DE69010431T2

DE69010431T2 - Mehrstufenkettenrad für fahrrad.

Info

Publication number: DE69010431T2
Application number: DE69010431T
Authority: DE
Inventors: Jun Maeda Industries Kobayashi
Original assignee: MAEDA IND
Current assignee: MAEDA IND
Priority date: 1989-02-15
Filing date: 1990-02-13
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2010-02-14
Also published as: DE69010431D1; EP0414907B1; JPH03295U; WO1990009308A1; EP0414907A4; US5133695A; EP0414907A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrradmehrkettenrad gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, welches einen glatten Kettenwechsel von einem größeren Zahnkranz auf einen kleineren Zahnkranz ermöglichen soll.
Viele der üblicherweise erhältlichen Fahrräder besitzen nicht nur ein Mehrfachfreilaufrad zur Bildung eines hinteren Zahnrades, welches auf der Hinterradnarbe montiert ist, sondern weisen auch ein Mehrkettenrad zur Bildung des vorderen Zahnrades auf (vorderes Zahnrad wird üblicherweise "Kettenrad" genannt), welches an einer Pedalkurbel montiert ist, wodurch die Anzahl der auswählbaren Gänge erhöht wird. Wenn beispielsweise ein Freilaufrad mit fünf Zahnkränzen mit einem Kettenrad mit drei Zahnkränzen kombiniert wird, ist es möglich, 15 Gänge auszuwählen.
Bei einem Mehrfachkettenrad befindet sich der Zahnkranz mit dem größten Durchmesser in Fahrradfahrtrichtung gesehen auf der rechten Seite, und die zunehmend kleiner werdenden Zahnkränze werden nach links hin angeordnet. Der maximale Gang ist erreichbar, wenn die Kette in den größten Zahnkranz eingreift.
Bei einem solchen Kettenrad wird ein Gangwechsel durchgeführt, indem man den vorderen Umwerfer veranlaßt, einen Kettenabschnitt beim Eintritt in das sich in Drehung befindende Kettenrad zur Seite zu drücken, was zur Folge hat, daß die Kette von dem kleineren Zahnkranz auf den größeren Zahnkranz oder vice versa gewechselt wird. Offensichtlich wird die Gangwechselfunktionsweise durch die Glattheit und Schnelligkeit beim Lösen der Kette von dem derzeitig eingreifenden Zahnkranz zum erneuten Eingriff in einen Sollzahnkranz bestimmt.
Ein Problem, welches "Kettenblockierphänomen" genannt wird, ergibt sich jedoch beim Wechsel der Kette vom größeren Zahnkranz zum kleineren Zahnkranz. Dieses Phänomen wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 9 - 13 beschrieben.
Fig. 9, 10, 11 und 13 sind Ansichten, gesehen von der linken Seite des Fahrrades, welche die aufeinanderfolgenden Schritte beim Wechsel der Kette C vom größeren Zahnradkranz 1 zum kleineren Zahnkranz 2 des Kettenrades CW zur Erläuterung des Problems zeigen. Fig. 12 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeiles XII in Fig. 11 gesehen.
In den Fig. 9, 10, 11 und 13 befindet sich der größere Zahnkranz 1 weiter entfernt vom Betrachter. Die Kette C weist Paare von inneren Zwischengliedscheiben Pa1, Pa2 und Paare von äußeren Zwischengliedscheiben Pb1, Pb2, welche sich mit den Paaren innerer Zwischengliedscheiben alternierend abwechseln und mit diesen mittels Zylinderstiften R verbunden sind. Die Kette C ist mit jedem Zahnkranz in der Weise in Eingriff bringbar, daß jeder Zahn des Zahnkranzes zwischen dem entsprechenden Paar von inneren Zwischengliedscheiben Pa1, Pa2 und äußeren Zwischengliedscheiben Pb1, Pb2 eingeführt wird, wobei die Zylinderstifte R zwischen die Zahnkranzzähne aufgenommen werden.
Beim Wechsel der Kette C, welche verzahnend in den größeren Zahnkranz 1 eingreift, zum kleineren Zahnkranz 2 wird ein Abschnitt der Kette C, welcher sich hin zum Eingriff mit dem größeren Zahnkranz 1 bewegt, hin zu dem kleineren Zahnkranz 2 durch einen nicht dargestellten vorderen Umwerfer gedrückt, wodurch die Kette C veranlaßt wird, sich von dem größeren Zahnrad 1 zu lösen. Die Kette C wird einer Spannung ausgesetzt, welche durch eine im nicht dargestellten hinteren Umwerfer beinhaltete Spannungsfeder aufgebracht wird. Daher beginnt die Kette C, nachdem sie sich von einem Zahn ta auf dem größeren Zahnkranz 1 gelöst hat, zum kleineren Zahnkranz 2 in der Weise zu wechseln, daß sich die Kette C tangential, ausgehend vom Zylinderstift RO (Ablösestartzylinderstift), welcher unmittelbar dem Paar Zwischengliedscheiben folgt, die sich vom größeren Zahnradzahn ta gelöst haben, hin zum kleineren Zahnkranz erstreckt, wie in Fig. 10 gezeigt.
Nun wird eine Tangente 1 am kleineren Zahnkranz 2 gezogen, und zwar ausgehend von einem Zahnzwischenraummittelpunkt 01 des größeren Zahnkranzes 1, welcher sich beim Ablösestartzylinderstift R0 befindet, hin zu einem Zahnzwischenraummittelpunkt 02 des kleineren Zahnkranzes 2. Wenn die Länge der Tangente 1 um einen Bruchteil x (d.h. der Abstand zwischen den Zahnzwischenraummittelpunkten 01 und 02 ist np + x) größer ist, als ein ganzzahliges Vielfaches der Kettenzahnteilung (P) tritt das Kettenblockierphänomen beim Aufbringen einer großen Drehkraft am Kettenrad CW auf.
Normalerweise dreht sich das Kettenrad zum Zeitpunkt des Kettenwechsels für eine Weile mit seitlich verschobenen Zylinderstiften R der Kette (die dem Ablösestartzylinderstift R0 folgen), welche teilweise in die Zahnspitzen des kleineren Zahnkranzes 2 eingreifen. Die Kette kann nur dann vollkommen in den kleineren Zahnkranz 2 verzahnend eingreifen, wenn die seitlich verschobenen Zylinderstifte R in ihrer Lage den Zahnzwischenräumen des kleineren Zahnkranzes entsprechen. Falls jedoch eine große Drehkraft an das Kettenrad CW, welches in der Lage in Fig. 10 gehalten wird, wird die Kette C einer großen Spannung ausgesetzt. Folglich werden die seitlich verschobenen Zylinderstifte R zwangsläufig in vollen Eingriff mit den Zahnzwischenräumen des kleineren Zahnkranzes 2 gebracht, und der Ablösestartzylinderstift R0, welcher dem oben erwähnten Zahnzwischenraummittelpunkt 01 des größeren Zahnkranzes 1 entspricht, wird zwangsläufig radial nach innen entlang der Seitenoberfläche des größeren Zahnkranzes 1 verschoben, wie in Fig. 11 gezeigt.
Wie in Fig. 12 gezeigt, erstreckt sich die innere Zwischengliedplatte Pa 1, welche sich von einem Zahn ta des größeren Zahnkranzes zusammen mit der äußeren Zwischengliedscheibe Pb1 gelöst hat, schräg entlang des Zwischenraums zwischen dem Zahn ta und dem unmittelbar darauf folgenden Zahn tb, während diese Zwischengliedscheiben zwangsläufig radial nach innen bewegt werden. Die Zahnkranzzähne sind so ausgelegt, daß sie zu den Zahnwurzeln hin dicker werden. Daher gelangen die innere Zwischengliedscheibe Pa1 und die äußere Zwischengliedscheibe Pb1, wenn sie wie oben radial nach innen bewegt werden, fest in Eingriff mit den entsprechenden Zähnen ta, tb, so daß die Kette C auf dem größeren Zahnkranz 1 sperrt. Darüberhinaus werden die inneren Zwischengliedscheiben Pa1 und die äußere Zwischengliedscheibe Pb1 seitlich durch die Zähne ta, tb gedrückt, so daß die Kette einer Biegekraft in Richtung des Pfeils A in Fig. 12 ausgesetzt ist. Durch die Einwirkungen einer solchen Biegekraft werden die Zwischengliedscheiben linker Hand auf der Kette C seitlich gegen die Zähne tc, td, te, welche dem oben erwähnten Zahn tb auf der dem kleineren Zahnkranz zugewandten Seite gelegenen Zahn tb vorangehen, gedrückt, und tragen folglich dazu bei, daß die Kette G auf dem größeren Zahnkranz 1 sperrt.
Sobald das Kettenblockierphänomen auftritt, ist es der Kette C nicht mehr möglich, sich vom größeren Zahnkranz 1 zu lösen. Daher dreht sich das Kettenrad CW mit der auf dem größeren Zahnkranz 1 blockierten Kette C, wie in Fig. 13 gezeigt. Wenn das Kettenrad CW fortfährt, sich weiter in diesem Zustand zu drehen, kommt es zu einem zerstörenden Zusammentreffen zwischen der auf dem größeren Zahnkranz blockierten Kette C und dem vorderen Umwerfer. Für den Fall, daß der größere Zahnkranz 1 aus Leichtmetall hergestellt ist, können ferner dessen Zähne verformt werden.
Das Kettenblockierphänomen tritt wahrscheinlicher auf, wenn jeder Zahnkranzzahn so hergestellt ist, daß er eine größere Breite aufweist, wie in Fig. 8 gezeigt. Das kommt daher, weil jeder Zahnzwischenraum kleiner wird, wenn die Zahnbreite zunimmt. Der verminderte Zahnzwischenraum führt dazu, daß die Zwischengliedscheiben der Kette C fester mit den entsprechenden Zähnen ta, tb in Eingriff gelangen, wie in Fig. 12 gezeigt. Darüberhinaus wird die an die Kette angelegte Biegekraft größer.
Üblicherweise sind daher oft Versuche unternommen worden, jeden Zahnkranzzahn schlanker auszulegen, indem man die Zahnbreite sich zur Zahnspitze hin stark vermindern läßt, wie in Fig. 7 gezeigt. Im Vergleich mit dem Zahnkranz der Fig. 8 mit größeren Zahnbreiten, erleichtert der Zahnkranz mit schlankeren Zähnen das Ablösen der Kette und erlaubt einfach, daß sich die Kette seitlich schräg ausdehnt, wobei die Wahrscheinlichkeit des Kettenblockierphänomens vermindert wird. Die herkömmliche Gegenmaßnahme scheint die Funktionsweise beim Wechsel der Kette vom größeren Zahnkranz zum kleineren Zahnkranz zu verbessern. Tatsächlich erleichtert jedoch die herkömmliche Maßnahme das Lösen der Kette übermäßig. Daher entsteht ein neues Problem, nämlich daß die Kette sich zu früh vom größeren Zahnkranz löst, bevor sie vollkommen auf den kleineren Zahnkranz wechselt, was dazu führt, daß die Kette zwischen den größeren und kleineren Zahnkranz fällt. Solches zu frühzeitiges Kettenlösen kann verhindert werden, indem man die Breite der Zahnkranzzähne erhöht, wie in Fig. 8 gezeigt. Diese Maßnahme führt jedoch, wie bereits beschrieben, wiederum zu einem verstärkten Auftreten des Kettenblockierphänomens.
In JP-Y2-56-3265 ist ein Fahradkettenrad offenbart, bei dem jeder Zahn des größeren Zahnkranzes im Umfang asymmetrisch hergestellt ist, indem die vordere Kante des Zahnes in Rückwärtsdrehrichtung des Kettenrades zur Verminderung der Zahnbreite versetzt ist, wodurch das Kettenblockierphänomen verhindert wird. Die Verminderung der Zahnbreite, welche durch die nach hinten versetzte Anordnung der Zahnvorderkante verwirklicht wird, führt zu einem Ansteigen der Möglichkeit des vorzeitigen Kettenlösens.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Fahrradmehrkettenrad zu schaffen, welches gleichzeitig fähig ist, die zwei entgegengesetzten Anforderungen, nämlich das Vermeiden des Kettenblockierphänomens und das zu frühzeitige Kettenablösephänomen zu verhindern, wodurch der Kettenwechsel vom größeren Zahnkranz zum kleineren Zahnkranz erleichtert wird.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrradmehrkettenrad zu schaffen, welche den Kettenwechsel vom größeren Zahnkranz zum kleineren Zahnkranz erleichtert, während es eine Verschlechterung der Funktionsweise beim Kettenwechsel vom größeren Zahnkranz zum kleineren Zahnkranz verhindert.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Bevorzugte weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2-10 angegeben.
Andere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen klar verständlich. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines gezahnten Abschnittes des im Durchmesser größeren Zahnkranzes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Kettenrades gemäß der Ausführungsform, wie sie von der Seite des im Durchmesser kleineren Zahnkranzes gesehen wird;
Fig. 3 eine Seitenansicht desselben Zahnrades, gesehen von der Seite des größeren Zahnkranzes;
Fig. 4 eine Ansicht desselben Kettenrades, wie es aus Sicht der Pfeilrichtung IV in Fig. 3 gesehen wird;
Fig. 5 eine Ansicht zur Erläuterung des Zeitverhaltens des Kettenwechsels relativ zum Kettenrad, wobei diese Ansicht den Zustand zeigt, bei welchem die Kette der maximalen Spannung ausgesetzt ist;
Fig. 6 ebenfalls eine Ansicht zur Erläuterung des Zeitverhaltens beim Kettenwechsel relativ zum Kettenrad, wobei diese Ansicht den Zustand zeigt, bei welchem die Kette unter minimaler Spannung gehalten wird;
Fig. 7 und 8 Seitenansichten eines gezahnten Abschnittes eines konventionellen größeren Zahnkranzes;
Fig. 9 bis 13 Ansichten der Art und Weise des Kettenwechsels bezüglich eines Zahnrades nach dem Stand der Technik, wobei
Fig. 9, 10, 11 und 13 Ansichten des Zahnrades gesehen von der Seite des kleineren Zahnkranzes darstellen; und
Fig. 12 eine Ansicht eines Kettenrades, gesehen aus der Pfeilrichtung XII in Fig. 11.
Wie in Fig. 2 bis 4 gezeigt weist ein Mehrkettenrad CW einen im Durchmesser größeren Zahnkranz 1 und einen seitlich nach innen vom größeren Zahnkranz versetzt angeordneten, im Durchmesser kleineren Zahnkranz 2 auf. Auf diese Weise besitzt das Zahnrad der dargestellten Ausführungsform insgesamt zwei Zahnkränze. Zu dem Zahnrad können auch ein zusätzlicher kleiner Zahnkranz oder Zahnkränze (nicht gezeigt) gehören, so daß es insgesamt 3 oder 4 Zahnkränze aufweist.
Das Mehrkettenrad CW ist an eine Pedalkurbel 5 montiert, welche eine Kurbelwelle 3 und Kurbelarme 4 aufweist, die jeweils mit beiden Enden der Kurbelwelle verbunden sind. Das Kettenrad dreht sich mit der Kurbelwelle 3, wenn der Fahrer eine Antriebskraft mittels der Pedale 6 aufbringt. Die Kurbelwelle 3 ist drehbar durch ein unteres Trägerrohr eines nicht dargestellten Fahrradrahmens gelagert.
Das größere Zahnrad 1 besitzt einen Zahnradringabschnitt 11, welcher entlang seines äußeren Umfanges mit Zähnen gebildet ist, so wie fünf Stege 12, welche gleichwinklig beabstandet sind und sich radial vom Zahnradringabschnitt nach innen erstrecken. Ein Kurbelarm 4 weist einen Basisabschnitt auf, welcher ein Ganzes bildend mit fünf sich radial nach außen erstreckenden Haltearmen 41 gebildet ist, um an deren jeweiligen äußeren Enden mittels Bolzen 7 mit den Stegen 12 verbunden zu sein. Ähnlich dem größeren Zahnkranz 1 weist der kleinere Zahnkranz 2 einen Zahnradringabschnitt 21 und fünf Stege 22 auf. Die oben genannten Bolzen 7 werden gemeinsam verwendet, um die Stege 22 mit den Haltearmen 41 zusammen mit den Stegen 12 des größeren Zahnkranzes 1 zu verbinden.
Gemäß der Erfindung werden ausgewählte Zähne des größeren Zahnkranzes 1 in ihrer Form verbessert, um die Funktionsweise beim Wechsel der Kette C vom größeren Zahnkranz 1 auf den kleineren Zahnkranz 2 zu verbessern.
Die Verbesserung der Zahnform kann hinsichtlich derjenigen Zähne auf dem größeren Zahnkranz 1 erreicht werden, welche wenigstens in einem der zwei diametral gegenüberliegenden Winkelbereiche liegen, welche Umfangspunkte enthalten (angezeigt durch die Bezugszeichen A1, A2 in Fig. 2) und welche auf einer sich entlang des Kurbelarms 4 erstreckenden diametralen Linie gelegen sind. Gemäß der dargestellten Ausführungsform erfolgt die Verbesserung der Zahnform hinsichtlich beider Winkelbereiche, welche die diametral gegenüberliegenden Umfangspunkte A1, A2 enthalten.
Gemäß der Erfindung werden die formverbesserten Zähne in ihrem Umfang in der Art und Weise asymetrisch gestaltet, daß die asymetrischen Zähne relativ zu ihren jeweiligen Zahnteilungsmitten (angedeutet durch die Strichpunktlinie C in Fig. 1) in Vorwärtsdrehrichtung (Pfeilrichtung F in Fig. 1 und 2) des Kettenrades CW im Gegensatz zu den anderen normalen Zähnen auf dem größeren Zahnkranz versetzt angeordnet sind.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform weisen alle asymetrischen Zähne tx eine vordere Kante 9 auf, welche im Vergleich zu den anderen normalen Zähnen für einen Abschnitt nach vorne konvex ausgebildet ist, der sich von einer Zwischenhöhe zu der Zahnspitze erstreckt, wie in Fig. 1 gezeigt. Alternativ dazu kann die Vorderkante 9 von jedem asymetrischen Zahn nur bei einem Zahnspitzenabschnitt oder Zwischenabschnitt nach vorne ausgebaucht sein. Darüberhinaus kann jeder asymetrische Zahn alternativ oder zusätzlich eine hintere Kante aufweisen, deren Abstand von der entsprechenden Zahnteilungsmitte geringer ist als der Abstand zwischen den hinteren Kanten der anderen normalen Zähne und deren jeweiligen Zahnteilungsmitten.
Wie oben beschrieben, werden die Winkelbereiche, welche die Umfangspunkte A1, A2 des größeren Zahnkranzes 1 enthalten, als Abschnitte zur Durchführung der Zahnformverbesserung ausgewählt. Der Grund für eine solche Auswahl ist wie folgt.
Beim Wechsel der Kette C von einem Zahnkranz zu einem anderen des Mehrkettenrades CW wird ein Abschnitt der Kette C, welche sich hin zum Kettenrad CW bewegt, zur Seite durch einen nicht dargestellten vorderen Umwerfer gedrückt. Folglich neigt sich die Kette C in Draufsicht teilweise, um sich aus der Verzahnung von dem bisherigen Zahnkranz zu lösen und in den Zielzahnkranz einzugreifen.
Der Abschnitt (Vorwärtsweg) der Kette C, welcher sich hin zum Kettenrad CW bewegt, ist einer größeren Spannung ausgesetzt, weil dieser Kettenabschnitt eine Antriebskraft auf das hintere Zahnrad übertragen muß. Während eine solche große Spannung an die Kette C aufgebracht ist, wird das seitliche Drücken der Kette durch den vorderen Umwerfer nicht einfach die Kette veranlassen, die Kette aus dem Eingriff mit irgendeinem Zahnkranz zu bringen. Der Vorwärtsweg der Kette C ist jedoch nicht immer einer größeren Spannung ausgesetzt. Tatsächlich variiert die Kettenspannung in Abhängigkeit der Drehposition der Kurbelarme 4. Insbesondere, wenn die Kurbelarme 4 annähernd horizontal sind, wie in Fig. 5 gezeigt, wird die Antriebskraft des Fahrers auf die Pedale 6 am effektivsten auf das Kettenrad CW als Drehmoment so übertragen, daß die Kettenspannung maximal wird. Wen sich andererseits, wie in Fig. 6 gezeigt, die Kurbelarme 4 generell an ihren jeweiligen oberen und unteren Totpunkten befinden, wird die Kettenspannung minimal, weil die Pedalkraft des Fahrers nur schwach auf das Kettenrad CW übertragen wird.
Auf diese Weise erfolgt die tatsächliche Lösung der Kette C vom Zahnrad generell zu einem Zeitpunkt, bei dem die Kettenspannung auf ihren Minimalwert vermindert wird, selbst wenn der vordere Umwerfer ständig dazu veranlaßt wird, seitlich auf die Kette C zu drücken. Mit anderen Worten wird sich die Kette C höchstwahrscheinlich von dem Zahnkranz lösen, wenn die Kurbelarme 4 die jeweiligen oberen und unteren Totpunkte einnehmen, wie in Fig. 6 gezeigt.
Das Kettenrad als das vordere Zahnrad und das Freilaufrad als das hinter Zahnrad sind horizontal in Längsrichtung des Fahrrades voneinander beabstandet, so daß der Vorwärtsweg der Kette in das sich drehende Kettenrad eintritt und an einem Spitzenabschnitt desselben in Eingriff gelangt. Wenn die Kurbelarme 4 ihre jeweiligen Totpunkte einnehmen, beginnt sich die Kette C demgemäß in Eingriff mit dem Kettenrad CW bei einem der oben erwähnten Winkelbereiche zu treten, welche die diametralen Punkte A1, A2 enthält, bei der die Kette die Längsachse der Kurbelarme 4 kreuzt.
Mit anderen Worten stellen die Winkelbereiche, welche die Umfangspunkte A1, A2 des größeren Zahnkranzes 1 enthalten, Abschnitte dar, bei denen sich die Kette C am wahrscheinlichsten von diesem Zahnkranz lösen wird. Durch Verbesserung hinsichtlich jener Zähne, welche in diesen Bereichen enthalten sind, kann es so möglich sein, die Funktionsweise beim Wechsel vom größeren Zahnkranz 1 zum kleineren Zahnkranz 2 zu verbessern.
Es sollte einem bewußt sein, daß im allgemeinen die Sitzstange (Sattelhaltestange, welches das durch die Bezugsnummer 8 in Fig. 5 und 6 dargestellte Bauelement ist) des Fahrradrahmens leicht nach hinten geneigt ist und die tatsächlichen Totpunkte der Kurbelarme 4 annähernd auf der Längsachse der Sitzstange 8 gelegen sind. Daher sind die Totpunkte der Kurbelarme von der Vertikalen mit ungefähr 5 bis 15º in Rückwärtsdrehrichtung des Kettenrades CW verschoben. Andererseits beginnt in diesem Falle der größere Zahnkranz 1 seinen Eingriff in die Kette C bei einer bestimmten Umfangsposition, welche in Vorwärtsdrehrichtung des Kettenrades CW um einen spezifischen Winkel (ungefähr 5 bis 15º wie oben) von der Umfangsposition A1 (oder A2) abweicht. In Wirklichkeit wird sich die Kette wahrscheinlich von dem größeren Zahnkranz innerhalb der Winkelbereiche (Bereiche die in Fig. 2 mit B bezeichnet werden) lösen, von denen jeder einen Winkel von 30º vorwärts und rückwärts ausgehend von derjenigen diametralen Linie abdeckt, welche um den oben genannten spezifischen Winkel in Vorwärtsdrehrichtung des Kettenrades von den oben genannten Umfangspunkten A1, A2 abweicht. Daher sollten sich die asymetrischen Zähne tx vorzugsweise in diesen Winkelbereichen befinden.
Das Fahrradmehrkettenrad mit der obigen Anordnung funktioniert auf folgende Weise.
Während das Fahrrad fährt dreht sich das Kettenrad CW in Richtung des Pfeiles F, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt. Beim Wechsel der Kette C vom größeren Zahnkranz 1 zu dem kleineren Zahnkranz 2 wird der vordere Umwerfer (nicht gezeigt) veranlaßt bei einer bestimmten Lage der Kette C diese seitlich zu drükken, damit sie sich in Eingriff mit dem größeren Zahnkranz 1 bewegt. Folglich beginnt die Kette C, sich vom größeren Zahnkranz in einem derjenigen Winkelbereiche zu lösen, welche die diametrale, sich entlang der Längsachse der Kurbelarme 4 erstreckende Linie enthalten (nämlich die in Fig. 2 gezeigten Umfangspunkte A1, A2 enthalten), wie bereits beschrieben. Wie in Fig. 1 gezeigt, kommt jeder Zylinderstift R der Kette C während der Drehung des Kettenrades CW in Kontakt mit der vorderen Kante des entsprechenden Zahnkranzzahns und rollt beim Lösen von dem Zahn entlang der vorderen Kante des Zahnes hinauf zur Zahnspitze .
Gemäß der Erfindung sind die asymetrischen Zähne tx in den die Umfangspunkte A1, A2 enthaltenden Winkelbereichen des größeren Zahnkranzes vorgesehen. Jeder der asymmetrischen Zähne tx besitzt eine nach vorn konvexe vordere Kante 9 (in Fig. 1 gestrichelt gezeichnet), welche wirkungsvoll ein zu einfaches Lösen des Kettenzylinderstiftes R einschränkt. Im Gegensatz zu dem Zahnkranz in Fig. 7, welcher im Umfang schlanker werdende Zähne aufweist, ist der größere Zahnkranz der Erfindung in der Lage, die Kette C daran zu hindern, sich zu früh von dieser zu lösen bevor sie ganz zu dem keineren Zahnkranz 2 wechselt. Ferner ist die vordere Kante von jedem asymmetrischen Zahn tx leicht konvex, so daß sie ein Lösen des Kettenzylinderrollers R nicht übermäßig einschränkt.
Andererseits besitzt jeder asymmetrische Zahn tx eine hintere Kante, welche relativ nahe zu der entsprechenden Zahnteilungsmitte C gelegen ist, so daß ein genügend großer Zwischenraum zwischen den asymmetrischen Zähnen tx geschaffen wird. Selbst wenn eine sich lösende Zwischengliedscheibe der Kette, welche den größeren Zahnkranz schräg kreuzt, radial nach innen (siehe Fig. 12) gedrückt wird, tritt die Zwischengliedscheibe mit dem entsprechenden Zahnkranzzahn weder in festen Eingriff, noch ist sie einer großen Biegekraft (durch Pfeile A in Fig. 12 angezeigt) ausgesetzt. Auf diese Weise ist es möglich, das Kettenblockierphänomen zu verhindern, welches dazu führen kann, daß die Kette C fest durch den größeren Zahnkranz 1 eingefangen wird. Ferner ist die Ausbauchung 9 der vorderen Kante gemäß der dargestellten Ausführungsform frei von der Zahnwurzel vorgesehen, so daß ein genügend großer Zahnzwischenraum zwischen den Zahnwurzeln geschaffen wird. Diese Konfiguration trägt ebenfalls dazu bei, daß das Kettenblockierphänomen verhindert wird.
Wie oben beschrieben, ist das Kettenrad gemäß der Erfindung in der Lage, ein zu frühes Lösen der Kette und das Kettenblokkierphänomen beim Wechsel der Kette vom größeren Zahnkranz 1 zum kleineren Zahnkranz 2 zu verhindern, wobei das Kettenschalten stark verbessert wird. Ferner braucht die Verbesserung der Zahnform, welche eine einfache Lösung darstellt, nur in Teilbereichen des größeren Zahnkranzes 1 ausgeführt werden, so daß wesentliche Modifikationen bei Ausführung der Erfindung vermieden werden können.

Claims

1. Fahrradmehrkettenrad, das an einer Pedalkurbel (5) zur Übertragung der Pedalkraft eines Fahrers auf ein hinteres Zahnrad über eine Kette (C) montiert ist, wobei zu dem Fahrradmehrkettenrad gehören: ein im Durchmesser größerer Zahnkranz (1), der an der Pedalkurbel (5) montiert ist und dessen Achse mit der Kurbelachse der Pedalkurbel (5) zusammenfällt; und wenigstens ein im Durchmesser kleinerer Zahnkranz (2) der seitlich von jedoch koaxial zu dem größeren Zahnkranz (1) angeordnet und an dem größeren Zahnkranz (1) oder der Pedalkurbel (5) montiert ist, wobei der größere Zahnkranz (1) im Umfang asymmetrische Zähne (tx) besitzt, welche in wenigstens einem diametral gegenüberliegender Winkelbereiche (B) liegen, welche eine diametrale Linie des größereren Zahnkranzes (1) enthält, die sich längs von Kurbelarmen (4) der Pedalkurbel (5) erstrecken; dadurch gekennzeichnet, daß jeder der asymmetrischen Zähne (tx) im Vergleich mit dem normalen Zahn des größeren Zahnkranzes (1) in Vorwärtsdrehrichtung des Kettenrades bezüglich einer Zahnteilungsmitte versetzt angeordnet ist.

2. Fahrradmehrkettenrad nach Anspruch 1, bei dem die asymmetrischen Zähne (tx) in beiden Winkelbereichen (B) angeordnet sind.

3. Fahrradmehrkettenrad nach Anspruch 1 oder 2, bei dem jeder der Winkelbereiche (B) des größeren Zahnkranzes (1) einen Winkel von 30º in jeder Vorwärts- und Rückwärtsdrehrichtung des Kettenrades (CW) von einer anderen diametralen Linie abdeckt, die um einen Winkel von 5º-15º in Vorwärtsdrehrichtung des Kettenrades von der erst erwähnten diametralen Linie versetzt ist.

4. Fahrradmehrkettenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem jedes der asymmetrischen Zähne (tx) eine vordere Kante (9) besitzt, die im Vergleich mit einem anderen normalen Zahn des größeren Kettenrades (1) in Vorwärtsdrehrichtung des Kettenrades (CW) ausgebaucht ist.

5. Fahrradmehrkettenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem jeder der asymmetrischen Zähne (tx) eine vordere Kante (9) besitzt wobei ein Abschnitt der vorderen Kante, der sich von einer Zwischenhöhe zu der Zahnspitze erstreckt gleichmäßig konvex ausgebildet ist.

6. Fahrradmehrkettenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem jeder der asymmetrischen Zähne (tx) eine hintere Kante besitzt deren Abstand von der entsprechenden Zahnteilungsmitte kleiner ist als der Abstand zwischen den hinteren Kanten der anderen normalen Zähne und deren entsprechenden Zahnteilungsmitten.

7. Fahrradmehrkettenrad nach Anspruch 1, bei dem der größere Zahnkranz (1) einen Zahntragringabschnitt (11) und zahlreiche Stege (12) besitzt, welche sich radial von dem Zahntragabschnitt nach innen erstrecken.

8. Fahrradmehrkettenrad nach Anspruch 7, bei dem einer der Kurbelarme (4) der Pedalkurbel (5) einstückig mit einer Vielzahl von Haltearmen (41) gebildet ist, weiche sich radial von der Kurbelachse nach außen zur Verbindung mit den Stegen (12) des größeren Zahnkranzes (1) erstrecken.

9. Fahrradmehrkettenrad nach Anspruch 8, bei dem die Stege (12) des Zahnkranzes (1) mit den Haltearmen (12) des einen Kurbelarms (4) durch Verbolzen verbunden sind.

10. Fahrradmehrkettenrad nach Anspruch 8 oder 9, bei dem der kleinere Zahnkranz (2) mit den Haltearmen (41) des einen Kurbelarms (4) verbunden ist.