DE3113700A1 - Fahrradkettenschaltung - Google Patents

Description

• Fahrradkettenschaltung
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrradkettenschaltung, welche aus einem Viergelenktrieb zur Parallelführung der Schaltschwinge besteht und insbesondere für im Radsport verwendete Fahrräder geeignet ist.
• Derzeit übliche Kettenschaltungen für Fahrräder bestehen im wesentlichen aus einer Schaltschwinge, in der ein Kettenführungsrad und ein Kettenspennrad gelagert sind, und einem Viergelenktrieb mit einer Koppel, die Schaltschwinge und Viergelenktrieb verbindet.
• Geführt von dem Viergelenktrieb bewegt sich die Schaltschwinge beim Schalten im wesentlichen axial zu den Zahnkranzachsen.
• Den Kettenführungsrad führt die Kette auf den gewellten Zahnkranz, und das Kettenspannrad gleicht durch eine Drehung der gesamten Schaltechwinge um eine Verbindungsachse zur Koppel die je nach Zahnkranzdurchmasser benötigte oder frsiwerdende Kettenlänge aus.
• Beim Schalten auf größere Zahnkränze bewegt sich jedoch das Kettenführungsrad radial auf die Zahnkranzspitzen zu. Die Kette wird von dem Kettenführungsrad, unterstützt von einem verlängerten Arm der Schaltschwinge, an die Flanken des gewählten Zahnrades gedrückt, verhakt sich irgendwann und klettert dann radial entgegen der Bewegung des Kettenführungsrades auf den Zahnkranz.
• Beim Schalten auf die kleinersn Zahnkranze dagegen wird der Abstand Kettenführungsrad-Zahnkranzspitzen immer größer. Es ergibt sich ein immer kleiner werdender Umschlingungswinkel der Kette, so daß es bei starker Belas-tung zum Uberrutschen der Kette über die Zahnkranzspitzen kommen kann.
• DarUber hinaus sind aus der DE-OS 2 459 341 Schaltungerl bekannt, bei denen der Viergelenktrieb so angeordnet ist, daß die Schaltschwinge beim Schalten auf gröbere Zahnkränze eine Bewegung ausführt, die in Fahrtrichtung gesehen nach innen - zum Hinterrad - nach unten und teilweise nach hinten gerichtet ist.
• Dabei wird der Umschlingungswinkel der Kette bei den kleinen Zahnkranzen ausreichend groß gehalten, um ein tiberrutschen der Kette zu vermeiden. Durch die Schaltbewegung neh innen - unten - hinten wird das Klettern der Kette auf die grHsseren Zahnkränze unterstützt und oder eingeleitet.
• Der Nachteil der bekannten Schaltungen ist ein sich zumindest nach einigem Gebrauch einstellendes und fUr einen prazisen Schaltvorgang zu großes Spiel im Viergelenktrieb, in der Verbindung Koppel- Schaltschwinge und im Führungsrad.
• Der Fahrer muß daher beim Gangwechsel Uberschalten, d.h. Uher den gewünschten Gang hinausschalten und dann, nach Aufliegen des Ganges wieder etwas zurückschalten, damit die Kette nicht an dem nächsten Zahnkranz schleift. Dies setzt beim Fahrer ein technisches Einfühlungsvermögen voraus, außerdem ist beim Schalten eine der Fahrsicherheit abträgliche Konzentration erforderlich, zudem die schaltende Hand bis zvjm Aufliegen des gewählten Ganges vom Lenker genommen werden muß, und schließlich wird, was insbesondere beim Radrenesport eine Rolle spielt, der Schaltvorgang unnötig verlängert.
• Durch die vorliegende Erfindung soll auch nach längerem Gebrauch der Schaltung ein vollständig spiel freies und damit schnelles und exaktes Schalten möglich und das Überschalten vermeidbar sein.
• Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß dio Gelenkstäbe des Viergelenktriebes zu Kurbeln umgestaltet sind und daß die Kurbeln und das Kettenführungsrad mittels Kugellagerung spielfrei sind.
• Die Fahrradkettenschaltung gemäß der Erfindung kann wahlweise auch noch dadurch weiter gebildet werden, daß a) die spiel freie Lagerung durch Lagerschalen, Kugeln und Konen vorgenommen wird h) eine fest an eine Koppel geschraubte Verbindungeachse gleichzeitig die Lagerachse fUr das Kettenführungerad bildet c) das KettenfUhrungsrad ausgebildete Zähne aufweist, und das die Zahnfußbreite der Breite der Kettengliederzwi3chenräumen entspricht d) an den Enden der Kurbeln Bowdenzugschalter und Schaltzughebel angebracht sind.
• Damit ergibt sich sowohl im rahmenfesten Teil des Uiergelenktriebes als auch in der Koppel die Möglichkeit, den Viergelenktrieb mittels Kugellagerung - je zwei Kugellager pro Kurbelachse - bei leichter Beweglichkeit spielfrei zu gestalten. Die Spiel freiheit wird durch leichtes Anziehen jeweils eines Kugellaqerinnenringes erreicht, was mit Beilegacheiben geschehen kann.
• Zum Erzielen der optimalen Schalteigenschaften, der Schaltbewegung nach innen - unten - hinten, wird die.dem Hinterrad zugekehrte Kurbel um 30 bis 35 Grad gegenUber der äußeren Kurbel nach hinten geschwenkt. Durch eine weitere Schwenkung beider Kurbelachsen, vom Hinterrad aus gesehen um 35 bis 40 Grad nach außen - oben,,sowie einer Drehung der gesamten Anordnung um 25 bis 30 Grad hinten - unten, erhält man bei Betätigung des Viergelenktriebes die gewünschte Schaltbewegung.
• Durch die ausgebildeten Zähne des Kettenführungsrades und seiner gerade zwischen die Kettenglieder passenden Breite, ist gewahrleistet, daß die Kette jeder Bewegung des Kettenführungsrades folgen muß. In Verbindung mit der Schaltbewegung der erfindungsgemäßen Schaltung nach innen - unten - hinten wird so erreicht, daß das Klettern der Kette sofort eingeleitet wird, ohne daß ein Schleifen an den Zahnflanken des gewählten Zahnkranzes oder an den Schaltschwingarmen erfolgt.
• Als Werkstoff fUr das Knttenführungsrad eignet sich ein hochfester und verschleißarmer Kunntstoff, beispielsweise Hostaform Um ein technisch sauberes Einbringen der Kugellager zu sichern, empfiehlt es sich, das KettenfUhrungarad auszubüchsen.
• Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes unter Bezugnahme auf die beigecügten Zeichnungen erläutert.
• Es zeigen: Fiq. 1 - Eine vereinfachte, perspektivisch dergeetellte Gosamtansicht der Schaltung Fig. Anhand einer Explosionszeichnung die Lagerung der freien Kurbeln Fig. 3 - Zwei mögliche AusfUhrungstormen der Kurbeln Fig. 4 - Anhand einer Explosionszeichnung die Lagerung von Schaltschwinge, Kettenführungsrad und Kettenspannrad Fig. 5 - Die Schaltung in zwei Extremstellungen In fig. 1 ist der umgestaltete Viergelenktrieb, bestehend aus einem Rahmenfesten Teil 1, zwei Kurbeln 2, 3 und einer Koppel 4 zu ersehen. An der Koppel 4 ist eine Schaltechwinge 5 drehher um eine Verbindungsachse sf angebracht. GefUhrt von der Koppel 4, vollführt die Schaltschwinge 5 beim Schalten auf die größeren Zahnkränze, die in der Tiefe der Papierebene liegen, die gewünschte Schaltbewegung nach innen - unten - hinten.
• AtlS Fig. 2 ist die gesamte Lagerung der Kurbeln 2, 3 ersichtlich. Im Rahmenfesten Teil 1 befinden sich Bohrungen: 1i, 1 und 1k, 11, in die je ein Dichtring 1a und ein Kugellager 1b eingebracht und mit Labyrinthscheiben 1c abgedeckt werden.
• Die Labyrinthscheiben 1 liegen auf den Innenringen der Kugelc lager 1 b auf. Mit Beilegscheiben 1d lassen sich die Kugellager 1b bei leichter Beweglichkeit spielfrei einstellen; sie werden mit je einer Mutter 2b, 3e gesichert.
• Zwei Rückholfedern lg, 1h' die zwischen den Bohrungen li, 1 und 1k, 11 zu liegen kommen, haben als Festpunkte einen Stabilisierungssteg 1 und je eine Bohrung 21, 3I.
• m Bei der Lagerung der Kurbelzapfen in der Koppel 4 hält je ein Distanzring 4a zwei an den Kugellageraußenringen anliegende Kugellager 4b auf Abstand. Die Schmutzsicherung erfolgt Uber an den Kugellagerinnenringen anliegenden Labyrinthscheiben 4 c Die spiel freie Einstellung der Kugellager 4b erfolgt über von zwei Muttern gesicherten Beilegsoheiben 4d Bei der in Fig. 4 dargestellten Schaltschwinge 5 wird die Uerhindungsachse 5f fest in die Koppel 4 eingeschraubt und mit einer in Fig. 1 dargestellten Mutter 5 gekontert.
• Ein Distanzstück 5e bildet einerseite die Zentrierung für eien Feder 5d, andererseits Anschlag und Zentrierung für einen Schaltschwingarm 5 . Anschlag und Zentrierung der anderen Seite Ubera nimmt die Verbindungsachse 5f.
• Die Legerung eines Kettenführungsrades 5j erfolgt auf der starr mit der Koppel verbundenen Verbindungsachse 5f. Auch hier werden zwei Kugellager 5h durch einen Distanzring 5i auf Abstand gehalten und mit Beilegschsiben 5k spielfrei eingestellt. Zwei Lahyrinthscheihen 59, die in Je eine Nute 5j1 des KettenfUhrungsradee 5j eingreifen, sorgen dafür, daß kein Straßenschmutz in die Kugellager 5; eindringt. Eine Schraube 51 sorgt fUr die Sicherung der Lagerung und ist gleichzeitig Anschlag und Zentrierung eines zweiten Schaltschwingarmes 5b.
• Ein in ein Gewinde 5r eingeschraubter Lagerbolzen 5m, ist die untere Verbindung der Schaltschwingerme 5 , 5b. Auf ihm wird mit einem Nadellager 5c ein Kettenspannrad 5p gelagert. Die Schmutzsicherung erfolgt mittels Labyrinthscheiben, die in die Nuten 5c1 eingreifen.
• Die Feder 5d hat ihre Festpunkte in einer Koppelbohrung 4f und in einem Anschlagzapfen 5q. Durch Drehung der gesammten Schaltschwinge 5 um die Verbindungsachse 5f wird die nicht dargestellte Kette über des Kettenspannrad 5p unter Spannung gehalten.
• Wie in Fig. 3 dergestellt kann durch Doppellaschen 3h, 3i und eine statisch günstigers Variation der Kurbeln 2, 3 vorgenommen werden. Die Doppellaschen 3h, 3i und 2h, 2i werden von zwei Büchsen 2f, 3f auf Distanz gehalten und von zwei Muttern 2g, 3g festgezogen.
• Ein Bowdenzughalter 2a wird mit einem Gewindegang Luft auf die Achse der Kurbel geschraubt. Er kann sich so bei Betätigung eines Bowdenzuges 7 nach einem Schaltzughebel 3a ausrichten, aber gesichert von einem Tnnonzug 6 nicht von der Kurbel 2 hnrllnterdrehen. Die Fixierung des Innenzuges 6 erfolgt mit einer Schraube 3b in einer Büchse 3c, der ein Schlitz 3n ein Ausrichten zum Bowdenzughalter 2 gestattat.
• a Die beiden Extremstellungen der Schaltung zeigt Fig. 5.
• Der Aktionsradius des Uiergelenktriebes ist nach der Innen- und Außenseite hin durch zwei Anschlagechrauben 2i, die in zwei Gewindelöcher 2m gehalten werden, auf die unterschiedlichen Breiten der Zahnkranzpakete einstellbar und begrenzbar.
• Leerseite

Claims (5)

1. Fahrradkettenschaltung Patentansprüche Fahrradkettenschaltung, bestehend aus einem Uiergelenktrieb zur ParallelfUhrung der Schaltschwinge, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkstäbe des Viergelenktriebes zu Kurbeln (2, 3) umgestaltet sind, und daß die Kurbeln (2, 3) und das Kettenführungsrad (5;) mittels Kugellagerung spielfrei gelagert sind.
2. 2. Fahrradkettenechaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spielfreie Lagerung der Kurbeln (2, 3) und des Kettenführungsrades (5j) durch Lagerschalen, Kugeln und Konen vorgenommen wird.
3. 3. Fahrradkettenschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine fest an eine Koppel (4) geschraubte Verbindungsachse (5f) gleichzeitig die Lagerachse für das Kettenführungsrad (5j) bildet.
4. 4. Fahrradkettenschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kettenfflhrungsrad (5j) ausgebildete Zähne aufweist, und daß die Breite der Zahnfüße der Breite der Kettengliederzwischenräumen entspricht.
5. 5. Fahrradkettenschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Kurbeln (2, 3) Bowdenzugschalter (2a) und Schaltzughebel (5a) angebracht sind.