WO2020143858A1 - Hinterer kettenumwerfer für ein fahrrad - Google Patents

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WO2020143858A1
WO2020143858A1 PCT/DE2019/000117 DE2019000117W WO2020143858A1 WO 2020143858 A1 WO2020143858 A1 WO 2020143858A1 DE 2019000117 W DE2019000117 W DE 2019000117W WO 2020143858 A1 WO2020143858 A1 WO 2020143858A1
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guide roller
chain guide
torsion spring
rear derailleur
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PCT/DE2019/000117
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Karsten BETTIN
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Kwiggle®Bike GmbH
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62M9/04—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio
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    • B62M9/12—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like involving different-sized wheels, e.g. rear sprocket chain wheels selectively engaged by the chain, belt, or the like the chain, belt, or the like being laterally shiftable, e.g. using a rear derailleur
    • B62M9/121—Rear derailleurs
    • B62M9/124—Mechanisms for shifting laterally
    • B62M9/1248—Mechanisms for shifting laterally characterised by the use of biasing means, e.g. springs; Arrangements thereof
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    • B62M9/121—Rear derailleurs
    • B62M9/124—Mechanisms for shifting laterally
    • B62M2009/12413—Rear derailleur comprising telescoping mechanisms

Definitions

  • the invention relates to a rear derailleur for a bicycle according to the preamble of claim 1.
  • Rear derailleurs for bicycles usually contain a chain guide roller and a chain tensioning roller, the chain guide roller and the chain tensioning roller being connected to one another via a chain guide.
  • the chain guide is rotatably arranged and a torsion spring presses the chain tensioning roller against the chain so that the chain is tensioned.
  • the chain is guided in the driving load case from the front sprocket via the chain tensioning roller and the chain guide roller to the chain sprockets on the rear wheel.
  • the selector block has two functions: It moves the assembly of chain guide roller, chain guide and chain tensioner to the side to bring the chain onto a chain line with the chain sprocket to be driven and it changes the distance between the axis of the chain guide roller and the rear wheel axis by the
  • This switching mechanism has the disadvantage that the switching block and the arrangement of the switching block require considerable installation space.
  • the company Brompton in London for example for the folding bike model Brompton with a 2-speed shift, realized a rear derailleur in which the chain guide roller is axially displaceable on a shifting axis, the shifting axis being fixed with is connected to the frame.
  • the chain tensioner in turn is independent of the chain guide roller via a rotating arm with the
  • EP 0 012 454 A2 discloses a rear chain thrower with a fixed to the
  • Bicycle frame (2) connected shift axis (1 1).
  • a chain guide roller (37) is axially displaceably mounted on the shifting axis and is "via a tensioner (35) with a
  • Chain tensioner (38) connected.
  • the chain guide roller can by means of a
  • Adjustment device can be moved axially in one direction on the switching axis.
  • a spring (29) which is arranged coaxially to the shift axis, ensures the required chain tension and at the same time the required return movement of the chain guide roller.
  • an adjustment linkage In order to be able to use adjustment devices, an adjustment linkage must be implemented, which is structurally much more complex and space-consuming than if the adjustment can be carried out by tensile forces, which in turn can be easily achieved by Bowden cables.
  • the object of the invention is to find a solution for a rear derailleur, in particular for folding bicycles, which overcomes the disadvantages of the above embodiments and thus has the following advantages:
  • Fig. 1 shows an example of a view of an embodiment of the rear derailleur in a first switching state.
  • FIG. 2 shows the rear derailleur from FIG. 1 in a second switching state.
  • Fig. 3 shows the rear derailleur of Fig. 1 in a sectional view.
  • Fig. 1 shows an example of an embodiment of the rear derailleur in a first switching state.
  • a chain 1 is guided via a chain guide roller 2 to a chain sprocket 3, which is arranged together with a chain sprocket 4 and a chain sprocket 5 on a rear wheel axle 6.
  • the chain guide roller 2 is axially displaceably mounted on a shift axis 7.
  • the shift axis 7 is connected to the bicycle frame 8.
  • the chain 1 driven in the load case is first of all via a chain tensioning roller 9
  • the chain tensioning roller 9 is supported on a chain tensioning roller axle 10.
  • Chain tensioning roller axle 10 is connected to the shift axle 7 via a chain guide 11.
  • the chain guide 11 is rotatably arranged to the shift axis 7.
  • a torsion spring 12 is arranged concentrically to the switching axis 7.
  • a first leg 12a of the torsion spring 12 supports a torque of the torsion spring 12 via a support axis 13 which is connected to the bicycle frame 8.
  • a second leg 12b of the torsion spring 10 transmits the torque of the torsion spring 12 to the chain tensioning roller axis 10 and thus tensiones the chain 1.
  • shifting means 14 transmit a shifting force to the second leg 12b of the torsion spring 12.
  • the shifting force moves the chain guide roller 2 axially on the shift axis 7, which leads to the chain 1 moving from the chain sprocket 3 to the Chain sprocket 4 jumps.
  • the switching means 14 in FIG. 1 include, for example, a Bowden cable 15 and a connecting piece 16 between the second leg 12b of the torsion spring 12 and the Bowden cable 15. The switching means 14 therefore pull the chain guide roller 2 in the direction of the bicycle frame 8.
  • FIG. 2 shows the rear chain derailleur from FIG. 1 in a second switching state: the chain 1 is guided to the chain sprocket 4 via the chain guide roller 2.
  • Fig. 3 shows the rear derailleur of Fig. 1 in a sectional view.
  • the torsion spring 12 is rotatably arranged on a first bushing 17.
  • the chain guide 11 is with a second Socket 18 connected.
  • the two bushes 17 and 18 are connected to a bearing 19 that supports the chain guide roller 2 to the shift axis 7.
  • the torsion spring 12 the bearing 19, the chain guide roller 2, the second bushing 18, the chain guide 11, the chain tensioning roller 9 and the chain tensioning roller axis 10 likewise correspondingly move axially on the shifting axis 7 .
  • a return spring 20 designed as a compression spring is arranged within the first bushing 17.
  • the return spring 20 is supported on the bicycle frame 8 and presses the first bushing 17 away from the bicycle frame 8 whenever the switching means 14 release the necessary axial path by relieving the Bowden cable 15.
  • the switching means 14 move the chain guide roller 2 towards the bicycle frame 8 and the return spring 20 presses the chain guide roller 2 away from the bicycle frame.
  • Chain guide roller 2 as well as the torsion spring 12 and the return spring 20 are arranged concentrically to the switching axis 7 or the torsion spring 12 and the return spring 20 are arranged such that the switching axis 7 is arranged at least within the turns of the torsion spring 12 and the return spring 20 .
  • Another advantage of the arrangement is that more than 2 gears can be shifted.
  • Another advantage of the arrangement is that the switching force is introduced via the torsion spring 12 and the return spring 20 is arranged in the first bushing 17.
  • very small switching means 14 can be used to switch the rear derailleur.
  • the embodiment shown is the same as another embodiment without a return spring, which uses switching means that moves the chain guide roller 2 in both axial directions.

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Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, insbesondere für Falträder eine Lösung für einen hinteren Kettenumwerfer mit folgenden Vorteile: a. Kleinstmöglicher Bauraum für den hinteren Kettenumwerfer, b. Schaltmöglichkeit für mehr als 2 Gänge. Die Lösung ist ein hinterer Kettenumwerfer für ein Fahrrad, enthaltend: eine Schaltachse (7), die fest mit einem Fahrradrahmen (8) verbunden ist, eine Kettenführungsrolle (2), die axial verschieblich auf der Schaltachse (7) gelagert ist, eine Drehfeder (12) zur Spannung einer Kette (1), eine Rückstellfeder (20) zur axialen Verschiebung der Kettenführungsrolle (2) in eine erst axiale Richtung, wobei die Drehfeder (12) und die Rückstellfeder (20) so angeordnet sind, dass die Schaltachse (7) innerhalb der Windungen der Drehfeder (12) und innerhalb der Windungen der Rückstellfeder (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bowdenzug (15) mit einem Schenkel (12a, 12b) der Drehfeder (12) verbunden ist und die Kraft zur axialen Verschiebung der Kettenführungsrolle (2) in eine zweite axiale Richtung ausübt.

Description

Hinterer Kettenumwerfer für ein Fahrrad
Die Erfindung betrifft einen hinteren Kettenumwerfer für ein Fahrrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Hintere Kettenumwerfer für Fahrräder enthalten üblicherweise eine Kettenführungsrolle und eine Kettenspannrolle, wobei die Kettenführungsrolle und die Kettenspannrolle über eine Kettenführung miteinander verbunden sind. Die Kettenführung ist drehbeweglich angeordnet und eine Drehfeder drückt die Kettenspannrolle so gegen die Kette, dass die Kette gespannt wird. Dabei wird die Kette im antreibenden Lastfall von dem vorderen Kettenrad über die Kettenspannrolle und die Kettenführungsrolle zu den Kettenritzeln am Hinterrad geführt.
In dieser Anordnung arbeiten die hinteren Kettenumwerfer üblicherweise mit einer über Federn gespannten Schaltraute. Die Schaltraute hat zwei Funktionen: Sie verschiebt die Baugruppe aus Kettenführungsrolle, Kettenführung und Kettenspannrolle seitlich, um die Kette auf eine Kettenlinie mit dem jeweils anzutreibenden Kettenritzel zu bringen und sie verändert den Abstand zwischen der Achse der Kettenführungsrolle und der Hinterradachse, um den
Kettenführungsabstand zwischen Kettenführungsrolle und dem jeweils angetriebenen
Kettenritzel auch bei größeren Unterschieden der Zähnezahlen der Kettenritzel möglichst klein zu halten.
Diese Schaltmechanik hat den Nachteil, dass die Schaltraute und die Anordnung der Schaltraute erheblichen Bauraum benötigen.
Um Falträder mit möglichst geringen Faltmaßen realisieren zu können, sind alternativ diverse Schaltmechanismen für den hinteren Kettenumwerfer realisiert worden.
Für eine Zweigang-Schaltung wurde von der Firma Brompton in London, beispielsweise für das Faltrad-Modell Brompton mit einer 2-Gang-Schaltung, ein hinterer Kettenumwerfer realisiert, bei dem die Kettenführungsrolle axial verschieblich auf einer Schaltachse angeordnet ist, wobei die Schaltachse fest mit dem Rahmen verbunden ist. Die Kettenspannrolle wiederum ist unabhängig von der Kettenführungsrolle über einen drehbeweglichen Arm mit dem
Fahrradrahmen verbunden. An einer anderen Ste'.le des Rahmens sind Schaltmittel angebracht, die eine Kraft direkt auf die Kettenführungsrolle ausüben, wodurch sich die Kettenführungsrolle auf der Schaltachse axial bewegt. Eine Rückstellfeder bewegt die Schaltmittel wiederum zurück in die Ausgangsposition, so dass mit dieser Anordnung zwei Gänge geschaltet werden können. Der Nachteil dieser Anordnung ist, dass auch die Kettenspannrolle zum Kettenspannarm axial verschieblich angeordnet werden muss. Die Nachteile dieser Anordnung bestehen außerdem darin, dass nur eine 2-Gang-Schaltung realisiert werden konnte, dass die Schaltmittel trotzdem recht voluminös ausgeführt werden müssen und dass zwischen der Kettenführungsrolle und den Schaltmitteln aufgrund der Rotation der Kettenfuhrungsrolle Reibung entsteht.
EP 0 012 454 A2 offenbart einen hinteren Kettenum werfer mit einer fest mit dem
Fahrradrahmen (2) verbundenen Schaltachse (1 1). Eine Kettenfuhrungsrolle (37) ist axial verschieblich auf der Schaltachse gelagert und is" über einen Spanner (35) mit einer
Kettenspannrolle (38) verbunden. Die Kettenfuhrungsrolle kann mittels einer
Verstelleinrichtung axial in eine Richtung auf der Schaltachse bewegt werden. Eine Feder (29), die koaxial zur Schaltachse angeordnet ist, sorgt für die erforderliche Kettenspannung sowie gleichzeitig für die erforderliche Rückstellbewegung der Kettenführungsrolle.
Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass die Komponenten dieser Anordnung zwingend auf drei Achsen, nämlich für die Schaltachse, die Kettenführungsrolle und die Kettenspannrolle getrennt, geführt werden müssen und damit einen größeren Raumbedarf benötigen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Feder zwei Funktionen vereinen muss, nämlich die Erzeugung der Kettenspannung und die Rückstellung der Kettenführungsrolle. Da die Kettenspannung deutlich größere Kräfte benötigt als die Rückstellung, sind entweder die Rückstellkräfte zu groß oder die Kettenspannung ist zu klein. Darüber hinaus sind die
Rückstellkräfte aufgrund der für die Kettenspannung erforderlichen Drahtstärke der Feder und der andererseits beschränkten Federlänge im Falle von 3- und Mehrgangschaltungen deutlich unterschiedlich zwischen Gang 1 und 2 und zwischen Gang 2 und 3. Schließlich besteht der Nachteil dieser Anordnung darin, dass die Verschiebung der Kettenführungsrolle nur mittels einer Druckkraft auf den Spanner erreicht werden kann. Um Druckräfte für
Verstelleinrichtungen anwenden zu können, muss ein Verstellgestänge realisiert werden, was konstruktiv deutlich aufwändiger und raumgreifender ist, als wenn die Verstellung durch Zugkräfte erfolgen kann, die wiederum einfach durch Bowdenzüge realisiert werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, insbesondere für Falträder eine Lösung für einen hinteren Kettenumwerfer zu finden, der die Nachteile der vorstehenden Ausführungsformen überwindet und damit folgende Vorteile hat:
a. Kleinstmöglicher Bauraum für den hinteren Kettenumwerfer
b. Schaltmöglichkeit für mehr als 2 Gänge
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Anspmchs 1. Fig. 1 zeigt beispielhaft eine Ansicht einer Ausführungsform des hinteren Kettenumwerfers in einem ersten Schaltzustand.
Fig. 2 zeigt den hinteren Kettenumwerfer aus Fig. 1 in einem zweiten Schaltzustand.
Fig. 3 zeigt den hinteren Kettenumwerfer aus Fig. 1 in der Schnittansicht.
Fig. 1 zeigt beispielhaft eine Ausführungsform des hinteren Kettenumwerfers in einem ersten Schaltzustand.
Eine Kette 1 wird über eine Kettenführungsrolle 2 zu einem Kettenritzel 3 geführt, das gemeinsam mit einem Kettenritzel 4 und einem Kettenritzel 5 auf einer Hinterradachse 6 angeordnet ist. Die Kettenführungsrolle 2 ist auf einer Schaltachse 7 axial verschieblich gelagert. Die Schaltachse 7 ist mit dem Fahrradrahmen 8 verbunden.
Die im Lastfall angetriebene Kette 1 wird zunächst über eine Kettenspannrolle 9 zur
Kettenführungsrolle 2 und dann zum hinteren Kettenritzel 3 geführt.
Die Kettenspannrolle 9 ist auf einer Kettenspannrollenachse 10 gelagert. Die
Kettenspannrollenachse 10 ist über eine Kettenführung 11 mit der Schaltachse 7 verbunden. Die Kettenführung 11 ist drehbeweglich zur Schaltachse 7 angeordnet.
Eine Drehfeder 12 ist konzentrisch zur Schaltachse 7 angeordnet. Ein erster Schenkel 12a der Drehfeder 12 stützt ein Drehmoment der Drehfeder 12 über eine Stützachse 13, die mit dem Fahrradrahmen 8 verbunden ist, ab. Ein zweiter Schenkel 12b der Drehfeder 10 überträgt das Drehmoment der Drehfeder 12 auf die Kettenspannrollenachse 10 und spannt somit die Kette 1.
Nach einem Merkmal der Erfindung übertragen Schaltmittel 14 eine Schaltkraft auf den zweiten Schenkel 12b der Drehfeder 12. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bewegt die Schaltkraft die Kettenfuhrungsrolle 2 axial auf der Schaltachse 7, was dazu fuhrt, dass die Kette 1 vom Kettenritzel 3 auf das Kettenritzel 4 springt. Die Schaltmittel 14 umfassen in Fig. 1 beispielhaft einen Bowdenzug 15 sowie ein Verbindungsstück 16 zwischen dem zweiten Schenkel 12b der Drehfeder 12 und dem Bowdenzug 15. Die Schaltmittel 14 ziehen daher die Kettenführungsrolle 2 in Richtung des Fahrradrahmens 8.
Fig. 2 zeigt den hinteren Kettenumwerfer aus Fig. 1 in einem zweiten Schaltzustand: Die Kette 1 wird über die Kettenführungsrolle 2 zum Kettenritzel 4 geführt.
Fig. 3 zeigt den hinteren Kettenumwerfer aus Fig. 1 in der Schnittansicht. Die Drehfeder 12 ist auf einer ersten Buchse 17 drehbar angeordnet. Die Kettenführung 11 ist mit einer zweiten Buchse 18 verbunden. Die beiden Buchsen 17 und 18 sind mit einem Lager 19 verbunden, dass die Kettenfuhrungsrolle 2 zur Schaltachse 7 lagert.
Bewegt sich die erste Buchse 17 axial auf der Schaltachse 7, so bewegen sich die Drehfeder 12, das Lager 19, die Kettenfuhrungsrolle 2, die zweite Buchse 18, die Kettenführung 11, die Kettenspannrolle 9 und die Kettenspannrollenachse 10 entsprechend ebenfalls axial auf der Schaltachse 7.
Eine als Druckfeder ausgeführte Rückstellfeder 20 ist innerhalb der ersten Buchse 17 angeordnet. Die Rückstellfeder 20 stützt sich am Fahrradrahmen 8 ab und drückt die erste Buchse 17 immer dann vom Fahrradrahmen 8 weg, wenn die Schaltmittel 14 den dafür erforderlichen axialen Weg durch Entlastung des Bowdenzuges 15 freigeben.
Die Schaltmittel 14 bewegen die Kettenfuhrungsrolle 2 zum Fahrradrahmen 8 hin und die Rückstellfeder 20 drückt die Kettenführungsrolle 2 vom Fahrradrahmen weg.
Ein besonderes Merkmal dieser Anordnung besteht darin, dass sowohl die
Kettenfuhrungsrolle 2, als auch die Drehfeder 12, als auch die Rückstellfeder 20 konzentrisch zur Schaltachse 7 angeordnet sind bzw. die Drehfeder 12 und die Rückstellfeder 20 so angeordnet sind, dass die Schaltachse 7 zumindest innerhalb der Windungen der Drehfeder 12 und der Rückstellfeder 20 angeordnet ist.
Der besondere Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass nur ein sehr kleiner Bauraum zur Anordnung des hinteren Kettenumwerfers erforderlich ist.
Ein weiterer Vorteil der Anordnung besteht darin, dass mehr als 2 Gänge geschaltet werden können.
Ein weiterer Vorteil der Anordnung besteht darin, dass die Schaltkraft über die Drehfeder 12 eingeleitet wird und die Rückstellfeder 20 in der ersten Buchse 17 angeordnet ist. Somit können sehr kleine Schaltmittel 14 verwendet werden, um den hinteren Kettenumwerfer zu schalten.
Der dargestellten Ausführungsform steht eine weitere Ausführungsform ohne Rückstellfeder gleich, die Schaltmittel verwendet, die die Kettenführungsrolle 2 in beide axiale Richtungen bewegt.

Claims

Patentansprüche
1. Hinterer Kettenum werfer für ein Fahrrad, enthaltend:
eine Schaltachse (7), die fest mit einem Fahrradrahmen (8) verbunden ist,
eine Kettenführungsrolle (2), die axial verschieblich auf der Schaltachse (7) gelagert ist, eine Drehfeder (12) zur Spannung einer Kette (1),
eine Rückstellfeder (20) zur axialen Verschiebung der Kettenführungsrolle (2) in eine erste axiale Richtung,
wobei die Drehfeder (12) und die Rückstellfeder (20) so angeordnet sind, dass die Schaltachse (7) innerhalb der Windungen der Drehfeder (12) und innerhalb der Windungen der Rückstellfeder (20) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Bowdenzug (15) mit einem Schenkel (12a, 12b) der Drehfeder (12) verbunden ist und die Kraft zur axialen Verschiebung der
Kettenführungsrolle (2) in eine zweite axiale Richtung ausübt.
2. Hinterer Kettenumwerfer für ein Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenführungsrolle (2) Bestandteil einer Schaltgruppe ist, die des Weiteren eine
Kettenspannrolle (9), die zu einer Kettenspannrollenachse (10) gelagert ist, und eine Kettenführung (11), die die Kettenführungsrolle (2) und die Kettenspannrollenachse (10) miteinander verbindet, umfasst.
3. Hinterer Kettenumwerfer für ein Fahrrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgruppe zur Schaltachse (7) axial verschieblich ist.
PCT/DE2019/000117 2018-04-27 2019-04-29 Hinterer kettenumwerfer für ein fahrrad WO2020143858A1 (de)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB661138A (en) * 1949-08-31 1951-11-14 Louis Camillis Chain-shifting mechanism for derailleur type gear for cycles
JPS54159546U (de) * 1978-04-27 1979-11-07
EP0012454A2 (de) 1978-07-05 1980-06-25 Maeda Industries, Ltd. Fahrrad mit Mehrfachgangschaltung und Mehrfachgangschaltung

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