DE3610482C2

DE3610482C2 -

Info

Publication number: DE3610482C2
Application number: DE3610482A
Authority: DE
Inventors: Kikuzo Kitamoto Saitama Jp Takamiya; Hideyuki Ishibashi; Kunitoshi Ageo Saitama Jp Kozakae
Original assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1989-10-05
Also published as: JPS61226388A; JPH025631B2; US4697469A; DE3610482A1

Description

Die Erfindung betrifft eine stufenlose Gangschaltvorrichtung mit einer innenverzahnten Ratsche und damit in Eingriff ge langenden Klauen, deren äußere Enden mit den Zähnen der innenverzahnten Ratsche in Eingriff bringbar und deren innere Enden mit einem angetriebenen Drehkörper (Träger) drehbar verbunden sind, der auf einer exzentrischen Nockenanordnung drehbar vorgesehen ist, deren Exzentrizität einstellbar ist, wodurch ein Drehmoment am angetriebenen Drehkörper ableitbar ist.

Eine Gangschaltvorrichtung der genannten Art ist aus der nicht vorveröffentlichten EP 01 91 604 und aus der vorver öffentlichten japanischen Patentanmeldung 34-1 722 bekannt. Bei den bekannten Vorrichtungen besteht das Problem des Auf tretens von Geräuschen, wenn die Klauen und die Zähne der innenverzahnten Ratsche gleitend in Berührung miteinander gelangen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine stufenlose Gangschaltvor richtung der genannten Art derart auszuführen, daß die durch Gleiteingriff zwischen den Klauen und den Zähnen der innenverzahnten Ratsche entstehende Geräuschentwicklung erheblich ver ringert ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Schwimmring mit einem Innendurchmesser, der kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser der Zähne der innenverzahnten Ratsche, schwimmend neben der innenverzahn ten Ratsche angeordnet ist und die äußeren Enden der Klauen umgibt.

Bei einer Gangschaltvorrichtung gemäß der Erfindung ist als Folge des Vorhandenseins des Schwimmringes oder der Schwimm ringe Gleitberührung zwischen den äußeren Enden der leer laufenden Klauen und der Zähne der innenverzahnten Ratsche bzw. Ratschen weitgehend verhindert, so daß die Geräusch entwicklung beträchtlich verringert ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Gangschaltvorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt etwa entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1, und

Fig. 4 eine den Betrieb der Vorrichtung gemäß Fig. 1 erläuternde Ansicht.

Fig. 1 bis 3 zeigen eine stufenlose Gangschaltvorrichtung mit einer Hinterradgabel 1, einer Nabenachse 2 für ein Hinterrad, die an der Hinterradgabel 1 mittels Verriegelungsmuttern 3 befestigt ist, einer Hinterradnabe 4, die drehbar mittels Lager 5, 6 an der Achse 2 befestigt ist, und mit Speichen 7.

Bei dieser Ausführungsform ist die Achse 2 für das Hinter rad mit einem Gewindeabschnitt 2 a versehen, mit dem ein innerer exzentrischer Nocken 8 verschraubt ist.

Auf dem inneren exzentrischen Nocken 8 ist drehbar ein äußerer exzentrischer Nocken 10 aufgesetzt, der integral mit einer Kabeltrommel 9 ausgebildet ist, um die ein Betä tigungskabel 11 gelegt ist, welches Enden 11 a aufweist (Fig. 2).

Darüber hinaus umfaßt ein Träger 12 einen zylinderreichen Innendurchmesser 12 a und einen zylinderreichen Außen durchmesser 12 b, wobei der Innendurchmesser 12 a mittels Lager 13 auf den äußeren exzentrischen Nocken 10 aufgesetzt ist, und wobei der Außendurchmesser 12 b in einem hohlen zylin drischen Gehäuseabschnitt 4 a angeordnet ist, welcher integral mit der Hinterradnabe 4 ausgebildet ist.

Ein tellerförmiges Gehäuse 14 ist mittels des inneren ex zentrischen Nockens 8 und der Verriegelungsmutter 3 an der Achse 2 befestigt. Ein außenverzahntes Kettenrad 15 für das Hinterrad umfaßt einen zylindrischen Abschnitt 15 a, welcher integral mit dem Kettenrad ausgebildet und zwischen dem Gehäuse 14 und der Hinterradachse 4 über Lager 16, 17 drehbar angeordnet ist. Das Bezugszeichen 18 bezeichnet eine Kette.

Der zylindrische Abschnitt 15 a des Kettenrades 15 ist mit einer innenverzahnten Ratsche 19 ausgebildet. Ein Schwimm ring 20 mit einem Innendurchmesser, der kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser der innenverzahnten Ratsche 19, ist schwimmend seitlich neben der innenverzahnten Ratsche 19 angeordnet. Das innere Ende einer Vielzahl von (sechs bei dieser Ausführungsform) Klauen 21 ist drehbar mit dem Innendurchmesser 12 a des Trägers 12 durch Stifte 22 derart verbunden, daß die Klauen 21 mit der Innenratsche 19 in Eingriff gelangen können. Die äußeren Enden der Klauen 21 sind von dem Schwimmring 20 umgeben. Federn 23 drücken stets die äußeren Enden der Klauen 21 gegen die innenverzahnte Ratsche 19.

Der Außendurchmesser 12 b des Trägers 12 ist an seinem Innenumfang mit einer weiteren innenverzahnten Ratsche 24 ausgebildet. Ein weiterer Schwimmring 25 mit einem Innen durchmesser, der kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser der innenverzahnten Ratsche 24, befindet sich schwimmend seitlich neben der innenverzahnten Ratsche 24. Die inneren Enden einer Vielzahl von Klauen 26 (sechs bei dieser Ausführungsform) sind drehbar an einem Nabenende 4 b der Hinterradnabe 4 des Gehäuses 4 a mittels Stiften 27 so verbun den, daß die Klauen 26 mit der innenverzahnten Ratsche 24 in Eingriff gelangen können. Die äußeren Enden der Klauen 26 sind von dem Schwimmring 25 umgeben. Federn 28 drücken stets die äußeren Enden der Klauen 26 gegen die Ratsche 24.

Der Betrieb der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird nun erläutert. Wenn entsprechend Fig. 1 bis 3 ein nicht dargestelltes Kettenrad durch ein nicht darge stelltes Kurbelpedal gedreht wird, wird die Drehung über die Kette 18 auf das Kettenrad 15 übertragen. Die Drehung des Kettenrades 15 wird auf die Ratsche 19 übertragen und dann über die Klauen 21 und die Stifte 22 auf den Träger 12. Die Drehung des Trägers 12 wirkt sich auf die innenverzahnte Ratsche 24 auf, wodurch als Ergebnis die hintere Radnabe 4 über die Klauen 26 und die Stifte 27 gedreht wird.

Fig. 1 und 2 stellen den äußeren exzentrischen Nocken 10 in der maximal exzentrischen Stellung dar. Wenn der äußere exzentrische Nocken 10 durch Betätigung des Betätigungs kabels 11 um 180° gedreht wird, wird eine äußere Umfangs fläche konzentrisch zur Achse 2. Wenn in solch einem Zustand die antreibenden Drehkörper 15 a, 12 b gedreht werden, werden die jeweiligen innenverzahnten Ratschen und Klauen gemeinsam gedreht, so daß das Gangverhältnis 1 : 1 ist.

Fig. 4 zeigt eine Ansicht mit der Erläuterung des Betriebs der Klauen 21, 26, der Ratschen 19, 24 und der Schwimmringe 20, 25. Die weiteren Erläuterungen erfolgen unter Bezugnahme auf Fig. 4.

Wenn der äußere exzentrische Nocken 10 durch das Betätigungs kabel 11 in die maximale exzentrische Lage gedreht wird, wird die Drehung der antreibenden Drehkörper 12 b, 15, 15 a in einer Richtung (die durch den Pfeil D angezeigt ist) auf die ange triebenen Drehkörper 12 a, 4 übertragen, und zwar durch die innenverzahnten Ratschen 19, 24 und die Klauen 21, 26.

Wenn der äußere exzentrische Nocken 10 exzentrisch ist, ist das Gangerhöhungsverhältnis durch die Klaue a ₁, positioniert in der Antriebszone E in Fig. 4, am größten (wenn sechs Klauen vorgesehen sind, ist die Antriebszone E ein Sektor mit einem Winkel von 60°, erzielt, indem 360° durch 6 ge teilt wird). Dementsprechend werden die angetriebenen Dreh körper 12 a, 4 angetrieben, indem sie ihre Drehgeschwindig keit durch die Klaue a ₁ erhöhen. Die anderen Klauen werden so angetrieben, daß sie relativ zu den Zähnen der jeweiligen Ratschen 19, 24 in einer Richtung gleiten, die durch den Pfeil F angedeutet ist.

Wenn die Klaue a ₁ sich aus der Antriebszone E herausbewegt und die Klaue a ₂ in die Antriebszone E gelangt, werden die angetriebenen Drehkörper 12 a, 4 dahingehend angetrieben, daß sie ihre Drehgeschwindigkeit durch die Klaue a ₂ erhöhen.

In diesem Fall ist das Gangänderungsverhältnis (Gangerhö hungsverhältnis) ein Verhältnis eines Winkels R ₁ einer Antriebszone der Klauen um die Mitte 0 ₁ der Achse 2 zu einem Winkel R ₂ einer Antriebszone der Klauen um das Zentrum 0 ₃ des äußeren exzentrischen Nockens 10.

Entsprechend der vorstehenden Beschreibung werden die Klauen in der Antriebszone E gleitend in Berührung mit den Zähnen der innenverzahnten Ratsche gebracht, so daß die äußeren Enden der Klauen mit den Zähnen kollidieren und jedesmal Geräusch erzeugt wird, wenn die äußeren Enden der Klauen sich über die Zähne bewegen. Um dies zu verhindern, ist der Schwimmring 20 bzw. 25 derart vorgesehen, daß er durch die Klauen innerhalb der Antriebszone in eine exzentrische Lage bewegt wird, so daß die Innenfläche des Schwimmringes 20, 25 in der Antriebszone E mit der Fußfläche der innenverzahnten Ratsche 19 bzw. 24 in einem Punkt übereinstimmt, wie dies in Fig. 4 in etwa darge stellt ist. Als Ergebnis werden außerhalb der Antriebszone die äußeren Enden der leerlaufenden Klauen a ₄, a ₅ schwimmend vom Schwimmring 20 bzw. 25 an der Innenseite des Zahnspitzen kreises der Ratschen 19, 24 abgestützt, so daß die äußeren Enden der Klauen mit der innenverzahnten Ratsche 19 bzw. 24 nicht in Eingriff treten, wie dies ebenfalls in Fig. 4 dar gestellt ist. Dementsprechend kann Geräusch als Folge eines Eingriffes zwischen der innenverzahnten Ratsche und den Klauen verlagert werden.

Obwohl darüber hinaus die Klauen a ₃, a ₆ mit den Zähnen der innenverzahnten Ratsche zusammentreffen können, trifft in diesem Fall die Klaue a ₃ nur mit einem kleinen Teil der Zähne der Ratsche zusammen, so daß das äußere Ende der Klaue a ₃ sich nur geringfügig radial in Richtung auf den Schwimm ring in dem Augenblick bewegt, in dem das äußere Ende sich über die Spitzen der Zähne der innenverzahnten Ratsche bewegt und dabei kaum Geräusch erzeugt. Obwohl die Klaue a ₆ geringfügig auf die Zähne der innenverzahnten Ratsche trifft, fängt der Schwimmring wegen seines Schwimmzustandes das äußere Ende der Klaue 6 sanft auf, ohne erhebliches Geräusch zu erzeugen. Diese Wirkungen wurden bei Versuchen bestätigt.

Obwohl die Erfindung erläutert wurde mit einer innenverzahn ten Ratsche und den Klauen in einer einzelnen Reihe, so ist die Erfindung auch anwendbar auf Doppelreihen.

Entsprechend der vorstehenden Erläuterung ist der Schwimmring mit einem Innendurchmesser, der kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser einer innenverzahnten Ratsche, schwimmend seitlich neben der innenverzahnten Ratsche ange ordnet und die Klauen können mit der Ratsche in Eingriff gelangen und werden von dem Schwimmring umgeben. Bei dieser Anordnung wird ein Zusammentreffen zwischen den äußeren Enden der leerlaufenden Klauen und den Zähnen der innen verzahnten Ratsche weitgehend verhindert, so daß Geräusche mit Hilfe der schwimmenden Wirkung des Schwimmringes be trächtlich reduziert werden können.

Claims

1. Stufenlose Gangschaltvorrichtung mit einer innen verzahnten Ratsche (19) und damit in Eingriff gelan genden Klauen (21), deren äußere Enden mit den Zähnen der innenverzahnten Ratsche in Eingriff bringbar und deren innere Enden mit einem angetriebenen Drehkörper (Träger 12) drehbar verbunden sind, der auf einer ex zentrischen Nockenanordnung (8, 10) drehbar vorgesehen ist, deren Exzentrizität einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwimmring (20) mit einem Innendurchmesser, der kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser der Zähne der innenverzahnten Ratsche (19), schwimmend neben der innenverzahnten Ratsche angeordnet ist und die äußeren Enden der Klauen (21) umgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrische Nockenanordnung aus einem inneren ex zentrischen Nocken (8), der im wesentlichen die Form eines Zylinders hat, und einem äußeren exzentrischen Nocken (10) besteht, der im wesentlichen die Form eines Zylinders hat, der engpassend drehbar auf den inneren exzentrischen Nocken aufgesetzt ist, und daß der innere und äußere exzentrische Nocken relativ zueinander drehbar sind, um die Exzentrizität der Nockenanordnung zu ändern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere exzentrische Nocken (8) exzentrisch an einer Achse (2) für eine Hinterradnabe (4) befestigt ist, daß der angetriebene Drehkörper (12) mit einem Kettenrad (15) zusammensteht, welches von der Kette (18) eines Fahrrades angetrieben ist, daß der ange triebene Drehkörper als Träger (12) ausgebildet ist, der einen zylindrischen Innendurchmesser (12 a) und einen zylindrischen Außendurchmesser (12 b) aufweist, daß der zylin drische Innendurchmesser (12 a) drehbar auf den äußeren exzentrischen Nocken (10) aufgesetzt ist, daß der zylin drische Außendurchmesser (12 b) in einem hohlen zylin drischen Gehäuseabschnitt (4 a) angeordnet ist, welcher integral mit der Hinterradnabe (4) ausgebildet ist, wobei der Außendurchmesser (12 b) des Trägers (12) am In nenumfang mit einer weiteren innenverzahnten Ratsche (24) versehen ist, daß ein weiterer Schwimmring (25) vorgesehen ist, dessen Innendurchmesser kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser der Zähne der weiteren innenverzahnten Ratsche (24) und im schwimmenden Zu stand neben der weiteren innenverzahnten Ratsche (24) angeordnet ist, und daß eine Vielzahl von weiteren Klauen (26) vorgesehen ist, deren äußere Enden mit den Zähnen der weiteren innenverzahnten Ratsche (24) in Eingriff bringbar sind und von dem weiteren Schwimm ring (25) umgeben sind, und deren innere Enden mit einem Nabenende der Hinterradnabe (4) schwenkbar ver bunden sind.