DE3331958C2

DE3331958C2 - Fahrrad-Kettenrad

Info

Publication number: DE3331958C2
Application number: DE3331958A
Authority: DE
Inventors: Masashi Izumi Osaka Nagano
Original assignee: Shimano Industrial Co Ltd
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1982-09-03
Filing date: 1983-09-05
Publication date: 1986-08-14
Also published as: FR2532710B1; US4519791A; FR2532710A1; DE3331958A1

Abstract

Ein Fahrrad-Kettenrad umfaßt einen Kettenradkörper sowie eine Anzahl von Zähnen, die in Umfangsrichtung an dem Außenumfang des Kettenradkörpers derart ausgebildet sind, daß eine Strecke zwischen der Zahnspitze eines jeden Zahnes und der Drehachse des Kettenradkörpers kleiner ist als die Strecke zwischen einer gedachten Ebene, die die beiden Umfangskanten an der Zahnspitze verbindet, und der Drehachse, wobei beide Kanten spitzwinklig sind.

Description

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wobei:
/ =

der Abstand zwischen der Oberseite (23) und der Drehachse (O), und
der Abstand zwischen einer Ebene durch die Vorderkante (24) und die Hinterkante (25) und der Drehachse (O).

2. Fahrrad-Kettenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (23) als eine konkave Fläche ausgebildet ist, die bezüglich dem Kettenradkörper (1) radial einwärts und zwischen Vorder- und Hinterkante (24,25) zur Drehachse (O) des Kettenradkörpers (1) hin gekrümmt ist, und daß die Vorder- und Hinterkante (24, 251) jeweils spitzwinklig ist (F i g. 2).

3. Fahrrad-Kettenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (23) als geneigte. V-förmige Fläche zwischen Vorder- und Hinterkante (24,25) ausgebildet ist, die zur Drehachse (O) des Kettenradkörpers (1) hin geneigt ist, und daß die Vorder- und Hinterkante (24, 251) jeweils spitzwinklig ist (F ig. 3).

4. Fahrrad-Kettenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (23) als eine ebene Fläche ausgebildet ist, weiche die Vorder- und Hinterkante (24,25) miteinander verbindet (Fig. 4).

5. Fahrrad-Kettenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (23) eine Ausbildung (30) gegen das Wegrutschen der Kette (3) aufweist (F i g. 7,8,9).

6. Fahrrad-Kettenrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung (30) gegen das Wegrutschen mindestens eine Aussparung aufweist, die sich über die Breite des Kettenradkörpers (1) hinweg erstreckt (F i g. 9).

7. Fahrrad-Kettenrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung (30) gegen das Wegrutschen mindestens einen Vorsprung aufweist, der sich über die Breite des Kettenradkörpers (1) hinweg erstreckt (F i g. 7,8).

Die Erfindung betrifft ein Fahrrad-Kettenrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welches bevorzugt beim hinteren Kettenradsatz einer Fahrrad-Kettenradschaltung Anwendung findet.

Ein solches bekanntes Kettenrad (DE-OS 26 52 426) ist aus Stahlblech ausgestanzt und weist eine runde Außenkontur auf. Somit verläuft die Oberseite eines jeden Zahnes längs des Kopfkreises des Kettenrades.

Wenn eine solche Antriebskette von einem Kettenrad mit kleinerem Durchmesser auf ein solches mit größerem Durchmesser am Kettenradsatz umgeschaltet wird, dann läuft die Oberseite eines Zahnes des größeren Kettenrades gegen eine Außenlasche oder einen Stift der Kette an, rutscht aber dann oftmals am Angriffspunkt durch, so daß die Kette nicht sofort in Eingriff gelangt,

ίο sondern durchrutschen kann. Andererseits wird die Kette, wenn sie vom Kettenrad mit dem größeren Durchmesser auf jenes mit dem kleineren umgeworfen wird, so angehoben, daß sie zuerst auf der Oberseite eines Zahnes am Rad mit dem größeren Durchmesser aufläuft und erst dann mit den Zähnen des Rades mit dem kleineren Durchmesser in Eingriff gelangt. Auch in diesem Fall liegt während des Schaltvorganges die Kette auf der Oberseite eines Zahnes instabil auf und kann somit durchrutschen.

Die Reibung zwischen der Oberseite des Zahnes und der hierauf auflaufenden Ketten führt zu einer erheblichen Abnutzung an der Zahnspitze, und zwar besonders an den Kanten, wodurch die Zahnspitze insgesamt abgerundet wird, so daß sich während des Schaltvorganges der Eingriff infolge der Abnutzung noch weiter verschlechtert.

Ausgehend von den obigen Problemen dec bekannten Kettenrades liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses bekannte Kettenrad dahingehend weiterzubilden, daß der Schaltvorgang beim Umwerfen der Kette rascher und präziser vonstatten geht, auch wenn das Kettenrad bereits erheblich abgenutzt sein sollte.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Hierbei erstreckt sich die Oberseite eines jeden Zahnes nicht mehr, wie beim bekannten Kettenrad, längs des Kopfkreises, sondern im Grenzfall längs einer Geraden, die die Vorder- und Hinterkante des Zahnes miteinander verbindet, ist vorzugsweise aber gegenüber dieser Kontur noch zur Kettenrad-Mitte hin vertieft. Wenn der Eingriff zwischen der Zahn-Oberseite und der Kette stattfindet, dann befindet sich der Aufäagepunkt in einer stabilen Gleichgewichtslage, denn wenn sich dieser Auflagepunkt zur Vorder- oder Hinterkante des Zahnes hin verlagert, dann nimmt gleichzeitig auch sein Abstand zur Kettenrad-Mitte hin zu. Durch die an der Kette angreifenden Kräfte trachtet aber dieser Aüflagepunkt danach, stets jene Lage mit dem geringsten Abstand zur Kettenrad-Mitte einzunehmen.

so Da im Bereich des genannten Auflagepunktes auch der größte Verschleiß stattfindet, nutzen sich die Kanten des Zahnrades weit weniger ab, als dies bei dem bekannten Zahnrad der Fall war.
Gemäß weiterer Ausgestaltungen der Erfindung kann die Oberseite konkav oder V-förmig ausgespart sein, und zwar soweit, daß die Vorder- und Hinterkante jeweils einen spitzen Winkel bildet. Hierdurch wird das Einleiten des Eingriffs durch Wirkung der Vorder- und Hinterkante noch weiter verbessert.

Gemäß weiterer Ausgestaltungen der Erfindung kann die Oberseite so ausgebildet sein, daß sie dem Durchrutschen der Kette einen noch größeren Widerstand entgegensetzt, etwa durch mindestens eine Querrippe oder -rille, so daß der Gangschaltvorgang noch rascher und zuverlässiger verläuft.

Es ist zwar bereits bekannt (DE-AS 12 65 045), die Oberseiten eines verhältnismäßig großen Abtriebs-Kettenrades für eine Förderkette mit Vertiefungen auszu-

bilden, aber der Zweck dieser Vertiefungen ist unklar.

Die Erfindung wird nachfolgend in der detaillierten Beschreibung und in den Beispielen noch näher erläutert In der Zeichnung ist

F i g. 1 eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kettenrades,

Fig.2 eine vergrößerte Ansicht eines Zahnes des Ausführungsbeispiels der F i g. 1,

F i g. 3 bis 5 jeweils eine teilweise vergrößerte Ansicht abgewandelter Ausführungsbeispiele der Erfindung,

F i g. 6 eine erläuternde Ansicht des Eingriffs einer Antriebskette mit dem Kettenrad,

F i g. 7 bis 9 jeweils eine vergrößerte Ansicht, die beispielhaft für die Verbesserungen der Ausführungsbeispiele der F i g. 3 bis 5 sind, und

Fi g. 10 eine teilweise vergrößerte Ansicht eines herkömmlichen Kettenrades.

Es wird nun auf F i g. 1 Bezug genommen; ein ringförmiger Kettenradkörper 1 weist eine Mittelbohrung \a und an seinem Außenumfang eine Anzahl von Zähnen 2 auf, die mit regelmäßigem Abstand am Umfang angeordnet sind, wobei der Kettenradkörper 1 und die Zähne 2 aus Metallblech gebildet sind, das durch eine Stanzform ausgestanzt ist Sie können auch durch Kokillenguß geformt sein.

Jeder Zahn 2 ist mit einer Vorderseite 21 und einer Rückseite 22 versehen, die in Drehrichtung des Pfeils X jeweils in Vorder- und Rückwärtsrichtung angeordnet sind, sowie einer Oberseite 23, die die Vorder- und Rückseite 21 und 22 miteinander verbindet Eine Vorderkante 24 ist zwischen der Vorderseite 21 und der Oberseite 23 gebildet, und eine Hinterkante 25 ist zwischen der Rückseite 22 und der Oberseite 23 gebildet.

Eine Länge /oder der kürzeste Abstand zwischen der Oberseite 23 und der Drehachse O des Kettenradkörpers 1 ist kleiner ausgebildet als der Abstand zwischen der gedachten Ebene Z, die die Vorder- und Hinterkanten 24 und 25 gemeinsam umfaßt, wobei die Vorder- und Hinterkante jeweils spitzwinklig ist.

Die Oberseite 23 ist vergrößert in F i g. 2 dargestellt und kreisbogenförmig zur Drehachse O des Kettenradkörpers 1 hin konkav ausgebildet, so daß hierdurch die Kette, die auf der Oberseite 23 aufläuft, während ihres Umschaltens stabil gehalten wird. Die Oberseite 23 kann, wie beispielsweise in F i g. 3 gezeigt, auch V-förmig zur Drehachse O hin ausgespart sein oder, wie in F i g. 4 gezeigt, parallel zur gedachten Ebene Zangeordnet sein.

Die Vorder- und Hinterkante 24 und 25 sind, wie in F i g. 1 bis 4 gezeigt, leicht gebrochen, so daß sie eine kleine Krümmung aufweisen, oder können ohne Brechung scharf gehalten werden.

Zusätzlich sind die Zähne 2 parallel zur Mittellinie Y der Dicke des Kettenradkörpers 1 vorgesehen. Die Zähne 2 können aber auch, wie in Fig.5 gezeigt, unter einen bestimmten Winkel bezüglich der Mittellinie Y derart geschränkt sein, daß das eine Umfangsende der Zahnspitze axial gegenüber dem unteren Zahngrund auswärts vorspringen kann. In diesem Fall ist der Zahn, der am Ende der Zahnspitze gegenüber dem Zahngrund vorspringt, vorzugsweise an der Vorderkante 24 sowie an seiner Ecke an der Seite der Mittellinie Y abgeschrägt bzw. gebrochen.

Als nächstes wird erläutert, wie man die Kette auf ein gewünschtes Kettenrad eines Kettenradsatzes umschaltet, der an der Hinterradnabe des Fahrrads angebracht ist, wobei für die bequemere Erläuterung das Kettenrad mit dem kleineren Durchmesser mit A und jenes mit dem größeren Durchmesser mit B bezeichnet ist

Die Kette 3 wird, wenn sie vom Kettenrad A auf das Kettenrad B umgeschaltet wird, von einem Umwerfer gegen das Kettenrad B gedruckt, und eine Lasche 31 der Kette 3, wie sie in F i g. 6 gezeigt ist verläßt den Zahn des Kettenrades A und wird in Druckberührung mit der Seite des Zahnes 2 am Kettenrad B gebracht, so daß das Ende eines Stiftes, der von der Lasche 31 oder der Seitenkante einer Außenlasche der Kette 3 vorspringt von der Hinterkante 25 des Zahnes 2 am Kettenrad B ergriffen wird, wobei die Kette 3 angehoben wird, um mit dem Zahn 2 am Kettenrad B in Eingriff zu gelangen. Zu diesem Zeitpunkt ermöglicht es die Oberseite 23 eines jeden Zahnes 2 am Kettenrad B, welche unterhalb der oben erwähnten, gedachten Ebene Z konkav ist, es der Hinterkante 25 des Zahnes 2 am Kettenrad B, wirksam die Kette 3 zu ergreifen, wobei ein rascher Eingriff der Kette 3 mit den Zähnen des Kettenrades B ermöglicht wird und der Gangschaltungs-Wirkungsgrad verbessert wird.

Andererseits wird die Kette 3, wenn sie vom Kettenrad B auf das Rad A umgeschaltet wird, vom Umwerfer zum Kettenrad A gedrückt, und die Kette 3 verläßt den Zahn 2 am Kettenrad B und wird gegenüber diesem angehoben, so daß die Lasche 31 der Kette 3 auf der Oberseite 23 des Zahnes 2 am Kettenrad B aufsitzt; zu diesem Zeitpunkt kann die Oberseite 23, die in der oben erwähnten Weise ausgebildet ist, die Kette 3 stabil tragen. Somit kann die Kette 3 rasch auf das Kettenrad A umgeschaltet werden.

Die Oberseite 23 des Zahnes 2 am Kettenrad B hält sogar auch dann, wenn sie infolge der Reibung zwischen der Kette 3 und der Oberseite 23 während des Umschaltens der Kette abgenutzt ist, die Vorder- und Hinterkante 24 und 25 nicht so stumpf, wobei es der Kette 3 ermöglicht wird, wirksam von den Kanten 24 und 25 ergriffen und auf der Oberseite 23 stabil gehalten zu werden, und zwar infolge der oben erwähnten Ausbildung.

Die Oberseite 23 kann, wie in F i g. 7 gezeigt, auch mit einer Widerstandseinrichtung 30 versehen sein, um gegenüber dem Durchrutschen der Kette 3 einen Widerstand aufzubringen.

Die Widerstandseinrichtung 30 umfaßt eine Anzahl feiner Vorsprünge, die sich quer über die Breite des Kettenradkörpers 1 erstrecken und längs der Zahnbreite nebeneinander angeordnet sind, wobei es der Kette ermöglicht wird, stabil auf der Oberseite 23 gehalten zu werden, auf welcher die Kette aufsitzt. Somit kann angesichts dessen die Kette rasch umgeschaltet werden.

Die Widerstandseinrichtung kann auch aus nur einem Vorsprung gebildet sein, wie in F i g. 8 geneigt, oder durch eine Aussparung ersetzt werden, wie in Fig.9 gezeigt.

Zusätzlich liefert die Ausbildung der Fig.8 einen Vorsprung an der Oberseite 23 des Ausführungsbeispiels der F i g. 3 und jene der F i g. 9 sieht eine Aussparung an der Oberseite des Ausführungsbeispiels der F i g. 4 vor.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fahrrad-Kettenrad für den Kettenradsatz einer Fahrrad-Kettenschaltung, mit einem Kettenradkörper (1) und Zähnen (2), weiche mit einer Antriebskette (3) in Eingriff bringbar sind, wobei jeder Zahn (2) eine Vorderseite (21), Rückseite (22) und Oberseite (23) aufweist, sowie eine Vorderkante (24) zwischen der Vorderseite (21) und der Oberseite (23) und eine Hinterkante (25) zwischen der Rückseite (22) und der Oberseite (23), gekennzeichnet durch
die folgende Beziehung: