DE2153407A1 - Kettenradgangwechselgetriebe - Google Patents

Description

MILTON MORSE

Kettenradgangwechselgetriebe

Die Erfindung bezieht bich auf ein Kettenradgangwechselgetriebe, insbesondere für Fahrräder, und im einzelnen auf eine verbesserte, vereinfachte Anordnung einer Sprungkettenverschiebungseinrichtung und der zugehörigen Antriebskettenräder. Auf eine US-Anmeldung, Serial Number 851 812 vom 21. August 1969 wird hingewiesen.

Seit der Erfindung des sogenannten Sicherheitsfahrrades, bei welchem die Kraft auf das .rückwärtige Rad über eine Kurbel mit auf einem Pedal befestigten Kettenrad unterhalb des Fahrers

auf ein angetriebenes Kettenrad auf dem rückwärtigen Rad ι

übertragen wird, sind zahlreiche Versuche unternommen worden, eine bequeme Kraftübe rs etzung zu schaffen, damit der Fahrer beträchtliche Steigungen bewältigen kann, ohne absteigen zu müssen. Die einfachste Einrichtung dieser Art besteht in einem Planetengetriebe innerhalb der rückwärtigen Nabe, wobei die einzelnen Zahnräder selektiv durch Steuerung des Fahrers

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verriegelt werden können. Hierdurch wird ein Schaltbereich von ungefähr 1, 7 : 1 der niedrigsten zur höchsten Übersetzung erreicht. Eine ausgeklügeltere Einrichtung besteht in der 5-Gang-Nabe, bei welcher Kettenräder mit unterschiedlicher Anzahl der Zähne auf einer Seite der Nabe angeordnet sind und eine Einrichtung zur Verschiebung der Kette von einem Kettenrad zum anderen unter dem Einfluß eines Gangwechselmechanismus vorgesehen ist. Eine solche Einrichtung bietet einen Gangwechselbereich von ungefähr 2, 7 : 1. Eine weitere Verbesserung besteht darin, daß zwei coaxial angeordnete Antriebsräder am Pedal vorgesehen werden, und daß eine getrennte Kettensprung-Verschiebungseinrichtung hierfür vorgesehen ist, so daß sich in Verbindung mit der 5-Kettenrad-Nabe eine Gesamtanzahl von 10 Gängen ergibt. Hierbei reicht der Bereich der überstrichenen Umsetzungsverhältnisse von ungefähr 3, 2 : 1. Es können auch 3 Kettenräder am Pedal vorgesehen werden, wobei der Gangwechselbereich weiter verbessert wird, jedoch auf Kosten einer Bedienungserschwerung, die normalerweise die Fähigkeiten der meisten Fahrer übersteigt.

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Der ideale Gangwechselbereich liegt jedoch nicht in der Größenordnung von 3:1, sondern eher bei 5:1. Ein solcher Bereich erlaubt Umherfahren auf ebenem Gelände mit hoher Geschwindigkeit bei relativ geringer Anstrengung, während außerdem das Übersetzungsverhältnis zur Bewältigung größerer Steigungen angepaßt werden kann. Eine große Anzahl von einzelnen Gängen, welche durch Getriebe mit 10 oder 15 Gängen geboten werden, sind an sich nicht so sehr gefragt, als Erleichterungen beim Gangwechsel zur Auffindung der nützlichen Übersetzung. Normalerweise wird ein Gangwechsel dann gewünscht, wenn die Kraft ungefähr 1 1/2 mal so groß wird, wie sie zur Aufrechterhaltung einer konstanten Anzahl von Pedalumdrehungen pro Minute erforderlich ist. Da die meisten Fahrräder mit 10 und 15 Gängen mehrere Stufen zwischen

diesem Verhältnis aufweisen, ist es oft erforderlich, die Kette "

um mehr als ein Kettenrad zu verschieben, bevor das gewünschte Verhältnis erreicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kettenradgangwechselgetriebe gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 so

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auszubilden, daß die Notwendigkeit der Einstellung einer zu hohen oder zu niedrigen Übersetzungszahl beim Wechseln der Kettenräder vollständig vermieden wird, wobei der Gangwechsel mittels einer Indexsteuereinrichtung durchgeführt werden soll, ähnlich wie dies bei der Steuerung von Planetenrad-artigen Gangwechselgetrieben der Fall ist.

Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der in den Ansprüchen angegebenen Merkmale gelöst.

Mit der Erfindung wird eine verbesserte Gangwechseleinrichtung geschaffen, bei welcher ein Gangwechselbereich von ungefähr 5 : 1 erreicht wird, wobei nur 5 Kettenräder in der angetriebenen, rückwärtigen Radnabe vorgesehen sind, und wobei die Notwendigkeit der Verschiebung von Kettenrad zu Kettenrad am Pedal vollständig vermeiden wird.

Durch die Erfindung wird ferner ein verbesserter Kettensprungmechanismus geschaffen, welcher die Kette von einem zum anderen Kettenrad hebt, wobei Leerlaufkettenräder so ausgebildet

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und angeordnet sind, daß die Kette kontinuierlich direkt von demgleichen zu denagewünschten Kettenrad gefördert wird, und nicht nur hierauf bloß geführt wird. Hierbei wird die Möglichkeit des Kettenschlupfes während der Verschiebung im wesentlichen vermieden, und es wird eine Verschiebung unter beträchtlicher Last ermöglicht.

Bei bekannten Steuereinrichtungen sind normalerweise zwei Lagen für jeden ausgewählten Gang vorgesehen, nämlich eine Umschaltlage und eine Ruhelage, wobei die Umschaltlage eine Lage jenseits der Ruhelage ist. Bei dem Gangwechselgetriebe gemäß Erfindung dagegen ist es nicht notwendig, die Steuereinrichtung zunächst über die Lage hinaus zu bewegen, welche dem ausgewählten Gang entspricht, und dann mit der

Durchführung des Gangwechsels wieder zu dieser Ruhelage zurückzukommen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im nachfolgenden Ausführungsbeispiel, anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen werden die gleichen oder ähnliche Bezugszeichen

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für einander entsprechende Teile benutzt. Im folgenden wird eine Kurbeschreibung geliefert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung und zeigt den Zug der antreibenden Kette auf dem kleinsten von 5 angetriebenen Kettenrädern auf der rückwärtigen Radnabe. Es wird darauf hingewiesen, daß, wenn die Kette von dem Führungs kettenrad 19 auf das kleinste Kettenrad 11 überfeht, der Teilungskreis des Führungskettenrades 19 tangential zum nächstgrößeren Kettenrad 12 ist.

Fig. 2 stellt eine ähnliche schematische Darstellung dar und zeigt den Zug der Kette auf dem zweiten Kettenrad. Auch hier wird darauf hingewiesen, daß« ■ wenn die Kette von dem Führungskettenrad auf das Kettenrad 12 übergeht, der Teilungsdurchmesser des Führungs kettenrades 12 tangential zum nächstgrößeren Kettenrad 13 ist.

Fig. 3 zeigt eine ähnliche schematische Darstellung, wobei der Zug der Kette auf das vierte, nächstgrößere Kettenrad

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14 stattfindet. Es sei bemerkt, daß, wenn die Kette von dem Führungskettenrad 19 auf das Kettenrad 14 übergeht, der Teilungskreis des Führungekettenrades 14 tangential zum Teilungskreis des größten Kettenrades 15 ist.

Fig. 4 ist eine ähnliche schematische Darstellung des Kettenzuges auf dem 5. oder größten Kettenrad.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung. Die Fig. 1 und 5 stehen in folgender Beziehung zueinanderί In Fig. 1 würde die Antriebskette zwischen Führungskettenrad 19 und kleinstes Kettenrad 11 schlaff werden. Infolge der Wirkung von Drehzapfen jedoch hat sich der Schwenkpunkt 21 aus der strichpunktiert-gezeigten Lage zum Punkt 22 bewegt Dies hat die Wirkung der Längung der Kette, und deshalb verschiebt sich der Käfig 17A im Uhrzeigersinn zur Lage 17B und das Führungskettenrad 19A hat sich dadurch in die Lage 19B verschoben, wie durch die vollen Linien in Fig. 5 angedeutet.

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Fig. 6 ist eine schematische Darstellung, Die Fig. 4 und 6
stehen in folgender Beziehung zueinander:

In Fig. 4 würde die Antriebskette zwischen dem Führungskettenrad 19A und dem größten Kettenrad 19 schlaff werden. Infolge der Wirkung der Drehzapfen jedoch hat sich der Drehpunkt 21 aus der strichpunktiert gezeichneten Lage zum Punkt 22 bewegt. Infolgedessen verschiebt sich der Führungskäfig 17A
im Uhrzeigersinn in die Lage 17B, und das Führungs kettenrad 19A bewegt sich in die mit vollen Linien gezeichnete Lage bei 19B.

Fig, 7 stellt eine Seitenansicht des Gangwechslers gemäß
Erfindung dar.

Fig. 8 ist eine Ansicht von links der Vorrichtung nach Fig. 7.

Fig, 9 ist ein Ausschnitt eines Fahrrades und zeigt, wie die , Einrichtungen nach den Fig. 7 und 8 auf dem Fahrradrahmen montiert sind.

Fig. 10 ist eine schematische Seitenansicht einer alternativen

Ausführungsform des Gangwechslers.

Es folgt nun eine kurze Beschreibung der offenbarten Ausführungsbeispiele. Kurz gesagt, bei der Erfindung werden 5 angetriebene Kettenräder auf der rückwärtigen Radnabe

des Fahrrades vorgesehen, um ein Gesamtdrehmoment- j

Übersetzungsverhältnis von 5 : 1 mit im wesentlichen gleichen Schritten von ungefähr 1, 5 : 1 bei jeder Verschiebung auf einen höheren Gang zu schaffen. Dadurch, daß eine verbesserte Verschiebung erzielt wird, kann das kleinste Kettenzahnrad bei dem höchsten numerischen Verhältnis sogar nur 9 Zähne enthalten, so daß die übrigen Kettenräder 14, 20, 30 oder 45 Zähne aufweisen. Der Schwenkpunkt des Umwechslerkäfigs wird so bestimmt, daß der Teilungskreis des Führungskettenrades immer tangential zum Teilungskreis des nächstgrößeren Kettenrades ist, auf welche die Antriebskette nächstfolgend geleitet wird, wie in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele werden nunmehr im einzelnen besprochen, und es wird zunächst auf Fig. 9

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Bezug genommen. Die Umwechslereinrichtung, mit dem allgemeinen Bezugszeichen 30 versehen, ist in der eingebauten Lage in einem gewöhnlichen Fahrradrahmen 31 dargestellt. Der Fahrradrahmen 31 besitzt eine rückwärtige Gabel 32, die durch die Verbindung von horizontalen Rahmengliedern 33 und geneigten Gliedern 34 gebildet wird, welche an der Stelle 3 5 miteinander verbunden sind und eine Nut 36 zum Eingriff der Radnabenachse bilden. Ein sich nach unten erstreckendes Glied 37 trägt den Gangwechselmechanismus 30, welcher nachstehend im einzelnen erläutert wird. Der Gangwechselmechanismus wird über ein Kabel 39 gesteuert, welches über eine Rolle 40 zu einer Längeneinstelleinrichtung 41 und einen nicht dargestellten Wählquadranten bekannter Art führt. Auf dem horizontalen Rahmenglied 33 ist eine längliche Hebevorrichtung 43 schwenkbar gelagert, welche ein erstes, in einem Drehzapfen 45 gelagertes Ende 44 und ein zweites gekrümmtes Ende 46 aufweist, und zur selektiven Zusammen» arbeit mit einem Teil der Kette 47 dient, wenn diese die in Fig. 9 gezeigte Lage einnimmt.

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In Fig. 9 wird die Kette durch den Gangwechselmechanismus verschoben, welcher ein erstes feststehendes Bauteil 49 aufweist, welche durch erste und zweite Drehzapfenglieder 50 bzw. 51 (Fig. 7 und 8) miteinander verbunden werden. Von den Drehzapfengliedern 50, 51 hängt ein Schwenkblock 52 ab.

In Fig. 7 ist das obere Teilstück des Bauteils 49 mit einer Bohrung 53 versehen, welche eine Befestigungsschraube 54 aufnimmt, wobei eine beschränkte Schwenkeinstellung möglich ist. Eine zweite Bohrung 55 des Bauteils 49 besitzt eine Schwenkschraube 56, dessen nicht-kreisförmiges Ende 57 (Fig. 8) mit einer Kante 58 (Fig. 9) des Fahrradrahmens zusammenarbeitet, um eine kritische Einstellung zu bewirken. Gabelenden 59 und 60 tragen einen Federbolzen 61, welcher mit dem oberen Ende 62 einer Spannungsfeder 63 zusammenarbeitet. Die Gabelglieder 59 und 60 endigen jeweils in erste und zweite untere Enden 64 bzw. 65 und besitzen zueinander fluchtende Bohrungen 66 und 67, die zur Aufnahme der Befestigungsachsen der Schwenkglieder 50 und 51 dienen.

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Der Schwenkblock 52 umfaßt ein im allgemeinen zylindrisch ausgebildetes Gehäuse 68 mit einer ersten Endoberfläche 64 und umschließt eine axial ausgerichtete Bohrung 70. Die obere Oberfläche 71 des Schwenkblockes 52 ist mit Befestigungslappen versehen, in welche Stifte 72 und 87 eingreifen. Eine Einstell-

^ schraube 75 dringt in eine Bohrung 76 ein, die von der Ober

fläche 77 ausgeht,und arbeitet mit einem Schwenklager 78 zusammen, um die relative Links-Rechts-Lage des Lagers in Beziehung auf den Schwenkblock 52 zu verschieben. Eine Schraubenfeder 78 verbindet den Schwenkblock mit dem Lager 78 und drängt den Käfig 80 in bekannter Weise im Uhrzeigersinn, gesehen in Richtung der Fig. 7. Das untere Ende 81 der Feder 63 greift in ein Auge 82 in einer Bremse 83 auf dem Schwenkglied 50 ein. Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß die Feder 63 so angeordnet ist, daß die Bewegung des Schwenkblockes 52 auf einem rechts oben gerichteten, gebogenen Weg die Feder nietrr merklich über das dargestellte Ausmaß entspannen läßt, so daß die auf den Schwenkblock aufrechterhaltene Spannung und daher die auf das Steuerkabel einwirkende Spannung im großen und ganzen auf dem gesamten Bewegungsweg konstant ist.

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X ά

Diese Wirkung erlaub eine genauere Positionierung des Schwenkblockes. Die entlang des Kabels 39 ausgeübte Bewegung wird vom Fahrer über einen Winkelhebel 84 ausgeübt, welcher an einer Achse 85 sitzt. Der untere Arm 86 des Winkelhebels ist mit einem Stift 87 verbunden, während der

obere Arm 88 am freien Ende des Winkelhebels mit einem ä

Schlitz 89 versehen ist, welcher das schleifenförmige Ende 90 eines Kabelendgliedes 91 aufnimmt. Das obere Ende 92 des Kabelendgliedes arbeitet mit dem untersten Ende des Kabels 39 zusammen.

Der Käfig 80 gleich im großen und ganzen dem in der eingangs genannten US-Patentanmeldung und weist ein inneres Rahmenglied 93 auf. Das innere Rahmenglied 93 umfaßt erste, zweite und dritte längliche Glieder 94, 95 bzw. 96, deren Ausdehnungen empirisch bestimmt werden, wie später erläutert werden wird. Die Glieder sind an einem ersten Punkt 97 miteinander verbunden, an welcher Stelle eine Achse 98 als Drehachse für den Käfig angebracht ist. An den anderen Verbindungsstellen sind erste und zweite parallele Achsen 99 und 100 angebracht.

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Auf der Achse 99 und 100 sind ein Führungskettenrad 101 und ein ebenfalls lose umlaufendes Aufnahmerad 102 vorgesehen. Das Führungskettenrad 101 ist mit verkürzten Zähnen 103 versehen, die sich nur bis zum Teilungskreis erstrecken.

Im folgenden wird die Theorie der Wirkungsweise erläutert. Wie bereits erwähnt, wird der Gangwechsel in zwangsweiser, indexierter Art durchgeführt, wobei eine das Indexmaß übersteigende "überschießende" Einstellung nicht notwendig ist, die gewöhnlich bei Gangwechselmechanismen der eingangs angegebenen Art anzutreffen sind. Ein derartiger positiv indexierter Gangwechsel war bisher nur mit der Planetennabe möglich. Wie bei allen Gangwechselmechanismen mit Überwechseln der Kette, muß der Gang bzw. die Verschiebung progressiv sein, einschließlich einer Verschiebung zu jedem Zwischenkettenrad, und das Führungs kettenrad muß sich nicht nur seitlich verschieben, sondern muß auch solche Lage einnehmen können, in welcher eine Einklemmwirkung durchgeführt wird, wie dies in der eingangs erwähnten Anmeldung beschrieben ist. D< r Käfig nimmt nicht nur den Durchhang in der Kette auf, wenn der

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Gangwechsel stattfindet, sondern bringt auch den Teilungskreis des Führungskettenrades in eine tangentiale Lage relativ zum nächstgrößeren Kettenrad, wie in den Fig. 1-3 illustriert» Während eine vertikale Einstellung aus der Drehung des Führungskettenrades um die Achse des Käfigs ermöglicht wird, kann eine zusätzliche vertikale Einstellung durch vertikale Verschiebung g

der Schwenkachse des Käfigs selbst vorgesehen werden. Dies kann durch die relative Länge der Drehzapfenarme durchgeführt werden. Der normale Abstand benachbarter Kettenräder in bekannten Gangwechselnaben ist, von Mittelpunkt zu Mittelpunkt gemessen, 0, 225 Zoll oder 5, 715 mm, und eine derartige seitliche Verschiebung wird gewöhnlich in derartigen Mechanismen durch die Verwendung von relativ langen Drehzapfenarmen durchgeführt, welche die gesamte seitliche Verschiebung ausführen, während sie sich um weniger als 30 winkelmäßig bewegen. Bei der vorliegenden Vorrichtung dagegen sind die Drehzapfenarme vorzugsweise in der Größenordnung von weniger als 1 Zoll oder 25, 4 mm lang und bei der Verschiebung von der ersten zur fünften Lage wird eine WinkelverSchiebung von ungefähr 60 erhalten. Dies führt zu einer vertikalen Abweichung

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der Schwenkachse des Käfigs von ungefähr 0, 15 Zoll oder 3,81 mm. Diese vertikale Verschiebung kommt zur vertikalen Verschiebung des Führungskettenrades hinzu, welche durch die Drehung des Käfigs erhalten wird, wie in Verbindung mit Fig. 5 und 6 erläutert.

Die Summe der Anzahl der Zähne auf dem Führungskettenrad und der äquivalenten Anzahl von Zähnen auf dem Aufnahme rad ist nicht willkürlich, und die Formel zur Bestimmung der richtigen Anzahl kann aufgrund der Funktion des Käfigs abgeleitet werden. Die Lage, in welcher das kleinste angetriebene Kettenrad beaufschlagt wird, macht die größte Keitenkürzung erforderlich. Hierbei wird der Käfig im Uhrzeigersinn bis zu einem Punkt gedreht, wobei die Führungskettenräder übereinander angeordnet sind. In dieser in Fig. 1 dargestellten Lage umgreift die Kette ungefähr 180 auf jedem frei drehbaren Führungskettenrad. Wenn dagegen der Eingriff mit dem größten Kettenrad stattfindet, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, ist der Kontakt der Kette mit den freilaufenden Führungskettenrädern im wesentlichen tangential. Daher ist die Summe der Anzahl der Zähne des Führungskettenrades und des Aufnahmekettenrades

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gleich der unterschiedlichen Anzahl der Zähne zwischen dem größten Kettenrad und dem kleinsten Kettenrad. · In der bevorzugten Ausführungsform hat das kleinste Kettenrad 9 Zähne und das größte 45 Zähne. Die Differenz ist 36 Zähne, was der Anzahl der Zähne auf den freilaufenden Kettenzahnrädern entspricht.

Im Falle des freilaufenden Aufnahmekettenrades erstrecken sich |

die Zähne nur bis zum Basiskreis, welcher das Äquivalent der gesamten Zähne darstellt. Indem die Abstände zwischen den Achsen der leer laufenden Kettenräder so gewählt wird, daß die Teilungskreise praktisch tangential zueinander sind, wird der kleinste Zwischenraum für die dazwischenliegende Kette ermöglicht. Diese Einrichtung hat den zusätzlichen Vorteil, daß eine vollständige Führung der Kette jederzeit und ohne Rücksicht auf die Winkellage des Käfigs geschaffen wird. Diese Wirkung g

wird in den Fig. 1-4 dargestellt.

Wie erwartet werden kann, muß die Kettenlänge genau bestimmt werden, um richtiges Arbeiten zu garantieren. Da die meisten Gliederketten aus ersten und zweiten, zueinander komplimentären Gliedern bestehen, ist es gewöhnlich nicht möglich, einzelne

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Glieder aus der Kette fortzulassen; die Kettenglieder werden demnach in Paaren zugesetzt oder fortgelassen, so daß Detailstücke zur Bildung einer kontinuierlichen Strecke miteinander verbunden werden. Einstellungen von weniger als der effektiven Länge eines einzelnen Paares von Gliedern werden dadurch durchgeführt, daß der Gangwechselmechanismus um eine Achse parallel zur Achse der angetriebenen Nabe gedreht wird, und zwar mittels der Verschwenkschraube 56 (Fig. 9).

Es wird nunmehr auf Fig. 10 Bezug genommen, in welcher eine abgeänderte Ausführungsform des Gangwechslers dargestellt ist. Diese Ausführungsform ist insbesondere dort vorteilhaft, wo ein Fortschreiten von 13 zu 24 Zähnen bei Verwendung von 5 Kettenzahnrädern betrachtet wird. Der Verschwenkungspunkt des Käfigs bewegt sich vertikal, während der Käfig selbst quer bewegt wird, um die gewünschte Verschiebung durchzuführen. Der Wechsleraufbau, mit dem allgemeinen Bezugszeichen 140 versehen, umschließt einen Hauptkörper 141, dessen oberes Ende 142 auf dem Rahmen des Fahrrades in normaler Weise befestigt ist. Ein horizontaler Fortsatz 143 trägt ein vertikales Glied 144, welches wiederum

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auch horizontale Schwenkglieder 145 und 146 trägt, auf welchen Drehzapfenarme 147 und 148 montiert sind. Wie aus den strichpunktierten Linien in Fig. 10 hervorgeht, können die Drehzapfenarme eine Schwenkbewegung von vollen 90 ausführen. Der Schwenkblock 149 besitzt einen Schwenkpunkt 150 direkt

auf dem Gehäuse und ein vertikaler Fortsatz 151 schafft einen g

oberen Schwenkpunkt« Da die Drehzapfen ungefähr 0, 9 Zoll oder 22,86 mm effektive Länge aufweisen, kann die Gesamtlänge der Drehzapfen für vertikale und seitliche Verschiebung der Schwenkpunkte des Käfigs benutzt werden.

Es wird nunmehr Bezug auf die Fig. 1-6 einschließlich genommen. Hierbei ist der Abschnitt des Gangwechslermechanismus zur Verschiebung der Kette schematisch dargestellt. Der Stapel an Kettenrädern, welcher durch das allgemeine Bezugszeichen 10 angedeutet ist, umfaßt ein erstes Kettenrad 11 aus 9 Zähnen, ein zweites Kettenrad 12 aus 14 Zähnen, ein drittes Kettenrad 13 aus 20 Zähnen, ein viertes Kettenrad 14 aus 30 Zähnen und ein fünftes Kettenrad 15 aus 45 Zähnen. Die Kette 1 6 geht durch den Gangwechslermechanismus hindurch.

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Das leer durchlaufende Führungskettenrad 19 und die ebenfalls leer durchlaufende Aufnahmerolle 20 sind in Übereinstimmung mit der bereits beschriebenen Berechnungsmethode ausgelegt, welche durch die folgende, allgemeine Formel wiedergegeben werden kann: TL - TS = IT + IG, wobei TL die Anzahl der Zähne des größten Kettenrades, TS die Anzahl der Zähne des kleinsten Kettenrades, IT die Anzahl der Zähne auf der Aufnahmerolle und IG die Anzahl der Zähne des Führungskettenrades sind« Wie bereits erwähnt, sind die Zähne des Führungskettenrades vorzugsweise verkürzt und erstrecken sich nur bis zum Teilungskreis, und im Falle der leer durchlaufenden Aufnahmerolle brauchen sich die Zähne nur bis zum Basiskreis zu erstrecken, da sie nicht eigentlich einer Führungsfunktion dienen und daher keine direkte Rolle bei dem Einschnürungseffekt spielen.

Es wird Bezug auf Fig. 1 genommen. Der Käfig nimmt die Lage zur Verschiebung der Kette von dem kleinsten Kettenrad zum nächstgrößeren Kettenrad ein. In dieser (vorbereitenden) Lage ist das Führungskettenrad so angeordnet, daß sein

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Teilungskreis tangential zum Teilungskreis des nächstgrößeren Kettenrades angeordnet ist, und die Kette ist dazwischen eingespannt. Dieser Einspann- oder Einklemmungseffekt bringt ein Segment der Kette dazu, auf dem Teilungskreis des nächstgrößeren Kettenrades zu verbleiben, so daß

ein relativ leichter Druck die Kette dazu bringt, auf dieses i

nächstgrößere Kettenrad zu klettern. Die Fig. 3 stellt eine ähnliche Verschiebung dar, und zwar zwischen dem Kettenrad 14 und dem Kettenrad 15, und in ähnlicher Weise ist das Führungskettenrad so angeordnet, daß sein Teilungsdurchmesser tangential zum Teilungsdurchmesser des Kettenrades 15 ist, wobei wiederum Gebrauch von dem Einklemmeffekt gemacht wird, um die Verschiebung der Kette auf das Kettenrad 15 (s. Fig. 4) zu erleichtern.

Aus Fig. 1-4 ist ersichtlich, daß, obwohl die seitliche Bewegung des Käfigs bei jeder Verschiebung um im großen und ganzen gleiche Beträge von ungefähr 0, 225 Zoll oder 5, 715 mm stattfindet, die radiale Bewegung des Führungskettenrades bei der Bewegung von dem kleinsten angetriebenen Kettenrad

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zum. größten in der Art expotentiell ist und eine Funktion der Kettenverkürzungswirkung bei der Drehung des Käfigs ist.

Im folgenden wird die Einstellung des Gangwechselmechanismus erläutert.

1. Der Gangwechselmechanismus wird - wie in Fig. 9 gezeigt am Fahrrad befestigt.

2. Die Kettenlänge wird abgeschätzt und bei entferntem rückwärtigem Rad installiert.

3. Der Kettenspanner wird angehoben.

4. Der Gangwechsler wird verschwenkt, um den Käfig in seine richtige Lage zu versetzen.

a. Nötigenfalls werden Kettenglieder zugefügt oder weggenommen.

b. Der Gangwechsler wird nach Erfordernis nachgestellt (verdreht).

5. Der Steuerhebel wird in Position 3 verstellt.

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6. Die Kabellänge wird so eingestellt, daß die Drehzapfen ihre vertikale Lage einnehmen.

7. Der Steuerhebel wird in Position- 5 verstellt.

8. Das rückwärtige Rad wird anmontiert und der Kettenspanner heruntergelassen.

9. Die Kette sollte gerade auf das kleinste Kettenrad 11 herunterfallen.

10. (Bezugnahme auf Fig. 8) Die Schraube 75 wird so eingestellt, daß das Leerlaufkettenrad mit dem Kettenrad 13 fluchtet.

11. Wenn die Kette nicht frei auf das Kettenrad 11 fällt, dann wird die Zeitliche Einstellschraube 75 (Fig. 8) so lange gedreht, bis das Leerlaufführungskettenrad 101 zum Kettenrad 11 genau ausgerichtet ist.

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Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE

1. ^ Kettenradgangwechselgetriebe mit folgenden Merlanalen: Eine Radnabe weist mehrere coaxial angeordnete Kettenräder von vorbestimmtem Drehmomentverhältnis auf; die Kettenräder sind im wesentlichen gleichförmig seitlich entlang der Achse der Nabe angeordnet; ihre Radien wachsen mit einer vorbestimmten Expotentialfunktion; ein Gangwechselmechanismus dient zum "Verschieben der Antriebskette auf ein ausgewähltes Kettenrad; gekennzeichnet durch folgende Mermale: Der Gangwechselmechanismus weist einen schwenkbar gelagerten Käfig /80), ein leerlaufendes Führungskettenrad (19, 101), welches von dem Käfig (80) sowie von einer sich seitlich erstreckenden Drehachse (99) getragen wird, sowie eine Steuereinrichtung auf, die zur gleichzeitigen Verschiebung des Käfigs (80) in zwei Richtungen dient, nämlich eine seitliche Verschiebung um bestimmte Beträge entsprechend dem .Abstand der Kettenräder (11-15) auf der Nabe, und eine Radialverschiebung, die einer der vorgegebenen

Expotentialfunktion entsprechenden Expotentialfunktion folgt.

2. Kettenradgangwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Käfig (80) getragene Leerlaufführungskettenrad (101) eine Drehachse * (99) besitzt, die parallel zur Schwenkachse (97) des Käfigs

(80) liegt, und daß eine expotentielle Verschiebung des Führungskettenrades mindestens teilweise durch Verschwenkung des Käfigs um seine Schwenkachse bewirkt wird.

3. Kettenradgangwechselgetriebe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen ä

Drehzapfenmechanismus umfaßt.

4. Kettenradgangwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 5 Kettenräder (11 - 15) vorgesehen sind, und daß das Verhältnis der Zähne pro Kettenrad zwischen dem größten und kleinsten Kettenrad 5 : 1 beträgt.

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5. Kettenradgangwechselgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Zähne jedes nächstgrößeren Kettenrades ein Vielfaches von 1, 5 des nächstkleineren Kettenrades ist.

6. Kettenradgangwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtzahl der Zähne des Führungskettenrades (101) und einer Aufnahme rolle (102) auf dem Käfig (80) äquivalent der Hälfte der Differenz zwischen der Anzahl der Zähne des größten Kettenrades (15) und des kleinsten Kettenrades (11) der angetriebenen Kettenräder ist.

7. Kettenradgangwechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eins der angetriebenen Kettenräder (11 - 15) weniger als 13 Zähne aufweist, daß der Käfig (80) ein leerlaufendes Führungskettenrad (101) aufweist, welches in konstantem Eingriff mit der Antriebskette (47) steht, und in seiner Lage zur Kupplung der Kette mit dem letztgenannten Kettenrad dazu

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dient, die Kette daran zu hindern, über die Zähne des angeführten Kettenrades zu springen, wenn Kraft über die Kette übertragen wird.

8. Kettenradgangwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch ^s gekennzeichnet, daß die Gangwechslereinrichtung Dreh- λ zapfen von O, 9 Zoll oder 22, 86 mm Länge umfaßt, und daß die Kettenräder zwischen 13 und 23 Zähne aufweisen.

9. Kettenradgangwechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1-8, welches in einem Rad mit entfernbarer rückwärtiger Radnabe eingebaut wird, wobei die Radnabe eine Mehrzahl von Kettenrädern aufweist und in lösbarer Weise am Fahr-

radrahmen befestigt ist, wobei ferner eine Antriebs ketteneinrichtung wahlweise mit einer der Kettenräder in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, daß am Rahmen eine Einrichtung (43) zum Entspannen der Kette schwenkbar gelagert ist und wahlweise mit einem Segment der Kette

zusammenarbeitet, um die Kette außer Berührung mit den Kettenrädern (11 - 15) zu halten.

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