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Die Erfindung bezieht sich auf eine Frontgangschaltung zur
Vornahme einer Gangumschaltung bezüglich eines vorderen
Zahnradsatzes, zu dem drei Zahnräder gehören, die voneinander verschiedene
Durchmesser aufweisen.
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Die Frontgangschaltung ist mit einem ersten Andruckabschnitt
(7) mit einer zu dem vorderen Zahnrasatz (G) im wesentlichen
koaxialen bogenförmigen Ausbildung versehen, der einen ersten
Andruckpunkt (A), an dem der Andruck der mit dem kleinen Zahnrad in
Eingriff stehenden Kette beginnt, und einen zweiten Andruckpunkt (B)
aufweist, an welchem die Umschaltung der auf das mittelgroße Zahn
auflaufenden Kette vollständig ausgeführt ist, wenn die Kette vom
kleinen Zahnrad zum mittelgroßen Zahnrad um geschaltet wird. Die
Gangschaltung weist außerdem einen zweiten Andruckabschnitt (8) auf,
der von dem vorderen Zahnradsatz aus relativ zum ersten
Andruckabschnitt (7) radial nach außen liegt und die Kette (C) andrückt, wenn
vom mittelgroßen Zahnrad auf das große Zahnrad um geschaltet wird.
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Die vorliegende Erfindung wird durch einen
Gangumschalt-Hilfsabschnitt (E) gekennzeichnet, der zwischen dem ersten
Andruckabschnitt (7) und dem zweiten Andruckabschnitt (8) angeordnet ist, und
dazu dient, eine Andruck-Betriebsposition vom ersten
Andruckabschnitt zum zweiten Andruckabschnitt umso weiter zu verlagern, je
weiter die Umschaltung der Kette bei der zweiten Gangumschaltung
voranschreitet, und welcher eine Schrägstellung der Kette relativ zu
dem vorderen Zahnradsatz in Draufsicht gestattet.
ALLGEMEINES GEBIET DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Frontgangschaltung nach
dem Oberbegriff des Hauptänspruchs.
Beschreibung des Standes der Technik
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Fig. 11 zeigt ein Beispiel für die herkömmlichen
Frontgangschaltungen dieser Art. Diese Frontgangschaltung weist einen
Gangschaltungskorpus 2 mit einer innenliegenden Führungsplatte 6' auf, die
hauptsächlich dazu dient, die Kette vom kleineren Zahnrad auf das
größere Zahnrad umzuschalten, sowie eine äußere Führungsplatte 5,
die dazu dient, die Kette vom größeren Zahnrad auf das kleinere
Zahnrad umzuschalten. Zur Vornahme einer Gangumschaltung wird der
Gangschaltungskorpus 2 über eine Vierpunkt-Hebelmechanik 4, die an
einem Stützrohr 1 befestigt ist, parallel zu dem vorderen Zahnradsatz
G bewegt. Da in neuerer Zeit Fahrräder vom Typ Mountainbike bzw.
ähnliche Fahrräder in Mode gekommen sind, wird ein solcher vorderer
Zahnradsatz G für eine vorn liegende Dreigang-Schaltmechanik
verwendet, um so beim Fahren auf einer Straße im Gebirge mit niedrigem
oder hohem Drehmoment die Fahrleistung zu verbessern; diese
Gangschaltungen weisen ein kleines Zahnrad GS auf, das im Vergleich zu
einem mittelgroßen Zahnrad GM und einem großen Zahnrad GB einen
erheblich geringeren Durchmesser aufweist, während das mittelgroße
und große Zahnrad jeweils im wesentlichen den gleichen Durchmesser
aufweisen wie herkömmliche Zahnräder. Die Frontgangschaltung wird
in der Form hergestellt, daß sie sich für Frontzahnräder G eignet,
und zeichnet sich durch die innenliegende Führungsplatte 6' aus, die
in der Vertikalen eine größere Abmessung als bei dem herkömmlichen
Aufbau aufweist. Dabei liegt ein erster Andruckpunkt (der
nachstehend als erster Andruckpunkt A bezeichnet wird), an dem die mit dem
kleinen Zahnrad GS in Eingriff stehende Kette C so angedrückt wird,
daß sie auf das mittelgroße Zahnrad GM um geschaltet wird, an einer
tieferen Position als dies in der Technik üblich ist. Insbesondere wird
zur vollständigen Umschaltung auf das mittelgroße Zahnrad GM unter
Andrücken der auf das mittelgroße Zahnrad GM auflaufenden Kette C
an einem ersten Andruckabschnitt 7', der vom ersten Andruckpunkt A
aus das Profil eines zu den Zahnrädern im wesentlichen koaxial
verlaufenden Bogens aufweist, auch ein unterer Abschnitt dem ersten
Andruckabschnitts 7' niedriger positioniert als bei der bekannten
Gangschaltung. Wird bei dieser Konstruktion eine erste Gangumschaltung
vorgenommen, um die Kette vom kleinen Zahnrad GS auf das
mittelgroße Zahnrad GM umzuschalten, trägt nur der erste Andruckabschnitt 7'
dazu bei, die Kette C anzudrücken und damit den Umschaltvorgang
abzuschließen.
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Wird zum Umschalten der Kette C vom mittelgroßen Zahnrad GM
auf das große Zahnrad GB eine zweite Gangumschaltung vorgenommen,
so setzt dieser Umschaltvorgang an einem Punkt ein, der auf dem
ersten Andruckabschnitt 7' liegt. Der Andruckpunkt der Kette C bewegt
sich umso weiter nach oben zu einem Vorderende des ersten
Andruckabschnitts 7' hin, je weiter der Umschaltvorgang fortschreitet. Bei der
Bewegung des Andruckpunkts wird auch die Kette an einem zweiten
Andruckabschnitt 8' angedrückt, die vom ersten Andruckabschnitt 7'
aus radial nach außen liegt. Fig. 12 zeigt die Lagebeziehung zwischen
dem ersten Andruckabschnitt 7' und dem zweiten Andruckabschnitt 8'
auf der innenliegenden Führungsplatte 6'. Der zweite
Andruckabschnitt 8', der ein äußeres Ende derselben umgibt, liegt im
wesentlichen oberhalb des ersten Andruckabschnitts 7', während diese
Andruckabschnitte aus einer Platte gebildet sind, die im wesentlichen in
derselben Ebene weiterläuft. Infolgedessen wird bei weiterem Fortgang
des Umschaltvorgangs und bei weiterem Auflaufen der Kette C auf das
große Zahnrad GB zum Abschließen der Gangumschaltung die Kette C
nahezu nur von dem zweiten Andruckabschnitt 8' angedrückt
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Bei der vorstehend erläuterten Konstruktion zur Vornahme einer
Gangumschaltung vom kleineren auf das größere Zahnrad kann der
Umschaltvorgang vom kleinen Zahnrad GS auf das mittelgroße Zahnrad
GM vorteilhafterweise über eine Verlängerung 6a' ausgeführt werden,
die unter der innenliegenden Führungsplatte 6' vorgesehen ist. Die
Anordnung der Verlängerung nach unten schafft jedoch ein Problem,
wenn die Kette C vom mittelgroßen Zahnrad GM auf das große Zahnrad
GB umgeschaltet wird. Wie Fig. 11 zeigt, überlagert die innenliegende
Führungsplatte 6' einen seitlichen Abschnitt GBa des großen Zahnrads
GB, bei Blickrichtung vom Fahrradrahmen aus. Außerdem wird beim
Umschalten vom mittelgroßen Zahnrad GM auf das große Zahnrad GB
die Kette C an einem seitlichen Bereich durch einen Abschnitt der
Platte angedrückt, der zwischen dem ersten Andruckabschnitt 7' und
dem zweiten Andruckabschnitt 8' liegt. Damit verläuft die Kette C
umso eher parallel zu dem seitlichen Bereich GBa des Zahnrads zu
verlaufen und fällt in einen freien Raum zwischen der innenliegenden
Führungsplatte 6' und dem seitlichen Abschnitt GBa des großen
Zahnrads, je weiter der Gangumschaltvorgang fortschreitet, was zu einem
Festsitzen bzw. zur Belastung der Kette oder dgl. führt, weshalb bei
Vornahme des zweiten Umschaltvorgangs die Betriebswirksamkelt
darunter leidet
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Des weiteren ist eine Frontgangschaltung gemäß dem Oberbegriff
des Hauptanspruchs ebenfalls bekannt (US-PS A-4,674,995).
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Diese Frontgangschaltung hat den Nachteil, daß in ähnlicher
Weise wie bei dem im Zusammenhang mit Fig. 11 beschriebenen Stand
der Technik ein Eingriff der Kette mit dem mittelgroßen Zahnrad nicht
reibungslos und vollständig herbeigeführt werden kann.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die
bisher aufgetretenen und vorstehend dargestellten Probleme dadurch
zu lösen, daß eine verbesserte Frontgangschaltung mit einer von einer
inneren Führungsplatte aus nach unten ragenden Verlängerung
vorgeschlagen wird, um so die Betriebswirksamkeit bei einem ersten
Umschaltvorgang auch bei besserer Betriebswirkung bei einem zweiten
Umschaltvorgang zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird bei einer Frontgangschaltung gemäß dem
Oberbegriff des Hauptanspruchs durch die Merkmale gemäß dem
Kennzeichen dieses Anspruchs gelöst.
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Bei der vorstehend erläuterten Konstruktion ist ein zweiter
Andruckpunkt vorgesehen, um die auf das mittelgroße Zahnrad
auflaufende Kette anzudrücken, wodurch der erste Umschaltvorgang über
den ersten Andruckabschnitt sicher abgeschlossen werden kann. Der
zweite Umschaltvorgang setzt an einem Punkt ein, der auf dem ersten
Andruckabschnitt liegt, worauf sich die Kette umso weiter nach oben
bewegt, je weiter der Umschaltvorgang voranschreitet, um den
Andruckpunkt zu einem äußeren Ende des ersten Andruckabschnitts zu
verlagern. Gleichzeitig wird die Kette an einem Vorschubbereich
desselben durch den zweiten Andruckabschnitt angedrückt. Bei
fortschreitendem Umschaltvorgang zum Aufwärtsbewegen der Kette fällt
die Kette in den Gangumschalt-Hilfsabschnitt. Dieser Gangumschalt-
Hilfsabschnitt ist zwischen dem ersten Andruckabschnitt und dem auf
der innenliegenden Führungsplatte liegenden zweiten
Andruckabschnitt definiert und entspricht der Position, in der die Kette beim
Stand der Technik zwischen dem Plattenabschnitt und dem großen
Zahnrad eingeschlossen ist. Durch den Gangumschalt-Hilfsabschnitt ist
es möglich, daß sich die Kette stärker neigt und damit in Draufsicht
nicht parallel zum großen Zahnrad verläuft, wenn vom mittelgroßen
Zahnrad auf das große Zahnrad um geschaltet wird, wodurch
verhindert wird, daß die Kette in einen freien Raum zwischen einem
seitlichen Abschnitt des großen Zahnrads und der innenliegenden
Führungsplatte fällt, und vorteilhafterweise die auf das große Zahnrad
auflaufende Kette kurz vor Ende des Umschaltvorgangs geführt wird,
um so die Umschaltung auf das große Zahnrad in geeigneter Form
abzuschließen.
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Es ist auch möglich, eine Position, an der die Kette mit dem
mittelgroßen Zahnrad am vorderen Ende des ersten Andruckabschnitts in
Eingriff steht, nicht vorzusehen, um so eine Einschränkung der
Bewegung der Kette zu beseitigen. Diese Konstruktion eignet sich jedoch
nicht dazu, die Kette sicher zu führen, wenn die erste
Gangumschaltung vollständig ausgeführt ist, worunter die Betriebswirksamkeit des
Umschaltvorgangs leidet. Andererseits fungiert in einer Anfangsphase
der zweiten Gangumschaltung der erste Andruckabschnitt beim
Verlagern der Kette auf das große Zahnrad mit leichter Andruckkraft und
vereinfacht so die Schaffung einer Möglichkeit für den
Gangumschaltvorgang und gestattet die reibungslose Umschaltung vom mittelgroßen
Zahnrad auf das große Zahnrad. Infolgedessen läßt sich eine
verbesserte Frontgangschaltung erreichen, bei der die Betriebswirksamkeit
verbessert wird, wenn die zweite Gangumschaltung vorgenommen wird,
indem der Gangumschalt-Hilfsabschnitt in der Gangschaltung die von
der inneren Führungsplatte nach unten verlaufende Verlängerung
aufweist, wodurch die Betriebswirksamkeit bei Vornahme der ersten
Gangumschaltung verbessert wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die Zeichnung zeigt bevorzugte Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung, wobei:
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Fig. 1 eine erfindungsgemäße Frontgangschaltung zeigt,
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Fig. 2 eine Lagebeziehung zwischen den Andruckflächen auf
einer innenliegenden Führungsplatte veranschaulicht;
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Fig. 3 eine Bewegung der innenliegenden Führungsplatte bei
Vornahme einer Gangumschaltung darstellt;
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Fig. 4 die Bewegung der innenliegenden Führungsplatte bei
Vornahme einer ersten Gangumschaltung zeigt;
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Fig. 5 die Bewegung der innenliegenden Führungsplatte bei
Vornahme einer zweiten Gangumschaltung veranschaulicht;
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Fig. 6 die Bewegung der innenliegenden Führungsplatte in einer
Richtung quer zum Fahrradrahmen bei Vornahme einer
Gangumschaltung zeigt;
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Fig. 7 ein zweites Ausführungsbeispiel der innenliegenden
Führungsplatte entsprechend Fig. 2 zeigt;
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Fig. 8 einen vertikalen Schnitt entlang einer Linie 8-8 aus Fig.
7 zeigt;
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Fig. 9 ein drittes Ausführungsbeispiel der innenliegenden
Führungsplatte entsprechend Fig. 2 darstellt; und
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Fig. 10 ein vertikaler Schnitt entlang einer Linie 10-10 in Fig. 9
ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Anhand der beiliegenden Zeichnung werden nachfolgend
bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Fig. 1 zeigt
eine Konstruktion in der Nähe des vorderen Zahnradsatzes G eines
Fahrrads. Der Zahnradsatz G umfaßt ein kleines Zahnrad GS, ein
mittelgroßes Zahnrad GM und ein großes Zahnrad GB, die alle in der
genannten Reihenfolge und im wesentlichen in gleichem Abstand
voneinander drehbar auf einem Fahrradrahmen angebracht und gegenüber
einem nicht dargestellten Pedal abgekröpft sind. Insbesondere ist das
durch eine gedachte Linie dargestellte große Zahnrad GB auf dieser
Seite des mittelgroßen Zahnrads GM angeordnet, das ebenfalls durch
eine gedachte Linie dargestellt ist. Aufgrund dieses Aufbaus kann bei
einem Fahrrad dieses Typs eine Umschaltung bei einer
Dreigangschaltung am Vorderrad ausgeführt werden. Zur Vornahme einer
Gangumschaltung ist ein mit einem Basisteil 3 verbundener
Gangschaltungskorpus 2 an einem Blechrohr 1 des Rahmens über eine
Vierpunkt-Hebelmechanik 4 fest angebracht. Der Gangschaltungskorpus 2 weist eine
außenliegende Führungsplatte 5 und eine innenliegende
Führungsplatte 6 auf, die quer zu einer Kette C angeordnet sind. Der
Gangschaltungskorpus 2 wird im wesentlichen durch die
Vierpunkt-Hebelmechanik parallel zum vorderen Zahnradsatz G bewegt, um so eine
Gangumschaltung vorzunehmen. Die außenliegende Führungsplatte 5 verlagert
hauptsächlich die Kette vom größeren auf das kleinere Zahnrad,
während die innenliegende Platte 6 die Kette hauptsächlich vom kleineren
zum größeren Zahnrad verlagert. Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Modifizierung einer Ausbildung der innenliegenden
Führungsplatte 6 und auf eine Verbesserung ihrer Funktionen.
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Im folgenden werden nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis 6 ein
Aufbau und die Funktionen der innenliegenden Führungsplatte 6
beschrieben. Die innenliegende Führungsplatte 6 weist eine Bogenform
auf, die im wesentlichen koaxial zum vorderen Zahnradsatz G verläuft
und in welcher ein erster Andruckabschnitt 7 nahe ihrer Unterkante
und ein zweiter Andruckabschnitt 8 ausgebildet sind, der oberhalb
des ersten Andruckabschnitts 7 und radial auswärts positioniert ist.
Die innenliegende Führungsplatte 6 weist ein im wesentlichen
gegabeltes Vorderende auf, während in ihr ein Ausschnitt 9 ausgebildet ist,
der als Gangumschalt-Hilfsabschnitt E zwischen dem ersten und
zweiten Andruckabschnitt 7 bzw. 8 gemäß Fig. 2 wirkt.
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Fig. 3 zeigt verschiedene Positionen der innenliegenden
Führungsplatte 6 jeweils nach dem Umschalten der Kette auf das kleine,
mittelgroße bzw. große Zahnrad durch Bewegung des
Gangschaltungskorpus 2 bei Vornahme der Gangumschaltung, wobei jeweils eine
durch gezogene Linie P1 dem großen Zahnrad GB entspricht, eine
gestrichelte Linie P2 das mittelgroße Zahnrad GB andeutet, und eine
strichpunktierte Linie P3 das kleine Zahnrad GS angibt. Die
innenliegende Führungsplatte 6 wird nicht nur in vertikaler Richtung
sondern auch quer zum Fahrradrahmen bewegt, wie in Fig. 6 mit
doppeltpunktierter Linie angegeben ist. Fig. 4 zeigt einen Zustand, in dem
eine erste Gangumschaltung vorgenommen wird, wobei die
innenliegende Führungsplatte 6 die Kette C vom kleinen Zahnrad GS auf das
mittelgroße Zahnrad GM unter Berührung mit der Kette C umschaltet. In
ähnlicher Weise wie in Fig. 3 sind die den jeweiligen
Zahnradpositionen entsprechenden Positionen der Platte mit der gestrichelten Linie
P2 und der strichpunktierten Kettenlinie P3 angegeben. Zu Beginn
liegt eine erste Andrück-Betriebsstellung der Kette C an an einem
ersten Andruckpunkt A und verschiebt sich dann auf dem gebogenen
ersten Andruckabschnitt 7 umso weiter nach oben, je weiter der
Umschaltvorgang voranschreitet, und durchläuft dabei den ersten
Andruckpunkt A. Anschließend läuft die Kette C auf das mittelgroße
Zahnrad GM auf und wird zu einem zweiten Andruckpunkt B nach
oben gedrückt, um mit dem mittelgroßen Zahnrad GM in Eingriff zu
kommen. Dort ist ein geometrischer Ort T1 der angedrückten Kette bei
Vornahme der ersten Gangumschaltung dargestellt, der
erfindungsgemäß auf dem ersten Andruckabschnitt 7 definiert ist. Wie in Fig. 4
erkennbar ist, erstreckt sich bei Eingriff der Kette C mit dem
mittelgroßen Zahnrad GM der erste Andruckabschnitt 7 so nach vorn, daß der
zweite Andruckpunkt B vor einem Punkt positioniert wird, an dem der
Eingriff zwischen der Kette C und jedem Zahn des mittelgroßen
Zahnrads GM einsetzt
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Fig. 5 zeigt einen Zustand, in dem eine zweite Gangumschaltung
vorgenommen wird, bei welcher die innenliegende Führungsplatte 6 die
Kette C vom mittelgroßen Zahnrad GM auf das große Zahnrad GB unter
Berührung mit der Kette C verlagert. In gleicher Weise sind die den
jeweiligen Zahnradpositionen entsprechenden Plattenstellungen in
durchgezogener Linie P1 und mit gestrichelter Linie P2 dargestellt.
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Der Andruckpunkt zwischen der Kette C und der innenliegenden
Führungsplatte 6 beginnt an einem Punkt, der leicht unterhalb des
zweiten Andruckpunkts B liegt, und verlagert sich dann allmählich in den
Bereich in der Nähe eines äußeren Endes des ersten
Andruckabschnitts 7 im Verlaufe des Vorgangs der Verlagerung der Kette. Die
Kette C wird auch am zweiten Andruckabschnitt 8 angedrückt, der
näher als der erste Andruckabschnitt 7 an einer Richtung liegt, in der
sich die Kette nach vorn bewegt. Die Kette C bewegt sich des
weiteren nach oben um eine Position zum Auflaufen auf das große Zahnrad
GB, um so mit dem Ausschnitt 9 in Eingriff zu gelangen, der als
Gangumschalt-Hilfsabschnitt E fungiert. Dieser Zustand ist durch die
Position der Kette C gemäß Fig. 5 dargestellt. Wie sich aus den
vorstehenden Ausführungen ergibt gelangt ein vorderer Endbereich der
Kette C mit dem mittelgroßen Zahnrad GM in Eingriff bzw. wird gerade
außer Eingriff von diesem gesetzt, wie Fig. 6 dies zeigt. Die Kette C
fällt in den Ausschnitt 9 der innenliegenden Führungsplatte 6 und
wird damit relativ zu dem vorderen Zahnradsatz G schräggestellt. Ein
nachfolgender Kettenabschnitt Ca erstreckt sich im wesentlichen
entlang des großen Zahnrads GB bzw. liegt parallel über diesem.
Anschließend beginnt der sichere Eingriff zwischen der Kette C und dem
großen Zahnrad GB zum Abschluß des Vorgangs der
Kettenverlagerung. Ein geometrischer Ort T2 des Andruckpunkts der Kette zum
Zeitpunkt des zweiten Gangumschaltvorgangs ist in Fig. 5 dargestellt.
Was bei der Bewegung der innenliegenden Führungsplatte 6 gemäß
vorliegender Erfindung eine wichtige Rolle spielt, ist der Umstand,
daß die erste Gangumschaltung von Anfang bis Ende nur durch den
ersten Andruckabschnitt 7 herbeigeführt wird, während der zweite
Umschaltvorgang vom ersten Andruckabschnitt 7 aus beginnt und sich
über den Gangumschalt-Hilfsabschnitt 7 zum zweiten Andruckabschnitt
8 verlagert, um so den Vorgang der Kettenumschaltung abzuschließen.
Ein unterer Abschnitt 7a des Gangumschalt-Hilfsabschnitts E des
ersten Andruckabschnitts 7 erfüllt eine wichtige Funktion, um
sicherzustellen, daß die Kettenverlagerung beim ersten Umschaltvorgang
abgeschlossen
wird, und um in einer frühen Phase die Schrägstellung der
Kette C gegenüber dem vorderen Zahnradsatz G (dem mittelgroßen
Zahnrad GM) beim zweiten Umschaltvorgang zu bewirken.
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Auch wenn entsprechend dem vorstehend erläuterten
Ausführungsbeispiel der Ausschnitt 9, der als Gangumschalt-Hilfsabschnitt E
fungiert, im feststehenden Abschnitt der innenliegenden
Führungsplatte 6 definiert ist, ist dies verzichtbar. Gemäß Fig. 7 und 8 kann eine
einfache Platte so gebogen werden, daß sie eine innenliegende
Führungsplatte 60 bildet, und daß eine Vertiefung 90 zwischen einem
ersten Andruckabschnitt 70 und einem zweiten Andruckabschnitt 80
ausgebildet ist, die gegebenenfalls als Gangumschalt-Hilfsabschnitt E
verwendet werden kann.