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Schaltvorrichtung fur mehrstufige Geschwindigkeitsgetriebe, indbesondere für Fahrräder.
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für mehrstufige Gesehwindigkeitsgetriebe, die vorzüglich auch für die an sich bekannten Kettenradgetriebe von Fahrrädern geeignet ist.
Die Erfindung besteht darin, dass der zur Übersetzungsänderung nötige Wechsel in der Verbindung von Übersetzungselementen durch eine Klinke mit einem ihre Umstellung bewirkenden Sperrzahn erfolgt, welcher mittels einer Stellvorrichtung wahlweise in Sehaltstellungen gebracht werden kann, in eine Ausgangsstellung mit verklinkten rbersetzungselementen und in eine Bereitschaftsstellung, zufolge welcher die an ihm mit ihren bisher verklinkten rbersetzungselementell vorbeibewegte Klinke unter Einwirkung der Triebkraft in eine andere, zur Übersetzungsänderung nötige Verklinkungsstellung gerückt wird, worauf sie nach blosser Freigabe des Lenkers unter dem Einflusse des Aussen (Last) wider- standes wieder in ihre Ausgangsstellung zurtiekbefordert wird.
Es sind Schaltvorrichtungen für mehrstufige Geschwindigkeitsgetriebe bei Fahrrädern bekannt, durch die Übersetzungselemente mittels eines Kupplungsorganes durch willkürliche Schaltung miteinander zu gemeinsamer Bewegung verbunden werden können. Bei diesen bekannten Konstruktionen wird als Kupplungsorgan ein mit der Tretkurbelwelle auf Drehung gekuppeltes, radial verschiebbares
Kupplungsstück verwendet, das mit einem Kupplungszahn versehen ist, der durch Feder-oder Flieh- kraft nach aussen gedrängt wird und bei Herausziehen eines radial zur Tretkurbelachse beweglich geführten Riegels in eine Ausnehmung eines umgebenden Gehäuses einfällt, bei eingerücktem Riegel an der Innenfläche des Gehäuses gleitet.
Diese Schaltvorrichtung hat eine Reihe von Nachteilen : Infolge des Vorhandenseins von nur einer Sehaltlücke ergeben sich mindestens eine, häufig aber auch mehrere leere Kurbelumdrehungen. Wenn der Riegel in einer Mittellage in der Sehaltöffnung hängen bleibt, tritt eine Blockierung der Schaltvorrichtung ein. Dieselbe Wirkung, zumindest aber eine Erschwerung der Funktion, greift auch Platz, wenn die Schaltoffnung durch Fett, Staub usw. verlegt wird. Die Schaltvorrichtung ist kostspielig in der Herstellung und nur vom Fachmann zerlegbar. Vor allem erfolgt aber die zur Übersetzungsschaltung notige Umstellung des Knpplungsorganes unmittelbar von Hand aus unter Kraftanwendung.
Demgegenüber hat die Schaltvorrichtung gemäss der Erfindung den grossen Vorteil der Einfachheit und leichten Zerlegbarkeit auch durch den Laien. Die grosse Zahl der Schalt lÜcken sichert die Umstellung innerhalb eines Bruchteiles einer Kurbelumdrehung. Eine Blockierung oder sonstige Betriebsstörung ist ausgeschlossen.
Am wichtigsten ist jedoch, dass die zur Übersetzungsschaltung nötige Umklinkung nicht unmittelbar von Hand, also im Augenblicke einer bestimmten Funktionstellung unter Kraftanwendung oder Triebkraftunterbreehung erfolgt, sondern durch ein Steuerungsorgan bewirkt wird, welches die unter dem Einfluss von Trieb-und Gegenkraft an ihm vorbeibewegte Klinke aus ihrer Schaltstellung heraus-und in eine neue hineinsteuert, wodurch alle einen praktischen Gebrauch ausschliessenden Mängel vermieden werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Schaltvorrichtung gemäss der Erfindung in Verwendung bei einem Kettenradgetriebe eines Fahrrades dargestellt. Es zeigen Fig. 1 schematisch im achssenkrechten Schnitt das Getriebe mit Schaltvorrichtung, Fig. 2 dasselbe im Querschnitt nach der Linie 1-1 der Fig. 1, Fig. 3 die Stellvorrichtung für den Lenker in Vorderansicht und Fig. 4 im Schnitt nach der Linie 777-777 der Fig. 3.
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kämmen. Das Kettenrad ist zweiteilig und ein Teil, die Kettenscheibe 6, vor, der andere Teil, die Scheibe 4, hinter den Planetenrädern 3 angeordnet, um die später beschriebene Schaltvorriehtung unterbringen zu können bzw. zugänglich zu machen.
Mit dem Triebseheibenlager 13 ist die mit Lücken versehene Schaltscheibe 14 verbunden, welche eine Reihe von Schaltlücken (im Ausführungsbeispiel vier) besitzt. Seitlich am Sonnenrad 8 ist auf der Achse 9 eine Klinke 10 drehbar angeordnet, an welcher eine Klaue 11 und ein Zahn 12 ausgebildet sind und die ständig unter dem Drucke einer Blattfeder 15 steht. Am Tretkurbelgehäuse des Fahrrades ist die Scheibe 16 befestigt, in welcher ein um die Achse 17 schwenkbarer Sperrzahn18 gelagert ist. Dieser Sperrzahn 18 kann durch Verdrehen in die Laufbahn der Klinke 10 gebracht werden und besorgt damit die Umschaltung derselben in später beschriebener Weise. Die Verstellung des Sperrzahnes erfolgt mittels der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Stell- vorrichtung.
Sie besteht aus dem durch ein Zugseil (Bowdenzug) 18 a mit dem Sperrzahn verbundenen Exzenterring 19, der um die mit dem Stellhebel : n versehene Exzenterscheibe 22 drehbar gelagert ist, deren exzentrisch angeordnete Achse 20 einen von der Seilzugrichtung unabhängigen Befestigungpunkt darstellt.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende : In der in der Zeichnung dargestellten Stellung ist infolge Eingriffes der Klaue 11 der Klinke 10 in eine Lücke der Schaltseheibe 11 das Sonnenrad 8 mit der Triebscheibe 1 verklinkt, wodurch auch der über die Planetenräder mit der Triebseheibe verbundene Kettenkranz 5 als getriebener Teil mit gleicher Drehzahl mitläuft (grosser Gang). Die Klinke 10 bewegt sich dabei mit dem Sonnenrad 8 an dem auf der Zeichnung in der Stellung 18 voll dargestellten, aus der Laufbahn geschwenkten, in der Scheibe 16 gelagerten Sperrzahn unbeeinflusst vorbei.
Wird jedoch der Sperrzahn mit Hilfe des in den Fig. 3 und 4 dargestellten Schalters durch Verdrehen des Stellhebels, 71 in die strichliert gezeichnete Stellung 18'gebracht, dann drückt er die durch Triebkraft an ihm vorbeibewegte Klinke 10, über deren Rücken er gleitet, aus der Schaltlücke der Scheibe 14 in die strichliert gezeichnete Stellung 10'heraus, wodurch das Sonnenrad frei wird und unter dem Einfluss des Lastwiderstandes so lange zu entgegengesetzter Triebrichtung (im Sinne des Uhrzeigers) gezwungen wird, bis der in der Stellung 18'in der Laufbahn der Klinke 10 liegende Sperrzahn hinter den Zahn 12 desselben zu liegen kommt.
Das Sonnenrad bleibt so lange frei, als die
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der Klinke 10 wird diese und damit das mit ihr verbundene Sonnenrad 8 (im Sinne des Uhrzeigers) frei und bewegt sich unter Lasteinwirkung so lange rückläufig (im Sinne des Uhrzeigers), bis die unter dem Druck der Feder 15 längs des Umfanges der Scheibe 14 gleitende Klaue 11 in die nächste Schalt- lÜcke federnd einschnappt, wodurch wieder der grosse Gang eingeschaltet ist.
Zufolge der beschriebenen Ausbildung werden die der Umschaltung entgegenwirkenden Widerstände einzig und allein von der Triebkraft und dem Aussenwiderstand überwunden und von der bloss einleitenden Sehaltbetätigung ferngehalten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Sehaltvorriehtung für mehrstufige Geschwindigkeitsgetriebe, insbesondere für Fahrräder, durch die Übersetzungselemente mittels eines Kupplungsorganes miteinander zu gemeinsamer Bewegung verbunden werden können, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Übersetzungsänderung notige Wechsel in der Verbindung der Übersetzungselemente durch eine Klinke mit einem ihre Umstellung bewirkenden Sperrzahn erfolgt, welcher mittels einer Stellvorrichtung wahlweise in zwei Sehaltstellungen gebracht werden kann, in eine Ausgangsstellung mit verklinkten Übersetzungselementen, und in eine Bereitschaftsstellung, zufolge welcher die an ihm mit ihren bisher verklinkten Übersetzungselementen vorbeibewegte Klinke unter Einwirkung der Triebkraft in eine andere,
zur Übersetzungsänderung nötige Verklinhmgsstellung gerückt wird, worauf sie nach blosser Freigabe des Lenkers unter dem Einflusse des Aussen (Last) widerstandes wieder in ihre Ausgangsstellung zurüekbefordert wird.
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Switching device for multi-stage speed transmissions, especially for bicycles.
The invention relates to a switching device for multi-stage speed gears, which is also particularly suitable for the chain-wheel gears known per se of bicycles.
The invention consists in the fact that the change in the connection of translation elements necessary for the translation change takes place through a pawl with a locking tooth which effects their adjustment, which can be brought into holding positions by means of an adjusting device, into a starting position with latched translation elements and into a standby position which the pawl, which has been moved past it with its previously interlocked transmission element, is moved under the action of the driving force into a different latching position necessary to change the transmission ratio, whereupon it is pushed back into its starting position after simply releasing the handlebar under the influence of the external (load) resistance .
There are known switching devices for multi-stage speed transmissions in bicycles through which the transmission elements can be connected to one another for common movement by means of a coupling element by arbitrary switching. In these known constructions, the coupling element used is a radially displaceable one which is coupled to rotate with the pedal crankshaft
Coupling piece is used, which is provided with a coupling tooth which is pushed outward by spring or centrifugal force and falls into a recess of a surrounding housing when a bolt is moved radially to the pedal crank axis and slides on the inner surface of the housing when the bolt is engaged.
This switching device has a number of disadvantages: As a result of the presence of only one contact gap, there is at least one, but often also several empty crank turns. If the bolt gets stuck in a central position in the holding opening, the switching device is blocked. The same effect, but at least making the function more difficult, also takes place if the switch opening is blocked by grease, dust, etc. The switching device is expensive to manufacture and can only be dismantled by a person skilled in the art. Above all, however, the shifting of the linkage element necessary for the gear shifting takes place directly by hand with the application of force.
In contrast, the switching device according to the invention has the great advantage of simplicity and easy dismantling, even by the layperson. The large number of switching gaps ensures the changeover within a fraction of a turn of the crank. Blocking or other operational disruptions are excluded.
The most important thing, however, is that the latching required for gear shifting does not take place directly by hand, i.e. at the moment of a certain functional position with the application of force or the interruption of the drive force, but is brought about by a control element which releases the pawl that moves past it under the influence of drive and counterforce their switching position out and into a new one, whereby all a practical use excluding defects are avoided.
In the drawing, an embodiment of a switching device according to the invention is shown in use in a sprocket transmission of a bicycle. 1 shows the transmission with switching device schematically in a perpendicular section, FIG. 2 shows the same in cross section along line 1-1 of FIG. 1, FIG. 3 shows the adjusting device for the handlebar in a front view and FIG. 4 shows a section along the line 777-777 of FIG. 3.
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comb. The chain wheel is in two parts and one part, the chain disk 6, is arranged in front of the planetary gears 3, the other part, the disk 4, in order to be able to accommodate or to make accessible the switching device described later.
With the drive pulley bearing 13, the switching disk 14 provided with gaps is connected, which has a number of switching gaps (four in the embodiment). On the side of the sun gear 8, a pawl 10 is rotatably arranged on the axle 9, on which a claw 11 and a tooth 12 are formed and which is constantly under the pressure of a leaf spring 15. The disc 16, in which a ratchet 18 pivotable about the axis 17 is mounted, is attached to the pedal crankcase of the bicycle. This ratchet tooth 18 can be brought into the track of the pawl 10 by turning and thus provides for the switching of the same in the manner described later. The ratchet tooth is adjusted by means of the adjusting device shown in FIGS. 3 and 4.
It consists of the eccentric ring 19 connected to the ratchet tooth by a pull cable (Bowden cable) 18 a, which is rotatably mounted around the eccentric disk 22 provided with the adjusting lever: n, the eccentrically arranged axis 20 of which represents an attachment point independent of the direction of the cable pull.
The operation of the device described is as follows: In the position shown in the drawing, as a result of the engagement of the claw 11 of the pawl 10 in a gap in the selector disk 11, the sun gear 8 is latched to the drive pulley 1, whereby the chain ring connected to the drive pulley via the planetary gears 5 runs as a driven part at the same speed (high gear). The pawl 10 moves with the sun gear 8 past the ratchet tooth, which is shown in full in the position 18 in the drawing, is pivoted out of the track and is mounted in the disk 16, without being influenced.
If, however, the ratchet tooth is brought into the position 18 'shown in dashed lines with the aid of the switch shown in FIGS. 3 and 4 by turning the adjusting lever 71, then it pushes out the pawl 10, which is moved past it by the driving force and over the back of which it slides of the switching gap of the disc 14 in the position 10 'shown in dashed lines, whereby the sun gear is free and under the influence of the load resistance is forced to drive in the opposite direction (clockwise) until the position 18' in the track of the Pawl 10 lying ratchet tooth comes to lie behind the tooth 12 of the same.
The sun remains free as long as the
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the pawl 10 frees this and thus the sun gear 8 connected to it (in the clockwise direction) and moves backwards under the action of load (in the clockwise direction) until the one sliding under the pressure of the spring 15 along the circumference of the disc 14 Claw 11 snaps resiliently into the next switching gap, whereby the high gear is switched on again.
As a result of the design described, the resistances counteracting the switchover are overcome solely by the driving force and the external resistance and kept away from the merely introductory holding actuation.
PATENT CLAIMS:
1. Sehaltvorriehtung for multi-stage speed gears, in particular for bicycles, through which the transmission elements can be connected to one another for common movement by means of a coupling element, characterized in that the change in the connection of the transmission elements necessary to change the transmission takes place by a pawl with a ratchet tooth which effects their conversion, which can be brought into two holding positions by means of an adjusting device, into an initial position with latched translation elements, and into a standby position, according to which the pawl moved past it with its previously latched translation elements under the action of the driving force in another,
to change the gear ratio is shifted, whereupon it is returned to its original position after simply releasing the handlebar under the influence of the external (load) resistance.
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