DE4031982A1

DE4031982A1 - Umwerfer fuer eine fahrrad-kettenschaltung

Info

Publication number: DE4031982A1
Application number: DE4031982A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Schwerdhoefer
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1990-10-09
Publication date: 1992-04-16
Also published as: US5190501A; FR2667535A1; GB2249049A; GB9121127D0

Description

Die Erfindung betrifft einen Umwerfer für eine Kettenschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist in der Fachliteratur ("RADMARKT" Nr. 9/1984, S. 142) von hinteren Werfern von Kettenschaltungen die Rede, deren Parallelo gramme aus Gründen des veränderten Käufergeschmackes, wegen Kor rosionsproblemen sowie wegen Gewichts- und Kostenreduzierungen teilweise aus Kunststoffteilen bestehen.

Eine dieser Schaltungen wird auch in der DE-AS 12 46 447 sowie in den Zusatzpatenten hierzu - DE-PS 16 05 784 und DE-PS 15 05 949 - beschrieben, wo das Werferparallelogramm einer Kettenschaltung aus Kunststoffteilen beschrieben ist, bei dem in erster Linie die klassische Bauweise der Parallelogramm-Drehstellen mit Bolzen scharnieren beibehalten wird. Dabei wurden bereits Kosten- und Korrosionsvorteile ins Feld geführt.

Nach wie vor ungelöst bleibt der Kostenblock Montage, der sich durch die Anwendung der obengenannten Schutzrechte nicht verän dert. Dieser Nachteil ist im übrigen allen klassischen Ketten schaltungen gemein, da die maschinelle Montage überproportionale Investitionen erfordert, wodurch allenfalls maschinelle Montage hilfen bei überwiegend personellem Einsatz in Frage kommen.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Parallelogramm für einen vorderen oder hinteren Werfer einer Fahrrad-Kettenschal tung zu schaffen, das die Vorteile der Verwendung von Kunststoff mit denen der Kosteneinsparung bei der Montage verbindet. Es sol len darüber hinaus möglichst keine Zugeständnisse an die Funktion gemacht werden.

Die Lösung dieser Aufgabe wird im kennzeichnenden Teil des An spruches 1 benannt.

Es sind in der Kunststoffverarbeitung inzwischen Verfahren be kannt geworden, Gelenke, Kugelköpfe und Steuerteile mit gelenk beweglichen Eigenschaften in der Weise auszuführen, daß in einem sog. zweistufigen Spritzverfahren die am Gelenk beteiligten bei den Partner zeitlich nacheinander gespritzt werden, wobei der ei ne, nämlich der mit den Hohlräumen, zeitlich an erster Stelle liegt und der am Gelenk beteiligte zweite Teil mit diese Hohlräu me ausfüllenden Bolzen, Kugeln od. dgl. in einem zweiten Spritz vorgang erstellt wird. Da man in der Lage ist, Kunststoffe herzu stellen, die mit an der Oberfläche trennenden Eigenschaften aus gerüstet sind, ist leicht einzusehen, daß in Hohlräume einge spritzte Bolzen, Kugeln od. dgl. beim Abkühlen durch Schwund des Materiales sich von der Hohlraumkontur ablösen und ein Bewegungs spiel erzeugen.

Die Vorteile eines derart hergestellten Gelenkes liegen in erster Linie in der nahezu spielfreien Ausführung desselben mit den Vorteilen von präzisen Schaltvorgängen bei der Betätigung eines auf diese Weise hergestellten Umwerfers. Ferner ist die hohe Festigkeit an den Drehstellen zu erwähnen, die der bei klassisch hergestellten Umwerfern aus Kunststoffteilen gleichkommt.

In Ausgestaltung des erfinderischen Parallelogrammes kann bei höheren Anforderungen an die im Parallelogramminneren nötigen Zusatzeinrichtungen an eine Zweiteilung des Parallelogrammes ge dacht werden, wodurch sich in erster Linie eine Vereinfachung der Spritzwerkzeuge ergibt. Die Zusammenführung der oberen und unteren Parallelogrammhälften wird - wie im Kunststoffbau üblich - durch Ultraschallschweißen oder aber Kleben an einer geeigneten Tei lungsebene durchgeführt.

Ebenfalls aus spritzgießtechnischen Gründen kann es von Vorteil sein, nur drei der am Parallelogramm beteiligten Gelenke nach dem vorher beschriebenen Verfahren herzustellen, das vierte aber als Fügeverbindung auszubilden. Es entsteht auf diese Weise auch die Möglichkeit, Montagen von Einzelteilen wie Federn, Zug- und Ein stellorgane besser im Zusammenbau unterbringen zu können.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnun gen beispielshalber erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Parallelogramm im Zusammenbau eines hinteren Werfers in Seitenansicht;

Fig. 2 das Parallelogramm von unten gesehen in einteilig ge spritzter Ausführung;

Fig. 3 das Parallelogramm von unten gesehen in zweiteiliger Aus führung - die Teilungsebene verläuft durch die Gelenkköp fe;

Fig. 4 die Gelenkverbindung zwischen dem oberen Gelenkkopf und dem oberen Lenker und

Fig. 5 eine Abwandlung von Fig. 4 sowie Fig. 6 ein einteiliges, dreigelenkiges und an einem Gelenk füg bares Parallelogramm.

Der Umwerfer für eine Fahrrad-Kettenschaltung wird an einer Schal tung für mehrere Zahnkränze am Hinterrad beschrieben, wobei die ser hier mit einer Lasche 43 am Rahmenbau des Fahrrades zusammen mit der Achse des Hinterrades verschraubt wird. Diese Kettenleit einrichtung 45 führt die Kette, gesteuert vom Parallelogramm 9 durch Steuerbewegungen des Fahrradlenkers über den Bowdenzug 55, den verschiedenen Zahnkränzen zu, wobei beim Nachlassen des Zu ges 53 die Feder 59 die Steuerbewegungen des Parallelogrammes 9 übernimmt.

Das mit 9 bezeichnete Parallelogramm besteht aus dem oberen Ge lenkkopf 1, dem hieran angebrachten oberen Lenker 5 sowie dem ebenfalls hier angebrachten unteren Lenker 7 und schließlich dem unteren Gelenkkopf 3, der durch seine Anordnung am jeweils ande ren Ende des oberen Lenkers 5 und des unteren Lenkers 7 dieses Parallelogramm 9 bildet. Die Drehstellen dieses Parallelogram mes 9 bestehen aus Bolzen 35 und ringförmigen Hohlräumen 37, wobei der Bolzen entweder mit den Gelenkköpfen 1 oder 3 oder aber mit den Lenkern 5 oder 7 verbunden ist. Die ringförmigen Hohlräu me 37 befinden sich an dem jeweils anderen, das Gelenk bildenden Teil, wobei die ringförmigen Hohlräume 37 und die Bolzen 35 un lösbar miteinander verbunden sind. In Fig. 4 ist ein oberer Ge lenkkopf 1 mit einem Hohlraum 371 dargestellt, der beim Spritz gießen als erstes Gelenkteil hergestellt wurde. Beim Spritzgießen des zweiten am Gelenk beteiligten oberen Lenkers 5 wird der Ge lenkkopf 1 mit in die Spritzgußform gelegt, so daß das Material in die Gelenkhohlräume 371 des Gelenkkopfes 1 fließen kann. Beim Erstarren des so hergestellten oberen Lenkers 5 zieht sich dessen Bolzen 371 in seinem Hohlraum zusammen und erzeugt ein geringfü giges Spiel, welches für die einwandfreie und nahezu spiellose Bewegung dieses Gelenkes ausreicht. Eine andere Variation eines solchen Gelenkes zeigt Fig. 5, wo beim Spritzgießen zuerst der obere Lenker 5 fertiggestellt und in die Spritzgußform des oberen Gelenkkopfes 1 eingelegt wurde. Beim Spritzen dieses Gelenkkop fes wird der Bolzenteil 352 erzeugt, der beim Abkühlen des Teiles wiederum durch Schwinden ein entsprechend kleines Spiel erzeugt. Die in den Fig. 4 und 5 dargestellten Gelenkausführungen un terscheiden sich im wesentlichen also dadurch, daß einmal der Gelenkkopf 1 (Fig. 4) das zuerst zu spritzende Teil ist und daß dieser Gelenkkopf 1 (Fig. 5) das zeitlich an zweiter Stelle zu spritzende Teil ist. Aus Gründen der Werkzeugerstellung bzw. der Einbringung zusätzlicher Funktionsteile in das Innere des Paral lelogrammes 9 kann es vorteilhaft sein, daß das Parallelogramm aus drei Gelenken 41 besteht, wobei das vierte aber über eine Fügeverbindung 47 zusammengebracht werden kann.

In bestimmten Fällen sind die Anforderungen an die konstruktive Ausgestaltung derart, daß es zweckmäßig ist, das Parallelogramm 9 aus zwei Hälften, der oberen Parallelogrammhälfte 91 und der un teren Parallelogrammhälfte 92, herzustellen. Fig. 3 zeigt eine solche Anordnung, wobei die Teilungsebene 11 durch die Gelenk köpfe 1 und 3 verläuft. Hierbei liegt die Zugbefestigung 57 im Innern des oberen Lenkers 5, die Feder 51 ist fliegend in der Teilungsebene 11 untergebracht. Die beiden an der Teilungsebene 11 zusammengeführten Teile, nämlich die obere Parallelogrammhälf te 91 und die untere Parallelogrammhälfte 92, sind in diesem Falle verklebt oder ultraschallgeschweißt. Die Lage der Teilungs ebene 11 ist derart angeordnet, daß die Unterbringung von Rück stellfedern für die Lasche 43 und die Kettenleiteinrichtung 45 nicht beeinträchtigt wird. Die Zweiteiligkeit bringt bei dem zeitlich zweigeteilten Spritzverfahren zwar Mehraufwand mit sich, erlaubt aber bei komplizierten Oberflächen die Verwirklichung spanlos hergestellter Profilierungen.

Claims

1. Umwerfer für eine Fahrrad-Kettenschaltung mit einem Kettenfüh rungsteil, das über diesen Umwerfer in Achsrichtung hin und her verschiebbar ist, um an den Stellen mit mehr als einem ko axial nebeneinander angeordneten Kettenzahnrad die Kette von einem auf ein anderes Kettenzahnrad umzulegen,

- mit einem unteren Gelenkkopf aus thermoplastischem, spritz fähigem Kunststoffmaterial, der mit dem Kettenführungsteil in Wirkverbindung steht,
- mit einem oberen Gelenkkopf aus thermoplastischem, spritz fähigem Kunststoffmaterial, der mit dem Fahrradrahmen über eine Lasche oder aber direkt gelenkig verbunden ist, und
- mit zwei Lenkern, ebenfalls aus thermoplastischem, spritz fähigem Kunststoffmaterial, die jeweils mit dem oberen und dem unteren Gelenkkopf in der Weise gelenkig in Verbindung stehen, daß sie mit diesen im wesentlichen ein Parallelogramm bilden, wobei die Hebellängenverhältnisse von der mathema tischen Form des Parallelogrammes durchaus abweichen können,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke (41) des Parallelo grammes (9) derart ausgebildet sind, daß beispielsweise in den Gelenkköpfen (1, 3) zylindrische Hohlräume (371) für Bolzen (351) im weitesten Sinne eingespritzt sind, in denen die Bol zen (351) der benachbarten Parallelogrammteile, nämlich der Lenker (5, 7), derart angeordnet sind, daß die Gelenke (41) erst durch die nachträgliche spritztechnische Herstellung die ser Lenker (5, 7) durch Einbeziehen der Gelenkköpfe (1, 3) in die Spritzgußform der Lenker (5, 7) gebildet werden.

2. Umwerfer für eine Fahrrad-Kettenschaltung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Gelenke (41) des Parallelogram mes (9) derart ausgebildet sind, daß beispielsweise in den Lenkern (5, 7) zylindrische Hohlräume (372) für Bolzen (352) im weitesten Sinne eingespritzt sind, in denen die Bolzen (352) der benachbarten Parallelogrammteile - beispielsweise der Gelenkköpfe (1, 3) - derart angeordnet sind, daß die Ge lenke (41) erst durch die nachträgliche spritztechnische Her stellung dieser Gelenkköpfe (1, 3) durch Einbeziehen der Len ker (5, 7) in die Spritzgußform der Gelenkköpfe (1, 3) gebil det werden.

3. Umwerfer für eine Fahrrad-Kettenschaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle am Parallelogramm (9) beteiligten Gelenke (41) spritzgießtechnisch in zeitlich aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen hergestellt sind.

4. Umwerfer für eine Fahrrad-Kettenschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle am zeitlich aufein anderfolgenden Spritzverfahren beteiligten Teile der Gelenke (41) solche sind, die der Bolzenachse am nächsten liegen und durch den Schwund des Materiales beim Erstarren ein Spiel er zeugen, das klein genug ist, um eine drehfähige - aber nahezu spielfreie - Lagerung zu erzeugen.

5. Umwerfer für eine Fahrrad-Kettenschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß drei am Parallelogramm (9) beteiligte Gelenke (41) im zeitlich zweigeteilten Spritz- Arbeitsgang hergestellt sind und daß das vierte Gelenk (45) mit einem Fügearbeitsgang das Parallelogramm (9) komplet tiert.

6. Umwerfer für eine Fahrrad-Kettenschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Gelenke (41) in der vorgenannten Weise hergestellt sind, das Parallelogramm (9) aber durch eine Teilungsebene (11) zweigeteilt ist und durch Ultraschallschweißen oder Kleben komplettiert ist, wobei die beiden Parallelogrammhälften (91, 92) je zwei komplette Gelenke (41) tragen.

7. Umwerfer für eine Fahrrad-Kettenschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise zeitlich versetzt hergestellten Teile des Parallelogrammes (9) aus ein und demselben Werkstoff bestehen und daß die physikalische Verbindung an den Gelenken (41) zum Zeitpunkt der verschiede nen Aggregatszustände durch Trennmittel verhindert wird.

8. Umwerfer für eine Fahrrad-Kettenschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise zeitlich versetzt hergestellten Teile des Parallelogrammes (9) aus un terschiedlichen Werkstoffen bestehen und daß die physikalische Verbindung der Gelenke (41) zum Zeitpunkt der verschiedenen Aggregatszustände durch Anreicherung des einen Werkstoffes mit Gleitstoffen verhindert wird.

9. Umwerfer für eine Fahrrad-Kettenschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Ausführung der am Parallelogramm (9) beteiligten Teile durch Anreiche rung der Kunststoffschmelze mit Farbstoffen und somit durch die hierdurch erreichte Farbgebung einfarbig oder verschiedenfarbig gestaltet wird.