DE2314554C2 - Kettenschaltung mit Änderung des Anstellwinkels des Leitrades - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kettenschaltung entsprechend dem Gattungsbegriff des Palentanspruchs.

Eine solche Kettenschaltung ist beispielsweise aus der E)E-AS 1122 854 bekannt Bei dieser bekannten Kettenschaltung ist die Verschiebeebene des Parallelogrammes so angeordnet, daß sie durch die Achse des getriebenen Rades verläuft und das Kettenleitrad eine gekrümmte Bahn beschreibt, deren Drehmittelpunkt vom Satz Kettenräder weggerichtet ist, so daß sich in den extremen Gängen ein deutlich größerer Abstand zwischen Leitrad und Kettenrad bildet als in den mittleren Gängen. Die somit entstehende ungleiche freie Kettenlänge zwischen dem Leitrad und dem jeweiligen Kettenrad ergibt Schaltschwierigkeiten, da sich die Schaltwege beim Einleiten der einzelnen Schaltvorgänge voneinander unterscheiden. Zudem bewegt sich das Leitrad immer in der Ebene der einzelnen Kettenräder und die von vorne einlaufende Kette weist in jedem Gang einen anderen Einlaufwinkel auf.

Weiterhin ist aus der FR-PS 8 30 162 eine parallelogrammartige Kettenschaltung bekannt, bei welcher die Verschiebeebene des Parallelogrammes parallel zur Achse des getriebenen Rades und unterhalb dieser verläuft, gleichzeitig auch parallel zur Horizontalen, und wobei die Drehachsen der Lenker ungleiche Abstände voneinander aufweisen. Das exzentrisch aufgehängte Leitrad kann damit auf den unterschiedlichen Einlaufwinkel der Kette eingestellt werden. Die freie ICettenlänge zwischen dem Leitrad und den einzelnen Kettenrädern ist bei dieser Anordnung extrem unterschiedlich, so daß die Schaltbarkeit einer solchen Kettenschaltung sehr zu wünschen übrig läßt.

Weiterhin ist aus der US-PS 33 64 762 eine Parallelogramm-Kettenschaltung bekannt, bei der die Verschiebeebene horizontal etwa entsprechend der Hüllkurve des Kettenradsatzes verläuft, zur Achse des getriebenen Rades, aber geneigt ist. Zugleich ist das Leitrad exzentrisch schwenkbar aufgehängt. Durch die Neigung der Verschiebeebene wird zwar in der Längsprojektion eine starke Annäherung an die Hüllkurve des Ketten-

radsatzes erreicht, jedoch ist die Bewegung des Leitrades nach wie vor infolge des Parallelogrammes kurvenförmig, wobei dieser Effekt der Kurvenform durch die exzentrische Lagerung noch verstärkt wird. Die freie Kettenlänge ist auch hier einer starken Schwankung unterworfen und die exzentrische Anordnung des Leitrades bringt noch eine weitere Abhängigkeit von der gewählten Kettenlänge mit sich. Damit ist eine solche Kettenschaltung nur bedingt für den nachträglichen Einbau geeignet

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Kettenschaltung zu erstellen, welche sich insbesondere durch leichte Schaltbarkeit auszeichnet und die für die Kette besonders günstige Betriebsverhältnisse aufweist

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das Kennzeichen des Anspruches gelöst Die leichte Schaitbarkeit ergibt sich aus der Anordnung der Verschiebeebene des Viergelenkgetriebes, die parallel und unterhalb der Achse des getriebenen Rades verläuft sowie um ca. 45° gegenüber der Vertikalen geneigt ist und die Horizontale durch die Achse, in Fahrtrichtung gesehen, vor dieser schneidet. Damit ist in Verbindung mit der Anordnung des Leitrades, das sich gegenüber der Koppel nicht verschwenken kann, sichergestellt, daß die freie Kettenlänge zwischen dem Leitrad und dem jeweiligen Kettenrad des Kettenrädersatzes in den einzelnen Gängen nur geringfügig differiert. Damit wird eine große Schaltexaktheit erreicht, da bei jedem Gangwechsel die gleichen Verhältnisse vorliegen. Weiterhin wird durch die Abweichung beim Viergelenkgetriebe vom Parallelogramm entweder durch ungleich lange Lenker oder durch ungleichen Achsabstand der Einlauf der Kette in das Leit- bzw. Spannrad dadurch erleichtert, daß sich beide Räder in ihrer Richtung auf die einlaufende Kette einstellen können. Dies bedeutet eine Geräusch- und Verschleißreduzierung.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in den Zeichnungen beispielsweise dargestellen Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt im einzelnen

F i g. 1 die Ansicht der Kettenleit- und -spanneinrichtung mit dem Kettenrädersatz vom treibenden Zahnrad aus gesehen;
F i g. 2 die Seitenansicht der Kettenleit- und -spanneinrichtung gemäß F i g. 1;

Fig.3 die Ansicht X auf die Kettenleit- und -spanneinrichtung gemäß F i g. 2 (senkrecht auf die Verschiebeebene);

F i g. 4 die schematische Darstellung der Kettenleit- und -spanneinrichtung als Viergelenkgetriebe.

In F i g. 1 ist die Ansicht der Kettenleit- und -spannvorrichtung vom treibenden Zahnrad aus gezeigt, d. h. also, vom Zahnrad auf der Tretachse. Schematisch vereinfacht ist der Kettenrädersatz 14 mit seinen verschieden großen Kettenrädern dargestellt. Die Befestigungslasche 1 ist am Rahmen des Fahrrades befestigt und umgreift in einer entsprechenden Öffnung die Achse, auf welcher das getriebene Rad mit dem Kettenrädersatz 14 läuft Mit der Befestigungslasche 1 ist durch eine Schraube 15 das Gestell 2 verstellbar verbunden, wobei dieses Gestell 2 die beiden Lenker 4 und 5 des Viergelenkgetriebes umfaßt und die Achsen für diese beiden Lenker aufnimmt. Die diesen beiden Achsen entgegengesetzten Enden der beiden Lenker 4 und 5 sind in der Koppel 3 gelagert. Die Koppel 3 weist zwei Laschen 16 auf, in welchen die Leitradachse 13 befestigt ist. Auf der Leitradachse 13 sind innen, d. h., auf den Kettenrädersatz 14 zu, sowohl das Leitrad 6 als

auch die Schwenkarme 8 für das Spannrad 7 drehbar gelagert. Eine Spannfeder 9 übt auf die Schwenkarme 8 eine Verstellkraft aus, wobei sie sich an einer der beiden Laschen 16 der Koppel 3 abstützt. An der Koppel 3 befindet sich außerdem das Widerlager 10 für die Betätigungshose des Betätigungsi-uges 12 und am Gestell 2 ist ein weiteres Widerlager 11 für den Betätigungszug angeordnet

Die Verschiebeebene 17, in welcher sich die Leuker 4 und 5 bewegen, verläuft parallel und unterhalb der Achse de.- getriebenen Rades sowie um ca. 45° gegenüber der Vertikalen geneigt und schneidet die Horizontale durch die Achse, in Fahrtrichtung gesehen, vor dieser (F i g. ?).

Die Ansicht X gemäß Fig.2 ist in Fig.3 als Draufsicht senkrecht auf die Verschiebeebene 17 gezeigt. Dabei ist aus Gründen der Anschaulichkeit dasjenige Teil des Gestelles 2 weggelassen, welches mit der Befestigungslasche 1 verbunden ist. Es sind die beiden nebeneinanderliegenden Lenker 4 und 5 zu erkennen, weiche einmal im Gestell 2 und zum anderen in der Koppel 3 drehbar gelagert sind. Weiterhin ist die Leitradachse 13 sichtbar, welche durch die beiden Laschen 16 verläuft, von denen allerdings nur eine dargestellt ist.

In Fig. 4 ist eine schematische Darstellung des Bewegungsablaufes des Viergelenkgetriebes gemäß den Fig. 1 bis 3 wiedergegeben, wobei die gleiche Ansicht wie bei F i g. 3 gewählt wurde. Das Viergelenkgetriebe besteht aus dem fest angeordneten Gestell 2, aus den beiden Lenkern 4 und 5, welche im Gestell 2 ^;hre Drehpunkte besitzen, und aus der Koppel 3, welche drehbar an den Lenkern 4 und 5 angeordnet ist und mit diesen um das Gestell 2 geschwenkt werden kann. Dabei weist die Länge der Koppel 3 zwischen den beiden Drehpunkten ein geringeres Maß als die Länge des Gestelles 2 zwischen den entsprechenden Drehpunkten der Lenker 4 und 5 auf. Die beiden Lenker 4 und 5 sind gleich lang. Fest mit der Koppel 3 verbunden ist die Leitradachse 13, ebenso das Leitrad 6. Zur Vereinfachung der Darstellung wurde das Spannrad weggelassen. Die stark ausgezogene Stellung des Viergelenkgetriebes (2 bis 5) entspricht dem schnellsten Gang, d. h., die Kette läuft um das Zahnrad mit der kleinsten Zähnezahl des Kettenradsatzes 14. Die gestrichelt eingezeichnete Stellung weist das Viergelenkgetriebe beim kleinsten Gang auf, d. h., wenn die Kette auf dem Zahnrad mit dem größten Durchmesser und somit mit der größten Zähnezahl aufliegt. Etwa in der Stellung zwischen diesen beiden Extremen befindet sich das Leitrad 6 in der Flucht mit dem antreibenden Kettenrad auf der Tretachse und dem dieser Stellung entsprechenden Kettenrad des Kettenrädersatzes 14. Durch die ungleichen Abmessungen von Gestell 2 und Koppel 3 beschreibt das Leitrad 6 nicht nur eine Kreisbewegung wie bei der Parallelogrammführung, sondern es führt gleichzeitig eine Winkeländerur.:g aus. Wenn von der mittleren Schaltstellung als Bezugsebene ausgegangen wird, so weicht die Leitradebene in allen anderen Schaltstellungen davon ab. In den beiden dargestellten extremen Schaltstellungen ergeben sicn daher bei etwa

ίο gleichem Abstand zur mittleren Schaltstellung die beiden gleich großen Winkel tx. Diese Winkel σ. sind abhängig von der Größe der Schwenkbewegung und von der Größe des Längenunterschiedes zwischen Gestell 2 und Koppel 3. Der gleiche Effekt kann erzielt werden, wenn bei gleichem Achsabstand auf Gestell 2 und Koppel 3 die Lenker 4 und 5 eine unterschiedliche Länge aufweisen.

Die Wirkungsweise der an einem Viergelenkgetriebe angeordneten Kettenleit- und -spanneinrichtung gemäß den Fig. 1 bis 4 ist folgende:

Durch die Ausbildung des Viergelenkgetriebes mit ungleich langen Gliedern ist es möglich — dies geht insbesondere aus F i g. 4 hervor — die Ebene, in welcher sich Leitrad 6 und Spannrad 7 befinden, während des

2·> Schaltvorganges mit einer Winkeländerung zu verschieben. Diese Winkeländerung ist von der Längendifferenz der einzelnen Glieder des Viergelenkgetriebes abhängig. Im vorliegenden Fall ist die Koppel 3 kürzer als das Gestell 2 ausgebildet. Dadurch beschreibt das Leitrad 6,

j(i ausgehend von der äußerst rechten Schaltstellung, welche beispielsweise dem größten Gang entspricht, beim Durchlaufen bis in die äußerst linke Schaltstellung eine Winkeländerung von zwei α auf. Zweckmäßigerweise wird die Anordnung so abgestimmt, daß die

r> Verhältnisse beim Einlauf des unteren Ketientrums in das Spannrad 7 über den gesamten Schaltweg gleich sind. Dies wird dann erreicht, wenn der Schnittbereich der den einzelnen Schaltstellungen zugeordneten Leitrad- bzw. Spannradebenen annähernd durch das treibende Zahnrad verläuft. Weiterhin ist, wie insbesondere aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Verschiebeebene 17 des Viergelenkgetriebes so angeordnet, daß sie parallel und unterhalb der Achse des getriebenen Rades verläuft und 5 ca. 45° gegenüber der Vertikalen geneigt ist und die Horizontale durch die Achse, in Fahrtrichtung gesehen, vor dieser schneidet. Damit ist dem Leitrad 6 während der Schaltvorgänge eine Bahn vorgeschrieben, die in dieser Verschiebeebene 17 etwa kreisförmig verläuft

5D und gegenüber der Mantellinie des Kettenrädersatzes 14 annähernd parallel verläuft.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kettenschaltung für Fahrräder od. dgL, bestehend aus einem Satz Kettenräder unterschiedlichen Durchmessers auf der Achse des getriebenen Rades, wobei das Kettenrad mit dem kleinsten Durchmesser außen angeordnet ist, einer Kettenleit- und -spanneinrichtung, welche parallelogrammartig geführt ist, mit einem im Betrieb fest am Rahmen des Fahrrades angeordneten Gestell sowie einer beweglichen Koppel, die die Kettenleit- und -spanneinrichtung führt, deren Drehachse mit der Drehachse des Leitrades zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeebene (17) des Viergelenkgetriebes (2 bis 5) parallel und unterhalb der Achse des getriebenen Rades verläuft sowie um ca. 45° gegenüber der Vertikalen geneigt ist u;i.d die Horizontale durch die Achse, in Fahrtrichtung gesehen, vor dieser schneidet, und das Viergelenkgetriebe ungleich iange Lenker (4,5) oder gleich lange Lenker und ungleichen Achsabstand auf Gestell (2) und Koppel (3) aufweist