahnscheibe 16 zu sammen, somit bildet diese Gerade G=G' zwangsläufig die aktuelle Berührungslinie zwischen den Verzahnungen 148, 146.

Zwischen den Verzahnungen 148, 146, hier des Freilaufkörpers 8 und der Zahn scheibe 16, muss also im Bereich zwischen der Gerade G2 und der Linie B1-B2 im mer zumindest eine Linienberührung vorliegen.

Selbiges gilt beim Abgleiten der Verzahnungen 148, 146 an der Geraden G2 in Rich tung des Absatzes 36 und an der Geraden Gl vom Absatz 36 in Richtung des Zahn grunds 35. In diesem Moment treffen die Geraden G2 und G2' bzw. Gl und Gl' der gegenüberliegenden Verzahnungen 148, 146 jeweils aufeinander, so dass eine Lini enberührung sichergestellt ist. Bevorzugt kann es sich anstelle einer Linienberührung auch um eine Flächen- oder Teilflächenberührung handeln, wenn anstelle der Geraden G2 bis G8 Flächen oder Teilflächen realisiert werden, welche zur Längsachse L fluchtend ausgeführt sind.

Allgemein ist eine Ausführung der Zahnvorderseite 32 und/oder der Zahnrückseite 34 bevorzugt, wobei deren Geometrie, ob konkav, konvex, flächig oder teilflächig, immer zur Mittelachse L des Bauteils 8, 16 fluchtet, und/oder in jeder Stellung des Abwälz- bzw. Abgleitvorgangs der Verzahnungspartner 148, 146 die entstehende Kontaktlinie G, G' oder -fläche durch die Mittelachse L zeigt, und zwar unabhängig von dem Betrag eines Kegelwinkels 2a der Verzahnung 148, 146. Sofern die Ver zahnung 148, 146 einen Kegelwinkel 2a aufweist, wird der Schnittpunkt S, S' der Berührungslinie G, G' mit der Mittelachse L des Bauteils 8, 16 dann entsprechend höher bzw. tiefer liegen als ohne Kegelwinkel 2a, was aber die Qualität des hier ge schilderten Abwälzvorgangs nicht unbedingt beeinflusst.

Bei dem Beispiel aus Fig. 8 liegt zumindest dann eine Flächenberührung vor, wenn die Absätze 36 der Verzahnungen 148, 146 aufeinander abgleiten.

Der Bereich der Zahnrückseite 34, welcher in Fig. 8 unterhalb der Linie B1-B2 liegt, ist hier nicht wie der oben beschriebene speziell ausgeformte Bereich ausgestaltet, da dort aufgrund des nächsten links anstehenden Zahns 30 der für die Stoß- und/oder Räumbearbeitung erforderliche Platz für das Werkzeug nicht mehr aus reicht. Dieser Bereich kann als Auslauf bezeichnet werden.

Vorhandensein und Größe eines solchen Auslaufs können allerdings variieren, näm lich je nach Herstellungsart der Verzahnung 148, 146 - z.B. spanabhebende Bear beitung, Stoßen, Räumen oder Fräsen.

Der Zahnauslauf kann bei einer Herstellung durch 3D-Druck, Sintern, Stanzen, Prä gen oder Lasern erheblich verkleinert werden oder sogar komplett entfallen, so dass ggf. die gesamte Zahnrückseite 34 mit der vorhergehend beschriebenen speziellen Oberfläche ausgestaltet werden kann. Ausführungsformen

Ergänzend bzw. zusätzlich zu den bereits erörterten vorteilhaften Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachfolgend anhand weiterer konkreter bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, welche die Erfin dung jedoch nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen einschränken. Diese Ausführungsformen sind ausdrücklich Teil der vorliegenden Beschreibung.

Weiterbildungen der vorstehend beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen und Ausführungsbeispiele mit Merkmalen der nachstehenden Ausführungsformen bilden dabei genau wie Weiterbildungen der nachstehend beschriebenen Ausführungsfor men mit Merkmalen der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen und Ausfüh rungsbeispielen ausdrücklich weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, und sind damit Teil der vorliegenden Offenbarung.

Ausführungsform 1: Nabe für ein Fahrrad-Laufrad, umfassend einen Nabenkörper sowie einen Freilaufkörper, wobei zwischen dem Nabenkörper und dem Freilaufkör per eine Kegelverzahnung realisiert ist.

Ausführungsform 2: Nabe nach der vorhergehenden Ausführungsform, wobei in dem dem Nabenkörper zugewandten Ende des Freilaufkörpers eine endseitige Ver zahnung eingebracht ist, welche einen sich öffnenden oder einen sich schließenden Kegelwinkel umschreibt.

Ausführungsform 3: Nabe nach der vorhergehenden Ausführungsform, wobei der Kegelwinkel 120,1-179,9°, bevorzugt 121-179°, weiter bevorzugt 125-175°, weiter bevorzugt 130-170°, weiter bevorzugt 135-165°, weiter bevorzugt 140-160°, wei ter bevorzugt 145-155°, und weiter bevorzugt 150° beträgt.

Ausführungsform 4: Nabe nach einer oder mehreren der vorhergehenden Ausfüh rungsformen, wobei der Nabenkörper eine zu der Verzahnung des Freilaufkörpers korrespondierende Verzahnung aufweist.

Ausführungsform 5: Nabe nach der vorhergehenden Ausführungsform, wobei die mit dem Freilaufkörper korrespondierende Kegelverzahnung des Nabenkörpers in einer Zahnscheibe des Nabenkörpers ausgebildet ist.

Ausführungsform 6: Nabe nach der vorhergehenden Ausführungsform, wobei die Zahnscheibe innerhalb des Nabenkörpers in axialer Richtung verschiebbar ist. Ausführungsform 7: Nabe für ein Fahrrad-Laufrad, umfassend einen Nabenkörper sowie einen Freilaufkörper, ggf. nach einer oder mehreren der vorhergehenden Aus führungsformen, wobei eine Entlüftung mindestens einer der innerhalb der Nabe vorliegenden Kammern, insbesondere von Nabenkörper, Verzahnungsraum oder Freilauf, und/oder des Innenraums der Radachse, vorgesehen ist.

Ausführungsform 8: Nabe für ein Fahrrad-Laufrad, umfassend einen Nabenkörper sowie einen Freilaufkörper, ggf. nach einer oder mehreren der vorhergehenden Aus führungsformen, wobei innerhalb einer Verzahnung zwischen Nabenkörper und Frei laufkörper eine Zahnform vorgesehen ist, die immer eine Linienberührung und/oder eine Flächen- oder Vollflächenberührung zwischen den Verzahnungspartnern reali siert.

Ausführungsform 9: Nabe nach einer oder mehreren der vorhergehenden Ausfüh rungsformen, wobei der Freilauf auf seiner dem Nabenkörper abgewandten Seite eine Aufnahme und/oder ein Außengewinde zur Aufnahme und/oder Festlegung ei nes Kraftübertragungsmittels aufweist.

Ausführungsform 10: Nabe nach der vorhergehenden Ausführungsform, wobei das Kraftübertragungsmittel eine Kassette (Ritzelpaket) oder eine Riemenscheibe ist.

Ausführungsform 11: Nabe nach einer oder mehreren der vorangehenden Ausfüh rungsformen, wobei die Nabe ferner zumindest eines der in oben stehender Be schreibung erörterten Merkmale aufweist.

Ausführungsform 12: Nabe nach einer oder mehreren der vorangehenden Ausfüh rungsformen, wobei die Nabe die zusätzlichen Merkmale zumindest eines der in oben stehender Beschreibung dargelegten Ausführungsbeispiele aufweist.

Ausführungsform 13: Nabe nach einer oder mehreren der vorangehenden Ausfüh rungsformen, wobei die Nabe nach einem der in oben stehender Beschreibung dar gelegten Ausführungsbeispiele ausgebildet ist.

Ausführungsform 14: Nabe nach einer oder mehreren der vorangehenden Ausfüh rungsformen, wobei die Nabe die zusätzlichen Merkmale zumindest einer weiteren vorangehenden Ausführungsform aufweist. Ausführungsform 15: Baugruppe für eine Nabe für ein Fahrrad-Laufrad nach einer oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Baugruppe aus einem Nabenkörper und einem Freilaufkörper besteht.

Ausführungsform 16: Nabenkörper für eine Nabe für ein Fahrrad-Laufrad nach einer oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsformen 1 bis 14.

Ausführungsform 17: Freilaufkörper für eine Nabe für ein Fahrrad-Laufrad nach ei ner oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsformen 1 bis 14.

Ausführungsform 18: Fahrrad-Laufrad mit einer Nabe nach einer oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsformen 1 bis 14.

Ausführungsform 19: Fahrrad mit einem Fahrrad-Laufrad nach der vorhergehenden Ausführungsform.

Bezugszeichenliste

2a Kegelwinkel a Kegelneigung

A Außen

Bl, B2 Bereichsgrenzen (Zahn)

G, Gl,..; G', Gl',.. Gerade, Hilfslinie

H, Hl Höhe I Innen

L Längsachse, Mittelachse

S, Sl,..; S', Sl',.. Schnittpunkt von G und L bzw. von G' und L

2 Nabe

41 Linker Speichenflansch

42 Rechter Speichenflansch 6 Nabenkörper

61 Nabenkörperraum (Kammer)

8 Freilaufkörper

81 Freilaufraum (Kammer)

10 Aufnahme (für Kraftübertragungsmittel)

111, 112, 113, 114 Wälzlager

12 Achse, Radachse

14 Kegelverzahnung

141 Verzahnungsraum (Kammer)

146 Kegelverzahnung der Zahnscheibe, endseitige Verzahnung der Zahnscheibe

148 Kegelverzahnung des Freilaufkörpers, endseitige Verzahnung des Freilaufkörpers

16 Zahnscheibe

18 Radiale Außenverzahnung der Zahnscheibe

20 Aufnahmeprofil (des Freilaufkörpers für Kraftübertragungsmittel)

22 Außengewinde (des Freilaufkörpers für

Kraftübertragungsmittel)

24 Entlüftungsöffnung

26 Entlüftungsbohrung

28 Endkappe (Achse)

281 Schlitz (Endkappe) Zahn (Verzahnung)

Zahnvorderseite

Zahnrückseite

Zahngrund

Absatz (Zahn)

Zahnvorderkante