Entwickelt CeramicSpeed ​​einen hocheffizienten Antriebsstrang mit Kipphebel-Rollenkette?

Oct 06, 2023

CeramicSpeed ​​hat ein Patent für eine „Rocker Joint Roller Chain“ angemeldet, die speziell an die Bedürfnisse des modernen Fahrradantriebs angepasst ist. Anstatt die herkömmlichen Gleitflächen von Stiften und Buchsen herkömmlicher Fahrradketten zu nutzen, verwendet die Konzeptkette von CeramicSpeed ​​drei „Kippstifte“. Diese schaukeln buchstäblich gegeneinander, um das für die Kettengelenkigkeit notwendige Drehgelenk zu erzeugen.

Das im Patent von CeramicSpeed ​​(US 11608874 B2) vorgestellte Kettendesign mit Kippgelenk scheint NICHT mit den Zahnrädern, Kassetten und Umwerferrollen von Serienantrieben kompatibel zu sein, da die Kettenstifte aufgrund der einzigartigen variablen Kettenteilung „wippen“ ( Lesen Sie weiter für eine detailliertere Erklärung). Das deutet darauf hin, dass die Marke möglicherweise einen völlig neuen Antriebsstrang in der Entwicklung hat.

Wir haben CeramicSpeed ​​um einen Kommentar gebeten, der die Möglichkeit nicht bestritt und überraschenderweise einige interessante Einblicke gewährte ...

Bevor wir näher auf das Patent von CeramicSpeed ​​auf die Rocker-Joint-Rollenkette eingehen (oben von uns koloriert), ist es angebracht, einen Blick auf die traditionelle Rollenkette zu werfen, die heute in allen Radsportdisziplinen verwendet wird. Was ist daran so falsch, dass CeramicSpeed ​​versuchen würde, es durch ein neues Design zu ersetzen?

CeramicSpeed ​​ist bekannt für seine reibungsmindernden Antriebsschmierstoffe und natürlich für seine OSPW-Umwerferkäfige. Letztere reduzieren dank ihrer übergroßen Riemenscheiben die Gesamtreibung innerhalb eines bestimmten Antriebsstrangs. Dies geschieht durch die Verringerung des erforderlichen Gelenkwinkels zwischen den Kettengliedern und damit die Reduzierung des Gleitens zwischen den einzelnen Komponenten, d. h. dem Bolzen, der Rolle sowie den Innen- und Außenlaschen.

Tatsächlich erzeugt die Rollenkette dank dieser Gleitflächen – Bolzenaußenfläche an Rolleninnenfläche und Rollenaußenflächen an Innenplatteninnenflächen – unerwünschte Reibung. Eine erhöhte Reibung führt zu einem erhöhten Luftwiderstand im System, und das führt zum Verlust wertvoller Watt, die andernfalls für den Vorwärtsantrieb aufgewendet werden könnten. Die CeramicSpeed ​​Rocker Joint Roller Chain verzichtet auf die meisten dieser Gleitflächen und schafft so eine Fahrradkette, die weniger Reibungsverluste aufweist.

Ketten, die ein Kippgelenk zwischen den Gliedern verwenden, sind nichts Neues. In hochbelasteten Industrieanwendungen, insbesondere in der Automobilindustrie, sind sie weit verbreitet, ihr Einsatz bei Fahrrädern wurde jedoch verhindert, da sie den Anforderungen eines modernen Fahrradantriebsstrangs nicht genügen.

Was genau sind also die Kettenanforderungen an einen modernen Fahrradantrieb? Über die Hauptfunktion der Kette zur Lastübertragung hinaus muss sie folgende Merkmale aufweisen:

Um die reibungsarmen Vorteile einer Rocker-Joint-Kette für einen Mehrgang-Fahrradantrieb nutzen zu können, hat CeramicSpeed ​​ein neues Kettendesign entwickelt, das bei einem völlig neuen Antriebsstrang das Licht der Welt erblicken könnte. Wir haben uns an Paul Sollenberger, Senior Product Manager bei CeramicSpeed, gewandt. Nachfolgend finden Sie seine erfreulich aufschlussreiche Antwort, die sich, was niemanden wirklich überrascht, auf eine geringere Reibung und einen geringeren Verschleiß bezieht.

„Dieses Wippkettenkonzept, das unser Forschungs- und Entwicklungsteam entwickelt hat, entstand aus unserer kontinuierlichen Untersuchung der Reibung im Antriebsstrang und der Frage, wie wir Ineffizienzen wo immer möglich weiter reduzieren können. Eine herkömmliche Rollenkette profitiert hinsichtlich ihrer mechanischen Funktion nicht wirklich von Rollflächen. Die Rolle ruht gegen die Zahnmulde und gleitet gegen den Bolzen und die innere Kettenplatte, die auch gegen die äußere Kettenplatte gleitet.

„Wir sind sehr gut damit vertraut, wie sich verschiedene flüssige oder feste Schmierstoffe auf die Effizienz und den Verschleiß dieser Gleitflächen auswirken können. Unsere UFO Drip-Kettenbeschichtung funktioniert in verschiedenen Umgebungen hervorragend und hält Reibung und Luftwiderstand auf ein Minimum – jedoch solange eine gewisse messbare Reibung vorhanden ist.“ vorhanden ist, wissen wir, dass es noch Raum für Verbesserungen gibt. Derzeit liegt dieser unter den besten Bedingungen zwischen 2 und 3 Watt Reibung. Wenn man extreme Bedingungen mit Schlamm und Verschmutzung berücksichtigt, kann dieser Widerstand auch um ein Vielfaches höher sein.“

„Rocker-Ketten werden häufig in Industrie- und Automobilanwendungen verwendet und zeichnen sich durch eine hervorragende Lastübertragung mit minimalem zusätzlichem Widerstand aus. Außerdem bieten sie eine hervorragende Haltbarkeit aufgrund der Verwendung eines Schaukeldrehpunkts anstelle eines gleitenden Drehpunkts.“

„Unser Team erkannte diese Vorteile und stellte sich der Herausforderung, Designbeschränkungen zu überwinden, die verhindern, dass bestehende Ketten im Rocker-Stil für den Fahrradgebrauch angepasst werden. In erster Linie das Ausmaß der Kettenbewegung, die für kleinere Zahnräder/Zahnräder erforderlich ist, die Notwendigkeit der umgekehrten Artikulation (erforderlich). durch die Führungsrolle eines Umwerfers), die unterschiedliche Kettenlinie und die Gesamtkettenbreite sind begrenzt.

„Die neuartigen Erfindungen des Forschungs- und Entwicklungsteams von CeramicSpeed ​​zum Patent haben auf diese Einschränkungen reagiert und die Entwicklung der effizientesten Antriebslösung vorangetrieben, die möglich ist.“

„Das Team konnte seine Ziele erreichen und das Konzept der Verwendung einer Rocker-Kettenverbindungsschnittstelle im Design eines herkömmlichen Kettenschaltungs-Antriebsstrangs unter Beweis stellen.Allerdings nimmt die Teilung der Wippkette über den gesamten Gelenkbereich zu und ab, was bedeutet, dass spezielle Zahnräder und Zahnräder erforderlich sind, um die Verwendung dieses Wippkettendesigns zu ermöglichen. Die Lösung bestimmter Designherausforderungen führt oft zu neuen Konzepten, die es zu erkunden gilt. Daher können wir keinen Zeitplan für einen Rocker-Antriebsstrang mitteilen.“

„Unser Forschungs- und Entwicklungsteam testet weiterhin verschiedene Konzepte, die den Status Quo in Bezug auf Effizienz und Haltbarkeit des Antriebsstrangs verändern können. Wir sind weiterhin davon überzeugt, dass unser Sortiment an UFO-Produkten und CeramicSpeed-Komponenten, die mit handgefertigten Hybrid-Keramiklagern ausgestattet sind, die besten Lösungen sind, die heute für alle Fahrer verfügbar sind, die danach suchen.“ Holen Sie das Beste aus Ihren Reitanstrengungen heraus.

Das Design des Rocker Joint Roller Pin basiert auf der Verwendung von zwei Rocker Pins (7&8) Einklemmen eines „schwebenden“ Mittelstifts (6) mit einer Walze (22 ), die sie umfasst, in einer Anordnung, die als „Verbindungsstiftanordnung“ bezeichnet wird. Die Radien des Flächenbogens der Kipphebelstifte bestimmen den maximalen Gelenkwinkel zwischen benachbarten Gliedern. Das Patent lautet wie folgt:

„Insbesondere gilt für die hier beschriebenen Fahrradketten der Rollkontaktwinkel θ jedes Kipphebelstifts7,8 ermöglicht den doppelten Gelenkwinkel einer herkömmlichen Kipphebelkette ohne Mittelstift. Dadurch können höhere Knickwinkel erzeugt werden, während die Kipphebeloberflächenbögen mit größeren Radien aufrechterhalten werden, und die Kipphebeloberflächen mit größeren Radien führen bei höheren Knickwinkeln zu weniger Gleiten (und damit zu geringerem Verschleiß und geringeren Reibungsverlusten). In einigen Ausführungsformen liegt der Gelenkwinkel θ zwischen –40° und +40° relativ zur horizontalen Achse (z. B. 80° Gesamtgelenk), beispielsweise zwischen –36° und +36°.

Wie Sie sich vorstellen können, werden mehrere Ausführungsformen des Designs beschrieben. In einigen Fällen ist einer der Kipphebelstifte an den Außenplatten befestigt, entweder weil er fest mit einer von ihnen verbunden ist oder weil er mit ihnen durch Presspassung verbunden ist. In jedem Fall erstreckt sich dieser Kipphebelstift durch eine Öffnung in den Innenplatten. In einigen Szenarien ist der zweite Kipphebelstift in der Anordnung am Paar Innenplatten befestigt, das Patent erkennt jedoch an, dass es insgesamt vorteilhafter wäre, wenn die Innenplatten und der zweite Kipphebelstift lockerer verbunden wären. Es lautet wie folgt:

„Außerdem ermöglichen die hier beschriebenen Fahrradketten möglicherweise eine seitliche Biegung der Kette. Als nicht einschränkendes Beispiel sind die Kipphebelstifte möglicherweise nicht fest mit dem zugehörigen Paar Innenplatten verbunden und die Innenglieder können schwenken (gieren). etwas in Bezug auf und am Kontaktpunkt des Kipphebelstifts als Reaktion auf erzwungenen Kettenschräglauf, wodurch eine Erhöhung der seitlichen Biegefähigkeit der Kette ermöglicht wird. Alternative Ausführungsformen mit alternativen Designelementen zwischen den Innenlaschen und den Kipphebelstiften sind vorgesehen, um ein Schwenken zu ermöglichen der Innenlaschen, was letztendlich für eine erhöhte seitliche Biegung der Kette sorgt.

Bei allen einzelnen Lösungsmöglichkeiten ist der Mittelstift (6 ), gegen die jeder Kipphebelstift schaukelt, wird als „schwebend“ bezeichnet. Der Roller (22), die die gesamte Baugruppe umgibt, scheint zumindest wichtig zu sein, um zu verhindern, dass Schmutz auf die Schaukelflächen gelangt, und trägt wahrscheinlich dazu bei, die Schmierung einzudämmen.

Wie Paul Sollenberger erwähnte, führt das Pivot-Design tatsächlich dazu, dass die Teilung der Kette – abhängig vom Gelenkwinkel – leicht variiert, eine Eigenschaft, die die Verwendung dieser Kette mit herkömmlichen Kassetten und Kettenblättern, die für die Verwendung mit der regulären herkömmlichen Rollenkette ausgelegt sind, verhindern würde. Es ist ein kleiner, aber möglicherweise entscheidender Unterschied in den genauen Abmessungen. Das Patent enthält jedoch diese Aussage zur Kompatibilität:

"Der Roller22kann verwendet werden, um zu ermöglichen, dass die Kette mit Standardzahnprofilen moderner Fahrradkettenräder kompatibel ist.“ Weiter heißt es: „In einer nicht einschränkenden Ausführungsform der Innendurchmesser der Rolle22kann oval sein“.

Es scheint ziemlich unwahrscheinlich, dass die Rocker Joint Roller Chain von CeramicSpeed ​​auf Fahrrädern landet, die für den Einsatz im Gelände bestimmt sind. Jeglicher Schmutz, der in den Raum zwischen den Kipphebelstiften und dem Mittelstift gelangt, könnte die Beweglichkeit der Glieder beeinträchtigen und verhindern, dass die Kette überhaupt gleichmäßig läuft. Es scheint uns, dass extrem saubere Straßenbedingungen erforderlich wären, um die vorgeschlagenen Vorteile einer geringeren Reibung zum Tragen zu bringen.

Aber auch CeramicSpeed ​​ist ein großer Schmier-Nerd, also könnten und würden sie vielleicht eine Behandlung entwickeln, um Schmutz fernzuhalten und auch XC-Rennfahrern Kanten zu verleihen?

Unabhängig davon ist es cool, in diesem (kleinen) Bereich immer mehr Innovationen zu sehen. Angesichts der langjährigen Investitionen von CeramicSpeed ​​in Produkte, die die Effizienz des Antriebsstrangs fördern, erscheint es logisch, dass sie eines Tages die nächste Stufe erreichen und versuchen werden, den effizientesten Fahrradantriebsstrang zu entwickeln, der möglich ist. Tatsächlich sind sie schon seit einiger Zeit dabei – wer könnte den CeramicSpeed ​​DriveShaft vergessen?

Diese Rocker-Joint-Rollenkette könnte eine schmackhaftere Alternative darstellen.

CeramicSpeed.com