DE102010032721A1

DE102010032721A1 - Kettenschaltung für Fahrräder

Info

Publication number: DE102010032721A1
Application number: DE201010032721
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2012-01-26

Abstract

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Vorrichtung zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses bei Kettengetrieben, wie solche insbesondere für den Anbau an Fahrräder in Frage kommen. Dabei wird ein Verschiebungsmechanismus vorwiegend durch ein Zugmittel betätigt und lenkt die Kette seitlich ab um verschieden große Kettenräder zum Beispiel auf der Nabe des Hinterrades eines Fahrrades in Eingriff zu bringen. Angebunden wird der gesamte Schaltmechanismus an einem Rahmenpunkt welcher in Fahrtrichtung gesehen vor der Hinterradachse platziert ist. Als rahmenseitige Aufnahme eignet sich ein Gewinde, an welches der Schaltmechanismus angeschraubt wird. Das Gewinde am Fahrradrahmen kann konstruktiv am Ausfallende, oder der Kettenstrebe direkt platziert werden.

Description

Bei Fahrrädern sind Kettenschaltungen sehr weit verbreitet und keinesfalls mehr wegzudenken. Von der Gesamtanzahl, wie auch der Anwendungsvarianz, angefangen bei Straßenrennsport über Alttagesanwendungen bis hin zum Einsatz im Gelände. Die Konstruktionsprinzipien der verschiedenen auf dem Markt angebotenen Hinterradkettenschaltungen sind sich sehr ähnlich, zumindest von der Bewegungskinematik. Unterschiede sind überwiegend bei den geometrischen Verhältnissen der Baugruppen zueinander zu beobachten. Und auch bei Teilsystemen der Schaltung wie Endanschläge oder Zugmittelkinematik festzustellen. Eine Gemeinsamkeit teilen alle Schaltungssysteme miteinander, der Aufnahmepunkt. Den Aufnahmepunkt, oder das Verbindungselement zum Fahrradrahmen bildet das Schaltauge. Das Schaltauge ist etwas unterhalb und hinter der Hinterradachse platziert und nimmt über eine Schraubverbindung den gesamten Schaltmechanismus auf.
Aus den bekannten Kettenschaltungssystemen ergeben sich aber konstruktionsbedingt eine Vielzahl von Nachteilen. Durch die standardisierte Aufnahme ist der Schaltmechanismus abhängig vom Übersetzungsverhältnis des Kettengetriebes immer unterhalb der Radnabe. Ferner baut der gesamte Schaltmechanismus weit nach außen, also von der Radlängsachse aus außerhalb der Kettenstrebe.
Dadurch ist ein hohes Gefährdungspotential in Bezug auf Beschädigung der Schaltung vorhanden. Durch Umfallen des gesamten Fahrzeuges auf das Schaltwerk, wie auch durch Steinschlag im Gelände können irreparable Deformationen hervorgerufen werden.
Die weit nach unten ausladende Bauform bietet auch Angriffsfläche für Äste oder anderes Gehölz bei Fahrten im Gelände.
Ein weiterer Nachteil besteht in dem relativ geringem Umschließungswinkel von 180' zwischen Antriebskette und Kettenritzel. Das führt zwei erhebliche Nachteile mit sich. Ein sagenhafter Verschleiß der Paarung Antriebskette und Hinterradritzel, da im ungünstigen Fall nur sieben Ritzelzähne bei der Kette im Eingriff sind. Daraus folgt auch die kleine zulässige Trittkraft des Fahrers beim Gangwechsel, da die Antriebskette sonst schnell zum Durchrutschen neigt.
Durch den Aufnahmepunkt bedingt sind die Schaltwerke nicht dem optimalen Kraftfluss entsprechend minimal ausgelegt um Gewichtsvorteile zu erzielen. Sondern die Schaltwerke bauen ausgehend vom Schaltauge erst nach hinten, dann nach unten und wieder nach vorne. Dadurch werden sogar neue räumliche Kraftmomente generiert. Dieser Sachverhalt führt in Verbindung mit einem konstruktiven Beschädigungsschutz zu einem hohen Baugewicht.
Ein weiterer Mangel ist die auffallende Optik der Kettenschaltungssysteme, da sie zum einen sehr auffällig am Fahrrad platziert sind und die Kette weit nach unten geführt wird.
Bei CH233715 ist ebenfalls eine Anordnung des Schaltmechanismus vor der Hinterradachse festzustellen. Aber sind mit dieser Entwicklung weder minimale Gewichtsvorabgen, wie auch gewünschter Schaltkomfort umzusetzen.
Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Vorrichtung zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses bei Kettengetrieben, wie solche insbesondere für den Anbau an Fahrräder in Frage kommen.
Dabei wird ein Verschiebungsmechanismus vorwiegend durch ein Zugmittel betätigt und lenkt die Kette seitlich ab um verschieden große Kettenräder zum Beispiel auf der Nabe des Hinterrades eines Fahrrades in Eingriff zu bringen.
Angebunden wird der gesamte Schaltmechanismus an einem Rahmenpunkt welcher in Fahrtrichtung gesehen vor der Hinterradachse platziert ist. Als rahmenseitige Aufnahme eignet sich ein Gewinde, an welches der Schaltmechanismus angeschraubt wird. Das Gewinde am Fahrradrahmen kann konstruktiv am Ausfallende, oder der Kettenstrebe direkt platziert werden.
Der Anschraubpunkt, welcher direkt oder indirekt den Abstützkopf des Schaltmechanismus mit dem Fahrradrahmen verbindet ist drehend ausgeführt. So kann die gesamte Schaltvorrichtung in einem Winkelbereich um den Anschraubpunkt rotieren.
Die Rohtierbewegung wird unterstützt von einer Torsionsfeder, welche den gesamten Schaltmechanismus in Uhrzeigersinn gegen einen verstellbaren Endanschlag drückt. Auch kann die Federspannung mittels Verstellmechanismus variiert werden.
Bei dem Abstützkopf ist die Parallelführung ebenfalls angebunden. Diese Parallelführung erfüllt die Funktion des seitlichen Verschiebens von Schwenkkopf einschließlich Schaltschwinge. Dadurch wird die Antriebskette auf die verscheindenen Ritzel des Ritzelpaketes geleitet und geführt.
Die Schwenkarme bestehen aus vier einzelnen Hebeln, welche jeweils an dem Abstützkopf und dem Schwenkkopf drehend gelagert sind. Auf einer Ebene bilden zwei der Schwenkarme ein sich verstellbares Parallelogram, welches die Kinematik der seitlichen Schaltwerksverschiebung beschreibt. Gegenüberliegend eines Führhebelparallelogramm liegt ein zweites Führparallelogramm, welches für ausreichend Steifigkeit des gesamten Schaltwerks sorge trägt.
Die Aufnahmepunkte der Schwenkarme an dem Abstützkopf erfolgen vorzugsweise in einem Winkel, welchen senkrecht auf die Mantelfläche des Ritzelpacketes ausgerichtet ist. So ist sichergestellt, dass der Schwenkkopf mit der Schaltschwinge bei allen Schaltstufen einen gleichen Abstand zu den einzelnen Ritzeln ergibt. So ist ein optimales Schaltergebnis die Folge.
Der Schwenkkopf hat zum einen die vier Schwenkarme drehend angeschlagen. Dadurch wird die Schwenkbewegung des Schwenkkopfes und der Schaltschwinge entlang des Ritzelpacketes realisiert.
An dem Schaltkopf ist ebenfalls die Schaltschwinge drehend gelagert. Die drehende Lagerung wird unterstrichen von einer Torsionsfeder, welche die Schaltschwinge im Uhrzeigersinn dreht und somit die Antriebskette spannt.
Die Schaltschwinge hat zwei kleine Ritzel, welche von der Antriebskette umschlungen werden. Mit dieser Baugruppe wird die Antriebskette geführt und die Schaltvorgänge werden damit eingeleitet. Ferner wird durch die Baugruppe die Antriebskette noch entsprechend gespannt, was durch die Torsionsfeder im Aufnahmepunkt zwischen unterer Führung und Schaltschwinge resultiert.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung zu entnehmenden Ausführungsbeispiel.
Am Ausfallende (1) ist eine Bohrung mit Gewinde vorgesehen, welche das Schaltauge (3) darstellt. Die Bohrung befindet sich in Fahrtrichtung gesehen vor der Hinterradachse.
An dem Schaltauge (3) ist der Abstützkopf (4) des Schaltmechanismus mit dem Fahrradrahmen drehend verbunden. Ferner ist eine Torsionsfeder in dem Abstützkopf (4) integriert, welche den gesamten Schaltmechanismus im Uhrzeigersinn gegen einen verstellbaren Endanschlag drückt. Als Drehpunkt der durch die Torsionsfeder vorgerufenen Schwenkbewegung des gesamten Schaltwerks ist das Zentrum des Schaltauge (3) ausgewählt. Auch kann die Federspannung mittels Verstellmechanismus variiert werden.
Bei dem Abstützkopf (4) ist die Parallelführung ebenfalls angebunden. Diese Parallelführung (4) erfüllt die Funktion des seitlichen Verschiebens von Schwenkkopf (6).
Die Schwenkarme (5) bestehen aus vier einzelnen Hebeln, welche jeweils an dem Abstützkopf (4) und dem Schwenkkopf (6) drehend gelagert sind. Zwei der Hebel können jeweils miteinander Verbunden sein, um der Konstruktion mehr Steifigkeit zu verleihen.
Die Aufnahmepunkte der Schwenkarme (5) an dem Abstützkopf erfolgen vorzugsweise in einem Winkel, welchen senkrecht auf die Mantelfläche des Ritzelpacketes ausgerichtet ist.
Der Schwenkkopf (6) hat zum einen die vier Schwenkarme (5) drehend angeschlagen.
An dem Schaltkopf (6) ist ebenfalls die Schaltschwinge (7) drehend gelagert. Die drehende Lagerung wird unterstrichen von einer Torsionsfeder, welche die Schaltschwinge (7) im Uhrzeigersinn dreht und somit die Antriebskette spannt.
Die Schaltschwinge (7) hat zwei kleine Ritzel, welche von der Antriebskette umschlungen werden.
Liste der Abbildungen:
: Frontdarstellung der Schaltung
: Seitendarstellung der Schaltung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

CH 233715 [0008]

Claims

Inhalt der Erfindung ist eine Kettenschaltungsvorrichtung insbesondere für Fahrräder welche in Fahrtrichtung gesehen vor der Hintrerradachse an den Fahrradrahmen angebunden ist.
Die Schaltvorrichtung ist gekennzeichnet durch ihre Hauptbaugruppen wie Abstützkopf (4), Schwenkarme (5), Schwenkkopf (6) und Schaltschwinge (7).
Die Schaltvorrichtung ist beim Schaltauge (3) oder in örtlicher Nähe platziert drehend gelagert. Unterstützt ist die drehende Lagerung durch eine Torsionsfeder, welche die gesamte Vorrichtung nach oben gegen einen verstellbaren Festanschlag drückt. Auch kann die Federspannung mittels Verstellmechanismus variiert werden.
Der Abstützkopf (4) welche die Schwenkarme (5) aufnimmt und das vorzüglich in einem Schwenkwinkel, welcher tendenziell senkrecht auf die Mantelfläche des Ritzelpacketes (8) abgestimmt ist.
Der Schwenkkopf (6), an welcher die Schwenkarme (5) und die Schaltschwinge (7) angebunden ist.
Die Schaltschwinge (7) in einem Punkt drehend mit dem Schwenkkopf (6) verbunden ist. Die drehende Lagerung wir unterstrichen durch eine Torsionsfeder, welche die Schaltschwinge (7) von vorne mit dem Uhrzeigersinn dreht und somit die Kette spannt. Uhrzeigersinn im Sinn der .
Die Schaltvorrichtung vorwiegend mittels Zugmittel betätigt wird, wie auch mittels elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Informations- und Kraftübertragung.
Die Anbindung des Schaltvorrichtung am Rahmen des Fahrrades erfolgt, genauer an dem Ausfallende (1) oder dem verbindenden Rahmenrohr, auch Kettenstrebe genannt.
An der Schaltvorrichtung sind verstellbare Festanschläge vorgesehen, welche den Schaltweg der Kettenschwinge begerenzen. Einzustellen sind durch die Anschläge die Ausrichtung der Kettenschwinge zu dem kleinsten und größten Ritzel des Ritzelpaketes (8).