DE2722374A1

DE2722374A1 - Mehrfachgangschaltung fuer fahrraeder

Info

Publication number: DE2722374A1
Application number: DE19772722374
Authority: DE
Inventors: John W Ryan
Original assignee: MOORE JAMES D
Current assignee: MOORE JAMES D
Priority date: 1977-05-17
Filing date: 1977-05-17
Publication date: 1978-11-30

Description

Mehrfachgangschaltung für Fahrräder
Die Erfindung betrifft Gangschaltungen für Fahrräder.
Gangschaltungen und Schaltungssysteme für Mehrgangfahrräder sind bekannt. Derartige Gangschaltungssysteme sind ausserhalb des Fahrrad rahmens angebracht und weisen gewöhnlich eine Kettenspann- und Schaltradanordnung auf. Diese besteht gewöhnlich aus einem Paar von Kettenzahnrädern, welche auf einem Armteil gehaltert sind, wobei die Antriebskette über diese Kettenzahnräder verläuft. Eine Torsions-oder Spannfeder dreht die Spannanordnung in einer Richtung, in welcher der Durchgang der Antriebskette normalerweise aufgenommen wird, wenn die Umschaltung von einem Zahnkranz auf den nächsten geschieht.
Die Kettenspann- und Schaltradanordnung bzw. -führung ist gewöhnlich parallel zur rückwärtigen Achse verlaufend bewegbar, wobei die Antriebskette von einem Zahnkranz auf den nächsten umgeschaltet wird.
Die Spann- und Schaltführung ist in jede beliebige Position innerhalb der Grenzen des axialen Abstandes der Kettenzahnräder oder Zahnkränze verlagerbar. Die Grenzen dieser Bewegung werden im allgemeinen durch Einstellschrauben festgelegt. Es sind keine Mittel vorgesehen, welche die Spann- und Schaltführung in Zwischenpositionen festlegen, also in denjenigen Positionen, welche auf die einzelnen Kettenzahnräder festgelegt oder ausgerichtet sind. Somit sind Schaltanordnungen bekannter Art einer Anzahl von Nachteilen und Problemen ausgesetzt. Zunächst muss durch die Befestigung ausserhalb des Rahmens in Kauf genommen werden, dass die Schaltungsanordnung beschädigt oder zerstört wird, bzw. dass die Einstellung verändert wird. Derartige bekannte Anlagen unterliegen auch den Schwierigkeiten genauer Einstellung. Die Schal tungsanordnungen bekannter Konstruktionen sind infolgedessen ständig zu warten und einzustellen. Sie sind auch leicht verbiegbar und können leicht zerstört werden. Es gibt ausserdem keine wirksame Posi tionsfestl egung der Kettenspann- und Schaltradanordnung, insbesondere keine genaue Ausrichtung auf die Zahnkränze am Hinterrad. Es gibt schliesslich keine Gewährleistung gleichförmiger Schaltstufen von einem Zahnkranz zum anderen.
Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Gangschaltung, insbesondere für Fahrräder, so auszubilden, dass sie den vorgenannten Nachteilen nicht unterliegt.
Die erfindungsgemässe Gangschaltung weist eine Träger- oder Führungsanordnung auf, welche der Kettenspann- und Schaltradanordnung so zugeordnet ist, dass wirksame und eindeutige schrittweise Schaltbewegungen zwischen den Antriebspositionen gewährleistet sind. Insbesondere ist eine wirksame und genaue Ausrichtung der Kettenspann- und Schaltradführung bezüglich der einzelnen Zahnkränze ermöglicht. Die Gangschaltung einschliesslich der verbesserten Führung ist insbesondere innerhalb des Fahrrad rahmens, also nicht an der Aussenseite des Rahmens, angebracht.
Es sind bei der Gangschaltung nach der Erfindung keine besonderen Einstellungen oder Wartungsarbeiten erforderlich. Die Gangschaltung ist infolge ihrer Anordnung innerhalb des Rahmens gegenüber Zerstörung gesichert. Bei der Schaltungsbewegung oder Überführung von einem Zahnkranz zum nächsten wird die Kettenspann- und Schaltradführung etwas über die nächste Position hinaus bewegt, um eine genaue und ausreichende Verlagerung des Durchhanges der Antriebskette auf den nächsten Zahnkranz sicherzustellen.
Die Erfindung ist verwirklicht in einer Gangschaltung, die insbesondere innerhalb des Fahrzeugrahmens montierbar ist. Die Schaltungsanordnung ist auf die rückwärtigen Kettenzahnräder oder Zahnkränze ausgerichtet, wobei die Kettenspann- und Schaltradführung Kettenzahnräder aufweist, über welche der Durchhang der Kette verläuft. Die Kettenspann- und Schaltradführung wird von einem Stangenteil getragen, welcher in eine Positioniereinrichtung eingreift, derart, dass eine wirksame Überführung der Kette von einem Zahnkranz auf den nächsten möglich und sichergestellt ist. Die Positioniereinrichtung sorgt für die sichere Fluchtung der Kettenspann- und Schaltradanordnung und der Antriebskette mit den einzelnen Kettenzahnrädern am Hinterrad. Die Positioniereinrichtung ist in Form übereinanderliegender Platten ausgebildet, wobei die Platten übereinanderl iegende Schlitze aufweisen.
Die Schlitze sind so gebildet, dass sie den die Kettenspannanordnung tragenden Stangenteil wirksam führen, so dass die Überführung der Antriebskette und die genaue Ausrichtung auf die einzelnen Kettenzahnräder oder Zahnkränze sichergestellt ist.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht des rückwärtigen Teils eines Fahrrad rahmens und des Hinterrades unter Darstellung der Gangschaltung nach der Erfindung in Einbaulage; Fig. 2 ist eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Anordnung; Fig. 3 ist eine Schnittansicht von Linie 3-3 in Fig. 2; Fig. 4 ist eine der Fig. 1 vergleichbare Ansicht; Fig. 5 ist eine Perspektiveinzelansicht eines Teils der Gangschaltung; Fig. 6 ist eine Schnittansicht von Linie 6-6 in Fig. 4; und Fig. 7 ist eine der Fig. 6 vergleichbare Ansicht unter Darstellung des Mechanismus in einer etwas unterschiedlichen Position.
Mit Bezugsnummern 10 und 12 sind die Fahrradrahmenkörper bezeichnet, welche das Hinterrad 14 tragen. Das Hinterrad weist eine Nabe 16 auf, und ist, wie schematisch dargestellt ist, auf einem Zapfen 20 gelagert.
Muttern 21 und 22 sind an den Enden des Lagerzapfens vorgesehen, die sich durch die Enden der Rahmenkörper 10 und 12 erstrecken.
Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist das Hinterrad sechs Antriebskettenzahnräder auf, welche zunehmend grössere Abmessungen besitzen und die Bezugsnummern 26-31 tragen. Es ist bei der Anordnung nach der Erfindung nur ein antreibendes Kurbel zahn rad vorgesehen. Unter Verwendung der sechs Kettenzahnräder steht der gesamte Untersetzungsbe reich eines normalen Zehner-Geschwi ndigkeitssystems zur Verfügung. Die Zahnräder können Zähne einer Zahl von 12, 14, 17, 21, 26 und 36 aufweisen. Bei einem Kurbelzahnrad mit 48 Zähnen ist ein 3 : 1 Verhältnis von 36 zu 108 in sechs folgenden Stufen ermöglicht. Ein System mit sechs Kettenzahnrädern weist eine geringere Kettenversetzung auf als ein Zehner-Geschwindigkeitssystem. Es bedarf keiner Doppelschaltung und weist genau bestimmbare Zahnradpositionen auf. Ausserdem bedarf es keiner Einstellung, es ist verhältnismässig diebessicher und es ist wartungsfrei. Es besitzt weniger Teile und es ist wirtschaftlicher und einfacher herzustellen als eine Schaltung mit Zehner-Geschwindigkeitsuntersetzung.
Die Antriebskette trägt die Bezugszahl 34 und die Schaltung trägt die Bezugszahl 40. In Fig. 2 ist ein zusätzlicher Rahmenkörper 41 dargestellt. Die Schaltung ist mit einem U-förmigen Tragkörper 42 versehen, welcher mit übereinanderliegenden Schenkeln oder Platten 43 und 44 ausgestattet ist. Die Platten 43 und 44 weisen Schlitze oder Kanäle 48 und 50 auf, wie nachfolgend erläutert ist. Die übereinanderliegenden Platten des Führungs- oder Tragkörpers 42 besitzen eine Formgebung, wie sie aus Fig. 1 und 4 ersichtlich ist. Der Basiskörper 45 des Tragkörpers 42 weist einen rückwärts gerichtet sich erstreckenden Teil 52 auf, welcher an der rückwärtigen Achse des Fahrrads angebracht ist. Das vordere Ende der Schaltung 40 ist mit Hilfe eines U-förmigen Bügels 56, welcher den Rahmenkörper 12 umgreift, an diesem befestigt.
Die Platten 43 und 44 befinden sich in vorstehend genannter Weise in horizontaler Lage und sind auf die Kettenzahnräder 26-31 ausgerichtet.
In Fig. 2 ist die Kettenspann- und Schaltradanordnung 60 dargestellt.
Diese weist einen Tragkörper 62 auf, welcher Wellen oder Lager für kleine Kettenzahnräder 63 und 64 trägt. Über diese Kettenzahnräder läuft die Durchhangseite der Kette. Die Kettenspann- und Schaltradanordnung ist von herkömmlicher Bauart und wird verwendet, um den Durchhang in der Kette aufzunehmen und um die Kette von einem Zahnkranz auf den anderen zu schalten. Die Welle des Kettenzahnrades 63 trägt die Bezugszahl 66. Die Kettenspann- und Schaltradanordnung ist mit einer Torsions- oder Spannfeder versehen, welche den Tragkörper 62 automatisch in eine Lage verspannt, in welcher der Kettendurchhang aufgenommen wird. Dieser Aufbau ist von herkömmlicher Art und ist infolgedessen nicht im einzelnen wiedergegeben.
Die Kettenspann- und Schaltradanordnung 60 wird von einem Bügel 70 getragen, der sich senkrecht durch die Schlitze 48 und 50 des Tragkörpers 42 erstreckt. Am Bügel 42 ist eine horizontal sich erstreckende Stange 72 befestigt. Die Stange 72 erstreckt sich nach vorne gerichtet und stellt die Betätigungseinrichtung dar, mittels welcher die Schaltung von einem Zahnradverhältnis auf das andere geschaltet wird.
Die Ausbildung der Schlitze 48 und 50 ist am besten aus den Fig. 1, 4 und 5 ersichtlich. Der Schlitz 48 weist mehrere geradlinige Teile auf, welche mit a, b, c, d, e und f bezeichnet und gegenseitig versetzt sind.
Jeder dieser geraden Teile ist auf eines der Kettenzahnräder 26-31 ausgerichtet. Der Schlitz 50 ist von entsprechender Formgebung und Anordnung, d.h. er weist gerade Teile auf, welche gegenseitig versetzt sind und vertikal mit den geraden Teilen a, b, c, d, e und f des Schlitzes 48 fluchten. Der Schlitz 50 weist jedoch des weiteren Vorsprünge a', b', c', d', e' und f' auf, wobei den Vorsprüngen entsprechende Ausnehmungen gegenüberliegen. Die entsprechende Ausnehmung f" ist in Fig. 5 dargestellt. Die Ausnehmungen befinden sich in der Seite ihrer entsprechenden Schlitze und liegen den Vorsprüngen gegenüber. Die Ausnehmungen entsprechen alle der Ausnehmung f??.
In Fig. 3 ist die normale Position der Kettenspann- und Schaltradanordnung 60 dargestellt, wobei das obere und das untere Trum der Kette 34 vertikale Fluchtung besitzen und entsprechend auf das Kettenzahnrad ausgerichtet sind.
Bei Benutzung der Fahrradschaltung wird die Stange 72 nach vorne und rückwärts gerichtet bewegt. Auf diese Weise bewegt sich der vertikale Teil 70 bzw. Bügel, welcher die Kettenspann- und Schaltradanordnung 60 trägt, durch die Schlitze 48 und 50, wie den Figuren zu entnehmen ist.
Wenn der Vertikalteil 70 den Schlitz durchquert, dann wird die den Durchhang der Kette tragende Anordnung 60 seitlich versetzt, derart, dass die Kette von einem Kettenzahnrad auf ein anderes geschaltet wird. Dabei werden sichere Antriebspositionen erzielt, welche durch die geraden Teile oder Positionen der übereinanderliegenden Schlitze bestimmt sind, d.h. durch die Positionen a, b, c, d, eundf.
In den Fig. 6 und 7 ist die Bewegung der Kettenspann- und Schaltradanordnung 60 während des Schaltens verdeutlicht, d.h. wenn eine Bewegung von einer Antriebsposition in eine andere vorgenommen wird.
Dabei geschieht die Bewegung aus einem der geradlinig verlaufenden Teile der übereinanderliegenden Schlitze in die nächsten geradlinig verlaufenden Teile, welche jeweils mit einem Kettenzahnrad fluchten.
Wenn sich der vertikale Teil bzw. Stangenteil 70 von einem Satz übereinanderliegender geradliniger Schlitze in den nächsten Satz bewegt, dann muss der Stangenteil über einen Vorsprung gleiten, so über den Vorsprung c' . Der Teil des Stangenteils 70, welcher sich durch den Schlitz 50 bewegt, kann sich in eine der Ausnehmungen verlagern, so in die Ausnehmung c" (Fig. 6 und 7). Dies vermittelt eine geringe zusätzliche Seitwärtsbewegung und eine Kippung der Anordnung 60, während sich diese bewegt. Die Seitwärts- und Kippbewegung verläuft etwas über die Position der Fluchtung mit dem nächsten Kettenzahnrad, um sicherzustellen, dass der Durchhang der Kette genau in die Zähne des nächsten Kettenzahnrades eingreift bzw. von diesem aufgenommen wird. In der Endposition der Anordnung 60 befindet sich diese in direkter Fluchtung mit dem nächsten Kettenzahnrad, wie in Fig. 3 dargestellt.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist auch auf Übersetzungsverhältnisse nach dem Zehner-System oder auf andere Mehrfachgangschaltungen anwendbar.
Leerseite

Claims

Patentansprüche 1 . Mehrfachgangschaltung für Fahrräder, mit mehreren auf der Achse des Hinterrades angeordneten Kettenzahnrädern und mit einer Antriebskette, dadurch gekennzeichnet, dass der Gangschaltung ein Mechanismus (40, 60, 70) zugeordnet ist, um die Geschwindigkeit durch Verlagerung der Antriebskette (34) von einem Kettenzahnrad auf ein anderes zu ändern, wobei dem Mechanismus eine bewegbare Spann- und Schaltungsführung (60) zugeordnet ist, welche Kettenzahnräder (63, 64) aufweist, derart, dass die Kette über diese Kettenzahnräder läuft, und dass der Mechanismus innerhalb des Fahrradrahmens (10, 12) angeordnet ist und Mittel aufweist, um die Antriebskette von einem Kettenzahnrad auf das nächste zu überführen.
2. Gangschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus eine Führungseinrichtung (40) aufweist, welche mit den Kettenzahnrädern (26, 31) des Hinterrades fluchtet, dass die Spann- und Schaltradführung (60) mit der Führungseinrichtung (40) in Eingriff bewegbar ist, wobei die Führungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie eine positionsgenaue Ausrichtung der Schaltradanordnung bezüglich der einzelnen Kettenzahnräder am Hinterrad gewährleistet.
3. Gangschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (40) aus einem Körper mit einer Schlitzanordnung (48, 50) besteht, dass ein die Spann- und Schaltradführung tragender Stangenkörper in der Schlitzanordnung geführt ist, und dass die Schlitzanordnung so ausgebildet ist, dass der Stangenkörper zunehmend zwischen Positionen genauer Fluchtung der Schaltradanordnung bezüglich der einzelnen Kettenzahnräder verlagerbar ist.
4. Gangschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung im Abstand zueinander befindliche Körper (43, 44) aufweist, in welchen Schlitze (48, 50) angeordnet sind, und dass die Schlitze einander überlagern.
5. Gangschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze in der Führungseinrichtung so angeordnet sind, dass sich die Spann- und Schaltradführung bei Bewegung des Stangenkörpers aus einer Fluchtungsposition in die andere etwas über die nächste Fluchtungsposition mit dem nächsten Kettenzahnrad hinaus verlagert, um eine Überführung des Durchhanges der Antriebskette auf das nächste Kettenzahnrad sicherzustellen.
6. Gangschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die übereinanderliegenden Schlitze in der Führungseinrichtung relativ zueinander ausgebildet sind, derart, dass bei Bewegung des Stangenkörpers aus einer Fluchtungsposition in die andere dieser gekippt wird, um die Schaltradführung etwas über die nächste Fluchtungsposition mit dem nächsten Kettenzahnrad hinaus zu verlagern.
7. Gangschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die übereinanderliegenden Schlitze in den entsprechenden Schlitzbereichen Profile aufweisen, an welche der Stangenkörper anlegbar ist, um diesen zu kippen.
8. Gangschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung in Form eines U-förmigen Tragkörpers besteht, und dass die unter Abstand angeordneten Körper die Schenkel des Tragkörpers darstellen.