DE2830493C2

DE2830493C2 - Vorderer Kettenumwerfer für eine Fahrrad-Kettenschaltung

Info

Publication number: DE2830493C2
Application number: DE2830493A
Authority: DE
Inventors: Sakai Osaka Nagano-Masashi
Original assignee: Shimano Industrial Co Ltd
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1977-07-12
Filing date: 1978-07-11
Publication date: 1982-01-21
Also published as: IT1097500B; JPS5419459U; US4194409A; IT7825410A0; GB2002468A; JPS5649832Y2; FR2397320B1; FR2397320A1; DE2830493A1; GB2002468B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Umwerfer entsprechend dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher in Fig.4 der Zeichnung dargestellter bekannter Umwerfer setzt sich zusammen aus einem Gestellteil 1, Kurbelgliedern 2 und 3 und einem Koppelglied 4, welches eine Kettenführung 5 trägt. Die genannten Teile sind mittels Stiften P1, P2, PZ und P4 gelenkig miteinander verbunden und stellen somit einen vierteiligen, parallelen Kurbeltrieb dar. Eine Bewegung des Koppelglieds 4 bewirkt eine Parallelverschiebung der Kettenführung 5 in Axialrichtung des vorderen Kettenradsatzes 6. Zum Umwerfen der Kette C mittels der Kettenführung 5 muß diese über eine größere Strecke bewegt werden, als zum Umwerfen der Kette C an sich notwendig. Das Schalten der Gänge bietet daher für den Ungeübten gewisse Schwierigkeiten.

Beim Umwerfen der Kette C von einem kleineren Kettenrad 61 des Kettenradsatzes 6 auf ein größeres Kettenrad 62 und umgekehrt muß die Kette C mittels der Kettenführung 5 um ein etwas größeres Stück bewegt werden, als dem Abstand zwischen den beiden Kettenrädern 61 und 62 entspricht, um eine sichere Überführung der Kette Cvon dem einen auf das andere Kettenrad zu gewährleisten; die Kette C, die durch die Kettenführung 5 des bekannten Umwerfers nur parallel verschoben wird, verharrt beim Einleiten eines Schalt-Vorganges noch im Eingriff mit dem jeweiligen Kettenrad 61 bzw. 62, während sie lediglich in horizontaler Richtung um ein beträchtliches Maß verwunden wird. Da die Kette C in diesem Falle gegen den jeweiligen Seitenschenkel der Kettenführung 5 ίο anläuft, ist eine Verdrillung der Kette, welche den Schaltvorgang erleichtern könnte, weitgehend ausgeschlossen. Wenn die Kette Cdann schließlich vom einen Kettenrad 61 bzw. 62 ruckartig abspringt, dann kann die auf die Schaltung aufgebrachte Handkraft nicht rasch genug reduziert werden, um zu verhindern, daß sich die Kettenführung 5 nicht etwa zu weit bewegt. Ferner tritt beim seitlichen Anlaufen der Kette C gegen das Kettenrad 61 bzw. 62, auf welches sie aufgeworfen werden soll, wiederum die gleiche seitliche Verwindung der Kette C auf, so daß auch aus diesem Grunde die Kettenführung 5 über die angestrebte Endlage der Kette Chinausbewegt werden muß. In jedem Falle muß die Kettenführung 5 nach abgeschlossener Überführung der Kette Cauf das eine oder andere Kettenrad 62 oder 61 wieder um das Stück, um welches sie vorher zu weit bewegt wurde, zurückbewegt werden. Wird die Kettenführung 5 nämlich nicht um dieses Stück zurückbewegt, so belastet sie anschließend die Kette C weiterhin in der jeweiligen Schaltrichtung in bezug auf das Kettenrad 62 oder 61. Wird also der Schaltweg vergrößert, um das Schalten der Gänge zu erleichtern, so besteht die Gefahr, daß die Kette C von dem jeweiligen Kettenrad 62 oder 61 abläuft, sofern die Kettenführung 5 nicht zurückbewegt wird. Außerdem befände sich die Kette C in diesem Falle dauernd in Berührung mit der jeweiligen Innenseite der Kettenführung 5, wodurch störende Geräusche und ein beträchtlicher Verschleiß entstehen.

Angesichts der vorstehend genannten Mängel des bekannten vorderen Umwerfers liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen vorderen Umwerfer zu schaffen, bei welchem die von der Kettenführung geführte Kette relativ zum vorderen Kettenradsatz jeweils nur über den zum sicheren Überführen derselben notwendigen Schaltweg bewegt wird, wobei gleichwohl ein müheloses und sicheres Schalten der Gänge gewährleistet ist. Diese Aufgabe wird bei einem Umwerfer der genannten Gattung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 so gelöst.

Da das Gestellteil, die beiden Kurbelglieder und das Koppelglied einen vierteiligen, nicht parallelen Kurbeltrieb bilden, vollführt die Kettenführung bei einer Bewegung des Koppelglieds eine bogenförmige Schwenkbewegung. Daraus ergibt sich die gleiche Wirkung wie bei einer Vergrößerung des Schaltwegs, so daß die Kette sicher auf das jeweilige Kettenrad geführt wird.

Zweckmäßige Weiterbildungen enthalten die Unteransprüche.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematisierte Seitenansicht des Antriebs eines Fahrrades mit Kettenschaltung,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Umwerfers in einer Ausfiihrungsform der Erfindung,

F i g. 3 eine Ansicht des Umwerfers von hinten und
F i g. 4 eine Ansicht eines herkömmlichen Umwerfers

von hinten.

In F i g. 1 erkennt man einen fest mit einer Tretkurbel 7 eines Fahrrades verbundenen vorderen Kettenradsatz 6, welcher ein kleineres Kettenrad 61 und ein größeres Kettenrad 62 für eine kleinere bzw. größere Antriebsübersetzung aufweist Die nicht dargestellte Hinterradnabe des Fahrrades trägt einen aus mehreren Kettenrädern zusammengesetzten Kettenradsatz 8. Eine Kette C ist über jeweils ein Kettenrad der beiden Ketten radsätze 6 und 8 geführt. Ein hinterer Umwerfer 9 ist in Wirkbeziehung zum hinteren Kettenradsatz 8 angeordnet Nahe dem vorderen Kettenradsatz 6 ist ein vorderer Umwerfer 10 angebracht. Zur Änderung der Antriebsübersetzung kann die Kette C mittels der beiden Umwerfer 9 und/oder 10 wahlweise auf jeweils eines der Kettenräder der vorderen und hinteren Kettenradsätze 6 und 8 überführt werden.

Der im einzelnen in Fig.2 und 3 dargestellte erfindungsgemäße vordere Umwerfei 10 hat ein am Rahmen Fdes Fahrrades befestigtes Gestellteil 11, zwei Kurbelglieder 12 und 13 und ein eine Kettenführung 15 tragendes Koppelglied K. Die beiden Kurbelglieder 12 und 13 sind an jeweils einem ersten Endstück mittels eines ersten und eines zweiten Stifts Pl bzw. P2 am Gestellten 11 angelenkt. Das Koppelglied 14 ist mittels eines dritten und eines vierten Stifts P3 bzw. P4 an jeweils einem zweiten Endstück der beiden Kurbelglieder 12 und 13 angelenkt, so daß ein vierteiliger Kurbeltrieb entsteht. Der Abstand I₂ zwischen dem dritten Stift P3 und dem vierten Stift P 4 ist größer als der Abstand h zwischen dem ersten und dem zweiten Stift Pl bzw. P2, so daß ein vierteiliger, nicht paralleler Kurbeltrieb entsteht, dessen Gelenke durch die vier Stifte Pl bis P4 gebildet sind.

Das Gestellteil 11 ist mittels einer Klemmschelle 16 und einer Schraubverbindung 17 am Rahmen F befestigt. Die Klemmschelle 16 trägt eine Halterung 20 für den äußeren Schlauch 19 eines Bowdenzugs, in weichem eine Litze 18 zum Bewegen des Koppelteils 14 geführt ist.

Das erste Endstück des einen Kurbelglieds 13 ist über die durch den zweiten Stift P2 gebildete Anlenkstelle hinaus verlängert und trägt nahe seinem freien Ende eine Befestigungseinrichtung 21 für die Litze 18 des Bowdenzugs. Außerdem trägt das Kurbelglied 13 zwei Einstellschrauben 22 und 23 zum Begrenzen des Schwenkbereichs des Kurbelglieds 13 und damit des Bewegungsbereichs des Koppelglieds 14.

Die am Koppelglied 14 angebrachte Kettenführung 15 weist zwei Führungsbleche 15a und 156 von ungefähr halb elliptischer Form auf. Die Führungsbleche 15a und \5b stehen einander in einem Abstand gegenüber, welcher größer ist als die Breite der KsHe C. Nahe einem Ende sind die beiden Führungsbleche 15a und 156 mittels eines Überbrückungsteils 15c miteinander verbunden und am Koppelglied 14 befestigt. Nahe dem anderen Ende sind die beiden Führungsbleche 15a und 156 über eine Halteschraube 15d miteinander verbunden.

Die Kette Cist in der in Fig.3 dargestellten Weise _bU zwischen den beiden Führungsblechen 15a und 156 der Kettenführung 15 hindurchgeführt. Bei der in Fig. 3 dargestellten Weise am Rahmen F befestigten Gestellteil 11 sind die Führungsbleche 15a und 15i> senkrecht angeordnet. Dabei sind die unteren Teile der Führungs- _b5 bleche 15a und 156 relativ zum am Koppelglied 14 befestigten oberen Teil der Kettenführung 15 schräg angestellt. Sitzt die Keue C, wie in Fig.3 ausgezogen dargestellt, auf dem kleineren Kettenrad 61 des vorderen Kettenradsatzes 6, dann sind die unteren Teile der Führungsbleche 15a und 156 vom größeren Kettenrad 62 weiter entfern? als ihre oberen Teile. Die Kettenführung 15 vollführt also zum Schalten der Gänge eine im folgenden näher beschriebene Schwenkbewegung, auf Grund deren die Kette C sicherer überführt wird. Im Gegensatz dazu ist die Kettenführung 5 in der in Fig.4 dargestellten bekannten Ausführungsform jederzeit senkrecht angeordnet

In der in Fig.3 dargestellten Ausführung ist der Abstand I₃ zwischen den Stiften Pl und P3 gleich dem Abstand A zwischen den Stiften P2 und P4. Bei einem solchen vorderen Umwerfer können die Abstände A und /₄ beispielsweise 20 bis 22 mm, der Abstand /1 etwa 17 bis 18 mm und der Abstand I₂ 20 bis 22 mm betragen.

In der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform ist /1 <h und A = A- Sofern h kleiner ist als I₂, kann jedoch auch die Beziehung A kleiner als A oder A > A erfüllt sein. Ferner kann auch A < A sein, sofern l\ = I₂. Der aus dem Gestellteil 11, den Kurbelgliedern 12 und 13 und dem Koppelglied 14 geformte vierteilige, nicht parallele Kurbeltrieb muß in jedem Fall so ausgebildet sein, daß der Ausschlag des die Kette C führenden Teils der Kettenführung 15 bei einer Betätigung des Umwerfers 10 größer ist als die Bewegungsgröße des Koppelglieds 14.

Die Betätigung des Umwerfers 10 erfolgt mittels eines (nicht dargestellten) Schalthebels, welcher über die Litze 18 des Bowdenzugs einen Zug auf das Kurbelglied 13 ausübt, so daß der vierteilige Kurbeltrieb entsprechend verformt wird. Dabei bewirkt die Bewegung des Koppelglieds 14 eine Schwenkbewegung der Kettenführung 15 entlang einer etwa fächerförmigen Bahn. Beim Überführen der Kette C vom kleineren Kettenrad 61 des vorderen Kettenradsatzes 6 auf das größere Kettenrad 62 desselben ist der Ausschlag des unteren, die Kette Cführenden Teiis der Kettenführung 15 größer als die Bewegungsgröße des Koppelglieds 14. In der in F i g. 3 ausgezogen gezeichneten Stellung, in welcher sich die Kette C auf dem kleineren Kettenrad 61 des vorderen Kettenradsatzes 6 befindet, ist die Kettenführung 15 schräg angestellt, so daß ihr unteres Teil weiter vom größeren Kettenrad 62 entfernt ist als ihr oberes Teil. In der in F i g. 3 gestrichelt gezeichneten Stellung, in welche sich die Kette C auf dem größeren Kettenrad 62 befindet, ist die Kettenführung 15 in entgegengesetzter Richtung schräg angestellt.

Beim Überführen der Kette C von dem kleineren Kettenrad 61 auf das größere Kettenrad 62 wird die Kette C durch das untere Teil der Kettenführung 15 über ein einem verlängerten Schaltweg entsprechendes Stück bewegt, ohne daß dazu der Schalthebel und damit das Koppelglied 14 über einen verlängerten Schaltweg bewegt zu werden braucht. Auf Grund ihrer vorstehend beschriebenen Schwenkbewegung hebt die Kettenführung 15 die Kette Cmit ihrer Innenseite an und führt sie zur Zulaufseite des größeren Kettenrades 62.

Dadurch ist die Wirkung der Schaltbetätigung wesentlich verbessert. Da das Koppelglied 14 zum Umwerfen der Kette C nicht über einen verlängerten Schaltweg bewegt zu werden braucht, ist eine z-iirückführung des Koppelglieds 14 um den Überschuß des Schaltwegs nach der Überführung der Kette C auf das größere Kettenrad 62 nicht notwendig. Dadurch ist eine sichere und mühelose Betätigung der Schaltung gewährleistet und es besteht keine Gefahr, daß die Kette C wegen unterlassener oder verzögerter Zurück-

führung des Koppelglieds 14 vom Kettenrad 61 oder 62 abspringt.

Da die Bewegungsgröße des oberen Teils der Kettenführung 15 im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den beiden Kettenrädern 61 und 62 ist, kommt die Kette C nicht in stärkere Gleitberührung mit der Kettenführung 15, nachdem sie auf das größere Kettenrad 62 aufgelaufen ist. Dadurch wird die Lebensdauer des Umwerfers 10 nicht durch erhöhten Schleiß verkürzt und es entstehen keine störenden Geräusche.

Zum Überführen der Kette C vom größeren Kettenrad 62 auf das kleinere Kettenrad 61 vollführt die Kettenführung 15 eine Schwenkbewegung aus der gestrichelt dargestellten in die ausgezogen gezeichnete Stellung in Fig. 3. Dadurch wird die Kette C mit dem größeren Kettenrad 62 außer Eingriff gebracht und abwärts zum Auflaufbereich des kleineren Kettenrades 61 geführt.

Wie vorstehend beschrieben ist also gemäß der Erfindung der Abstand zwischen dem Stift ^3 und dem Stift P4 größer als der Abstand /ι zwischen dem Stift P1 und dem Stift P2. Dadurch ist die Wirkungsweise des vorderen Umwerfers 10 wesentlich verbessert und ein

to Abspringen der Kette C ist auf äußerst einfache Weise durch die Verwendung eines vierteiligen, nicht parallelen Kurbeltriebs verhindert. Darüber hinaus sind die sich aus erhöhtem Verschleiß, Geräuschentwicklung usw. ergebenden Nachteile wesentlich vermindert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorderer Kettenumwerfer für ein Fahrrad zum Umwerfen einer Antriebskette zwischen wenigstens zwei verschieden große Durchmesser aufweisenden vorderen Kettenrädern mit einem am Rahmen des Fahrrades befestigten Gestellteil, je einem am Gestellteil angelenkten rahmennahen und rahmenfernen Kurbelglied und einem eine Kettenführung tragenden, an den Kurbelgliedern angelenkten Koppelglied, die einen viergliedrigen Kurbeltrieb bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der auf dem Gestellteil (11) bestehende Drehpunktabstand (U) kürzer als der Drehpunktabstand (I₂) auf dem Koppelglied (14) ist, oder daß bei gleichen Drehpunktabständen (U, I₂) auf Gestellten (11) und Koppelglied (14) der Drehpunktabstand (I₃) auf dem rahmennahen Kurbelglied (12) kleiner als der Drehpunktabstand (k) auf dem rahmenfernen Kurbelglied (13) ist.

2. Umwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunktabsiand (U) auf dem Gestellteil (11) kleiner als der Drehpunktabstand (I₂) auf dem Koppelglied (14) und der Drehpunktabstand (I₃) auf dem rahmennahen Kurbelglied (12) gleich dem Drehpunktabstand (k) auf dem rahmenfernen Kurbelglied (13) ist.

3. Umwerfer nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunktabstandf/,) auf dem Gestellten (11) kleiner als der Drehpunktabstand (I₂) auf dem Koppelglied (14) und der Drehpunktabstand (I₃) auf dem rahmennahen Kurbelglied (12) kleiner als der Drehpunktabstanct (k) auf dem rahmenfernen Kurbelglied (13) ist.

4. Umwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunktabstand (U) auf dem Gestellteil (11) kleiner als der Drehpunktabstand (I₂) auf dem Koppelglied (14) und der Drehpunktabstand (I₃) auf dem rahmennahen Kurbelgüed (12) größer als der Drehpunktabstand (U) auf dem rahmenfernen Kurbelglied (13) ist.