DE3406566A1

DE3406566A1 - Kettenumwerfer fuer ein fahrrad

Info

Publication number: DE3406566A1
Application number: DE19843406566
Authority: DE
Inventors: Masashi Izumi Osaka Nagano
Original assignee: Shimano Industrial Co Ltd
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1983-02-23
Filing date: 1984-02-23
Publication date: 1984-08-30
Also published as: IT1173322B; USRE32924E; US4610644A; DE3406566C2; US4755162A; FR2541226B1; IT8419718A0; FR2541226A1

Description

f.

Kettenumwerfer für ein Fahrrad

Beschreibung "'

:

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kettenumwerfer für ein ·

Fahrrad, insbesondere auf einen Kettenumwerfer mit einem ]

Befestigungsteil, einem aus einem Basisteil,zwei Schwingen _t

und einem beweglichen Koppelglied gebildeten Pantograph- j

iQ oder Parallelogrammgestänge und einer eine Führungsrolle | sowie eine Spannrolle aufweisenden Kettenführung, bei wel- ί ehern das Parallelogrammgestänge über einen Drahtzug verstellbar ist, um die Kettenführung hin und her zu bewegen \ und damit eine Antriebskette auf ein dem jeweils gewählten

je übertragungsverhältnis entsprechendes Kettenrad eines \

Kettenradsatzes zu führen. j

Um bei einem herkömmlichen Kettenumwerfer eine gute und I

sichere Schaltbetätigung zu erzielen, ist zwischen der j

2Q Kettenführung und dem beweglichen Koppelglied eine erste

Feder und zwischen dem Basisteil und dem Befestigungsteil j

eine zweite Feder angeordnet. Die beiden Federn dienen im j Zusammenwirken miteinander dazu, die Kette unter Spannung |

zu halten und sind so aufeinander abgestimmt, daß sie die
Ausrichtung der Kettenführung gegenüber jedem einzelnen
Kettenrad erleichtern.

Die zweite Feder belastet das Parallelogrammgestänge in
bezug auf das Befestigungsteil im Uhrzeigersinn, d.h. sie

^₀ belastet die Kettenführung in bezug auf den Kettenradsatz
radial auswärts. Beim Umwerfen der Kette neigt die Kettenführung daher dazu, sich unter der von der zweiten Feder
ausgeübten Belastung derart zu bewegen, daß der Abstand
zwischen der Kettenführung und einem Kettenrad kleineren

__ Durchmessers größer wird als der Abstand zwischen der Ket-

tenführung und einem Kettenrad größeren Durchmessers. Bei
richtiger Einstellung des Abstands zwischen der Kettenführung und einem Kettenrad größeren Durchmessers ergibt sich

daher ein übermäßig großer Abstand gegenüber einem Kettenrad kleineren Durchmessers. Insbesondere wenn der Unterschied zwischen den Durchmessern der Kettenräder sehr groß ist, wird der Abstand zwischen der Kettenführung und dem kleineren Kettenrad so groß, daß eine einwandfreie Schaltbetätigung nicht mehr gewährleistet ist.

Um diesen Mangel zu beseitigen wurde bereits vorgeschlagen eine schwächere zweite Feder zu verwenden, wodurch sich der Abstand zwischen der Kettenführung und einem kleineren Kettenrad verringern ließe. Der so verringerte Abstand kann in gewissen Fällen jedoch dazu führen, daß die Bewegung der Führungsrolle beim Umwerfen der Kette auf ein Kettenrad . größeren Durchmessers von diesem behindert wird.

In solchen Ausführungsformen, in denen die Stellung der Führungsrolle durch genaue Abstimmung der beiden Federn aufeinander bestimmt wird, ist der sichere Arbeitsbereich äußerst eng, da die Kräfte der beiden Federn der Differenz der Anzahlen von Zähnen an den Kettenrädern größeren und kleineren Durchmessers entsprechen müßten. Da die Spannung der ersten Feder mit zunehmender Differenz zwischen den Anzahlen der Zähne zunimmt, müßte dabei auch die Spannung der zweiten Feder zunehmen, um zu verhindern, daß die Führungsrolle beim Umwerfen der Kette auf ein Kettenrad größeren Durchmessers mit diesem im Berührung kommt. Sind die erste und die zweite Feder daher so aufeinander abgestimmt, daß zwischen der Kettenführungsrolle und einem Kettenrad größeren Durchmessers ein Abstand von vorbestimmter Größe vorhanden ist, dann bewirkt die zunehmende Spannung der zweiten Feder beim Umwerfen der Kette auf ein Kettenrad kleineren Durchmessers wiederum, daß der Abstand zwischen der Führungsrolle und dem kleineren Kettenrad zu groß wird, womit der genannte Mangel also nicht beseitigt ist.

Demgegenüber beschreibt die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Sho 42-23,485 einen Kettenumwerfer, bei

welchem die die Schwingen des Parallelogrammgestänges mit dem Basisteil und dem beweglichen Koppelglied desselben verbindenden Anlenkstifte in bezug auf eine zur Achsö des Kettenradsatzes lotrechte Ebene geneigt angeordnet sind, wodurch die Kettenführung zu einer in bezug auf den Kettenradsatz radialen Bewegung in der parallel zur Achse desselben verlaufenden Ebene gezwungen ist.

Bei einer solchen Anordnung bewegt sich die Kettenführung jedoch zwangsläufig in einer bestimmten Richtung, wodurch die Schaltbetätigung erheblich beeinträchtigt werden kann, falls der Kettenradsatz gegen einen anderen Kettenradsatz mit unterschiedlichen Abständen zwischen den einzelnen Kettenrädern ausgetauscht wird.

Angesichts dieser Nachteile und Mängel bekannter Ausführungen schafft die Erfindung einen Kettenumwerfer, welcher mit einer ersten und einer zweiten Feder sowie mit einem Zwangsstelltrieb für die Kettenführung arbeitet, so daß die dieser durch den Zwangsstelltrieb aufgezwungene Stellung durch Abstimmung der ersten und der zweiten Feder aufeinander derart eingestellt wird,daß selbst bei einer Änderung der Anordnung der Kettenräder des Kettenradsatzes, bei einer besonders großen Differenz zwischen den Durchmessern eines kleineren und eines größeren Kettenrads oder auch bei einem Kettenrad von übermäßig großem Durchmesser der Abstadn zwischen der Führungsrolle der Kettenführung und jedem einzelnen Kettenrad innerhalb eines zulässigen Bereichs gehalten werden kann.

Gemäß der Erfindung ist ein Kettenumwerfer für ein Fahrrad mit einem Befestigungsteil, einem aus einem Basisteil, zwei Schwingen und einem beweglichen Koppelglied zusammengesetzten Pantograph- oder Parallelogrammgestänge und einer eine Führungsrolle und eine Spannrolle aufweisenden Kettenführung gekennzeichnet durch einen Zwangsstelltrieb, welcher die Kettenführung parallel zur Achse des Kettenradsatzes sowie außerdem radial dazu in der zur Achse desselben lot-

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rechten Ebene bewegt, das Parallelogrammgestänge derart mit dem Befestigungsteil verbindet, daß die Führungsrolle auf die Achse des Kettenradsatzes zu und von ihr weg verschwenkbar ist, und bei welchem die erste Kette zwischen der Kettenführung und dem beweglichen Koppelglied und die zweite Feder zwischen dem Befestigungsteil und dem Parallelogrammgestänge angeordnet ist, um die Führungsrolle in einer von der Achse des Kettenradsatzes weg führenden Richtung zu belasten. Beim Umwerfen der Antriebskette bewegt der Zwangsstelltrieb die Kettenführung somit in Axialrichtung des Kettenradsatzes und zwingt ihr dabei außerdem eine radiale Bewegung auf, worauf die erste und die zweite Feder sich gegeneinander ausgleichen, um die durch den Zwangsstelltrieb vorgegebene Stellung der Führungsrolle einzustellen, wodurch es möglich ist, den Abstand zwischen der Führungsrolle und jedem einzelnen Kettenrad eines Kettenradsatzes beliebiger Ausführung innerhalb eines zulässigen Bereichs zu halten.

Der Zwangsstelltrieb gemäß der Erfindung umfaßt zwei Ausführungen, gemäß deren einer die die Schwingen des Parallelogrammgestänges mit dem Basisteil und dem beweglichen Koppelglied desselben verbindenden Anlenkstifte in bezug auf die zur Achse des Kettenradsatzes lotrechte Ebene genigt angeordnet sind, so daß sich eine sogenannte Schubkonstruktion ergibt, und gemäß deren anderer ein eine derjenigen der Schaltstellungen entsprechende Anzahl von ersten Angriffsteilen aufweisendes erstes Steuerteil und ein ein mit jedem der ersten Angriffsteile in Eingriff bringbares zweites Angriffsteil aufweisendes zweites Steuerteil zusammen einen Stelltrieb bilden.

Beim Verstellen des Parallelogrammgestänges bewirkt der Zwangsstelltrieb in beiden Fällen eine Bewegung nicht nur in Axialrichtung des Kettenradsatzes, sondern auch in Radialrichtung desselben in der zur Achse desselben lotrechten Ebene, wobei die beiden Ausführungsformen jedoch nur typisch für die Erfindung sind, diese jedoch nicht einschränken.

In der vorstehend genannten zweiten Ausführung ist der Zwangsstelltrieb so ausgebildet daß der Abstand zwischen der Führungsrolle und einem Kettenrad größeren Durchmessers bei der Bewegung.der Führungsrolle über die Kettenräder B kleineren und größeren Durchmessers hinweg größer ist als der Abstand zwischen einem Kettenrad kleineren Durchmessers und der Führungsrolle, wodurch die Spannung der zweiten Feder bei Ausrichtung der Führungsrolle auf ein Kettenrad größeren Durchmessers größer ist als bei Ausrichtung der Führungsrolle auf ein Kettenrad kleineren Durchmessers.

Gemäß der Erfindung ist die Kettenführung an einer gegenüber der Drehachse der Führungsrolle versetzten Stelle am beweglichen Koppelglied angelenkt und stellt dadurch einen funktioneilen Bestandteil des Stelltriebs dar.

Bei Ausrichtung der Führungsrolle auf ein Kettenrad kleineren Durchmessers läßt sich die Führungsrolle mittels dieses Stelltriebs auf dem kleinstmöglichen Abstand zu dem Kettenrad halten, welcher gerade noch zum Umwerfen der Antriebskette ausreichend ist. Beim Verstellen des Parallelogrammgestänges zum Ausrichten der Führungsrolle auf ein Kettenrad größeren Durchmessers tritt ein Kräfteausgleich zwischen der zweiten und der ersten Feder ein, welcher es dem Parallelogrammgestänge ermöglicht, eine Schwenkbewegung in bezug auf das Befestigungsteil zu vollführen, um den durch den Zwangsstelltrieb eingestellten Abstand zu vergrößern, so daß sich die Führungsrolle auf das Kettenrad größeren Durchmessers ausrichten läßt und der entsprechende Abstand zwischen der Führungsrolle und dem größeren Kettenrad eingestellt werden kann. Auf diese Weise ist das Umwerfen der Antriebskette insbesondere auf ein Kettenrad kleineren Durchmessers, jedoch auch auf ein Kettenrad größeren Durchmessers, einfacher und sicherer durchführbar.

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

Fig. 1 eine Seitenansicht eines zusammen mit einem Kettenradsatz an einem Fahrradrahmen angebrachten Kettenumwerfers in einer ersten Ausführungsform der Erfindung ,

Fig. 2 eine Längsansicht des Kettenumwerfers nach Fig. 1,

Fig. 3 und 4 Darstellungen der Wirkungsweise des Kettenumwerfers nach Fig. 1 und 2,
10

Fig. 5 eine Darstellung der Federcharakteristik einer ersten und einer zweiten Feder,

Fig. 6 eine Fig. 1 entsprechende Seitenansicht der wesentliehen Teile des Umwerfers in einer anderen Betriebsstellung,

Fig. 7 eine Fig. 1 entsprechende Seitenansicht eines Kettenumwerfers in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht des Umwerfers nach Fig. 7 von unten,

Fig. 9 eine Rückseitenansicht von wesentlichen Teilen der Ausführungsform nach Fig. 7,

Fig. 10 eine Darstellung der Wirkungsweise der zweiten Ausführungsform,

Fig. 11 eine Fig. 1 entsprechende Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 12 eine Fig. 2 entsprechende Längsansicht der dritten Ausführungsform.

y /ΦΙ Fig. 1 bis 6 zeigen eine erste Ausführungsform eines Kettenumwerfers, welcher zusammen mit einem Kettenradsatz am hinteren Teil einss Fahrrads angeordnet ist.

Der Umwerfer hat ein Befestigungsteil 1, ein Parallelogrammgestänge A mit einem Basisteil 2, zwei Schwingen 3 und k und einem beweglichen Koppelglied 5, und eine Kettenführung 6 mit einer Führungsrolle 61 und einer Spannrolle 62. Das Befestigungsteil 1 ist an der Hinterradgabel H eines Fahrrads befestigt, und das Basisteil 2 ist mittels einer ersten waagerechten Welle 7 am Befestigungsteil 1 angelenkt.

Das Basisteil 2 hat an einer Seite zwei einander gegenüberstehende Anlenkbacken, an denen die beiden Schwingen 3 und mittels jeweils eines Anlenkstifts 8 bzw. 9 angelenkt sind. Das bewegliche Koppelglied 5 ist mittels zweier Anlenkstifte 10 bzw. 11 an den freien Enden der Schwingen 3 und H angelenkt.

Das Koppelglied 5 hat eine ähnliche Form wie das Basisteil 2 mit zwei an einer Seite angeordneten Anlenkbacken, mit denen es an den Schwingen 3 und 4 angelenkt ist. An der anderen Seite des Koppelglieds 5 ist die Kettenführung 6 mittels einer zur ersten Welle 7 parallelen zweiten waagerechten Welle 12 über einen begrenzten Bereich verschwenkbar angelenkt.

Eine zwischen einer der Schwingen 3 oder 4 und dem Basisteil 2 oder dem Koppelglied 5 angeordnete (nicht gezeigte) Rückstellfeder belastet die Kettenführung 6 in Axialrichtung des Kettenradsatzes üblicherweise in Richtung auf das Kettenrads S1 kleinsten Durchmessers zu.

Das Basisteil 2 ist mittels der ersten Welle 7 derart am Befestigungsteil 1 angelenkt, daß die Führungsrolle 61 in Richtung des Pfeils Z von der Achse des Kettenradsatzes S weg und auf sie zu verschwenkbar ist. Zwischen einem Rahmen 63 der Kettenführung 6 und dem Koppelglied 5 ist eine erste

Feder 13 angeordnet, welche die Kettenführung 6 im Uhrzeigersinn in Fig. 1 belastet. Eine zwischen dem Befestigungsteil 1 und dem Basisteil 2 angeordnete zweite Feder 14 belastet die Führungsrolle 61 in der von der Achse des Kettenradsatzes S weg führenden Richtung, d.h. also im Uhrzeigersinn in Fig. 1. Gemäß der Erfindung ist ein Zwangsstelltrieb vorgesehen, welcher bei einer Verstellung des Parallelogrammgestänges eine Bewegung der Führungsrolle in Axialrichtung des Kettenradsatzes S sowie in Radialrichtung desselben in der zur Achse des Kettenradsatzes S lotrechten Ebene bewirkt.

Ein Merkmal des Zwangsstelltriebs besteht darin, daß die Anlenkstifte 8, 9, 10 und 11 in bezug auf die zur Achse des Kettenradsatzes S lotrechte Ebene geneigt angeordnet sind, so daß eine Verstellung des Parallelogrammgestänges A eine Bewegung der Kettenführung 6 in Axialrichtung des Kettenradsatzes S sowie außerdem in Radialrichtung desselben in der zur Achse des Kettenradsatzes S lotrechten Ebene zur Folge hat.

Der Rahmen 63 der Kettenführung 6 ist mit einer von der Drehachse der Führungsrolle 61 entfernten Stelle am Koppelglied 5 angelenkt, so daß sich eine sogenannte Dreiecksbalance ergibt.

In der vorstehend beschriebenen Anordnung ist die Bewegung der Führungsrolle 61 über den Kettenradsatz S vom kleinsten Kettenrad S1 zum größten Kettenrad S2 unter Einwirkung des Zwangsstelltriebs derart gesteuert, daß der Abstand zwischen der Führungsrolle 61 und dem größten Kettenrad S2 größer ist als der Abstand 1. zwischen der Führungsrolle 61 und dem kleinsten Kettenrad S1, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt. Bei Ausrichtung der Führungsrolle 61 auf das größte Kettenrad S2 ist die Spannung der zweiten Feder 14 daher größer als bei Ausrichtung der Führungsrolle 61 auf das kleinste Kettenrad S1.

Dabei sind die beiden Federn 13 und 14 so aufeinander abgestimmt, daß die Führungsrolle 61 unter Einwirkung des durch die geneigt angeordneten Anlenkstifte 8 bis 11 gebildeten Zwangsstelltriebs eine radiale Verstellbewegung in bezug auf den Kettenradsatz S ausführt, wobei die erste Feder in der Hauptsache zum Spannen der Kette dient und eine geringere Spannung aufweist als die zweite Feder 14. Bei Ausrichtung der Führungsrolle 61 auf das größte Kettenrad S2 ist die Spannung der ersten Feder 13 aufgrund der Schwenkbewegung der Kettenführung 6 größer als bei Ausrichtung der Führungsrolle 61 auf das kleinste Kettenrad S1, so daß die Kette unter einer konstanten Spannung gehalten ist, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 5 angedeutet.

Obgleich die zweite Feder 14 die Führungsrolle 61 im Uhrzeigersinn in Fig. 1 belastet, d.h. also weg von der Achse des Kettenradsatzes S, ist ihre Spannung bei Ausrichtung der Führungsrolle auf das größere Kettenrad S2 größer als bei Ausrichtung der Führungsrolle auf das kleinere Kettenrad S1, da der Zwangsstelltrieb eine Bewegung der Führungsrolle 61 weg vom größeren Ketenrad S2 erzwingt, so daß ein Ausgleich zwischen der zweiten Feder 14 und der ersten Feder 13 eintritt, um das Parallelogrammgestänge A im Gegenzeigersinn in Fig. 1 zu verschwenken. Aufgrund dieser Schwenkbewegung des Parallelogrammgestänges A im Gegenzeigersinn bewegt sich die Führungsrolle 61 in der in Fig. 3 und 4 angedeuteten Weise in Richtung auf das den größeren Durchmesser aufweisende Kettenrad S2.

Bei der ersten und der zweiten Feder 13 bzw. 14 handelt es sich vorzugsweise um Wickel- oder Haarnadelfedern, welche den mittleren Bereich der jeweiligen waagerechten Welle 7 bzw. 12 umschlingen. Die erste Feder 13 stützt sich mit einem Ende an der Kettenführung 6 und mit dem anderen Ende am Koppelglied 5 ab, während sich die zweite Feder 14 mit einem Ende am Befestigungsteil 1 und mit dem anderen Ende am Basisteil 2 des Parallelogrammgestänges A abstützt.

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Zu der Kettenführung 6 gehören die Führungsrolle 61, die Spannrolle 62 und der die beiden Rollen 61 und 62 tragende Rahmen 63- Die Drehachsen der Führungsrolle 61 und der Spannrolle 62 bilden zusammen mit der durch die waagerechte Welle 12 bestimmten Schwenkachse des Rahmens 63 am Koppelglied 5 ein Dreieck, so daß sich die vorstehend erwähnte sogenannte Dreiecksbalance ergibt. Die Kette C ist in der in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie dargestellten Weise über die Rollen 61 und 62 geführt, wobei die Führungsrolle 61 dazu dient, die Kette C wahlweise auf jeweils eines der fünf Kettenräder des dargestellten Kettenradsatzes S zu führen.

Zunächst dem Anlenkstift 10 ist ein Zugdraht W mittels einer Klemme 15 am Koppelglied 5 festgelegt, während sich eine den Draht W umgebende Hülle 0 an einem Anschlag 16 zunächst dem Anlenkstift 9 abstützt.

Der vorstehend beschriebene Kettenumwerfer arbeitet folgendermaßen:

In dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Zustand ist die Kettenführung 6 auf das den kleinsten Durchmesser aufweisende Kettenrad SI ausgerichtet. Eine über den Draht W ausgeübte Zugkraft bewirkt eine Verformung des Parallelogrammgestänges A, wobei sich die Kettenführung 6 unter Einwirkung des mit den geneigten Anlenkstiften 8 bis 11 gebildeten Zwangsstelltriebs in Axialrichtung des Kettenradsatzes S sowie außerdem in Radialrichtung desselben in der zur Achse des Kettenradsatzes S lotrechten Ebene bewegt.

Dabei sind die erste und die zweite Feder 13 bzw. 14 derart aufeinander abgestimtm, daß das Parallelogrammgestänge A und die Kettenführung 6 jeweils eine vorbestimmte Schwenkbewegung in bezug auf das Befestigungsteil 1 bzw. das Koppelglied 5 vollführen. Dadurch wird die Führungsrolle 61, wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 3 und 4 dargestellt, in Radialrichtung des Kettenradsatzes S in die durch den Zwangsstelltrieb bestimmte Stellung geführt.

Bei einer Verstellung des Parallelogrammgestänges A bewegt also der Zwangsstelltrieb die Kettenführung 6 zusammen mit dem Koppelglied 5 in Axialrichtung des Kettenradsatzes S zur Seite des den größten Durchmesser aufweisenden Kettenrads S2 hin und dabei gleichzeitig in Radialrichtung auswärts, so daß der Abstand Ip zwischen der Führungsrolle 61 und dem den größten Durchmesser aufweisenden Kettenrad S2 größer ist als der Abstand 1- zwischen der Führungsrolle 61 und dem den kleinsten Durchmesser aufweisenden Kettenrad S1

Dadurch wird die hauptsächlich zum Spannen der Kette die-• nende erste Feder 13 unter Erhöhung ihrer Spannung stärker verformt und überwindet dabei die von der zweiten Feder 14 ausgübte Kraft, um das Parallelogrammgestänge A aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung im Gegenzeigersinn in die in Fig. 6 Dargestellte zu verschwenken, während sich die Führungsrolle 61 auf das den größten Durchmesser aufweisende Kettenrad S2 zu bewegt. Dementsprechend wird die Führungsrolle 61 dabei in der in Fig. 3 und 4 dargestellten Weise in bezug auf das den größeren Durchmesser aufweisende Kettenrad S2 ausgerichtet. Bei der Verstellung des Parallelogrammgestänges A wird die zweite Feder 14 unter Erhöhung ihrer Spannung verformt, wobei die Schwenkbewegung des Parallelogrammgestänges A von der Abstimmung der beiden Federn 13 und 14 aufeinander abhängig ist.

Beim Losegeben des Zugdrahts W wird das Parallelogrammgestänge A durch seine Rückstellfeder zurückgestellt, wobei sich die Kettenführung 6 unter Einwirkung des mit den schräg angeordneten Anlenkstiften 8 bis 11 gebildeten Zwangsstelltriebs in Axialrichtung des Kettenradsatzes S und außerdem in Radialrichtung desselben in der zur Achse des Kettenradsatzes S lotrechten Ebene einwärts bewegt.

Auch in diesem Falle sind die erste und die zweite Feder 13 bzw. 14 derart aufeinander abgestimmt, daß das Parallelogrammgestänge A und die Kettenführung 6 jeweils eine vorgegebene Schwenkbewegung in bezug auf das Befestigungsteil

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1 bzw. auf das Koppelglied 5 vollführen.

Anders ausgedrückt bedeutet dies also, daß der Zwangsstelltrieb bei einer Verstellung des Parallelogrammgestänges A im Gegensinn, also zur Seite des den kleineren Durchmesser aufweisenden Kettenrads S1 hin, eine Annäherung der Führungsrolle 61 an das den kleineren Durchmesser aufweisende Kettenrad S1 bewirkt.

Dabei verringert sich die Verformung der ersten Feder 13 wieder, und die zweite Feder 14 überwindet die von der ersten Feder 13 ausgeübte Kraft, um das Parallelogrammgestänge A relativ zum Befestigungsteil 1 im Uhrzeigersinn zurückzuverschwenken.

Diese Schwenkbewegung des Parallelogrammgestänges A würde an sich eine Bewegung der Führungsrolle 61 weg von dem den kleineren Durchmesser aufweisenden Kettenrad S1 bewirken, der Zwangsstelltrieb sorgt dabei jedoch dafür, daß die Führungsrolle 61 auf den geringstmöglichen Abstand an das betreffende Kettenrad S1 herangeführt wird.

In der beschriebenen Anordnung kann die jeweilige Spannung der ersten und der zweiten Feder 13 bzw. 14 auch so gewählt werden, daß das Parallelogrammgestänge A in der auf das den kleineren Durchmesser aufweisende Kettenrad SI für den großen Gang ausgerichteten Stellung der Führungsrolle 61 aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung weiter im Gegenzeigersinn verschwenkbar ist·, um die Führungsrolle 61 noch näher an das kleinere Kettenrad S1 heranzuführen.

Bei Ausrichtung der Führungsrolle 61 auf das den größeren Durchmesser aufweisende Kettenrad S2 des kleinen Gangs erhöht sich dabei die Spannung der ersten Feder 13 derart, daß das Parallelogrammgestänge A eine großhubige Schwenkbewegung im Gegenzeigersinn vollführen kann.

In jedem Falle erzwingt der Zwangsstelltrieb eine Bewegung

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der Kettenführung 6 in der jeweils vorgegebenen Richtung, und die Federn 13 und 14 sind so aufeinander abgestimmt, daß das Parallelogrammgestänge A eine Schwenkbewegung in bezug auf das Befestigungsteil 1 vollführt, um die Führungs rolle 61 auf den jeweils günstigsten Abstand zum Kettenradsatz S einzustellen. Mittels des Zwangsstelltriebs ist die Bewegungsrichtung der Kettenführung 6 also derart bestimmbar, daß sich der Abstand zwischen der .Führungsrolle 61 und dem kleineren Kettenrad S1 verringert, während sich der Abstand zwischen der Führungsrolle 61 und dem den größeren Durchmesser aufweisenden Kettenrad S2 entsprechend der im praktischen Gebrauch üblichen Anordnung des den größten Durchmesser aufweisenden Kettenrads vergrößert. Auch bei Verwendung von verschiedenen Kettenradsätzen, bei denen beispielsweise der Unterschied zwischen den Durchmessern des größten und des kleinsten Kettenrads größer oder auch kleiner ist, oder bei denen das größte Kettenrad einen" besonders großen Durchmesser hat, läßt sich der Abstand zwischen der Führungsrolle 61 und den einzelnen Kettenrädern innerhalb eines zulässigen Bereichs halten, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, so daß eine einwandfreie Schaltbetätigung gewährleistet ist.

Bei einem ersten Kettenradsatz hat das kleinste Kettenrad beispielsweise 13 Zähne und das größte Kettenrad 28 Zähne, während bei einem zweiten Kettenradsatz S das kleinste Kettenrad S1 ebenfalls 13 Zähne, das größte Kettenrad S2 jedoch 18 Zähne hat.

In diesem Falle ist zwischen der Führungsrolle 61 und dem 13 Zähne aufweisenden kleinsten Kettenrad S1 der kleinstmögliche Abstand I₁ vorgesehen, während der Abstand 1~ zwischen der Führungsrolle 61 und dem 28 Zähne aufweisenden größten Kettenrad S2 größer ist als der Abstand 1...

Die Abstände I₁ und 1_?, auf welche die Führungsrolle 61 mit Hilfe des Zwangsstelltriebs einstellbar ist, sind in der beschriebenen Ausführungsform durch den Neigungswinkel

der Anlenkstifte 8 bis 11 bestimmbar. Im Falle des an der Kettenführung 6 vorhandenen Kräftedreiecks sind die Abstände gegenüber dem Kettenradsatz S weiterhin abhängig vom Abstand zwischen der zweiten waagerechten Welle 12 und der Drehachse der Führungsrolle 61 sowie in gewissem Maße auch von der Anzahl der Zähne des vorderen Antriebskettenrads.

In der beschriebenen Ausführungsform beträgt der Neigungswinkel der Anlenkstifte 8 bis 11 beispielsweise 30 bis 40°, und der Abstand zwischen der Welle 12 und der Drehachse der Führungsrolle 61 beträgt 19 bis 22 mm.

Für einen Kettenumwerfer, bei welchem der genannte Neigungs winkel 40° und der Abstand zwischen der Welle 12 und der Drehachse der Führungsrolle 61 22 mm beträgt, sind die Abstände I₁ und I-, in der folgenden Tabelle wiedergegeben. Bei Verwendung eines vorderen Antriebskettenrads mit 52 Zähnen beträgt die Federkraft der ersten Feder 13 o,85 kp ür das kleinere Kettenrad S1 mit 13 Zähnen und 1,0 kp für das Kettenrad S2 mit 28 Zähnen. Ebenfalls bei Verwendung eines vorderen Antriebskettenrads mit 52 Zähnen beträgt die Federkraft der zweiten Feder 14 für das kleinere Ketten rad S1 mit 13 Zähnen 0,95 kp und für das größere Kettenrad mit 28 Zähnen 1,15 kp. Der Abstand zwischen der zweiten waagerechten Welle 12 und der Drehachse der Spannrolle 62 beträgt 63 mm, und der Abstand zwischen der ersten und der zweiten waagerechten Welle 7 bzw. 12 ist gleich 58 mm.

Tabelle

Vorderes Kettenrad mit

52 Zähnen 39 Zähnen

Abstand (ram) Abstand (ram) Erster Kettenrad-

I₁ I₂ I₁ I₂

9,7 12,5 6,3 3 satz 13 - 28 Zähne

Zweiter Kettenrad- _Q^ _1?>() ₆^ ^₅ satz 13 - 18 Zähne

Herkömmliche Ausführung (13 - 18 Zähne) 18,0 15,5 12,0 3,5

Wie man aus vorstehender Tabelle erkennt, läßt sich von den Abständen 1- und I₂ zwischen der Führungsrolle 61 und dem kleineren bzw. größeren Kettenrad S1 bzw. S2 insbesondere der bisher wenigstens 12 mm betragende Abstand 1.. auf 6,3 m verringern.

Hierbei ist zu'bemerken, daß der Abstand I_n gegenüber der herkömmlichen Ausführungsform nicht nennenswert verändert ist. Selbst wenn I₁ verringert wird, ist 1„ nicht übermäßig stark verringert. Daraus ergibt sich, daß selbst bei Verringerung von Ip auf ein Mindestmaß keine übermäßige Vergrößerung von 1- eintritt.

In einer in Fig. 7 bis 10 dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung ist am Befestigungsteil 1 ein erstes

³^ Steuerteil 17 mit einer derjenigen der Gänge oder Schaltstellungen entsprechenden Anzahl von ersten Angriffsstellen 17a angelenkt, und dem Parallelogrammgestänge A ist ein zweites Steuerteil 18 mit einem wahlweise an jeweils einer der ersten Angriffsstellen 17a angreifenden zweiten An-

^5 griffsteil i8a zugeordnet, wobei das erste und das zweite Steuerteil. 17 bzw. 18 zusammen einen Zwangsstelltrieb darstellen.

Die das Parallelogrammgestänge A in der von der Achse des Kettenradsatzes S weg führenden Richtung belastende zweite Feder 14 ist hier zwischen dem ersten Steuerteil 17 und dem Befestigungsteil 1 angeordnet, und der Zugdraht W oder seine Hülle 0 ist am ersten Steuerteil 17 verankert, während das jeweils andere der beiden Teile am Parallelogrammgestänge A oder einem damit verbundenen Teil festgelegt ist. Wird in der in Fig. 7 gezeigten Stellung ein Zug auf den Draht W ausgeübt, um das Parallelogrammgestänge A zu verstellen, dann übt die Hülle 0 des Drahts W eine Kraft auf das erste Steuerteil 17 aus, um dieses unter Anspannung der zweiten Feder 14 im Gegenzeigersinn in Fig. 7 zu verschwenken, so daß sich die Eingriffsstellung zwischen den ersten Angriffsstellen 17a und dem zweiten Angriffsteil 18a entsprechend verändert. In der veränderten Eingriffsstellung ist das erste Steuerteil 17 kraftübertragend mit dem Parallelogrammgestänge A verbunden, so daß dieses durch die Rückstellkraft der zweiten Feder 14 im Uhrzeigersinn relativ zum Befestigungsteil verschwenkt wird. Dementsprechend bewegt sich die Kettenführung 6 in bezug auf den Kettenradsatz S radial auswärts in der zur Achse des Kettenradsatzes S lotrechten Ebene. Bei dem anschließenden Kräfteausgleich zwischen den beiden Federn 13 und 14 werden das Parallelogramrogestänge A und die Kettenführung 6 in bezug auf das Befestigungsteil 1 bzw. auf das Koppelglied 5 derart verschwenkt, daß die radiale Stellung der Führungsrolle 61 in bezug auf den Kettenradsatz S im wesentlichen in der gleichen Weise eingestellt wird wie in der ersten Ausführungsform.

Wie man in Fig. 8 erkennt, ist das erste Steuerteil 17 mittels einer Buchse 19 verschwenkbar auf der ersten waagerechten Welle 7 gelagert. An einer Seite einer Bohrung, mit welcher das erste Steuerteil 17 auf der Welle 7 gelagert ist, hat das erste Steuerteil 17 eine derjenigen der Gänge oder Schaltstellungen entsprechende Anzahl, in Fig. 8 sechs, von Angriffsstellen 17a, während es an der anderen Seite der Bohrung eine Verankerung 17b für den Zugdraht W oder die

? Λ ί-

Hülle O desselben aufweist. An der einen Seite hat das erste Steuerteil 17 ferner ein sich um die erste waagerechte Welle herum und parallel zu dieser erstreckendes, kreisbogenförmiges Anstiegssegment 17c mit einem schräg verlaufenden Rand, an welchem die ersten Angriffsstellen 17a geformt sind. Diese bilden eine Reihe von beispielsweise sechs gleichmäßigen Stufen, deren Höhe die axiale Bewegung und deren Breite die radiale Bewegung der Kettenführung 6 bestimmt.

Das zweite Steuerteil 18 ist mittels des Anlenkstifts 9 relativ zu der einen Schwinge 4 verschwenkbar am Parallelogrammgestänge A angelenkt und hat ein von einer Bohrung für den Anlenkstift 9 durchsetztes, etwa U-förmiges Fußteil 18b, ein in Richtung auf die ersten Angriffsstellen 17a am Fußteil hervorstehendes, etwa die Form einer Klinke aufweisendes zweites Angriffsteil I8a und ein an der anderen Seite des Fußteils 18b in Richtung auf das Koppelglied 5 hervorstehendes gabelförmiges Teil I8c. Das zweite Angriffsteil 18a ist in Anlage an einer der ersten Angriffsstellen 17a bririgbar, um die Spannung der zweiten Feder 1*1 zu verändern und damit die Stellung der Kettenführung 6 in bezug auf den Kettenradsatz S unter Mitwirkung der zweiten Feder 1*1 zu bestimmen. Ein zwischen dem gabelförmigen Teil 18c und der Schwinge 4 angeordnetes Einstellglied 20 dient dazu, das zweite Steuerteil 18 in einer bestimmten Stellung in bezug auf die Schwinge 4 festzuhalten.

In einer gegenüber der in Fig. 7 bis 10 Dargestellten abgewandelten Ausführungsform kann das zweite Angriffsteil am ersten Steuerteil 17 angeordnet sein, während dann das zweite Steuerteil 18 die ersten Angriffsstellen aufweist. Dabei bieten das erste und das zweite Steuerteil 17 bzw. 18 eine derjenigen der Gänge oder Schaltstellungen entsprechende Anzahl von Angriffsstellen., wobei diese auch die Form von linear nebeneinander angeordneten Schrägflanken haben können.

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Das erste Steuerteil 17 kann auch an einem anderen, mit dem Befestigungsteil 1 verbundenen Teil angelenkt sein. Ferner kann das zweite Steuerteil 18 anstatt am Anlenkstift 9 an einem der Anlenkstifte 8, 10 oder 11 oder auch am Basisteil 2, an einer der Schwingen 3 oder 4 oder am Koppelglied 5 angelenkt sein.

Die zweite Feder 14 kann auch zwischen einem mit dem Befestigungsteil 1 verbundenen Teil und dem ersten Steuerteil 17 oder einem mit diesem verbundenen Teil oder auch zwischen dem Befestigungsteil 1 und einem mit dem ersten Steuerteil 17 verbundenen Teil angeordnet sein.

Ferner kann der Zugdraht W oder dessen Hülle 0 wahlweise an einer der Schwingen 3 oder 4 oder am beweglichen Koppelglied 5 festgelegt sein.

In einer dritten, in Fig. 11 und 12 dargestellten Ausführungsform ist die Führungsrolle 61 koaxial mit der zweiten waagerechten Welle 12 angeordnet.

In diesem Falle hat der Führungsrahmen 63 an der dem Koppelglied 5 zugewandten Seite ein Führungsblech 63a welches fest mit dem Koppelglied 5 verbunden oder einstückig damit ausgeführt ist (Fig. 12).

In dieser Ausführungsform bewirkt das Verschwenken der Kettenführung 6 um die zweite waagerechte Welle 1? herum keine Änderung der Stellung der Führungsrolle 61, so daß die Ausrichtung und Einstellung der Führungsrolle 61 in bezug auf die einzelnen Kettenräder durch die Schrägstellung der Anlenkstifte 8 bis 11 sowie durch die Abstimmung der ersten und der zweiten Federn aufeinander bewerkstelligbar ist.

Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Kettenumwerfers in Verbindung mit einem vorderen Kettenumwerfer für einen vorderen Kettenradsatz läßt sich der Abstand zwischen der

U-

Führungsrolle 61 und den einzelnen Kettenrädern des Kettenradsatzes S auch bei Betätigung des vorderen Kettenumwerfers im wesentlichen !gleichmäßig einhalten.

Da das Führungsblech 63a fest mit dem Koppelglied 5 verbunden oder einstückig damit ausgeführt sein kann, verringert sich in dieser AusfüHrungsform die Anzahl der Einzelteile, und ein Lockerwerden des Führungsblechs 63a ist selbst bei langdauerndem Gebrauch nicht zu befürchten,-was der Betriebs· lebensdauer des Umwerfers zugute kommt.

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

Claims

BERG · STAP^.: SCMWASE.:-#SANi5WIAIR MAUERKIRCHERSTRASSE 45 8000 MÜNCHEN 80 Anwaltsakte33 314 23. Februar 1984 Shimano Industrial Company Ltd. 77, 3-cho, Oimatsu-cho, Sakai-shi Osaka / Japan Kettenumwerfer für ein Fahrrad P a t__e η t a η s p_r ü c h e

1. Kettenumwerfer für ein Fahrrad, mit einem Befestigungsteil, einem ein Basisteil, zwei Schwingen und ein bewegliches Koppelglied aufweisenden, verstellbaren Gestänge und einer mit dem Koppelglied verbudenen Kettenführung, welche eine Führungsrolle für die überführung einer Antriebskette auf jeweils ein Kettenrad eines Kettenradsatzes sowie eine Spannrolle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (A) mittels einer ersten waagerechten Welle (7) verschwenkbar am Befestigungsteil (1) gelagert ist, daß die Kettenführung (6) mittels eienr zweiten waagerechten Welle (12) verschwenkbar am Koppelglied (5) gelagert ist, daß zwischen der Kettenführung (6) und dem Koppelglied (5) eine erste Feder (13) zum Spannen der Antriebskette angeordnet ist, daß zwischen dem Befestigungs-

* (089) 98 82 72 - 74 Telex: 05 24 560 BERG d Bankkonten: Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 700 202 70)

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teil (1) und dem Gestänge (A) eine zweite Feder (14) angeordnet ist, welche das Gestänge (A) in einer Richtung belastet> in welcher sich die Führungsrolle (61) von dem Kettenradsatz (S) wegbewegt, und daß der Kettenumwerfer mit einem Zwangsstelltrieb versehen ist, mittels dessen bei einer Verstellung des Gestänges (A) eine Bewegung der Führungsrolle (61) in Axialrichtung des Kettenradsatzes (S) sowie in Radialrichtung desselben in der zur Achse des Kettenradsatzes (S) lotrechten Ebene bewirkbar ist, derart, daß der Abstand (I₂) zwischen der Führungsrolle (61) und einem Kettenrad (S2) größeren Durchmessers bei der Bewegung der Führungsrolle (61) zwischen einem Kettenrad (SI) kleineren Durchmessers und einem Kettenrad (S2) größeren Durchmessers in der auf das Kettenrad (S2) größeren Durchmessers ausgerichteten Stellung der Führungsrolle (61). größer ist als der Abstand (1-) zwischen der Führungsrolle (61) und dem Kettenrad (S1) kleineren Durchmessers, wobei unter Verschwenkung des Gestänges (A) ein Ausgleich zwischen der ' zweiten Feder (1*0 und der ersten Feder (13) bewirkbar ist, aufgrund dessen die Führungsrolle (61) näher an das Kettenrad (S2) größeren Durchmesser heranführbar ist.

2. Kettenumwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der zweiten Feder (14) in der auf das Kettenrad (S2) größeren Durchmessers ausgerichetten Stellung der Führungsrolle (61) größer ist als bei Ausrichtung der Führungsrolle (61) auf das Kettenrad (S1) kleineren Durchmessers.

3- Kettenumwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingen (3, ²O des Gestänges (A) mittels in bezug auf die zur Achse des Kettenradsatzes (S) lotrechte Ebene geneigt angeordneter Anlenkstifte (8 bis 11) gelenkig mit dem Befestigungsteil

(1) und dem beweglichen Koppelglied (5) verbunden sind, so daß auf diese Weise der Zwangsstelltrieb gebildet ist, mittels dessen die Kettenführung (6) bei Verstellung des Gestänges (A) in Axial- und Radialrichtung des Kettenradsatzes (S) bewegbar ist.

4. Kettenumwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwangsstelltrieb ein erstes Steuerteil (17) mit einer derjenigen der Schaltstellungen entsprechenden Anzahl von ersten Angriffsstellen (17a) und ein zweites Steuerteil (18) mit einem wahlweise an einer der ersten Angriffsstellen angreifenden zweiten Angriffsteil (18a) aufweist, von denen das erste oder das zweite Steuerteil am Befestigungsteil (1) und das jeweils Andere am Gestänge (A) angebracht ist, so daß durch Änderung der Angriffsstellung des zweiten Angriffsteils an einer der ersten Angriffsstellen eine Bewegung der Führungsrolle (61) in Axial- und Radialrichtung des Kettenradsatzes (S) bewirkbar ist.

5. Kettenumwerfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Steuerteil (17) des Zwangsstelltriebs schwenkbar am Befwstigungsteil (1) gelagert ist, daß das zweite Steuerteil (18) desselben mit dem Gestänge (A) verbunden ist, daß die zweite Feder (14) zwischen dem ersten Steuerteil (17) und dem Befestigungsteil (1) angeordnet ist und daß eine Betätigungseinrichtung (W,O) zum Verstellen des Gestänges (A) zwischen dem ersten Steuerteil (17) und dem Gestänge (A) angeordnet ist.

6. Kettenumwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettenführung (6) an einer gegenüber der Drehachse der Führungsrolle (61) versetzten Stelle mittels der zweiten waagerechten Welle (12) verschwenkbar am beweglichen Koppelglied (5) angelenkt ist.

7. Kettenumwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrolle (61) koaxial mit der die Kettenführung (6) gelenkig mit dem beweglichen Koppelglied (5) verbindenden zweiten waagerechten Welle (12) drehbar gelagert ist.