DE3300710A1

DE3300710A1 - Freilaufeinrichtung fuer fahrraeder

Info

Publication number: DE3300710A1
Application number: DE19833300710
Authority: DE
Inventors: Tullio 36100 Vicenza Campagnolo
Original assignee: Campagnolo SRL
Current assignee: Campagnolo SRL
Priority date: 1982-01-13
Filing date: 1983-01-11
Publication date: 1983-07-21
Also published as: FR2519718A1; IT1149449B; IT8219087A0; ES277954Y; ES277954U

Description

CAMPAGNOLO S.p.A., Via della Chimica, 36100 Vicenza, Italien

Freilaufeinrichtung für Fahrräder

Die Erfindung betrifft eine Freilaufeinrichtung für Fahrräder, mit zwei koaxialen Körpern, von denen der Innenkörper mit der Nabe des hinteren Rades drehbar angebracht ist und der Außenkörper eine Vielzahl von Zahnrädern für die Fahrradkette trägt, und mit einer Ratschen-Schalteinrichtung zwischen den beiden Körpern, mittels welcher diese nur in der Richtung, welche der Laufrichtung des Fahrrades entspricht, zur Rotation verbindbar sind.

Wie bekannt ist, weist eine Freilaufeinrichtung für Fahrräder zwei koaxiale Körper auf, von denen der

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Innenkörper drehbar mit der Nabe des hinteren Rades montiert ist und der Außenkörper eine Vielzahl von Zahnrädern für die zur übertragung dienende Fahrradkette aufweist. Ratschen-Schalteinrichtungen dienen dazu, die beiden Koaxialkörper lediglich in der Richtung, welche der Laufrichtung des Fahrrades entspricht, zur Rotation zu verbinden. Es ist auch bekannt, daß die Ratschen-Schalteinrichtung im allgemeinen eine Innenverzahnung aufweist, welche fest an dem Außenkörper angebracht ist, wobei der Innenkörper ein Paar von federbelasteten Klinken trägt, die mit den Zähnen der Innenverzahnung in Eingriff kommen können, und zwar in einer bestimmten relativen Rotationsrichtung zwischen den beiden Körpern, während in der entgegengesetzten relativen Rotationsrichtung ein freies Gleiten erfolgt. Bei herkömmlichen Freilaufeinrichtungen sind die beiden Klinken an in " Durchmesserrichtung einander gegenüberliegenden Stellen am Innenkörper angebracht. Die Innenverzahnung weist eine ungerade Anzahl von Zähnen auf, so daß der Eingriff zwischen den beiden Koaxialkörpern der Freilaufeinrichtung in Laufrichtung des Fahrrades nur mit einer Klinke zu jeweils einem bestimmten Zeitpunkt stattfindet, welche auf einen Zahn der Innenverzahnung einwirkt. Der Hauptgrund für diese Anordnung liegt in der bequemen Begrenzbarkeit des Freilaufhubes, den das Übertragungsgetriebe (und damit auch das Pedal, welches durch den Radfahrer gesteuert wird) auszuführen hat, wenn der Übergang von der Außer-Eingriff-Stellung in die Laufstellung erfolgt.

Bei Freilaufeinrichtungen des normalen Typs, bei denen Innenverzahnungen aus Stahl verwendet werden, entstehen durch die vorstehend beschriebene Anordnung - obwohl sich dabei eine ungleichgewichtige Verbindung zwischen den beiden Körpern, welche die Freilaufeinrichtung bilden, ergibt - keine Nachteile hinsichtlich der Lebensdauer und der Wirksamkeit der Vorrichtung.

Ernsthafte Probleme können jedoch sowohl hinsichtlich der Lebensdauer als auch der Effizienz entstehen, wenn - wie dies durch die wachsenden Anforderungen zur Verbesserung von für Rennfahrräder etc. bestimmten Produkten empfehlenswert ist - Leichtmaterialien zur Herstellung der Innenverzahnung der Freilaufeinrichtung verwendet werden. Die Festigkeit derartiger Materialien ist geringer als diejenige von Stahl, so daß die Spannung, die an der Innenverzahnung in lediglich einem Punkt derselben durch die Übertragungsklinken - wie beim Stand der Technik - erzeugt wird, zu hoch werden kann und dadurch zu einem Bruch führt, der natürlich mit äußerster Sorgfalt vermieden werden sollte.

Um ohne Nachteile Freilaufeinrichtungen mit leichteren Innenverzahnungen herstellen zu können - unter gleichzeitiger Gewährleistung der notwendigen Lebensdauer und Effizienz und damit auch der Sicherheit, die bei Rennfahrrädern etc. erforderlich sind - ist in der französischen Gebrauchsmusterschrift Nr. 8024325 eine Freilaufeinrichtung beschrieben, bei der die Ratschen-Einrichtung zwischen den beiden Körpern der Freilauf-

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- it -

einrichtung eine Innenverzahnung mit einer geraden Zahnanzahl aufweist. Dabei sind zwei Klinken in Durchmesserrichtung einander gegenüberliegend angeordnet, die beide simultan mit ebenfalls in Durchmesserrichtung einander gegenüberliegenden Zähnen der Innenverzahnung in Eingriff kommen.

Diese Anordnung gewährleistet, daß die beiden Klinken gleichzeitig wirksam werden, wobei die Spannung in der Innenverzahnung der Freilaufeinrichtung dementsprechend in zwei Punkten erzeugt wird. Hieraus ergibt sich eine Spannungsverteilung, die unter vollen Sicherheitsbedingungen leicht absorbiert werden kann, und zwar auch von Materialien, die über weniger zufriedenstellende mechanische Eigenschaften als Stahl verfügen, wie bei den verwendeten Leichtmaterialien.

Nichtsdestoweniger hat, wie beim sonstigen Stand der Technik, auch die Anordnung nach der vorgenannten Gebrauchsmusterschrift den Nachteil einer unwuchtigen Verbindung zwischen den beiden Körpern der Freilaufeinrichtung bei der wechselseitigen Drehung auf zwei Kugelbahnen. Diese Unwucht oder Ungleichgewichtigkeit wird dadurch verursacht, daß in beiden Fällen - als Ergebnis des variablen Biegemomentes, welches durch die Wirkung der Fahrradkette am Umfang des Außenkörpers der Freilaufeinrichtung erzeugt wird - auf die Körper der Freilaufeinrichtung bei der Rotation, welche der Freilaufeinrichtung von den Pedalen aus über die Fahrradkette erteilt wird, variable Kraftkomponenten einwirken.

Diese Komponenten setzen den Außenkörper der Freilaufeinrichtung unter Spannung, mit der Tendenz, den Außenkörper relativ zum Innenkörper in variabler und nicht kontinuierlicher Weise zu neigen, wobei die Maximalspannung auftritt, wenn die Klinken der Ratschen-Einrichtung vertikal ausgerichtet sind. Die vorbeschriebenen Spannungen führen häufig und sehr schnell zu Eindrücken oder Eingrabungen in den Sitzen der Kugelbahnen, die zwischen den beiden Körpern der Freilaufeinrichtung vorgesehen sind, woraus Verschleiß, Geräusch und schließlich ein fehlerhafter Lauf der Freilaufeinrichtung resultieren. Es ist zu beachten, daß bei jeder halben Umdrehung der Freilaufeinrichtung das Spiel zwischen den Körpern der Freilaufeinrichtung entsprechend den sich drehenden Kugelsätzen umgekehrt werden muß (wobei dies tatsächlich unter maximaler Spannung stattfindet). Bei jeder halben Umdrehung wird der Außenkörper der Freilaufeinrichtung daher in Vorwärts-Laufrichtung des Fahrrades gegen den Innenkörper vorwärts gestoßen, wobei dieses Vorwärtsstoßen sich natürlich mit dem Spiel (und damit mit dem Verschleiß) vergrößert, ein Phänomen, welches sich infolge der vorstehend beschriebenen Konsequenzen rasch vergrößert.

Dieser Nachteil, der unter Umständen bei Freilaufeinrichtungen, die herkömmlichen Anwendungszwecken dienen, akzeptiert werden kann, läßt sich bei einem mechanischen Erzeugnis mit hochwertigen technischen Eigenschaften, wie es für Spezialzwecke, beispielsweise bei Freilaufeinrichtungen für Rennfahrräder, ausgelegt ist, in keiner Weise vernachlässigen. Die Erfindung hat daher die Aufgabe, diesen Nachteil bei Freilaufein-

richtungen der eingangs genannten Art zu eliminieren, wodurch eine Verbesserung, wenn auch von scheinbar großer Einfachheit, herbeigeführt wird, die außerordentlich wirksam ist und sich in dem speziellen Gebiet, welches in Rede steht, nämlich bei Freilaufeinrichtungen für Fahrräder, als revolutionär bezeichnen läßt.

Erfindungsgemäß wird die vorstehend angegebene Aufgabe bei einer Freilaufeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Ratschen-Schalteinrichtung drei Klinken aufweist, die mit gleichen gegenseitigen Winkelabständen angeordnet sind; und daß ein Zahnkranz vorgesehen ist, dessen Zahnanzahl ein Vielfaches von Drei beträgt.

Durch diese Anordnung, welche einen Eingriff zwischen den beiden Körpern der Freilaufeinrichtung an drei Punkten, die um 120° versetzt sind, ermöglicht, wird die wechselseitige Rotation derartiger Freilaufkörper vollständig ausbalanciert, da die Spannungen, welche die Tendenz haben, einen der Körper relativ zum anderen zu neigen, und zwar in dem Ausmaß und mit den Nachteilen, wie dies vorstehend beschrieben wurde, nicht langer existieren können. Das Phänomen, daß der Außenkörper gegen den inneren Körper gedrückt wird, wodurch entsprechend den Laufbahnen der Kugeln des einen Körpers, die auf dem anderen Körper ablaufen, Eindrücke erzeugt werden können, läßt sich hierdurch drastisch reduzieren oder sogar vollständig eliminieren. Hieraus resultieren eine beträchtliche Verringerung des Verschleißes und unerwünschterGeräusche sowie auch beträchtliche Verbesserungen hinsichtlich der

Lebensdauer und der zuverlässigen Wirkungsweise der Freilaufeinrichtung bei Höchstbelastung derselben.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Die aus einer einzigen Figur bestehende Zeichnung zeigt dabei einen Querschnitt durch eine Freilaufeinrichtung nach der Erfindung.

Wie die Zeichnung, in der der Außenkörper eines Ausführungsbeispieles einer Freilaufeinrichtung nach der Erfindung gezeigt ist, erkennen läßt, weist der Außenkörper einen Zahnkranz 1 auf, der eine Innenverzahnung

2 trägt. Weiterhin sind eine Vielzahl von Zahnrädern

3 für .die Fahrradkette (nicht gezeigt) sowie ein Teil eines Innenkörpers 4 der Freilaufeinrichtung gezeigt, welcher mit Klauen versehen ist, die mit den Zähnen 2 des Zahnkranzes 1 in Eingriff kommen können.

Wie ersichtlich ist, sind bei der Erfindung drei Klauen oder Klinken 5 vorgesehen, von denen jede mit einer eigenen Feder 6 versehen ist, welche die Klinke mit der Innenverzahnung 2 des Zahnkranzes 1 in Eingriff drückt. Der Zahnkranz 1 wiederum weist eine Anzahl von Zähnen auf, die gleich einem Vielfachen von Drei (bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel 15) ist oder, im Grenzfall, drei Zähne beträgt. Die drei Klinken 5 sind mit gleichen Winkelabständen angeordnet und stehen demgemäß mit dem Zahnkranz 1 bei Zähnen in Eingriff,

AO

die bei 120° liegen.

Dies gewährleistet - für jede Arbeitsbedingung des Freilaufes - ideale Verhältnisse hinsichtlich des Gleichgewichtes zwischen den beiden Freilaufkörpern 1 und 4 bei der gegenläufigen Rotation, unabhängig von den auftretenden Spannungen, wodurch die Nachteile vermieden werden, die von den Ungleichgewichten herrühren, die gegenwärtig in den herkömmlichen Freilaufeinrichtungen zu beobachten sind. Da darüber hinaus die zwischen den beiden Körpern der Freilaufeinrichtung übertragenen Spannungen auf die drei Klinken und auf die drei Zähne der Freilaufeinrichtung verteilt werden, und zwar in simultanem gegenseitigen Arbeitseingriff (wobei eine offensichtliche Reduzierung der Spannungen als Ganzes auf Klinken und Zähne erreicht wird), läßt sich sagen, daß die Erfindung die Möglichkeit gibt, einen Freilauf mit deutlich verbesserten Eigenschaften zu realisieren, welcher die Anforderungen der Hersteller von Rennfahrrädern etc. vollständig erfüllt.

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Akte: C 1820

BEZUGSZEICHENLISTE
(LIST OF REFERENCE NUMERALS)

Zahnkranz

1	Innenverzahnung	1
2	Zahnrad	2
	Innenkörper
4	Klinke	4
5	Feder	5
6		6
7		7
8		8
9		9
10		10
11		11
12		12
^?		15
14		14
		15
16		16
17		17
18		18
19		19
20		20
21		'21
22 .		22
25		25
24		24
25		25
		26
27		27
28		28
29		29
30	30

Leerseite

Claims

C 1820

Ansprüche

M J Freilaufeinrichtung für Fahrräder, mit zwei koaxialen Körpern, von denen der Innenkörper mit der Nabe des hinteren Rades drehbar angebracht ist und der Außenkörper eine Vielzahl von Zahnrädern für die Fahrradkette trägt, und mit einer Ratschen-Schalteinrichtung zwischen den beiden Körpern, mittels welcher diese nur in der Richtung, welche der Laufrichtung des Fahrrades entspricht, zur Rotation verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ratschen-Schalteinrichtung drei Klinken (5) aufweist, die mit gleichen gegenseitigen Winkelabständen angeordnet sind; und daß ein Zahnkranz (1) vorgesehen ist, dessen Zahnanzahl ein Vielfaches von Drei beträgt.
2. Freilaufeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinken (5), durch Federn (6) nach außen gedrückt, an dem Innenkörper (4) angebracht sind; und daß der Zahnkranz als Innenverzahnung (2) an dem Außenkörper (1) angebracht ist.
3. Freilaufeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (1, 2) fünfzehn Zähne aufweist.