DE3037857A1

DE3037857A1 - Kettenradsatz fuer eine fahrradschaltung

Info

Publication number: DE3037857A1
Application number: DE19803037857
Authority: DE
Inventors: Masao Sakai Osaka Terada
Original assignee: Shimano Industrial Co Ltd
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1979-10-11
Filing date: 1980-10-07
Publication date: 1981-04-30
Also published as: JPS5810706Y2; FR2467135B1; US4348200A; JPS5657197U; DE3037857C2; FR2467135A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Kettenradsatz für eine Fahrrad-Kettenschaltung, mit wenigstens zwei verschiedenen Durchmesser aufweisenden Kettenrädern, welche über Verbindungsglieder in vorbestimmtem Axialabstand miteinander verbunden sind.

Die wenigstens zwei Kettenräder, von denen das eine einen kleineren Durchmesser mit einer kleineren Anzahl von Zähnen und das andere einen größeren Durchmesser mit einer größeren Anzahl von Zähnen hat, sind so an der Tretkurbelwelle oder der Hinterradnabe eines Fahrrads befestigt, daß sich eine Antriebskette zur Veränderung des Antriebs-Übertragungsverhältnisses wahlweise auf das eine oder andere Kettenrad führen läßt.

Kettenradsätze mit zwei oder mehr Kettenrädern sind allgemein bekannt. Zum Bewegen der Antriebskette in Axialrichtung der Kettenräder und damit zum Überführen der Kette auf das jeweils gewünschte Kettenrad ist ein von den Kettenrädern getrennter Umwerfer vorgesehen, mittels dessen somit das Antriebs-Übertragungsverhältnis zwischen der Tretkurbel und der Hinterradnabe wählbar ist.

Die Größe der Schaltschritte, d.h. die Änderung des Übertragungsverhältnisses ist abhängig vom Unterschied der Anzahlen der Zähne eines kleineren und eines größeren

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Kettenrads. Beträgt der Unterschied zwischen den Anzahlen der Zähne jedoch drei oder mehr, so ist auch der Unterschied zwischen den Radien der Fußkreise der beiden Kettenräder sehr groß, so daß es schwierig ist, die Kette schnell und zügig auf das gewählte Kettenrad zu überführen. Insbesondere bei der Überführung von einem kleineren auf ein größeres Kettenrad läuft die Kette seitlich an einem ZaIm des größeren Kettenrads auf, bevor sie mit dem in Laufrichtung darauf folgenden Zahn in Eingriff kommt. Dabei kann es dann vorkommen, daß die Kette nicht richtig mit dem größeren Kettenrad in Eingriff kommt, gewissermaßen laso in einer Leerläufst ellung hängenbleibt. Beim Umwerfen der Kette von einem größeren auf ein kleineres Kettenrad kommt es andererseits vor, daß sich die Kette zwar von einem Zahn des größeren Kettenrads abhebt, dabei jedoch an dem in Laufrichtung darauf folgenden Zahn hängenbleibt und dadurch nicht sicher auf das kleinere Kettenrad überspringt.

Außerdem bewirkt ein großer Schaltsprung bzw. ein großer Unterschied des Übertragungsverhältnisses beim Schalten eine sehr starke Änderung des für den Antrieb benötigten Drehmoments, wodurch der Fahrer beim Treten der Pedale aus dem Takt kommen und dadurch in eine gefährliche Lage geraten kann.

Angesichts der vorstehend dargelegten Mangel einer bekannten Anordnung schafft die Erfindung einen Kettenradsatz,

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bei welchem sich die Kette mühelos von einem Kettenrad auf ein anderes überführen läßt, selbst wenn der Unterschied zwischen den Anzahlen der Zähne drei oder mehr beträgt, wodurch ein zuverlässiges Schalten der Gänge möglich ist und die Änderungen des Drehmoments beim Schalten verringert sind.

Gemäß der Erfindung sind bei dem jeweils größeren von zwei Kettenrädern wenigstens zwei nebeneinanderliegende Zähne weggelassen, zwischen den den weggelassenen benachbarten Zähnen hat das Kettenrad einen radial einwärts bis unter seinen Fußkreis reichenden Ausschnitt, und im mittleren Bereich des Ausschnitts steht ein Vorsprung bis nahe an den Fußkreis heran hervor.

Der wie vorstehend erläutert anstelle zweier einander benachbarter Zähne geformte Ausschnitt ermöglicht bei Betätigung des Umwerfers zum Schalten eine sich über eine ausreichende Länge erstreckende axiale Auslenkung der Kette ohne Behinderung. Außerdem kommt die Kette bei der Überführung von einem Kettenrad auf das andere in einmaligen Eingriff mit dem Vorsprung. Da hierbei der über den Vorsprung gemessene Radius zwischen den Radien des größeren und des kleineren Kettenrads liegt, ist der Schalt sprung effektiv unterteilt, d.h. die .Änderung des Drehmoments erfolgt in zwei Schritten, so daß der Fahrer beim Treten der Pedale weniger leicht aus dem Takt kommt,

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Je nach, der Größe des den größeren Durchmesser aufweisenden Kettenrads können auch an mehreren Stellen desselben Zähne fehlen, gewöhnlich ist jedoch die Weglassung von Zähnen an einer Stelle ausreichend.

Der Vorsprung hat vorzugsweise die gleiche Form wie die Zähne des Kettenrads, er kann jedoch auch trapezförmig oder sonstwie geformt sein. Erforderlich ist allein, daß der Vorsprung am Boden des Ausschnitts an einer der
Lücke zwischen den fehlenden Zähnen entsprechenden Stelle angeordnet ist und bis nahe an den Fußkreis des größeren Kettenrads heranreicht, so daß die Kette bei der Überführung mit einer Bollenkette damit in Eingriff kommt.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Kettenradsatzes in
einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des Kettenradsatzes nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Darstellung des Eingriffs der Antriebskette mit dem größeren Kettenrad und

Fig. 4- eine Teilansicht einer abgewandelten Ausführung mit einem Vorsprung von anderer Form.

Der erfindungsgemäße Kettenradsatz kann wahlweise für
die Tretkurbelwelle oder die Hinterradnabe eines Fahrrades bestimmt sein.

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Fig. 1 zeigt einen für die Tretkurbelwelle eines Fahrrads bestimmten Kettenradsatz mit einem einen kleineren Durchmesser und eine kleinere Anzahl von Zähnen aufweisenden Kettenrad 1 und einem einen größeren Durchmesser und eine größere Anzahl von Zähnen aufweisenden Kettenrad 2. Entlang ihrem Umfang haben die Kettenraöder 1, 2 jeweils eine Anzahl von in gleichmäßigen Abständen angeordneten Zähnen 11 bzw. 21. Der Fußkreisradius des kleineren Kettenrads 1 ist kleiner als der Fußkreisradius d des größeren Kettenrads 2. Die Kettenräder 1 und 2 sind über mehrere Verbindungsglieder 3 in vorbestimmtem Axialabstand miteinander verbunden.

Bei dem größeren Kettenrad 2 sind zwei einander benachbarte Zähne 21a, 21b weggelassen. Zwischen den den weggelassenen Zähnen 21a, 21b benachbarten Zähnen 21c, 21d hat das größere Kettenrad 2 einen sich radial einwärts bis über seinen Fußkreis erstreckenden Ausschnitt 22, durch welchen die Antriebskette beim Überwechsel von einem Kettenrad auf das andere hindurchgeführt werden kann. Im mittleren Bereich des Ausschnitts 22 ist ein Vorsprung 4- geformt, welcher sich bis nahe an den Fußkreis des Kettenrads 2 heran erstreckt. Beim Schalten leitet der Vorsprung 4 die Kette C auf das jeweils andere Kettenrad über, und beim Eingriff der Kette mit dem Kettenrad 2 stützt sie jeweils eine Kettenrolle C1 ab, so daß die Kette nicht zwischen den den weggelassenen Zähnen 21a, 21b benachbarten Zähnen

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21c und 21d gestreckt wird, somit also keine Änderung in der Teilung der Kette eintritt.

Der "Vorsprung 4 hat vorzugsweise die gleiche Form wie die Zahne 21 des Kettenrads 2 und ist um etwa eine ZaTmstärke in Bichtung auf das kleinere Kettenrad 1 gekröpft. Beim Umwerfen der Kette vom kleineren auf das größere Kettenrad 1 bzw. 2 und umgekehrt kommt die Kette C daher sicher in Eingriff mit dem Vorsprung bzw. löst sich mühelos von diesem.

Je nach der Größe des größeren Kettenrads 2 können auch drei bis sechs Zähne an wenigstens einer Stelle desselben weggelassen sein. Wenigstens sind Jedoch an einer Stelle zwei Zähne weggelassen. Der Torsprung 4- kann auch eine von derjenigen der Zähne 21 verschiedene Form haben, sofern er sich nur bis nahe an den Ifußkreis des Kettenrads 2 heran erstreckt, so daß er eine Rolle der Kette C abstützen kann.

Bei einem für die Hinterradnabe eines Fahrrads bestimmten Kettenradsatz mit drei bis fünf Kettenrädern haben diese, bis auf das den kleinsten Durchmesser aufweisende, jeweils die vorstehend beschriebene Form mit weggelassenen Zähnen und einem Vorsprung 4.

Zum Überführen der Kette C vom kleineren Kettenrad 1 auf das größere Kettenrad 2 wird sie mittels eines Umwerfers in Eichtung auf das größere Kettenrad 2 umge-

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lenkt. Dabei bleibt zunächst das in der Laufrichtung X in Fig. 1 voreilende Stück der Kette C in Eingriff mit dem kleineren Kettenrad 1 , während ein anschlxeßendes Stück durch den Umwerfer in Axialrichtung der Kettenräder ausgelenkt und über den Ausschnitt 22 auf das größere Kettenrad 2 geführt wird, so daß es sicher mit dem Zahn 21d in Eingriff kommt. Dabei kommt zunächst ein Glied der Kette C in Eingriff mit dem Vorsprung 4, welcher die Kette dann auf den Zahn 21d überleitet. Dadurch gestaltet sich die Änderung des Drehmoments beim Schalten stetiger, selbst wenn der Unterschied zwischen den Anzahlen der Zähne der Kettenräder 1 und 2 drei oder mehr beträgt. Der Eahrer verspürt daher keine plötzliche starke Laständerung beim Treten der Pedale, so daß er weniger leicht aus dem Takt kommt.

Beim Umwerfen vom größeren Kettenrad 2 auf das kleinere Kettenrad 1 wird die Kette durch den Ausschnitt 22 hindurchgeführt, so daß sie leicht und zügig vom größeren Kettenrad 2 abläuft. Dabei kommt die Kette C wiederum zunächst einmal in Eingriff mit dem Vorsprung 4- und anschließend erst mit einem Zahn 11 des kleineren Kettenrads 1, so daß die Inderung des Drehmoments auch bei einem Unterschied von drei oder mehr zwischen den Anzahlen der Zähne der beiden Kettenräder 1, 2 wiederum stetiger erfolgt und beim Treten der Pedale keine plötzliche Laständerung auftritt.

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Da der Vorsprung 4-, wie man in Fig. 2 erkennt, in Richtung auf das kleinere Kettenrad 1 gekröpft ist, kann er die Kette C bei einem Schaltvorgang sicher vom kleineren auf das größere Kettenrad und umgekehrt führen, ohne daß sie dabei hängen bleibt. Dadurch geht das Schalten jederzeit mühelos und zügig vonstatten.

Solange sich die Kette C in Eingriff mit dem größeren Kettenrad 2 befindet und dabei über den Bereich der weggelassenen Zähne 21a und 21b hinweg verläuft, greift der Vorsprung 4- mit seiner Spitze an einer Rolle CI der Kette an, so daß diese nicht straff zwischen den den fehlenden benachbarten Zähnen 21c, 21d gespannt,sondern in Form eines Kreisbogens abgestützt ist, somit also in der Teilung der Kette keine Änderung eintritt. Dadurch kommt die Rolle C1 darm sicher in Eingriff mit dem nächsten vorhandenen Zahn 21d. Der in der Laufrichtung X voreilende Zahn 21c ist dadurch keiner erhöhten Belastung unterworfen, so daß kein verstärkter Verschleiß daran auftritt.

Wie man aus vorstehender Beschreibung erkennt, schafft die Erfindung einen Kettenradsatz, bei welchem an einem größeren Kettenrad wenigstens zwei Zähne weggelassen sind und zwischen den den weggelassenen benachbarten Zähnen ein radial einwärts bis über den Fußkreis hinwegreichender Ausschnitt geformt ist, durch welchen die Kette beim Schaltvorgang hindurchgeleitet wird, so daß

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der Schaltvorgang sicher und zügig vonstatten geht, selbst wenn zwischen den Anzahlen der Zähne der beiden Kettenräder ein großer Unterschied vorhanden ist.

Der im mittleren Teil des Ausschnitts vorhandene und bis nahe an den Fußkreis des größeren Kettenrads heranreichende Vorsprung unterstützt die Überführung der Kette von einem auf das andere Kettenrad. Daher tritt auch bei einem großen Unterschied zwischen den Anzahlen der Zähne der beiden Kettenräder beim Schalten keine plötzliche und große .änderung des zum Antrieb notwendigen Drehmoments auf. Dementsprechend erfolgt beim Treten der Pedale keine plötzliche Laständerung, so daß der Fahrer kaum aus dem Takt gerät und ein sicheres Fahren gewährleistet ist.

Bei Eingriff der Kette mit dem größeren Kettenrad stützt der Vorsprung mit seinem äußeren Ende eine Rolle der Kette ab, so daß diese über die durch die Weglassung der Zähne entstandene Lücke nicht straff gespannt, sondern kreisbogenförmig abgestützt ist, somit also keine Inderung in der Teilung der Kette auftreten kann. Dadurch kommen die Rollen der Kette in sicheren Eingriff mit den den weggelassenen benachbarten Zähnen,so daß diese keiner überhöhten Belastung unterworfen sind.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern erlaubt die verschiedensten Änderungen und Abwandlungen derselben im Rahmen der Ansprüche .

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Claims

DR. BERG DII'L.-INC. STAPF DIPL.-INC. SCHWAEE DR. DR. SANDMAIR 3 0 37857 PATENTANWÄLTE Postfach 860245 · 8000 München 86 Anwaltsakte 51 176 7. Oktober l°fiO Shimano Industrial Comoanv Linited Osaka / Janan Kettenradsatζ für eine Fahrradschaltung P_a_t_e_n_t_a_n_s_g_r_ü_c_h e

1.1 Kettenradsatz für eine Fahrradschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens zwei durch Verbxndungsglieder (3) in vorbestimmten Abstand koaxial miteinander verbundene Kettenräder (1, 2) aufweist, von denen das eine (1) einen kleineren Durchmesser mit einer kleineren Anzahl von Zähnen (11) und

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«(089)988272 Telegramme: . Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850

988273 BERGSTAPFPATENT München (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM

8274 TELEX: Bayec Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270)

3310 0524560 BERG d Posischeck München 65343-808 (BLZ 70010080)

das andere einen größeren Durchmesser mit einer größeren Anzahl von Zähnen (21) hat, daß bei dem größeren Kettenrad (2) wenigstens zwei Zähne (21a, 21b) weggelassen sind, daß das größere Kettenrad zwischen den den weggelassenen Zähnen benachbarten Zähnen (21c, 21d) einen radial einwärts bis unter den Fußkreis des Kettenrads reichenden Ausschnitt (22) aufweist und daß an der der Lücke zwischen den weggelassenen Zähnen entsprechenden Stelle des Ausschnitts ein Vorsprung (4) bis nahe an den Eußkreis heran hervorsteht.

2. Kettenradsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennz ei chnet, daß der Vorsprung (4-) die gleiche Form hat wie die Zähne (11, 21) der Kettenräder (1, 2).

3. Kettenradsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (4-) trapezförmig ist.

4-. Kettenradsatz nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (4·) in Richtung auf das kleinere Kettenrad (1) versetzt ist.

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