DE9414961U1

DE9414961U1 - Bicycle gear shift

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Publication number: DE9414961U1
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Priority date: 1993-07-23
Filing date: 1994-07-22
Publication date: 1995-01-05
Anticipated expiration: 2004-07-23

Description

11.8.1994 L/he 54234 WO11.8.1994 L/he 54234 WO

Heinrich Elsen
Trichtingerstraße 3
72348 RosenfeldHeinrich Elsen
Trichtingerstrasse 3
72348 Rosenfeld

FahrradgangschaltungBicycle gear shift

Die Erfindung betrifft eine Fahrradgangschaltung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a bicycle gear shift with the features of the preamble of claim 1.

Derartige Fahrradgangschaltungen sind aus der Praxis seit langem bekannt. Es gibt in erster Linie Kettenschaltungen mit einem vorderen Umwerfer und einem hinteren Schaltwerk. Der vordere Umwerfer, dem zwei bis vier an der Tretkurbel befestigte Kettenblätter zugeordnet sind, legt die Antriebskette jeweils auf das Kettenblatt der gewünschten Größe. Dem hinteren Schaltwerk sind dementsprechend auf dem Nabenfreilauf befestigte Kettenritzel zugeordnet wobei hier üblicherweise zwischen 5 und 8 Ritzel vorgesehen sind. Der Umwerfer und das Schaltwerk sind mit einer Parallelogrammechanik versehen, die die jeweiligen Kettenführungen vorne oberhalb der Kettenräder und hinten unterhalb der Ritzel hin und her bewegen, ohne die Kettenführungen zu kippen. Ein derartiger vorderer Umwerfer ist beispielsweise aus der DE 3429276C2 bekannt. Der Umwerfer und das Schaltwerk sind jeweils mit einer Feder in eine Extremsteilung vorgespannt und werden über einen Seilzug durch Betätigung eines Schalthebels in die andere Richtung· entgegen der Federkraft betätigt. Bei entspanntem Seilzug nimmt der Umwerfer bzw. dasSuch bicycle gear shifts have been known in practice for a long time. There are primarily derailleur gears with a front derailleur and a rear derailleur. The front derailleur, which is assigned two to four chainrings attached to the pedal crank, places the drive chain on the chainring of the desired size. The rear derailleur is assigned chain pinions attached to the hub freewheel, with between 5 and 8 pinions usually being provided here. The front derailleur and the rear derailleur are equipped with a parallelogram mechanism that moves the respective chain guides back and forth at the front above the chain wheels and at the rear below the pinions without tilting the chain guides. A front derailleur of this type is known, for example, from DE 3429276C2. The front derailleur and the rear derailleur are each pre-tensioned to an extreme position by a spring and are operated by a cable by operating a shift lever in the other direction against the spring force. When the cable is relaxed, the derailleur or

Schaltwerk also seine durch die Federkraft vorbestimmte Extremstellung ein. Zur Betätigung des Umwerfers bzw. des Schaltwerks ist es erforderlich, den jeweils zugeordneten Seilzug zu ziehen. Hierzu sind üblicherweise Schalthebel vorgesehen, bei denen der Seilzug auf eine Aufwickelscheibe oder Aufwickeltrommel gewickelt wird. Ein Schalthebel mit einer Aufwickelscheibe ist beispielsweise aus der DE 2843348 C2 bekannt.The rear derailleur therefore assumes its extreme position, which is predetermined by the spring force. To operate the front derailleur or the rear derailleur, it is necessary to pull the corresponding cable. For this purpose, shift levers are usually provided in which the cable is wound onto a winding disc or winding drum. A shift lever with a winding disc is known, for example, from DE 2843348 C2.

Es sind auch Schalthebel zur Betätigung von Seilzügen bekannt, bei denen der Seilzug über einen schwenkbaren Hebel betätigt wird, der wiederum über eine drehbare Kurvenscheibe aus seiner Ruhelage ausgelenkt und entgegen der den Seilzug vorspannenden Federkraft bewegt wird. Derartige Schaltungen sind aus der DE 2650011 C3 sowie aus der DE 4005102 Al bekannt.Switch levers for operating cable pulls are also known, in which the cable pull is operated via a pivoting lever, which in turn is deflected from its rest position via a rotating cam disk and moved against the spring force preloading the cable pull. Such circuits are known from DE 2650011 C3 and from DE 4005102 Al.

Bei allen bekannten Schaltungen erfolgt die Federvorspannung des Umwerfers bzw. des Schaltwerks in Richtung auf das jeweils kleinste Kettenblatt bzw. Ritzel hin. Im Falle des vorderen Umwerfers bedeutet dies, bei entspanntem Seilzug der Umwerfer auf dem kleinsten Kettenblatt liegt und somit die bei dieser Schaltvorrichtung kleinste Übersetzung eingelegt ist. Bei dem hinteren Schaltwerk bewirkt die Federvorspannung, daß bei entspanntem Seilzug die Kette wiederum auf dem kleinsten Ritzel liegt, was aber hier der größten möglichen Übersetzung des Schaltwerks entspricht.In all known gearshifts, the spring preload of the front derailleur or rear derailleur is directed towards the smallest chainring or pinion. In the case of the front derailleur, this means that when the cable is relaxed, the front derailleur is on the smallest chainring and thus the smallest gear ratio is engaged for this gearshift device. In the case of the rear derailleur, the spring preload means that when the cable is relaxed, the chain is on the smallest pinion, which in this case corresponds to the largest possible gear ratio of the rear derailleur.

Die jeweiligen Übersetzungsstufen des vorderen und des hinteren Schaltwerks sind unterschiedlich. Es bietet sich an, bei dem hinteren Schaltwerk kleinere ÜbersetzungsSprünge, das heißt engere Abstufungen zu wählen, weil hier mehr Ritzel zur Verfügung stehen . Bei dem vorderen Schaltwerk sind größere Übersetzungssprünge der Regelfall. Dies führt in der Praxis dazu, daß das hintere Schaltwerk für die Durchschaltung der eng gestuften Gänge beispielsweise beim Beschleunigen benutzt wird, während das vordere Schaltwerk mehr nach Art eines VorgelegegetriebesThe respective gear ratios of the front and rear derailleurs are different. It is advisable to choose smaller gear ratio jumps, i.e. closer gradations, for the rear derailleur, because more pinions are available here. Larger gear ratio jumps are the norm for the front derailleur. In practice, this means that the rear derailleur is used to shift through the closely spaced gears, for example when accelerating, while the front derailleur works more like a countershaft transmission.

den groben Übersetzungsrahmen vorgibt. Hier wird dann bei großen Fahrwiderständen, beispielsweise beim Bergauffahren, das kleinste vordere Kettenrad vorgewählt, während beim Bergabfahren oder generell bei geringen Fahrwiderständen das größte Kettenblatt vorgewählt wird.specifies the rough gear ratio framework. Here, when there is great driving resistance, for example when going uphill, the smallest front chainring is preselected, while when going downhill or generally when there is little driving resistance, the largest chainring is preselected.

Üblicherweise ist die Abstufung der Gänge beim hinteren Schaltwerk etwa im Bereich von 10-20 % von Gang zu Gang, während der Übersetzungssprung beim vorderen Schaltwerk rund 30-40 % beträgt. Typically, the gear gradation on the rear derailleur is around 10-20% from gear to gear, while the gear step on the front derailleur is around 30-40%.

Dies führt dazu, daß bei einem Durchschalten der Gangschaltung vom kleinsten möglichen Übersetzungsverhältnis zum größten möglichen Übersetzungsverhältnis beim Wechsel des vorderen Kettenblattes gleichzeitig ein Schaltvorgang des hinteren Schaltwerks in die entgegengesetzte Richtung erforderlich ist. Die physiologisch als günstig empfundene Abstufung von 15 % von Gang zu Gang kann nämlich beim Schalten des vorderen Umwerfers dann erreicht werden, wenn man zusätzlich das hintere Schaltwerk betätigt und dadurch den großen Übersetzungssprung von 30-40 % um den Übersetzungssprung des hinteren Schaltwerks vermindert. Die Schaltvorgänge gehen in die einander entgegengesetzte Richtung, das heißt wenn das vordere Schaltwerk in Richtung auf ein größeres Übersetzungsverhältnis geschaltet wird, dann muß das hintere Schaltwerk in Richtung auf ein kleineres Übersetzungsverhältnis geschaltet werden und umgekehrt. Wenn am vorderen Umwerfer ein größeres Kettenblatt gewählt wird, dann muß man am hinteren Schaltwerk ebenfalls ein größeres Ritzel gewählt werden, wenn beim Herunterschalten am vorderen Umwerfer ein kleineres Kettenblatt eingeschaltet wird, dann muß am hinteren Schaltwerk auf ein kleineres Ritzel geschaltet werden.This means that when the gear shift is switched from the smallest possible gear ratio to the largest possible gear ratio, the rear derailleur must also be switched in the opposite direction when the front chainring is changed. The gradation of 15% from gear to gear, which is perceived as physiologically beneficial, can be achieved when switching the front derailleur if the rear derailleur is also operated, thereby reducing the large gear step of 30-40% by the gear step of the rear derailleur. The gear shifts go in opposite directions to each other, i.e. if the front derailleur is switched towards a larger gear ratio, the rear derailleur must be switched towards a smaller gear ratio and vice versa. If a larger chainring is selected on the front derailleur, then a larger pinion must also be selected on the rear derailleur; if a smaller chainring is switched on when shifting down on the front derailleur, then a smaller pinion must be switched on the rear derailleur.

Es tritt nun das Problem auf, daß bei den bekannten Schaltungen die Federvorspannung des Umwerfers und des Schaltwerks jeweils in Richtung auf das' kleinste Kettenblatt bzw. Kettenritzel ge-The problem now arises that with the known gearshifts the spring preload of the front derailleur and the rear derailleur is directed towards the smallest chainring or chain pinion.

richtet ist. Dadurch ist es beim Hochschalten der Gangschaltung erforderlich, daß beim Wechsel des vorderen Umwerfers auf ein größeres Kettenblatt, das heißt entgegen der Federvorspannung, auch das hintere Schaltwerk entgegen der Federvorspannung auf ein größeres Ritzel geschaltet wird. Es müssen also simultan beide Schaltwerke entgegen der Federvorspannung geschaltet werden, so daß zumindest in einer Schaltrichtung ein erheblicher Kraftaufwand erforderlich wird.This means that when shifting up the gears, it is necessary that when the front derailleur changes to a larger chainring, i.e. against the spring preload, the rear derailleur is also shifted to a larger pinion against the spring preload. Both derailleurs must therefore be shifted simultaneously against the spring preload, so that a considerable amount of force is required in at least one shifting direction.

Problematisch werden die Kraftverhältnisse insbesondere dann, wenn beide Schaltwerke von demselben Schalthebel bedient werden sollen, wie es beispielsweise in der DE 4005102 Al beschriebenThe power ratios become particularly problematic when both derailleurs are to be operated by the same shift lever, as described, for example, in DE 4005102 Al

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Fahrradgangschaltung mit zwei Schaltwerken zu schaffen, bei denen beim gleichzeitigen Schalten beider Schaltwerke in Richtung entgegengesetzter Übersetzungen die maximalen Betätigungskräfte geringer sind.It is therefore an object of the invention to provide a bicycle gear shift with two derailleurs, in which the maximum actuation forces are lower when both derailleurs are simultaneously shifted in the direction of opposite gear ratios.

Diese Aufgabe wird von einer Fahrradgangschaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a bicycle gear shift with the features of claim 1.

Weil das erste Schaltwerk und das zweite Schaltwerk jeweils in Richtung derselben Extremübersetzung, also entweder in Richtung der jeweils größten Übersetzung oder in Richtung der jeweils kleinsten Übersetzung vorgespannt sind, ist beim gleichzeitigen Schalten beider Schaltwerke in entgegengesetzter Richtung nur die Federkraft eines Schaltwerks zu überwinden.Because the first derailleur and the second derailleur are each pre-tensioned in the direction of the same extreme gear ratio, i.e. either in the direction of the largest gear ratio or in the direction of the smallest gear ratio, when both derailleurs are shifted simultaneously in opposite directions, only the spring force of one derailleur has to be overcome.

Der Schaltvorgang in Richtung der Federkraft erfolgt zuverlässig, wenn wenigstens eines der Schaltwerke von einer Feder vorgespannt ist.The switching process in the direction of the spring force is reliable if at least one of the switching mechanisms is preloaded by a spring.

Die konkrete Ausführungsform wird unter teilweiser Verwendung handelsüblicher Bauelemente einfacher möglich, wenn wenigstensThe specific embodiment is easier to achieve by partially using commercially available components if at least

eines der Schaltwerke über einen Seilzug, insbesondere einen Bowdenzug bedienbar ist.one of the derailleurs can be operated via a cable, in particular a Bowden cable.

Eine leichte Bedienbarkeit, insbesondere für Kinder und gelegentliche Fahrer ergibt sich, wenn das erste Schaltwerk und das zweite Schaltwerk gemeinsam über einen Bedienungshebel bedienbar sind.Ease of use, especially for children and occasional riders, is achieved when the first derailleur and the second derailleur can be operated together using one operating lever.

Wenn das erste Schaltwerk und/oder das zweite Schaltwerk über mindestens eine Kurvenscheibe und mindestens einen Pendelhebel betätigt werden, wird eine komplexere Führung der Kette möglich. Es ist z.B. denkbar, den oder die Umwerfer der Kettenlinie nachzuführen.If the first derailleur and/or the second derailleur are operated via at least one cam disc and at least one pendulum lever, a more complex chain guidance becomes possible. For example, it is conceivable to guide the front derailleur(s) along the chain line.

Die Nachrüstung vorhandener Fahrradgangschaltungen ist einfach möglich, wenn das erste Schaltwerk ein einer Hinterradnabe zugeordnetes Kettenschaltwerk ist und/oder wenn das zweite Schaltwerk ein einem Tretlager zugeordnetes Kettenschaltwerk ist.Retrofitting existing bicycle gear shifts is easy if the first derailleur is a derailleur assigned to a rear hub and/or if the second derailleur is a derailleur assigned to a bottom bracket.

Besonders pflegeleicht wird die Gangschaltung, wenn das zweite Schaltwerk ein der Hinterradnabe zugeordnetes Planetengetriebe oder ein der Hinterradnabe zugeordnetes Ziehkeilgetriebe ist.The gear shift is particularly easy to maintain if the second derailleur is a planetary gear assigned to the rear wheel hub or a pull-key gear assigned to the rear wheel hub.

In der Praxis hat sich bewährt, wenn das erste Schaltwerk 5 bis 8 Gänge umfaßt und/oder das zweite Schaltwerk 2 bis 5 Gänge umfaßt. In practice, it has proven to be effective if the first derailleur has 5 to 8 gears and/or the second derailleur has 2 to 5 gears.

Physiologisch günstige Übersetzungsstufen ergeben sich, wenn das erste Schaltwerk Übersetzungsstufen von etwa 10 - 20 % von Gang zu Gang und das zweite Schaltwerk (2) Übersetzungsstufen von etwa 25 - 45 % von Gang zu Gang aufweist.Physiologically favorable gear ratios are obtained when the first derailleur has gear ratios of about 10 - 20% from gear to gear and the second derailleur (2) has gear ratios of about 25 - 45% from gear to gear.

Eine kostengünstige Herstellung der Kurvenscheibe ist möglich, wenn die wenigstens- eine Kurvenscheibe mittels eines Lasers ge-A cost-effective production of the cam disc is possible if at least one cam disc is cut using a laser.

schnitten ist, weil dann die Nachbearbeitung der Kurvenscheibe sehr einfach wird.cut because then the post-processing of the cam disk becomes very easy.

Eine einfache Härtung der Nockenflächen der Kurvenscheibe erfolgt, wenn die wenigstens eine Kurvenscheibe aus einem Stahl mit wenigstens 0,2 % Kohlenstoffanteil besteht.A simple hardening of the cam surfaces of the cam disc takes place if at least one cam disc is made of a steel with at least 0.2% carbon content.

Beim Laserschneiden härtet die Schnittfläche von selbst aus, wenn die wenigstens eine Kurvenscheibe aus einem der Stähle C35, C45 oder C60 gefertigt ist.During laser cutting, the cutting surface hardens itself if at least one cam disc is made of one of the steels C35, C45 or C60.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows:

Fig. 1: den vorderen Umwerfer einer erfindungsgemäßen Fahrradgangschaltung; Fig. 1: the front derailleur of a bicycle gearshift according to the invention;

Fig. 2: den Umwerfer gem. Fig. 1 in einer anderen Schaltposition; Fig. 2: the derailleur as per Fig. 1 in a different shift position;

Fig. 3 einen bei einer erfindungsgemäßen Fahrradgangschaltung verwendbaren Schalthebel in einer schematischen Darstellung;Fig. 3 shows a shift lever that can be used with a bicycle gearshift according to the invention in a schematic representation;

Fig. 4: den Schalthebel gem. Fig. 3 in einer anderen Schaltposition; Fig. 4: the gear lever as per Fig. 3 in a different gear position;

Fig. 5: die wesentlichen beweglichen Teile eines Schalthebels in einer Explosionsdarstellung;Fig. 5: the essential moving parts of a gear lever in an exploded view;

Fig. 6: eine Kurvenscheibe zur Steuerung des vorderen Umwerfers einer erfindungsgemäßen Fahrradgangschaltung;Fig. 6: a cam disk for controlling the front derailleur of a bicycle gearshift according to the invention;

Fig. 7: eine der Kurvenscheibe gem. Fig. 6 entsprechende Kurvenscheibe zur Steuerung des hinteren Schaltwerks einer erfindungsgemäßen Fahrradgangschaltung; sowieFig. 7: a cam disk corresponding to the cam disk according to Fig. 6 for controlling the rear derailleur of a bicycle gear shift according to the invention; and

Fig. 8: Tabellen mit Übersetzungsverhältnissen verschiedener Gangschaltungskombinationen.Fig. 8: Tables with gear ratios of different gearshift combinations.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fahrradgangschaltung beschrieben.A preferred embodiment of a bicycle gear shift according to the invention is described below.

Vorab werden einige Begriffe definiert. So nennt man bei einer Fahrradkettenschaltung mit einem vorderen Schaltwerk und einem hinteren Schaltwerk die hinteren Kettenräder Ritzel, vorne spricht man von Kettenrädern. Bei dem Schaltvorgang wird die Kette hinten von dem sogenannten Schaltwerk von einem Ritzel auf ein anderes gelegt. Bei einem Schaltvorgang des vorderen Schaltwerks wird diese Aufgabe von dem sogenannten Umwerfer erledigt. First, some terms are defined. For example, in a bicycle derailleur with a front derailleur and a rear derailleur, the rear sprockets are called pinions, while the front ones are called chain wheels. During the shifting process, the chain is moved from one pinion to another by the so-called rear derailleur. When the front derailleur shifts, this task is carried out by the so-called front derailleur.

Die nachstehend beschriebene Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Fahrradkettenschaltung mit drei Kettenrädern vorne und sieben Ritzeln hinten. Diese Art der Schaltung ist derzeit weit verbreitet, insbesondere bei Mountain Bikes und Trekking Bikes.The embodiment of the invention described below relates to a bicycle derailleur with three chain wheels at the front and seven pinions at the rear. This type of gear shift is currently widely used, especially on mountain bikes and trekking bikes.

In der Fig. 1 ist ein Umwerfer einer derartigen Gangschaltung insgesamt mit 1 bezeichnet. Der Umwerfer 1 ist an einem Sattelrohr 2 eines Fahrradrahmens in der Nähe eines Tretlagers 3 mittels einer Schelle 4 befestigt. Üblicherweise in Fahrtrichtung rechts von dem Tretlager 3 sind an einer Tretkurbel 5 drei Kettenräder 10, 11 und 12 derart befestigt, daß sie sich mit der Tretkurbel 5 und einer nicht dargestellten Tretlagerachse um die Drehachse des Tretlagers 3 drehen können.In Fig. 1, a derailleur of such a gear shift is designated as 1. The derailleur 1 is attached to a seat tube 2 of a bicycle frame near a bottom bracket 3 by means of a clamp 4. Usually, in the direction of travel, to the right of the bottom bracket 3, three chain wheels 10, 11 and 12 are attached to a pedal crank 5 in such a way that they can rotate with the pedal crank 5 and a bottom bracket axis (not shown) around the axis of rotation of the bottom bracket 3.

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Ein Sockelabschnitt 14 des Umwerfers 1 befindet sich unbeweglich neben dem Sattelrohr 2. Zwei in dem Sockelabschnitt vorgesehene Achsen 15, 16 lagern schwenkbar zwei Parallelogrammhebel 17, 18. Die Parallelogrammhebel 17, 18 tragen an ihren den Achsen 15, 16 gegenüberliegenden Enden wiederum je eine Achse 19 bzw. 20. Eine Gabel 21 mit zwei Kettenführungsblechen 22 und nimmt ihrerseits die beiden Achsen 19 und 20 auf, wobei die Achsaufnahmen in der Gabel 21 in wesentlichen denselben Abstand voneinander haben, wie die Achse 15 und 16 im rahmenfesten Bereich des Umwerfers 1. Dadurch wird die Parallelogrammführung derart vervollständigt, daß die Gabel 21 und die Kettenführungsbleche 22 und 23 auf den Rahmen zu und von dem Rahmen weg verfahren werden können, wobei sie etwa der Außenkontur der Kettenräder 10, 11 und 12 gem. Fig. 1 folgen, ohne sich bezüglich des Sattelrohres 2 zu neigen.A base section 14 of the derailleur 1 is immobile next to the seat tube 2. Two axles 15, 16 provided in the base section pivotally support two parallelogram levers 17, 18. The parallelogram levers 17, 18 each carry an axle 19 or 20 at their ends opposite the axles 15, 16. A fork 21 with two chain guide plates 22 in turn accommodates the two axles 19 and 20, whereby the axle mounts in the fork 21 are at essentially the same distance from each other as the axles 15 and 16 in the frame-fixed area of the derailleur 1. This completes the parallelogram guide in such a way that the fork 21 and the chain guide plates 22 and 23 can be moved towards and away from the frame, whereby they approximately follow the outer contour of the chain wheels 10, 11 and 12 as shown in Fig. 1 without leaning in relation to the seat tube 2.

Eine Schenkelfeder weist einen zentralen, schraubenfederartigen Abschnitt auf, der die Achse 19 umgibt, sowie je einen Schenkel, der von dort zu der Achse 15 bzw. zu der Achse 20 verläuft. An der Achse 15 liegt der Schenkel an der dem Sattelrohr 2 abgewandten Seite an, an der Achse 2 0 liegt er an der dem Sattelrohr 2 zugewandten Seite an. Die Schenkel der Schenkelfeder 23 sind in der Position gem. Fig. 1 zusammengedrückt, deshalb wird der Umwerfer in die über dem größten Kettenrad 12 befindliche Position vorgespannt. Diese Stellung ist in der Fig. 2 dargestellt, in der die Schenkelfeder 23 entspannter ist.A leg spring has a central, coil spring-like section that surrounds the axle 19, as well as a leg that runs from there to the axle 15 and to the axle 20. On the axle 15, the leg rests on the side facing away from the seat tube 2, and on the axle 20, it rests on the side facing the seat tube 2. The legs of the leg spring 23 are compressed in the position shown in Fig. 1, so the derailleur is pre-tensioned into the position above the largest chain wheel 12. This position is shown in Fig. 2, in which the leg spring 23 is more relaxed.

An dem Parallelogrammhebel, der sich zwischen der Achse 16 und der Achse 20 erstreckt, ist eine Seilzugbefestigung 25 mit ihrem Krafteinleitungspunkt angedeutet. Ein in dieser Seilzugbefestigung 25 festgelegter Seilzug 26 ist unter dem Tretlager 3 entlang geführt und verläuft weiter zu dem hier nicht dargestellten Lenker und dem daran angeordneten Schalthebel. Bei Einwirkung einer Zugkraft über den Seilzug 2 6 und die Seilzugbefestigung 25 auf "den äußeren Parallelogrammhebel wird die Ga-On the parallelogram lever, which extends between the axle 16 and the axle 20, a cable fastening 25 with its force introduction point is indicated. A cable 26 fixed in this cable fastening 25 is guided under the bottom bracket 3 and continues to the handlebar (not shown here) and the gear lever arranged on it. When a tensile force is applied via the cable 26 and the cable fastening 25 to the outer parallelogram lever, the gear shift is

bei 21 entgegen der Federkraft der Schenkelfeder 23 auf den Rahmen, insbesondere auf das Sattelrohr 2 zu verfahren. Eine (nicht dargestellte) Antriebskette wird also bei entspanntem Seilzug 26 infolge der Federkraft auf das größte Kettenrad 12 gelegt, während bei gespanntem Seilzug 26 die Kette auf einem der Kettenräder 10 oder 11 aufliegt. Bei mit Zugkraft beaufschlagtem Seilzug wird also eine kleinere Übersetzung gewählt, während bei entspanntem Seilzug infolge der Federkraft auf ein größeres Übersetzungsverhältnis umgeschaltet wird.at 21 against the spring force of the leg spring 23 on the frame, in particular on the seat tube 2. A drive chain (not shown) is therefore placed on the largest chain wheel 12 when the cable 26 is relaxed due to the spring force, while when the cable 26 is tensioned the chain rests on one of the chain wheels 10 or 11. When the cable is subjected to tensile force, a smaller gear ratio is selected, while when the cable is relaxed the spring force switches to a larger gear ratio.

Das zu der erfindungsgemäßen Kettenschaltung gehörige hintere Schaltwerk ist ein handelsübliches federbelastetes Parallelogrammschaltwerk für sieben oder acht Ritzel mit einem zugehörigen Kettenspanner. Das hintere Schaltwerk ist in seiner entspannten Position auf das äußere, kleinste Ritzel geschaltet und wird ebenfalls durch einen Seilzug entgegen der Federkraft umgeschaltet, im Gegensatz zu dem Umwerfer 1 jedoch in Richtung auf ein kleineres Übersetzungsverhältnis. Diese Ausführung des hinteren Schaltwerks ist bekannt und soll in diesem Zusammenhang nicht weiter beschrieben werden.The rear derailleur belonging to the derailleur according to the invention is a commercially available spring-loaded parallelogram derailleur for seven or eight pinions with an associated chain tensioner. The rear derailleur is switched to the outer, smallest pinion in its relaxed position and is also switched by a cable against the spring force but in contrast to the front derailleur 1, however, in the direction of a smaller gear ratio. This design of the rear derailleur is known and will not be described further in this context.

In den Fig. 3 und 4 ist ein Teil eines Schalthebels in verschiedenen Stellungen dargestellt, der in einem Gehäuse 30 angeordnet ist. Ein Seilzug 31 tritt an einer Öffnung 29 in das Gehäuse 30 ein und endet in einem Nippel 32. Im Bereich der Öffnung 29 ist vorgesehen, daß die {nicht dargestellte) Außenhülle des Seilzugs 31 gegen das Gehäuse 30 abgestützt wird. Der Seilzug 31 ist durch die Federkraft eines der beiden Schaltwerke vorgespannt.In Fig. 3 and 4, a part of a shift lever is shown in different positions, which is arranged in a housing 30. A cable 31 enters the housing 30 at an opening 29 and ends in a nipple 32. In the area of the opening 29, it is provided that the outer casing (not shown) of the cable 31 is supported against the housing 30. The cable 31 is pre-tensioned by the spring force of one of the two switching mechanisms.

Mit seinem endseitigen Nippel 32 ist der Seilzug 31 in ein Lagerstück 33 eingehängt. Das Lagerstück 33 ist wiederum in einem gewissen Bereich drehbar in einen Pendelhebel 34 eingesetzt. Der Pendelhebel 34 ist in einem Lager 35 mit dem Gehäuse 30 verbunden und um die Achse dieses Lagers 35 schwenkbar angeord-The cable pull 31 is suspended in a bearing piece 33 with its end nipple 32. The bearing piece 33 is in turn inserted into a pendulum lever 34 so that it can rotate within a certain range. The pendulum lever 34 is connected to the housing 30 in a bearing 35 and is arranged so that it can pivot around the axis of this bearing 35.

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net, so daß der Seilzug 31 in seiner Zugrichtung durch Schwenken des Pendelhebels 34 bewegt werden kann. Etwa mittig auf der Linie von dem Lager 35 zu dem Lagerstück 33 der Pendelhebel 34 mit einem Zapfen 36 versehen, der seinerseits eine Rolle 37 trägt.net, so that the cable pull 31 can be moved in its pulling direction by pivoting the pendulum lever 34. Approximately in the middle of the line from the bearing 35 to the bearing piece 33, the pendulum lever 34 is provided with a pin 36, which in turn carries a roller 37.

Eine im wesentlichen ebene Kurvenscheibe 40 ist in den Fig. 3 und 4 oberhalb des Pendelhebels angeordnet, und zwar derart, daß die Rolle 37 nach Art eines Nockenfolgers auf der Umfangsflache der Kurvenscheibe 40 läuft. Die Kurvenscheibe 40 ist etwa mittig mit einem Antriebsvierkant 42 versehen, der die Dreh- und Antriebsachse der Kurvenscheibe 40 bildet. Insoweit ist die Seilzugbetätigung für ein Schaltwerk dargestellt.A substantially flat cam disk 40 is arranged in Fig. 3 and 4 above the pendulum lever, in such a way that the roller 37 runs like a cam follower on the circumferential surface of the cam disk 40. The cam disk 40 is provided approximately centrally with a drive square 42, which forms the rotation and drive axis of the cam disk 40. In this respect, the cable actuation for a switching mechanism is shown.

Die Fig. 5 zeigt in einer vereinfachten Explosionsdarstellung einen Schalthebel für die simultane Betätigung zweier Schaltwerke einer erfindungsgemäßen Fahrradgangschaltung.Fig. 5 shows a simplified exploded view of a shift lever for the simultaneous operation of two derailleurs of a bicycle gearshift according to the invention.

Die in der Fig. 5 dargestellten Bauelemente werden im folgenden von unten nach oben beschrieben.The components shown in Fig. 5 are described below from bottom to top.

Der Pendelhebel 34 mit dem Zapfen 3 6 und der Rolle 37 ist unterhalb der Kurvenscheibe 40 derart angeordnet, daß die Rolle 37 an der Umfangsflache der Kurvenscheibe 40 anliegt. Soweit ist die Anordnung gem. Fig. 5 in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Der Pendelhebel 34 betätigt einen Seilzug, der in Fig. 5 nicht dargestellt ist.The pendulum lever 34 with the pin 36 and the roller 37 is arranged below the cam disk 40 in such a way that the roller 37 rests on the peripheral surface of the cam disk 40. So far, the arrangement according to Fig. 5 is shown in Figs. 3 and 4. The pendulum lever 34 actuates a cable pull, which is not shown in Fig. 5.

Oberhalb der Kurvenscheibe 40 ist eine erste Zahnscheibe 43 vorgesehen, die parallel zu der Kurvenscheibe 40 liegt und mittig ein dem Vierkantloch 42 der Kurvenscheibe 40 entsprechendes Vierkantloch 44 aufweist. Die beiden Vierkantlöcher liegen im zusammengebauten Zustand deckungsgleich übereinander. Umfangsseitig trägt die Zahnscheibe 43 eine Anzahl von Zähnen 45, dieAbove the cam disk 40, a first toothed disk 43 is provided, which is parallel to the cam disk 40 and has a square hole 44 in the middle that corresponds to the square hole 42 of the cam disk 40. The two square holes are congruently located one above the other in the assembled state. On the circumference, the toothed disk 43 has a number of teeth 45, which

in konstantem Abstand gleichmäßig um die Zahnscheibe 43 herum verteilt sind.are evenly distributed around the toothed disk 43 at a constant distance.

Oberhalb der Zahnscheibe 43 und parallel zu dieser ist ein Schalthebel 47 angeordnet, der das eigentliche Betätigungselement der erfindungsgemäßen Fahrradgangschaltung in dieser Ausführungsform darstellt. Der Schalthebel 47 umfaßt einen Griffabschnitt 48 und einen scheibenförmigen Bereich 49. Etwa mittig in dem Bereich 49 ist eine runde Bohrung 51 vorgesehen. Zwei Schaltklinken 52, von denen eine in der Fig. 5 sichtbar ist und die andere sich auf der Unterseite des Schalthebel befindet, sind im Übergangsbereich von dem Griffabschnitt 48 zu dem Bereich 49 angeordnet. Die Schaltklinken 52 sind unabhängig voneinander jeweils parallel zu der Oberfläche des Bereichs 49 um eine gemeinsame Achse 53 schwenkbar. Eine Feder 54 spannt beide Schaltklinken 52 in Richtung auf die Bohrung 51 hin vor. Die untere, nicht sichtbare Schaltklinke ist spiegelbildlich bezüglich einer Linie durch die Achse 53 und die Mitte der Bohrung 51 angeordnet, sie liegt also etwa V-förmig in einem Winkel von 90° zu der sichtbaren Schaltklinke 52.Above the toothed disk 43 and parallel to it, a shift lever 47 is arranged, which represents the actual actuating element of the bicycle gear shift according to the invention in this embodiment. The shift lever 47 comprises a handle section 48 and a disk-shaped area 49. A round hole 51 is provided approximately in the middle of the area 49. Two shift pawls 52, one of which is visible in Fig. 5 and the other is located on the underside of the shift lever, are arranged in the transition area from the handle section 48 to the area 49. The shift pawls 52 can be pivoted independently of one another about a common axis 53, parallel to the surface of the area 49. A spring 54 biases both shift pawls 52 in the direction of the hole 51. The lower, invisible switching pawl is arranged in a mirror image with respect to a line through the axis 53 and the center of the hole 51, i.e. it is approximately V-shaped at an angle of 90° to the visible switching pawl 52.

Eine zweite Zahnscheibe 55 ist über dem Schalthebel 47 angeordnet. Die Zahnscheibe gleicht der ersten Zahnscheibe 43, sie ist lediglich so montiert, daß ihre Zähne 56 in die andere Umfangsrichtung weisen, als die Zähne 45. Auch die Zahnscheibe 55 trägt mittig ein Vierkantloch 57.A second toothed disk 55 is arranged above the shift lever 47. The toothed disk is similar to the first toothed disk 43, it is only mounted in such a way that its teeth 56 point in the opposite circumferential direction to the teeth 45. The toothed disk 55 also has a square hole 57 in the middle.

Eine gemeinsame Vierkantwelle 59 ist in die jeweiligen Vierkantlöcher einsetzbar und koppelt die betreffenden Scheiben drehfest miteinander. Der Schalthebel 47 ist aufgrund seiner Bohrung 51 zwar von der Welle 59 zentriert, bleibt aber drehbar gegenüber der Welle 59.A common square shaft 59 can be inserted into the respective square holes and couples the respective disks together in a rotationally fixed manner. The shift lever 47 is centered by the shaft 59 due to its bore 51, but remains rotatable relative to the shaft 59.

Eine zweite Kurvenscheibe 60 ist ebenfalls mit einem Vierkantloch 62 versehen und oberhalb der Zahnscheibe 55 angeordnet.A second cam disk 60 is also provided with a square hole 62 and is arranged above the toothed disk 55.

Schließlich befindet sich ein zweiter Pendelhebel 64 über der Kurvenscheibe 60. Der zweite Pendelhebel 64 ist von der Form her dem Pendelhebel 34 ähnlich, eine drehbare Rolle ist jedoch an seiner der Kurvenscheibe 60 zugewandten Seite vorgesehen und daher nicht sichtbar. Diese Rolle läuft analog zu der Funktion der Rolle 37 des ersten Pendelhebels auf der Umfangsfläche der Kurvenscheibe 60. Der Pendelhebel 64 ist ebenfalls um seine Achse 65 schwenkbar und betätigt mit seinem der Achse 65 gegenüberliegenden Ende einen nicht dargestellten Seilzug. Befestigung und Ausrichtung des Seilzuges ergeben sich aus Fig. 3 und Fig. 4, Ziffern 31, 32 und 33.Finally, a second pendulum lever 64 is located above the cam disc 60. The second pendulum lever 64 is similar in shape to the pendulum lever 34, but a rotating roller is provided on its side facing the cam disc 60 and is therefore not visible. This roller runs on the peripheral surface of the cam disc 60 in a similar way to the function of the roller 37 of the first pendulum lever. The pendulum lever 64 can also be pivoted about its axis 65 and actuates a cable (not shown) with its end opposite the axis 65. The fastening and alignment of the cable can be seen in Fig. 3 and Fig. 4, numbers 31, 32 and 33.

Die in Fig. 5 dargestellte Mechanik wird von einem Gehäuse umschlossen, aus dem auf einer Seite der Griffabschnitt 48 herausragt und auf der anderen Seite die beiden von den beiden Pendelhebeln 34 und 64 betätigten Seilzüge austreten.The mechanism shown in Fig. 5 is enclosed by a housing, from which the handle section 48 protrudes on one side and on the other side the two cables actuated by the two pendulum levers 34 and 64 emerge.

Eine Kurvenscheibe für die Steuerung des vorderen Umwerfers einer erfindungsgemäßen Fahrradgangschaltung mit drei Kettenrädern ist in der Fig. 6 dargestellt. Die Umfangsfläche der Kurvenscheibe weist elf muldenartig ausgenommene Bereiche oder Mulden a bis k auf, die im wesentlichen mit gleichmäßigem Abstand (konstantem Winkel) zueinander entlang der Umfangsfläche verteilt sind. Geringfügige Abweichungen von der gleichmäßigen Verteilung sind erforderlich, weil die Rolle 37 des Pendelhebels 34 nicht radial zu der Kurvenscheibe bewegt wird, sondern auf einem Bogen und dem Lagerpunkt des Pendelhebels. Der Radius, d.h. der Abstand der Mulden a bis k vom Mittelpunkt M ist unterschiedlich. Die Mulden a, b und c weisen jeweils den gleichen Abstand vom Mittelpunkt auf und sind entlang der Umfangsfläche über Flächen miteinander verbunden, die entlang einer Kreislinie um den Mittelpunkt M verlaufen. Entsprechendes gilt für die Mulden d bis h sowie für die Mulden i bis k. Die Mulden d bis h liegen näher am Mittelpunkt M als die Mulden a bis c,A cam disk for controlling the front derailleur of a bicycle gear shift according to the invention with three chain wheels is shown in Fig. 6. The peripheral surface of the cam disk has eleven recessed areas or troughs a to k, which are distributed essentially at a uniform distance (constant angle) from one another along the peripheral surface. Minor deviations from the uniform distribution are necessary because the roller 37 of the pendulum lever 34 is not moved radially to the cam disk, but rather on an arc and the bearing point of the pendulum lever. The radius, i.e. the distance of the troughs a to k from the center point M, is different. The troughs a, b and c are each at the same distance from the center point and are connected to one another along the peripheral surface via surfaces that run along a circular line around the center point M. The same applies to the troughs d to h and to the troughs i to k. The troughs d to h are closer to the center point M than the troughs a to c.

und die Mulden i bis k liegen ihrerseits näher am Mittelpunkt als die Mulden d bis h. Zwischen je zwei Mulden unterschiedlichen Abstands, also zwischen den Mulden c und d sowie zwischen den Mulden h und i entspricht die Umfangsfläche nicht einer Kreislinie, sondern verbindet einen Kreis des einen Umfangs mit einem Kreis eines anderen Umfangs.and the troughs i to k are in turn closer to the center than the troughs d to h. Between any two troughs of different distances, i.e. between the troughs c and d and between the troughs h and i, the circumferential area does not correspond to a circular line, but connects a circle of one circumference with a circle of another circumference.

Die Fig. 7 zeigt eine Kurvenscheibe für die Steuerung eines hinteren Schaltwerks mit sieben Ritzeln. Sie entspricht der Kurvenscheibe aus Fig. 6, jedoch sind die Abstände der Mulden a bis k anders gewählt, die Mulde a hat den größten Abstand vom Mittelpunkt M der Kurvenscheibe. Die Mulde b hat einen geringeren Abstand als die Mulde a. Die Mulde c hat wiederum einen geringeren Abstand als die Mulde b. Von der Mulde c zur Mulde d steigt der Mittenabstand wieder an bis zu dem Wert, den die Mulde b aufweist; die Mulde d hat also denselben Abstand vom Mittelpunkt M wie die Mulde b. Von der Mulde d aus sinkt der Mittenabstand. Die Mulden e, f, g und h liegen jeweils dichter am Mittelpunkt als ihre Vorgänger (in dieser Reihenfolge). Dann steigt die Umfangsfläche an, d.h. die Mulde i weist den gleichen Mittenabstand auf wie die Mulde g. Schließlich folgen die Mulden j und k, wobei die Mulde j gleichen Mittenabstand aufweist wie die Mulde h und die Mulde k von allen Mulden a bis k dem Mittelpunkt am nächsten liegt.Fig. 7 shows a cam disk for controlling a rear derailleur with seven pinions. It corresponds to the cam disk from Fig. 6, but the distances between the troughs a to k are different, trough a has the greatest distance from the center M of the cam disk. Trough b has a smaller distance than trough a. Trough c, in turn, has a smaller distance than trough b. From trough c to trough d, the center distance increases again up to the value that trough b has; trough d therefore has the same distance from the center M as trough b. From trough d, the center distance decreases. Troughs e, f, g and h are each closer to the center than their predecessors (in that order). Then the circumferential area increases, i.e. trough i has the same center distance as trough g. Finally, troughs j and k follow, with trough j having the same center distance as trough h and trough k being the closest to the center of all troughs a to k.

Es ergibt sich also vom Mittelpunkt M aus gesehen eine Umfangsfläche, die von a nach c fällt, von c nach d steigt, von d nach h fällt, von h nach i steigt und schließlich von i nach k fällt.This results in a circumferential area, seen from the center M, which falls from a to c, rises from c to d, falls from d to h, rises from h to i and finally falls from i to k.

Drei Tabellen der möglichen Übersetzungsverhältnisse für Gangschaltungen mit drei Kettenrädern und sieben bzw. acht Ritzeln sind in der Fig. 8 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß nicht alle theoretisch möglichen Gänge auch tatsächlich sinnvoll einzusetzen sind. Vielmehr sind bei sieben Ritzeln nur elf Über-Three tables of the possible gear ratios for gearshifts with three chain wheels and seven or eight pinions are shown in Fig. 8. It is clear that not all theoretically possible gears can actually be used sensibly. Rather, with seven pinions, only eleven gear ratios are possible.

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Setzungsstufen sinnvoll, bei acht Ritzeln sind es zwölf. Zudem sollen Schaltzustände vermieden werden, in denen die Antriebskette weit außerhalb der optimalen Kettenspur liegt. Das wäre der Fall, wenn vorne und hinten gleichzeitig die jeweils kleinsten oder die jeweils größten Kettenräder ausgewählt sind. Üblicherweise sind nämlich bei dem vorderen Schaltwerk das feinste Kettenrad zur Rahmenmitte hin und das größte Kettenrad zur Tretkurbel· hin angeordnet, während bei.dem hinteren Schaitwerk das kleinste Ritzel außen und das größte Ritzel innen, also zur Nabe hin liegt.Setting levels make sense, with eight sprockets there are twelve. In addition, switching states should be avoided in which the drive chain is far outside the optimal chain track. This would be the case if the smallest or the largest sprockets were selected at the front and rear at the same time. Usually, with the front derailleur, the finest sprocket is positioned towards the middle of the frame and the largest sprocket towards the crank, while with the rear derailleur, the smallest sprocket is on the outside and the largest sprocket is on the inside, i.e. towards the hub.

In der Praxis wird die erfindungsgemäße Fahrradgangschaltung gemäß dem vorlegenden Ausführungsbeispiel folgendermaßen verwendet: In practice, the bicycle gear shift according to the invention according to the present embodiment is used as follows:

Es wird zunächst beschrieben, wie ausgehend von dem kleinsten Übersetzungsverhältnis, d.h. wenn die Antriebskette bei dem hinteren Schaltwerk auf dem größten Ritzel und bei dem vorderen Schaltwerk 1 auf dem kleinsten Kettenrad 10 liegt, alle sinnvollen Übersetzungsstufen mit nur einem Schalthebel 48 durchgeschaltet werden.It is first described how, starting from the smallest gear ratio, i.e. when the drive chain is on the largest pinion for the rear derailleur and on the smallest chain wheel 10 for the front derailleur 1, all useful gear ratios can be shifted through with just one shift lever 48.

Da beide Schaltwerke nach einer Alternative des Anspruchs 1 in Richtung des größten Übersetzungsverhältnisses vorgespannt sind, müssen die den Schaltwerken zugeordneten Bowdenzüge jeweils maximal gespannt sein. Die Pendelhebel· 34 und 64 sind deshalb in ihrer von der Achse 42 am weitesten entfernt liegenden Position, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist. Die Pendelhebel 34 und 64 werden entgegen der Federkraft der Schaltwerksfedern (vorne der Schenkelfeder 23) in dieser Position gehalten, weil sie mit ihren Rollen (nur die eine Rolle 37 ist dargestellt) in den Mulden a der Kurvenscheiben anliegen. Die von den Seilzügen eingeleitete Kraft führt nicht zu einer Drehung der Kurvenscheiben 40 und 60, weil·Since both derailleurs are pre-tensioned in the direction of the largest gear ratio according to an alternative of claim 1, the Bowden cables assigned to the derailleurs must each be tensioned to the maximum. The pendulum levers 34 and 64 are therefore in their position furthest away from the axis 42, as shown in Fig. 3. The pendulum levers 34 and 64 are held in this position against the spring force of the derailleur springs (in front of the leg spring 23) because their rollers (only one roller 37 is shown) rest in the recesses a of the cam disks. The force introduced by the cables does not lead to a rotation of the cam disks 40 and 60 because

- erstens die Kraftrichtung im wesentlichen radial auf die Achse 42 zu verläuft und somit (fast) keine Kraftkomponente in einer mögliche Drehrichtung auftritt und- firstly, the direction of force is essentially radial towards the axis 42 and thus (almost) no force component occurs in a possible direction of rotation and

- zweitens die Form der Mulden bei einer Drehung der Kurvenscheiben 40 und 60 zunächst eine, wenn auch geringfügige, Auslenkung der Pendelhebel 34 und 64 entgegen der Zugrichtung der Seilzüge erfordert.- secondly, the shape of the troughs when the cam discs 40 and 60 rotate initially requires a deflection, albeit slight, of the pendulum levers 34 and 64 against the pulling direction of the cable pulls.

Zum Schalten der erfindungsgemäßen Gangschaltung in das nächstgrößere Übersetzungsverhältnis muß der Bowdenzug des hinteren Schaltwerks soweit nachgelassen werden, daß die Kette auf das nächstkleinere Ritzel umspringt. Dazu wird der Schalthebel 48 in Fig. 5 so betätigt, daß er sich von oben gesehen im Uhrzeigersinn dreht. Die Schaltklinke 52 greift an dem nächstliegenden Zahn 56 der Zahnscheibe 55 an und dreht diese ebenfalls um ihre Achse. Die Vierkantwelle 59 koppelt die Zahnscheibe 55 drehfest mit der Zahnscheibe 43 sowie mit den Kurvenscheiben 40 und 60. Deshalb dreht sich die Kurvenscheibe 40 in Fig. 3 und 5 im Uhrzeigersinn, so daß der Pendelhebel 34 zunächst entgegen der Zugrichtung des Seilzugs 31 geschwenkt wird, da die Rolle 37 die Mulde a verläßt. In dem vom Mittelpunkt M aus gesehen abfallenden Bereich der Umfangsfläche nähert sich die Rolle 37 dann wieder dem Mittelpunkt M, so daß der Pendelhebel 34 den Seilzug 31 nachläßt. Die Rolle 37 folgt dabei der Kontur der Kurvenscheibe 40, weil die Federkraft des angesteuerten Schaltwerks über den Seilzug 31 eine Zugkraft in Richtung des Mittelpunkts der Kurvenscheibe 40 ausübt.To switch the gear shift according to the invention to the next higher gear ratio, the Bowden cable of the rear derailleur must be released so that the chain jumps to the next smaller pinion. To do this, the shift lever 48 in Fig. 5 is operated so that it rotates clockwise when viewed from above. The pawl 52 engages the nearest tooth 56 of the toothed disk 55 and also rotates this about its axis. The square shaft 59 couples the toothed disk 55 in a rotationally fixed manner to the toothed disk 43 and to the cam disks 40 and 60. Therefore, the cam disk 40 in Fig. 3 and 5 rotates clockwise so that the pendulum lever 34 is initially pivoted against the pulling direction of the cable 31, since the roller 37 leaves the recess a. In the area of the circumferential surface that slopes down from the center point M, the roller 37 then approaches the center point M again, so that the pendulum lever 34 releases the cable 31. The roller 37 follows the contour of the cam disk 40 because the spring force of the controlled switching mechanism exerts a pulling force in the direction of the center point of the cam disk 40 via the cable 31.

Auch die Kurvenscheibe 60 dreht sich aufgrund der Koppelung über die Welle 59 im Uhrzeigersinn. Der das vordere Schaltwerk 1 steuernde Pendelhebel 64 läuft dabei mit seiner Rolle entlang der Umfangsfläche von der Mulde a (siehe Fig. 6) zu der Mulde b. Weil die Mulde a und die Mulde b der Kurvenscheibe 60 denselben Abstand vom Mittelpunkt M aufweisen, vollführt der Pendelhebel 64 keine Schwenkbewegung. Das vordere Schaltwerk 1The cam disk 60 also rotates clockwise due to the coupling via the shaft 59. The pendulum lever 64 controlling the front derailleur 1 runs with its roller along the circumferential surface from the trough a (see Fig. 6) to the trough b. Because the trough a and the trough b of the cam disk 60 are the same distance from the center point M, the pendulum lever 64 does not perform a pivoting movement. The front derailleur 1

verbleibt in seiner Position über dem kleinsten Kettenrad 10. Der erste Schaltvorgang ist abgeschlossen.remains in its position above the smallest sprocket 10. The first gear shift is completed.

Der Schalthebel 47 wird nun von einer (nicht dargestellten) Rückstellfeder in seine Mittellage zurückgeführt, wobei die nicht dargestellte untere Schaltklinke von der Zahnscheibe 43 abgehoben wird, damit sie über den gegen den Uhrzeigersinn nächstliegenden Zahn 45 hinweggeführt werden kann.The switching lever 47 is now returned to its central position by a return spring (not shown), whereby the lower switching pawl (not shown) is lifted off the toothed disk 43 so that it can be guided over the tooth 45 closest in an anti-clockwise direction.

Bei dem nächsten Schaltvorgang wird der Schalthebel 47 erneut im Uhrzeigersinn (Fig. 5) bewegt, wobei die Schaltklinke 54 den nächsten Zahn der Zahnscheibe 55 erfaßt und die Zahnscheibe 55, die mit ihr gekoppelte Zahnscheibe 43 sowie die Kurvenscheiben 40 und 60 wiederum simultan gedreht werden. Die Rolle 37 läuft dann umfangsseitig auf der Kurvenscheibe 40 in die Mulde c, wobei die Kette auf das drittgrößte Ritzel gelegt wird. Die Mulde c der Kurvenscheibe 60 weist denselben Abstand vom Mittelpunkt M auf wie die Mulden a und b, so daß der Umwerfer 1 in seiner Position über dem Kettenrad 10 verbleibt. Jetzt ist die drittkleinste Übersetzung eingeschaltet.During the next gear change, the gear lever 47 is again moved clockwise (Fig. 5), whereby the pawl 54 engages the next tooth of the toothed disk 55 and the toothed disk 55, the toothed disk 43 coupled to it and the cam disks 40 and 60 are again rotated simultaneously. The roller 37 then runs circumferentially on the cam disk 40 into the recess c, whereby the chain is placed on the third largest pinion. The recess c of the cam disk 60 is at the same distance from the center point M as the recesses a and b, so that the derailleur 1 remains in its position above the chain wheel 10. The third smallest gear ratio is now engaged.

Bei dem nächsten Schaltvorgang läuft die Rolle 37 von der Mulde c der Kurvenscheibe 40 in die Mulde d, die von dem Mittelpunkt M weiter entfernt liegt, als die Mulde"c. Deshalb schwenkt der Pendelhebel 34 nach außen und übt eine Zugkraft auf den Seilzug 31 aus. Das hintere Schaltwerk wird auf eine kleinere Übersetzung geschaltet. Um eine größere Gesamtübersetzung zu erhalten, wird gleichzeitig bei der Kurvenscheibe 60, die den vorderen Umwerfer betätigt, der Seilzug bei dem Übergang von der Mulde c in die Mulde d der Seilzug nachgelassen, weil nämlich die Mulde d näher am Mittelpunkt M liegt als die Mulde c. Der Pendelhebel folgt somit der Zugkraft des Seilzugs und der Feder 23. Die Kette wird bei dem vorderen Umwerfer auf das mittlere Kettenrad 11 gelegt. Die auftretende Betätigungskraft bleibt dabei im wesentlichen beschränkt auf die Kraft, die notwendig ist, um dasDuring the next switching operation, the roller 37 runs from the trough c of the cam disc 40 into the trough d, which is further away from the center point M than the trough c. Therefore, the pendulum lever 34 swings outwards and exerts a pulling force on the cable 31. The rear derailleur is switched to a lower gear ratio. In order to obtain a larger overall gear ratio, the cable pull on the cam disc 60, which actuates the front derailleur, is simultaneously released during the transition from the trough c into the trough d, because the trough d is closer to the center point M than the trough c. The pendulum lever thus follows the pulling force of the cable and the spring 23. The chain is placed on the middle chain wheel 11 on the front derailleur. The actuating force that occurs is essentially limited to the force that is necessary to

hintere Schaltwerk entgegen der Federkraft zu schalten, da der vordere Umwerfer 1 infolge der Feder 23 selbständig schaltet. Nunmehr ist der vierte Gang erreicht.rear derailleur to switch against the spring force, since the front derailleur 1 switches automatically due to the spring 23. The fourth gear is now reached.

Die Schaltvorgänge in Richtung auf eine größere Übersetzung von der Mulde 'd zur Mulde h laufen analog zu denjenigen von a nach c, wobei der Pendelhebel 34 nach innen schwenkt und jeweils nur das hintere Schaltwerk betätigt wird. Wenn sich die Rollen in den Mulden h gem. Fig. 6 und 7 befinden, ist der achte Gang eingeschaltet. Die Kette liegt auf dem sechsten Ritzel {dem zweitkleinsten) und auf dem mittleren Kettenrad 11.The gear shifting from the trough 'd to the trough h is analogous to that from a to c, whereby the pendulum lever 34 swings inwards and only the rear derailleur is operated. When the rollers are in the troughs h as shown in Fig. 6 and 7, the eighth gear is engaged. The chain is on the sixth pinion (the second smallest) and on the middle chain wheel 11.

Wenn von den Mulden h auf die folgende Mulde i umgeschaltet werden soll, findet ein Schaltvorgang analog zu dem Schaltvorgang von c nach d statt. Der vordere Umwerfer 1 springt aufgrund seiner Federvorspannung auf das größte Kettenrad 12, während das hintere Schaltwerk zur Minderung des Übersetzungssprungs um eine Schaltstufe entgegen der Federkraft zurückschaltet. Die Kette liegt hinten auf dem fünften Ritzel und vorne auf dem größten Kettenrad. Dieses entspricht in diesem Schaltschema dem neunten der elf verwendbaren Gänge.If you want to switch from the troughs h to the next trough i, a switching process takes place analogously to the switching process from c to d. The front derailleur 1 jumps to the largest chain wheel 12 due to its spring preload, while the rear derailleur switches back by one gear against the spring force to reduce the gear jump. The chain is on the fifth pinion at the back and on the largest chain wheel at the front. In this shifting diagram, this corresponds to the ninth of the eleven usable gears.

Die nächsten beiden Gänge zehn und elf werden dadurch erreicht, daß die hinteren Ritzel sechs und sieben eingeschaltet werden. Dazu werden die Kurvenscheiben 40 und 60 so weitergedreht, daß die Rollen der Pendelhebel 3 4 und 64 die Mulden j und danach in die Mulden k gelangen. Schließlich ist das größtmögliche Übersetzungsverhältnis erreicht.The next two gears, ten and eleven, are achieved by engaging the rear pinions six and seven. To do this, the cam disks 40 and 60 are rotated further so that the rollers of the pendulum levers 3, 4 and 64 reach the troughs j and then into the troughs k. Finally, the greatest possible gear ratio is achieved.

Zum Herunterschalten von dem größtmöglichen Übersetzungsverhältnis entsprechend dem elften Gang auf das kleinstmögliche Übersetzungsverhältnis entsprechend dem ersten Gang wird der Schalthebel 47 gegen den Uhrzeigersinn bewegt. Nunmehr greift die nicht sichtbare Schaltklinke an einem Zahn 45 der Zahn-To shift down from the highest possible gear ratio corresponding to eleventh gear to the lowest possible gear ratio corresponding to first gear, the shift lever 47 is moved anti-clockwise. The invisible shift pawl now engages a tooth 45 of the toothed

scheibe 43 an und dreht die Zahnscheiben 43 und 55 sowie die Kurvenscheiben 40 und 60 gegen den Uhrzeigersinn.disk 43 and turns the toothed disks 43 and 55 as well as the cam disks 40 and 60 anti-clockwise.

Von Mulde k ausgehend zu der Mulde i hin steigt die Umfangsfläche der Kurvenscheibe 40 an, so daß das hintere Schaltwerk jeweils auf das nächstgrößere Ritzel geschaltet wird. Weil die Umfangsfläche der Kurvenscheibe 60 auf gleichem Radius bleibt, wird der vordere Umwerfer 1 nicht geschaltet.Starting from the trough k, the circumferential surface of the cam disk 40 increases towards the trough i, so that the rear derailleur is switched to the next larger pinion. Because the circumferential surface of the cam disk 60 remains at the same radius, the front derailleur 1 is not switched.

Von i nach h, also vom neunten zum achten Gang, wird der Umwerfer 1 entgegen der Kraft der Feder 23 auf das mittlere Kettenrad geschaltet, während das hintere Schaltwerk aufgrund der eigenen Federvorspannung auf das nächstkleinere Ritzel schaltet.From i to h, i.e. from the ninth to the eighth gear, the front derailleur 1 is switched to the middle chain wheel against the force of the spring 23, while the rear derailleur switches to the next smaller pinion due to its own spring preload.

Von h nach d, also vom achten zum vierten Gang wird wiederum nur das hintere Schaltwerk betätigt.From h to d, i.e. from eighth to fourth gear, only the rear derailleur is operated.

Von der Position d zur Position c schaltet der vordere Umwerfer auf das kleinste Kettenrad 10 um, weil der Seilzug über den Pendelhebel 64 und dessen Rolle entlang der Umfangsfläche der Kurvenscheibe nach außen gedrückt wird. Es ist hierzu erforderlich, die Federkraft der Feder 23 zu überwinden, während das hintere Schaltwerk den Schaltvorgang selbständig vornimmt.From position d to position c, the front derailleur switches to the smallest chain wheel 10 because the cable is pressed outwards via the pendulum lever 64 and its roller along the circumferential surface of the cam disk. To do this, it is necessary to overcome the spring force of the spring 23, while the rear derailleur carries out the switching process independently.

Von c nach a, also vom dritten in den ersten Gang wird wieder nur das hintere Schaltwerk betätigt, bis die Kette auf dem größten Ritzel aufliegt.From c to a, i.e. from third to first gear, only the rear derailleur is operated until the chain rests on the largest pinion.

Es ist natürlich auch möglich, von jeder der Stufen a bis k die jeweils benachbarte Stufe zu erreichen.It is of course also possible to reach the adjacent level from each of the levels a to k.

Es wird durch diese Schaltweise erreicht, daß der relativ große Übersetzungssprung des vorderen Schaltwerks durch gegenläufiges Schalten des hinteren Schaltwerk gemindert wird. Die Übersetzungssprünge sind beim vorderen Schaltwerk etwa doppelt so großThis switching method ensures that the relatively large gear ratio jump of the front derailleur is reduced by the opposite switching of the rear derailleur. The gear ratio jumps are about twice as large with the front derailleur

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wie bei dem hinteren, so daß sich durch simultanes Schalten beider Schaltwerke nahezu gleichmäßige Übersetzungsstufen ergeben. as with the rear one, so that simultaneous switching of both derailleurs results in almost equal gear ratios.

Außerdem kann mit dem dargestellten Schalthebel die gesamte Bandbreite der Übersetzung durchgeschaltet werden, wobei zum Heraufschalten nur der Hebel in die eine Richtung gezogen werden muß, während er zum Herunterschalten in die entgegengesetzte Richtung gedrückt wird. Der Fahrer muß nicht mehr zwei separate Schaltwerke über zwei oder noch mehr Hebel bedienen, was gerade bei Kindern oder Fahranfängern zu erheblichen Schwierigkeiten führt.In addition, the gear lever shown can be used to shift through the entire gear range, whereby to shift up the lever only needs to be pulled in one direction, while to shift down it needs to be pushed in the opposite direction. The driver no longer has to operate two separate gearshifts using two or more levers, which causes considerable difficulties, especially for children or novice drivers.

Die Betätigungskräfte des Schalthebel bleiben auch bei gleichzeitigem Schalten der beiden erfindungsgemäßen Schaltwerke, in dem beschriebenen Beispiel von c nach d sowie von h nach i und umgekehrt, relativ gering, weil in jedem Fall nur die Federkraft eines Schaltwerks zu überwinden ist, während das andere Schaltwerk der Federvorspannung folgend selbständig schaltet.The actuating forces of the shift lever remain relatively low even when the two switching mechanisms according to the invention are switched simultaneously, in the example described from c to d and from h to i and vice versa, because in each case only the spring force of one switching mechanism has to be overcome, while the other switching mechanism switches independently following the spring preload.

Bei den bekannten Fahrradgangschaltungen mit zwei Schaltwerken ist die Federvorspannung demgegenüber immer so gerichtet, daß bei entspanntem Seilzug die Kette auf das jeweils kleinste Ritzel bzw. Kettenrad gelegt wird. Das bedeutet aber, daß das hintere Schaltwerk in Richtung auf die größte Übersetzung vorgespannt ist, der vordere Umwerfer hingegen auf die kleinste Übersetzung. Wenn nun bei einem Schaltvorgang der vordere Umwerfer auf ein größeres Kettenrad geschaltet werden soll und gleichzeitig das hintere Schaltwerk um einen Gang zurück geschaltet werden soll, so ist die Federkraft beider Schaltwerke zu überwinden. Die dabei auftretenden Kräfte sind mit einem Schalthebel, der beide Schaltwerke simultan schaltet, praktisch nicht überwindbar.In the case of the well-known bicycle gearshifts with two derailleurs, the spring preload is always directed in such a way that when the cable is relaxed, the chain is placed on the smallest pinion or chain wheel. This means that the rear derailleur is preloaded towards the largest gear ratio, while the front derailleur is preloaded towards the smallest gear ratio. If the front derailleur is to be switched to a larger chain wheel during a gear shift and the rear derailleur is to be switched down one gear at the same time, the spring force of both derailleurs must be overcome. The forces that arise are practically impossible to overcome with a shift lever that switches both derailleurs simultaneously.

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Außerdem kann je nach Konfiguration der Übersetzung (siehe die die Tabellen in der Fig. 8) der simultane Schaltvorgang bei anderen Gangstufen vorgesehen sein, beispielsweise zwischen den Positionen d und e sowie zwischen i und j. Diese Möglichkeit ist in Fig. 8 Tabelle II veranschaulicht.In addition, depending on the configuration of the transmission (see the tables in Fig. 8), simultaneous shifting can be provided for other gears, for example between positions d and e and between i and j. This possibility is illustrated in Fig. 8 Table II.

Schließlich ist Schaltschema für eine Schaltung mit drei Kettenrädern und acht Ritzeln in der Tabelle III in Fig. 8 gezeigt. Hierbei sind auf den Kurvenscheiben zur Steuerung der Schaltwerke je zwölf Mulden vorzusehen.Finally, the circuit diagram for a circuit with three chain wheels and eight pinions is shown in Table III in Fig. 8. In this case, twelve recesses are to be provided on each of the cam disks to control the switching gears.

Die erfindungsgemäße Fahrradgangschaltung ist wegen der relativ hohen Federkräfte bei reinen Kettenschaltungen gemäß dem Ausführungsbeispiel besonders vorteilhaft. Sie kann aber auch bei Kombinationen aus einem Kettenschaltwerk mit einer Nabenschaltung mit Vorteil angewendet werden.The bicycle gear shift according to the invention is particularly advantageous due to the relatively high spring forces in pure derailleur gears according to the embodiment. However, it can also be used advantageously in combinations of a derailleur with a hub gear.

Claims

11.8.1994 L/he 54234 WO

-Ansprüche-Expectations

1. Bicycle gear shift with a first derailleur (1) and a second derailleur (2) which are arranged one behind the other in the power flow, characterized in that the first derailleur (1) and the second derailleur (2) are pre-tensioned either in the direction of the respective largest gear ratio or in the direction of the respective smallest gear ratio.

2. Bicycle gear shift according to claim 1, characterized in that at least one of the derailleurs (1, 2) is preloaded by a spring.

3. Bicycle gear shift according to claim 1, characterized in that at least one of the derailleurs (1, 2) can be operated via a cable pull, in particular a Bowden cable.

4. Bicycle gear shift according to claim 1, characterized in that the first derailleur (1) and the second derailleur (2) can be operated jointly via an operating lever ( ).

5. Bicycle gear shift according to claim 1, characterized in that the first derailleur (1) and/or the second derailleur (2) are actuated via at least one cam disk and at least one pendulum lever.

6. Bicycle gear shift according to claim 1, characterized in that the first derailleur (1) is a derailleur associated with a rear wheel hub.

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7. Bicycle gear shift according to claim 1, characterized in that the first derailleur comprises 5 to 10 gears.

8. Bicycle gear shift according to claim 1, characterized in that the second derailleur is a derailleur associated with a bottom bracket.

9. Bicycle gear shift according to claim 1, characterized in that the second derailleur is a planetary gear associated with the rear wheel hub.

10. Bicycle gear shift according to claim 1, characterized in that the second derailleur is a pull-key gear associated with the rear wheel hub.

11. Bicycle gear shift according to claim 1, characterized in that the second derailleur comprises 2 to 5 gears.

12. Bicycle gear shift according to claim 1, characterized in that the first derailleur (1) has gear ratios of approximately 10 - 20% from gear to gear.

13. Bicycle gear shift according to claim 1, characterized in that the second derailleur (2) has gear ratios of approximately 25 - 45% from gear to gear.

14. Bicycle gear shift according to claim 1, characterized in that the at least one cam disc is cut by means of a laser.

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15. Bicycle gear shift according to claim 1, characterized in that the at least one cam disc consists of a steel with at least 0.2% carbon content.

16. Bicycle gear shift according to claim 1, characterized in that the at least one cam disc is made of one of the steels C35, C45 or C60.