DE102017202916A1

DE102017202916A1 - Gleitkomponente, Fahrradkomponente, Fahrrad-Ritzel, Fahrrad-Kettenblatt, Fahrradkette und Verfahren zur Herstellung der Gleitkomponente

Info

Publication number: DE102017202916A1
Application number: DE102017202916.1A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Oi; Dai Yokozawa; Wataru Yamauchi; Michiaki KOMADA
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2017-02-23
Publication date: 2017-09-28
Also published as: CN107235110A; US10352428B2; TWI667087B; CN107235110B; US20170276226A1; TW201733707A

Abstract

Eine Gleitkomponente 34 weist ein Grundbauteil 40 und eine plattierte Schicht 42 auf. Das Grundbauteil 40 besteht aus einer Titanlegierung, die die Beta-Phase von Titan aufweist. Das Grundbauteil 40 weist eine Oberfläche 41 mit mehreren Aussparungen 41r auf. Die plattierte Schicht 42 ist auf der Oberfläche 41 des Grundbauteils 40 vorgesehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleitkomponente, eine Fahrradkomponente, ein Fahrrad-Kettenrad, eine Fahrradkette und ein Verfahren zur Herstellung der Gleitkomponente.
Ein Fahrrad und ein Angelgerät weisen eine Gleitkomponente auf, die mit einer weiteren Komponente in Eingriff steht. Beispielsweise steht eine Fahrradkette mit einem Fahrrad-Kettenrad in Eingriff und greifen bei einer Angelrolle Getrieberäder ineinander. Außerdem weist ein Fahrrad eine andere Art Gleitkomponente auf, die auf einer anderen Komponente gleitet. Beispielsweise gleitet die Fahrradkette während des Gangschaltens auf Kettenführungen eines vorderen Umwerfers.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Gleitkomponente ein Grundbauteil und eine plattierte Schicht auf. Das Grundbauteil ist aus einer Titanlegierung, die die Beta-Phase von Titan aufweist. Das Grundbauteil weist eine Oberfläche mit mehreren Aussparungen auf. Die plattierte Schicht ist auf der Oberfläche des Grundbauteils vorgesehen. Mit der Gleitkomponente gemäß dem ersten Aspekt ist die Titanlegierung leicht und hat eine hohe Festigkeit. Obgleich die Titanlegierung eine schlechte Abriebbeständigkeit hat, wird das Grundbauteil aus der Titanlegierung von der plattierten Schicht geschützt. Das Plattierungsmaterial haftet typischerweise schlecht an der Titanlegierung, aber die plattierte Schicht kann mit den mehreren Aussparungen aufgrund des Verankerungseffektes fest an dem Grundbauteil haften. Folglich kann die Gleitkomponente leicht sein und eine hohe Festigkeit aufweisen, wobei sie abriebbeständig ist.
Vorzugsweise ist die Gleitkomponente so ausgebildet, dass die Titanlegierung die Alpha-Phase von Titan aufweist. Somit können die mehreren Aussparungen auf der Oberfläche des Grundbauteils effektiv gebildet werden.
Vorzugsweise ist die Gleitkomponente so ausgebildet, dass die mehreren Aussparungen durch teilweises Entfernern der Alpha-Phase von Titan gebildet werden. Somit können die Aussparungen auf der Oberfläche des Grundbauteils effektiv gebildet werden.
Vorzugsweise ist die Gleitkomponente so ausgebildet, dass die Alpha-Phase von Titan teilweise durch Zink ersetzt ist. Somit kann Zink die Oxidation von Titan verzögern, bevor die plattierte Schicht auf dem Grundbauteil bereitgestellt wird, somit kann Zink die Haftung zwischen dem Grundbauteil und der plattierten Schicht weiter verbessern.
Vorzugsweise ist die Gleitkomponente so ausgebildet, dass die plattierte Schicht Nickel aufweist. Somit kann die plattierte Nickel aufweisende Schicht korrosionsbeständig sein und der Gleitkomponente Abriebbeständigkeit verleihen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Fahrradkomponente die wie zuvor beschriebene Gleitkomponente auf. Somit verbessert die Gleitkomponente die Abriebbeständigkeit der Fahrradkomponente.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Fahrrad-Ritzel die wie zuvor beschriebene Gleitkomponente auf. Somit verbessert die Gleitkomponente die Haltbarkeit des Ritzels.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Fahrrad-Kettenblatt die wie zuvor beschriebene Gleitkomponente auf. Somit verbessert die Gleitkomponente die Abriebbeständigkeit des Kettenblattes.
Vorzugsweise ist die Gleitkomponente so ausgebildet, dass die mehreren Aussparungen wenigstens eine Aussparung mit einer ersten Länge aufweisen, die im Bereich zwischen 50 Nanometern und 150 Nanometern liegt. Somit kann die plattierte Schicht durch die mehreren Aussparungen aufgrund eines Verankerungseffektes fest an dem Grundbauteil haften.
Vorzugsweise ist die Gleitkomponente so ausgebildet, dass die wenigstens eine Aussparung eine zweite Länge aufweist, die im Bereich zwischen 1 Mikrometer und 10 Mikrometern liegt. Somit kann die plattierte Schicht durch die mehreren Aussparungen aufgrund eines Verankerungseffektes fest an dem Grundbauteil haften.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Gleitkomponente ein Grundbauteil und eine plattierte Schicht auf. Das Grundbauteil ist aus einer Titanlegierung, die die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan aufweist. Das Grundbauteil weist einen Innenabschnitt und einen Randabschnitt auf. Der Innenabschnitt hat eine erste Dichte der Alpha-Phase von Titan. Der Randabschnitt ist auf dem Innenschichtabschnitt vorgesehen. Der Randabschnitt hat eine zweite Dichte der Alpha-Phase von Titan. Die zweite Dichte ist kleiner als die erste Dichte. Die plattierte Schicht ist auf dem Randabschnitt vorgesehen. Somit wird, im Vergleich zum Innenabschnitt, ein Teil der Alpha-Phase von Titan entfernt und somit sind die mehreren Aussparungen im Randabschnitt vorgesehen. Folglich kann die plattierte Schicht durch die mehreren Aussparungen aufgrund eines Verankerungseffektes fest an dem Grundbauteil haften.
Vorzugsweise ist die Gleitkomponente so ausgebildet, dass der Randabschnitt ferner Zink aufweist. Somit kann Zink die Oxidation von Titan verzögern, bevor die plattierte Schicht auf dem Randabschnitt bereitgestellt wird, somit kann Zink ferner die Haftung zwischen dem Grundbauteil und der plattierten Schicht verbessern.
Vorzugsweise ist die Gleitkomponente so ausgebildet, dass die plattierte Schicht Nickel aufweist. Somit kann die plattierte Nickel aufweisende Schicht korrosionsbeständig sein und der Gleitkomponente Abriebbeständigkeit verleihen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Fahrradkomponente die wie zuvor beschriebene Gleitkomponente auf. Somit verbessert die Gleitkomponente die Abriebbeständigkeit der Fahrradkomponente.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Fahrrad-Ritzel die wie zuvor beschriebene Gleitkomponente auf. Somit verbessert die Gleitkomponente die Abriebbeständigkeit des Fahrrad-Ritzels.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Fahrrad-Kettenblatt die wie zuvor beschriebene Gleitkomponente auf. Somit verbessert die Gleitkomponente die Abriebbeständigkeit des Fahrrad-Kettenblattes.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Gleitkomponente ein Grundbauteil und eine plattierte Schicht auf. Das Grundbauteil ist aus einer Titanlegierung. Das Grundbauteil weist einen Innenabschnitt und einen Randabschnitt auf. Der Innenabschnitt weist die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan auf. Der Randabschnitt ist auf dem Innenabschnitt vorgesehen. Der Randabschnitt weist Zink und die Beta-Phase von Titan auf. Die plattierte Schicht ist auf dem Randabschnitt vorgesehen. Somit ist die Titanlegierung leicht und hat eine hohe Festigkeit. Obgleich die Titanlegierung typischerweise eine schlechte Abriebbeständigkeit hat, wird das Grundbauteil aus der Titanlegierung von der plattierten Schicht geschützt. Das Plattierungsmaterial haftet typischerweise schlecht an der Titanlegierung, aber Zink kann die Oxidation von Titan verzögern, bevor die plattierte Schicht auf dem Randabschnitt bereitgestellt wird, somit kann Zink die Haftung zwischen dem Grundbauteil und der plattierten Schicht verbessern. Folglich kann die Gleitkomponente leicht sein und eine hohe Festigkeit aufweisen, wobei sie abriebbeständig ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Gleitkomponente: das Bereitstellen eines Grundbauteils aus einer Titanlegierung, die die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan aufweist, wobei das Grundbauteil eine Oberfläche aufweist; das Entfernen wenigstens eines Teils der Alpha-Phase von Titan an der Oberfläche des Grundbauteils zum Bereitstellen eines Randabschnitts an der Oberfläche des Grundbauteils; das Plattieren des Randabschnitts zum Anordnen einer plattierten Schicht auf dem Randabschnitt. Somit wird, im Vergleich zum Innenabschnitt, ein Teil der Alpha-Phase von Titan entfernt und somit sind die mehreren Aussparungen in dem Randabschnitt vorgesehen. Folglich kann die plattierte Schicht durch die mehreren Aussparungen aufgrund des Verankerungseffektes fest an dem Grundbauteil haften.
Vorzugsweise ist das Verfahren so ausgebildet, dass das Entfernen des wenigstens einen Teils der Alpha-Phase von Titan das Ersetzen des wenigstens einen Teils der Alpha-Phase von Titan an der Oberfläche des Grundbauteils durch Zink umfasst. Somit kann Zink die Oxidation von Titan verzögern, bevor der Randabschnitt plattiert wird und somit kann Zink die Haftung zwischen dem Grundbauteil und der plattierten Schicht weiter verbessern.
Vorzugsweise ist das Verfahren so ausgebildet, dass das Entfernen des wenigstens einen Teils der Alpha-Phase von Titan das Bilden mehrerer Aussparungen an dem Randabschnitt umfasst. Somit ist die Titanlegierung leicht und hat eine hohe Festigkeit. Obgleich die Titanlegierung typischerweise eine schlechte Abriebbeständigkeit hat, wird das Grundbauteil aus der Titanlegierung von der plattierten Schicht geschützt. Das Plattierungsmaterial haftet typischerweise schlecht an der Titanlegierung, aber die plattierte Schicht kann durch die mehreren Aussparungen aufgrund des Verankerungseffektes fest an dem Grundbauteil haften. Folglich kann die Gleitkomponente leicht sein und eine hohe Festigkeit aufweisen, wobei sie abriebbeständig ist.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner das Ätzen des Grundbauteils zum Entfernen eines Oxidfilms auf dem Grundbauteil bevor der wenigstens eine Teil der Alpha-Phase von Titan entfernt wird. Somit wird der Oxidfilm auf dem Grundbauteil entfernt, um die Haftung der plattierten Schicht an dem Grundbauteil zu verbessern.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner das Nachbeizen des Grundbauteils nach dem Ätzen des Grundbauteils. Somit werden Beläge auf dem Grundbauteil entfernt, um die Haftung der plattierten Schicht an dem Grundbauteil zu verbessern.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Gleitkomponente ein Grundbauteil und eine plattierte Schicht auf. Das Grundbauteil ist aus einer Titanlegierung, die die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan aufweist. Das Grundbauteil weist eine Oberfläche mit mehreren Aussparungen auf, die durch teilweises Entfernen der Alpha-Phase von Titan gebildet werden. Die plattierte Schicht ist auf der Oberfläche des Grundbauteils vorgesehen. Somit ist die Titanlegierung leicht und hat eine hohe Festigkeit. Obgleich die Titanlegierung typischerweise eine schlechte Abriebbeständigkeit hat, wird das Grundbauteil aus der Titanlegierung von der plattierten Schicht geschützt. Das Plattierungsmaterial haftet typischerweise schlecht an der Titanlegierung, aber die plattierte Schicht kann durch die mehreren Aussparungen aufgrund des Verankerungseffektes fest an dem Grundbauteil haften. Folglich kann die Gleitkomponente leicht sein und eine hohe Festigkeit haben, wobei sie abriebbeständig ist.
Vorzugsweise ist die Gleitkomponente so ausgebildet, dass die mehreren Aussparungen durch teilweises Ersetzen der Alpha-Phase von Titan durch Zink gebildet werden. Somit kann Zink die Oxidation von Titan verzögern, bevor die plattierte Schicht auf dem Grundbauteil bereitgestellt wird und somit kann Zink die Haftung zwischen dem Grundbauteil und der plattierten Schicht weiter verbessern.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Gleitkomponente ein Grundbauteil und eine plattierte Schicht auf. Das Grundbauteil ist aus einer Titanlegierung, die die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan aufweist. Das Grundbauteil weist einen Innenabschnitt und einen Randabschnitt auf. Der Innenschichtabschnitt hat eine erste Dichte der Alpha-Phase von Titan. Der Randabschnitt ist auf dem Innenabschnitt vorgesehen. Der Randabschnitt hat eine zweite Dichte der Alpha-Phase von Titan. Die zweite Dichte ist kleiner als die erste Dichte. Die plattierte Schicht ist auf dem Randabschnitt vorgesehen. Die Gleitkomponente wird mit einem Verfahren hergestellt, umfassend: das Bereitstellen des Grundbauteils, wobei das Grundbauteil eine Oberfläche aufweist; das Entfernen wenigstens eines Teils der Alpha-Phase von Titan an der Oberfläche des Grundbauteils zum Bereitstellen des Randabschnitts an der Oberfläche des Grundbauteils und des Innenabschnitts im Inneren des Randabschnitts; und das Plattieren des Randabschnitts zum Anordnen der plattierten Schicht. Somit wird, im Vergleich zum Innenabschnitt, ein Teil der Alpha-Phase von Titan entfernt, somit sind mehrere Aussparungen in dem Randabschnitt vorgesehen. Folglich kann die plattierte Schicht durch die mehreren Aussparungen aufgrund eines Verankerungseffektes fest an dem Grundbauteil haften.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Gleitkomponente ein Grundbauteil und eine plattierte Schicht auf. Das Grundbauteil ist aus einer Titanlegierung. Das Grundbauteil weist einen Innenabschnitt und einen Randabschnitt auf. Der Innenabschnitt weist die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan auf. Der Randabschnitt ist auf dem Innenabschnitt vorgesehen. Der Randabschnitt weist Zink und die Beta-Phase von Titan auf. Die plattierte Schicht ist auf dem Randabschnitt vorgesehen. Die Gleitkomponente wird mit einem Verfahren hergestellt, umfassend: das Bereitstellen des Grundbauteils aus der Titanlegierung, die die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan aufweist, wobei das Grundbauteil eine Oberfläche aufweist; das Ersetzen wenigstens eines Teils der Alpha-Phase von Titan an der Oberfläche des Grundbauteils durch Zink zum Bereitstellen des Randabschnitts an der Oberfläche des Grundbauteils und des Innenabschnitts im Inneren des Randabschnitts; und das Plattieren des Randabschnitts zum Anordnen der plattierten Schicht. Somit ist die Titanlegierung leicht und hat eine hohe Festigkeit. Obgleich die Titanlegierung typischerweise eine schlechte Abriebbeständigkeit hat, wird das Grundbauteil aus der Titanlegierung von der plattierten Schicht geschützt. Das Plattierungsmaterial haftet typischerweise schlecht an der Titanlegierung, aber Zink kann die Oxidation von Titan verzögern, bevor die plattierte Schicht auf dem Randabschnitt bereitgestellt wird, somit kann Zink die Haftung zwischen dem Grundbauteil und der plattierten Schicht verbessern. Folglich kann die Gleitkomponente leicht sein und eine hohe Festigkeit aufweisen, wobei sie abriebbeständig ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Gleitkomponente ein Grundbauteil und eine plattierte Schicht auf. Das Grundbauteil ist aus einer Titanlegierung, die die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan aufweist. Das Grundbauteil weist eine Oberfläche auf. Die plattierte Schicht ist auf der Oberfläche des Grundbauteils vorgesehen. Die plattierte Schicht weist ein erstes metallisches Material auf, das sich von Titan unterscheidet. Die Gleitkomponente weist ein zweites metallisches Material auf, das zwischen dem Grundbauteil und der plattierten Schicht angeordnet ist. Das zweite metallische Material unterscheidet sich von Titan und dem ersten metallischen Material. Somit ist die Titanlegierung leicht und hat eine hohe Festigkeit. Obgleich die Titanlegierung typischerweise eine schlechte Abriebbeständigkeit hat, wird das Grundbauteil aus der Titanlegierung von der plattierten Schicht geschützt. Das Plattierungsmaterial haftet typischerweise schlecht an der Titanlegierung, aber das erste Material kann so ausgewählt werden, dass die Abriebbeständigkeit der Gleitkomponente verbessert wird, und das zweite Material kann so ausgewählt werden, dass die Haftung zwischen dem Grundbauteil und der plattierten Schicht verbessert wird. Folglich kann die Gleitkomponente leicht sein und eine hohe Festigkeit aufweisen, wobei sie abriebbeständig ist.
Vorzugsweise ist die Gleitkomponente so ausgebildet, dass die Oberfläche des Grundbauteils mehrere Aussparungen aufweist. Das zweite metallische Material ist in wenigstens einer der mehreren Aussparungen angeordnet. Somit verbessern die mehreren Aussparungen die Haftung der plattierten Schicht an dem Grundbauteil aufgrund des Verankerungseffektes.
Vorzugsweise ist die Gleitkomponente so ausgebildet, dass das erste metallische Material Nickel ist. Somit kann die plattierte Nickel aufweisende Schicht korrosionsbeständig sein und der Gleitkomponente Abriebbeständigkeit verleihen.
Vorzugsweise ist die Gleitkomponente so ausgebildet, dass das zweite metallische Material Zink ist. Somit kann Zink die Oxidation von Titan verzögern, bevor die plattierte Schicht auf dem Randabschnitt bereitgestellt wird und somit kann Zink ferner die Haftung zwischen dem Grundbauteil und der plattierten Schicht verbessern.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Gleitkomponente ein Grundbauteil und eine abriebbeständige Schicht auf. Das Grundbauteil ist aus einer von einer Titanlegierung und einer Eisenlegierung. Die abriebbeständige Schicht ist aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Titancarbid (TiC), Titancarbonitrid (TiCN) und Titannitrid (TiN). Damit kann die Haltbarkeit der Gleitkomponente effektiv verbessert werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Fahrrad-Kettenrad die wie zuvor beschriebene Gleitkomponente auf. Damit verbessert die Gleitkomponente die Haltbarkeit des Fahrrad-Kettenrades.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Fahrradkette die wie zuvor beschriebene Gleitkomponente auf. Somit verbessert die Gleitkomponente die Haltbarkeit der Fahrradkette. Außerdem kann die Gleitkomponente die Gleitreibung zwischen der Fahrradkette und dem Fahrrad-Kettenrad verringern, so dass der Rotationstransmissionsgrad verbessert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist wenigstens eines von einem Stiftbauteil und einem Rollenbauteil einer Fahrradkette die wie oben beschriebene Gleitkomponente auf. Damit verbessert die Gleitkomponente die Haltbarkeit des wenigstens einen von dem Stiftbauteil und dem Rollenbauteil.
Die Erfindung und viele der mit ihr zusammenhängenden Vorteile können noch genauer eingeschätzt werden, wenn sie unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich wird, wobei
1 eine Seitenansicht eines Fahrrads gemäß einer ersten Ausführungsform ist;
2 eine Vorderseitenansicht einer Ritzel-Baueinheit ist;
3 eine Seitenansicht der Ritzel-Baueinheit ist;
4 eine Vorderseitenansicht eines Ritzels ist;
5 eine Teilquerschnittsansicht des Ritzels entlang der in 4 veranschaulichten Linie V-V ist;
6 eine vergrößerte exemplarische Ansicht eines Teils P des in 5 veranschaulichten Ritzels ist;
7 Elektronenmikroskopiebilder einer Oberfläche eines Grundbauteils zeigt;
8 ein exemplarisches Elektronenmikroskopiebild zeigt;
9 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer Gleitkomponente gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
10 eine Vorderseitenansicht einer Kettenblatt-Baueinheit ist;
11 eine Teilquerschnittsansicht der Kettenblatt-Baueinheit entlang der in 10 veranschaulichten Linie XI-XI' ist;
12 eine Vorderseitenansicht eines Kettenblattes ist;
13 eine Vorderseitenansicht einer Fahrradkette ist;
14 eine Draufsicht der Fahrradkette ist;
15 eine Seitenansicht des Fahrrads, das mit einem vorderen Umwerfer ausgestattet ist, gemäß der ersten Ausführungsform ist;
16 eine vergrößerte Ansicht der rechten Seiten des vorderen Umwerfers gemäß der ersten Ausführungsform ist;
17 eine vergrößerte Ansicht der linken Seite des vorderen Umwerfers gemäß der ersten Ausführungsform ist;
18 eine Querschnittsansicht des vorderen Umwerfers entlang der Schnittlinie XVI-XVI' von 16 ist;
19 eine Vorderseitenansicht einer hinteren Umwerfer-Baueinheit gemäß der ersten Ausführungsform ist;
20 eine Seitenansicht der hinteren Umwerfer-Baueinheit, gesehen von der Rückseite des Fahrrads, ist;
21 eine vergrößerte Seitenansicht einer zweiten Kettenführung der hinteren Umwerfer-Baueinheit, gesehen von der Vorderseite des Fahrrads, ist;
22 eine vergrößerte exemplarische Ansicht einer Gleitkomponente ist;
23 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der Gleitkomponente gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wenn das Grundbauteil aus einer Eisenlegierung ist; und
24 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der Gleitkomponente gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wenn das Grundbauteil aus einer Titanlegierung ist.
Die Ausführungsformen werden nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei in den verschiedenen Zeichnungen gleiche Bezugsziffern entsprechende oder identische Elemente kennzeichnen.
Zunächst bezogen auf 1 weist ein Fahrrad 10 gemäß einer ersten Ausführungsform einen Fahrradrahmen 12, eine Vorderradgabel-Baueinheit 14, ein Vorderrad 16, eine Lenkstange 18, eine Sattelstützen-Baueinheit 20, einen Sattel 22, ein Kurbelgestänge 24, eine Ritzel-Baueinheit 26, eine Fahrradkette 28 und ein Fahrradpedal 29 auf. Die Vorderradgabel-Baueinheit 14 ist drehbar am Fahrradrahmen 12 montiert. Die Vorderradgabel-Baueinheit 14 weist in dieser Ausführungsform einen Vorderradgabelkörper 14a und eine Gabelfederung 14b auf. Das Vorderrad 16 ist drehbar an dem Vorderradgabelkörper 14a montiert. Die Gabelfederung 14b absorbiert Vibration, die von dem Vorderrad 16 auf den Vorderradgabelkörper 14a ausgeübt wird, während das Fahrrad 10 fährt, beispielsweise auf einem unebenen Weg. Die Lenkstange 18 ist an der Vorderradgabel-Baueinheit 14 mittels eines Lenkervorbaus 17 befestigt. Die Sattelstützen-Baueinheit 20 ist am Fahrradrahmen 12 montiert. Der Sattel 22 ist an der Sattelstützen-Baueinheit 20 befestigt. Das Kurbelgestänge 24 ist drehbar am Fahrradrahmen 12 montiert. Die Ritzel-Baueinheit 26 ist drehbar am Fahrradrahmen 12 montiert. Die Fahrradkette 28 ist mit dem Kurbelgestänge 24 und der Ritzel-Baueinheit 26 in Eingriff. Das Fahrrad 10 kann ferner eine vordere Umwerfer-Baueinheit 30 und eine hintere Umwerfer-Baueinheit 32 zum Verändern der Geschwindigkeitsstufe des Fahrrads 10 aufweisen.
In der vorliegenden Anmeldung beziehen sich die folgenden Richtungsangaben „vorn”, „hinten”, „vorwärts”, „rückwärts”, „links”, „rechts”, „quer”, „hoch” und „runter”, ebenso wie andere ähnliche Richtungsangaben, auf jene Richtungen, die basierend auf den im Sattel 22 des Fahrrads 10 mit Blick zur Lenkstange 18 sitzenden Nutzer (beispielsweise des Radfahrers) bestimmt werden. Folglich sollten diese Ausdrücke, wie sie zur Beschreibung des Kurbelgestänges 24, der Ritzel-Baueinheit 26, der Fahrradkette 28, der vorderen Umwerfer-Baueinheit 30 oder der hinteren Umwerfer-Baueinheit 32 verwendet werden, bezogen auf das Fahrrad, das mit dem Kurbelgestänge 24, der Ritzel-Baueinheit 26, der Fahrradkette 28, der vorderen Umwerfer-Baueinheit 30 oder der hinteren Umwerfer-Baueinheit 32 ausgestattet ist, als in einer aufrechten Fahrposition auf einer horizontalen Fläche genutzt, interpretiert werden.
In der vorliegenden Anmeldung werden Fahrradkomponenten als Komponenten bezeichnet, die Teil des Fahrrads 10 sein können. Beispielsweise kann der Fahrradrahmen 12, die Gabelfederung 14b, die Sattelstützen-Baueinheit 20, das Kurbelgestänge 24, die Ritzel-Baueinheit 26, die Fahrradkette 28, die vordere Umwerfer-Baueinheit 30 bzw. die hintere Umwerfer-Baueinheit 32 auch als Fahrradkomponenten 12, 14b, 20, 24, 26, 28, 30, 32 bezeichnet werden. Außerdem kann eine Komponente der Gabelfederung 14b, eine Komponente der Sattelstützen-Baueinheit 20, eine Komponente des Kurbelgestänges 24, eine Komponente der Ritzel-Baueinheit 26, eine Komponente der Fahrradkette 28, eine Komponente der vorderen Umwerfer-Baueinheit 30 und eine Komponente der hinteren Umwerfer-Baueinheit 32 auch als Fahrradkomponente bezeichnet werden. In der vorliegenden Anmeldung können ein Ritzel und ein Kettenblatt auch als ein Fahrrad-Kettenrad bezeichnet werden. Ein Fahrrad-Kettenrad kann auch als eine Fahrradkomponente bezeichnet werden.
Bezogen auf 2 weist die Ritzel-Baueinheit 26 gemäß der ersten Ausführungsform mehrere Ritzel S1 bis S9 auf. Die Ritzel-Baueinheit 26 ist so ausgebildet, dass sie in die Fahrradkette 28 eingreift. In dieser Ausführungsform weist die Ritzel-Baueinheit 26 neun Ritzel S1 bis S9 auf. Die Ritzel-Baueinheit 26 hat eine Drehmittelachse A1. Die Ritzel-Baueinheit 26 ist so ausgebildet, dass sie während des Tretens um die Drehmittelachse A1 in Antriebsdrehrichtung D11 drehbar ist. Die Antriebsdrehrichtung D11 ist entlang der Umfangsrichtung D1 der Ritzel-Baueinheit 26 definiert.
Wie in 2 gezeigt ist, weist die Ritzel-Baueinheit 26 ferner eine Hinterradnaben-Eingriffstruktur 27 auf, die so ausgebildet ist, dass sie in die Fahrradnabenbaueinheit 2 eingreift (3).
Wie in 3 gezeigt ist, sind die Ritzel S1 bis S9 in einer Achsenrichtung D2 parallel zur Drehmittelachse A1 angeordnet. Die Ritzel S1 bis S9 sind voneinander in der Achsenrichtung D2 beabstandet. Die Ritzel-Baueinheit 26 weist Abstandshalter P1 bis P8 auf. Jeder der Abstandshalter P1 bis P8 ist zwischen zwei benachbarten Kettenrädern der Ritzel S1 bis S9 angeordnet.
Das Ritzel S1 hat einen Außendurchmesser, der bei den Ritzeln S1 bis S9 der größte ist. Das Ritzel S9 hat einen Außendurchmesser, der bei den Ritzeln S1 bis S9 der kleinste ist. Das Ritzel S1 liegt näher an der Fahrradmittenebene CP1 des Fahrradrahmens 12 als das Ritzel S9, wenn die Ritzel-Baueinheit 26 an der Fahrradnabenbaueinheit 2 montiert ist. Das Hochschalten findet statt, wenn die Fahrradkette 28 von der hinteren Umwerfer-Baueinheit 32 von einem größeren Kettenrad auf ein benachbartes kleineres Kettenrad in einer Hochschaltrichtung D31 geschaltet wird. Das Herunterschalten findet statt, wenn die Fahrradkette 28 von der hinteren Umwerfer-Baueinheit 32 von einem kleinen Kettenrad auf ein benachbartes größeres Kettenrad in einer Herunterschaltrichtung D32 geschaltet wird.
Die Achsenrichtung D2 umfasst eine nach außen gerichtete Achsenrichtung D21 und eine nach innen gerichtete Achsenrichtung D22. Die nach innen gerichtete Achsenrichtung D22 ist der nach außen gerichteten Achsenrichtung D21 entgegengesetzt. Die Hochschaltrichtung D31 ist entlang der nach außen gerichteten Achsenrichtung D21 definiert. Die Herunterschaltrichtung D32 ist entlang der nach innen gerichteten Achsenrichtung D22 definiert.
4 veranschaulicht das Ritzel S1 als ein Beispiel der Ritzel S1 bis S9. Das Ritzel S1 ist ein Beispiel der Fahrradkomponente. Wie in 4 gezeigt ist, hat das Ritzel S1 die Drehmittelachse A1. Das Ritzel S1 ist so ausgebildet, dass es um die Drehmittelachse A1 drehbar ist. Das Ritzel S1 weist einen Ritzelkörper 36 und mehrere Ritzelzähne 38 auf. Der Ritzelkörper 36 ist so ausgebildet, dass er um die Drehmittelachse A1 drehbar ist. Der Ritzelkörper 36 ist ringförmig. Die Ritzelzähne 38 verlaufen radial vom Außenumfang des Ritzelkörpers 36 nach außen. Die Ritzelzähne 38 sind so ausgebildet, dass sie in die Fahrradkette 28 eingreifen, während die Fahrradkette 28 mit dem Ritzel S1 in Eingriff steht. Die anderen Ritzel S2 bis S9 haben eine ähnliche Form wie das Ritzel S1, abgesehen von den Durchmessern der Ringformen.
In dieser Ausführungsform haben die Ritzel S1 bis S9 im Wesentlichen dieselbe innere Struktur. Die Ritzel (d. h. eines von S1 bis S9) können eine Gleitkomponente 34 aufweisen. Beispielsweise können die Ritzelzähne 38 die Gleitkomponente 34 sein. Mit anderen Worten, die Fahrradkomponente (d. h. eines von S1 bis S9) weist die Gleitkomponente 34 auf. Das Fahrrad-Kettenrad (d. h. eines von S1 bis S9) weist die Gleitkomponente 34 auf. Wie in 5 gezeigt ist, weist die Gleitkomponente 34 ein Grundbauteil 40 und eine plattierte Schicht 42 auf. Das Grundbauteil 40 weist einen Innenabschnitt 44 und einen Randabschnitt 46 auf. Der Randabschnitt 46 ist auf dem Innenabschnitt 44 vorgesehen.
Das Grundbauteil 40 ist aus einer Titanlegierung. Die Titanlegierung weist die Alpha-Phase von Titan auf und kann ferner die Beta-Phase von Titan aufweisen. Speziell weist der Innenabschnitt 44 die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan auf. Der Innenabschnitt 44 hat eine erste Dichte der Alpha-Phase von Titan. Der Randabschnitt 46 kann die Beta-Phase von Titan aufweisen. Der Randabschnitt 46 kann die Alpha-Phase von Titan aufweisen, so dass der Randabschnitt 46 eine zweite Dichte der Alpha-Phase von Titan aufweist. Die zweite Dichte ist kleiner als die erste Dichte. Der Randabschnitt 46 kann ferner Zink aufweisen. Der Randabschnitt 46 weist eine Oberfläche 41 auf, was bedeutet, dass das Grundbauteil 40 die Oberfläche 41 aufweist. Die plattierte Schicht 42 ist auf der Oberfläche 41 des Grundbauteils 40 vorgesehen, das heißt, die plattierte Schicht 42 ist auf dem Randabschnitt 46 vorgesehen. Die plattierte Schicht 42 ist abriebbeständig und kann effektiv den Verschleiß des Grundbauteils 40 verhindern. Die plattierte Schicht 42 weist ein erstes metallisches Material auf, das sich von Titan unterscheidet. Vorzugsweise weist die plattierte Schicht 42 Nickel auf, da eine Nickel-plattierte Schicht korrosionsbeständig ist und der Gleitkomponente 34 Abriebbeständigkeit verleiht. In diesem Fall ist das erste metallische Material Nickel. Die plattierte Schicht 42 kann auch Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Blei (Pb), Silber (Ag), Platin (Pt), Gold (Au), Eisen (Fe) oder Zinn (Sn) aufweisen. Die Gleitkomponente 34 weist ein zweites metallisches Material auf, das zwischen dem Grundbauteil 40 und der plattierten Schicht 42 angeordnet ist. Das zweite metallische Material unterscheidet sich von Titan und dem ersten metallischen Material. In diesem Fall ist das zweite metallische Material Zink.
6 veranschaulicht eine exemplarische Form der Oberfläche 41 des Grundbauteils 40 und eine exemplarische Form des Randabschnitts 46. Wie in 6 gezeigt ist, hat die Oberfläche 41 des Grundbauteils 40 mehrere Aussparungen 41r. 7 zeigt zwei Elektronenmikroskopiebilder der Oberfläche 41 ohne Abdeckung durch die plattierte Schicht 42. Die Elektronenmikroskopiebilder wurden vor dem Plattieren des Grundbauteils 40 aufgenommen. In 7 zeigt das untere Bild der Elektronenmikroskopiebilder ein vergrößertes Bild einer Fläche A des oberen Bildes der Elektronenmikroskopiebilder. Jedes der Elektronenmikroskopiebilder zeigt jeweils Maßstäbe in der unteren rechten Ecke. Vergrößerte Objekte im unteren Bild erscheinen 6-mal so groß wie die im oberen Bild.
In 7 spezifiziert ein Bezugszeichen 41re eine der mehreren Aussparungen 41r. Wie in dem unteren Bild gezeigt ist, hat eine Aussparung 41re eine erste Länge L1, die im Bereich zwischen 50 Nanometern und 150 Nanometern liegt. Speziell beträgt die erste Länge L1 ungefähr 70 Nanometer. Wie im oberen Bild gezeigt ist, hat die Aussparung 41re eine zweite Länge L2, die im Bereich zwischen 1 Mikrometer und 10 Mikrometern liegt. Speziell beträgt die zweite Länge L2 ungefähr 1,5 Mikrometer. Demgemäß weisen die mehreren Aussparungen 41r wenigstens eine Aussparung 41re mit der ersten Länge L1, die im Bereich zwischen 50 Nanometern und 150 Nanometern liegt, und mit der zweiten Länge L2 zwischen 1 Mikrometer und 10 Mikrometern auf. Der interatomare Mindestabstand der Alpha-Phase von Titan beträgt 2,951 Angstrom. Demgemäß ist die erste Länge L1 wenigstens 160-mal so lang wie der interatomare Mindestabstand der Alpha-Phase von Titan. Das heißt, die mehreren Aussparungen 41r sind viel größer als die interatomaren Räume von Titan.
Die erste Länge L1 und die zweite Länge L2 können beispielsweise durch die folgende Verfahrensweise berechnet werden. Als ein erster Schritt wird, wie in 6 gezeigt, die Gleitkomponente 34 auf eine geeignete Größe geschnitten. Beispielsweise kann, was den Teil P in 5 anbelangt, die Gleitkomponente 34 entlang einer Kernebene CP2, die senkrecht zur Drehmittelachse A1 ist, geschnitten werden. In einem zweiten Schritt wird, sofern notwendig, die plattierte Schicht 42 von der Gleitkomponente 34, die im ersten Schritt geschnitten wurde, entfernt, so dass eine Probe des Grundbauteils 40 bereitgestellt wird. Die plattierte Schicht 42 kann beispielsweise unter Verwendung eines Trennmaterials, das für das Material der plattierten Schicht 42 geeignet ist, entfernt werden. In einem dritten Schritt wird die Probe des Grundbauteils 40 auf einem flachen Objekttisch eines Elektronenmikroskops platziert, so dass die untere Fläche des Grundbauteils 40 dem Objekttisch zugewandt ist. In einem vierten Schritt wird das Elektronenmikroskopiebild aufgenommen. 8 veranschaulicht ein exemplarisches Elektronenmikroskopiebild MI. Wie in 8 gezeigt ist, ist die zweite Länge L2 einer Aussparung 41r unter den Längen der Aussparung 41r, die in allen Richtungen im Elektronenmikroskopiebild MI gemessen wurden, die längste Länge. Die Richtung, in der die zweite Länge L2 gemessen wurde, wird als die Längsrichtung D92 der Aussparung 41r bezeichnet. Die erste Länge L1 der Aussparung 41r ist unter den Längen der Aussparung 41r, die in einer lateralen Richtung D91 senkrecht zur Längsrichtung D92 in dem Elektronenmikroskopiebild MI gemessen wurden, die längest Länge.
Das Verfahren zur Herstellung der Gleitkomponente 34 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann umfassen:
das Bereitstellen des Grundbauteils 40 aus der Titanlegierung, die die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan aufweist, wobei das Grundbauteil 40 die Oberfläche 41 aufweist;
das Entfernen wenigstens eines Teils der Alpha-Phase von Titan an der Oberfläche 41 des Grundbauteils 40 zum Bereitstellen des Randabschnitts 46 an der Oberfläche 41 des Grundbauteils 40 und des Innenabschnitts 44 im Inneren des Randabschnitts 46; und
das Plattieren des Randabschnitts 46 zum Anordnen der plattierten Schicht 42 auf dem Randabschnitt 46.
Das Entfernen wenigstens eines Teils der Alpha-Phase von Titan umfasst das Bilden der mehreren Aussparungen 41r an dem Randabschnitt 46. Das Entfernen wenigstens eines Teils der Alpha-Phase von Titan umfasst das Ersetzen des wenigstens einen Teils der Alpha-Phase von Titan an der Oberfläche 41 des Grundbauteils 40 durch Zink. Das Verfahren umfasst ferner das Ätzen des Grundbauteils 40 zum Entfernen eines Oxidfilms auf dem Grundbauteil 40 vor dem Entfernen des wenigstens einen Teils der Alpha-Phase von Titan. Das Verfahren umfasst ferner das Nachbeizen des Grundbauteils 40 nach dem Ätzen des Grundbauteils 40.
Alternativ kann das Verfahren zur Herstellung der Gleitkomponente 34 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen:
das Bereitstellen des Grundbauteils 40 aus der Titanlegierung, die die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan aufweist, wobei das Grundbauteil 40 die Oberfläche 41 aufweist;
das Ersetzen des wenigstens einen Teils der Alpha-Phase von Titan an der Oberfläche 41 des Grundbauteils 40 durch Zink zum Bereitstellen des Randabschnitts 46 an der Oberfläche 41 des Grundbauteils 40 und des Innenabschnitts 44 im Inneren des Randabschnitts 46; und
das Plattieren des Randabschnitts 46 zum Anordnen der plattierten Schicht 42 auf dem Randabschnitt 46.
9 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm von Prozessen des obigen Herstellungsverfahrens. In Schritt S10 wird das Grundbauteil 40 bereitgestellt. Das Material des Grundbauteils 40 ist vorzugsweise eine Alpha/Beta-Titanlegierung, wie Ti-15 V-3Al-3Sn-3Cr, die die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan aufweist. Die Titanlegierung wird gewöhnlich natürlich oxidiert, somit kann das Material des Grundbauteils 40 einen Oxidfilm auf der Titanlegierung aufweisen.
In Schritt S12 wird das bereitgestellte Grundbauteil 40 entfettet, um Schmutz wie Fett auf dem bereitgestellten Grundbauteil 40 zu entfernen. Beispielsweise wird das bereitgestellte Grundbauteil 40 in eine wässerige Natriumhydroxidlösung (NaOH) im Wesentlichen bei 60 Grad Celsius für 3 Minuten getaucht, um das bereitgestellte Grundbauteil 40 zu entfetten. In Schritt S14 wird das entfettete Grundbauteil 40 geätzt, um den Oxidfilm auf dem Grundbauteil 40 zu entfernen. Beispielsweise wird das entfettete Grundbauteil 40 in eine saure wässerige Ammoniumfluoridlösung (NH₄F·HF) im Wesentlichen bei 37 Grad Celsius für 2 Minuten getaucht, um das entfettete Grundbauteil 40 zu ätzen. Nach dem Ätzen sind Beläge, die Legierungselemente aufweisen, auf dem Grundbauteil 40 vorhanden. In Schritt S16 wird das geätzte Grundbauteil 40 nachgebeizt, um die Beläge auf dem Grundbauteil 40 zu entfernen. Beispielsweise wird das geätzte Grundbauteil 40 in eine gemischte wässerige Lösung aus Fluorwasserstoffsäure (HF), Salpetersäure (HNO₃) und Schwefelsäure (H₂SO₄) bei Raumtemperatur im Wesentlichen für 3 Minuten getaucht, um das geätzte Grundbauteil 40 nachzubeizen.
In Schritt S18 wird das nachgebeizte Grundbauteil 40 in eine gemischte wässerige Lösung aus Ammoniumhydrogendifluorid (NH₄F·HF) und einem Zinksalz im Wesentlichen bei 25 Grad Celsius getaucht. Während des Tauchens in die gemischte wässerige Lösung des Ammoniumhydrogendifluorids und des Zinksalzes wird die Alpha-Phase von Titan teilweise durch Zink ersetzt. Die Alpha-Phase von Titan wird durch Zink an der Oberfläche 41 des Grundbauteils 40 ersetzt. Demgemäß wird wenigstens ein Teil der Alpha-Phase von Titan an der Oberfläche 41 des Grundbauteils 40 entfernt. Das heißt, die Alpha-Phase von Titan wird teilweise entfernt. Das Ersetzen der Alpha-Phase von Titan durch Zink verändert die Atomanordnung an der Oberfläche 41, so dass die mehreren Aussparungen 41r gebildet werden. Mit anderen Worten, die mehreren Aussparungen 41r werden durch teilweises Ersetzen der Alpha-Phase von Titan durch Zink gebildet. Das heißt, die mehreren Aussparungen 41r werden durch teilweises Entfernen der Alpha-Phase von Titan gebildet. Der Randabschnitt 46 ist äquivalent zu einem Abschnitt des nachgebeizten Grundbauteils 40, bei dem die Alpha-Phase von Titan teilweise ersetzt ist. Demgemäß weist der Randabschnitt 46 die Oberfläche 41 mit den mehreren Aussparungen 41r auf. Der Innenabschnitt 44 ist der Rest des nachgebeizten Grundbauteils 40, der nicht der Randabschnitt 46 ist. Demgemäß wird durch Ersetzen der Alpha-Phase von Titan durch Zink der Randabschnitt 46 an der Oberfläche 41 des Grundbauteils 40 bereitgestellt und der Innenabschnitt 44 im Inneren des Randabschnitts 46 bereitgestellt. Die Alpha-Phase von Titan wird an dem Randabschnitt 46 teilweise entfernt, so dass die zweite Dichte der Alpha-Phase von Titan im Randabschnitt 46 kleiner als die erste Dichte der Alpha-Phase von Titan im Innenabschnitt 44 ist. Der Bequemlichkeit der folgenden Beschreibung halber wird das Grundbauteil 40 mit den mehreren Aussparungen 41r als ein ausgespartes Grundbauteil 40 bezeichnet.
In Schritt S20 in 9 wird das ausgesparte Grundbauteil 40 mit einem Plattierungsmaterial wie Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Blei (Pb), Silber (Ag), Platin (Pt), Gold (Au), Eisen (Fe) oder Zinn (Sn) plattiert, wodurch die plattierte Schicht 42 auf dem Randabschnitt 46 angeordnet wird. Vorzugsweise wird das ausgesparte Grundbauteil 40 mit Nickel plattiert, um die Abriebbeständigkeit effektiv zu verbessern.
Das Plattierungsmaterial haftet typischerweise schlecht an der Titanlegierung, aber die mehreren Aussparungen 41r des Grundbauteils 40 ermöglichen, dass die plattierte Schicht 42 aufgrund des Verankerungseffektes fest an dem Grundbauteil 40 haftet. Die plattierte Schicht 42 ist abriebbeständig und kann den Verschleiß des Grundbauteils 40 verhindert, so dass die Gleitkomponente 34 die Haltbarkeit der Ritzel S1 bis S9 verbessert.
Wie in 10 gezeigt ist, weist das Kurbelgestänge 24 gemäß der ersten Ausführungsform einen Kurbelabschnitt 48 und mehrere der Kettenblätter auf. Das Kurbelgestänge 24 ist so ausgebildet, dass es in eine Fahrradkette 28 eingreift. In dieser Ausführungsform weist das Kurbelgestänge 24 ein erstes Kettenblatt FS1 und ein zweites Kettenblatt FS2 auf. Das Kurbelgestänge 24 hat eine Drehmittelachse A2. Das Kurbelgestänge 24 ist so ausgebildet, dass es während des Tretens um die Drehmittelachse A2 in einer Antriebsdrehrichtung D41 drehbar ist. Die Antriebsdrehrichtung D41 ist entlang der Umfangsrichtung D4 des Kurbelgestänges 24 definiert.
Wie in den 10 und 11 gezeigt ist, weist der Kurbelabschnitt 48 einen Kurbelarm 50 und einen Kettenradbefestigungsabschnitt 52 auf. Der Kurbelarm 50 und der Kettenradbefestigungsabschnitt 52 sind in dieser Ausführungsform integral geformt. Alternativ kann der Kurbelarm 50 ein von dem Kettenradbefestigungsabschnitt 52 separates Bauteil sein. Der Kurbelarm 50 verläuft radial von der Drehmittelachse A2. Der Kurbelarm 50 weist einen Kurbelwellenbefestigungsabschnitt 54 und einen Pedalbefestigungsabschnitt 56 auf. Der Kurbelwellenbefestigungsabschnitt 54 befindet sind an einem Basisende des Kurbelarms 50 in der Nähe der Drehmittelachse A2. Die Kurbelwelle 4 ist an dem Kurbelwellenbefestigungsabschnitt 54 befestigt. Das Fahrradpedal 29 (siehe 1) ist an dem Pedalbefestigungsabschnitt 56 befestigt.
Der Kettenradbefestigungsabschnitt 52 weist mehrere Befestigungsarme 58 und mehrere Kettenradmontageabschnitte 60 auf. In dieser Ausführungsform weist das Kurbelgestänge 24 vier Befestigungsarme 58 und vier Kettenradmontageabschnitte 60 auf. Die mehreren Befestigungsarme 58 verlaufen radial von dem Kurbelwellenbefestigungsabschnitt 54 in unterschiedliche Richtungen. Jeder der mehreren Kettenradmontageabschnitte 60 hat eine erste Montagebohrung 62, durch die ein Bolzen (z. B. B1) so führt, dass er in eine Mutter (z. B. N1) geschraubt wird. Sowohl das erste Kettenblatt FS1 als auch das zweite Kettenblatt FS2 hat mehrere zweite Montagebohrungen 64, durch die der Bolzen (z. B. B1) so führt, dass er in die Mutter (z. B. N1) geschraubt wird. In 11 spezifiziert Bezugszeichen 64 (FS1) eine zweite Montagebohrung des ersten Kettenblattes FS1 und spezifiziert Bezugszeichen 64 (FS2) eine zweite Montagebohrung des zweiten Kettenblattes FS2. Das erste Kettenblatt FS1 und das zweite Kettenblatt FS2 sind an jedem der mehreren der Kettenradmontageabschnitte 60 durch den Bolzen und die Mutter befestigt. Dieses Befestigungsverfahren ist jedoch nur ein Beispiel, und das Verfahren zur Befestigung des ersten Kettenblattes FS1 und des zweiten Kettenblattes FS2 an jedem der mehreren der Kettenradmontageabschnitte 60 ist nicht darauf beschränkt.
Wie in 11 gezeigt ist, sind die Kettenblätter FS1 und FS2 in Achsenrichtung D5 parallel zur Drehmittelachse A2 angeordnet. Die Kettenblätter FS1 und FS2 sind voneinander in der Achsenrichtung D5 beabstandet.
Das erste Kettenblatt FS1 hat einen Außendurchmesser, der bei den Fahrrad-Kettenblättern FS1 und FS2 der größte ist. Das zweite Kettenblatt FS2 hat einen Außendurchmesser, der bei den Kettenblättern FS1 und FS2 der kleinste ist. Das zweite Kettenblatt FS2 ist näher an der Fahrradmittenebene CP1 des Fahrradrahmens 12 als das erste Kettenblatt FS1, wenn das Kurbelgestänge 24 am Fahrrad 10 montiert ist. Das Hochschalten findet statt, wenn die Fahrradkette 28 von der vorderen Umwerfer-Baueinheit 30 von einem kleinen Kettenrad auf ein benachbartes größeres Kettenrad in einer Hochschaltrichtung D61 geschaltet wird. Das Herunterschalten findet statt, wenn die Fahrradkette 28 von der vorderen Umwerfer-Baueinheit 30 von einem großen Kettenrad auf ein benachbartes kleineres Kettenrad in einer Herunterschaltrichtung D62 geschaltet wird.
Die Achsenrichtung D5 umfasst eine nach außen gerichtete Achsenrichtung D51 und eine nach innen gerichtete Achsenrichtung D52. Die nach innen gerichtete Achsenrichtung D52 ist der nach außen gerichteten Achsenrichtung D51 entgegengesetzt. Die Hochschaltrichtung D61 ist entlang der nach außen gerichteten Achsenrichtung D51 definiert. Die Herunterschaltrichtung D62 ist entlang der nach innen gerichteten Achsenrichtung D52 definiert.
12 veranschaulicht das zweite Kettenblatt FS2 als ein Beispiel der Kettenblätter FS1 und FS2. Das Kettenblatt FS2 ist ein anderes Beispiel der Fahrradkomponente. Wie in 12 gezeigt, hat das zweite Kettenblatt FS2 die Drehmittelachse A2. Das zweite Kettenblatt FS2 ist so ausgebildet, dass es um die Drehmittelachse A2 drehbar ist. Das zweite Kettenblatt FS2 weist einen Kettenblattkörper 68 und mehrere Kettenblattzähne 70 auf. Der Kettenblattkörper 68 ist so ausgebildet, dass er um die Drehmittelachse A2 drehbar ist. Der Kettenblattkörper 68 ist ringförmig. Der Kettenblattkörper 68 weist die mehreren zweiten Montagebohrungen 64 auf. Die mehreren Kettenblattzähne 70 verlaufen radial vom Außenumfang des Kettenblattkörpers 68 nach außen. Die mehreren Kettenblattzähne 70 sind so ausgebildet, dass sie in die Fahrradkette 28 eingreifen, während die Fahrradkette 28 mit dem zweiten Kettenblatt FS2 in Eingriff steht. Das erste Kettenblatt FS1 hat eine ähnliche Form, abgesehen von den Durchmessern der Ringform.
In dieser Ausführungsform weist das Kettenblatt (eines von FS1 und FS2) eine Gleitkomponente 66 auf. Vorzugsweise ist wenigstens ein Teil der mehreren Kettenblattzähne 70 die Gleitkomponente 66. Mit anderen Worten, die Fahrradkomponente (eines von FS1 und FS2) weist die Gleitkomponente 66 auf. Das Fahrrad-Kettenrad (eines von FS1 und FS2) weist die Gleitkomponente 66 auf. Die Gleitkomponente 66 hat im Wesentlichen dieselbe Struktur wie die in 6 gezeigte Gleitkomponente 34. Wie in 6 gezeigt ist, weist die Gleitkomponente 66 ein Grundbauteil 40 aus der Titanlegierung, die die Oberfläche 41 mit den mehreren Aussparungen 41r aufweist, und die plattierte Schicht 42, die auf dem Grundbauteil 40 vorgesehen ist, auf. Das Grundbauteil 40 weist den Innenabschnitt 44 und den Randabschnitt 46, der auf dem Innenabschnitt 44 vorgesehen ist, auf. Die Bestandteile des Innenabschnitts 44 und des Randabschnitts 46 in der Gleitkomponente 66 sind dieselben wie in der Gleitkomponente 34. Die Gleitkomponente 66 verbessert die Haltbarkeit der Kettenblätter FS1 und FS2.
Wie in den 13 und 14 gezeigt ist, weist die Fahrradkette 28 als ein anderes Beispiel der Fahrradkomponente gemäß der ersten Ausführungsform mehrere erste Außenlaschenplatten 72, mehrere zweite Außenlaschenplatten 74, mehrere erste Innenlaschenplatten 76, mehrere zweite Innenlaschenplatten 78, mehrere Stiftbauteile 80 und mehrere Rollenbauteile 82 auf. Jede der mehreren zweiten Außenlaschenplatten 74 liegt einer entsprechenden der mehreren ersten Außenlaschenplatten 72 gegenüber. Jede der mehreren zweiten Innenlaschenplatten 78 liegt einer entsprechenden der mehreren ersten Innenlaschenplatten 76 gegenüber. Paare der ersten Innenlaschenplatte 76 und der zweiten Innenlaschenplatte 78 sind abwechselnd zwischen Paaren der ersten Außenlaschenplatte 72 und der zweiten Außenlaschenplatte 74 angeordnet. Jedes der mehreren Stiftbauteile 80 verbindet eine der mehreren ersten Außenlaschenplatten 72, eine der mehreren zweiten Außenlaschenplatten 74, eine der mehreren ersten Innenlaschenplatten 76 und eine der mehreren zweiten Innenlaschenplatten 78. Jedes der mehreren Stiftbauteile hat eine zylindrische Form. Jedes der mehreren Rollenbauteile 82 ist zwischen einer der mehreren ersten Innenlaschenplatten 76 und der entsprechenden der mehreren zweiten Innenlaschenplatten 78, die der einen der mehreren ersten Innenlaschenplatten 76 gegenüberliegt, angeordnet. Jedes der mehreren Rollenbauteile 82 wird von einer der mehreren ersten Innenlaschenplatten 76 und der entsprechenden der mehreren zweiten Innenlaschenplatten 78, die der einen der mehreren ersten Innenlaschenplatten 76 gegenüberliegt, getragen und ist um eine Mittelachse A3 des einen der mehreren Stiftbauteile 80 drehbar.
Jede der mehreren ersten Außenlaschenplatten 72, der mehreren zweiten Außenlaschenplatten 74, der mehreren ersten Innenlaschenplatten 76 und der mehreren zweiten Innenlaschenplatten 78 ist ein Plattenbauteil mit einer „gourd shape”. Jede der mehreren ersten Außenlaschenplatten 72 hat eine erste Außenfläche 72a und eine erste Innenfläche 72b gegenüber der ersten Außenfläche 72a in der Achsenrichtung D7 parallel zur Mittelachse A3. Jede der mehreren zweiten Außenlaschenplatten 74, die jeder der mehreren ersten Außenlaschenplatten 72 gegenüberliegt, hat eine zweite Außenfläche 74a und eine zweite Innenfläche 74b gegenüber der zweiten Außenfläche 74a in der Achsenrichtung D7. Die erste Innenfläche 72b ist der zweiten Innenfläche 74b in der Achsenrichtung D7 zugewandt. Jede der mehreren ersten Innenlaschenplatten 76 hat eine dritte Außenfläche 76a und eine dritte Innenfläche 76b gegenüber der dritten Außenfläche 76a in der Achsenrichtung D7. Jede der mehreren zweiten Innenlaschenplatten 78, die jeder der mehreren ersten Innenlaschenplatten 76 gegenüberliegt, hat eine vierte Außenfläche 78a und eine vierte Innenfläche 78b gegenüber der vierten Außenfläche 78a in der Achsenrichtung D7. Die dritte Innenfläche 76b ist der vierten Innenfläche 78b in der Achsenrichtung D7 zugewandt.
Jede der mehreren ersten Außenlaschenplatten 72 hat zwei erste Verbindungslöcher 72h an beiden Enden von jeder der mehreren ersten Außenlaschenplatten 72 in einer ersten Richtung senkrecht zur Achsenrichtung D7. Jede der mehreren zweiten Außenlaschenplatten 74, die jeder der mehreren ersten Außenlaschenplatten 72 gegenüberliegt, hat zwei zweite Verbindungslöcher 74h an beiden Enden von jeder der mehreren zweiten Außenlaschenplatten 74 in der ersten Richtung. Jede der mehreren ersten Innenlaschenplatten 76, die mit jeder der mehreren ersten Außenlaschenplatten 72 verbunden ist, hat ein drittes Verbindungsloch 76h an beiden Enden von jeder der mehreren ersten Innenlaschenplatten 76 in einer zweiten Richtung senkrecht zur Achsenrichtung D7. Jede der mehreren zweiten Innenlaschenplatten 78, die jeder der mehreren ersten Innenlaschenplatten 76 gegenüberliegt, hat vierte Verbindungslöcher 78h an beiden Enden von jeder der mehreren zweiten Innenlaschenplatten 78 in der zweiten Richtung. Das Stiftbauteil 80 führt durch das erste Verbindungsloch 72h, das zweite Verbindungsloch 74h, das dritte Verbindungsloch 76h und das vierte Verbindungsloch 78h.
Die mehreren Ritzelzähne 38 und die mehreren Kettenblattzähne 70 können die erste Innenfläche 72b, die zweite Innenfläche 74b, die dritte Innenfläche 76b und die vierte Innenfläche 78b und jedes der mehreren Rollenbauteile 82 kontaktierten. Eine zylindrische Fläche von jedem der Stiftbauteile 80 reibt an den Kanten des ersten Verbindungsloches 72h, des zweiten Verbindungsloches 74h, des dritten Verbindungsloches 76h und des vierten Verbindungsloches 78h.
In dieser Ausführungsform weist jede der mehreren ersten Außenlaschenplatten 72 eine Gleitkomponente 73 auf. Vorzugsweise ist wenigstens ein Teil, der die erste Innenfläche 72b von jeder der mehreren ersten Außenlaschenplatten 72 aufweist, die Gleitkomponente 73. Jede der mehreren zweiten Außenlaschenplatten 74 weist eine Gleitkomponente 75 auf. Vorzugsweise ist wenigstens ein Teil, der die zweite Innenfläche 74b von jeder der mehreren zweiten Außenlaschenplatten 74 aufweist, die Gleitkomponente 75. Jede der mehreren ersten Innenlaschenplatten 76 weist eine Gleitkomponente 77 auf. Vorzugsweise ist wenigstens ein Teil, der die dritte Innenfläche 76b von jeder der mehreren ersten Innenlaschenplatten 76 aufweist, die Gleitkomponente 77. Jede der mehreren zweiten Innenlaschenplatten 78 weist eine Gleitkomponente 79 auf. Vorzugsweise ist wenigstens ein Teil, der die vierte Innenfläche 78b von jeder der mehreren zweiten Innenlaschenplatten 78 aufweist, die Gleitkomponente 79. Jedes der mehreren Stiftbauteile 80 weist eine Gleitkomponente 81 auf. Vorzugsweise ist wenigstens ein Teil, der die zylindrische Fläche von jedem der mehreren Rollenbauteile 82 aufweist, die Gleitkomponente 83. Das Rollenbauteil 82 weist eine Gleitkomponente 83 auf.
Mit anderen Worten, die Fahrradkette 28 weist die Gleitkomponenten 73, 75, 77, 79, 81 und 83 auf. Die Fahrradkomponente 28 weist wenigstens eine der Gleitkomponenten 73, 75, 77, 79, 81 und 83 auf. Die Gleitkomponenten 73, 75, 77, 79, 81 und 83 haben im Wesentlichen dieselbe Struktur wie die in 6 gezeigte Gleitkomponente 34. Wie in 6 gezeigt ist, weist jede der Gleitkomponenten 73, 75, 77, 79, 81 und 83 ein Grundbauteil 40 aus der Titanlegierung, die die Oberfläche 41 mit den mehrere Aussparungen 41r aufweist, und die plattierte Schicht 42, die auf dem Grundbauteil 40 vorgesehen ist, auf. Das Grundbauteil 40 weist den Innenabschnitt 44 und den Randabschnitt 46, der auf dem Innenabschnitt 44 vorgesehen ist, auf. Die Bestandteile des Innenabschnitts 44 und des Randabschnitts 46 in den Gleitkomponenten 73, 75, 77, 79, 81 und 83 sind dieselben wie die in der Gleitkomponente 34.
Die Gleitkomponenten 73, 75, 77, 79, 81 und 83 verbessern die Haltbarkeit der Fahrradkette 28. Speziell verbessern die Gleitkomponenten 81 und 83 die Haltbarkeit des Stiftbauteils 80 bzw. des Rollenbauteils 82. Außerdem verringern die Gleitkomponenten 73, 75, 77, 79, 81 und 83 die Gleitreibung zwischen der Fahrradkette 28 und der Ritzel-Baueinheit 26 sowie die Gleitreibung zwischen der Fahrradkette 28 und dem Kurbelgestänge 24, so dass der Rotationstransmissionsgrad verbessert wird.
Wie in 15 gezeigt ist, ist die vordere Umwerfer-Baueinheit 30 gemäß der ersten Ausführungsform lösbar am Fahrradrahmen 12 montiert. Ein Schaltvorgang wird an der vorderen Umwerfer-Baueinheit 30 von einer Betätigungsvorrichtung, die an der Lenkstange 18 des Fahrrads 10 montiert ist, mittels eines Betätigungsseils, das in den Zeichnungen nicht veranschaulicht ist, durchgeführt.
Wie in 16 gezeigt ist, weist die vordere Umwerfer-Baueinheit 30 einen Befestigungsabschnitt für den vorderen Umwerfer 84, eine erste Kettenführung 86 und einen ersten Verbindungsmechanismus 88 auf. Der Befestigungsabschnitt für den vorderen Umwerfer 84 ist so ausgebildet, dass er in einer lösbaren und reinstallierbaren Weise fest an dem Fahrrad 10 befestigt werden kann. Die erste Kettenführung 86 ist so ausgebildet, dass sie die Fahrradkette 28 führt. Der erste Verbindungsmechanismus 88 koppelt die erste Kettenführung 86 beweglich an den Befestigungsabschnitt für den vorderen Umwerfer 84. Insbesondere koppelt der erste Verbindungsmechanismus 88 die erste Kettenführung 86 beweglich an den Befestigungsabschnitt für den vorderen Umwerfer 84, zwischen einer eingefahrenen Position nahe dem Fahrradrahmen 12 und einer ausgefahrenen Position weg von dem Fahrradrahmen 12, im Vergleich zur eingefahrenen Position, beispielsweise in Reaktion auf eine Bewegung des Betätigungsseils. Auf diese Weise führt die erste Kettenführung 86 die Fahrradkette 28 zu jedem der Kettenblätter FS1 und FS2 in Reaktion auf die Betätigung der Betätigungsvorrichtung.
Wie in den 16 bis 18 gezeigt ist, weist die erste Kettenführung 86 eine erste Führungsplatte 90 (äußere Führungsplatte) und eine zweite Führungsplatte 92 (innere Führungsplatte) auf. Die erste Führungsplatte 90 und die zweite Führungsplatte 92 sind andere Beispiele der Fahrradkomponenten. Eine Kettennut S ist zwischen der ersten Führungsplatte 90 und der zweiten Führungsplatte 92 vorgesehen, durch die die Fahrradkette 28 verläuft. Die erste Führungsplatte 90 und die zweite Führungsplatte 92 sind so angeordnet, dass sie einander in der Achsenrichtung D5 der Drehmittelachse A2 des Kurbelgestänges 24 zugewandt sind. Die zweite Führungsplatte 92 ist näher an der Fahrradmittenebene CP1 des Fahrradrahmens 12 als die erste Führungsplatte 90, wenn die vordere Umwerfer-Baueinheit 30 am Fahrradrahmen 12 montiert ist. Wie oben beschrieben, ist die erste Kettenführung 86 zwischen der eingefahrenen Position und der ausgefahrenen Position beweglich an den Befestigungsabschnitt für den vorderen Umwerfer 84 über den ersten Verbindungsmechanismus 88 gekoppelt. Die erste Kettenführung 86 hat ein davor angeordnetes Ende 86a und ein danach angeordnetes Ende 86b. Die Ausdrücke „davor angeordnet” und „danach angeordnet”, wie sie hierin verwendet werden, beziehen sich auf die Bewegungsrichtung der Fahrradkette 28 während des Tretens. Beispielsweise bewegt sich in 15 die Fahrradkette 28 während des Tretens in der Richtung des Pfeils C. Demgemäß ist die linke Seite in 15 davor angeordnet und ist die rechte Seite in 15 danach angeordnet. Die erste Führungsplatte 90 ist an dem davor angeordneten Ende 86a so gebogen, dass sie in Richtung der zweiten Führungsplatte 92 verläuft. Außerdem ist die erste Führungsplatte 90 an die zweite Führungsplatte 92 mit einem Niet 94 gekoppelt. Die erste Führungsplatte 90 und die zweite Führungsplatte 92 sind an dem danach angeordneten Ende 86b aneinander gekoppelt.
Wie in 18 gezeigt ist, weist die erste Führungsplatte 90 eine fünfte Außenfläche 90a und eine fünfte Innenfläche 90b gegenüber der fünften Außenfläche 90a in der Achsenrichtung D5 auf. Die zweite Führungsplatte 92 weist eine sechste Außenfläche 92a und eine sechste Innenfläche 92b gegenüber der sechsten Außenfläche 92a in der Achsenrichtung D5 auf. Die fünfte Innenfläche 90b ist der sechsten Innenfläche 92b zugewandt. Die fünfte Innenfläche 90b der ersten Führungsplatte 90 kontaktiert die zweite Außenfläche 74a und die vierte Außenfläche 78a der Fahrradkette 28 und bewegt sich in eine linke laterale Richtung in Richtung des Fahrradrahmens 12, so dass sich die Fahrradkette 28 in Richtung der eingefahrenen Position bewegt. Die sechste Innenfläche 92b der zweiten Führungsplatte 92 kontaktiert die erste Außenfläche 72a und die dritte Außenfläche 76a der Fahrradkette 28 und bewegt sich in eine rechte laterale Richtung weg vom Fahrradrahmen 12, so dass sich die Fahrradkette 28 in Richtung der ausgefahrenen Position bewegt.
In dieser Ausführungsform weist die erste Führungsplatte 90 eine Gleitkomponente 96 auf. Vorzugsweise ist wenigstens ein Teil, der die fünfte Innenfläche 90b der ersten Führungsplatte 90 aufweist, die Gleitkomponente 96. Die zweite Führungsplatte 92 weist eine Gleitkomponente 98 auf. Vorzugsweise ist wenigstens ein Teil, der die sechste Innenfläche 92b der zweiten Führungsplatte 92 aufweist, die Gleitkomponente 98. Mit anderen Worten, die Fahrradkomponente 30 weist wenigstens eine der Gleitkomponenten 96 und 98 auf. Die Fahrradkomponente 90 weist die Gleitkomponente 96 auf. Die Fahrradkomponente 92 weist die Gleitkomponente 98 auf.
Die Gleitkomponenten 96 und 98 haben im Wesentlichen dieselbe Struktur wie die in 6 gezeigte Gleitkomponente 34. Wie in 6 gezeigt ist, weist jede der Gleitkomponenten 96 und 98 ein Grundbauteil 40 aus der Titanlegierung, die die Oberfläche 41 mit den mehrere Aussparungen 41r aufweist, und die plattierte Schicht 42, die auf dem Grundbauteil 40 vorgesehen ist, auf. Das Grundbauteil 40 weist den Innenabschnitt 44 und den Randabschnitt 46, der auf dem Innenabschnitt 44 vorgesehen ist, auf. Die Bestandteile des Innenabschnitts 44 und des Randabschnitts 46 in den Gleitkomponenten 96 und 98 sind dieselben wie die in der Gleitkomponente 34.
Berücksichtigt man, dass die Fahrradkette 28 die erste Führungsplatte 90 und die zweite Führungsplatte 92 während des Gangschaltens kontaktiert, ist wenigstens ein Teil, der die erste Außenfläche 72a von jeder der mehreren ersten Außenlaschenplatten 72 der Fahrradkette 28 aufweist, die Gleitkomponente 73. Wenigstens ein Teil, der die zweite Außenfläche 74a von jeder der mehreren zweiten Außenlaschenplatten 74 der Fahrradkette 28 aufweist, ist die Gleitkomponente 75. Wenigstens ein Teil, der die dritte Außenfläche 76a von jeder der mehreren ersten Innenlaschenplatten 76 der Fahrradkette 28 aufweist, ist die Gleitkomponente 77. Wenigstens ein Teil, der die vierte Außenfläche 78a von jeder der mehreren zweiten Innenlaschenplatten 78 der Fahrradkette 28 aufweist, ist die Gleitkomponente 79.
Die Gleitkomponenten 96 und 98 verbessern die Haltbarkeit der ersten Führungsplatte 90 und der zweiten Führungsplatte 92. Außerdem verringern die Gleitkomponenten 96 und 98 die Gleitreibung zwischen der Fahrradkette 28 und der ersten Führungsplatte 90 sowie die Gleitreibung zwischen der Fahrradkette 28 und der zweiten Führungsplatte 92, so dass der Rotationstransmissionsgrad verbessert wird.
Wie in den 19 und 20 gezeigt ist, weist die hintere Umwerfer-Baueinheit 32 gemäß der ersten Ausführungsform einen Befestigungsabschnitt für den hinteren Umwerfer 100, einen zweiten Verbindungsmechanismus 102, ein bewegliches Bauteil 104 und eine zweite Kettenführung 106 auf.
Der Befestigungsabschnitt für den hinteren Umwerfer 100 ist am hinteren Aufhängeteil 13 des Fahrradrahmens 12 befestigt, so dass die hintere Umwerfer-Baueinheit 32 lösbar am hinteren Aufhängeteil 13 des Fahrradrahmens 12 befestigt ist. Der Befestigungsabschnitt für den hinteren Umwerfer 100 weist eine Umwerferhalterung 108 und ein drehbares Grundbauteil 110 auf. Die Umwerferhalterung 108 kann am hinteren Aufhängeteil 13 des Fahrradrahmens 12 befestigt sein. Das drehbare Grundbauteil 110 ist an der Umwerferhalterung 108 montiert, so dass sich das drehbare Grundbauteil 110 um eine erste Mittenschwenkachse A4 drehen kann, die im Wesentlichen parallel zur Drehmittelachse A1 der Ritzel-Baueinheit 26 ist.
Der zweite Verbindungsmechanismus 102 weist ein erstes Ende auf, das drehgelenkig am Befestigungsabschnitt für den hinteren Umwerfer 100 montiert ist und sich in Bezug auf den Befestigungsabschnitt für den hinteren Umwerfer 100 bewegen kann. Der zweite Verbindungsmechanismus 102 ist ein Vierpunkt-Verbindungsmechanismus zum Verbinden des beweglichen Bauteils 104 mit dem drehbaren Grundbauteil 110, so dass sich das bewegliche Bauteil 104 in Bezug auf das drehbare Grundbauteil 110 bewegen kann.
Das bewegliche Bauteil 104 ist drehgelenkig mit einem zweiten Ende des zweiten Verbindungsmechanismus 102, das dem ersten Ende des zweiten Verbindungsmechanismus 102 gegenüberliegt, verbunden. Das bewegliche Bauteil 104 stellt eine Verbindung zur zweiten Kettenführung 106 her, so dass die zweite Kettenführung 106 um eine zweite Mittenschwenkachse A5, die im Wesentlichen parallel zur Drehmittelachse A1 ist, schwenkbar ist. Das bewegliche Bauteil 104 weist einen Kettenführungsbefestigungsabschnitt 112 auf. Die zweite Kettenführung 106 ist schwenkbar an dem Kettenführungsbefestigungsabschnitt 112 montiert.
Die zweite Kettenführung 106 ist drehgelenkig mit dem beweglichen Bauteil 104 verbunden. Die zweite Kettenführung 106 bewegt die Fahrradkette 28, so dass die Fahrradkette 28 selektiv auf eines der Ritzel S1 bis S9 der Ritzel-Baueinheit 26 übertragen wird. Wie in den 19 bis 21 gezeigt ist, weist die zweite Kettenführung 106 eine dritte Führungsplatte 114, eine vierte Führungsplatte 116, eine erste Stützwelle 118, eine Leitrolle 120, eine zweite Stützwelle 122 und eine Spannrolle 124 auf. Die dritte Führungsplatte 114, die vierte Führungsplatte 116, die Leitrolle 120 und die Spannrolle 124 sind andere Beispiele der Fahrradkomponenten. Die dritte Führungsplatte 114 ist schwenkbar an dem Kettenführungsbefestigungsabschnitt 112 montiert. Die vierte Führungsplatte 116 ist so angeordnet, dass sie der dritten Führungsplatte 114 zugewandt ist. Die vierte Führungsplatte 116 ist näher an der Fahrradmittenebene CP1 des Fahrradrahmens 12 als die dritte Führungsplatte 114, wenn die hintere Umwerfer-Baueinheit 32 am Fahrradrahmen 12 montiert ist.
Die dritte Führungsplatte 114 weist ein erstes Durchgangsloch 114a und ein zweites Durchgangsloch 114b an beiden Enden in der Längsrichtung der dritten Führungsplatte 114 auf, die senkrecht zur zweiten Mittenschwenkachse A5 ist. Die vierte Führungsplatte 116 weist ein drittes Durchgangsloch 116a und ein viertes Durchgangsloch 116b an beiden Enden in der Längsrichtung der vierten Führungsplatte 116 auf, die senkrecht zur zweiten Mittenschwenkachse A5 ist. Das erste Durchgangsloch 114a und das dritte Durchgangsloch 116a sind Löcher, in die die erste Stützwelle 118 eingeführt ist. Das zweite Durchgangsloch 114b und das vierte Durchgangsloch 116b sind Löcher, in die die zweite Stützwelle 122 eingeführt ist.
Die Leitrolle 120 wird von der ersten Stützwelle 118 zwischen der dritten Führungsplatte 114 und der vierten Führungsplatte 116 drehbar gelagert. Die Leitrolle 120 kann sich um die zweite Mittenschwenkachse A5 drehen. Die Leitrolle 120 weist eine Leitrollennabe 120a und mehrere Leitrollenzähne 120b auf. Die Leitrollennabe 120a ist ringförmig. Die Leitrollennabe 120a weist ein Loch auf, in das die erste Stützwelle 118 eingeführt ist, was in den Zeichnungen nicht veranschaulicht ist. Die mehreren Leitrollenzähne 120b verlaufen radial vom Außenumfang der Leitrollennabe 120a nach außen. Die mehreren Leitrollenzähne 120b greifen in die Fahrradkette 28 ein.
Die Spannrolle 124 wird von der zweiten Stützwelle 122 zwischen der dritten Führungsplatte 114 und der vierten Führungsplatte 116 drehbar gelagert. Die Spannrolle 124 kann sich um die dritte Mittenschwenkachse A6 drehen, die im Wesentlichen parallel zur Drehmittelachse A1 ist. Die Spannrolle 124 weist eine Spannrollennabe 124a und mehrere Spannrollenzähne 124b auf. Die Spannrollennabe 124a ist ringförmig. Die Spannrollennabe 124a weist ein Loch auf, in das die zweite Stützwelle 122 eingeführt ist, was in den Zeichnungen nicht veranschaulicht ist. Die mehreren Spannrollenzähne 124b verlaufen radial vom Außenumfang der Spannrollennabe 124a nach außen. Die mehreren Spannrollenzähne 124b greifen in die Fahrradkette 28 ein.
Die vierte Führungsplatte 116 weist ferner einen ersten das Abgleiten der Kette verhindernden Teil 126 und einen zweiten das Abgleiten der Kette verhindernden Teil 128 auf. Der erste das Abgleiten der Kette verhindernde Teil 126 und der zweite das Abgleiten der Kette verhindernde Teil 128 sind zwischen der dritten Führungsplatte 114 und der vierten Führungsplatte 116 angeordnet. Der erste das Abgleiten der Kette verhindernde Teil 126 ist in der Nähe der Leitrolle 120 angeordnet. Der zweite das Abgleiten der Kette verhindernde Teil 128 ist in der Nähe der Spannrolle 124 angeordnet. In dieser Ausführungsform werden der erste das Abgleiten der Kette verhindernde Teil 126 und der zweite das Abgleiten der Kette verhindernde Teil 128 durch Biegen der vierten Führungsplatte 116 in Richtung der dritten Führungsplatte 114 gebildet. Der erste das Abgleiten der Kette verhindernde Teil 126 verhindert, dass die Fahrradkette 28 von der Leitrolle 120 herunterrutscht. Der zweite das Abgleiten der Kette verhindernde Teil 128 verhindert, dass die Fahrradkette 28 von der Spannrolle 124 herunterrutscht.
Die dritte Führungsplatte 114 weist ferner eine siebente Außenfläche 114c und eine siebente Innenfläche 114d gegenüber der siebenten Außenfläche 114c in der Achsenrichtung D2 parallel zur zweiten Mittenschwenkachse A5 auf. Die vierte Führungsplatte 116 weist ferner eine achte Außenfläche 116c und eine achte Innenfläche 116d gegenüber der achten Außenfläche 116c in der Achsenrichtung D2 auf. Die siebente Innenfläche 114d ist der achten Innenfläche 116d zugewandt. Der erste das Abgleiten der Kette verhindernde Teil 126 weist eine neunte Innenfläche 126a auf, die der Leitrolle 120 zugewandt ist. Der zweite das Abgleiten der Kette verhindernde Teil 128 weist eine zehnte Innenfläche 128a auf, die der Spannrolle 124 zugewandt ist.
In der hinteren auf diese Weise konstruierten Umwerfer-Baueinheit 32 bewegt, wenn das Schaltseil eines Schaltzuges, das in den Zeichnungen nicht veranschaulicht ist, aufgrund eines Schaltvorgangs gezogen wird, der zweite Verbindungsmechanismus 102 die zweite Kettenführung 106 näher zur Fahrradmittenebene CP1, d. h., zu einer Seite des Ritzels S1. Hört dieses Ziehen auf, bewegt der zweite Verbindungsmechanismus 102 die zweite Kettenführung 106 weg von der Fahrradmittenebene CP1, d. h., zu einer Seite des Ritzels S9. Im Ergebnis der Bewegung des zweiten Verbindungsmechanismus 102 bewegt sich die zweite Kettenführung 106 in eine einem der Ritzel S1 bis S9 zugewandte Position in einer Richtung D8 senkrecht zur Drehmittelachse A1 der Ritzel-Baueinheit 26 und führt die Fahrradkette 28 zu einem der Ritzel S1 bis S9.
Die Fahrradkette 28 kontaktiert die mehreren Leitrollenzähne 120b und die mehreren Spannrollenzähne 124b. Außerdem kann die Fahrradkette 28 die siebente Innenfläche 114d, die achte Innenfläche 116d, die neunte Innenfläche 126a und die zehnte Innenfläche 128a kontaktieren.
In dieser Ausführungsform weist die dritte Führungsplatte 114 eine Gleitkomponente 130 auf. Vorzugsweise ist wenigstens ein Teil, der die siebente Innenfläche 114d der dritten Führungsplatte 114 aufweist, die Gleitkomponente 130. Die vierte Führungsplatte 116 weist eine Gleitkomponente 132 auf. Vorzugsweise ist wenigstens ein Teil, der die achte Innenfläche 116d, die neunte Innenfläche 126a und die zehnte Innenfläche 128a der vierten Führungsplatte 116 aufweist, die Gleitkomponente 132. Die Leitrolle 120 weist eine Gleitkomponente 134 auf. Vorzugsweise ist wenigstens ein Teil, der die mehreren Leitrollenzähne 120b der Leitrolle 120 aufweist, die Gleitkomponente 134. Die Spannrolle 124 weist die Gleitkomponente 136 auf. Vorzugsweise ist wenigstens ein Teil, der die mehreren Spannrollenzähne 124b der Spannrolle 124 aufweist, die Gleitkomponente 136. Mit anderen Worten weist die Fahrradkomponente 32 wenigstens eine der Gleitkomponenten 130, 132, 134 und 136 auf.
Die Gleitkomponenten 130, 132, 134 und 136 haben im Wesentlichen dieselbe Struktur wie die in 6 gezeigte Gleitkomponente 34. Wie in 6 gezeigt ist, weist jede der Gleitkomponenten 130, 132, 134 und 136 das Grundbauteil 40 aus der Titanlegierung, die die Oberfläche 41 mit den mehreren Aussparungen 41r aufweist, und die plattierte Schicht 42, die auf dem Grundbauteil 40 vorgesehen ist, auf. Das Grundbauteil 40 weist den Innenabschnitt 44 und den Randabschnitt 46, der auf dem Innenabschnitt 44 vorgesehen ist, auf. Die Bestandteile des Innenabschnitts 44 und des Randabschnitts 46 in den Gleitkomponenten 130, 132, 134 und 136 sind dieselben wie die in der Gleitkomponente 34.
Die Gleitkomponenten 130, 132, 134 und 136 verbessern die Haltbarkeit der dritten Führungsplatte 114, der vierten Führungsplatte 116, der Leitrolle 120 und der Spannrolle 124. Außerdem verringern die Gleitkomponenten 134 und 136 die Gleitreibung zwischen der Fahrradkette 28 und der Leitrolle 120 sowie die Gleitreibung zwischen der Fahrradkette 28 und der Spannrolle 124, so dass der Rotationstransmissionsgrad verbessert wird.
In dieser Ausführungsform können andere Komponenten als das Kurbelgestänge 24, die Ritzel-Baueinheit 26, die Fahrradkette 28, die vordere Umwerfer-Baueinheit 30 und eine hintere Umwerfer-Baueinheit 32 eine Gleitkomponente mit im Wesentlichen derselben Struktur wie die in 6 gezeigte Gleitkomponente 34 aufweisen. Beispielsweise können eine Gabelfederung wie die Gabelfederung 14b, die zylindrische Fläche der Sattelstützen-Baueinheit 20 und die Innenumfangsfläche eines Sattelrohrs des Fahrradrahmens 12 die Gleitkomponente mit im Wesentlichen derselben Struktur wie die in 6 gezeigte Gleitkomponente 34 aufweisen. Hat das Fahrrad 10 ein Innengetriebe in der Fahrradnabenbaueinheit 2 oder in der Nähe der Kurbelwelle 4, können Getrieberäder des Innengetriebes die Gleitkomponente mit im Wesentlichen derselben Struktur wie die in 6 gezeigte Gleitkomponente 34 aufweisen.
Die Gleitkomponenten 34, 66, 73, 75, 77, 79, 81, 83, 96, 98, 130, 132, 134 und 136 haben die folgenden Merkmale.
Diese Gleitkomponenten weisen das Grundbauteil 40 und die plattierte Schicht 42 auf. Das Grundbauteil 40 ist aus der Titanlegierung, die die Beta-Phase von Titan aufweist. Das Grundbauteil 40 weist die Oberfläche mit den mehreren Aussparungen 41r auf. Die plattierte Schicht 42 ist auf der Oberfläche vorgesehen. Die Titanlegierung ist leicht und hat eine hohe Festigkeit. Obgleich die Titanlegierung eine schlechte Abriebbeständigkeit hat, wird das Grundbauteil 40 aus der Titanlegierung von der plattierten Schicht 42 geschützt. Das Plattierungsmaterial haftet typischerweise schlecht an der Titanlegierung, aber die plattierte Schicht 42 kann mit den mehreren Aussparungen 41r aufgrund des Verankerungseffektes fest an dem Grundbauteil 40 befestigt werden. Folglich können diese Gleitkomponenten leicht sein und eine hohe Festigkeit haben, wobei sie abriebbeständig sind.
Die Titanlegierung weist die Alpha-Phase von Titan auf. Folglich können die mehreren Aussparungen 41r auf der Oberfläche des Grundbauteils 40 effektiv gebildet werden.
Die mehreren Aussparungen 41r werden durch teilweises Entfernen der Alpha-Phase von Titan gebildet. Folglich können die mehreren Aussparungen 41r auf der Oberfläche des Grundbauteils 40 effektiv gebildet werden.
Die Alpha-Phase von Titan wird teilweise durch Zink ersetzt. Zink kann die Oxidation von Titan verzögern, bevor die plattierte Schicht auf dem Grundbauteil bereitgestellt wird, somit kann Zink ferner die Haftung zwischen dem Grundbauteil und der plattierten Schicht verbessern.
Die plattierte Schicht 42 weist Nickel auf. Die plattierte Nickel aufweisende Schicht kann korrosionsbeständig sein und verleiht der Gleitkomponente Abriebbeständigkeit.
Die mehreren Aussparungen 41r weisen wenigstens eine Aussparung 41re mit einer ersten Länge L1, die im Bereich zwischen 50 Nanometern und 150 Nanometern liegt, auf. Die plattierte Schicht 42 kann durch die mehreren Aussparungen 41r aufgrund des Verankerungseffektes ferner fest an dem Grundbauteil 40 haften.
Die wenigstens eine Aussparung 41re hat eine zweite Länge L2, die im Bereich zwischen 1 Mikrometer und 10 Mikrometern liegt. Die plattierte Schicht 42 kann durch die mehreren Aussparungen 41r aufgrund des Verankerungseffektes ferner fest an dem Grundbauteil 40 haften.
Jedes der Ritzel S1 bis S9 (der Fahrradkomponenten S1 bis S9) weist die Gleitkomponente 34 auf. Somit verbessert die Gleitkomponente 34 die Haltbarkeit von jedem der Ritzel S1 bis S9 (der Fahrradkomponenten S1 bis S9). Jedes der Fahrrad-Kettenblätter FS1 und FS2 (der Fahrradkomponenten FS1 und FS2) weist die Gleitkomponente 66 auf. Somit verbessert die Gleitkomponente 66 die Haltbarkeit von jedem der Kettenblätter FS1 und FS2 (der Fahrradkomponenten FS1 und FS2). Jedes der Fahrrad-Kettenräder S1 bis S9, FS1 und FS2 weist die Gleitkomponente 34 oder 66 auf. Somit verbessert die Gleitkomponente 34 oder 66 die Haltbarkeit von jedem der Fahrrad-Kettenräder S1 bis S9, FS1 und FS2. Die Fahrradkette 28 (die Fahrradkomponente 28) weist die Gleitkomponenten 73, 75, 77, 79, 81 und 83 auf. Somit verbessert die Gleitkomponente 73, 75, 77, 79, 81 und 83 die Haltbarkeit der Fahrradkette 28 (der Fahrradkomponente 28). Das Stiftbauteil 80 der Fahrradkette 28 (die Fahrradkomponente 80) weist die Gleitkomponente 81 auf. Somit verbessert die Gleitkomponente 81 die Haltbarkeit des Stiftbauteils 80 (der Fahrradkomponente 80). Das Rollenbauteil 82 der Fahrradkette 28 (die Fahrradkomponente 82) weist die Gleitkomponente 83 auf. Somit verbessert die Gleitkomponente 83 die Haltbarkeit des Rollenbauteils 82 (der Fahrradkomponente 82). Jede der Fahrradkomponenten 30 und 32 weist einige der Gleitkomponenten 96, 98, 130, 132, 134 und 136 auf. Somit verbessern die Gleitkomponenten 96, 98, 130, 132, 134 und 136 die Haltbarkeit der Fahrradkomponenten 30 und 32.
Das Verfahren zur Herstellung der Gleitkomponenten 34, 66, 73, 75, 77, 79, 81, 83, 96, 98, 130, 132, 134 und 136 hat die folgenden weiteren Merkmale.
Das Verfahren umfasst das Ätzen des Grundbauteils 40 zum Entfernen des Oxidfilms auf dem Grundbauteil 40, bevor der wenigstens eine Teil der Alpha-Phase von Titan entfernt wird. Somit wird die Haftung der plattierten Schicht an das Grundbauteil verbessert.
Das Verfahren umfasst ferner das Nachbeizen des Grundbauteils 40 nach dem Ätzen des Grundbauteils 40. Folglich werden Beläge auf dem Grundbauteil entfernt, wodurch die Haftung der plattierten Schicht an das Grundbauteil verbessert wird.
Die Gleitkomponenten 34, 66, 73, 75, 77, 79, 81, 83, 96, 98, 130, 132, 134 und 136 können einen anderen Aufbau als die in 6 gezeigte Gleitkomponente haben. Zunächst weist, bezogen auf 22, eine Gleitkomponente 138 gemäß einer zweiten Ausführungsform ein Grundbauteil 40a und eine abriebbeständige Schicht 42a auf. Die Gleitkomponente 138 kann eine der Gleitkomponenten 34, 66, 73, 75, 77, 79, 81, 83, 96, 98, 130, 132, 134 und 136 oder eine andere Gleitkomponente in dem Fahrrad 10 sein. Das heißt, das Fahrrad-Kettenrad (z. B. wenigstens eines von S1 bis S9, FS1 und FS2) weist die Gleitkomponente 138 auf, die Fahrradkette 28 weist die Gleitkomponente 138 auf, und wenigstens eines von dem Stiftbauteil 80 und dem Rollenbauteil 82 der Fahrradkette 28 weist die Gleitkomponente 138 auf. Das Grundbauteil 40a ist aus einer von einer Titanlegierung und einer Eisenlegierung. Die Titanlegierung kann eine Alpha/Beta-Titanlegierung sein, die die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan aufweist, die in der ersten Ausführungsform beschrieben ist. Alternativ kann die Titanlegierung eine Near-Beta-Titanlegierung oder eine Beta-Titanlegierung sein. Die Eisenlegierung kann martensitischer Edelstahl sein. Die abriebbeständige Schicht 42a ist aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Titancarbid (TiC), Titancarbonitrid (TiCN) und Titannitrid (TiN). Jedes von Titancarbid, Titancarbonitrid und Titannitrid ist abriebbeständig und verbessert die Haltbarkeit der Gleitkomponente 138.
23 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der Gleitkomponente 138, wenn das Grundbauteil 40a aus der Eisenlegierung ist. In Schritt S22 wird das Grundbauteil 40a bereitgestellt. Das Material des Grundbauteils 40a ist vorzugsweise martensitischer Edelstahl. Die Eisenlegierung wird gewöhnlich natürlich oxidiert, somit kann das Material des Grundbauteils 40a einen Oxidfilm auf der Eisenlegierung aufweisen.
In Schritt S24 wird das bereitgestellt Grundbauteil 40a bei einer Temperatur von weniger als 720 Grad Celsius zu einer vorbestimmten Form geschnitten oder geformt (z. B. gewalzt oder gepresst). Der Bequemlichkeit der folgenden Beschreibung halber wird das in Schritt S24 bearbeitete Grundbauteil 40a als ein kaltgeformtes Grundbauteil 40a bezeichnet. In Schritt S26 wird das kaltgeformte Grundbauteil 40a abgeschreckt, um das Grundbauteil 40a zu härten. In Schritt S28 wird das abgeschreckte Grundbauteil 40a gehärtet. Beispielsweise wird das abgeschreckte Grundbauteil 40a bei einer Temperatur im Bereich von 400 bis 500 Grad Celsius für einen Zeitraum im Bereich von 8 bis 32 Stunden erhitzt. Die Temperatur und der Erhitzungszeitraum sind von der Eisenlegierung und ihrer Anwendung abhängig. Nach dem Härten hat das Grundbauteil 40a eine verbesserte Festigkeit.
In Schritt S30 wird der Oxidfilm auf der Eisenlegierung durch Polieren des gehärteten Grundbauteils 40a mittels Sandstrahlen oder Walzenschleifen entfernt. Der Bequemlichkeit der folgenden Beschreibung halber wird das in Schritt S30 bearbeitete Grundbauteil 40a als ein poliertes Grundbauteil 40a bezeichnet. In Schritt S32 wird die abriebbeständige Schicht 42a aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Titancarbid (TiC), Titancarbonitrid (TiCN) und Titannitrid (TiN), auf dem polierten Grundbauteil 40a durch chemisches Aufdampfen (CVD) oder Vakuumaufdampfen (PVD) gebildet. Beispielsweise wird TiC durch Umsetzen von Titantetrachlorid (TiCl₄) mit Methan (CH₄) bei um die 1000 Grad Celsius in einem CVD-Reaktor gebildet. TiCN wird durch Umsetzen von TiCl₄ mit CH₄ und gasförmigem Stickstoff (N₂) bei im Wesentlichen um die 1000 Grad Celsius in dem CVD-Reaktor gebildet. TiN wird durch Umsetzen von TiCl₄ mit N₂ und Wasserstoffgas (H₂) bei um die 1000 Grad Celsius in dem CVD-Reaktor gebildet.
24 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der Gleitkomponente 138, wenn das Grundbauteil 40a aus der Titanlegierung ist. In 24 sind Prozesse, die dieselben wie die in 9 sind, mit denselben Bezugszeichen angegeben, und eine überschneidende Beschreibung wird weggelassen. In Schritt S10a wird das Grundbauteil 40a bereitgestellt. Das Material des Grundbauteils 40a kann eine Alpha/Beta-Titanlegierung, eine Near-Beta-Titanlegierung oder eine Beta-Titanlegierung sein. In Schritt S23 wird das bereitgestellte Grundbauteil 40a lösungsgeglüht. In einigen Anwendungen kann Schritt S23 weggelassen werden. Schritt S23 kann nach Schritt S24 durchgeführt werden, und die Schritte S23 und S24 können vor Schritt S25 wiederholt werden. In Schritt S25 wird das lösungsgeglühte Grundbauteil 40a oder das kaltgeformte Grundbauteil 40a gealtert. Speziell wird das lösungsgeglühte Grundbauteil 40a oder das kaltgeformte Grundbauteil 40a bei einer Temperatur im Bereich von 400 bis 500 Grad Celsius für einen Zeitraum im Bereich von 8 bis 32 Stunden erhitzt. Die Temperatur und der Alterungszeitraum sind von der Titanlegierung und ihrer Anwendung abhängig. Die Titanlegierung wird gewöhnlich in Schritt S25 oxidiert, wenn das Altern in Luftatmosphäre erfolgt, somit kann das Material des Grundbauteils 40a einen Oxidfilm auf dem gealterten Grundbauteil 40a aufweisen. Das Lösungsglühen in Schritt S23 und das Altern in S25 verbessern die Festigkeit der Titanlegierung. Nach Schritt S25 können dieselben Prozesse wie die für das Grundbauteil 40a aus der Eisenlegierung auf das Grundbauteil 40a aus der Titanlegierung angewandt werden.
Die Gleitkomponente 138 hat die folgenden Merkmale. Die Gleitkomponente 138 weist die plattierte Schicht 42a aus dem Material, ausgewählt aus TiC, TiCN und TiN, auf. Diese Materialien sind abriebbeständig, so dass die abriebbeständige Schicht 42a die Haltbarkeit der Gleitkomponente 138 verbessert. Folglich wird die Haltbarkeit der Ritzel S1 bis S9, der Kettenblätter FS1 und FS2, der Fahrradkette 28, die wenigstens eines von dem Stiftbauteil 80 und dem Rollenbauteil 82 aufweist, verbessert.
Für Fachleute auf dem Gebiet von Fahrrädern wird aus der vorliegenden Offenbarung ersichtlich sein, dass die obigen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können.
Für Fachleute auf dem Gebiet für Angelgeräte wird aus der vorliegenden Offenbarung ersichtlich sein, dass die obigen Ausführungsformen auf das Gebiet von Angelgeräten angewandt werden können. Beispielsweise können Getrieberäder in einer Angelrolle wenigstens eine der oben beschriebenen Gleitkomponenten 34, 66, 73, 75, 77, 79, 81, 83, 96, 98, 130, 132, 134, 136 und 138 aufweisen.
Es ist offensichtlich, dass im Lichte der obigen Lehren zahlreiche Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich sind. Es versteht sich daher, dass innerhalb des Umfangs der anhängenden Ansprüche die Erfindung auch anders als hierin speziell beschrieben ausgeführt werden kann.
Bezugszeichenliste

2: Fahrradnabenbaueinheit
4: Kurbelwelle
10: Fahrrad
12: Fahrradrahmen
13: hinteres Aufhängeteil
14: Vorderradgabel-Baueinheit
14a: Vorderradgabelkörper
14b: Gabelfederung
16: Vorderrad
17: Lenkervorbau
18: Lenkstange
20: Sattelstützen-Baueinheit
22: Sattel
24: Kurbelgestänge
26: Ritzel-Baueinheit
27: Hinterradnaben-Eingriffstruktur
28: Fahrradkette
29: Fahrradpedal
30: vordere Umwerfer-Baueinheit
32: hintere Umwerfer-Baueinheit
34: Gleitkomponente
36: Ritzelkörper
38: Ritzelzähne
40: Grundbauteil
40a: Grundbauteil
41: Oberfläche
41r: Aussparungen
41re: Aussparung
42: plattierte Schicht
42a: abriebbeständige Schicht
44: Innenabschnitt
46: Randabschnitt
48: Kurbelabschnitt
50: Kurbelarm
52: Kettenradbefestigungsabschnitt
54: Kurbelwellenbefestigungsabschnitt
56: Pedalbefestigungsabschnitt
58: Befestigungsarme
60: Kettenradmontageabschnitte
62: erste Montagebohrung
64: zweite Montagebohrung
66: Gleitkomponente
68: Kettenblattkörper
70: Kettenblattzähne
72: erste Außenlaschenplatten
72a: erste Außenfläche
72b: erste Innenfläche
72h: erste Verbindungslöcher
73: Gleitkomponente
74: zweite Außenlaschenplatten
74a: zweite Außenfläche
74b: zweite Innenfläche
74h: zweite Verbindungslöcher
75: Gleitkomponente
76: erste Innenlaschenplatten
76a: dritte Außenfläche
76b: dritte Innenfläche
76h: dritte Verbindungslöcher
77: Gleitkomponente
78: zweite Innenlaschenplatten
78a: vierte Außenfläche
78b: vierte Innenfläche
78h: vierte Verbindungslöcher
79: Gleitkomponente
80: Stiftbauteile
81: Gleitkomponente
82: Rollenbauteile
83: Gleitkomponente
84: Befestigungsabschnitt für den vorderen Umwerfer
86: Kettenführung
86a: davor angeordnetes Ende
86b: danach angeordnetes Ende
88: erster Verbindungsmechanismus
90: erste Führungsplatte
90a: fünfte Außenfläche
90b: fünfte Innenfläche
92: zweite Führungsplatte
92a: sechste Außenfläche
92b: sechste Innenfläche
94: Niet
96: Gleitkomponente
98: Gleitkomponente
100: Befestigungsabschnitt
102: zweiter Verbindungsmechanismus
104: bewegliches Bauteil
106: zweite Kettenführung
108: Umwerferhalterung
110: drehbares Grundbauteil
112: Kettenführungsbefestigungsabschnitt
114: dritte Führungsplatte
114a: erstes Durchgangsloch
114b: zweites Durchgangsloch
114c: siebente Außenfläche
114d: siebente Innenfläche
116: vierte Führungsplatte
116a: drittes Durchgangsloch
116b: viertes Durchgangsloch
116c: achte Außenfläche
116d: achte Innenfläche
118: erste Stützwelle
120: Leitrolle
120a: Leitrollennabe
120b: Leitrollenzähne
122: zweite Stützwelle
124: Spannrolle
124a: Spannrollennabe
124b: Spannrollenzähne
126: erstes das Abgleiten der Kette verhinderndes Teil
126a: neunte Innenfläche
128: zweites das Abgleiten der Kette verhinderndes Teil
128a: zehnte Innenfläche
130: Gleitkomponente
132: Gleitkomponente
134: Gleitkomponente
136: Gleitkomponente
138
A1–A6: Drehmittelachsen
B1–B4: Bolzen
C: Pfeil
CP1: Fahrradmittenebene
CP2: Kernebene
D1–D92: Richtungen
FS1: erstes Kettenblatt
FS2: zweites Kettenblatt
L1: erste Länge
L2: zweite Länge
MI: Mikroskopiebild
N1: Mutter
P: Teil
P1–P8: Abstandshalter
S: Kettennut
S1–S9: Ritzel
S10–S32: Verfahrensschritte

Claims

Gleitkomponente (34), aufweisend: ein Grundbauteil (40) aus einer Titanlegierung, die die Beta-Phase von Titan aufweist, wobei das Grundbauteil (40) eine Oberfläche (41) mit mehreren Aussparungen (41r) aufweist; und eine plattierte Schicht (42), die auf der Oberfläche (41) des Grundbauteils (40) vorgesehen ist.
Gleitkomponente (34) gemäß Anspruch 1, wobei die Titanlegierung die Alpha-Phase von Titan aufweist.
Gleitkomponente (34) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die mehreren Aussparungen (41r) durch teilweises Entfernern der Alpha-Phase von Titan gebildet werden.
Gleitkomponente (34) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Alpha-Phase von Titan teilweise durch Zink ersetzt ist.
Gleitkomponente (34) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die plattierte Schicht (42) Nickel aufweist.
Fahrradkomponente, die die Gleitkomponente (34) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche aufweist.
Fahrrad-Ritzel, das die Gleitkomponente gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5 aufweist.
Fahrrad-Kettenblatt, das die Gleitkomponente gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5 aufweist.
Gleitkomponente (34) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei die mehreren Aussparungen (41r) wenigstens eine Aussparung (41re) mit einer ersten Länge (L1) aufweisen, die im Bereich zwischen 50 Nanometern und 150 Nanometern liegt.
Gleitkomponente (34) gemäß Anspruch 9, wobei die wenigstens eine Aussparung (41r) eine zweite Länge (L2) aufweist, die im Bereich zwischen 1 Mikrometer und 10 Mikrometern liegt.
Gleitkomponente (34), aufweisend: ein Grundbauteil (40) aus einer Titanlegierung, die die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan aufweist, wobei das Grundbauteil (40) aufweist: einen Innenabschnitt mit einer ersten Dichte der Alpha-Phase von Titan und einen Randabschnitt, der auf dem Innenabschnitt vorgesehen ist, wobei der Randabschnitt eine zweite Dichte der Alpha-Phase von Titan hat, wobei die zweite Dichte kleiner als die erste Dichte ist; und eine plattierte Schicht (42), die auf dem Randabschnitt vorgesehen ist.
Gleitkomponente (34) gemäß Anspruch 11, wobei der Randabschnitt ferner Zink aufweist.
Gleitkomponente (34) gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei die plattierte Schicht (42) Nickel aufweist.
Fahrradkomponente, die die Gleitkomponente (34) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 11 bis 13 aufweist.
Fahrrad-Ritzel, das die Gleitkomponente (34) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 11 bis 13 aufweist.
Fahrrad-Kettenblatt, das die Gleitkomponente (34) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 11 bis 13 aufweist.
Gleitkomponente (34), aufweisend: ein Grundbauteil (40) aus einer Titanlegierung, wobei das Grundbauteil (40) aufweist: einen Innenabschnitt, der die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan aufweist, und; einen Randabschnitt, der auf dem Innenabschnitt vorgesehen ist, wobei der Randabschnitt Zink und die Beta-Phase von Titan aufweist; und eine plattierte Schicht (42), die auf dem Randabschnitt vorgesehen ist.
Verfahren zur Herstellung einer Gleitkomponente (34), umfassend: das Bereitstellen eines Grundbauteils (40) aus einer Titanlegierung, die die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan aufweist, wobei das Grundbauteil (40) eine Oberfläche (41) aufweist; das Entfernen wenigstens eines Teils der Alpha-Phase von Titan an der Oberfläche (41) des Grundbauteils (40) zum Bereitstellen eines Randabschnitts an der Oberfläche (41) des Grundbauteils (40); das Plattieren des Randabschnitts zum Anordnen einer plattierten Schicht (42) auf dem Randabschnitt.
Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei das Entfernen des wenigstens einen Teils der Alpha-Phase von Titan das Ersetzen des wenigstens einen Teils der Alpha-Phase von Titan an der Oberfläche (41) des Grundbauteils (40) durch Zink umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 18 oder 19, wobei das Entfernen des wenigstens einen Teils der Alpha-Phase von Titan das Bilden mehrerer Aussparungen an dem Randabschnitt umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 18 bis 20, ferner umfassend das Ätzen des Grundbauteils (40) zum Entfernen eines Oxidfilms auf dem Grundbauteil (40) bevor der wenigstens eine Teil der Alpha-Phase von Titan entfernt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 21, ferner umfassend das Nachbeizen des Grundbauteils (40) nach dem Ätzen des Grundbauteils (40).
Gleitkomponente (34), aufweisend: ein Grundbauteil (40) aus einer Titanlegierung, die die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan aufweist, wobei das Grundbauteil (40) eine Oberfläche (41) mit mehreren Aussparungen (41r) aufweist, die durch teilweises Entfernen der Alpha-Phase von Titan gebildet werden; und eine plattierte Schicht (42), die auf der Oberfläche (41) des Grundbauteils (42) vorgesehen ist.
Gleitkomponente (34) gemäß Anspruch 23, wobei die mehreren Aussparungen (41r) durch teilweises Ersetzen der Alpha-Phase von Titan durch Zink gebildet werden.
Gleitkomponente (34), aufweisend: ein Grundbauteil (40) aus einer Titanlegierung, die die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan aufweist, wobei das Grundbauteil (40) aufweist: einen Innenabschnitt mit einer ersten Dichte der Alpha-Phase von Titan und einen Randabschnitt, der auf dem Innenabschnitt vorgesehen ist, wobei der Randabschnitt eine zweite Dichte der Alpha-Phase von Titan aufweist, wobei die zweite Dichte kleiner als die erste Dichte ist; und eine plattierte Schicht (42), die auf dem Randabschnitt vorgesehen ist, wobei die Gleitkomponente mit einem Verfahren hergestellt wird, umfassend: das Bereitstellen des Grundbauteils (40), wobei das Grundbauteil (40) eine Oberfläche (41) aufweist; das Entfernen wenigstens eines Teils der Alpha-Phase von Titan an der Oberfläche (41) des Grundbauteils (40) zum Bereitstellen des Randabschnitts an der Oberfläche (41) des Grundbauteils (40) und des Innenabschnitts im Inneren des Randabschnitts; und das Plattieren des Randabschnitts zum Anordnen der plattierten Schicht (42) auf dem Randabschnitt.
Gleitkomponente (34), aufweisend: ein Grundbauteil (40) aus einer Titanlegierung, wobei das Grundbauteil (40) einen Innenabschnitt, der die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan aufweist, und einen Randabschnitt, der auf dem Innenabschnitt vorgesehen ist, aufweist, wobei der Randabschnitt Zink und die Beta-Phase von Titan aufweist; und eine plattierte Schicht (42), die auf dem Randabschnitt vorgesehen ist, wobei die Gleitkomponente mit einem Verfahren hergestellt wird, umfassend: das Bereitstellen des Grundbauteils (40) aus der Titanlegierung, die die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan aufweist, wobei das Grundbauteil (40) eine Oberfläche (41) aufweist; das Ersetzen wenigstens eines Teils der Alpha-Phase von Titan an der Oberfläche (41) des Grundbauteils (40) durch Zink zum Bereitstellen des Randabschnitts an der Oberfläche (41) des Grundbauteils (40) und des Innenabschnitts im Inneren des Randabschnitts; und das Plattieren des Randabschnitts zum Anordnen der plattierten Schicht (42) auf dem Randabschnitt.
Gleitkomponente (34), aufweisend: ein Grundbauteil (40) aus einer Titanlegierung, die die Alpha-Phase von Titan und die Beta-Phase von Titan aufweist, wobei das Grundbauteil (40) eine Oberfläche (41) aufweist; eine plattierte Schicht (42), die auf der Oberfläche (41) des Grundbauteils (40) vorgesehen ist, wobei die plattierte Schicht (42) ein erstes metallisches Material aufweist; und ein zweites metallisches Material, das zwischen dem Grundbauteil (40) und der plattierten Schicht (42) angeordnet ist, wobei sich das zweite metallische Material von Titan und dem ersten metallischen Material unterscheidet.
Gleitkomponente (34) gemäß Anspruch 27, wobei die Oberfläche (41) des Grundbauteils (40) mehrere Aussparungen (41r) aufweist und das zweite metallische Material in wenigstens einer der mehreren Aussparungen (41re) angeordnet ist.
Gleitkomponente (34) gemäß Anspruch 27 oder 28, wobei das erste metallische Material Nickel ist.
Gleitkomponente (34) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 27 bis 29, wobei das zweite metallische Material Zink ist.
Gleitkomponente (34), aufweisend: ein Grundbauteil (40) aus einer von einer Titanlegierung und einer Eisenlegierung und eine abriebbeständige Schicht (42a) aus einem Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Titancarbid (TiC), Titancarbonitrid (TiCN) und Titannitrid (TiN).
Fahrrad-Kettenrad, das die Gleitkomponente (34) gemäß Anspruch 31 aufweist.
Fahrradkette, die die Gleitkomponente (34) gemäß Anspruch 31 aufweist.
Wenigstens eines von einem Stiftbauteil (80) und einem Rollenbauteil (82) einer Fahrradkette (28), das die Gleitkomponente (34) gemäß Anspruch 31 aufweist.