DE2933362C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kettenschaltung, insbesondere für Fahrräder, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine Kettenschaltung der obengenannten Bauart ist beispielsweise in der PatAnm Nr. P 28 34 646.5 vorgeschlagen worden.

Aus der US-PS 40 30 375 ist eine Kettenschaltung bekannt, deren Kettenleiteinrichtung ebenfalls als Parallelogramm ausgebildet ist und eine auf einem der beiden Parallelogrammlenker 5, 6 gela­ gerte, seilzugbetätigte Kurvenscheibe 12 aufweist, deren An­ schlag 15 jedoch mit dem rahmenfesten Teil 1 verbunden ist. Die Kurvenscheibe 12 ist hier als Kulisse ausgebildet und wird durch den Anschlag 15 zwangsgeführt, wodurch eine Gangvorwahl nicht möglich ist. Ein einfach zu justierendes Element zur Fixierung der Grundeinstellung der Schaltung ist nicht vorgesehen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, gegenüber dem Stand der Technik eine Kettenschaltung zu erstellen, die über längere Zeit betriebssicher arbeitet, einfach zu bedienen und einzustel­ len ist und geringe Wartungsansprüche stellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patent­ anspruches 1 gelöst.

Durch Anordnung des Anschlages an einem Hebel, der schwenkbar ge­ lagert ist und einerseits über einen Anschlag und eine Feder mit einem ersten Teil der Kettenschaltung und über eine an einem zweiten Teil der Kettenschaltung angeordnete Kurvenscheibe - ebenfalls unter Einspannwirkung einer Feder - mit diesem zusam­ menwirkt, ist es möglich, eine beliebige Gangvorwahl in beiden möglichen Schaltrichtungen vorzunehmen, selbst dann, wenn die Kette momentan nicht umläuft, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, daß das die Kettenleiteinrichtung betätigende Seil immer im gespannten Zustand verbleiben kann. Dabei kann ein ganz normales Seil mit einer entsprechenden Seilhose Verwendung finden, welches lediglich auf Zug beansprucht wird.

Die Erfindung sieht vor, daß der Hebel in dem dem Anschlag gegen­ überliegenden Bereich der Drehachse einen Fortsatz mit einer Ein­ stellschraube aufweist, die dessen Lage gegenüber dem Anschlag auf dem beweglichen Gelenkkopf zur Grundeinstellung der gesamten Kettenleiteinrichtung fixiert. Durch diese Ausführung des Hebels ist nicht nur gewährleistet, daß in der einen Richtung der Vor­ wahlmöglichkeit dieser Hebel gegen die Kraft der entsprechenden Feder vom vorgesehenen Anschlag abheben kann, sondern es ist durch die an dieser Stelle angeordnete Einstellschraube gleich­ zeitig möglich, die Grundeinstellung der Kettenleiteinrichtung von außen her leicht einzustellen. Sie ergibt sich nämlich durch die relative Lage des Hebels gegenüber dem entsprechenden An­ schlag am zugehörigen Gelenkkopf.

Im Sinne der Erfindung ist es weiterhin vorteilhaft, daß das dem kleinsten Zahnrad zugeordnete Kurvenstück an der Kurvenscheibe mit dem kleinsten Radius in seiner Form dem Anschlag des Hebels entspricht und damit der erleichterten Grundeinstellung der ge­ samten Kettenleiteinrichtung über die Einstellschraube bei ge­ lockertem Seil dient. Dabei stellt dieses spezielle Kurvenstück praktisch eine Rasterung gegenüber dem Anschlag dar, was die Ein­ stellung über die Einstellschraube wesentlich erleichtert.

Die Erfindung schlägt weiterhin vor, daß zumindest der bewegliche Gelenkkopf mit zwei die beiden Parallelogrammhebel außen umgeben­ den Schenkeln ausgebildet, der Hebel außen anschließend an den einen Schenkel angebracht und über einen die Drehachse zwischen Parallelogrammhebel und Gelenkkopf bildenden Stift mit einem Ge­ genhebel drehfest verbunden ist, der außen anschließend an den anderen Schenkel des Gelenkkopfes angeordnet ist, wobei Hebel und Gelenkkopf parallel zum Stift mit einem zweiten Stift verbunden sind, an welchem sich die einen Federenden beider Federn ab­ stützen. Diese drehfeste Verbindung zwischen dem Hebel und einem entsprechenden Gegenhebel dient der Stabilisierung der Ketten­ leiteinrichtung und der einwandfreien Kraftübertragung der beiden zueinander und zum Stift konzentrisch angeordneten Federn, deren andere Federenden sich am Gelenkkopf bzw. an der Innenseite des Parallelogrammhebels abstützen.

Die Erfindung wird an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 und 2 Ansichten einer Kettenleiteinrichtung in Prinzipdar­ stellung in zwei verschiedenen Positionen;

Fig. 3 die vergrößerte Prinzipdarstellung einer Kurvenscheibe;

Fig. 4 die Prinzipdarstellung eines Fünf-Gelenk-Getriebes;

Fig. 5 und 6 zwei Ansichten mit einem Teilschnitt einer Ausfüh­ rungsform gem. Fig. 1 und 2.

In den Fig. 1 und 2 sind die beiden Extremstellungen einer Kettenleiteinrichtung auf der Basis eines Parallelogrammes darge­ stellt. Der am Rahmen des Fahrrades fest angeordnete Gelenkkopf 10 trägt in zwei Drehgelenken 23 und 24 zwei Parallelogrammhebel 6 und 7. An den anderen Enden dieser beiden Parallelogrammhebel 6 und 7 ist in den Drehgelenken 22 und in der Drehachse 12 der schwenkbare Gelenkkopf 11 gelagert. Dabei dient die Drehachse 12 noch der Lagerung des Hebels 4. Der schwenkbare Gelenkkopf 11 trägt ein Leitrad 35 zur Führung der nicht dargestellten Kette. Der dem Leitrad 35 zugewandte Parallelogrammhebel 6 trägt in sei­ nem unteren Bereich über die Drehachse 5 die Kurvenscheibe 2. An dieser Kurvenscheibe 2 liegt der Anschlag 3 an, welcher mit dem Hebel 4 verbunden ist. Dabei kann dieser Anschlag 3 beispielswei­ se in Form einer Rolle ausgeführt sein. Die Kurvenscheibe 2 ist durch eine Feder 15 in Richtung des Pfeiles V vorgespannt und dieser Vorspannung wirkt das die Verstellung der Kurvenscheibe 2 bewirkende Seil 19 entgegen. Das Seil 19 ist ggf. mit einer Seil­ hose 36 ausgestattet, welche sich ebenfalls am Parallelogrammhe­ bel 6 über eine Einstellschraube 37 abstützt. Der Hebel 4 ist auf der Drehachse 12 drehbar gelagert und liegt durch die Vorspann­ kraft der Feder 14 einerseits zumindest während des Kettenumlau­ fes dauernd an der Kurvenscheibe 2 an. Ein Fortsatz 25 des He­ bels 4 wirkt über eine Einstellschraube 26 und eine Feder 13 mit einem Anschlag 16 am Gelenkkopf 11 zusammen. Die durch die Aufla­ gestelle zwischen Anschlag 3 und Kurvenscheibe 2 einerseits und Drehachse 5 bzw. 12 andererseits gebildeten Verbindungslinien 20 und 21 schließen miteinander einen spitzen Winkel α ein.

Die Wirkungsweise der Kettenleiteinrichtung in beiden dargestell­ ten Positionen ist folgende:

Ausgehend von der Stellung gem. Fig. 1, die dem Zahnrad mit dem größten Durchmesser entspricht, soll nun eine Vorwahl in einen der anderen Gänge erfolgen. Diese Vorwahl wird durch Loslassen des Seiles 19 gegen die Kraft der Feder 15 eingeleitet, wodurch eine Verdrehung der Kurvenscheibe 2 in Richtung des Pfeiles V er­ folgt. Diese Verdrehung der Kurvenscheibe 2 ermöglicht es dem An­ schlag 3 des Hebels 4, auf einen Kurventeil mit geringerem Radius einzuschwenken. Dieser Einschwenkvorgang kann jedoch nur erfol­ gen, wenn die Kette umläuft und ein Verschwenken des Gelenkkop­ fes 11 nicht behindert. Läuft die Kette jedoch nicht um, so ent­ steht vorübergehend zwischen Anschlag 3 und entsprechendem Kur­ venteilstück der Kurvenscheibe 2 ein Abstand gegen die Kraft der Feder 14. Während dieses Zustandes liegt der Fortsatz 25 des He­ bels 4 durch die Einstellschraube 26 am Anschlag 16 des Gelenk­ kopfes 11 an. Läuft die Kette nun um, so kann der Gelenkkopf 11 durch die Kraft der Feder 14 bedingt nach links ausschwenken, bis der Anschlag 3 an der entsprechenden Teilkurve der Kurven­ scheibe 2 zur Anlage kommt und somit die Feder 14 wieder wir­ kungslos wird. Ein Schaltvorgang in umgekehrter Richtung wird anschließend am Beispiel von Fig. 2 erläutert.

Die Kettenleiteinrichtung 1 ist hier in einer Stellung entspre­ chend einem der kleineren Räder des Kettenrädersatzes dargestellt. Soll nun auf einen anderen Gang übergewechselt werden, was einer Bewegung des Gelenkkopfes 11 nach rechts entspricht, so muß das Seil 19 über einen nicht dargestellten Schalthebel gegen die Kraft der Feder 15 gezogen werden. Damit ergibt sich eine Verdre­ hung der Kurvenscheibe 2 entgegen der Richtung des Pfeiles V. Dies wiederum bedingt das Aufsteigen des Anschlages 3 des Hebels 4 auf eine Teilkurve der Kurvenscheibe 2 mit einem größeren Ra­ dius, ausgehend von der Drehachse 5. Läuft während dieses Schalt­ vorganges die Kette um, so kann der Gelenkkopf 11 infolge der geänderten Abstandsverhältnisse zwischen Anschlag 3 und Kurven­ scheibe 2 bzw. Parallelogrammhebel 6 nach rechts entsprechend ausweichen. Läuft die Kette jedoch nicht um, so hebt der Hebel 4 mit seinem Fortsatz 25 und der Einstellschraube 26 entsprechend vom Anschlag 16 des Gelenkkopfes 11 gegen die Kraft der Feder 13 ab. Die Kraft der nun wirksam werdenden Feder 13 bewirkt sofort ein Umschalten in dem Moment, in dem die Kette mit ihrem Umlauf beginnt. Der Schaltvorgang ist beendet, wenn die Einstellschrau­ be 26 wieder am Anschlag 16 anliegt und somit die Feder 13 un­ wirksam wird.

Fig. 3 zeigt die vergrößerte Darstellung der Kurvenscheibe 2 gem. Fig. 1 und 2. Sie ist drehbar auf der Drehachse 5 gelagert und in Richtung des Pfeiles V federbelastet. Sie weist mehrere Teilkur­ venstücke 17 auf, welche jeweils einen Radius um die Drehachse 5 darstellen - mit unterschiedlichen Radien R ₂ bis R ₄. Das Teilkur­ venstück 18 bildet hierbei eine Ausnahme, da es der Kontur des Anschlages 3 des Hebels 4 entspricht. Es weist in seinem Grund den Radius R ₁ auf und dient der nachfolgend beschriebenen Grund­ einstellung der Kettenleiteinrichtung. Die Anzahl der Teilkurven­ stücke 17 und 18 entspricht der Anzahl der zu schaltenden Gänge. Das kleinste Zahnrad entsprechend dem schnellsten Gang entspricht dem Kurvenstück 18. In dieser Stellung wird die Grundeinstellung der Kettenleiteinrichtung 1 durchgeführt. Dabei ist die Einstell­ schraube 37 der Seilhülle 36 des Seiles 19 so weit zurückzuschrau­ ben, daß das Seil 19 keine Vorspannung aufweist. Nun wird das Leitrad 35 über die Einstellschraube 26 so ausgerichtet, daß im schnellsten Gang ein einwandfreier Lauf der Kette erfolgt. An­ schließend wird die Einstellschraube 37 so weit angezogen, daß das Seil 19 ganz leicht vorgespannt ist. Nun ist bei entsprechender Übereinstimmung der Schaltwege zwischen dem nicht dargestellten Schalthebel und der Kurvenscheibe 2 automatisch in jedem Gang eine exakte Schalteinstellung vorhanden. Dabei wird eine even­ tuelle Seillängenänderung dadurch kompensiert, daß die Teilkur­ venstücke 17 eine gewisse Verdrehung der Kurvenscheibe 2 bei Seillängenänderung zulassen, ohne daß sich dadurch die Einstel­ lung des jeweiligen Ganges verändert. In der Stellung des schnellsten Ganges entsprechend dem Teilkurvenstück 18 ist diese Kompensation nicht nötig, da in dieser Stellung die Kraft der Fe­ der 15 zur Erzielung einer Verdrehung in Richtung des Pfeiles V am geringsten ist.

Fig. 4 zeigt die Prinzipdarstellung einer Anwendung von Kurven­ scheibe und Hebel bei einem Fünf-Gelenk-Getriebe. Die Kettenleit­ einrichtung 1 besteht aus den beiden Gelenkköpfen 10 und 11, dem Gelenkhebel 8, dem Führungshebel 9 und der Drehachse 12, dem Ge­ lenk 32 und den Schiebegelenken 33 und 34. Dabei sind Gelenkhe­ bel 8 und Führungshebel 9 in ihrer Mitte durch die Drehachse 5 miteinander verbunden. Dieses Fünf-Gelenk-Getriebe ermöglicht ei­ ne parallele Verschwenkung des Gelenkkopfes 11 gegenüber dem fest angeordneten Gelenkkopf 10. An der gemeinsamen Drehachse 5 ist ebenfalls die Kurvenscheibe 2 drehbar gelagert, welche mit dem An­ schlag 3 des Gelenkhebels 4 zusammenwirkt. Der Fortsatz 25 des He­ bels 4 wirkt mit einem Anschlag 16 unter Zwischenschaltung einer Feder 13 am Gelenkkopf 11 zusammen und der Anschlag 3 ist über eine Feder 14 in Richtung auf die Kurvenscheibe 2 federbelastet. Dabei ist der Hebel 4 über die Drehachse 12 zwischen Gelenkhe­ bel 8 und Gelenkkopf 11 drehbar gelagert. Weiterhin ist eine Fe­ der 15 vorgesehen, welche die Kurvenscheibe 2 entgegen der Kraft des Seiles 19 mit einem Drehmoment beaufschlagt. Der Gelenkkopf 11 trägt weiterhin das Leitrad 35. Die Wirkungsweise dieser Ket­ tenleiteinrichtung ist prinzipiell gleich derjenigen der Fig. 1 und 2, lediglich unter Verwendung eines anderen Getriebes zwi­ schen beiden Gelenkköpfen. Auch hier findet die Verschwenkung des Leitrades 35 dadurch statt, daß an zwei Teilen der Kettenleitein­ richtung, welche bei jedem Gangwechsel ihre relative Lage zueinan­ der ändern, einmal die Kurvenscheibe 2 und zum anderen der Hebel 4 mit dem Anschlag 3 angeordnet sind. Die Beschreibung der Schalt­ vorgänge erübrigt sich, da sie genauso ablaufen wie bei den Fig. 1 und 2 beschrieben.

In den Fig. 5 und 6 sind Ansichten und Teilschnitte eines Aus­ führungsbeispieles gem. Fig. 1 und 2 dargestellt. Zur besseren Übersichtlichkeit wurde die Kurvenscheibe 2 weggelassen. Die Ket­ tenleiteinrichtung 1 besteht aus den beiden Gelenkköpfen 10 und 11 sowie den beiden Parallelogrammhebeln 6 und 7. Der Gelenkkopf 11 umgreift mit seinen beiden Schenkeln 27 und 28 die Parallelo­ grammhebel 6 und 7. Außen auf dem Schenkel 28 des Gelenkkopfes 11 ist der Hebel 4 angeordnet, mit seinem Anschlag 3, welcher bei­ spielsweise als Rolle ausgeführt sein kann. Der Hebel 4 ist über die Drehachse 12 drehbar gelagert, wobei diese Drehachse 12 von einem Stift 29 gebildet wird, welcher durch den Gelenkkopf 11 und durch den Parallelogrammhebel 6 hindurchreicht und auf der dem Hebel 4 gegenüberliegenden Seite drehfest in einen Gegenhebel 30 hineinreicht. Parallel zum Stift 29 ist ein weiterer Stift 31 zwischen Hebel 4 und Gegenhebel 30 angeordnet, an welchem die ei­ nen Federenden der beiden Federn 13 und 14 angreifen. Durch diese Anordnung wird eine große Stabilität erreicht und jeder möglichen Verwindung entgegengewirkt. Die Federn 13 und 14 wirken mit ihren anderen Enden jeweils auf den Gelenkkopf 11 oder auf die Innen­ seite des Parallelogrammhebels 6. Weiterhin sind die Drehgelenke 22, 23 und 24 zwischen den beiden Parallelogrammhebeln 6 und 7 und den beiden Gelenkköpfen 10 und 11 sichtbar. Am Parallelogramm­ hebel 6 ist die Drehachse 5 für die nicht dargestellte Kurven­ scheibe angeordnet, wobei die Feder 15 sich sowohl am Parallelo­ grammhebel 6 als auch an der Kurvenscheibe abstützt. Zwischen dem Fortsatz 25 des Hebels 4 und dem Anschlag 16 des Gelenkkopfes 11 ist die Einstellschraube 26 angeordnet, die zur Durchführung der Grundeinstellung der Kettenleiteinrichtung 1 dient. Eine nähere Beschreibung der Funktionsweise erübrigt sich, da sie mit derje­ nigen der beiden Fig. 1 und 2 vollkommen identisch ist.

Claims (4)

1. Kettenschaltung, insbesondere für Fahrräder, bestehend u. a. aus einem Satz Kettenräder unterschiedlicher Zähnezahl auf dem getriebenen Rad sowie einer Kettenleiteinrichtung und ggf. ei­ ner Kettenspanneinrichtung, bei welcher eine um eine Drehachse schwenkbare, seilzugbetätigte Kurvenscheibe mit einem Anschlag zur Verstellung der Kettenleiteinrichtung zusammenwirkt und der Anschlag an einem schwenkbar gelagerten Hebel angeordnet ist, die Drehachse des Hebels an einem ersten von zwei Teilen der Kettenleiteinrichtung, die ihre relative Lage zueinander bei jedem Gangwechsel ändern, und die Drehachse der Kurven­ scheibe an einem zweiten der beiden Teile angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel über eine erste Feder (14) mit seinem Anschlag in Richtung auf die Kurvenscheibe und über eine zweite Feder (13) in Richtung auf einen Anschlag (16) am ersten der beiden Teile belastet ist.

2. Kettenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (4) in dem dem Anschlag (3) gegenüberliegenden Be­ reich der Drehachse (12) einen Fortsatz (25) mit einer Ein­ stellschraube (26) aufweist, die dessen Lage gegenüber dem An­ schlag auf dem beweglichen Gelenkkopf (11) zur Grundeinstel­ lung der gesamten Kettenleiteinrichtung fixiert.

3. Kettenschaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das dem kleinsten Zahnrad zugeordnete Kurven­ stück (18) an der Kurvenscheibe (2) mit dem kleinsten Radius (R ₁) in seiner Form dem Anschlag (3) des Hebels (4) entspricht und damit der erleichterten Grundeinstellung der gesamten Ket­ tenleiteinrichtung (1) über die Einstellschraube (26) bei ge­ lockertem Seil (19) dient.

4. Kettenschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest der bewegliche Gelenkkopf (11) mit zwei die beiden Parallelogrammhebel (6, 7) außen umgebenden Schenkeln (27, 28) ausgebildet, der Hebel (4) außen anschlie­ ßend an den einen Schenkel (28) angebracht und über einen die Drehachse (12) zwischen Parallelogrammhebel (6) und Gelenkkopf (11) bildenden Stift (29) mit einem Gegenhebel (30) drehfest verbunden ist, der außen anschließend an den anderen Schenkel (27) des Gelenkkopfes angeordnet ist, wobei Hebel und Gegenhe­ bel parallel zum Stift (29) mit einem zweiten Stift (31) ver­ bunden sind, an welchem sich die einen Federenden beider Fe­ dern (13, 14) abstützen und daß beide Federn (13, 14) zueinan­ der und zum Stift (29) konzentrisch angeordnet sind und sich die anderen Federenden der Federn am Gelenkkopf (11) bzw. an der Innenwandung des Parallelogrammhebels (6) abstützen.