DE102005037438A1 - Continuous polygon-free wheel bicycle gear for use with chain, has sprocket-wheels adjusted in driver disk as planet wheel, and supported on suspension so that one rotating direction of sprocket wheels is free and other direction is locked - Google Patents

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Abstract

The gear has three small sprocket-wheels (02) that are radially adjustable in a driver disk (01) as a planet wheel. The sprocket wheels are supported on free wheels, where the free wheels are provided as a suspension such that a rotating direction of the sprocket wheels is free and the other rotating direction is locked. The rotatable movement of the adjustable ring is enabled by decelerating break disks.

Description

Diese Fahrradschaltung besteht grundsätzlich aus zwei Untergruppen und zwar aus dem Verstell-Mechanismus und der Verstell-Ableitung.
1, 3, 4 This bicycle circuit basically consists of two subgroups, namely the adjustment mechanism and the adjustment derivation.
1 . 3 . 4

Beschreibung des Verstell-Mechanismus:Description of the adjustment mechanism:

Der Verstell-Mechanismus besteht aus einer Mitnehmerscheibe(01) die mit radialen Führungsnuten versehen ist und in welcher sich mindestens 3 kleine Kettenräder(02) als Planetenräder radial verstellen lassen. Auf der Pedalachse(03) ist ein Verstellring(04) ca. 110° drehbar gelagert. Die Kettenräder(02) sind mittels Spreizhebel(05) mit dem Verstellring(04) so verkoppelt, das bei der Drehung des Verstellringes(04) die Kettenräder(02) radial und stufenlos nach außen bzw. nach innen verstellt werden können. Da jedoch die Kettenräder(02) auf Freiläufen(07) laufen, passen sich die Kettenräder(02) stets der jeweiligen Kettenteilung an. Voraussetzung ist allerdings, das die beiden Kettenseiten unter einen bestimmten Federzug stehen, was bei jeder Fahrradschaltung sowieso der Fall ist.The adjustment mechanism consists of a drive plate ( 01 ) which is provided with radial guide grooves and in which at least 3 small sprockets ( 02 ) can be adjusted radially as planet gears. On the pedal axle ( 03 ) is an adjusting ring ( 04 ) rotatable about 110 °. The sprockets ( 02 ) are by means of expansion lever ( 05 ) with the adjusting ring ( 04 ) coupled so that during the rotation of the adjusting ring ( 04 ) the sprockets ( 02 ) can be adjusted radially and continuously outwards or inwards. However, since the sprockets ( 02 ) on freewheels ( 07 ), the sprockets ( 02 ) always to the respective chain pitch. The condition is, however, that the two sides of the chain are under a certain spring tension, which is the case anyway with every bicycle circuit.

Der Bereich der stufenlosen Verstellung entspricht einem Bereich von 40 zu 64 Zähnen, was ca. einer 3-stufigen Kettenradschaltung an der Pedalachse entspricht.Of the Range of stepless adjustment corresponds to a range of 40 to 64 teeth, what about a 3-stage sprocket on the pedal axle corresponds.

44

Bei der Verstellung der Kettenräder(02) nach außen ist immer das erste Kettenrad(02-EA) im Eingriff, wobei sich die nachfolgenden Kettenräder(02-AA) immer in die freie Richtung der Freiläufe(07) durch die Kette (08) einstellen.When adjusting the sprockets ( 02 ) to the outside is always the first sprocket ( 02 EA ), whereby the following sprockets ( 02-AA ) always in the free direction of the freewheels ( 07 ) through the chain ( 08 ) to adjust.

EA-bedeutet im Eingriff bei Verstellung nach außen.EA means in the case of adjustment to the outside.

AA-bedeutet in Anpassung bei Verstellung nach außen.AA means in adaptation for adjustment to the outside.

33

Bei der Verstellung der Kettenräder(02) nach innen ist im Gegensatz zur Verstellung nach außen immer das letzte Kettenrad(02-EI) im Eingriff wobei sich die vorlaufenden Kettenräder(02-AI) immer in die freie Richtung der Freiläufe(07) durch die Kette (08) einstellen.When adjusting the sprockets ( 02 ) inwards, in contrast to the adjustment to the outside always the last sprocket ( 02-EI ) in which the leading sprockets ( 02-AI ) always in the free direction of the freewheels ( 07 ) through the chain ( 08 ) to adjust.

EI -bedeutet im Eingriff bei Verstellung nach innen. AI -bedeutet in Anpassung bei Verstellung nach innen.EGG - means engaged in adjustment to the inside. AI means in Adjustment when adjusting inwards.

Bei konstanter Übersetzung sind alle Kettenräder(02) im EingriffAt constant translation, all sprockets ( 02 ) engaged

Die stufenlose Verstellung ist nicht nur auf die Kettenteilung einstellbar, sonder auch auf Brüche der Kettenteilung (zum Beispiel 42,6 Zähne), weil sich die Kettenräder(02) beim Eingriff in die Kette (08) der Kette anpassen.The stepless adjustment is adjustable not only on the chain pitch, but also on fractures of the chain pitch (for example 42,6 teeth), because the sprockets ( 02 ) when engaging in the chain ( 08 ) of the chain.

Das hat zur Folge, das man dadurch in wahrsten Sinne des Wortes eine stufenlose Schaltung erreicht.The As a result, it literally becomes one infinitely variable switching achieved.

Die Abwicklung der Kette läuft über einem Polygon den die Kettenräder(02) mit den Kettenstützen(09) bilden. Durch die Lage der Kettenstützen(09) läst sich fast runde Abwicklung erreichen. Ohnehin macht sich die Polygonabwicklung bei der Fahrradschaltung kaum bemerkbar.The processing of the chain runs over a polygon the the sprockets ( 02 ) with the chain supports ( 09 ) form. Due to the position of the chainstays ( 09 ) can reach almost round settlement. Anyway, the Polygonabwicklung makes hardly noticeable in the bicycle circuit.

Wirkungsgrad dieser stufenlosen Schaltung entspricht dem Wirkungsgrad eines Kettentriebes, weil sich die Zahnräder der Verstellableitung bei konstanter Übersetzung nicht drehen.efficiency this stepless circuit corresponds to the efficiency of a chain drive, because the gears do not turn the adjustment lead with constant translation.

Ein Vorteil dieser Erfindung ist auch, das sich die Kette (08) bei der Verstellung stets in einer Ebene befindet gegenüber der 3-stufigen Kettenschaltung, wo sie in 3 Ebenen herumspringt.An advantage of this invention is also that the chain ( 08 ) in the adjustment is always in a plane opposite the 3-stage derailleur, where it jumps in 3 levels.

Weiterer Vorteil ist, das man bei Belastung sowie beim Rückwertstreten auch verstellen kann. Selbstverständlich ist eine Schaltung (Verstellung) ohne Belastung günstiger.Another The advantage is that you also adjust the load and the Rückwertstreten can. Of course is a circuit (adjustment) cheaper without load.

Diese stufenlose Fahrradschaltung bildet mit den bekannten gestuften Schaltungen am Hinterrad (Ketten oder Nabenschaltungen) eine ideale Lösung als komplette stufenlose Schaltung in den bekannten Schaltbereich der jetzigen Stufenschaltungen. Mit einer zusätzlichen Zahnradübersetzung in der Hinternabe ist diese stufenlose Schaltung auch an der Hinterachse anwendbar.These Stepless bicycle circuit forms with the known stepped circuits at the rear wheel (chains or hub gears) an ideal solution as complete stepless circuit in the known switching range of current stage circuits. With an additional gear ratio in the rear hub, this stepless circuit is also on the rear axle applicable.

Diese Erfindung eignet sich im Allgemeinem auch für alle gängigen Zugmittel wie Kette, Zahnriemen, Keilriemen, Flachriemen u.s.w. und ist auch Fahrzeugbau anwendbar.These Invention is generally suitable for all common traction means such as chain, Timing belt, V-belt, flat belt and so on and is also vehicle construction applicable.

Beschreibung der Verstellableitung: 1 Description of the adjustment derivation: 1

Das Getriebe der Verstellableitung besteht aus den Gehäuseteilen(22, 23), die mit der Pedalachse(03) z.B. durch eine Passfeder verbunden sind. Zwischen den Gehäuseteilen(22, 23) ist eine Zwischenscheibe(27) durch 3 Schrauben eingeklemmt. In den Spalten zwischen den Positionen 22, 23, 27 befinden sich zwei Bremsscheiben(12, 13), welche mittels Klemmsattel(25, 26) beim Treten angehalten werden. Die Bremsscheibe(12) greift in das Planetenzahnrad(11), wobei die Bremsscheibe(13) in das Planetenzahnrad(10) greift.The gearbox of the adjustment derivation consists of the housing parts ( 22 . 23 ), with the pedal axle ( 03 ) are connected for example by a feather key. Between the housing parts ( 22 . 23 ) is a washer ( 27 ) by 3 screws. In the columns between the positions 22 . 23 . 27 There are two brake discs ( 12 . 13 ), which by means of clamping saddle ( 25 . 26 ) are stopped when pedaling. The brake disc ( 12 ) engages in the planetary gear ( 11 ), wherein the brake disc ( 13 ) in the planetary gear ( 10 ) attacks.

Die Planetenzahnräder(10, 11) sind zueinander versetzt im Eingriff, um die Verstellrichtung zu ändern. Das Planetenzahnrad(11) greift auch in das Zahnrad(19), das über das Gehäuseteil in der Mitte der Pedalachse(03) gelagert ist. Die Positionen 19, 20, 16, 18 bilden eine Planetenübersetzung mit einer Überlastsicherung in dem sich Sicherungsstifte(16)befinden. Die Verstellung wird beim Treten durch anhalten einer von zwei Bremsscheiben(12, 13) mittels zweier kleiner Planetenzahnräder(10, 11) mit nachgeschalteter Übersetzung ins Langsame abgeleitet (i = 0,2).The planet gears ( 10 . 11 ) are offset from each other in engagement to change the direction of adjustment. The planetary gear ( 11 ) also engages in the gear ( 19 ), which is located above the housing part in the middle of the pedal axle ( 03 ) is stored. The positions 19 . 20 . 16 . 18 form a planetary gear with an overload protection in the locking pins ( 16 )are located. The adjustment is made by stopping one of two brake discs ( 12 . 13 ) by means of two small planet gears ( 10 . 11 ) with a downstream translation derived in the slow (i = 0.2).

Diese von der Pedalachse(03) abgeleitete Drehbewegung wird über die Zahnräder(10, 11) an das Zahnrad(19) geleitet, das zusammen mit Excenter(18) an der Pedalachse gelagert ist. An diesem Excenter(18) ist das Zahnrad(20) exzentrisch gelagert, das sich wiederum am Ring(24) mit Innenverzahnung abrollt. Das Zahnrad(20) hat stirnseitig eine radiale Nut aus der die reduzierte Drehbewegung für den Verstellring(04) abgenommen wird ca. 110°). Durch die geringe Differenz der Anzahl der Zähne wird eine große Übersetzung von ca. 1/5 erreicht, um eine genaue Einstellung der stufenlosen Verstellung während der Fahrt zu erreichen. Die Übersetzung der Verstellableitung von ca. 1/5 ist so gewählt, das man mit 1,5 Pedalumdrehungen eine komplette Verstellung nach oben bzw. nach unten erreicht.This from the pedal axle ( 03 ) derived rotational movement is via the gears ( 10 . 11 ) to the gear ( 19 ), which together with Excenter ( 18 ) is mounted on the pedal axle. At this Excenter ( 18 ) is the gear ( 20 ) eccentrically mounted, which in turn on the ring ( 24 ) rolls with internal teeth. The gear ( 20 ) has a radial groove from the front side of the reduced rotational movement for the adjusting ring ( 04 ) is removed about 110 °). Due to the small difference in the number of teeth a large translation of about 1/5 is achieved in order to achieve an accurate adjustment of the stepless adjustment while driving. The translation of the adjustment of approximately 1/5 is chosen so that with 1.5 pedal revolutions reaches a complete adjustment up or down.

Die Verstellrichtung richtet sich jeweils nachdem, welches Zahnrad(10, 11) durch Bremsscheiben(12, 13) angehalten wird. Von einer Bremsscheibe wird die Verstellung nach oben, von der anderen nach unten abgeleitet. Wenn eine der Bremsscheiben über den Verstellbereich hinaus angehalten wird, rutscht die Überlastsicherung durch, und es ist dann ein Ratern der Sicherungsstifte(16) zu hören. In diesem Falle muss der Betätigungshebel der Bremsscheibe losgelassen werden. Beim anhalten der anderen Bremsscheibe (über zweiten Betätigungshebel) wird die Schaltung in die andere Richtung verstellt.The adjustment depends on which gear ( 10 . 11 ) by brake discs ( 12 . 13 ) is stopped. From one brake disc, the adjustment is upwards, derived from the other down. If one of the brake discs is stopped beyond the adjustment range, the overload protection slips through and then ratcheting of the safety pins ( 16 ) to listen. In this case, the operating lever of the brake disc must be released. When stopping the other brake disc (via second operating lever), the circuit is adjusted in the other direction.

Die Planetenzahnräder(10, 11) die ineinander versetzt im Eingriff sind, und jeweils durch eine Bremsscheibe angehalten werden können, ändern die Verstellrichtung je nachdem welche Bremsscheibe(12, 13) angehalten wird. Die Verstellrichtung ändert sich ebenfalls, wenn man mit den Pedalen plötzlich rückwärts dreht, ohne die andere Bremsscheibe anzuhalten. Wenn keine der Bremsscheiben angehalten wird, machen die Zahnräder keine Relativbewegung, die Übersetzung ist konstant und alles dreht sich mit der Drehzahl der Pedale.The planet gears ( 10 . 11 ) which are intermeshed engaged, and can be stopped by a brake disc, change the adjustment depending on which brake disc ( 12 . 13 ) is stopped. The adjustment also changes when you turn the pedals suddenly backwards without stopping the other disc. If none of the brake discs are stopped, the gears will not move relative, the gear ratio will be constant and everything will rotate with the speed of the pedals.

Claims (6)

Stufenlose Polygon- Freilauf Fahrradschaltung dadurch gekennzeichnet, das mindestens 3 kleine Kettenräder(02) als Planetenräder in einer Mitnehmerscheibe(01) radial verstellbar angeordnet sind, wobei diese Kettenräder auf Freiläufen(07) gelagert sind, wobei dieser Freilauf als eine Lagerung zu verstehen ist wo eine Drehrichtung des Kettenrades(02) frei ist und die andere gesperrt ist.Stepless polygonal freewheel bicycle transmission characterized in that at least 3 small sprockets ( 02 ) as planet wheels in a drive plate ( 01 ) are arranged radially adjustable, said sprockets on freewheels ( 07 ), wherein this freewheel is to be understood as a bearing where a direction of rotation of the sprocket ( 02 ) is free and the other is locked. Stufenlose Polygon- Freilauf Fahrradschaltung dadurch gekennzeichnet, das die Lagerung der Kettenräder(02) über die Spreizhebel(05) mit einem Verstellring(04) der an der Pedalachse(03) gelagert ist so verbunden ist, das bei einer Schwenkung des Verstellringes(04) die Kettenräder(02) sich nach außen bzw. nach innen bewegen.Stepless polygonal freewheel bicycle transmission characterized in that the storage of the sprockets ( 02 ) via the spreading levers ( 05 ) with an adjusting ring ( 04 ) on the pedal axle ( 03 ) Is connected so connected to the pivoting of the adjusting ring ( 04 ) the sprockets ( 02 ) move outwards or inwards. Stufenlose Polygon- Freilauf Fahrradschaltung dadurch gekennzeichnet, das die Schwenkbewegung des Verstellringes(04) durch Abbremsen einer der zwei Bremsscheiben(12, 13) erreicht wird, wobei die Drehung von der Pedalachse abgeleitet wird.Stepless polygon freewheel bicycle circuit characterized in that the pivoting movement of the adjusting ring ( 04 ) by braking one of the two brake discs ( 12 . 13 ), wherein the rotation is derived from the pedal axle. Stufenlose Polygon- Freilauf Fahrradschaltung dadurch gekennzeichnet, das 2 Planetenzahnräder(10, 11) die ineinander versetzt im Eingriff sind wechselweise durch Bremsscheiben(12, 13) angehalten werden um die Verstellrichtung zu ändern.Stepless polygon freewheel bicycle transmission characterized in that 2 planetary gears ( 10 . 11 ) which are intermeshed alternately by brake discs ( 12 . 13 ) to change the direction of adjustment. Stufenlose Polygon- Freilauf Fahrradschaltung dadurch gekennzeichnet, das die abgeleitete Drehzahl der Planetenzahnräder(10, 11) über die Zahnräder Pos. 19, 21, 24 sowie über den Excenter(18) ins Langsamere an den Verstellring(04) übertragen werden.Stepless polygon freewheel bicycle circuit characterized in that the derived rotational speed of the planetary gears ( 10 . 11 ) via the gears Pos. 19 . 21 . 24 as well as the eccentric ( 18 ) slower to the adjusting ring ( 04 ) be transmitted. Stufenlose Polygon- Freilauf Fahrradschaltung dadurch gekennzeichnet, das bei einer Ausführung der Schaltung mit nur einer Bremsscheibe die Verstellableitung nach unten durch treten nach vorne und die Verstellung nach oben durch Treten hach hinten abgeleitet wird, wobei die Konstruktion einfacher wird.Stepless polygon freewheel bicycle transmission by in an embodiment of the circuit with only a brake disc, the adjustment lead down through to the front and the adjustment upwards by kicking behind is derived, the construction is easier.
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