-
Die Erfindung betrifft eine Hinterradkettenschaltung eines Fahrrades, und insbesondere eine Kettenschaltung mit einem verbesserten Stellmechanismus.
-
Eine Hinterradkettenschaltung wird im Allgemeinen in Verbindung mit einer Mehrzahl von koaxial angeordneten Zahnrädern, bekannt als Kettenräder, eines Fahrrades derart verwendet, dass einer Bedienperson eine Auswahl von unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisses bereitgestellt wird, um einen besonderen technischen Vorteil beim Betrieb des Fahrrades zu erzielen.
-
Im Allgemeinen weist die Hinterradkettenschaltung ein Kettenführungselement auf, das in Reaktion auf Änderungen des Übersetzungsverhältnisses von der einen Position in eine andere Position schräglaufen kann. Ebenso weist das Kettenführungselement zwei Umlenkrollen auf, die zu einem der Kettenräder für ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis ausgerichtet sind. Ferner weist die Hinterradkettenschaltung einen Stellmechanismus, d. h. im Allgemeinen zwei Schrauben auf, von denen die eine verstellt werden kann, um das Kettenführungselement zu stoppen, damit es in eine Position schrägläuft, in der es zu dem Kettenrad mit dem größten Durchmesser ausgerichtet ist, und von denen die andere verstellt werden kann, um das Kettenführungselement zu stoppen, damit es in eine Position schrägläuft, in der es zu dem Kettenrad mit dem kleinsten Durchmesser ausgerichtet ist.
-
Ein Problem dieses Stellmechanismus besteht darin, dass es keine Anzeige gibt, in welchem Maße die Schrauben verstellt werden sollen. Zum Beispiel passiert es häufig, dass die Schraube in einem Maße verstellt wird, in dem das Kettenführungselement nur so weit laufen kann, dass es in paralleler Ausrichtung zu dem Kettenrad mit dem zweitgrößten Durchmesser ist, oder in dem das Kettenführungselement weiter als in eine Ausrichtungsposition in Bezug auf das Kettenrad mit dem größten Durchmesser läuft. Gleichermaßen kann das Kettenführungselement weiter als in eine Ausrichtungsposition in Bezug auf das Kettenrad mit dem kleinsten Durchmesser laufen.
-
Mit der Erfindung wird eine Hinterradkettenschaltung eines Fahrrades geschaffen, bei welcher ein Stellmechanismus eine genau definierte Verstellung eines Kettenführungselements von einer Ausgangsposition in eine vorbestimmte Ausrichtposition in Bezug auf ein Kettenrad sicherstellen kann.
-
Gemäß der Erfindung ist eine Hinterradkettenschaltung eines Fahrrades vorgesehen, bei der eine Kette wahlweise mit einer Mehrzahl von Kettenrädern, die an dem Fahrrad montiert sind, in Eingriff gebracht werden kann. Die Hinterradkettenschaltung weist ein erstes Gelenk auf, das mit dem Fahrrad schwenkbar verbunden ist und einen Vorsprung aufweist. Ein Verbindungselement ist mit dem ersten Gelenk schwenkbar verbunden. Ein Stellmechanismus ist in dem Verbindungselement untergebracht und weist einen feststehenden Winkelbegrenzer, der mit dem Vorsprung drehfest verbunden ist, und ein Drehelement auf, das mit dem feststehenden Winkelbegrenzer in Eingriff steht und relativ zu dem feststehenden Winkelbegrenzer in einem vorbestimmten Winkelabstand drehbar ist. Ein zweites Gelenk ist mit dem Verbindungselement schwenkbar verbunden. Eine Kettenführung ist mit dem zweiten Gelenk schwenkbar verbunden und weist eine Umlenkrolle auf, mit welcher die Kette des Fahrrades in Eingriff steht. Das Verbindungselement ist auf eine maximale oder minimale Winkelbegrenzung beschränkt, die durch Anschläge an dem Drehelement, definiert ist, und die Winkelposition des Drehelements wird durch den Eingriff einer Bedienperson eingestellt. Der Eingriff der Bedienperson erfolgt durch ein Schneckenelement, das mit einer Mehrzahl von Zähnen an dem Drehelement in Eingriff steht. Das Schneckenelement in Form eines Schneckenrades ist derart verstellbar, dass eine Änderung des vorbestimmten Winkelabstandes des Drehelementes bewirkt wird.
-
Vorzugsweise ist der feststehende Winkelbegrenzer einstückig mit dem ersten Gelenk ausgebildet.
-
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Stellmechanismus in dem zweiten Gelenk angeordnet. Das Schneckenelement und das Drehelement sind in dem Verbindungselement installiert. Der feststehende Winkelbegrenzer ist mit dem zweiten Gelenk drehfest verbunden.
-
Vorzugsweise ist der feststehende Winkelbegrenzer einstückig mit dem zweiten Gelenk ausgebildet.
-
Nach noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Schneckenelement in dem ersten Gelenk untergebracht. Das Drehelement ist an dem ersten Gelenk drehbar angebracht. Der feststehende Winkelbegrenzer ist mit dem Verbindungselement drehfest verbunden.
-
Vorzugsweise ist der feststehende Winkelbegrenzer einstückig mit dem Verbindungselement ausgebildet.
-
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Schneckenelement in dem zweiten Gelenk untergebracht. Das Drehelement ist an dem zweiten Gelenk drehbar angebracht. Der feststehende Winkelbegrenzer ist mit dem Verbindungselement drehfest verbunden.
-
Vorzugsweise ist der feststehende Winkelbegrenzer einstückig mit dem Verbindungselement ausgebildet.
-
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Verbindungselement auf eine maximale oder minimale Winkelbegrenzung beschränkt werden kann, die durch Anschläge an dem Drehelement definiert ist.
-
Gemäß der Erfindung kann die Kettenführung in Reaktion auf eine Verschwenkung des Verbindungselementes von einer Ausgangsposition in eine vorbestimmte Position schräglaufen.
-
Ferner wird gemäß der Erfindung verhindert, dass die Kettenführung weiter als in eine Ausrichtungsposition in Bezug auf das Kettenrad mit dem größten und dem kleinsten Durchmesser schrägläuft.
-
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Hinterradkettenschaltung einen einfachen Aufbau hat, so dass die Anzahl von Bauteilen und die Kosten reduziert werden können.
-
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht einer Hinterradkettenschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die an einem Abschnitt des Rahmens eines Fahrrades mit einer Mehrzahl von Kettenrädern montiert ist, mit denen die Hinterradkettenschaltung wahlweise zusammenwirkt;
-
2 eine perspektivische Explosionsansicht der Hinterradkettenschaltung aus 1;
-
3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in 1;
-
4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in 1;
-
5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in 1;
-
6 einen Schnitt wie in 4, wobei eine Kettenführung der Hinterradkettenschaltung in eine Position schräg verschoben ist, in der sie am weitesten in Bezug auf ihre Position in 4 ist;
-
7 einen Schnitt wie in 5, wobei eine Kettenführung der Hinterradkettenschaltung in eine Position schräg verschoben ist, in der sie am weitesten in Bezug auf ihre Position in 5 ist;
-
8 einen Schnitt wie in 4, wobei die Hinterradkettenschaltung derart eingestellt ist, dass die Kettenführung in einer anderen Position als die in 4 gestoppt ist;
-
9 einen Schnitt wie in 8, wobei die Kettenführung der Hinterradkettenschaltung in eine Position verschoben ist, in der sie am weitesten in Bezug auf ihre Position in 8 ist;
-
10 eine perspektivische Ansicht einer Hinterradkettenschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
-
11 eine perspektivische Explosionsansicht der Hinterradkettenschaltung aus 10;
-
12 einen Schnitt entlang der Linie 12-12 in 10;
-
13 eine perspektivische Ansicht einer Hinterradkettenschaltung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
-
14 eine perspektivische Explosionsansicht der Hinterradkettenschaltung aus 13;
-
15 einen Schnitt entlang der Linie 15-15 in 13;
-
16 eine perspektivische Ansicht einer Hinterradkettenschaltung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
-
17 eine perspektivische Explosionsansicht der Hinterradkettenschaltung aus 16; und
-
18 einen Schnitt entlang der Linie 18-18 in 16.
-
Mit Bezug auf die 1 bis 9 ist eine Hinterradkettenschaltung 10 gemäß der Erfindung an einem Abschnitt eines Rahmens 20 eines Fahrrades, wie einem Ausfallende, montiert. Die Hinterradkettenschaltung 10 weist ein erstes Gelenk 11 auf, das an dem Rahmen 20 schwenkbar montiert ist. Das erste Gelenk 11 ist von einer Bedienperson zum Beispiel mittels eines Seilzuges schwenkbar zu betätigen. Der Seilzug ist in einem Spanner 12 des ersten Gelenkes 11 aufgenommen und weist ein Ende auf, das an einem Verbindungselement 13 endet und gehalten wird. Das Verbindungselement 13 ist mit dem ersten Gelenk 11 schwenkbar verbunden. Außerdem weist das Verbindungselement 13 einen ersten Verbindungsdeckel 131, der eine Seilzugklemmscheibe 15 aufnimmt, die ein Lösen des Seilzuges von dem Verbindungselement 13 verhindert, und einen zweiten Verbindungsdeckel 132 auf, der mit dem ersten Verbindungsdeckel 131 gekuppelt ist. Die Seilzugklemmscheibe 15 steht mit dem ersten Verbindungsdeckel 131 in Eingriff, indem eine Schraube 151 durch den zweiten Verbindungsdeckel 132, den ersten Verbindungsdeckel 131 und die Seilzugklemmscheibe 15 hindurch eingesetzt ist. Ferner steht eine Scheibe 152 mit der Schraube 151 in Verbindung.
-
In dem ersten und dem zweiten Verbindungsdeckel 131, 132 ist ein Stellmechanismus 16 untergebracht. Der Stellmechanismus 16 weist einen feststehenden Winkelbegrenzer 161 auf, der in einer Ringform ausgebildet und in einer ersten Kammer 1311 des ersten Verbindungsdeckels 131 aufgenommen ist. Außerdem ist der Winkelbegrenzer 161 mit einem Vorsprung 14 an dem ersten Gelenk 11 drehfest verbunden, indem eine sich von einem Innenumfang des Winkelbegrenzers nach innen erstreckende Ausstülpung mit einer in einem Außenumfang des Vorsprungs 14 ausgebildeten Nut in Eingriff steht. Vorzugsweise wird vor der Montage des Winkelbegrenzers 161 ein Lager 160 mit dem Vorsprung 14 verbunden. Außerdem ist die erste Kammer 1311 hohl, und der Vorsprung 14 kann sich durch die erste Kammer 1311 hindurch erstrecken.
-
Der Stellmechanismus 16 weist ferner ein Drehelement 162 auf, das mit dem Winkelbegrenzer 161 verbunden ist. Das Drehelement 162 ist in einer Ringform ausgebildet und weist einen Innenumfang auf, der an einem Außenumfang des Winkelbegrenzers 161 angeordnet ist. Außerdem ist das Drehelement 162 in der ersten Kammer 1311 aufgenommen und erstreckt sich um den Vorsprung 14 herum. Ferner ist ein Haltering 163 vorgesehen, um den Winkelbegrenzer 161 und das Drehelement 162 in der ersten Kammer 1311 zu befestigen.
-
Das Drehelement 162 ist relativ zu dem feststehenden Winkelbegrenzer 161 in einem vorbestimmten Winkelabstand, zu einem Anschlag 1611 drehbar, der sich von dem Außenumfang des Winkelbegrenzers 161 nach außen erstreckt und wahlweise mit zwei einander gegenüberliegend angeordneten Anschlägen 1621 des Drehelementes 162 in Eingriff gelangt. Jeder Anschlag 1621 weist ferner einen sich quer zu seiner Radialrichtung erstreckenden Rand auf. Das Drehelement 162 weist ferner eine Mehrzahl von Zähnen 1622 auf, die an dem Außenumfang zwischen den beiden Anschlägen 1621 angeordnet sind und mit einem Schneckenelement 164, das als ein Schneckenrad ausgebildet, ist, in Eingriff stehen. Das Schneckenelement 164 kann derart verstellt werden, dass es Änderungen des vorbestimmten Winkelabstandes des Drehelementes 162 bewirkt. Außerdem ist das Schneckenelement 164 in einer Ausnehmung 1312 angeordnet, die in einer Seite des ersten Verbindungsdeckels 131 benachbart zu der ersten Kammer 1311 ausgebildet ist und mit dieser in Verbindung steht. Die Ausnehmung 1312 nimmt einen Schneckenelementdeckel 165 auf, um dem zweiten Verbindungsdeckel 132 das Halten des Schneckenelementes 164 zu erleichtern.
-
Der Stellmechanismus 16 weist ferner ein erstes und ein zweites Steuerrad 166, 167 und einen Steuerriemen 168 auf, der mit dem ersten und dem zweiten Steuerrad 166, 167 verbunden ist. Das erste Steuerrad 166 ist in einer Aushöhlung des zweiten Verbindungsdeckels 132 aufgenommen und mit dem Vorsprung 14 des ersten Gelenkes 11 drehfest verbunden, indem eine sich von einem Innenumfang des ersten Steuerrades 166 nach innen erstreckende Ausstülpung mit der in dem Vorsprung 14 ausgebildeten Nut in Eingriff steht. Das zweite Steuerrad 167 ist im Abstand von dem ersten Steuerrad 166 angeordnet und in einer anderen Aushöhlung des zweiten Verbindungsdeckels 132 aufgenommen. Außerdem ist das zweite Steuerrad 167 mit einer Achse 169 drehfest verbunden, indem eine sich von einem Innenumfang des zweiten Steuerrades 167 nach innen erstreckende Ausstülpung mit einem in der Achse 169 ausgebildeten Schlitz in Eingriff steht.
-
Der Steuerriemen 168 kann durch ein Viergelenkgetriebe, eine Steuerkette oder ein Zahnradgetriebe ersetzt werden.
-
Ein Gelenkbolzen 170, eine Bolzenkappe 171 und eine Schraube 172 wirken gemeinsam mit der Achse 169 zusammen, um sowohl die Achse 169 zu halten als auch ein zweites Gelenk 18 mit dem Verbindungselement 13 schwenkbar zu verbinden. Speziell weist die Achse 169 eine darin ausgebildete Durchgangsöffnung auf und ist in eine Öffnung 1321 eingesetzt, die in dem zweiten Verbindungsdeckel 132 ausgebildet ist, und der Gelenkbolzen 170 ist in einen ersten Verbindungsabschnitt 181 des zweiten Gelenkes 18 und in die Durchgangsöffnung der Achse 169 eingesetzt. Außerdem ist die Bolzenkappe 171 in einen zweiten Verbindungsabschnitt 182 des zweiten Gelenkes 18 und in eine in dem ersten Verbindungsdeckel 131 ausgebildete zweite Kammer 1313 eingesetzt und weist eine darin ausgebildete Durchgangsöffnung auf, in welche die Schraube 172 eingesetzt ist, um mit dem Gelenkbolzen 170 in Eingriff zu stehen. Ferner ist an dem zweiten Gelenk 18 eine Kettenführung 19 installiert, die eine obere und eine untere Umlenkrolle 191, 192 aufweist, die mit einer Kette des Fahrrades in Eingriff stehen.
-
Außerdem wird ein Lösen des Steuerriemens 168 von dem ersten und dem zweiten Steuerrad 166, 167 verhindert, indem eine Mehrzahl von Riemenführungsplatten 173 mit dem Vorsprung 14 und der Achse 169 in Eingriff stehen. Ferner ist ein Lager 174 mit dem Vorsprung 14 verbunden. Das Lager 174 ist neben der Riemenführungsplatte 173 an dem Vorsprung 14 angeordnet und durch einen Halter 175 gegen Lösen von dem Vorsprung 14 gesichert. Darüber hinaus ist ein Lager 176 mit der Achse 169 verbunden und neben der Riemenführungsplatte 173 an der Achse 169 angeordnet.
-
Die 4 und 5 zeigen die Kettenführung 19 in einer Ausgangsposition, wobei der eine Anschlag 1621 des Drehelementes 162 mit dem Anschlag 1611 des feststehenden Winkelbegrenzers 161 in Eingriff steht. Wenn das Verbindungselement 13 mittels des Seilzuges verschwenkt wird, beginnt das Drehelement 162, sich zu drehen, so dass sich der andere Anschlag 1621 des Drehelements 162 in Richtung zu dem Anschlag 1611 des feststehenden Winkelbegrenzers 161 bewegt und schließlich das Drehelement 162 durch den Anschlag 1611 an einer weiteren Drehung gehindert wird, wie in den 6 und 7 gezeigt ist. Somit läuft die Kettenführung 19 schräg von der Ausgangsposition in eine vorbestimmte Position, in der sie zu dem Kettenrad mit dem größten Durchmesser ausgerichtet ist.
-
8 zeigt eine von einer Bedienperson verstellte Winkelposition des Drehelements 162. Speziell ist das Schneckenelement 164 derart verstellt, dass sich die Kettenführung 19 in einer anderen Ausgangsposition befindet. Hierbei wird ein Werkzeug mit einem Stellabschnitt 1641 des Schneckenelementes 164 in Eingriff gebracht, um das Schneckenelement 164 zu drehen.
-
Wenn mittels des Seilzuges das Verbindungselement 13 verschwenkt wird, läuft die Kettenführung 19 schräg von der Ausgangsposition in eine andere vorbestimmte Position, wie in 9 gezeigt ist.
-
Die 10 bis 12 zeigen eine Hinterradkettenschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei die gleichen Teile wie in der ersten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen und dem Zusatz „a” bezeichnet sind. Die zweite Ausführungsform ist wie die erste Ausführungsform, außer dass ein Stellmechanismus 16a in einem zweiten Gelenk 18a angeordnet ist. Ein Schneckenelement 164a und ein Drehelement 162a sind in dem Verbindungselement 13a installiert. Ferner weist der Stellmechanismus 16a einen feststehenden Winkelbegrenzer 161a auf, der mit dem zweiten Gelenk 18a drehfest verbunden ist.
-
Die 13 bis 15 zeigen eine Hinterradkettenschaltung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, wobei die gleichen Teile wie in der ersten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen und dem Zusatz „b” bezeichnet sind. Die dritte Ausführungsform ist wie die erste Ausführungsform, außer dass ein Schneckenelement 164b in einem ersten Gelenk 11b untergebracht ist. Ein Drehelement 162b ist in dem ersten Gelenk 11b drehbar angebracht. Ferner weist ein Stellmechanismus 16b einen feststehenden Winkelbegrenzer 161b auf, der mit einem Verbindungselement 13b drehfest verbunden ist.
-
Die 16 bis 18 zeigen eine Hinterradkettenschaltung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung, wobei die gleichen Teile wie in der ersten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen und dem Zusatz „c” bezeichnet sind. Die vierte Ausführungsform ist wie die erste Ausführungsform, außer dass ein Schneckenelement 164c in einem zweiten Gelenk 18c untergebracht ist. Ein Drehelement 162c ist an dem zweiten Gelenk 18c drehbar angebracht. Ferner weist ein Stellmechanismus 16c einen feststehenden Winkelbegrenzer 161c auf, der mit einem Verbindungselement 13c drehfest verbunden ist.
-
Nach den bevorzugten Ausführungsformen ist der Stellmechanismus 16, 16a, 16b und 16c an einer Hinterradkettenschaltung mit einem Steuerriemen und Steuerrädern installiert, jedoch kann der Stellmechanismus 16, 16a, 16b und 16c auch an einer Hinterradkettenschaltung, wie einer Hinterradkettenschaltung des Parallelogrammtyps mit Viergelenkgetriebe, installiert sein, bei welcher das erste und das zweite Gelenk über ein oder mehrere Verbindungselemente miteinander verbunden sind.
