DE3521145A1

DE3521145A1 - Freewheel ratchet mechanism

Info

Publication number: DE3521145A1
Application number: DE19853521145
Authority: DE
Inventors: Stefan Richard 7332 Eislingen Benz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-06-13
Filing date: 1985-06-13
Publication date: 1986-12-18
Also published as: DE3521145C2

Abstract

The invention relates to a freewheel ratchet mechanism which does not give rise to any sliding friction when the power is interrupted, e.g. in rest phases of a cyclist. The solution to the problem consists in that the three catches are no longer pressed onto the toothing by springs but are connected to a ring which, as force begins to be exerted, produces, due to its inertia, a tilting movement of the catches. As a result, these engage in the toothing and transmit the force. When the force is discontinued, the catches are pushed outwards by the toothing and the ring is rotated further by a certain amount. There is then no sliding friction between the catches and the toothing.

Description

Beschreibungdescription

Preilaufgesperre für Maschinen, besonders für Fahrräder.Pre-run lock for machines, especially for bicycles.

Bisher gibt es bei Fahrrädern zwei verschiedeneMöglichkeiten das Freilaufgesperre am Hinterrad unterzubringen. So far, there are two different options for bicycles To accommodate the freewheel lock on the rear wheel.

Erstens im Inneren der Nabe, und zweitens im Zahnkranz einer Kettenschaltung, welcher normalerweise auf der rechten Seite der Nabe, auf diese aufgeschraubt wird.Firstly inside the hub, and secondly in the sprocket of a derailleur, which is usually screwed onto the right side of the hub.

Es gibt schon Naben in denen ein Freilaufgesperre integriert ist, welches bei Kraftunterbrechung (Stillstand der Pedalen )keine Gleitreibung erzeugt.(bundesdeutsches Patent ,Aktenzeichen P 26 05 144.5 ) Diese Nabe ist jedoch technisch aufwendig und hat ein relativ hohes Gewicht.There are already hubs in which a freewheel lock is integrated, which does not generate any sliding friction when the force is interrupted (the pedals come to a standstill) Patent, file number P 26 05 144.5) However, this hub is technically complex and has a relatively high weight.

Bei qualitativ hochwertigen Fahrrädern (z.B. Rennrädern, Rennmaschinen ) ist das Freilaufgesperre in dem Mehrfachzahnkranz der Gangschaltung integriert, welcher auf die Nabe aufgeschraubt ist. Solche erlauben eine größere Vielzahl von Gängen und ermöglichen ein sportlicheres Fahren. Bisher gibt es bei solchen Schaltungen jedoch noch kein Preilaufgesperre, welches bei Kraftunterbrechung keine Gleitreibung erzeugt. Man hört das typische Klicken, weil Sperren (meistens zwei ) von Federn auf eine Verzahnung gedrückt werden. Es wird somit auch Spannarbeit an den Federn geleistet, wodurch eine Bremswirkung entsteht.For high quality bicycles (e.g. racing bikes, racing machines ) the freewheel lock is integrated in the multiple ring gear of the gear shift, which is screwed onto the hub. Such allow a greater variety of Gears and enable a sportier driving. So far there are such circuits However, there is still no Preilaufgesperre, which in the event of a power interruption does not have any sliding friction generated. You can hear the typical click because springs are locking (usually two) be pressed onto a toothing. There is also tension work on the springs done, which creates a braking effect.

Die Aufgabe ist es, ein reibungsfreies Freilaufgesperre herzustellen, welches möglichst leicht ist und im Mehrfachzahnkranz einer Kettenschaltung integriert ist. The task is to create a frictionless freewheel lock, which is as light as possible and integrated in the multiple sprocket of a derailleur is.

Das Gesamtgewicht des erfindungsgemäßen Freilaufgesperres sollte kaum höher sein, als das Gewicht eines herkömmlichen Freilaufgesperres, damit es für den Rennradsport anwendbar ist. Auch sollte es kaum teurer sein als die Herkömmlichen, damit es von möglichst vielen Radfahrern aufgegriffen werden kann.The total weight of the free-wheeling mechanism according to the invention should hardly be higher than the weight of a conventional freewheel mechanism to allow it for is applicable to racing cycling. It should also hardly be more expensive than the conventional ones, so that it can be picked up by as many cyclists as possible.

Die Lösung der Aufgabe beruht einerseits darauf, daß die drei Sperren des Freilaufgesperres nicht von Federn auf die Verzahnung gedrückt werden. Die drei Sperren halten einen Ring, der sich zwischen Verzahnung und Außengehäuse befindet. Die Sperren sind sowohl im Außengehäuse, wie im Ring gelagert. Dieser Ring bewirkt bei Beginn der Kraftausübung durch seine Massenträgheit eine Kipp- bzw. Drehbewegegung der Sperren, so daß diese in die Verzahnung eingreifen. Bei Kraftunterbrechung werden die Sperren von der Verzahnung nach außen geschoben und der Ring wird um ein paar Grad vorwärts gedreht. In dieser Lage hält der Ring durch seine Massenträgheit die Sperren, so daß diese nicht durch die Gravitationskraft in die Verzahnung fallen. The solution to the problem is based on the one hand on the fact that the three locks of the freewheel locking mechanism are not pressed onto the toothing by springs. The three Locks hold a ring that is located between the toothing and the outer housing. The locks are stored both in the outer housing and in the ring. This ring does at the beginning of the exertion of force a tilting or rotating movement due to its inertia the locks so that they mesh with the teeth. In the event of a power interruption The locks of the teeth are pushed outwards and the ring is around a couple Rotated degrees forward. In this position, the ring holds the Lock so that they do not fall into the toothing due to the force of gravity.

Der technische Nutzen der Erfindung besteht darin, daß bei Maschinen mit diesem Freilaufgesperre während der Kraftunterbrechung keine Gleitreibung im Frei auf gesperre erzeugt wird. Dies ist besonders bei Fahrrädern bzw. Rennmaschinen interessant. So wird bei Ruhepausen des Fahrers keine Energie im Freilaufgesperre verbraucht. The technical benefit of the invention is that in machines with this freewheel lock during the power interruption no sliding friction in the Free on lock is generated. This is especially true for bicycles and racing machines Interesting. This means that when the driver takes a break, no energy is released into the freewheel lock consumed.

Der Fahrer ist schneller bei Talfahrten, in engen Kurven, in denen er nicht treten kann oder bei Ruhephasen.The driver is faster when going downhill, in tight corners, in which he cannot pedal or when he is resting.

Das Freilaufgesperre hat also sowohl für den normalen Radfahrer als auch für den Radsportler einen großen Nutzen. Außerdem ist es technisch kaum aufwendiger als die herkömmlichen Freilaufgesperre. Auch das Gewicht ist nicht bedeutend höher. Ferner ist die Herstellung einfach, so daß die Produktionskosten ähnlich gering sind wie bei einem herkömmlichen Gesperre. Gegenüber dem oben genannten Patent ( Bundesdeutsches Patent P 26 05 144.5 ) ist dieses Freilaufgesperre platzsparender, kostensparender und leichter, was diesem entscheidende Vorteile einräumt. Auch kann das Freilaufgesperre auf jedes Hinterrad, welches für eine Kettenschaltung auslegt ist, allfgeschraubt werden. EI bedarf keiner besonderen Nabe und es bestehen keine Montageprobleme.The free wheel lock has so both for the normal cyclist also a great benefit for cyclists. In addition, it is hardly technically more complex than the conventional free wheel lock. The weight is not significantly higher either. Furthermore, the manufacture is easy, so that the production cost is similarly low are like a conventional locking mechanism. Compared to the above-mentioned patent ( Federal German patent P 26 05 144.5) this free-wheeling lock is more space-saving, more cost-saving and lighter, which gives it decisive advantages. Also can the free wheel lock on each rear wheel, which is designed for a derailleur is to be screwed. EI does not require a special hub and there are none Assembly problems.

Das Freilaufgesperre besteht aus folgenden Teilen: Büchsenförmiges Innengehäuse (1) mit - Innengewinde für die Radnabe -Außengewinde für den Verzahnungsring (2) und den Deckel (9) - Verzahnung durch die in Verbindung mit einem Spezialwerkzeug der gesamte Zahnkranz abgeschraubt wird - einer Kugellauffläche Verzahnungsring (2) mit - Innengewinde für Innengehäuse (1) - 24 Zähnen linkes Außengehäuse (3) mit - Kugellauffläche - 3 ovalen Passungsführungen für die Lagerungen der 3 Sperren (5) - 3 Passungen qer Verbindungsstifte (11) rechtes Außengehäuse (4) mit - einer Kugellauffläche - 3 ovalen Passungsführungen für die Lagerung der 3 Sperren (5) - 3 Passungen für Verbindungsstifte (11) - äußere Rillen parallel zur Achse für Aufnahme der Zahnräder - Außengewinde für letztes Zahnrad 3 Sperren (5) mit - je 4 Lagerbolzen linke Kupplungsringhälfte (6) mit - 3 Bohrungen für die Lager an den 3 Sperren - 3 Bohrungen zum Verschrauben der beiden Ringhälften rechte Kupplungsringhälfte (7) mit - 3 Bohrungen für die Lager an den 3 Sperren - 3 Bohrungen mit Gewinde zum Verschrauben der beiden Ringhälft en passgenauer Ring (8) zwischen Verzahnungsring (2) und Deckel (9) Deckel (9) mit - Innengewinde für das Innengehäuse (1) - 2 Bohrungen zum Abschrauben des Deckels mit Spezialwerkzeug Kugeln (10) für linkes und rechtes Lager Passungsstifte (11) für die Verbindung zwischen linkem und rechtem Außengehäuse (3 u. 4) 3 Schrauben (12) zum Verschrauben der beiden Ringhälften Die Funktion des Preilaufgesperres ist folgende: Bei der Kraftunterbrechung steht das gesamte Außengehäuse (3,4) still. Perner befinden. sich die 3 Sperren(S) und der Kupplungsring in Ruhe (Position A). Die Sperren sind im Außengehäuse (3,4) und im Kupplungsring gelagert.The free wheel lock consists of the following parts: Bush-shaped Inner housing (1) with - internal thread for the wheel hub - external thread for the toothed ring (2) and the cover (9) - toothing through the in connection with a special tool the entire ring gear is unscrewed - a ball bearing toothed ring (2) with - internal thread for internal housing (1) - 24 teeth left external housing (3) with - ball bearing surface - 3 oval fit guides for the bearings of the 3 locks (5) - 3 fits qer connecting pins (11) right outer housing (4) with - one Ball running surface - 3 oval fit guides for the storage of the 3 locks (5) - 3 fits for connecting pins (11) - outer grooves parallel to the axis for Reception of the gears - external thread for the last gear 3 locks (5) with - each 4 bearing bolts on the left coupling ring half (6) with - 3 holes for the bearings on the 3 locks - 3 holes for screwing the two ring halves on the right coupling ring half (7) with - 3 holes for the bearings on the 3 locks - 3 holes with thread for Screw the two ring halves into a precisely fitting ring (8) between the toothed ring (2) and cover (9) Cover (9) with - internal thread for the inner housing (1) - 2 holes for unscrewing the cover with the special tool balls (10) for left and right bearing dowel pins (11) for the connection between the left and on the right outer housing (3 and 4) 3 screws (12) for screwing the two ring halves together The function of the Preilaufgesperres is as follows: When the power is interrupted the entire outer housing (3, 4) still. Perner are located. the 3 locks (S) and the coupling ring at rest (position A). The locks are in the outer housing (3, 4) and stored in the coupling ring.

Sie halten den Kupplungsring in seiner Lage. Der Kupplungsring berührt also keine anderen Teile des Freilaufgesperres. Deshalb sind auch 3 der Sperren erforderlich, damit der Kupplungsring sich mit seinem Mittelpunkt immer im geometrischen Zentrum befindet (Zeichnung 1). Der Kupplungsring muß jedoch um ein paar Grad drehbar sein. Deshalb sind drei Lager für die Sperren im Außengehnuse etwas oval ausgefräßt, so daß sich die Sperren etwas von der Achse weg nach außen bewegen können. Es handelt sich bei den Lagern jedoch um wenige Zehntel Millimeter. In Position A stehen also Außengehaust Sperren und Kupplungsring in Ruhe. Das Innengehäuse dreht sich mit der aufgeschraubten Verzahnung (2), dem Zwischenring (8) und dem Deckel (9) vorwärts. Die Sperren berühren also die Verzahnung nicht. D entsteht keine Gleitreibung. Wird jetzt eine Kraft (Drehbewegung) auf das Außengehäuse ausgeübt, z. B. durch Treten der Pedalen, muß der Kupplungsring beschleunigt werden.They hold the coupling ring in place. The coupling ring is touching so no other parts of the free wheel lock. That's why there are 3 of the locks required so that the coupling ring is always in the geometric center with its center Center (drawing 1). However, the coupling ring must be rotatable a few degrees be. Therefore, three bearings for the locks in the outer housing are milled out somewhat oval, so that the locks can move outward slightly away from the axis. It deals in the case of the bearings, however, by a few tenths of a millimeter. So are in position A. Outer casing locks and coupling ring at rest. The inner housing rotates with it the screwed-on toothing (2), the intermediate ring (8) and the cover (9) forward. The locks do not touch the teeth. D there is no sliding friction. Will now a force (rotary movement) exerted on the outer housing, e.g. B. by kicking the pedals, the clutch ring must be accelerated.

Dies geschieht durch die Hebel der drei Sperren. Weil die Sperren aber sowohl im Gehäuse als auch im Kupplungsring drehbar gelagert sind, erfolgt eine Kippbewegung der Sperren, so saß die Zähne der Sperren in den Verzahnungsring eingreifen. Die Kraft wird auf das Innengehäuse übertragen! Die Massenträgheit des Kupplungsringesbewirktalso das Einrasten der Sperren.This is done using the levers on the three locks. Because the locks but are rotatably mounted both in the housing and in the coupling ring, takes place a tilting movement of the locks, the teeth of the locks sat in the toothed ring intervention. The force is transmitted to the inner housing! The inertia of the The coupling ring thus causes the locks to engage.

Das Außengehause hat sich relativ zum Kupplungsring um ein paar Grad weiter vorwärtsbewegt. Das Freilaufgesperre befindet sich in Position B (Zeichnung 1).The outer housing has moved a few degrees relative to the coupling ring moved further forward. The freewheel lock is in position B (drawing 1).

Wird jetzt die Kraft wieder unterbrochen, so steht das Außengehäuse sofort still. Die Verzahnung drückt dann die Zahne der Sperren nach außen. Die Sperre rückt in Position A zurück und der Kupplungsring bewegt sich um ein paar Grad nach vorne und steht dann auch still. Das Freilaufgesperre befindet sich wieder in Position A. If the force is now interrupted again, the outer housing is at a standstill immediately quiet. The teeth then push the teeth of the locks outwards. The barrier moves back to position A and the coupling ring moves a few degrees in front and then also stands still. The freewheel lock is back in position A.

Claims

i'reilaufgesperrere for machines especially for bicycles patent law 1. Freewheel lock for machines, especially for bicycles.

The freewheel lock transmits the power from an external one on a bicycle rotatably mounted housing on an inner sleeve which is screwed to the wheel hub will.

The freewheel lock is characterized in that in the idle state of the outer housing z. B. when going downhill or when the cyclist is resting, if so no force exerted there is no sliding friction between the outer housing and the inner one Sleeve is made. So far, this has only been done inside a technically complex hub possible.

2. Thus, the freewheel lock is characterized in that the smooth Lock outside of the hub in a multiple ring gear to save space, weight and costs is integrated. It is therefore extremely interesting for cycling competitions. Conventional Multiple sprockets are subject to sliding friction during the power interruption, because a lock is pressed onto the toothing by a spring. This creates the characteristic click, which is not caused by the relevant freewheel lock more is created.