DE69601682T2

DE69601682T2 - Kettenrolle für Fahrrad-Kettenschaltung

Info

Publication number: DE69601682T2
Application number: DE69601682T
Authority: DE
Inventors: Masahiko Fukuda
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1995-09-26
Filing date: 1996-09-23
Publication date: 1999-09-09
Anticipated expiration: 2016-09-24
Also published as: EP0765803A1; JP3454489B2; JPH0986472A; EP0765803B1; CN1086659C; DE69601682D1; US5711731A; CN1186753A; TW292997B

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fahrradumwerfer und insbesondere auf einen Abhalter für den hinteren Umwerfer eines Fahrrads, der sich nach dem Schalten bezüglich der Stützachse in eine axiale Richtung bewegen kann. DE-U-295 01 913 (FAHL) offenbart einen Abhalter für den hinteren Umwerfer eines Fahrrads gemäß der Präambel von Anspruch 1.
Ein hinterer Umwerfer ist eine Vorrichtung, die ein Übersetzungsverhältnis eines Fahrradgetriebes durch das Schalten des Eingreifens einer Kette in eine Vielzahl von Kettenradzähnen ändert. Um dies zu erreichen, ist der hintere Umwerfer mit einer beweglichen Kettenleitvorrichtung, die die Rette zum gewünschten Kettenradzahn hinleitet, versehen. Die Kettenleitvorrichtung umfaßt zwei Rollen, die als Abhalter und Leitrolle bezeichnet werden, die zwischen den inneren und äußeren Leitplatten (Gehäuseplatten) angeordnet sind. Die Kette überführt die Rollen und wird von den Rollen geleitet während die Kettenleitvorrichtung sich von einem Kettenradzahn zum anderen bewegt.
Nach dem Schalten ist die Lage des Abhalters bezüglich der Freilaufkettenradzähne wichtig and es wäre wünschenswert, daß der Abhalter soweit wie möglich innerhalb derselben Ebene wie der Zielfreilaufkettenradzahn angeordnet und mit der Kette fluchtend ist. In Wirklichkeit ist es aber unmöglich, die zwei genau auszurichten wegen Faktoren wie das Spiel des Schalthebels, der den hinteren Umwerfer kontrolliert, und die Einstellfehler und ähnliches (wie die Einstellung der Kabelspannung), die in Verbindung mit dem Montieren eines hinteren Umwerfers stehen. Aus diesen Gründen wird bei den konventionellen Abhältern ein gewisser Spielraum in die Richtung, in die die Kette bewegt wird (in die senkrechte Richtung zur Kettenlinie), vorgesehen, so daß sich der Abhalter ein wenig (z. B. 0,7 mm) bewegen kann, zureichend, um die obenerwähnten Fehler zu absorbieren und um ordnungsgemäß mit dem Kettenkranz auszufluchten. Um dies zu verwirklichen, ist der Abhalter durch aus Keramik hergestellte Gleitlager auf einer Achse gestützt, um den Verschleißwiderstand zu verstärken. Dies ermöglicht, daß der Abhalter harten Verwendungsbedingungen widerstehen kann, wie wenn Sand, Schmutz und andere Fremdkörper in den Abhalter eindringen, sowie die Belastung, die durch Kettenspannung erzeugt wird. Ein solches Gleitlager bewegt sich jedoch langsam wegen der erheblichen Gleitreibung, die die Berührung zwischen dem Keramiklager und der Achse mit sich bringt. Aus diesem Grund ist der Weg, der während eines Schaltens der Kette in "hoch" von dem Abhalter zurückgelegt wird, anders als der, der während eines Schaltens der Kette in "niedrig" zurückgelegt wird. Eine solche Wirkung heißt Hysterese und eine große Hysterese verhindert das schnelle Schalten der Kette. Um eine große Hysterese zu vermeiden, benötigt ein Abhalter maximale Steifheit sowie niedrige Gleitreibung.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Abhalter eines hinteren Umwerfers eines Fahrrads, der sich schnell bewegt, indem exzessive Gleitreibung des Abhalters beseitigt wird, um damit die Hysteresemerkmale des Abhalters möglichst niedrig zu halten. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Abhalter eines hinteren Umwerfers eines Fahrrads ein auf einem Lager gehaltenes Zahnrad. Das Lager umfaßt einen Außenring, der das Zahnrad hält, einen Innenring, der radial nach innen von dem Außenring angeordnet ist, und eine Vielzahl von rollenden Teilen, die zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet sind. Der Außenring kann sich bezüglich des Innenrings in eine axiale Richtung bewegen, so daß der Abhalter nach dem Schalten die axiale Lage der Kette verfolgen kann, auch wenn irgendein Fehler in der axialen Lage der Umwerferkettenleitvorrichtung existiert.
In einer genaueren Ausführungsform ist der Außenring in die axiale Richtung kürzer als die entsprechende Länge des Innenrings, so daß sich ein Raum zwischen dem Außenring and einem Gehäuse, das das Lager unterbringt, bilden kann, so daß der Außenring sich bezüglich des Innenrings bewegen kann. Verschlußteile können an entgegengesetzten Enden des Abhalters angebracht werden, um zu vermeiden, daß Schmutzstoffe in das Lager eindringen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine teilweise Querschnittsvorderansicht einer besonderen Ausführungsform eines Abhalters gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines in Fig. 1 abgebildeten Abhalters;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines in Fig. 1 abgebildeten Abhalters;
Fig. 4 ist eine teilweise Querschnittsvorderansicht einer alternativen Ausführungsform eines Abhalters gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist eine teilweise Querschnittsvorderansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Abhalters gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 6 ist eine teilweise Querschnittsvorderansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Abhalters gemäß der vorliegenden Erfindung;

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 ist eine teilweise Querschnittsvorderansicht einer besonderen Ausführungsform eines Abhalters gemäß der vorliegenden Erfindung und Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines in Fig. 1 abgebildeten Abhalters. Wie in diesen Figuren abgebildet wird, hat ein Abhalter 1 die Form eines Zahnrads und ein Teil ihres Umfangs greift in eine durchlaufende Kette (nicht abgebildet) ein. Ein Abhalterbolzen (nicht abgebildet) geht durch eine Zentrierbohrung 2, um den Abhalter 1 an einer Gehäuseplatte (nicht abgebildet) zu montieren. Die Zentrierbohrung 2 wird von einem Wälzlager 3 gebildet. Das Wälzlager 3 umfaßt einen Außenring 5 und einen Innenring 4, der die Zentrierbohrung 2 definiert. Der Durchmesser des Innenrings 4 ist kleiner als der des Außenrings 5. Bälle 6, die rollende Teile sind, werden zwischen dem Innenring 4 und dem Außenring 5 angebracht. In dieser Ausführungsform werden der Innenring 4 und der Außenring 5 aus rostfreiem Stahl hergestellt.
Fig. 3 ist eine teilweise Vergrößerung von Fig. 1 und zeigt, daß die Bälle 6 eine Vielzahl von Bällen, die in durch einen Raum in die axiale Richtung a getrennten Reihen angeordnet sind und verschiedene Phasen in die Umfangsrichtung haben. Diese Vielzahl von Bällen 6 wird von ein oder zwei zwischen dem Innenring 4 und dem Außenring 5 angeordneten Ballhältern 7 gestützt. In dieser Ausführungsform wird der Ballhalter 7 aus Nylon hergestellt. Ringförmige Verschlußteile 8 werden links und rechts in die axiale Richtung zwischen dem Innenring 4 und dem Außenring 5 bereitgestellt. Die inneren und äußeren Umfangsflächen der Verschlußteile 8 sind in Gleitkontakt mit den Umfangsflächen des Innenrings 4 bzw. des Außenrings 5. Wenn die äußeren Umfangsseiten der Verschlußteile 8 an der inneren Umfangsfläche des Außenrings 5 befestigt sind, sind die inneren Umfangsflächen der Verschlußteile 8 verschiebbar auf die äußere Umfangsfläche des Innenrings 4.
Die innere Umfangsfläche des Außenrings 5 ist mit einer einzigen zylinderförmigen Oberfläche versehen und die innere Umfangsfläche des Außenrings 5 kann in ihrer Gesamtheit verwendet werden, um diese einzige zylinderförmige Oberfläche zu bilden. In dieser Ausführungsform ist die innere Umfangsfläche des Außenrings 5 mit einer zylinderförmigen Oberfläche versehen, die gerade zureichend breit ist, um die gleiche Länge wie die, die entworfen wurde, um das Rollen der Bälle 6 in die axiale Richtung zu ermöglichen, zu haben. Die äußere Umfangsfläche des Innenrings 4 ist auch mit einer einzigen zylinderförmigen Oberfläche versehen und die äußere Umfangsfläche des Innenrings 4 kann in ihrer Gesamtheit verwendet werden, um diese einzige zylinderförmige Oberfläche zu bilden. Ein äußeres Gehäuse 9 umhüllt das Lager 3 von links und rechts. Das Gehäuse 9 wird bezüglich der Gehäuseplatte des Umwerfers (nicht abgebildet) durch einen Befestigungsbolzen (nicht abgebildet) befestigt.
Die Breite des Außenrings 5 in die axiale Richtung ist kleiner als die Breite des Innenrings 4 in die axiale Richtung, so daß zwei Lücken S (Fig. 3) zwischen dem Außenring 5 und der Innenfläche des Gehäuses 9 angebracht sind. Der Außenring 5 kann sich deswegen in die axiale Richtung a bezüglich des Innenrings 4 durch einen von den Lücken S definierten Abstand bewegen.
Das Bedienen der ersten Ausführungsform wird als nächstes beschrieben werden. Aufgrund obenerwähnter kausaler Faktoren wie Maßfehler wirkt Kraft nach dem Schalten in die axiale Richtung a auf die Kette ein. Diese Kraft wird auf den Abhalter 1 übertragen und dies verursacht, daß dieser sich innerhalb der Spanne der zwei Lücken S bewegt, um den Abhalter 1 ordnungsgemäß mit dem ausgewählten Zahnrad auszurichten.
Wegen der Verschlußteile 8 treten keine Fremdkörper wie Staub von Außen in den die Bälle 6 umfassenden Raum ein. Infolgedessen werden die Oberflächen des Innenrings 4 und des Außenrings 5 nicht gekratzt, obwohl diese Ringe aus Metall hergestellt werden und die rollende Eigenschaft der Bälle 6 vorzugsweise aufrechterhalten wird. Die zwei Reihen von Bällen 6 links und rechts werden durch einen Ballhalter 7 an festgesetzten Abständen gehalten. Infolgedessen wird die Parallelität zwischen der äußeren Umfangsfläche des Innenrings 4 und der inneren Umfangsfläche des Außenrings 5 vorzugsweise aufrechterhalten und der Außenring 5 besitzt gute Beweglichkeit bezüglich des Innenrings 4. Folglich eliminiert dies die Ungleichheiten zwischen der Lage des Abhalters 1 und des ausgewählten Zahnrads.
Fig. 4 ist eine teilweise Querschnittsvorderansicht einer alternativen Ausführungsform eines Abhalters gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 4 abgebildet, ist die Beziehung zwischen dem Abhalter 1, dem Innenring 4, dem Außenring 5 and dem Gehäuse 9 identisch mit der Beziehung dieser Teile in der ersten Ausführungsform. Der erste Punkt, bei dem sich diese Ausführungsform von der vorhergehenden Ausführungsform unterscheidet, ist, daß während die erste Ausführungsform Bälle für die rollenden Teile verwendete, die rollenden Teile in dieser Ausführungsform verlängerte stabförmige Rollen sind. Insbesondere wird eine Vielzahl von Rollen 11 zwischen dem Innenring 4 und dem Außenring 5 in die Umfangsrichtung an festgesetzten Abständen angeordnet. Die Rollen 11 werden von ein oder zwei Rollenhältern 12 gehalten und sie sind relativ leicht verschiebbar auf die innere Umfangsfläche des Außenrings 5, weil die innere Umfangsfläche des Außenrings 5 als eine einzige zylinderförmige Oberfläche gebildet wird. Ein Verschlußteil 14 wird zwischen dem Abhalter 1 und der äußeren Umfangsendfläche des Gehäuses 9 eingebaut. Dieser Verschlußteil 14 verhindert, daß Fremdkörper wie Staub von Außen in das Gehäuse 9 eindringen.
Fig. 5 ist eine teilweise Querschnittsvorderansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Abhalters gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 5 abgebildet, wird die Außenseite des Außenrings 5, die in den Abhalter 1 von der Seite der inneren Umfangsfläche angebracht wird, mit einem Integralanschlußring 21 versehen. Eine Umfangsrinne 20 wird an der äußeren Umfangsfläche 22 am Innenring 4 gebildet, um Teile der Bälle 6 einzubauen. Identisch mit der ersten Ausführungsform ist die Tatsache, daß diese linken und rechten Reihen von Bällen 6 verschiedene Phasen bezüglich einander haben, und auch, daß die innere Umfangsfläche des Außenrings 5 eine zylinderförmige Oberfläche ist. Ebenfalls identisch mit der ersten Ausführungsform ist die Tatsache, daß die Querbreite des Außenrings 5 kleiner als die Querbreite des Innenrings 4 ist.
In dieser Ausführungsform wird ein Innengehäuse 23 integral an jeder Seite des Innenrings 4 und von dem Gehäuse 9 getrennt bereitgestellt. Die äußeren Umfangsteile des Innengehäuses 23 werden nach innen gebogen, um Winkelteile 24 zu bilden, so daß beide äußere Umfangsteile nach innen liegen. Der Verschlußteil 8 ist mit der äußeren Umfangsfläche der Winkelteile 24 verbunden und das äußere Umfangsende des Verschlußteils 8 ist über die innere Umfangsfläche des Anschlußrings 21 verschiebbar. Zwei Spuren werden für die verschiebbaren Enden dieses Verschlußteils 8 gebildet.
Die Außenenden des äußeren Gehäuses 9 werden auch mit zweiten nach innen gebogenen Winkelteilen 25 versehen. Die zweiten Winkelteile 25 werden in die von dem Abhalter 1 gebildeten Umfangsspuren 26 eingebaut, wobei diese Teile sich nicht berühren und Labyrinthvertiefungen 27 zwischen dem Abhalter 1 und dem äußeren Gehäuse 9 bilden. Der Verschlußteil 8 ist wie ein rückwärts gerichtetes L in die Richtung der inneren Teile der Lalbyrinthvertiefungen 27 angeordnet, um die Verschlußwirkung zu steigern.
Fig. 6 ist eine teilweise Querschnittsvorderansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Abhalters gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform wird der Anschlußring 21, der in Fig. 5 abgebildet wurde, integral an der Seite des Abhalters 1 gebildet und der Verschlußteil 8 ist mit der rotierenden Seite, d. h. mit der inneren Umfangsfläche des Anschlußrings 21, verbunden. Die inneren Umfangsenden des Verschlußteils 8 sind auf die äußere Umfangsfläche der Winkelteile 24 des inneren Gehäuses 23 verschiebbar. Der Punkt, der identisch mit den anderen obenerwähnten Ausführungsformen ist, ist die Tatsache, daß zwei Spuren für die verschiebbaren Enden dieses Verschlußteils 8 gebildet werden. Eine Labyrinthzusammensetzung 27 wird auch gebildet. Einfache Montage und gute Verschlußbarkeit werden aufgrund der Verwendung anderer Ausführungsformen wie diese erreicht.
Das Obenerwähnte ist zwar eine Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aber weitere Abänderungen können verwendet werden ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 1 zu verlassen. Der Bereich der Erfindung soll also von den spezifisch offenbarten Strukturen nicht begrenzt werden. Stattdessen soll der wahre Bereich der Erfindung von den folgenden Ansprüchen bestimmt werden. Obwohl Verweiszahlen in den Ansprüchen verwendet werden, um den Verweis auf die Zahlen zu erleichtern, ist es natürlich nicht die Absicht, daß die vorliegende Erfindung auf die Konstruktionen in den angefügten Figuren durch solches Verweisen begrenzt werden soll.

Claims

1. Ein Abhalter für den hinteren Umwerfer eines Fahrrads, der aus folgendem besteht:

einem Zahnrad (1), das auf einem Lager (3) gehalten wird, wobei das Lager (3) folgendes umfaßt:

einen Außenring (5), der das Zahnrad (1) hält;

einen Innenring (4), der radial nach innen von dem Außenring (5) angeordnet ist;

eine Vielzahl von rollenden Teilen (6, 11), die zwischen dem Innenring (4) und dem Außenring (5) angeordnet sind;

dadurch gekennzeichnet, daß sich der Außenring (5) bezüglich des Innenrings (4) in eine axiale Richtung (a) bewegen kann.

2. Abhalter gemäß Anspruch 1, wobei eine äußere Umfangsoberfläche des Innenrings (4) als eine einzige zylinderförmige Oberfläche gebildet ist.

3. Abhalter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl von rollenden Teilen (6) aus einer Vielzahl von Kugeln besteht.

4. Abhalter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Vielzahl von rollenden Teilen (11) aus einer Vielzahl von länglichen Rollen besteht.

5. Abhalter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, der weiterhin aus einem Stopper (20) besteht, um die Bewegung der Vielzahl von rollenden Teilen (6) in die axiale Richtung (a) zu verhindern.

6. Abhalter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Außenring (5), der Innenring (4), und die Vielzahl von rollenden Teilen (6) aus rostfreiem Stahl hergestellt werden.

7. Abhalter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, der weiterhin aus einem Halter aus Nylon (7, 12) besteht, um die Vielzahl von rollenden Teilen (6, 11) festzuhalten.

8. Abhalter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Außenring (5) in die axiale Richtung (a) kürzer als die entsprechende Länge des Innenrings (4) ist.

9. Abhalter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, der weiterhin aus Verschlußteilen (8) besteht, die an entgegengesetzten Enden des Außenrings (5) angeordnet sind.

10. Führungsrollenanordnung gemäß Anspruch 9, wobei die Verschlußteile (8) einen ringförmigen Raum abdecken, der von dem Innenring (4) und dem Außenring (5) gebildet wird.

11. Abhalter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, der weiterhin aus einem Gehäuse (9) besteht, welches das Lager (3) abdeckt, wobei eine Lücke (S) zwischen dem Gehäuse (9) und dem Außenring (5) in die axiale Richtung (a) gebildet wird.

12. Abhalter gemäß Anspruch 11, der weiterhin aus einem Verschlußteil (14) zwischen jeder Seite des Zahnrads (1) und der entsprechenden Seite des Gehäuses (9) besteht.

13. Abhalter gemäß Anspruch 12, wobei das Zahnrad (1) folgendes umfaßt:

einen inneren Zahnradteil;

einen äußeren Zahnradteil;

einen dazwischenliegenden Zahnradteil, der in die axiale Richtung (a) kürzer als die entsprechenden Längen des inneren Zahnradteils und des äußeren Zahnradteils ist, um Vertiefungen an entgegengesetzten Seiten des Zahnrads (1) zu bilden; und wobei jeder Verschlußteil (14) in einer entsprechenden Vertiefung angebracht ist.

14. Abhalter gemäß Anspruch 13, wobei jede Seite des Gehäuses (9) einen Winkelteil beinhaltet, der in eine entsprechende Vertiefung des Zahnrads (1) herausragt.

15. Abhalter gemäß Anspruch 11, wobei der Außenring (5) folgendes umfaßt:

einen inneren Ringteil;

einen äußeren Ringteil (21);

einen dazwischenliegenden Ringteil, der in die axiale Richtung (a) kürzer als die entsprechenden Längen des inneren Ringteils und des äußeren Ringteils ist, um Vertiefungen an entgegengesetzten Seiten des Außenrings (5) zu bilden.

16. Abhalter gemäß Anspruch 15, der weiterhin aus einem inneren Gehäuse (23) besteht, das an jeder Seite des inneren Ringteils angebracht ist, wobei jedes innere Gehäuse einen Winkelteil (24), der in eine entsprechende Vertiefung im Außenring (5) herausragt, hat.

17. Abhalter gemäß Anspruch 16, der weiterhin aus einem Verschlußteil (8) besteht, der zwischen dem äußeren Ringteil (21) und einem entsprechenden Winkelteil (24) auf jeder Seite des Außenrings (5) angebracht ist.

18. Abhalter gemäß Anspruch 17, wobei der Außenteil des Zahnrads (1) durch einen dazwischenliegenden Zahnradteil von dem äußeren Ringteil (21) entfernt angeordnet ist, wobei der dazwischenliegende Zahnradteil in die axiale Richtung (a) kürzer als die entsprechende Länge des äußeren Ringteils ist, um Vertiefungen an entgegengesetzten Seiten des Zahnrads (1) zu bilden, und wobei jedes Gehäuse (9) einen Winkelteil (25) umfaßt, der in eine entsprechende Vertiefung im Zahnrad (1) herausragt.