DE10119590A1 - Chain circuit comprises drive and driven sets of chain wheels joined by roller chain, with differently sized chain wheels, chain links and sloping tooth - Google Patents

Abstract

The two sets of drive (1) and driven (2) chain wheels are joined by a chain in the form of a roller chain (3) which has outer and inner link-plates and links. At least the driven set of chain wheels has at least two different sized chain wheels (8,9) with teeth into which fit the chain-links for transmitting drive torque. At least one tooth has a sloping part facing an adjacent gap which is opposite a tooth belonging to the smaller chain wheel which has a shortened head.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kettenschaltung für Fahrräder, speziell auf einen angetriebenen Kettenradsatz dieser Kettenschaltung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a derailleur for bicycles, especially one driven chain wheel set of this derailleur, according to the preamble of Claim 1.

Aus der deutschen Patentanmeldung P 44 34 752.9 ist eine Kettenschaltung mit mindestens zwei Kettenrädern an einer Kettenradeinheit bekannt geworden, die so ausgebildet ist, dass die Kette erleichtert zwischen einem kleineren und einem größeren Kettenrad auf und abgeschaltet werden kann. Hierzu ist zumindest an dem größeren Kettenrad eine Doppelzahnlücke ausgebildet, weiche eine Gasse für den Kettenübergang zwischen den beiden Kettenrädern bildet. Durch eine Laschenaufnahmerampe des größeren Kettenrades wird ein in axialer Richtung betrachtet nach radial außen konvex gekrümmter oder geknickter Verlauf einer Kettenübergangsstrecke erreicht, die sich beim Kettenübergang von dem kleineren Kettenrad auf das größere Kettenrad im Bereich der Doppelzahnlücke ausbildet.From the German patent application P 44 34 752.9 is a derailleur with at least two sprockets on a sprocket unit become known is designed so that the chain eases between a smaller and a larger one Sprocket can be turned on and off. This is at least on the larger one Sprocket formed a double tooth gap, giving way to an alley for the chain transition forms between the two sprockets. Through a tab mounting ramp of the Larger sprocket is considered a convex in the axial direction radially outwards curved or kinked course of a chain transition section reached, which at Chain transition from the smaller sprocket to the larger sprocket in the area of Forms a double tooth gap.

Es ist bekannt, dass sich das Umlegen der Kette vom kleineren auf das größere Ketten­ rad schwieriger gestaltet, als in der umgekehrten Richtung. Zu diesem Zweck hat man die Doppelzahnlücke in Verbindung mit der Laschenaufnahmerampe derart kombiniert, dass vornehmlich das Umlegen der Kette vom kleineren auf das größere Kettenrad einwandfrei funktioniert, wobei versucht wurde, zum Umlegen der Kette vom größeren auf das kleinere Kettenrad die Doppelzahnlücke zu nutzen und der Kette eine Ketten­ übergangsstrecke durch Phasen an den dieser Kettenübergangsstrecke benachbarten Zähnen des kleineren Kettenrades zu geben, die diese beim Umlegen vom größeren auf das kleinere Kettenrad beim Schalten bevorzugt nutzen würde. Dies entsprach auch der Aufgabe, auch bei kleineren Zähnezahldifferenzen unter Last einen Übergang der Kette geräuscharm, sicher und stoßfrei erfolgen zu fassen, um sie möglichst rasch in Eingriff mit dem neu gewählten kleineren Kettenrad zu bringen. It is known that moving the chain from the smaller to the larger chains wheel more difficult than in the opposite direction. For this purpose you have combined the double tooth gap in connection with the plate receiving ramp in such a way that primarily the shifting of the chain from the smaller to the larger sprocket works properly, trying to turn the chain from the larger one on the smaller sprocket to use the double tooth gap and the chain a chains transition path through phases on the neighboring chain transition path To give teeth of the smaller sprocket, which this when moving from the larger on would prefer to use the smaller sprocket when shifting. This also corresponded to the Task, even with smaller tooth number differences under load, a transition of the chain noiseless, safe and bumpless to grasp in order to engage them as quickly as possible with the newly chosen smaller sprocket.  

Erfahrungsgemäß jedoch wirkt sich eine Doppelzahnlücke bei kleineren Kettenrädern speziell beim Rückwärtstreten nachteilig deshalb aus, weil sich die Kette unbeabsichtigt auf eines der benachbarten Kettenräder umlegen kann und dadurch falsche Reaktionen beim Fahrer hervorgerufen werden, die zu Schäden am Kettentrieb führen können.Experience has shown, however, that a double tooth gap affects smaller sprockets particularly disadvantageous when stepping backwards because the chain unintentionally can throw on one of the neighboring sprockets and thereby wrong reactions caused by the driver, which can damage the chain drive.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Kettenschaltung mit einem angetriebenen Kettenradsatz vorgeschlagen, der speziell im Bereich der kleineren Kettenräder, die zueinander einen Zähnezahlunterschied von nicht größer als 2 aufweisen, einen von Steighilfen für die Kette vom kleineren Kettenrad auf das größere Kettenrad unabhängigen Umlegeweg für die Kette vom größeren auf das kleinere Kettenrad aufweist. Erreicht wird dies durch die Einführung von Zahngruppen, die am größeren Kettenrad aus zwei Zähnen mit je einer Anschrägung besteht, die einer benachbarten in eine Antriebsdrehrichtung weisenden Zahnlücke zugewandt sind, wobei zu dieser Zahngruppe ebenfalls zwei Zähne am kleineren Kettenrad gehören, die den vorbeschriebenen Zahnlücken gegenüberstehen. Die letztgenannten Zähne weisen jeweils Kopfkürzungen auf, die so bemessen sind, dass sich im Bereich der Zahnköpfe Zahnkonturen ergeben, die in der axialen Projektion der Kettenräder gesehen nicht in die Zahnlücken (15, 16) hineinragen. Außerdem ist es erfahrungsgemäß zweckmäßig, die Zahnkonturen so auszubilden, dass sie dachförmig in der Antriebsdrehrichtung abfallend ausgebildet sind, was die Schaltfunktion zusätzlich unterstützt.With the present invention, a derailleur with a driven sprocket set is proposed which, especially in the area of the smaller sprockets, which have a tooth number difference of no greater than 2, has a transfer path for the chain that is independent of climbing aids for the chain from the smaller sprocket to the larger sprocket from the larger to the smaller sprocket. This is achieved by introducing groups of teeth on the larger sprocket, which consist of two teeth, each with a bevel, which face an adjacent tooth gap pointing in a direction of drive rotation, two teeth on the smaller sprocket also belonging to this tooth group, which face the tooth gaps described above , The last-mentioned teeth each have head shortenings which are dimensioned such that tooth contours result in the area of the tooth heads which, seen in the axial projection of the chain wheels, do not protrude into the tooth gaps ( 15 , 16 ). In addition, experience has shown that it is advisable to design the tooth contours so that they are sloping in the shape of a roof in the direction of rotation of the drive, which additionally supports the switching function.

Bei Kettenrädern mit einem Zähnezahlunterschied von 2 empfiehlt es sich, die Zahngruppen vorzugsweise zweimal am Umfang gegenüberliegend an zu ordnen. Weisen die Kettenräder gerade Zähnezahlen auf, so liegen sich die Zahngruppen am Umfang genau gegenüber, werden aber ungerade Zähnezahlen verwandt, so ist diese Symmetrie nicht mehr ein zu halten, was hinsichtlich der Funktion jedoch unerheblich ist.For sprockets with a difference in the number of teeth of 2, it is recommended that To arrange groups of teeth preferably twice on the circumference opposite. If the sprockets have even numbers of teeth, then the tooth groups lie on the circumference exactly opposite, but odd numbers of teeth are used, so is this symmetry can no longer be maintained, but in terms of function is irrelevant.

Die Zahngruppen weisen an beiden Kettenrädern jeweils zwei Zähne deshalb auf, weil beim Schalten zuerst eine Innenlasche der Kette von einem der beiden Zähne mit Anschrägung "gefangen" wird, um die Kette in die Umlegegasse um zu legen. Kommt also eine Innenlasche am in Antriebsdrehrichtung voreilenden Zahn an, so wird die Kette, sofern auf diese ein axialer Schaltdruck ausgeübt wird, in die Umlegegasse gedrängt und auf das kleinere Kettenrad umgelegt. Kommt hingegen eine Außenlasche an dem voreilenden Zahn an, so wird der dem voreilenden Zahn folgende zweite Zahn mit seiner Anschrägung die Innenlasche der Kette "fangen" und auf das kleinere Kettenrad umlegen.The tooth groups on both sprockets each have two teeth because when shifting first an inner link of the chain with one of the two teeth Bevel is "caught" to put the chain in the transfer alley. comes an inner link on the tooth leading in the direction of rotation of the drive, the chain, if an axial switching pressure is exerted on them, pushed into the Umlegegasse and  shifted to the smaller sprocket. However, there is an outer flap on the leading tooth, the second tooth following the leading tooth with its "Catch" the bevel on the inner plate of the chain and onto the smaller sprocket Around.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die vorgenannten Zahngruppen auch bei Kettenrädern einzuführen, die einen Zähnezahlunterschied von nur 1 aufweisen. In diesem Falle wird am Umfang der jeweiligen Kettenräder nur eine einzige Zahngruppe angeordnet, nämlich an der Stelle, wo die beiden Zähne des größeren Zahnrades zu den beiden Zähnen des kleineren Zahnrades am Umfang in der besten Position zueinander stehen. Diese "beste" Position ergibt sich bei Kettenrädern mit einem Zähnezahl­ unterschied von 2 am Umfang zweimal, woraus sich die vorgenannte Anordnung von zwei Zahngruppen erklären.It has proven to be useful to include the aforementioned tooth groups Introduce sprockets that have a tooth count difference of only 1. In In this case there is only a single group of teeth on the circumference of the respective sprockets arranged, namely at the point where the two teeth of the larger gear to both teeth of the smaller gear on the circumference in the best position to each other stand. This "best" position results for sprockets with one number of teeth differed from 2 twice in circumference, from which the aforementioned arrangement of explain two groups of teeth.

Die Zahngruppe bei Kettenrädern mit einem Zähnezahlunterschied von 1 weist denen bei Kettenrädern mit einem Zähnezahlunterschied von 2 gegenüber eine Abweichung hinsichtlich der Kopfkürzung auf: Da sich mit dem Zähnezahlunterschied auch der Durchmesserunterschied der Kettenräder halbiert, ragen in diesem Falle die Zähne des kleineren Kettenrades aus der Projektion gesehen in die Zahnlücken des größeren Kettenrades hinein, wodurch es erforderlich wird, die Kontur der Kopfkürzung zu modifizieren, um das Optimum an Schaltqualität zu erreichen.The group of teeth on sprockets with a difference in the number of teeth of 1 is the same Sprockets with a difference in the number of teeth of 2 compared to a deviation with regard to the head shortening: As the difference in the number of teeth also the Difference in diameter of the sprockets halved, in this case the teeth of the smaller sprocket seen from the projection into the tooth gaps of the larger one Chain wheel, which makes it necessary to close the contour of the head shortening modify to achieve the best switching quality.

Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, eine Kettenschaltung mit einem angetriebenen Kettenradsatz zu schaffen, mit welchem eine Verbesserung der Schalt­ qualität beim Umlegen einer Kette von einem größeren auf ein kleineres Kettenrad erreicht wird, wobei die Zähnezahlunterschiede der Kettenräder zueinander kleiner als 3 sind.The invention has therefore set itself the task of a derailleur with a to create driven sprocket set, with which an improvement in shifting quality when moving a chain from a larger to a smaller sprocket is achieved, the difference in the number of teeth of the chain wheels relative to one another being less than 3 are.

Die Lösung der Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 beschrieben. Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.The solution to the problem is described in the characterizing part of claim 1. Refinements can be found in the subclaims.

Anhand von Schemazeichnungen wird die Funktionsweise der vorgeschlagenen 1< Kettenschaltung erläutert. Es zeigen Using the schematic drawings, the functionality of the proposed 1 < Derailleur explained. Show it  

Fig. 1 eine Kettenschaltung mit einem treibenden und einem angetriebenen Kettenradsatz sowie eine diese verbindende Kette; Figure 1 is a derailleur with a driving and a driven sprocket and a chain connecting them.

Fig. 2 ein größeres und ein kleineres Kettenrad mit jeweils zwei Zähnen, die eine Zahngruppe bilden; Figure 2 shows a larger and a smaller sprocket, each with two teeth that form a group of teeth.

Fig. 3 die Kette gemäß Fig. 1 mit Außenlaschen, Gelenken und Innenlaschen. Fig. 3 shows the chain of FIG. 1 with outer plates, joints and inner plates.

Die Fig. 1 zeigt einen treibenden Kettenradsatz 1 und einen angetriebenen Kettenrad­ satz 2, die durch eine Kette 3 verbunden sind, welche mittels einer Kettenschaltung 4 zur Veränderung der Übersetzungsverhältnisse am Fahrrad auf verschiedene neben einander angeordnete Kettenräder umgelegt werden kann. Es sollen zwei Kettenräder am angetriebenen Kettenradsatz 2 betrachtet werden, von denen das größere mit 8 und das kleinere mit 9 bezeichnet ist. Fig. 1 shows a driving sprocket set 1 and a driven sprocket set 2 , which are connected by a chain 3 , which can be shifted by means of a derailleur 4 to change the gear ratios on the bicycle to different sprockets arranged next to each other. Two sprockets on the driven sprocket set 2 are to be considered, of which the larger one is designated 8 and the smaller one 9.

In Fig. 2 ist das kleinere Kettenrad 9 über dem größeren Kettenrad 8 in einer beson­ deren Position zu diesem dargestellt. Das größere Kettenrad 8 weist Zähne A, B, C, D . . . usw auf, von denen der Zahn B eine Anschrägung 10 und der Zahn C eine Anschrä­ gung 11 aufweisen, wobei diese Anschrägungen 10,11 in einer Antriebsdrehrichtung N zu Zahnlücken 15 und 16 hinweisen.In Fig. 2, the smaller sprocket 9 is shown on the larger sprocket 8 in a special position to this. The larger sprocket 8 has teeth A, B, C, D. , , etc., of which tooth B has a bevel 10 and tooth C has a bevel 11 , these bevels 10 , 11 pointing in a drive direction of rotation N to tooth gaps 15 and 16 .

Das kleinere Kettenrad 9 weist Zähne a, b, c, d . . . usw auf, von denen der Zahn b der Zahnlücke 15 und der Zahn c der Zahnlücke 16 am größeren Kettenrad gegenüber stehen. Die Zähne B und C am größeren Kettenrad 8 und die Zähne b und c am kleine­ ren Kettenrad 9 bilden eine Zahngruppe, wobei die Zähne b und c in Umfangsrichtung gesehen zu den Zähnen B und C eine experimentell festgelegte Winkelposition haben, um eine Umlegegasse für die Kette 3 zu bilden, wobei die Kette 3 nach Erreichen des kleineren Kettenrades 9 sofort in die Verzahnung einklinken und unter Last den Vortrieb fortsetzen kann. Die Zähne b und c weisen darüber hinaus gegenüber einem ursprünglichen Kopfkreis 12 je eine Kopfkürzung 13 und 14 auf, die so bemessen sind, dass sich im Bereich der Zahnköpfe Zahnkonturen ergeben, die in der axialen Projektion der Kettenräder 8, 9 gesehen nicht in die Zahnlücken (15, 16) hineinragen. The smaller sprocket 9 has teeth a, b, c, d. , , etc. on, of which the tooth b of the tooth space 15 and the tooth c of the tooth space 16 face each other on the larger sprocket. The teeth B and C on the larger sprocket 8 and the teeth b and c on the smaller sprocket 9 form a group of teeth, the teeth b and c having an experimentally determined angular position in the circumferential direction with respect to the teeth B and C in order to provide a transfer alley for the To form chain 3 , the chain 3 immediately after reaching the smaller sprocket 9 can latch into the toothing and continue the drive under load. In addition to an original tip circle 12, the teeth b and c each have a head shortening 13 and 14 , which are dimensioned such that tooth contours result in the area of the tooth heads, which, seen in the axial projection of the chain wheels 8 , 9 , do not look into the tooth gaps ( 15 , 16 ) protrude.

Außerdem ist es aus empirischer Erfahrung zweckmäßig, die Zahnkonturen so auszubilden, dass sie dachförmig und in der Antriebsdrehrichtung abfallend ausgebildet sind, was die Schaltfunktion zusätzlich unterstützt.From empirical experience it is also advisable to do the tooth contours like this form that they are roof-shaped and sloping in the direction of drive rotation are what the switching function also supports.

In Fig. 3 ist die Kette 3 als Rollenkette dargestellt, die Außenlaschen 5, Innenlaschen 6 und Gelenke 7 aufweist, Eine solche Kette 3 umfasst die Zähne A, B . . . a, b . . . sowohl mit den Innenlaschen 6 wie mit den Außenlaschen 5, wobei die Gelenke 7 in die Zahn­ lücken 15, 16 eintauchen und den Vortrieb herstellen. In Fig. 3, the chain 3 is shown as a roller chain, which has outer plates 5 , inner plates 6 and joints 7. Such a chain 3 comprises the teeth A, B. , , a, b. , , both with the inner plates 6 and with the outer plates 5 , the joints 7 dipping into the teeth 15 , 16 and producing the propulsion.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Treibender Kettenradsatz
Driving sprocket set

22

Angetriebener Kettenradsatz
Driven chain wheel set

33

Kette
Chain

44

Kettenschaltung
derailleur

55

Außenlasche
outer plate

66

Innenlasche
inner plate

77

Gelenk
joint

88th

Größeres Kettenrad
Larger sprocket

99

Kleineres Kettenrad
Smaller sprocket

1010

Anschrägung
bevel

1111

Anschrägung
bevel

1212

Kopfkreis
tip circle

1313

Kopfkürzung
tip shortening

1414

Kopfkürzung
tip shortening

1515

Zahnlücke
gap

1616

Zahnlücke
A, B, C, D . . . . Zahn
a, b, c, d . . . . . . Zahn
N Antriebsdrehrichtung
gap
A, B, C, D. , , , tooth
a, b, c, d. , , , , , tooth
N direction of rotation

Claims (8)

1. Kettenschaltung für Fahrräder, umfassend einen treibenden Kettenradsatz und einen angetriebenen Kettenradsatz sowie eine diese beiden Kettenradsätze miteinander verbindende Kette, die als Rollenkette Außenlaschen, Innenlaschen und Gelenke aufweist, wobei zumindest der angetriebene Kettenradsatz mindestens zwei unterschiedlich große Kettenräder mit Zähnen aufweist, in die die Gelenke der Kette zur Übertragung eines Antriebsdrehmomentes eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erleichterung des Umiegens der Kette (3) vom größeren Kettenrad (8) auf das kleinere Kettenrad (9) speziell bei geringen Zähnezahlunterschieden der beiden Kettenräder (8, 9) zueinander mindestens ein Zahn (B) eine Anschrä­ gung (10) aufweist, der einer benachbarten Zahnlücke (15) zugewandt ist, wobei dieser Zahnlücke (15) ein Zahn (b) des kleineren Kettenrades (9) gegenübersteht, der eine Kopfkürzung (13) aufweist.1. derailleur gear for bicycles, comprising a driving sprocket set and a driven sprocket set and a chain connecting these two sprocket sets, which has outer plates, inner plates and joints as a roller chain, at least the driven sprocket set having at least two differently sized sprockets with teeth into which the Intervene joints of the chain to transmit a drive torque, characterized in that to facilitate the turning of the chain ( 3 ) from the larger sprocket ( 8 ) to the smaller sprocket ( 9 ), especially when there are small differences in the number of teeth of the two sprockets ( 8 , 9 ) to one another Tooth (B) has a chamfer ( 10 ) which faces an adjacent tooth gap ( 15 ), this tooth gap ( 15 ) being opposed by a tooth (b) of the smaller chain wheel ( 9 ) which has a head shortening ( 13 ). 2. Kettenschaltung für Fahrräder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnlücke (15) bezogen auf den Zahn (B) in einer Antriebsdrehrich­ tung (N) gesehen voreilend angeordnet ist.2. derailleur for bicycles according to claim 1, characterized in that the tooth gap ( 15 ) with respect to the tooth (B) in a driving direction of rotation (N) is arranged leading. 3. Kettenschaltung für Fahrräder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am größeren Kettenrad (8) zusätzlich zum Zahn (B) der diesem benachbarte Zahn (C) ebenfalls eine Anschrägung (11) aufweist, die ebenfalls einer in Antriebsdrehrichtung (N) voreilenden Zahnlücke (16) zugewandt ist, wobei dieser Zahnlücke (16) ebenfalls ein Zahn (c) des kleineren Kettenrades (9) gegenüber­ steht, der eine Kopfkürzung (14) aufweist.3. derailleur for bicycles according to claim 1 or 2, characterized in that on the larger sprocket ( 8 ) in addition to the tooth (B) this adjacent tooth (C) also has a bevel ( 11 ), which is also in the direction of rotation (N) leading tooth gap ( 16 ) faces, this tooth gap ( 16 ) is also opposite a tooth (c) of the smaller chain wheel ( 9 ), which has a head shortening ( 14 ). 4. Kettenschaltung für Fahrräder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenräder (8, 9) einen Zähnezahlunterschied zueinander von vorzugsweise 2 haben.4. derailleur for bicycles according to one of claims 1 to 3, characterized in that the chain wheels ( 8 , 9 ) have a number of teeth difference from each other of preferably 2. 5. Kettenschaltung für Fahrräder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfkürzungen (13, 14) eine Zahnkontur ergeben, die in der axialen Projektion gesehen nicht in die Zahnlücken (15, 16) hineinragen.5. derailleur for bicycles according to one of claims 1 to 4, characterized in that the head shortenings ( 13 , 14 ) result in a tooth contour, which seen in the axial projection do not protrude into the tooth gaps ( 15 , 16 ). 6. Kettenschaltung für Fahrräder nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfkürzungen (13, 14) in Antriebsdrehrichtung (N) gesehen dachförmig nach radial innen verlaufen.6. derailleur for bicycles according to claim 3 or 5, characterized in that the head shortenings ( 13 , 14 ) in the direction of rotation (N) seen roof-shaped radially inward. 7. Kettenschaltung für Fahrräder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (B, C) des größeren Kettenrades (8) mit den den Zahnlücken (15, 16) benachbarten Zähnen (b, c) des kleineren Kettenrades (9) eine Zahngruppe bilden, die bei der Verwendung von Kettenrädern (8, 9) mit einem Zähnezahlunterschied von 2 vorzugsweise zweimal am Umfang gegenüberliegend angeordnet ist.7. derailleur for bicycles according to one of claims 1 to 6, characterized in that the teeth (B, C) of the larger chain wheel ( 8 ) with the tooth gaps ( 15 , 16 ) adjacent teeth (b, c) of the smaller chain wheel ( 9 ) form a group of teeth which, when using sprockets ( 8 , 9 ) with a difference in the number of teeth of 2, is preferably arranged opposite one another twice on the circumference. 8. Kettenschaltung für Fahrräder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahngruppe bei der Verwendung von Kettenrädern (8, 9) mit einem Zähnezahlunterschied von 1 vorzugsweise einmal am Umfang angeordnet ist.8. derailleur for bicycles according to claim 7, characterized in that the group of teeth when using sprockets ( 8 , 9 ) with a number of teeth difference of 1 is preferably arranged once on the circumference.