DE2907741C2 - Umwerfer für eine Fahrrad-Kettenschaltung - Google Patents

Description

30

dadurch gekennzeichnet daß zum Ausrasten des RiV-.tglieds (30) zunächst dem Rastglied an einem relativ zu dem d's Rastsegment (20) tragenden beweglichen Glied ein am Rastglied angreifender Betätigungshebel (41) angebracht ist, welcher über einen der Stützfläche (21a; der Rasten (21) entsprechenden Bereich bewegbar und mit einer das Rastglied von den Rasten weg belastenden Feder (43) verbunden ist, und an welchem der Innendraht (Ua) oder die Umhüllung (136; des Betätigungskabels (13) befestigt isL

2. Umwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendraht (13) des Betätigungskabels (13) am Betätigungshebel (41) befestigt ist

3. Umwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (13AJ des Betätigungskabels (13) am Betätigungshebel (41) befestigt ist

4. Um werfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasten des Rastsegments (20) die Form von Ratschenzähnen (21) haben und daß das so Rastglied (30) die Form einer mit den Ratschenzähnen in Eingriff bringbaren Klinke hat und an einem der vier Glieder (1, S, 6,9) angelenkt ist

5. Umwerf er nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (41) oder das diesen tragende Glied einen länglichen Schlitz (41a; aufweist, dessen Länge im wesentlichen gleich der Stützfläche (21a; der einzelnen Rasten (21) ist und daß das jeweils andere der beiden Teile einen in den Schlitz hineinragenden Stift (7) trägt eo

Die Erfindung bezieht sich auf einen Umwerfer für eine Fahrradkettenschaltung gemäß dem Oberbegriff d«s Anspruchs I.

Umwerfer der vorstehend genannten Art finden

Verwendung mit jeweils wenigstens zwei Kettenrädern an der Hinterradnabe oder der Tretkurbel eines Fahrrads und bilden zusammen mit diesen eine Kettenschaltung,

Ein Umwerfer der vorstehend genannten Art ist bekannt(DE-OS 26 57 721), mit einem an einem der vier Glieder angebrachten Rastsegment, welches eine der der Gänge des Fahrrads entsprechende Anzahl von Vertiefungen aufweist, und mit einer an einem relativ zu dem das Rastsegment tragenden beweglichen Glied angeordneten Rastkugel, welche bei der Bewegung der genannten Glieder relativ zueinander mit jeweils einer der Vertiefungen in Eingriff bringbar ist, um den Umwerfer in der jeweils gewünschten Schaltstellung zu arretieren.

Die federnd in Eingriff mit jeweils einer der Vertiefungen in Eingriff gehaltene Rastkugel verhindert die Rückführung der Kettenführung mittels einer Rückholfeder, so daß die Kettenführung entweder mittels eines einen Innendraht und eine Umhüllung aufweisenden Betätigungskabels oder mittels eines auf Druck und Zug arbeitenden Betätigungsdrahts zurückgeführt werden muß. Die Kraft einer Rückholfeder reicht nämlich nicht aus, die Rastkugel aus der jeweiligen Vertiefung zu heben, um die Betätigung des Schalthebels in entsprechendem Maße zu erleichtern. Die Verwendung des genannten Betätigungskabels oder des auf Druck und Zug arbeitenden Betätigungsdrahts ergibt im Vergleich zur Verwendung eines einfachen Zugdrahts einen komplizierten Aufbau mit entsprechend hohen Fertigungskosten.

Diesen Nachteil umgeht ein weiterer, bekannter Umwerfer (US-PS 4030375), dessen Kettenführung mittels eines Zugdrahts in einer Richtung und von einer Rückholfeder in entgegengesetzter Richtung bewegbar ist Bei diesem Umwerf er trägt eines der vier Glieder ein Segment mit einer der der Gänge entsprechenden Anzahl von Kerben, und ein relativ zu dem das Segment tragenden beweglichen Glied trägt eine Rolle oder einen Stift welcher mit den einzelnen Kerben in Eingriff ist um die Kettenführung genau in der jeweils gewünschten Schaltstellung auszurichten und festzuhalten.

Selbst wenn sich bei einem solchen Umwerfer die Länge des Innendrahts relativ zu der der Umhüllung eines Betätigungskabels verändert, wird die Kettenführung in der jeweils richtigen Stellung festgehalten, der Umwerfer weist jedoch folgende Nachteile auf: Damit die Kerben und Rollen die Kettenführung entgegen der Belastung durch die Rückholfeder in der richtigen Stellung festhalten können, muß der Schalthebel einen relativ hohen Reibungswiderstand haben und ist dementsprechend schwer betätigbar. Ferner entstehen beim Schalten der Gänge störende Geräusche. Bei Ausübung eines Zugs auf den Innendraht oder bei Freigabe desselben bewegt sich die Rolle oder der Stift an dem Segment entlang und beschreibt dabei zwischen den einander benachbarten Kerben jeweils einen Kreisbogen. Bei Betätigung der Schaltung folgt die Kettenführung dabei der Bewegung des Betätigungsdrahts direkt in einem Zug,

Beim Schalten der Gänge durch Zug am Innendraht des Betätigungskabels macht dies zwar nichts aus, bei der Rückführung der Kettenführung mittels der Rückholfeder kommt die Kette jedoch infolge des relativ langsamen Schaltvorganges sehr geräuschvoll in Eingriff mit dem jeweils gewählten Kettenrad. Dieser Mangel läßt sich zwar dadurch beseitigen, daß

man erne stärkere Rückholfeder verwendet, welche ein schnelleres Umwerfen der Kette bewirkt, es vergrößert sich dadurch jedoch der Betätigungswiderstand am Schalthebel zum Bewegen der Kettenführung entgegen der Belastung durch die Rückholfeder, und die Geräuschentwicklung ist ebenfalls nicht vollständig beseitigt

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Beseitigung der vorstehend genannten Nachteile und Mängel einen Umwerferzu schaffen, mittels dessen die Kettenführung unter Verwendung eines Zugdrahtes und einer Rückholführung unter Verwendung eines Zugdrahts und einer Rückholfeder genau in der richtigen Schaltstellung ausricht- und arretierbar ist, und bei welchem die Geräuschentwicklung betin Schalten, insbesondere bei der Rückführung der Kettenführung mittels der Rückholfeder, beseitigt ist

'Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmaie des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst

Bei der Bewegung des Koppelglieds unter Einwirkung der Rückholfeder ist das Rastglied von den Rasten abgehoben und bewegt sich übet diese hinweg. Anschließend kommt das Rastglied dann in Evigriff mit der der jeweils gewählten Schaltstellung entsprechenden Raste und hält die Kettenführung in der der gewählten Schaltstellung entsprechenden Stellung gegenüber dem jeweiligen Kettenrad fest Der Umwerfer arbeitet mit einer Rückholfeder und ist über einen Zugdraht betätigbar, wobei die Stärke der Rückholfeder in bezug auf den Reibungswiderstand des Schalthebels erheblich verringert werden kann, da die durch einen kurzen Zug am Schalthebel lösbare Raste die Schaltstellung jeweils festhält

Dank der Verwendung eines einfachen Zugdrahts ist der erfindungsgemäße Umwerfer mit geringem Kraftaufwand betätigbar und zu geringen Fertigungskosten herstellbar. Beim Schalten der Gänge mittels der Kettenführung, insbesondere bei deren Rückführung mittels der Rückholfeder, ist die Geräuschentwicklung beim Auflaufen der Kette auf die Kettenräder erheblich verringert

Das Rastsegment und das Rastglied sind an zwei beliebigen, relativ zueinander bewegbaren Gliedern des Gestänges angebracht Das Rastsegment und das Rastglied können auch an die Glieder des Gestänges miteinander verbindenden Gelenkstiften oder mittels eines angelenkten Zwischenglieds indirekt an einem der Glieder angebracht sein. Der erfindungsgemäße Umwerfer ist sowohl für eine vordere als auch für eine hintere Kettenschaltung verwendbar. so

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind den weiteren Ansprüchen entnehmbar.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Umwerfers gemäß der ss Erfindung,

F i g. 2 eine Ansicht der Unterseite des Umwerfers,

Fig.3 eine Fig.2 entsprechende Ansicht des Umwerfers in einer anderen Schaltstellung,

Fig.4 bis 7 teilweise schematisierte Ansichten der Unterseiten von Umwerfern in anderen Ausföhrungsformen der Erfindung.

Die Figuren der Zeichnung zeigen jeweils einen Umwerfer, welcher, wie in F i g. 1 und 2 dargestellt ein aus vier Gliedern, nämlich einem feststehenden Teil 1, zwei parallelen Schwingen 5,6 und einem beweglichen Koppelglied 9, gebildetes Gestänge und eine Rückholfeder 12 aufweist Das feststehende Teil 1 setzt sich zusammen aus einem zusammen mit einer (nicht gezeigten) Nabenwelle an einen Rahmenteil eines Fahrrades befestigbaren Halteteil la und einem über einen begrenzten Bereich verschwenkbar in diesem gelagerten Anlenkteil ib.

Das Anlenkteil ib hat an einer Seite zwei Augen, an denen die beiden Schwingen 5,6 mittels Stiften 3 bzw, 4 angelenkt sind.

Die Schwingen 5,6 sind gleich lang und haben etwa C-förmigen Querschnitt Sie sind so am Anlenkteil Xb angebracht daß ihre offenen Seiten einander zugewandt sind An den freien Enden der Schwingen 5,6 ist das Koppelglied 9 mittels Stiften 7 bzw. 8 angelenkt

Das Koppelglied 9 hat eine ähnliche Form wie das Anlenkteil ib, mit zwei diesem gegenüber hervorstehenden Augen, an denen die Schwingen 5,6 mittels der Stifte 7 bzw. 8 angelenkt sind. An der anderen Seite trägt das Koppelglied 9 eine mittels eines Bolzens tO über einen begrenzten Bereich verschwenkbar angelenkte Kettenführung tt mit zwei darin gelagerten Kettenrollen 11a, deren Achsen panUlel zu der des Bolzens 10 verlaufen.

Im Gebrauch tragen die Kettenrollen %la eine (nicht gezeigte) Antriebskette und sind in Axialrichtung einer mehrere Kettenräder tragenden Freilaufnabe bewegbar, um die Antriebskette auf das dem jeweils gewählten Gang entsprechende Kettenrad zu führen.

Der Umwerfer umfaßt eine Arretiereinrichtung, welche jeweils zwischen zwei bei einem Schaltvorgang relativ zueinander beweglichen Teilen angeordnet ist also etwa zwischen dem feststehenden Teil 1 und dem Koppelglied 9 oder einer der Schwingen 5,6, zwischen dem Koppelglied 9 und den Schwingen 5, 6 oder zwischen den beiden Schwingen 5, 6. Die Arretiereinrichtung dient dazu, die Kettenführung 11 in der jeweils gewünschten SchaltsteUung auszurichten und festzuhalten. Sie umfaßt ein Rastensegment 20 mit einer der der Gänge oder Schaltstellungen entsprechenden Anzahl von Rasten 21, ein zum Arretieren der Kettenführung 11 mit den einzelnen Rasten 21 in Eingriff bringbares Rastglied 30 und eine Betätigungseinrichtung zum Bewegen des Rastglieds 30 in einer Richtung, in welcher es sich aus dem Eingriff mit einer Stützfläche 21a der jeweiligen Raste 21 löst

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bir 3 ist das Rastsegment 20 am feststehenden Teil 1 und das Rastglied 30 am Koppelglied 9 angebracht

Das Rastsegment 20 bildet dabei eine mit dem Anlenkteil ib einstückige Verlängerung, welche in Richtung auf das Koppelglied 9 hervorsteht Es hat an seinem vorderen Rand fünf als Ratschenzähne ausgebildete Rasten 21, mit dsnen das an dem Stift 8 angelenkte, die Form einer Klinke aufweisende Rastglied 30 in Eingriff bringbar ist

jede käste 21 hat eine Stützfläche 21a, auf welcher sich das Rastglied 30 abstützt um die Kettenführung 11 in der richtigen Stellung zu halten. Die einander benachbarten Stützflächen 21a sind jeweils über eine Flanke 216 miteinander verbunden. Die Stützflächen 21a haben jeweils die Form eines Kreisbogens um den Stift 8 herum und eine dem zur Betätigung eines Innendrahts 13s eines Betätigungskabels 13 für die Betätigung der Schaltung um jeweils eine Oaiigstufe notwendigen Ausschlag eines (nicht gezeigten) Schalthebels entsprechende Länge.

Das Rastglied 30 ist durch eine um den Stift 8 gewickelte und sich mit einem Ende am Koppelglied 9 abstützende Feder 31 in Eineriff mit den Rasten 21

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belastet.

Die vorstehend genannte Betätigungseinrichtung weist einen Betätigungshebel 41 auf, welcher über einen der Länge einer Stützfläche 21a entsprechenden Bereich verschwenkbar auf dem Stift 8 gelagert ist. Wie > man in F i g. 3 erkennt, trägt der Hebel 41 an einer Seite einen an einem Rand des Rastglieds 30 angreifenden Anschlagstift 42 und ist durch eine um den Stift 8 gewickelte und sich mit einem Ende am Koppelglied 9 abstützende Feder 43 in der den Rasten 21 abgewandten in Richtung belastet.

Die Feder 13 ist stärker als die das Rastglied 30 in Eingriff mit den Rasten 21 belastende Feder 31, so daß sie das Rastglied 30 bei Freigabe des Innendrahts 13a von der jeweiligen Raste 21, mit welcher es sich in r. Eingriff befindet, abhebt.

Andererseits ist die Kraft der Feder 43 geringer als der auf den Schalthebel einwirkende Reibungswiderstand, so daß der Betätigungshebel 41 in seiner Stellung verharri, suimigc ucf inricndrohi S3s durch den 2H Reibungswiderstand und die von der Rückholfeder 12 ausgeübte Belastung unter Zugspannung gehalten ist. Da sich die von der Feder 31 ausgeübte Belastung von der Summe des Reibungswiderstands und der von der Feder 43 ausgeübten Kraft subtrahiert, kann der Reibungswiderstand in bezug auf die Rückholfeder 12 relativ klein sein bzw. eine stärkere Rückholfeder 12 verwendet werden.

Solange sich das Rastglied 30 in Eingriff mit einer Raste 21 befindet, steht der Innendraht 13a unter 3n keinerlei Belastung durch die Rückholfeder 12, so daß der Reibungswiderstand allein die Kraft der Feder 43 zu überwinden hat, um den Eingriff aufrechtzuerhalten. Wird dagegen das Rastglied 30 aus dem Eingriff mit den Rasten 21 gelöst, so überwindet die Rückholfeder 12 den Reibungswiderstand, um das Koppelglied 9 zu bewegen.

Der Schwenkbereich des Betätigungshebels 41 kann auf verschiedene Weise begrenzt sein. In der dargestellten Ausführung hat der Hebel 41 einen länglichen Schlitz 41a von einer seinem Schwenkbereich entsprechenden Länge, in welchen ein Ende des Stifts 7 hineinragt, so daß die beiden Enden des Schlitzes daran in Anlage kommen können.

In der Ausführungsform nach F i g. 1 bis 3 ist der Innendraht 13a am Betätigungshebel 41 befestigt, wobei die Umhüllung 136 des Betätigungskabels 13 mittels einer Halterung 15 am feststehenden Teil 1 befestigt ist Es ist jedoch auch möglich, die Umhüllung 13ft am Hebel 41 und den Innendraht 13a dann an einem relativ dazu beweglichen Teil zu befestigen.

Zum Bewegen der Kettenführung 11 beispielsweise von der in Tig.2 gezeigten, dem großen Gang entsprechenden Stellung in die in Fig.3 dargestellte, dem kleinen Gang entsprechende Stellung wird der Schalthebel über einen gegebenen Bereich bewegt, um auf den Innendraht 13a einen der Kraft der Rückholfeder 12 entgegengesetzten Zug auszuüben. Dabei wird der Betätigungshebel 41 bis zum Ende seines Schwenkbereichs verschwenkt, so daß er dann starr mit dem Koppelglied 9 verbunden ist und dieses in die in F i g. 3 gezeigte Stellung bewegt wird. Das Rastglied 30 wird dabei vom Betätigungshebel 41 angehoben und bewegt sich zusammen mit diesem an der Reihe der Rasten 21 entlang.

Am Ende des Schaltvorgangs ist das Koppelglied 9 es bestrebt sich unter der Belastung durch die Rückholfeder 12 in die in Fig.2 gezeigte, dem großen Gang entsprechende Stellung zurückzubewegen, wird jedoch durch den Eingriff des Rastglieds 30 mit der Stützfläche 21a der dem gewählten Gang entsprechenden Raste 21 in der Schaltstellung festgehalten. Falls sich der Ausschlag des Schalthebels derart verändert, daß das Rastglied 30 zwischen zwei Stützflächen 21a zu Stillstand kommt, so bewirkt die Rückholfeder 12, daß sich das Rastglied 30 zwangsläufig bis zur nächsten Stützfläche 21a bewegt und den Umwerfer in der dieser entsprechenden Schaltstellung auszurichten und festzuhalten.

Um es der Rückholfeder 12 zu ermöglichen, die Kettenführung 11 aus der in F i g. 3 gezeigten Stellung für den kleinen Gang in die in F i g. 2 dargestellte, dem großen Gang entsprechende Stellung zurückzuführen, wird der Innendraht 13a freigegeben bzw. nachgelassen. Dadurch kann die Feder 43 den Betätigungshebel 41 im Uhrzeigersinn bis ans Ende seines Schwenkbereichs verschwenken, wobei der Anschlagstift 42 das Rastglied 30 entgegen dessen Belastung durch die Feder 31 mitnimmt und es so aus dzrr. Eingriff mit der Stützfläche 21a der jeweiligen Raste 21 löst. Der Eingriff wird erst am Ende der Schwenkbewegung des Hebels gelöst. Bis zu diesem Zeitpunkt bleibt das Koppelglied 9 unbeweglich stehen und wird erst nach dem Lösen des Rastglieds 30 von der Stützfläche 21a von der Rückholfeder 12 zurückbewegt.

Während der vorstehend beschriebenen Vorgänge bewegt sich das freie Ende des Rastglieds 30 im Uhnt tigersinn entlang der Stützfläche 21a, bis es sich von dieser löst, worauf es sich dann im Gegenzeigersinn entlang der anschließenden Flanke 21b bewegt. Bei der Bewegung des Rastglieds 30 entlang der Stützfläche 21a wird das Koppelglied 9 noch unbeweglich festgehalten. Anschließend wird es dann durch die in der Rückholfeder 12 gespeicherte Energie schnell zuriickbewegt. Dadurch läßt sich auch bei Verwendung einer schwächeren Rückholfeder die Geräuschentwicklung beim Auflaufen der Kette auf die Kettenräder beträchtlich verringern.

Abgewandelte Ausführungsformen des Umwerfers sind in Fig.4 bis 7 dargestellt. In der Ausführungsform nach F i g. 4 ist das Rastsegment 20 wie in der vorigen Ausführungsform am feststehenden Teil 1 angebracht, während das Rastglied 30 an der einen Schwinge 5 angelenkt ist.

In F i g. 5 ist das Rastsegment 20 am Koppelglied 9 und das Rastglied 30 am feststehenden Teil 1 angebracht In der Ausführung nach Fig.6 ist das Rastsegment 20 am Koppelglied 9 und das Rastglied 30 an der einen Schwinge 6 angeordnet In F i g. 7 schließlich ist das Rastsegment 20 an der einen Schwinge 5 und das Rastglied 30 an der anderen Schwinge 6 angebracht

Das Prinzip der Ausführungsformen nach F i g. 4 bis 7 ist im wesentlichen das gleiche wie das der Ausführungsform nach F i g. 1 bis 3, weshalb die einander entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.

In F i g. 4, 6 und 7 hat der Betätigungshebel 41 eine Anschlagnase 44, und die Schwinge 6 trägt einen Anschlag 45, an welchem die Nase 44 in Anlage kommt, um den Schwenkbereich des Betätigungshebels 41 zu begrenzen.

Die Einrichtung zum Bewegen des Rastglieds 30 verwendet zwar auch in diesen Ausführungsformen einen Betätigungshebel 41, welcher jedoch anders ausgeführt ist In Fig.4 ist der Innendraht 13a des Betätigungskabels 13 am Betätigungshebel 41 und die

Umhüllung I3b am feststehenden Teil 1 befestigt. Die Befestigung kann jedoch auch ausgetauscht werden.

In anderen, nicht dargestellten Ausführungsformen kann das Rastsegment 20 an einer der Schwingen 5 oder 6 angebracht s*iin, wobei dann das Rastglied 30 am feststehenden Teil 1 oder am Koppelglied 9 angelenkt sein kann. Diese Ausführungsformen stellen eine Umkehr der in F i g. 4 und 6 dargestellten dar und sind ohnp Schwierigkeit verständlich.

Bei Anbringung des Rastsegments an einer der Schwingen 3 oder 6 kann das Rastglied 30 auch an der jeweils anderen Schwinge 6 oder 5 angebracht sein.

Schließlich ist es auch möglich, das Rastsegment 20

am feststehenden Teil 1 und das Rastglied 30 an einer der Schwingen 5 oder 6 anzubringen. Es ist auch möglich, das Rastsegment 20 am Koppelglied 9 und das Rastglied 30 am feststehenden Teil I oder einer der Schwingen 5 oder 6 anzubringen. Hierbei kann die Anbringung von Rastsegment 20 und Rastglied 30 unmittelbar an jeweils einem der genannten Glieder oder auch an den diese miteinander verbindenden Gelenkstiften 3, 4, 7, 8 erfolgen. Ferner ist es möglich, daß das Rastsegment und das Rastglied unter Zwischenschaltung eines Zwischengliedes an den vorstehend genannten Gliedern oder Stiften angebracht sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

3C8 109/263

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   I, Umwerfer für eine Fahrrati-fiettenschaltting, mit

   — einem aus vier Gliedern, nämlich einem feststehenden Teil, zwei Schwingen und einem eine Kettenführung tragendem, beweglichen Koppelglied zusammengesetzten Gestänge,

   — einer Rückholfeder, weiche derart zwischen to zweien der vier Glieder angeordnet ist, daß das bewegliche Koppelglied unter Einwirkung eines einen Innendraht und eine Umhüllung aufweisenden Betätigungskabels und der Rückholfeder zum Schalten der Gänge des Fahrrades is relativ zum feststehenden Teil hin- und herbewegbar ist,

   — einem an einem der vier Glieder angebrachten Rastsegment, welches zum Arretieren des Koppelgliedes in der gewünschten Schaltstellung eine der der Gänge der Kettenschaltung entsprechende Anzahl von Kasten aufweist,

   — einem Rastglied, welches an einem relativ zu dem das Rastsegment tragenden Glied beweglichen Glied angelenkt ist und zum Festhalten des Koppelgliedes in der jeweiligen Schaltstellung einrastbar ist, und

   — einer das Kastglied in Eingriff mit den Rasten des Rastsegments belastenden Feder,