DE60113007T2

DE60113007T2 - Tragelement für eine Fahrradkettenschaltung

Info

Publication number: DE60113007T2
Application number: DE60113007T
Authority: DE
Inventors: Toshio Sakai-shi Tetsuka
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2021-06-30
Also published as: US20020006842A1; JP2002037175A; JP3583385B2; EP1167174A3; TW593060B; EP1167174A2; CN1144727C; CZ20012394A3; US6572500B2; DE60113007D1; CN1337340A; EP1167174B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein eine auf einem Kettenrad ausgebildete Struktur, um ein Umlegen einer Fahrradkette zu unterstützen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Kettenradbaugruppe mit mehreren Vorsprüngen, die auf einem Kettenrad ausgebildet sind, um das Umlegen der Fahrradkette von einem kleineren Kettenrad auf ein größeres Kettenrad zu unterstützen.
2. Hintergundinformation
In einer Mehrfach-Kettenradbaugruppe eines Fahrrads, die einen Kettenwerfer aufweist, ist eine Kette durch eine Umlegkraft des Kettenwerfers von einem kleinen Kettenrad auf ein großes Kettenrad bewegbar. Bei einer herkömmlichen Kettenradbaugruppe ist eine Seitenfläche der Kette in Kontakt mit einer Seitenfläche des großen Kettenrads, und die Kette ist auf dem großen Kettenrad mittels einer durch den Kontakt erzeugten Reibungskraft gelagert. Bei einer Rotation des großen Kettenrads wird die Kette von diesem Kettenrad in radialer Richtung nach außen gehoben, um mit Zähnen des Kettenrads in Eingriff zu kommen.
Jedoch erfordert das Umlegen der Kette auf diese Weise eine ausreichende zwischen der Kette und dem großen Kettenrad erzeugte Reibungskraft, um bei der Rotation des Kettenrads die Kette zuverlässig hochzuheben. Anders ausgedrückt muss der Kettenwerfer eine große Kraft ausüben, um die Kette auf das große Kettenrad zu drücken.
Wenn während eines Umlegvorgangs eine große Antriebslast auftritt, kann die Kette vom großen Kettenrad gleiten. Das erschwert es sehr, die Kette mit dem großen Kettenrad hochzuheben oder wirkt sich in einer Verzögerung des Kettenumlegevorgangs aus. Um dieses Problem zu lösen, hat Shimano Inc., der Anmelder dieser vorliegenden Erfindung, eine Kettenradbaugruppe mit Vorsprüngen entwickelt, die das Umlegen der Fahrradkette wie im US-Patent Nr. 5,413,534 von Nagano unterstützen. Während die in diesem Shimano-Patent offenbarte Kettenradbaugruppe hinsichtlich des Umlegens der Kette von einem kleineren Kettenrad auf ein größeres Kettenrad sehr gut funktioniert, bewirken die Vorsprünge auf dem größeren Kettenrad manchmal ein leichtes Behindern während des Schaltens. Anders ausgedrückt kann diese durch die Vorsprünge verursachte Behinderung den Gangwechselvorgang ungleichmäßig machen und beim Fahrer ein unbefriedigendes Fahrgefühl erzeugen.
Im Hinblick auf das obige liegt ein Bedarf an einer verbesserten Kettenradbaugruppe vor, die die oben erwähnten Probleme im Stand der Technik überwindet. Diese Erfindung beschäftigt sich mit diesem Bedarf im Stand der Technik, sowie anderen Erfordernissen, die für den Fachmann aus dieser Offenbarung ersichtlich werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Kettenradbaugruppe bereitzustellen, die einen flüssigen Umlegevorgang zwischen einem kleinen Kettenrad und einem großen Kettenrad liefert.
Die obigen Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden grundsätzlich durch Bereitstellen einer Kettenradbaugruppe gemäß Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung mit verbesserten Vorsprüngen auf dem größeren Kettenrad gelöst.
Die obigen Aufgaben der vorliegenden Erfindung können auch durch Bereitstellen einer Kettenradbaugruppe für ein Fahrrad, die ein kleines Kettenrad und ein großes Kettenrad aufweist, gelöst werden. Das kleinen Kettenrad weist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordneten Zähnen auf. Das große Kettenrad weist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordneten Zähnen und wenigstens einen ersten Kettentragevorsprung, der sich auf einer in Richtung zum kleinen Kettenrad weisenden Seitenfläche des großen Kettenrads befindet, auf. Der erste Kettentragevorsprung umfasst eine Kontaktfläche, um mit einer Unterseite einer äußeren Kettengliedplatte einer vom kleinen Kettenrad zum großen Kettenrad umgelegten Kette in Kontakt zu kommen. Der erste Kettentragevorsprung besitzt eine Orientierung und Größe, dass er zwischen zwei aufeinander folgenden äußeren Kettengliedplatten auf einer Seite der Kette im Fall des Fluchtens mit einer inneren Kettengliedplatte der Kette gleitet/sich vorbeibewegt. Der erste Kettentragevorsprung ist benachbart zu den Zähnen des großen Kettenrads angeordnet, um zu bewirken, dass die Kontaktfäche mit der sich in Eingriff mit dem kleinen Kettenrad befindlichen Kette in Kontakt kommt und die Kette bezüglich eines Rotationsmittelpunktes des großen Kettenrads in radialer Richtung nach außen hochhebt, während ein Umlegevorgang der Kette vom kleinen Kettenrad auf das große Kettenrad erfolgt.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im folgenden wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil dieser ursprünglichen Offenbarung bilden:
1 ist ein Ausschnitt einer schematischen Seitenansicht eines Hauptabschnitts eines Triebstrangs für ein Fahrrad, der eine Zweifach-Kettenradbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist;
2 ist eine Innenaufrissansicht der Kettenradbaugruppe, die einen einen Umlegevorgang der Kette unterstützenden Mechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist;
3 ist ein vergrößerter Ausschnitt einer Innenaufrissansicht eines Hauptabschnitts der Kettenradbaugruppe mit dem in 2 gezeigten, einen Umlegevorgang der Kette unterstützenden Mechanismus;
4(a) ist eine schematische Draufsicht, die eine Lagebeziehung zwischen den Kettenrädern und der durch den Kettenwerfer umgelegten Kette zeigt, jedoch bevor sich die Kette mit den Zähnen des großen Kettenrads durch den in den 2 und 3 gezeigten, einen Umlegevorgang der Kette unterstützenden Mechanismus in Eingriff befindet;
4(b) ist eine schematische Draufsicht, die eine Lagebeziehung zwischen den Kettenrädern und der umgelegten Kette zeigt, nachdem die Kette mit einem Zahn des großen Kettenrads durch den Hebevorgang des in den 2 und 3 dargestellten, einen Umlegevorgang der Kette unterstützenden Mechanismus in Eingriff kommt;
5 ist eine Explosionsdraufsicht eines Abschnitts des großen Kettenrads und der Kette;
6(a) ist eine schematische Querschnittsansicht der Kettenräder und der Kette entlang der Linie 6-6 in 3;
6(b) ist eine schematische Querschnittsansicht ähnlich 6(a) der an das große Kettenrad genieteten Vorsprünge;
7 ist eine vergrößerte Seitenaufrissansicht eines Abschnitts der Kettenradbaugruppe, wobei sich die Kette mit dem einen Umlegevorgang der Kette unterstützenden Mechanismus des großen Kettenrads in Eingriff befindet;
8(a) ist eine schematische Ansicht der Kettenradbaugruppe, die die mit den inneren Kettengliedern der Kette fluchtenden Vorsprünge während der Drehung der Kettenradbaugruppe zeigt;
8(b) ist eine schematische Ansicht ähnlich 8(a) der Kettenradbaugruppe, die die zwischen den äußeren Kettengliedern der Kette gleitenden Vorsprünge während der Drehung der Kettenradbaugruppe zeigt;
8(c) ist eine schematische Ansicht ähnlich den 8(a) und 8(b) der Kettenradbaugruppe, die die Vorsprünge nach dem Vorbeibewegen der Kette während der Rotation der Kettenradbaugruppe zeigt; und
9 ist eine Seitenansicht eines Hauptabschnitts eines Fahrrads mit einer Dreifach-Kettenradbaugruppe in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGFORMEN
Mit Bezug auf 1 wird ein Hauptabschnitt eines Triebstrangs eines Fahrrads gezeigt, der eine Zweifach-Geschwindigkeitswechselvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Die Zeichnung zeigt Kurbelarme 1, die drehbar Pedale 3 lagern, ein großes Kettenrad S1, ein kleines Kettenrad S2, eine Kette 4, ein hinteres Kettenrad 5 und einen vorderen Kettenwerfer 6. Wie bei herkömmlichen Antriebsmechanismen eines Fahrrads werden die an den Kurbelarmen 1 gelagerten Pedale 3 gedreht, um die Kettenräder S1 und S2 anzutreiben, und der Antrieb wird durch die Kette 4 auf das hintere Kettenrad 5 übertragen. Der Kettenwerfer 6 ist funktionsmäßig in der Lage, die Kette 4 von einem vorderen Kettenrad auf das andere umzulegen.
Wie in den 2 und 3 zu sehen, weist die dargestelle Kettenradbaugruppe ein großes Kettenrad S1 und ein kleines Kettenrad S2 mit einem auf dem großen vorderen Kettenrad S1 vorgesehenen, einen Umlegevorgang der Kette unterstützenden Mechanismus auf. Dieser einen Umlegevorgang der Kette unterstützende Mechanismus unterstützt das Umlegen der Kette 4 vom kleinen Kettenrad S2 auf das große Kettenrad S1. Der einen Umlegevorgang der Kette unterstützende Mechanismus umfasst eine Mehrzahl von Kettentragevorsprüngen 10 und 11, die auf einer Seitenfläche 7 des großen Kettenrads S1 gegenüber dem kleinen Kettenrad S2 ausgebildet sind. Anders ausgedrückt umfasst das große Kettenrad S1 eine Mehrzahl (vier) äußerer Kettentragevorsprünge 10 und eine Mehrzahl (vier) innerer Kettentragevorsprünge, die auf einer einem mittleren Kettenrad S2 gegenüberliegenden Seitenflä che 7 ausgebildet sind. Diese Vorsprünge 10 und 11 ermöglichen, dass die Kette 4 vom mittleren Kettenrad S2 leicht und zuverlässig auf das große Kettenrad S1 umgelegt wird.
In der bevorzugten Ausführungsform sind die Kettentragevorsprünge 10, in einer Richtung senkrecht zum großen Kettenrad S1 gesehen, längliche oder nicht kreisförmige Elemente, während die Kettentragevorsprünge 11, in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zum großen Kettenrad S1 gesehen, im wesentlichen kreisförmige Stifte sind. In der in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die äußeren Kettentragevorsprünge 10 vorzugsweise längliche Vorsprünge mit einem Paar konvex gekrümmter Kontaktendflächen 10a und einem Paar ebener Seitenflächen 10b. Der Abstand zwischen den gekrümmten Kontaktendflächen 10a bildet die Länge des Vorsprungs 10, die vorzugsweise ungefähr 6,0 mm beträgt. Der Abstand zwischen dem Paar ebener Seitenflächen 10b bildet die Breite des Vorsprungs 10, die vorzugsweise ungefähr 3,9 mm beträgt. Die Längsachse A der Vorsprünge 10 ist vorzugsweise senkrecht zur Kettenplatte P, wie in 7 zu sehen.
Jeder dieser Kettentragevorspünge 10 und 11 kann integral mit dem Kettenring des Kettenrads S1, wie in 6(a) zu sehen, ausgebildet sein oder kann am großen Kettenrad S1 mittels einer Niete oder eines anderen Befestigungsmittels 8 ähnlich US-Patent Nr. 5,413,534, wie in 6(b) zu sehen, befestigt sein.
Wie in 6(b) zu sehen, können, wenn die Vorsprünge 10 und 11 am großen Kettenrad S1 befestigt sind, die Kanten der Vorsprünge verjüngt oder zum großen Kettenrad S1 hin geneigt sein. Im Fall der Vorsprünge 10 sind die Kontaktflächen 10a in axialer Richtung jeweils zu den Mittelachsen der Vorsprünge 10 hin verjüngt. Im Fall der Vorsprünge 11 sind die äußeren Umfangsflächen in axialer Richtung jeweils zu den Mittelachsen der Vorsprünge 11 hin verjüngt.
Wie in 2 gezeigt, ist jede der vier äußeren Kettentragevorsprünge 10 in benachbarten Gebieten eines der Kettenantriebszähne 12 des großen Kettenrads S1 ausgebildet. Die vier inneren Kettentragevorsprünge 11 sind von den vier äußeren Kettentragevorsprüngen 10 in radialer Richtung einwärts ausgebildet. Insbesondere ist jedes benachbarte Paar der äußeren und inneren Kettentragevorsprünge 10 und 11 so angeordnet, dass der Kettenweg, der durch die Kettenglieder, die sich in Kontakt mit den Vorsprüngen 10 und 11 befinden und sich zwischen diesen erstrecken, gebildet ist, ein im wesentlichen gerader Kettenweg ist. Zum Beispiel bilden in der erläuterten Ausführungsform die Kettenglieder 9a, 9b und 9c, die auf und zwischen den Vorsprüngen 10 und 11 der 7 gelagert sind, im Vergleich zum in 13 des US-Patents Nr. 5,413,534 gezeigten Stand der Technik, einen im wesentlichen geraden Kettenweg. Dieser gerade Kettenweg ist durch die radialen Abstände zwischen den Vorsprüngen 10 und 11 verursacht. Insbesondere ist der innere Tragevorsprung 11 der vorliegenden Erfindung bezüglich des inneren Vorsprungs des Patents des Stands der Technik auf einen kleineren Durchmesser eingestellt. Natürlich hängen die genauen Durchmesser oder die genauen Positionen der Vorsprünge 10 und 11 von der Größe des Kettenrads ab. Jedenfalls wird ein Winkel von vorzugsweise etwa 10° oder weniger durch den Schnitt einer ersten durch die Drehpunkte des Kettenglieds 9a verlaufenden Ebene und einer zweiten durch die Drehpunkte des Kettenglieds 9c verlaufende Ebene gebildet.
Wie in den 2, 6(a) und 7 gezeigt, sind die Kettentragevorsprünge 10 und 11 in im großen Kettenrad S1 ausgebildete Ausnehmungen 18 gepasst. Diese Konstruktion ist vorgesehen, damit das große Kettenrad S1 und das kleine Kettenrad S2 einen kleinen Abstand voneinander haben, obwohl die Kettentragevorsprünge 10 und 11 stark vorstehen.
Grundsätzlich sind vier Paare innerer und äußerer Kettentragevorsprünge 10 und 11 auf dem großen Kettenrad S1 ausgebildet. Die benachbarten Paare innerer und äußerer Kettentragevorsprünge 10 und 11 sind derart gestaltet, dass ein Paar angeordnet ist, um mit den äußeren Kettengliedplatten 4a zu fluchten, während das andere Paar innerer und äußerer Kettengliedtrageabschnitte 10 und 11 angeordnet ist, um mit den inneren Kettengliedplatten 4b zu fluchten. Anders ausgedrückt sind zwei der Paare der inneren und äußeren Kettentrageabschnitte 10 und 11 um 180° voneinander beabstandet und fluchten mit den äußeren Kettengliedplatten 4a. Die anderen zwei der Paare der inneren und äußeren Kettentrageabschnitte 10 und 11 sind um 180° voneinander beabstandet und fluchten mit den inneren Kettengliedplatten 4b. Anders ausgedrückt sind die äußeren Kettentragevorsprünge 10 der benachbarten Paare der Tragevorsprünge 10 und 11 um einen Abstand voneinander beabstandet, der im wesentlichen gleich einer Länge einer ungeraden Anzahl (drei) von angrenzenden Kettengliedplatten der Kette 4 ist. Ähnlich sind die inneren Kettentragevorsprünge 11 benachbarter Paare von Tragevorsprüngen 10 und 11 um einen Abstand voneinander beabstandet, der im wesentlichen gleich einer Länge einer ungeraden Anzahl (drei) von Kettengliedplatten ist. Die inneren und äußeren Kettentragevorsprünge 10 und 11 jedes Paars von Vorsprüngen 10 und 11 sind voneinander um einen Abstand voneinander beabstandet, der im wesentlichen gleich einer Länge einer geraden Anzahl (zwei) von Kettengliedplatten ist. Somit sind sich die Kettentragevorsprünge 10 und 11 so angeordnet, dass sie sich entweder zwischen den äußeren Kettengliedplatten 4a der Kette 4 vorbeibewegen oder dass sie in Kontakt mit den äußeren Kettengliedplatten 4a der Kette 4 kommen, nachdem die Kette 4 durch den Kettenwerfer 6 vom kleinen Kettenrad S2 auf das große Kettenrad S1 umgelegt worden ist. Wie aus den 4(a), 4(b) und 6(a) zu ersehen, sind die Kettentragevorsprünge 10 und 11 funktionsmäßig in der Lage, ohne im Verzahnungseingriff mit der Kette 4 befindlich zu sein nur die Kette 4 hochzuheben.
Die vier Kettentragevorsprünge 11 befinden sich bevorzugt von den vier äußeren Kettentragevorsprüngen 10 in radialer Richtung einwärts. Außerdem befinden sich die vier inneren Kettentragevorsprünge 11 bezüglich der Antriebsrichtung F der Rotation des großen Kettenrads S1 in Umfangsrichtung vor den vier äußeren Kettentragevorsprüngen 10. Die Kettentragevorsprünge 10 und 11 sind derart dimensioniert und geformt, dass sie sich zwischen einem Paar äußerer Kettengliedplatten 4a und entlang den inneren Kettengliedplatten 4b vorbeibewegen können, ohne in Kontakt mit den inneren Kettengliedplatten 4b zu kommen, wenn sie mit den inneren Kettengliedplatten 4b fluchten. Anders ausgedrückt besitzen die Kettentragevorsprünge 10 eine Breite D₁ parallel zum Kettenweg P während eines Gangwechselvorgangs gemessen. Die inneren Kettentragevorsprünge 11 besitzen einen Durchmesser oder eine Breite D₂ in einer Richtung parallel zum Kettenweg P während eines Gangwechselvorgangs gemessen. Die Enden der benachbarten äußeren Kettengliedplatten 4a sind um einen Abstand D₃ voneinander beabstandet, der grö ßer als die Breite oder die Durchmesser D₁ und D₂ der der Kettentragevorsprünge 10 bzw. 11 ist, wie in den 5 und 7 zu sehen.
Die vier inneren Kettentragevorsprünge 11 sind vorzugsweise kreisförmig im Querschnitt und kleiner als die Breite D₁ der äußeren Kettentragevorsprünge 10. Natürlich ist es für den Fachmann aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass andere Formen möglich sind, solange sie dem Gedanken der vorliegenden Erfindung folgen. Die inneren Kettentragevorsprünge 11 sind nahe dem Kettenpfad P positioniert, der sich vom kleinen Kettenrad S2 zum großen Kettenrad S1 erstreckt, um die Gangwechselvorgänge 12a des größeren Kettenrads S1 zu erleichtern.
Die inneren Vorsprünge 11 befinden sich an der Außenseite des Gangwechselvorgangs, wenn die inneren Kettengliedplatten 4b mit den inneren Kettentragevorsprüngen 11 fluchten. Anders ausgedrückt sind die inneren und äußeren Kettentragevorsprünge 10 und 11 nicht in Eingriff mit der Kette 4, wenn die inneren Kettengliedplatten 4b mit den Vorsprüngen 10 und 11 fluchten. Der Gangwechsel ist bei der nächsten Gangposition abgeschlossen.
Herkömmliche Vorsprünge sind andererseits mit der Kette sogar dann in Eingriff, wenn die Vorsprünge mit dem inneren Kettenglied fluchten. Anders ausgedrückt sind die Vorsprünge mit der Kette sogar in Eingriff, obwohl sie nicht in einer Position fluchten, die einen Gangwechselvorgang bewirkt. Daher verursacht im Stand der Technik der Vorsprung eine Behinderung, die den Gangwechselvorgang ungleichmäßig macht, und verursacht ein unbefriedigendes Fahrgefühl. In der vorliegenden Erfindung wird dagegen aufgrund der Form der Kettentragevorsprünge 10 und 11, die leicht zwischen dem äußeren Kettenglied der Kette gleiten, und dank des Winkels dieses zweiten Vorsprungs ein flüssiger Gangwechselvorgang durchgeführt.
Positionen der Kettentragevorsprünge 10 und 11 werden entsprechend einer Größe der Kette 4 und einer Form der Antriebszähne 12 bestimmt. Einer dieser Zähne, d.h. Zahn 12a, ist der erste Zahn, mit dem die Kette 4 beginnt in Eingriff zu kommen, wenn die Kette 4 mit einem der Tragevorsprünge 11 in Kontakt kommt. Ähnlich beginnt die Kette 4 nach Kontakt mit dem Tragevorsprung 10 mit dem zweiten Antriebszahn 12b in Eingriff zu kommen. Somit werden die Kettentragevorsprünge 10 und 11 vom jeweiligen Antriebszahn zu einer Kettenradachse hin in einer Antriebsrichtung F bewegt, wie in 3 zu sehen.
Wie am besten in 7 zu sehen, bedeutet der Kettenweg P, wie er hier verwendet wird, die Längsachse des Abschnitts der Kette 4, der sich zwischen der Rollenoberfläche der Kette 4, die mit dem Zahn 12b des großen Kettenrads S1 in Kontakt kommt, und dem Punkt, an dem die Kette 4 das kleine Kettenrad S2 verläßt, erstreckt.
Jeder der in den obigen Positionen angeordneten Kettentragevorsprünge 10 und 11 ist funktionsmäßig in der Lage, bei Rotation des großen Kettenrads S1 die durch den Kettenwerfer 6 umgelegte Kette 4 hochzuheben und die Kette 4 zu einem der Antriebszähne 12 hin bewegen. Wenn die Kettenräder S1 und S2 bei Betätigung des Kettenwerfers 6 gedreht werden, bewegt sich einer der inneren Kettentragevorsprünge 11 und einer der äußeren Kettentragevorsprünge 10, die sich mit dem großen Kettenrad S1 drehen, auf eine Position unter der Kette 4 und kommt mit einem Paar äußerer Kettengliedplatten 4a der Kette 4, wie in den 4(b) und 7 gezeigt, in Kontakt.
Insbesondere bewirkt die Rotation des großen Kettenrads S1, dass einer der inneren Kettentragevorsprünge 11 die Kette 4 zunächst vom großen Kettenrad S1 in radialer Richtung nach außen hochhebt. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich der äußere Kettentragevorsprung 10 unter die angehobene Kette 4 und kommt mit ihr in Eingriff, ohne mit der Kette 4 im Verzahnungseingriff befindlich zu sein. Durch den Anhebevorgang der Kettentragevorsprünge 10 und 11 und den Umlegevorgang des Kettenwerfers 6 befindet sich die Kette 4 im Verzahnungseingriff mit einem Antriebszahn 12 des großen Kettenrads S1, der mit der Kette 4 vor allen anderen Zähnen in Kontakt kommt. Auf diesem Weg wird die Kette 4 leicht und zuverlässig vom mittleren Kettenrad S2 auf das große Kettenrad S1 umgelegt.
Bei weiterer Drehung des großen Kettenrads S1 bewirkt die Umlegekraft des Kettenwerfers 6, dass die Kette 4 mit einem der Antriebszähne 12 in Eingriff kommt und dass sie sich von den Kettentragevorsprüngen 10 und 11 löst. Das schließt ein Umlegen der Kette 4 vom kleinen Kettenrad S2 auf das große Kettenrad S1 ab.
Die Position der inneren Kettentragevorsprünge 11 wird entsprechend einer Größe und Form der Kette 4 bestimmt. Wie aus 2 zu sehen, werden die inneren Kettentragevorsprünge 11 vom äußeren Kettentragevorsprung 10 zu einer Kettenradachse hin und in einer Drehrichtung F der Kettenräder, wie in 2 gezeigt, bewegt.
Die äußeren Kettentragevorsprünge 10 sind auch in einer Position entsprechend der Größe und Form der Kette 4 angeordnet. Die äußeren Kettentragevorsprünge 10 werden vom Antriebszahn 12 in radialer Richtung zur Achse des großen Kettenrads S1 hin und in der Rotationsrichtung F der Kettenräder bewegt.
Die Kettentragevorsprünge 10 und 11 sind gehärtet, um gegen Reibung mit der Kette 4 beständig zu sein. In der obigen Ausführungsform sind die Kettentragevorsprünge 10 und 11 integral als Teil des großen Kettenrads S1 ausgebildet. Jedoch können diese Vorsprünge 10 und 11 als vom großen Kettenrad getrennte Komponenten ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Kettenrad S1 aus Stahl ausgebildet, wobei die Kettentragevorsprünge 10 und 11 durch Druckbearbeiten des Kettenrads ausgearbeitet sind und die ausgearbeiteten Vorsprünge gehärtet sind, um die Abriebfestigkeit zu erhöhen. Die Härtungsbehandlung kann je nach Abriebfestigkeit, Härte und anderen Eigenschaften eines zum Ausbilden des Kettenrads verwendeten Materials weggelassen werden.
Eine weitere Ausführungsform wird anhand 9 beschrieben, die eine Dreifach-Kettenradbaugruppe zeigt. Diese Kettenradbaugruppe umfasst ein großes Kettenrad S1, ein mittleres Kettenrad S1A und ein kleines Kettenrad S2A. Wie bei einem herkömmlichen Antriebsmechanismus eines Fahrrads werden die Kurbelarme 1 gedeht, um den Antrieb von den Kettenrädern S1, S1A und S2A über eine Kette 4 auf ein hinteres Kettenrrad 5 zu übertragen. Ein Kettenwerfer 6 ist funktionsmäßig in der Lage, durch Umlegen der Kette 4 zwischen den Kettenräder S1, S1A und S2a drei Geschwindigkeiten bereitzustellen. Grundsätzlich sind in dieser Ausführungsform sowohl das große Kettenrad S1 als auch das mittlere Kettenrad S1A wie in der ers ten Ausführungsform mit Vorsprüngen versehen. Anders ausgedrückt ist das Kettenrad S1 dieser Ausführungsform mit dem Kettenrad einer der ersten Ausführungsformen identisch. Das mittlere Kettenrad S1A ist mit dem kleinen Kettenrad S2 der ersten Ausführungsform identisch, aber weist eine dem großen Kettenrad S1 ähnliche Mehrzahl von Vorsprüngen auf. Das kleine Kettenrad S2A ist im wesentlichen mit Kettenrad S2 der ersten Ausführungsform identisch, außer dass das Kettenrad S2A einen kleineren Durchmesser als das Kettenrad S2 der ersten Ausführungsform besitzt. Im Hinblick auf die Ähnlichkeiten dieser Ausführungsform und der ersten Ausführungsform wird diese Ausführungsform hier nicht diskutiert oder ausführlich erläutert.
Dadurch, dass in sämtlichen beschriebenen Ausführungsformen eine Mehrzahl von Kettentragevorsprüngen und eine Mehrzahl von Kettenumlegezähnen vorgesehen ist, wird ein Umlegevorgang schnell mit erhöhten Möglichkeiten der Kette 4, im Laufe der Rotation der Kettenräder 4 mit einem Kettentragevorsprung und einem Kettenumlegezahn in Eingriff zu kommen, ausgeführt. Jedenfalls kann nur ein Kettentragevorsprung oder Kettenumlegzahn vorgesehen sein. Außerdem können die Kettentragevorsprünge und die Kettenumlegzähne nur auf dem mittleren Ketterrad oder sowohl auf dem großen Kettenrad als auch auf dem mittleren Kettenrad vorgesehen sein.
Die Ausdrücke, die sich auf ein Maß beziehen, wie etwa „im wesentlichen", „etwa" und „ungefähr", bedeuten, wie sie hier verwendet werden, ein angemessenes Maß an Abweichung des modifzierten Begriffs, so dass das Endergebnis nicht wesentlich geändert wird. Diese Ausdrücke sollen so ausgelegt werden, dass sie eine Abweichung von ± 5 % des modifizierten Begriffs umfassen, falls dies nicht die Bedeutung des durch sie modifizierten Begriffs zunichte macht.
Während nur ausgewählte Ausführungsformen gewählt wurden, um die vorliegende Erfindung zu erläutern, ist es für den Fachmann aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass verschiedene Veränderungen und Abwandlungen darin durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Außerdem wird die vorangegangene Beschreibung der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung nur zur Erläuterung gelie fert, und nicht für den Zweck, die Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, einzuschränken.

Claims

Kettenradbaugruppe für ein Fahrrad, aufweisend: ein kleines Kettenrad (S2), welches eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordneten Zähnen aufweist; und ein großes Kettenrad (S1), welches eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordneten Zähnen (12, 12a, 12b) und mindestens einen nicht integralen ersten Kettentragevorsprung (10), der am großen Kettenrad befestigt ist, sowie mindestens einen nicht integralen zweiten Kettentragevorsprung (11) aufweist, der an dem großen Kettenrad befestigt ist, wobei die ersten und zweiten Kettentragevorsprünge an einer Seitenfläche (7) des großen Kettenrades (S1) befestigt sind, die in Richtung zum kleinen Kettenrad (S2) weist, wobei der erste Kettentragevorsprung (10) eine Kontaktfläche (10a) beinhaltet, deren Anordnung, Orientierung und Größe relativ zu den Zähnen (12) des großen Kettenrades (S1) so ist, dass sie mit einer Unterseite einer äußeren Kettengliedplatte (4a) einer Kette 4 in Kontakt kommt, wobei der erste Kettentragevorsprung (10), der benachbart zu den Zähnen (12) des großen Kettenrades (S1) angeordnet ist, in der Lage ist, zu bewirken, dass die Kontaktfläche (10a) mit einer Kette (4), die sich in Eingriff mit dem kleinen Kettenrad (S2) befindet, in Kontakt kommt, und in der Lage ist, eine Kette in radialer Richtung nach außen bezüglich eines Rotationsmittelpunktes des großen Kettenrades (51) hochzuheben, während ein Umlegevorgang der Kette vom kleinen Kettenrad (S2) auf das große Kettenrad (S1) erfolgt, wobei der zweite Kettentragevorsprung (11) eine Kontaktfläche (11a) beinhaltet, die angeordnet ist, um mit einer Unterseite einer Kette (4) in Kontakt zu kommen, die von dem kleinen Kettenrad (S2) auf das große Kettenrad (S1) umgelegt wird, wobei der zweite Kettentragevorsprung (11) sich bezüglich der Kettenrad-Rotationsachse auf einer kleineren Radialposition als der erste Kettentragevorsprung (10) befindet, so dass Kettenglieder einer Kette (4), die mit den ersten (10) und zweiten (11) Kettentragevorsprüngen in Kontakt sind und sich zwischen diesen befinden, in der Lage sind, im Wesentlichen eine Tangente zu einer auf dem kleinen Kettenrad (S1) in Verzahnungseingriff befindlichen Kette zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kettentragevorsprung (10) so angeordnet ist, dass er sich zwischen zwei aufeinander folgenden äußeren Kettengliedplatten (4a) auf der einen Seite einer Kette vorbeibewegt, im Fall eines Fluchtens mit einer inneren Kettengliedplatte (4b) einer Kette, wenn diese von dem kleinen Kettenrad (S2) auf das große Kettenrad (S1) umgelegt wird.
Kettenradbaugruppe nach Anspruch 1, bei welcher das große Kettenrad (S2) aus Aluminium besteht.
Kettenradbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Kontaktfläche (10a) des ersten Kettentragevorsprungs (10) eine konvex gekrümmte Fläche (10a) ist, die sich benachbart zu einem der Zähne (12) des großen Kettenrades (S1) befindet.
Kettenradbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der erste Kettentragevorsprung (10) als längliches Element ausgebildet ist, wobei dessen Länge eine Achse aufweist, die nach oben und im Wesentlichen senkrecht zu einem Kettenweg während eines Gangwechselvorgangs verläuft.
Kettenradbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der erste Kettentragevorsprung (10), gesehen in einer Richtung senkrecht zum großen Kettenrad (S1), einen nicht kreisförmigen Vorsprung aufweist.
Kettenradbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der erste Kettentragevorsprung (10) eine Länge aufweist, die größer ist als seine Breite, welche senkrecht zur Länge und im Wesentlichen parallel zur Kettenradebene verläuft.
Kettenradbaugruppe nach Anspruch 6, bei welcher die Länge des ersten Kettentragevorsprungs (10) ungefähr 6,0 mm beträgt und die Breite des ersten Kettentragevorsprungs (10) ungefähr 3,9 mm beträgt.
Kettenradbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die ersten (10) und die zweiten (11) Kettentragevorsprünge sich um ungefähr 1,2 mm in axialer Richtung vom großen Kettenrad (S1) in Richtung zum kleinen Kettenrad (S2) erstrecken.
Kettenradbaugruppe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei welcher der erste Kettentragevorsprung (10) ein Paar von im Wesentlichen konvex gekrümmten Flächen (10a) aufweist, welche die Länge des ersten Kettentragevorsprungs (10) definieren.
Kettenradbaugruppe nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei welcher der erste Kettentragevorsprung (10) ein Paar von im Wesentlichen ebenen Flächen (10b) aufweist, welche die Breite des ersten Kettentragevorsprungs (10) definieren.
Kettenradbaugruppe nach einem der Ansprüche 6 bis 10, bei welcher sich der erste Kettentragevorsprung (10) um ungefähr 1,2 mm in axialer Richtung vom großen Kettenrad (S1) in Richtung zum kleinen Kettenrad (S2) erstreckt.
Kettenradbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Kontaktfläche (10a) des ersten Kettentragevorsprungs (10) in einer axialen Richtung des großen Kettenrades (S1) geneigt ist.
Kettenradbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die ersten (10) und die zweiten (11) Kettentragevorsprünge um einen Abstand voneinander entfernt angeordnet sind, der im Wesentlichen so groß ist wie eine Länge einer geraden Anzahl von Kettengliedplatten (4a, 4b) ist.
Kettenradbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das große Kettenrad (S1) eine Mehrzahl von ersten (10) und zweiten (11) Kettentragevorsprüngen beinhaltet.
Kettenradbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das große Kettenrad (S1) vier Paare von ersten (10) und zweiten (11) Kettentragevorsprüngen beinhaltet.
Kettenradbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der zweite Kettentragevorsprung (11), in Richtung senkrecht zum großen Kettenrad (S1) gesehen, eine kreisförmige Konfiguration aufweist.