DE3820402C2 - Hinterrad-Kettenumwerfer für eine Fahrrad-Kettenschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hinterrad-Kettenumwerfer für eine Fahrrad-Kettenschaltung.

Bei Kettenumwerfern ist es im Hinblick auf eine zuverlässige Wirkungsweise und sichere Betätigung wünschenswert, daß der Ab­ stand zwischen einer Kettenführung und den dieser zugewandten Zähnen des mit der Kette in Eingriff befindlichen Kettenrades unabhängig von dem jeweils gewählten Kettenrad möglichst gleichbleibend gehalten wird.

Hierfür wird in der DE 30 29 955 A1 ein auf einem Parallelogrammgestänge gelagertes Schaltstück, das die Kettenführung trägt, vorgeschlagen. Dabei ist ein Teil des Parallelogrammgestänges verdrehbar an einem mit dem Fahr­ radrahmen fest verbundenen Basisteil gelagert. Ein benachbarter Arm des Parallelogrammgestänges rollt mit einem seitlich abste­ henden Kegelrad auf einem fest mit dem Basisteil verbundenen Nocken ab. Beim Schalten wird das an dem Basisteil drehbar ge­ lagerte Teil verdreht, wobei die Kegelrad-Nockenführung eine dreidimensionale Auslenkung des Schaltteils bewirkt.

Bei diesem Mechanismus ist die Konstruktion und die Fertigung des dreidimensionalen Nockenteils relativ kompliziert, um den gewünschten Abstand zwischen Kettenführung und des jeweiligen Kettenrades zu gewährleisten. Ferner wirken dabei relativ hohe Kräfte zwischen Kegelrad und Nockenführung, die von der Kon­ struktion gehalten werden müssen oder zu frühem Verschleiß füh­ ren.

Weitere Kettenumwerfer sind in der DE 36 23 259 A1 und der DE 34 06 566 A1 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kettenumwerfer zu schaffen, bei dem der Abstand zwischen der Kettenführung und den dieser zugeordneten Zähnen des mit der Kette in Eingriff befindlichen Kettenrades unabhängig von dem jeweils gewählten Kettenrad möglichst gleichbleibend gehalten wird und der gleichzeitig einen konstruktiv möglichst einfachen und be­ triebssicheren Aufbau hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Hinterrad-Ketten­ umwerfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Mit dieser Lösung läßt sich also eine Axial- und eine Radial­ komponente relativ zu der Achse der Nabe des Hinterrades errei­ chen. Dabei ist die translatorische Verschiebebewegung mit dem Verbindungselement relativ einfach zu realisieren, wobei mäßig hohe Kräfte auftreten.

Gemäß einem weiteren Merkmal ist das Verbindungselement entlang der Führung in einer Richtung verschieblich, wel­ che in einer vorzugsweise zur Achse der Nabe lotrechten Ebene enthalten ist. Das gelenkige Parallelogrammgestänge ermöglicht die Bewegung des Schaltstücks relativ zum Verbindungselement in einer Richtung, welche eine in Längsrichtung der Achse der Nabe verlaufende Komponente aufweist. Auf diese Weise erfüllt die Erfindung die vor­ stehend genannte Forderung, den Abstand zwischen der Kettenführung und dem jeweils gewählten Kettenrad mög­ lichst gleichförmig zu halten.

In einer ersten Ausführung umfaßt die Einrichtung zum Koordinieren der Bewegungen des Verbindungselements relativ zum Basisteil mit den Bewegungen des Schaltstücks relativ zum Verbindungselement einen Hebel, welcher mit seinen Enden jeweils am Basisteil und am Schaltstück angelenkt ist. In einer anderen Ausführungsform umfaßt die genannte Einrichtung einen Kämmnockentrieb zwischen dem Basisteil und einem Fortsatz eines der Glieder des gelenkigen Parallelogrammgestänges. In noch einer anderen Ausführungsform umfaßt die genannte Einrichtung ein Kniehebelgelenk mit wenigstens einem Zwischenhebel, welcher mit seinen Enden am Basisteil und an einem Fortsatz eines der Glieder des gelenkigen Parallelogrammgestänges angelenkt ist.

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

Fig. 1 eine Ansicht eines am Rahmen eines Fahrrads ange­ brachten erfindungsgemäßen Kettenumwerfers in einer zur Achse des Hinterrads des Fahrrads lotrechten Ebene,

Fig. 2 eine Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Ketten­ umwerfers in Richtung des Pfeils II in Fig.

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Ansicht des Kettenum­ werfers in einer anderen Betriebsstellung,

Fig. 4 eine Fig. 2 entsprechende Ansicht eines Ketten­ umwerfers in einer anderen Ausführungsform und

Fig. 5 eine Ansicht eines Kettenumwerfers in noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 bis 3 erkennt man in gestrichelter Darstellung eine Hinterradnabe 1 eines Fahrrads, welche an einem Teil 2 eines Fahrradrahmens angebracht ist. Die Nabe 1 trägt eine Reihe von ebenfalls gestrichelt dargestellten Kettenrädern 3, mit denen eine Fahrradkette wahlweise in Eingriff bringbar ist, um ein veränderliches Übersetzungs­ verhältnis zu erzielen. Ein insgesamt mit 4 bezeichneter Hinterrad-Kettenumwerfer hat ein Basisteil 5, welches an einem mit 6 bezeichneten Stelle mittels einer (nicht dargestellten) Schraube an einem Fortsatz 7 des Rahmens 2 befestigt ist.

Das Basisteil 5 trägt einen zylindrischen Führungsbolzen 8, auf welchem ein Verbindungselement 9, gegebenenfalls unter Zwischenlage einer Kunststoffbuchse, verschieblich geführt ist. Das Verbindungselement 9 ist über ein gelenkiges Parallelogrammgestänge 10 mit einem Schalt­ stück 11 verbunden, welches seinerseits eine nachstehend im einzelnen beschriebene Führung für eine Fahrradkette trägt.

In der dargestellten Ausführungsform sitzt der Führungs­ bolzen 8 in einer einen Ansatz 13 des Basisteils 5 durch­ setzenden Bohrung 12 und hat einen Kopf 14, welcher sich auf einer in der Bohrung 12 gebildeten Stufe abstützt und von einem in ein erweitertes Endstück der Bohrung 12 ein­ geschraubten Schraubstopfen 15 festgehalten ist. Das das Kopfstück des Parallelogrammgestänges 10 darstellende Verbindungselement 9 ist mit dem Schaltstück 11 über zwei Kurbelarme 16 verbunden, welche mittels Stiften 17 am Verbindungselement 9 und mittels Stiften 18 am Schaltstück 11 angelenkt sind. Die Kettenführung umfaßt ein erstes Ritzel 19, welche um eine Achse 20 drehbar am Schalt­ stück 11 gelagert ist, und ein zweites Ritzel 21, welches um eine Achse 22 drehbar am freien Ende eines Hebels 23 gelagert ist, welcher seinerseits über ein Gelenk 20 mit dem Schaltstück 11 verbunden ist. Durch eine nicht dar­ gestellte Feder od. dergl. ist der Hebel 23 in Richtung auf eine Stellung belastet, in welcher das Ritzel 21 die ebenfalls nicht dargestellte Fahrradkette gespannt hält.

Wie man in Fig. 1 erkennt, ist die Achse 24 des zylindri­ schen Führungsbolzens 8 in einer Ebene enthalten, welche vorzugsweise lotrecht zur Achse 25 der Nabe 1 verläuft. Dadurch ist das Kopfstück 9 des gelenkigen Parallelogramm­ gestänges 10 relativ zum Basisteil 5 in dieser Richtung beweglich geführt. Das gelenkige Parallelogrammgestänge 10 ermöglicht außerdem die Bewegung des Schaltstücks 11 relativ zum Verbindungselement 9 entlang einer gekrümmten Bahn, welche im wesentlichen in Längsrichtung der Achse 25 der Nabe 1 verläuft. Die Verschiebung des Verbindungs­ elements 9 auf dem Führungsbolzen 8 und die Schwenk­ bewegung des Parallelogrammgestänges 10 relativ zum Verbindungselement 9 sind zunächst voneinander unabhängig, andererseits jedoch dadurch zwangsläufig miteinander koordiniert, daß das Basisteil 5 über einen Verbindungs­ hebel 26 direkt mit dem Schaltstück 11 verbunden ist. Am Basisteil 5 ist der Verbindungshebel 26 mittels einer Stiftschraube 27 angelenkt, und am Schaltstück 11 mittels des Stifts 18, mittels dessen einer der beiden Kurbelarme 16 daran angelenkt ist. Selbstverständlich könnte der Verbindungshebel 26 jedoch auch an einer beliebigen anderen Stelle am Schaltstück 11 angelenkt sein. Der Verbindungshebel 26 hat einen Fortsatz 28, an welchem das Ende eines flexiblen metallenen Zugseils 30 mittels einer Halterung 29 befestigt ist. Ein das Zugseil 30 umgebender Mantel 31 stützt sich mit seinem Ende 32 am Ansatz 7 des Rahmens 2 oder am Basisteil 5 ab, oder auch an einem Ansatz des Verbindungselements 9, wie in Fig. 4 und 5 dargestellt. Der Verbindungshebel 26 zwingt dem Schalt­ stück 11 relativ zum Basisteil 5 eine entlang einer gekrümmten Bahn S (Fig. 2) verlaufende Bewegung auf. Die gekrümmte Bahn S ist einer Geraden angenähert, welche eine zur Achse 25 der Nabe 1 parallele Komponente und eine in bezug auf diese Achse radiale Komponente aufweist. Das Parallelogrammgestänge 10 gewährleistet dabei, daß die Ausrichtung der Achsen 20 und 22 unverändert bleibt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Abstand des Kettenführungsritzels 19 zu den ihm zugewandten Zähnen des jeweils in Eingriff mit der Kette befindlichen Kettenrads nur geringen Änderungen unterliegt.

Fig. 2 und 3 zeigen den Kettenumwerfer nach Fig. 1 in zwei verschiedenen Betriebsstellungen, in denen sich die Kette in Eingriff mit dem den kleinsten bzw. den größten Durchmesser aufweisenden Kettenrad befindet.

Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, in welcher zum Koordinieren der Verschiebung des Verbindungselements 9 auf dem Führungsbolzen 8 mit der Schwenkbewegung des Parallelogrammgestänges 10 relativ zum Verbindungselement 9 ein an einem der Kurbelarme 16 vorhandener Fortsatz 33 mit einer Kämmfläche 34 versehen ist, welche sich an einem am Basisteil 5 hervorstehenden Anschlag 35 abstützt. Dieser durch den Fortsatz 33 mit der Kämmfläche 34 und den Anschlag 35 gebildete Kämmnockentrieb ist so ausge­ bildet, daß eine durch Betätigung mittels des Zugseils 30 hervorgerufene Schwenkbewegung des Parallelogrammgestänges 10 aufgrund der Abstützung der Kämmfläche 34 am Anschlag 35 eine entsprechende Verschiebung des Verbindungselements 9 entlang dem zylindrischen Führungsbolzen 8 zur Folge hat.

In einer in Fig. 5 gezeigten weiteren Ausführungsform erfolgt die Koordinierung der beiden Bewegungen des Verbindungssystems zwischen dem Basisteil und dem Schalt­ stück durch die Verwendung eines Kniehebelgelenks mit wenigstens einem Verbindungsglied 36. In der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform sind zwei solche Verbindungs­ glieder 36 vorhanden und jeweils über ein Gelenk 37 mit dem Basisteil 5 und über Gelenke 38 mit Fortsätzen 39 der beiden Kurbelarme 16 des Parallelogrammgestänges 10 ver­ runden. Wird in der in Fig. 5 gezeigten Anordnung das Zugseil 30 betätigt, um die Kurbelarme 16 im Uhrzeigersinn um die jeweiligen Stifte 17 herum zu verschwenken, dann bewirkt die dadurch hervorgerufene Schwenkbewegung der Fortsätze 39 eine entsprechende Schwenkbewegung der Verbindungsglieder 36 im Gegenzeigersinn in den Gelenken 37. Dadurch verändert sich der Abstand zwischen den Stiften 17 und den Gelenken 37, was eine Verschiebung des Verbindungselements 9 auf dem zylindrischen Führungs­ bolzen 8 zur Folge hat.

Claims (8)

1. Hinterrad-Kettenumwerfer für eine Fahrrad-Ketten­ chaltung, mit
einem am Rahmen (2) des Fahrrads befestigbaren Basisteil (5),
einem eine Führung (19, 21) für die Antriebskette des Fahrrads tragenden und zum Führen der Kette in Eingriff mit jeweils einem von mehreren an der Nabe (1) des Hinter­ rads des Fahrrads angebrachten Kettenrädern (3) relativ zum Basisteil (5) bewegbaren Schaltstück (11) und
einem das Schaltstück (11) gelenkig mit dem Basisteil (5) verbindenden Parallelogrammgestänge (10), wobei
das gelenkige Parallelogrammgestänge (10) das Schaltstück (11) direkt mit einem Verbindungselement (9) verbindet, welches seinerseits translatorisch verschieblich auf einer am Basisteil (5) angebrachten Führung (8) gelagert ist, und
eine Einrichtung zum zwangsläufigen Koordinieren der Bewegungen des Verbindungselements (9) relativ zum Basis­ teil (5) mit den Bewegungen des Schaltstücks (11) relativ zum Verbindungselement vorgesehen ist, so daß die sich ergebende Bewegung des Schaltstücks (11) relativ zum Basisteil (5) eine entlang der Achse der Nabe des Hinter­ rads gerichtete Komponente sowie eine zu der genannten Achse radiale Komponente aufweist.

2. Kettenumwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (9) auf der Führung (8) in einer Richtung verschieblich ist, welche in einer zur Achse der Nabe (1) im wesentlichen lot­ rechten Ebene enthalten ist, und daß das Schaltstück (11) mit Hilfe des gelenkigen Parallelogrammgestänges (10) relativ zum Verbindungselement in einer Richtung bewegbar ist, welche eine entlang der Achse der Nabe gerichtete Komponente aufweist.

3. Kettenumwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum zwangsläufigen Koordinieren der Bewegungen des Verbindungs­ elements (9) relativ zum Basisteil (5) mit den Bewegungen des Schaltstücks (11) relativ zum Verbindungselement (9) eine Verbindungsstange (26) aufweist, welche mit ihren Enden am Basisteil (5) und am Schaltstück (11) angelenkt ist.

4. Kettenumwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum zwangsläufigen Koordinieren der Bewegungen des Verbindungs­ elements (9) relativ zum Basisteil (5) mit den Bewegungen des Schaltstücks (11) relativ zum Verbindungselement (9) einen Kämmnockentrieb (34, 35) aufweist, welcher bewegungs­ übertragend zwischen dem Basisteil (5) und einem Fortsatz (33) eines zu dem gelenkigen Parallelogrammgestänge (10) gehörigen Kurbelarms (16) angeordnet ist.

5. Kettenumwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Koordinieren der Bewegungen des Verbindungselements (9) relativ zum Basisteil (5) mit den Bewegungen des Schalt­ stücks (11) relativ zum Verbindungselement (9) ein Kniegelenk aufweist, mit wenigstens einem Verbindungs­ glied (36) welches mit seinen Enden am Basisteil (5) und an einem Fortsatz (39) eines zu dem gelenkigen Parallelo­ grammgestänge (10) gehörigen Kurbelarms (16) angelenkt ist.

6. Kettenumwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkachsen des gelenkigen Parallelogrammgestänge (10) lotrecht zur Achse der Hinterradnabe des Fahrrads ausgerichtet sind.

7. Kettenumwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkachsen des gelenkigen Parallelogrammgestänges (10) in bezug auf eine zur Achse der Hinterradnabe des Fahrrads lotrechte Ebene geneigt sind.

3. Kettenumwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (9) unter Zwischenlage eines Elements aus einem einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweisenden Werkstoff verschieblich auf einem zylindrischen Führungsbolzen (8) gelagert ist, welcher am Basisteil (5) des Kettenumwerfers befestigt ist.