DE2535943A1

DE2535943A1 - Fahrradtransmission

Info

Publication number: DE2535943A1
Application number: DE19752535943
Authority: DE
Inventors: Keizo Shimano
Original assignee: Shimano Industrial Co Ltd
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1974-08-16
Filing date: 1975-08-12
Publication date: 1976-03-04
Also published as: IT1041575B; GB1523626A; US4380445A; DE2535943B2; DE2535943C3; FR2281869A1; FR2281869B1

Description

DR. BERG ÜIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SGHWABE DR. DR. SANDMAIR 2535943

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45

1 2 AUG. 1975

Anwaltsakte 26 339 ^XL

Shimano Industrial Company Limited, Sakai-shi, Osaka / Japan

Pahrradtransmission.

Die Erfindung betrifft eine Transmission für ein Fahrrad und insbesondere eine Transmission, welche als vorderes Zahnradsystem dient, welches an einem Pedal-Kurbelarm angebracht ist, oder als Freilauf an der hinteren Nabe dient und mit einer Antriebskette zur Übertragung der Antriebskraft von den Pedalen zum Hinterrad des Fahrrades in Eingriff ist.

ί msWi 4882"; Si München 80. Mauerkircherstraße 45 Banken: Bayerische Vereinsbank München 453100

98-045 Tdegrjmm.;: BERGSTAPFPATENT München Hvpo-Bank München 3892623

98331» TELEX: 05 24 560 BERG d Postscheck München 65343-81%

609810/0274

2 b 3 5 9 Λ 3

Üblicherweise sind Mehrgeschwindigkeits-Freiläufe oder ein
Mehrgeschwindigkeits-Frontzahnradsystem aus einer Mehrzahl von miteinander kombinierten Kettenrädern oder einer Transmission zusammengesetzt, welche Kettenräder und einen Kettenschutz an ihrer einen Seite aufweist, und derart ausgebildet, daß diese Kettenräder und der Kettenschutz getrennt voneinander geformt und dann miteinander mittels Befestigungsstücken, Abstandshaltern und Befestigungsschrauben oder dgl. verbunden werden.

Demgemäß hat die vorstehend angegebene Anordnung für das Fahrrad Nachteile, wie eine komplizierte Herstellung, eine reduzierte Herstellungsrate und einen großen Her st el lungs aufwand, was für die Massenproduktion untragbar ist. Zusätzlich ist die Übersichtlichkeit der für den Zusammenbau verwendeten Teile schlecht, was zu Fehlern führt. Weiter wird durch die Verwendung von Befestigungsstücken, Abstandshaltern und Schraubbolzen die Anordnung in ihrer Konstruktion kompliziert und im Gewicht schwerer.

Durch die Erfindung werden die genannten Nachteile vermieden. Die Erfindung schafft hauptsächlich eine Transmission für ein Fahrrad, welche das Zusammensetzen von voneinander getrennten Kettenrädern und einem Kettenschutz nicht erfordert, so daß die Transmission in einem einfachen Verfahren hergestellt werden
kann, was zur betrachtlxchen Verringerung des Herstellungsaufwandes führt.

609810/0 2 74

Außerdem schafft die Erfindung eine Transmission für ein Fahrrad, welche nicht die üblichen Befestigungsstücke, Abstandshalter und Befestigungsschrauben zum Zusammensetzen einer Mehrzahl von Kettenrädern oder wenigstens eines Kettenrades und eines Kettenschutzes erfordert, so daß die Transmission als ganze leicht und fest ausgebildet werden kann.

Außerdem schafft die Erfindung eine Transmission für ein Fahrrad, bei welcher ein verschlissenes Kettenrad oder ein solcher Kettenschutz unter Beibehaltung der obigen Vorteile leicht erneuert werden kann.

Insbesondere wird durch die Erfindung eine für mehrgängige Freiläufe oder ein mehrgängiges Getriebesystem eines Fahrrads vorgesehene Transmission geschaffen, welche zwei oder mehr Kettenräder oder die Kettenräder und einen Kettenschutz aufweist, die dadurch ausgebildet werden, daß ein metallisches Plattenglied gestanzt wird, wobei gleichzeitig auch eine Mehrzahl von Verbindungsteilen integral mit den Kettenrädern und dem Kettenschutz gebildet werden, so daß die Kettenräder oder diese und der Kettenschutz über die Verbindungsteile regelmäßig in einem Verhältnis im Abstand voneinander angeordnet werden können, daß die benachbarten Teile miteinander einstückig sind.

609810/0274

Die obengenannten Merkmale und Vorteile der Erfindung und andere werden aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform im Zusammenhang mit der Zeichnung ersichtlich· In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1

bis 3 .eine Transmission gemäß der Erfindung für ein Frontgetriebesystem eines Fahrrades,

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht davon,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Teilansicht von Verbindungsteilen in einer modifizierten Ausführungsform im Bereich ihrer Basis, im vergrößerten Maßstab,

Fig. 4 einen Längsschnitt einer Ausführungsform der Transmission gemäß Erfindung für mehrgängige Freiläufe,

Fig. 5

bis 7 eine Ausführungsform, welche gegenüber der Transmission in den Fig. 1 bis 4 modifiziert ist, wobei die Fig. 5 und 6 dieselbe in der Anwendung auf ein Front-

— 5 —

609810/027^

getriebesystem zeigen,

Fig· 5 eine perspektivische Ansicht davon, Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5,und

Fig. 7 einen Längsschnitt einer gegenüber der in Fig. 6 abgewandelten Transmission.

Ein Frontgetriebesystem eines Fahrrads ist in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Das Getriebesystem weist zwei unterschiedlich gezahnte Kettenräder 1 und 2 und einen Kettenschutz 3 auf. Ein großes Kettenrad 1 und ein kleines Kettenrad 2 und der Kettenschutz 3 sind zusammenhängend durch Ausstanzen einer flachen metallischen Platte hergestellt.

Das metallische Plattenmaterial, welches vorher zu einer Scheibe geformt wurde, welche ebenso groß wie der Kettenschutz 3 oder das größte Teil ist oder Abmessungen hat, welche für eine Mehrzahl der Teile erforderlich ist, wird zur Herstellung der oben beschriebenen Ausbildung gestanzt. In dieser Anordnung sind das große Kettenrad 1 und der Kettenschutz 3» jedoch nicht das kleine Kettenrad 2, jeweils ringförmig gestaltet. Gleichzeitig ist der den größten Durchmesser aufweisende Kettenschutz 3» wie durch das Bezugszeichen 31 i

- 6 609810/0274

253b9A3

Fig. 1 gezeigt, am Innenumfang seines ringförmigen Körpers ausgespart, so daß die Zähne 1a des großen Kettenrads 1 gebildet werden. Quer zum Innenumfang des Kettenschutzes 3 und dem Außenumfang des großen Kettenrades 1 sind eine Mehrzahl von Verbindungsteilen 4- ausgebildet, die jeweils gegebene Breite haben, so daß das Kettenrad 1 und der Kettenschutz 3 über die Verbindungsteile zu einer Einheit zusammengefaßt sind. Wenn der Kettenschutz 3 einen inneren Durchmesser hat, welcher gleich oder geringfügig größer als der Außendurchmesser des großen Kettenrades 1 ist, ist es nicht erforderlich, die Zähne 1a in der oben angegebenen Weise aus dem Kettenschutz 3 auszuschneiden. Wenn das kleine Kettenrad 2 einen Außendurchmesser hat, welcher gleich oder kleiner als der Innendurchmesser des großen Kettenrades ist, werden die Zähne 2a des kleinen Kettenrades 2 radial innen von dem Innenumfang des großen Kettenrades 1 ausgebildet, wohingegen die Zähne 2a, wenn sie größer sind, in derselben Weise, wie oben beschrieben, durch Ausschneiden aas dem Innenumf angst eil des Kettenrades 1 gebildet werden. Auch zwischen dem Außenumfang des kleinen Kettenrades 2 und dem Innenumfang des großen Kettenrades 1 sind eine Mehrzahl von Verbindungsteilen 5* gleichartig wie die ersten, ausgebildet, so daß das kleine Kettenrad 2 und das große Kettenrad integral miteinander über die Verbindungsteile 5 verbunden sein können.

60981 0/0274

Die oben genannten Verbindungsteile 4 und 5 zwischen dem Kettenschutz 3» dem großen Kettenrad 1 und dem kleinen Kettenrad 2 sind jeweils an der Stelle eines bis dreier Zähne der Kettenräder 1 bzw. 2 ausgebildet, wenn solche weggelassenen Zähne an jedem der Kettenräder 1 und 2 keine ungünstigen Wirkungen auf den Eingriff der Kettenräder mit einer Antriebskette (nicht gezeigt) des Fahrrads haben. Wenn zur Ausbildung der Verbindungsteile keine Zähne weggelassen werden sollen, können die Verbindungsteile, wie aus Pig» 3 ersichtlich, in einer Weise gebildet werden, daß sie sich jeweils von den benachbarten Zahnlücken an beiden Seiten eines Zahnes aus erstrecken.

Da es in diesem Pail erforderlich ist, die Verbindungsteile in ihrer Breite zu reduzieren, kann ihre Festigkeit geringer werden. Jedoch kann ihre Anzahl erhöht werden, so daß sie fest werden. Wenn am großen Kettenrad 1, wie in der Zeichnung gezeigt, jeder zweite Zahn weggelassen ist, können sich die Verbindungsteile 4- im Bereich zwischen benachbarten Zähnen 1a erstrecken. Die Verbindungsteile 4 und 5 sind so lang, daß der Kettenschutz 3» das große Kettenrad 1 und das kleine Kettenrad 2 in vorgegebenem Abstand voneinander gehalten sind und daß außerdem die Antriebskette, wenn sie im Eingriff mit dem großen Kettenrad oder demKLeinen Kettenrad ist, nicht mit den Verbindungsteilen kollidiert. TJm diese richtigen Längen für die Verbindungsteile 4- sicherzustellen, ist das

- β 6098 10/0274

große Kettenrad 1 radial nach innen ausgespart, wie durch das Bezugszeichen 11 in Fig. 1 angegeben, und zwar in einem Maße, daß die Verbindungsteile 4- mit ihrem einen Ende an einem im wesentlichen mittleren Teil der radialen Breite des ringförmigen Körpers des Kettenrades 1 ansetzen können. Demgegenüber haben die Verbindungsteile 5 die geeignete Länge, wie vorstehend angegeben, wenn der Außenumfang des kleinen Kettenrades 2 und der Innenumfang des großen Kettenrades 1 ausreichend weit voneinander im Abstand angeordnet sind, um die Länge zu erhalten. Wenn der vorstehend angegebene Abstand zu klein ist, um die richtigen Längen zu erhalten, ist das kleine Kettenrad 2, wie mit dem Bezugszeichen 12 in Fig. 1 angegeben, in gleicher Weise zur Ausbildung der Verbindungsteile 5 in geeigneten Längen ausgespart, wie vorher für die Verbindungsteile 4 angegeben.

Bei der durch Ausstanzen hergestellten Metallplatte sind die Kettenräder 1 und 2 und der Kettenschutz 3 sämtlich in derselben Ebene angeordnet. Der Kettenschutz 3 und die Kettenräder 1 und 2 werden durch Umbiegen der Verbindungsteile so gegeneinander versetzt, daß ein gegebener Abstand zwischen ihnen durch die abgebogenen Verbindungsteile 4- und 5 jeweils erhalten wird. Es ist ersichtlich, daß die seitliche Versetzung der Teile gleichzeitig mit ihrer Ausbildung oder in einem sich

-S-

609810/0274

Ü53b943

anschließenden gesonderten Verfahren durchgeführt werden kann.

Bei dem vorstehend angeführten Versetzen der Teile werden die Verbindungsteile 4 und 5 vorzugsweise bis zu einem Maße ausgebogen, daß sie nicht mit der Antriebskette kollidieren, wenn diese mit dem einen oder anderen Kettenrad in Eingriff ist, und daß der Kettenschutz 3 und die Kettenräder 1 und 2 jeweils auf einen gegebenen Abstand zwischen ihnen gehalten sind, wobei die Verbindungsteile entweder schräg verlaufen oder gekrümmt sein können.

Unter Bezug auf die Fig. 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen ein Achsloch in der Mitte des kleinen Kettenrades 2, und das Bezugszeichen 7 bezeichnet ein Loch zum Halten der Transmission an einem nicht gezeigten Kurbelarm des Fahrrades.

Durch die oben beschriebene Ausführungsform der Erfindung ist ein Zweigang-Frontgetriebesystem angegeben, welches mit einem Kettenschutz 3 versehen ist. Es gibt jedoch auch andere Systeme ohne Kettenschutz. Ein Getriebesystem mit lediglich einem Kettenrad und einem Kettenschutz kann entsprechend ausgebildet werden und hat dieselben Vorteile, die oben angeführt sind.

Die Konstruktion gemäß Erfindung ist gleicherweise auf Kettenräder für mehrgängige Freiläufe anwendbar, die von dem oben-

- 10 6098 1 Π/0274

- ίο -

beschriebenen Frontgetriebesystem abweichen. In Fig. 4 sind die Freilaufräder für eine fünfgängige Transmission gezeigt, welche fünf Kettenräder 41 bis 45 und einen Kettenschutz 45 hat, die in Form von drei Paaren, ausgehend von dem großen Kettenrad 41 zu dem kleineren Kettenrad 45 und dem Kettenschutz 46 mit größerem Durchmesser als das Kettenrad 45, also in der Ordnung von der langsamen Geschwindigkeitsstufe zur Hochgeschwindigkeitsstufe zusammengesetzt sind. Die Anordnung kann auch aus zwei Gruppen jeweils aus drei Teilen, oder im Extremfall aus einer Gruppe aus fünf Teilen bestehen. In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 40 die Verbindungsteile jedes Gliederpaares.

Die oben angegebene Ausführungsform umfaßt die Verbindungsteile 4 und 5j welche integral quer zum Innenumfang des Kettenschutzes 3 und dem Außenumfang des großen Kettenrades 1 und quer zum Innenumfang des großen Kettenrades 1 und dem Außenumfang des kleinen Kettenrades 2 ausgebildet sind. Jedoch können die Verbindungsteile auch so ausgebildet werden, wie in den Fig. und 6 gezeigt. Wie aus diesen Figuren ersichtlich, ist hier jeweils das eine Ende der Verbindungsteile 4 in der radial nach außen laufenden Richtung zum Kettenrad 1 einstückig mit dem Innenumfangsteil des Kettenschutzes 3 ausgebildet, und jedes andere Ende der Verbindungsteile 4 radial innen vom

— 11 —

609810/0274

Kettenrad 1 ist durch Ausschneiden aus dem Außenumfangsteil des großen Kettenrades 1 und der anschließenden Trennung von diesem gebildet. Anschließend können die Verbindungsteile 4 zusammen mit dem Kettenschutz 3 in Umfangsrichtung gegenüber den Aussparungen 110, welche durch das Ausschneiden der Innenenden der Verbindungsteile entstanden sind, am großen Kettenrad 1 versetzt werden und an diesem mittels Befestigungseinrichtungen, wie Schraubbolzen oder dgl. befestigt werden. !Für die Verbindungsteile 5 sind ebenfalls in derselben Weise, wie für die Verbindungsteile 4, jeweils ihr eines Ende integral mit dem Innenumfangsteil des großen Kettenrades 1 und jeweils ihr anderes Ende durch Ausschneiden aus dem Außenumfangsteil des kleinen Kettenrades 2 jeweils an der Stelle eines Zahnes 2a ausgebildet. Dann wird das kleine Kettenrad 2 unter Versetzung in Umfangsrichtung der Ausschnitte 120, aus welchen die freien Enden der Verbindungsteile 5 ausgeschnitten wurden, gegenüber diesen verdreht und an den freien Enden der Verbindungsteile mittels Befestigungseinrichtungen, wie Schraubbolzen oder dgl., befestigt. Auf diese Weise sind der Kettenschutz 3 und das große und kleine Kettenrad 1 und 2 einstückig benachbart zueinander mittels der Verbindungsteile 4 bzw. 5 miteinander verbunden.

Die Verbindungsteile 4, welche an ihrem einen Ende kontinuierlich einstückig in den Kettenschutz 3 entsprechend übergehen,

- 12 609810/0274

sind an ihrem anderen Ende durch Ausschneiden des Außenumfangsteils des großen Kettenrades 1 an der Stelle von einem bis drei Zähnen davon, oder im Bereich zwischen "benachbarten Zähnen ausgebildet, wenn das Kettenrad 1 derartige Zähne hat, •von denen jeder zweite weggelassen ist. Die entstehende Aussparung ist radial auf das Verbindungsteil 5 ausgerichtet, welches entsprechend an dem großen Kettenrad 1 ausgebildet ist.

Die Verbindungsteile 5 bm großen Kettenrad werden in jeder gegebenen Länge durch Ausschneiden aus dem Außenumfangsteil des ringförmigen Körpers des kleinen Kettenrades 2 an der Stelle von einem bis drei Zähnen 2a davon und in radialer Ausrichtung mit Tragarmen 6 am kleinen Kettenrad 2 ausgebildet. Auch wenn die Kettenräder 1 und 2 zwei oder drei Zähne 1a bzw. 2a weniger haben, besteht dadurch kein Einfluß auf den Eingriff der Kettenräder mit der angetriebenen Kette (nicht gezeigt).

Die oben angegebenen Verbindungsteile 4- und 5 sind so lang ausgebildet, daß ihre inneren freien Enden im wesentlichen die halbe radiale Breite des ringförmigen Körpers des Kettenrades 1, welches kleiner als der Kettenschutz 3 ist, bzw. diejenige des Kettenrades 2, welches kleiner als das Kettenrad 1 ist,erreichen oder darüberhinaus gehen, wenn diese drei Teile koaxial zueinander angeordnet sind. Wenn nämlich die Ketten-

- 13 -

60981 0/027A

-^ 5 3 5 9 4 3

räder 1 und 2 und der Kettenschutz 3 mit den Verbindungsteilen 4- und 5 über die Abstandshalter 8 und 9, wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, verbunden sind, sind die Verbindungsteile lang genug, daß sie bis zur halben Breite der ringförmigen Körper des Kettenrades 1 bzw. 2 reichen. Andererseits sollten die Verbindungsteile, wenn sie nicht über die Abstandshalter 8 und 9 angeschlossen sind, sondern unmittelbar mit den Verbindungsteilen 4a bzw. 5a, welche, wie aus Fig. 7 ersichtlich, durch abgebogene freie Enden der Verbindungsteile derart ausgebildet sind, daß sie im wesentlichen bis zum Mittelbereich der ringförmigen Körper des Kettenrades 1 bzw. reichen, um ihre abgebogenen Teile zusätzlich verlängert sein.

Die oben erwähnten Verbindungsteile 4 und 5 erstrecken sich radial vom Innenumfang des entsprechenden Teiles mit größerem Durchmesser nach innen. Jedoch können sie auch so ausgebildet sein, daß sie sich vom Außenumfang des Teiles mit dem kleineren Durchmesser erstrecken, oder sie können sich einander gegenüberstehend von den benachbarten Teilen aus erstrecken und an ihren gegenüberliegenden Enden zwischen den beiden Teilen miteinander verbunden sein.

Die Verbindungsteile können an dem benachbarten Teil durch Schweißen oder, wie oben angegeben, durch Schraubbolzen 20 und 21, befestigt sein. Im letzteren Fall jedoch ergeben sich Vorteile, weil ein verschlissenes Kettenrad leicht durch Abschrauben der Sehraubbolsen erneuert werden kann.

- 14 P 0 9 8 1 f i / 0 2 7 U

2 b 3 b 9 4 3

Wie aus der obigen Beschreibung deutlich ersichtlich, setzt sich die erfindungsgemäße Transmission aus einer Mehrzahl von Kettenrädern oder wenigstens einem Kettenrad und einem Kettenschutz zusammen, welche einstückig aus demselben Metallplattenteil derart geformt sind, daß ihr Zusammenbau in einfachem Verfahren, und nicht in der komplizierten V/eise, wie bei den bekannten Transmissionen, durchgeführt werden kann.

Somit ist die erfindungsgemäße Transmission für die Massenproduktion geeignet, wobei der Herstellungsaufwand und damit der Aufwand für die Transmission selbst, beträchtlich verringert sind. Außerdem werden keine Abstandshalter und Befestigungsschraubbolzen der üblichen Art verwendet, so daß eine Überwachung derartiger Teile nicht erforderlich ist. Schließlich wird die Transmission leicht und dabei fest.

Ferner kann die Transmission Kettenräder und einen Kettenschutz aufweisen, welche über lösbare Verbindungsteile miteinander verbunden sind, die integral jeweils an einem der Teile ausgebildet sind, so daß jedes der Teile aus den Kettenrädern und dem Kettenschutz unter Beibehaltung der genannten Vorteile leicht erneuert werden kann.

- 15 -

0 9 8 1 07 02 7 4

Wenngleich oben eine "bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben ist, können offensichtlich Abwandlungen und Änderungen im Sinne der oben angegebenen Lehre durchgeführt werden« Innerhalb des Umfangs der Ansprüche kann daher die Erfindung auch anderweitig ausgeführt werden, als speziell beschrieben.

- Ansprüche -

- 16 -

60981 0/0274

Claims

2 5 35 94

Ansprüche :

f 1. Transmission für ein Fahrrad, mit einer Mehrzahl von Kettenrädern unterschiedlichen Durchmessers oder wenigstens einem Kettenrad und einem Kettenschutz, welcher größer im Durchmesser als das Kettenrad ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettenräder oder das Kettenrad und der Kettenschutz aus einer Metallplatte ausgestanzt sind und quer zum inneren Bereich des im Durchmesser größeren Teils und dem Außenbereich des im Durchmesser kleineren Teils eine Mehrzahl von Verbindungsteilen jeweils zwischen benachbarten Teilen aus den Kettenrädern oder dem Kettenrad und dem Kettenschutz ausgebildet sind, und daß die Verbindungsteile das im Durchmesser größere Teil und das im Durchmesser kleinere Teil einteilig verbinden und axial im Abstand zueinander halten.

2. Transmission nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsteile sich mit ihrem einem Ende in radialer Richtung von dem Kettenrad erstrecken und an diesem Ende aus dem im Durchmesser kleineren oder größeren Teil entsprechend unter Abtrennung so ausgeschnitten sind, daß das Ende mit dem Kettenrad über Befestigungsmittel befestigbar ist.

6098 10/0274