DE3036111A1 - Kettenschaltung - Google Patents
KettenschaltungInfo
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- B62M9/121—Rear derailleurs
- B62M9/124—Mechanisms for shifting laterally
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- B62M9/1246—Mechanisms for shifting laterally limiting or positioning the movement using cams or plates
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Description
PICHTEL &■ SACHSAG .-. . S C H W E INPURT
PATENT- UND GEBRAUCHSMÜSTERHILPSANMELDÜNG
Kettenschaltung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kettenschaltung, insbesondere - i
für das angetriebene Rad von Fahrrädern, bestehend u. a. aus einem rahmenfesten Gelenkkopf, einem beweglichen Gelenkkopf zum
Führen des Kettenleitrades, einer Lenkeinrichtung zum Schwenken 40% des beweglichen Gelenkkopfes im wesentlichen parallel zum festen
Gelenkkopf, einem Seilzug .zum Betätigen einer federbelasteten Kurvenscheibe-Kurvenfolger-Einrichtung sowie einem Mehrfachzahnkranz
auf dem angetriebenen Rad.
Eine solche Kettenschaltung ist beispielsweise durch die deutsche Offenlegungsschrift 2 834 646 bekannt. Bei dieser bekannten Kettenschaltung
treten vor allem dann, wenn die einzelnen Teilkurven
der Kurvenscheibe zum Zwecke einer Unempfindlichkeit im Hinblick auf eine Seillängenänderung über einen bestimmten Bereich einen
gleichbleibenden Radius aufweisen, relativ große Verdrehwinkel der Kurvenscheibe und somit relativ große Wege am Schalthebel
auf. ' .
Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kettenschaltung
der obengenannten Bauart zu erstellen, welche leicht und exakt zu schalten ist, mit geringen Schaltwegen auskommt und
raumsparend am Fahrrad zu befestigen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. Auf diese Weise werden- trotz geringen
Drehwinkels relativ große Schaltwege erreicht, was die gesamte Schalteinrichtung relativ unempfindlich gegenüber beispielsweise
Ungenauigkeiten in der Herstellung macht.
Durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 2 ist es möglich, die Rückholfeder
gegenüber dem Stand der Technik als niedriger belastetes
Teil auszuführen, da diese über den gesamten Schaltbereich nur
eine geringe Veränderung ihrer Vorspannkraft erfährt.
Durch die Maßnahme von Anspruch 3 erfährt die Kettenschaltung eine
wesentliche Vereinfachung, da die Drehachse von Kurvenscheibe, Lenker und Gelenkkopf in einem Teil zusammengefaßt sind.
Durch die Maßnahme gem. Anspruch 4 ist es möglich, mit sehr geringen
Schaltkräften auszukommen, da die Reaktionskraft der Seilhose
zusätzlich eingesetzt wird. Zudem können am Seilzug durch Bewegen der Seilhose längere Schaltwege genutzt werden.
Die Maßnahme gemäß Anspruch 5 bringt den großen Vorteil mit sich, daß weder am Seilzug noch an der Seilhose eine Verstellmöglichkeit
vorgesehen werden muß, wenn die Seillänge einmal richtig ab-.gestimmt
ist. Die Einstellung der gesamten Schaltung erfolgt dann lediglich über die nachstellbare Kurvenscheibe.. Selbst bei unbeabsichtigten
Verbiegen der Schaltbefestigung am Rahmen ist es nur nötig, über die nachstellbare Kurvenscheibe die Ausgangsposition
der gesamten Schalteinrichtung neu zu justieren.
Durch die Maßnahme gemäß Anspruch 6 ergibt sich eine sehr schmal bauende Kettenschaltung, bei welcher eventuell störend hervorstehende
Bauteile dem angetriebenen Rad zugewendet sind und somit nicht nach außen hin vorstehen. Desgleichen ist die Anbringung
des Seilzuges auf der dem Rad zugewandten Seite besonders praktisch, da dieses von außen her nicht verletzt werden kann.
Gemäß Anspruch '8 ist die Kettenschalteinrichtung für eine allgemein
bekannte Parallelogrammführung festgelegt. Sie hat prinzipiell, wie auch bei Anspruch 9 beschrieben, die gleichen Vorteile
wie dort bei einem Fünfgelenkgetriebe. Bei diesem Fünfgelenkgetriebe
ist zusätzlich gemäß dem Merkmal des Anspruches 10 eine Anordnung der einzelnen Gelenke bzw. Drehachsen so getroffen,
daß die Kettenschalteinrichtung trotz Begrenzung der im Gelenkhebel notwendigen Langlöcher auf ein vertretbares Maß die
Auslenkung in Richtung auf das angetriebene Rad wesentlich größer ist als die Auslenkung in die entgegengesetzte Richtung.
Die Erfindung wird anschließend an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:
Fig. 1 und 2 eine Kettenschaltung auf der Basis eines Parallelogrammes;
■ .
Fig. 3 und 4 eine Kettenschaltung auf der Basis eines Fünfgelenkgetriebes
mit einer Innenkurve der Kurvenscheibe;
Fig. 5 und 6 eine Kettenschaltung auf der Basis eines Fünfgelenkgetriebes
mit einer Außenkurve der Kurvenscheibe.
In den Figuren 1 und 2 ist eine Kettenschaltung mit einer Lenkeinrichtung
7 auf der Basis eines Parallelogrammes dargestellt. Dabei ist in Fig. 1 in verkleinerter Darstellung das angetriebene
Rad 1 mit dem Mehrfachzahnkranz 6 .sowie dem Kettenleitrad 4 und
der Kette 5 angedeutet. Für sämtliche Figuren 2 bis 6 gilt prinzipiell
diese Anordnung gegenüber dem angetriebenen Rad 1. Die Lenkeinrichtung 7 ist über den rahmenfesten Gelenkkopf.2 in nicht
dargestellter Weise am Rahmen des Fahrrades angebracht. Der Gelenkkopf
2 weist zwei Drehachsen 34 und 35- auf, um welche sich die beiden Lenker 14 und 15 schwenken lassen. Beide Lenker 14 und
15 sind über die Drehachsen 20 und 36 mit dem beweglichen Gelenkkopf
3 verbunden. Durch Verschwenken des beweglichen Gelenkkop- ·
fes 3 führt dieser in einer Ebene eine im wesentlichen parallele Bewegung gegenüber dem Gelenkkopf 2 aus. Dabei ist das Kettenleitrad
4 zum Überführen der Kette 5 von einem Zahnkranz auf den
anderen des Mehrfachzahnkranzes 6 drehbar am Gelenkkopf· 3 gelagert. Auf dem dem Rad 1 abgewandten Lenker ±4 ist auf der Drehachse
19'der Kurvenfolger 13 drehbar gegen die Kraft der Rückholfeder
18 gelagert. Der Kurvenfolger 13.liegt mit seinem Finger 24
an der Innenkurve der Kurvenscheibe 11 an. Dabei stützt sich die Seilhose 10 direkt an einem Fortsatz 23 des Kurvenfolgers 13 ab.
Der Seilzug 9 stützt sich über seinen Nippel 22 an der Kurvenscheibe
11 ab. Die Kurvenscheibe 11 ist über die Drehachse 20
einstellbar gegenüber dem Gelenkkopf 3 gelagert. Zu diesem Zwecke ist die Stelleinrichtung 21 vorgesehen, welche eine Stellschraube
37 aufweist, mit zwei Anschiagwänden 38, in welche der Fortsatz 39 der Kurvenscheibe 11 ohne Spiel eingreift, .
Die Funktion ist folgende:
Ausgehend von Fig. 2, bei welcher die Lenkeinrichtung 7 beispielsweise
die langsamste Übersetzung erzielt, wird durch Zug am Seilzug 9 der Kurvenfolger 13 durch die Kraft der Seilhose 10 gegen
die Kraft der Rückholfeder 18 entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht« Dazu ist lediglich ein geringer Kraftaufwand nötig, da sowohl die
Aktionskraft des Seilzuges 9 als auch die Reaktionskraft der Seilhose 10 ausgenutzt werden. Die Verdrehung des Kurvenfolgers
13 entgegen dem Uhrzeigersinn bedingt, daß der Finger 2k an der
Innenkurve der Kurvenscheibe 11 nach innen rückt und sich von dieser Innenkurve ohne Vorhandensein der Rückholfeder 18 von dieser
wegbewegen würde. Durch "diese Rückholfeder 18 wird jedoch die Lenkeinrichtung 7 nach rechts verspannt, so daß -unter der Voraussetzung,
daß die Kette umläuft und jederzeit■auf den nächsten
Zahnkranz auflaufen kann - der Finger 24 und.,die Innenkurve in
dauernder Anlage bleiben. Dadurch bewegt sich der bewegliche Gelenkkopf
3 durch entsprechende Ausbildung der Innenkurve in der Darstellung nach rechts, d. h., weg vom angetriebenen Rad 1. Die
umgekehrte Schaltrichtung wird dadurch erzielt, daß der Seilzug 9 um ein entsprechendes Maß gelöst wird. Während j.eder Schaltbewegung
führen sowohl der Kurvenfolger 13 als auch die beiden Lenker l4 und 15, an welchen sich die Rückholfeder 18 abstützt, eine
Drehbewegung unterschiedlicher Größe aber gleichen Drehsinnes aus. Dadurch ist es möglich, daß die Kraftzunähme durch Spannen
der Rückholfeder 18 auf ein sehr niedriges Niveau beschränkt bleibt,
wodurch die Feder selbst stark entlastet ist und auch die Schaltkräfte von einer Extremstellung in die andere Extremstellung nur
unwesentlich zunehmen. Die Einstellung der gesamten Lenkeinrichtung
7 erfolgt über die Stellschraube 37 s welche die Stellung der
Kurvenscheibe 11 gegenüber dem Gelenkkopf 3 verändern kann. Mit dieser Veränderung wird gleichfalls die Stellung des Gelenkkopfes
3 gegenüber dem Gelenkkopf 2 verändert. Bei dieser Justierung, welche normalerweise nur einmal beim Anbau der Kettenschaltung
an das Fahrrad vorgenommen werden muß, ändert sich nicht die Einstellung von Seilzug 9 und Seilhose IO zueinander. Dies ist
ein ganz wesentlicher Vorteil, Durch einmaliges exaktes Ablängen von Seilzug 9 und Seilhose 10 erübrigt sich hierbei somit eine
Nachstelleinrichtung zwischen beiden Teilen, wodurch sowohl der
Herstellungsaufwand als auch der Wartungsaufwand gering gehalten
werden können. !
Die Figuren 3 und 4 zeigen eine Kettenschaltung mit einer Lenkeinrichtung
8, welcher das Prinzip eines Fünfgelenkgetriebes zugrunde
liegt. Dieses Fünfgelenkgetriebe besteht im Gegensatz zu
einem Parallelogramm aus einem Führungsteil 16, welches über die
Gelenke 20 und 31 mit dem rahmenfesten Gelenkkopf 2 bzw. dem beweglichen
Gelenkkopf-3 schwenkbar verbunden' ist. Weiterhin weist
das Führungsteil 16 etwa in seiner Mitte die Drehachse 19 auf,
auf welcher der Gelenkhebel 17 drehbar gelagert ist. Der Gelenkhebel 17 ist kürzer als das Führungsteil· 16 ausgeführt und weist
seinerseits die beiden Langlöcher 40 und 4i auf, welche zusammen
(3 mit den Zapfen 42 und 43 der beiden Gelenkköpfe die Drehachsen
und 33 bilden. Um die Drehachse 19 herum ist die Rückholfeder 18 angeordnet, welche einerseits in das Führungsteil 16 eingreift und Y
andererseits in den Kurvenfolger 13. Dieser-Kurvenfolger 13 ist
praktisch identisch mit demjenigen der Figuren 1 und 2 und er greift mit seinem Finger 24 in die Innenkurve der -Kurvenscheibe
ein. Diese Kurvenscheibe 11 ist drehbar um die Drehachse 20 auf dem
beweglichen Gelenkkopf 3 gelagert. Durch die Stelleinrichtung 21 in bereits bekannter Weise kann diese Kurvenscheibe 11 gegenüber
der Drehachse 20 verschwenkt werden. Auch hier stützt sich der . Seilzug 9 über seinen Nippel 22 an der Kurvenscheibe 11 ab und die
Seilhose 10 stützt sich am Fortsatz 23 des Kurvenfolgers 13 ab.
Die Funktion dieser Lenkeinrichtung 8 unterscheidet sich praktisch
nicht Von derjenigen gemäß den Figuren 1 und 2, es ist lediglich das Fünfgelenkgetriebe vorgesehen - zur im wesentlichen
parallelen-Verschwenkung des beweglichen Gelenkkopfes 3 gegenüber
dem festen Gelenkkopf 2. Auch hier erfolgt die Grundeinstellung der gesamten Lenkeinrichtung 8 über die Stellschraube 37 und die
bereits bekannten Einzelteile der Stelleinrichtung 21. Als nicht unwesentliche Besonderheit gegenüber den bisher bekannten Fünfgelenkgetrieben
sei auf die Anordnung der verschiedenen. Verbindungslinien 25 bis 30 hingewiesen. So weisen beispielsweise die
beiden Verbindungslinien 25 und 26, welche die Drehachse 19 mit
den Drehachsen 31 bzw. 20 verbinden, einen Winkel auf, der geringer ist als i8o , und zwar vom angetriebenen Rad 1 wegweisend.
ft · β**
• » w β * *
-9-
Die beiden Verbindungslinien 27 und 28, welche die Drehachse 19
mit den Drehachsen 32 bzw. 33 verbinden, sind ebenfalls mit einem Winkel kleiner als 18O° ausgebildet und die beiden Verbindungslinien
29 und 30 zwischen den Gelenken 31 und 32 einerseits sowie 20 und 33 andererseits sind ebenfalls unter einem spitzen Winkel
und nicht parallel angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht es, die Langlöcher 40 und 41 im Gelenkhebel 17 zur Verschiebung der Zapfen
42 und 43 in normalen Grenzen zu halten, obgleich die gesamte
Lenkeinrichtung 8 einen wesentlich größeren' Schwenkweg in Richtung
auf das angetriebene Rad ausführt als in die andere Richtung, ausgehend von der Mittelstellung. Die Langlöcher weisen somit etwa
die gleiche Längserstreckung wie bei einer Lenkeinrichtung,
welche aus ihrer Mittelstellung gleich weit nach der einen oder nach der anderen Seite ausgeschwenkt wird, auf. Trotzdem ist es im
vorliegenden Falle möglich, einen geringen Schwenkweg vom angetriebenen Rad weg nach außen auszuführen, wodurch die gesamte
Kettenschaltung am Fahrrad kompakter ausgeführt werden kann und nicht so sturzempfindlich ist.
In den Figuren 5 und 6 ist eine Variante der Ausführung gemäß den Figuren 3 und 4 dargestellt. Auch hier ist- die Lenkeinrichtung
als Fünfgelenkgetriebe ausgeführt, mit den gleichen Merkmalen
gemäß den Figuren 3 und 4, Zum Unterschied zu den beiden vorgenannten Ausführungen weist die Kurvenscheibe 12 im vorliegenden
Falle eine Außenkurve auf. Diese wirkt ebenfalls mit dem Finger des Kurvenfolgers 13 zusammen. Allerdings muß zu diesem Zweck die
Rückholfeder 18 eine entgegengesetzte Kraftwirkung aufbringen als bei den vorgenannten Beispielen. Zudem.ist hier eine normale
Seilzugbefestigung vorgesehen, und zwar wird der Seilzug 9 am Kurvenfolger 13 befestigt und die Seilhose 10 stützt sich am rahmenfesten
Gelenkkopf 2 ab. Auch hier ist die Stellschraube 37 zur Durchführung der Grundeinstellung vorgesehen, welche direkt auf
die Kurvenscheibe 12 wirkt und diese gegenüber der Drehachse 20 verschwenkt. Die übrigen Merkmale und Einzelteile dieser Ausführung
Find gleich denjenigen der Figuren 3 und 4.
04.08.1980
TPP-2 Ho/whm-
TPP-2 Ho/whm-
VHSPECTED
Claims (10)
- PATENTANSPRÜCHEil./Kettenschaltung, insbesondere für das angetriebene Rad von Fahrrädern, bestehend u. a. aus einem rahmenfesten Gelenkkopf, einem beweglichen Gelenkkopf zum Führen des Kettenleitrades, einer Lenkeinrichtung zum Schwenken des beweglichen Gelenkkopfes im wesentlichen parallel zum festen Gelenkkopf, einem Seilzug zum Betätigen einer federbelasteten Kurvenscheibe-Kurvenfolger-Einrichtung sowie einem Mehrfachzahnkranz auf dem angetriebenen Rad, dad, gek., daß der Kurvenfolger (13) drehbar auf einem schwenkbaren Lenker (14, 17) angeordnet ist, die Kurvenscheibe (11, 12) am beweglichen Gelenkkopf (3) fest angebracht ist und bei jedem Schaltvorgang sowohl Kurvenfolger als auch Lenker eine Drehbewegung unterschiedlicher Größe aber gleichen Drehsinnes ausführen.
- 2. Kettenschaltung nach Anspruch 1, dad. gek., daß eine Rückholfeder (18) konzentrisch zur Drehachse (19) des Kurvenfolgers (13) angeordnet, ist und einerseits am Kurvenfolger selbst und andererseits an dem mit der Drehachse ausgestatteten Lenker (15j 16) eingehängt ist.
- 3. Kettenschaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dad. gek., daß · die Kurvenscheibe (11, 12) relativ zum beweglichen Gelenkkopf (3) einstellbar ist und eine Drehachse (20) aufweist, die mit der Drehachse am Gelenkkopf desjenigen Lenkers (14, 17) zusammenfällt, auf welchem der Kurvenfolger (13) drehbar gelagert ist.
- 4. Kettenschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dad, gek., daß der Seilzug (9) am beweglichen Gelenkkopf (3) und die Seilhose (10) am Kurvenfolger (13) angelenkt sind.
- 5. Kettenschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dad. gek., daß der Seilzug (9) in die verstellbare Kurvenscheibe (11) eingehängt ist.
- 6. Kettenschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dad. gek., daß der bewegliche Gelenkkopf (3) in dem dem Rad (1) abgewandtenBereich die Drehachse (20) für die Kurvenscheibe (11) und in dem dem Rad zugewandten Bereich die Stelleinrichtung (21) für die Kurvenscheibe aufweist und der Seilzug (9) zwischen Drehachse und Stelleinrichtung» vorzugsweise näher an· der Stelleinrichtung, eingehängt ist.
- 7. Kettenschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dad. gek., daß der Kurvenfolger (13) auf der dem Rad (1) zugewandten Seite einen Portsatz (23) zur Abstützung der Seilhose (10) aufweist.
- 8. Kettenschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 7, bei welcher die Lenkeinrichtung als Parallelogramm ausgeführt ist, dad. gek., daß, in Fahrtrichtung gesehen, der vom angetriebenen Rad (1)O wegweisende Lenker (1*0 die Drehachse (19) des Kurvenfolgers (13) und die Rückholfeder (18) aufweist und die Kurvenscheibe (11) mit Innenkurve sich etwa halbkreisförmig zwischen Parallelogramm (7) und Rad erstreckt und einstellbar um die Drehachse (20) von Lenker (14) - beweglicher Lenkkopf (3) schwenkbar angeordnet ist, - .
- 9. Kettenschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 7, bei welcher die Lenkeinrichtung als Fünfgelenkgetriebe ausgeführt ist, dad. gek., daß der Kurvenfolger (13) um die gemeinsame Drehachse (19) von Gelenkhebel (17) und Führungsteil (16) schwenkbar gelagert ist, die Rückholfeder (18) um diese Drehachse herum an-/-H geordnet ist und sowohl in den Kurvenfolger als auch in das Puhrungsteileingreift, die Kurvenscheibe (11) mit Innenkurve sich etwa halbkreisförmig zwischen Fünfgelenkgetriebe (8) und Rad (1) erstreckt und einstellbar um die Drehachse (20) von Führungsteil (16) - beweglicher Gelenkkopf (3) schwenkbar angeordnet ist,
- 10. Kettenschaltung nach Anspruch 9, dad, gek., daß die Verbindungslinien (25, 26) zwischen gemeinsamer Drehachse (19) von Gelenkhebel (17) und Führungsteil (16) und den Drehachsen (20, 31) von Führungsteil und beiden Gelenkköpfen' (2, 3) einen Winkel von weniger als l80°, vom Rad (1) wegweisend, einschließen, . die Verbindungslinien (27, 28) zwischen der gemeinsamen Drehachse und den Drehachsen (32, 33) des Gelenkhebels mit den Ge-lenkköpfen ebenfalls einen Winkel von weniger als l8O°, vom Rad wegweisend, einschließen und die Verbindungslinien (29S 30) zwischen den Drehachsen (20, 31) von Pührungsteil und den'Gelenkköpfen sowie den Drehachsen (32, 33) von Gelenkhebel und den Gelenkköpfen einen spitzen Winkel bilden.04.08.1980
TPP-2 Ho/whm-
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