DE3100923C2

DE3100923C2 -

Info

Publication number: DE3100923C2
Application number: DE19813100923
Authority: DE
Inventors: Kunitoshi Ageo Jp Kozakae
Original assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Priority date: 1981-01-14
Filing date: 1981-01-14
Publication date: 1989-06-08
Also published as: DE3100923A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hinterrad-Kettenschaltung für ein Fahrrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Hinterrad-Kettenschaltung dieser Art ist durch die DE-OS 28 34 646 bekannt. Nachteilig ist dabei, daß zusätzlich zu den Lagerzapfen, die die Parallelogrammführung für die seitliche Verschiebbarkeit der Kette halten, ein weiterer Zapfen an einem Gehäuse notwendig ist, der die Nockenscheibe, die Umlenkscheibe und die Federrückstellung lagert. Hierdurch ist nicht nur der Aufbau der Kettenschaltung relativ kompliziert, sondern die Gesamtanordnung fällt auch unnötig schwer aus. Außerdem steht die Einstellschraube der Kettenschaltung frei nach außen weg, wodurch Verletzungsgefahr besteht.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Hinterrad-Ketten schaltung der eingangs genannten Art den Aufbau der Ketten schaltung vergleichsweise zu vereinfachen und dadurch auch die Gesamtanordnung weitgehend leicht auszubilden, wobei eine Verletzungsgefahr durch die Einstellschraube der Kettenschaltung vermieden ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Während bei der erfindungsgemäßen Kettenschaltung die Nocken scheibe, die Rückstellfeder und die Seilscheibe von dem oberen, äußeren Zapfen und der Transmissionshebel mit dem Abtastorgan und die Vorspannfeder von dem oberen, inneren Zapfen getragen sind, sind nach der DE-OS 28 34 646 die Nockenscheibe, die Federn und die Seilscheibe von der Dreh achse getragen, die etwa in der Mitte des einen Parallelo grammlenkers angeordnet ist. Die Drehachse befindet sich dabei an einem bewegten Lenker. Außerdem ist der Hebel arm mit dem beweglichen Kopfhebel verbunden.

Bei der erfindungsgemäßen Kettenschaltung wird dagegen kein Extrazapfen zur Halterung der Nockenscheibe der Rückstell feder und der Seilscheibe benötigt. Da die Zapfen als Träger von Transmissionshebel mit Abtastorgan, Vorspannfeder und Nockenscheibe mit Rückstellfeder und Seilscheibe dienen, die am oberen gehäusefesten Gelenkkopf gehalten sind, sind die Zapfen keinen störenden Bewegungen der Parallelogramm lenker während einer Gangwahl ausgesetzt, so daß eine sichere Gangwahl möglich ist.

Die am beweglichen Parallogrammlenker befindliche Dreh achse für die Nockenscheibe bringt bei der DE-OS 28 34 646 noch das Problem mit sich, daß das Spiel und die Toleranzen zwischen der Kurvenscheibe und dem Abtastorgan wesentlich beeinflußt sind von den Bewegungen der Parallelogrammlenker, wodurch die Gangwahl in der Bewegung unsicher ist. Da auch die Seilscheibe auf der Drehachse an dem beweglichen Parallelogrammlenker gehalten ist, ändern sich in Abhängig keit von der Bewegung des Lenkers auch die Ziehrichtungen des Seiles, was sich nachteilig auf die Haltbarkeit des Seiles auswirkt. Demgegenüber zeigt die Erfindung eine sichere und vereinfachte Kettenschaltung.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels be schrieben. Die Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Hinterrad- Kettenschaltung, montiert am Fahrrad;

Fig. 2 eine Vorderansicht der Schaltung nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III von Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV von Fig. 2 bei abgenommener Schutzkappe;

Fig. 5 eine Explosionsdarstellung der Kettenschaltung nach den Fig. 1 bis 4;

Fig. 6 eine Nockenscheibe gemäß Fig. 3 und 4, und

Fig. 7 bis 9 weitere Schnitte längs der Linie III-III von Fig. 1 in verschiedenen Schaltzuständen.

Gemäß Fig. 1 ist in einem Fahrradrahmen 1 ein Hinterrad gelagert, von dem man die Hinterradachse 2 und einen Kettenritzelsatz 3 erkennt, der aus Kettenritzeln verschiedener Durchmesser besteht, in die wahlweise eine Kette 4 eingreift. Eine Montageplatte 5 ist im Bereich der Hinderradachse 2 mittels einer auf die Hinterradachse 2 aufgeschraubten Mutter 6 befestigt. Die Montageplatte kann auch auf andere Weise am Fahrradrahmen 1 befestigt sein, um das Hinterrad aus dem Fahrradrahmen lösen zu können, ohne daß sich dabei die Montageplatte 5 vom Rahmen 1 löst.

An der Montageplatte 5 ist mittels einer Schraube 8 ein oberer Gelenkkopf 7 befestigt (Fig. 3 und 4). Der Gelenkkopf 7 besteht aus einer U-förmig gebogenen Metallplatte, die aus gegenüberliegenden seitlichen Abschnitten 7 a und 7 b (siehe Fig. 5) und einem mittleren Abschnitt 7 c besteht, der mit der Montage platte 5 verschraubt ist. Die seitlichen Abschnitte 7 a und 7 b des Gelenkkopfes 7 weisen jeweils zwei Löcher 7 d und 7 e auf, die einander gegenüberstehen und zur Aufnahme von Lagerzapfen 12 und 17 für eine Parallelogrammführung bestimmt sind. Die obere, innere Lagerzapfen 12 erstreckt sich durch die zwei Löcher 7 d und nimmt eine Lagerbuchse 9 a an einem inneren Parallelogrammlenker 9, eine Vorspannfeder 10 und die Lagerbuchse 11 a des L-förmigen Transmissions hebels 11 zwischen den beiden seitlichen Abschnitten 7 a und 7 b auf. Der Lenker weist an seinem oberen Ende einen abge bogenen Schenkel 9 b auf, der mit einer Gewindebohrung ver sehen ist, in die eine Einstellschraube 13 eingreift. Eine Kontermutter 13 a sichert die Einstellschraube 13 gegen Ver drehung. Das untere Ende des Lenkers 9 besteht aus zwei parallel zueinander verlaufenden, miteinander verbundenen Schenkeln, die einen Spalt zwischen sich bilden und an ihren Enden zueinander ausgerichtete Bohrungen 9 c aufweisen, die einen Stift 26 aufnehmen, an welchem ein bewegliches Winkel blech 25 schwenkbar gelagert ist. Der L-förmige Hebel 11 weist eine abgebogene Lasche 11 b am einen Ende auf, gegen die die Einstellschraube 13 drückt. Das andere Ende des L-förmigen Hebels 11 trägt ein Abtastorgan 15 an einem Stift 14. Die Vorspannfeder 10 drückt im Uhrzeigersinn auf den Lenker 9 und im Gegenuhrzeigersinn auf den L-förmigen Hebel 11, wie Fig. 3 zeigt. Eine Kappe 7′ ist abnehmbar am Gelenkkopf 7 befestigt und verdeckt dessen offene Seite.

Ein äußerer, gebogener Parallelogrammlenker 16 wirkt mit dem inneren Parallelogrammlenker 9 nach Art einer Parallelo grammführung zusammen. Hierzu weist der äußere Lenker 16 an seinen seitlichen Lenkerabschnitten 16 a und 16 b miteinander fluchtende Löcher 16 c auf, in die der obere, äußere Lager zapfen 17 eingreift. Am unteren Ende weisen die seitlichen Lenkerabschnitte 16 a und 16 b fluchtende Löcher 16 d auf, die einen Zapfen 27 aufnehmen, an dem ein bewegliches Winkel blech 25 gelagert ist. Im Bereich des Loches 16 c weist der seitliche Lenkerabschnitt 16 a eine Kerbe 16 e auf. Der Lager zapfen 17 verbindet den oberen Gelenkkopf 7 mit dem äußeren Parallelogrammlenker 16 und trägt außerdem eine Nocken scheibe 18 und eine Schrauben-Rückstellfeder 19 zwischen den seitlichen Lenkerabschnitten 16 a und 16 b des äußeren Parallelogrammlenkers 16. Ein Ende des Zapfens 17 schaut aus dem oberen Gelenkkopf 7 seitlich heraus, und dort ist an dem Lagerzapfen 17 eine Seilscheibe 20 befestigt, wie die Fig. 4 und 5 zeigen. Eine Sicherungsscheibe 21 rastet in einer Rille 17 a des Zapfens 17 und verhindert ein Lösen der Seilscheibe 20 vom Zapfen 17.

Wie Fig. 6 zeigt, weist die Nockenscheibe 18 eine spezielle Gestalt auf. Sie besitzt verschiedene Raststellen a ₁, a ₂, a ₃, a ₄ und a ₅, deren Anzahl der Zahl der Kettenritzel im Kettenritzelsatz 3 entspricht. Zwischen diesen Raststellen erstrecken sich Übergangsbereiche b ₁, b ₂, b ₃, b ₄ und b ₅. Die Nockenscheibe 18 weist weiterhin eine Bohrung 18 a auf, in die ein Kupplungsstift 22 eingreift, der an der Seilscheibe 20 befestigt ist und die Nockenscheibe 18 mit der Seil scheibe 20 drehfest verbindet. Ein Ende 19 a der Rückstell feder 19 greift an einem Stift 18 b an der Nockenscheibe 18 an, wie die Fig. 3 und 4 zeigen, während das andere Ende 19 b der Rückstellfeder 19 an dem oberen Gelenkkopf 7 angreift. Die Rückstellfeder 19 drückt die Nockenscheibe 18 in Richtung des Pfeils A (Fig. 3). Die Kerbe 16 e am äußeren Parallelogrammlenker 16 begrenzt die Drehbewegung der Seil scheibe 20 und der Nockenscheibe 18 im Zusammenwirken mit dem Stift 22.

Am oberen Gelenkkopf 7 befindet sich ein Lager für eine hohle Einstellschraube 23 für den Bowdenzug, mit dessen Hilfe die Schaltung betätigt werden kann. Der (nicht dar gestellte) Zugdraht des Bowdenzuges ist um die Seilscheibe 20 gelegt und ist mit seinem Ende an dieser mittels einer Klemmschraube 24 befestigt, die in eine Bohrung 20 a in der Seilscheibe 20 eingreift.

Wie die Fig. 3, 4, 7 und 8 zeigen, ist das obere Ende des beweglichen Winkelbleches 25, das am äußeren Parallelogramm lenker 16 gehalten ist, über den Stift 26 mit dem inneren Parallelogrammlenker 9 verbunden. Der Stift 26 greift durch die Löcher 9 c am inneren Parallelogrammlenker 9. Das untere Ende des beweglichen Winkelbleches 25 ist mit dem äußeren Parallelogrammlenker 16 über den Zapfen 27 verbunden, der sich durch die Löcher 16 d am unteren Ende des äußeren Parallelogrammlenkers 16 erstreckt. Um den Stift 26 ist außerdem eine Schraubenfeder 28 gewunden, die eine Spreiz kraft in Richtung des Pfeiles B (Fig. 3) hervorruft und, sich am inneren Lenker 9 abstützend, im Uhrzeigersinn auf das bewegliche Winkelblech 25 eine Kraft ausübt.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, sind an einem Schwenkrahmen 33 ein Führungsrad 29 auf einer Lagerschraube 30 und ein Spannrad 31 auf einer Lagerschraube 32 frei laufend gelagert. An dem Schwenkrahmen 33 ist ein Lager zapfen 34 befestigt, der schwenkbar in einem vertikalen Blechteil 25 a des beweglichen Winkelbleches 25 gelagert ist.

Eine Schraubenfeder 35 ist um den Lagerzapfen 34 zwischen dem Schwenkrahmen 33 und dem Blechteil 25 a gewunden. Auf das freie Ende des Zapfens 34, das aus dem kastenförmigen Winkelblech 25 her vorschaut, ist eine Sicherungsscheibe 36 aufgebracht, die verhindert, daß sich der Lagerzapfen 34 und das Winkelblech 25 voneinander lösen. Zwischen einer Gegenplatte 33′ und dem Schwenkrahmen 33 sind die Räder 29 und 31 angeordnet, die auf den Lagerschrauben 30 und 32 gelagert sind. Die Räder 29 und 31 stabilisieren und unterstützen die Kettenführung. Die Schraubenfeder 35 liegt mit ihrem einen Ende 35 a an einem Anschlagstift 37 an, der an dem Schwenkrahmen 33 be festigt ist, und drückt diesen Schwenkrahmen 33 in Richtung des Pfeils C um den Lagerzapfen 34, wie Fig. 1 zeigt.

Die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Kettenschaltung ist nachstehend erläutert.

Wenn sich das bewegliche Winkelblech 25 in der Schnellgang- Stellung befindet, die in Fig. 2 dargestellt ist, und man am Zugseil des Bowenzuges (nicht dargestellt) zieht, dann werden von dem Zugseil die Seilscheibe 20 und die Nocken scheibe 18 um einen Winkel in Richtung des Pfeils D (Fig. 3) verschwenkt. Als Folge davon wird der mit dem Abtastorgan an der Nockenscheibe 18 anliegende L-förmige Transmissionshebel 11 in Richtung des Pfeils E verschwenkt. Der Hebel 11 ver schwenkt sich dabei gegenüber dem Parallelogrammlenker 9 entgegen der Kraft der Vorspannfeder 10. Die Vorspannfeder 10 wird dabei derart gespannt, daß ihre Kraft größer ist als die Kraft, die notwendig ist, um die Kette 4 zwischen den verschiedenen Kettenritzeln umzuschalten. Solange das Winkelblech 25 beweglich ist, wird die Vorspannfeder 10 nicht gespannt. Da aber das Winkelblech 25 und der Schwenk rahmen 33 als beweglich angenommen werden, verschwenkt sich der Parallelogrammlenker 9 zusammen mit dem Hebel 11 aus der in Fig. 3 gezeichneten Position in die in Fig. 7 gezeichnete Position. In diesem Falle wird die Feder 28 gespannt und der äußere Parallelogrammlenker 16 verschwenkt zusammen mit dem inneren Parallelogrammlenker 9, wie Fig. 7 zeigt, so daß sich das Winkelblech 25 in die Position bewegt, in welcher die Kette auf ein Ritzel für Langsamfahrt springt, wodurch ein geändertes Übersetzungsverhältnis des Kettentriebes eingestellt ist. Fig. 7 zeigt die Schaltung in der Stellung für den untersten Gang der Kettenschaltung.

Wenn sich das Winkelblech 25 in der in Fig. 7 gezeichneten Stellung befindet und der Zug am Zugseil des Bowdenzuges aufgehoben wird, dann wird die Seilscheibe 20 von der Rück stellfeder 19 gedreht. Gleichzeitig dreht sich die Nocken scheibe 18 um einen bestimmten Winkel in Richtung des Pfeils A (Fig. 7). Diese Drehung der Nockenscheibe 18 bereitet die Bewegung des Winkelbleches 25 vor, und die Kraft der Schraubenfeder 28 drückt auf den inneren Parallelogramm lenker 9 in Richtung seiner Schnellgangstellung. Der Trans missionshebel 11 wird in Richtung des Pfeils F von der Vor spannfeder 10 geschwenkt. Wenn sich die Nockenscheibe 18 um den vorbestimmten Winkel in Richtung des Pfeils A dreht, dann verschwenkt sich der Transmissionshebel 11 um einen Winkel in Richtung des Pfeils F, der der Anzahl der verschiedenen Stufen entspricht, um die die Nockenscheibe 18 gedreht worden ist. Der innere Parallelogrammlenker 9 und der äußere Parallelogrammlenker 16 verschwenken daher gleichzeitig aus der Position in Fig. 7 in die Position in Fig. 3. Als Folge davon bewegt sich das Winkelblech 25 in die Schnellgangstel lung und die Kette 4 wird seitlich verschoben, so daß sie sich auf das kleinste Kettenritzel des Ritzelsatzes 3 legt.

Wenn sich andererseits der (nicht dargestellte) Stellhebel, mit welchem die Schaltung betätigt wird, in einer Ruhelage befindet, dann ist eine Verschiebung der Kette 4 zwischen benachbarten Kettenritzeln nicht möglich und das Winkelblech 25 kann sich nicht seitlich bewegen.

Wenn sich das Winkelblech 25 in der Schnellgangstellung befindet, wie in Fig. 3 dargestellt, und eine Bewegung nicht möglich ist, dann wird durch ein Ziehen am Zugseil des Bowdenzuges die Seilscheibe 20 und mit ihr die Nockenscheibe 18 um einen Winkel in Richtung des Pfeils D in Fig. 8 ge dreht. Da das Winkelblech 25 dadurch gesperrt ist, können sich der innere Parallelogrammlenker 9 und der äußere Parallelogrammlenker 16 nicht verschwenken. Der Trans missionshebel 11 verschwenkt sich jedoch gegenüber dem inneren Parallelogrammlenker 9 in Richtung des Pfeils E entgegen der Kraft der Feder 10, und das Abtastorgan 15 des Transmissionshebels 11 liegt auf den Rasten der Nocken scheibe 18 auf, die mit dem Abtastorgan 15 in Berührung kommt, wenn sich die Nockenscheibe 18 dreht. Die abgebogene Lasche 11 b des Hebels 11, die als Anschlag wirkt, verläßt die Einstellschraube 13 und nimmt eine Position im Abstand dazu ein, wie Fig. 8 zeigt. Auf diese Weise wird in der Vorspannfeder 10 eine Kraft gespeichert, die den inneren Parallelogrammlenker 9 und den äußeren Parallelogrammlenker 16 in eine einem niedrigen Gang entsprechende Stellung zu verschwenken sucht. Wenn nun in diesem Zustand der Vorspannfeder 10 die Kette 4 bewegt wird, dann kann sich das Winkelblech 25 bewegen, und die in der Vorspannfeder 10 gespeicherte Kraft überwindet die Kraft der Feder 28 und drückt den inneren Parallelogrammlenker 9 und den äußeren Parallelo grammlenker 18 so lange zur Seite, bis die Einstellschraube 13 an der Lasche 11 b des Transmissionshebels 11 anliegt, wie Fig. 9 zeigt. Das Winkelblech 25 wird daher in eine Langsam gang-Stellung geschoben und die Kette 4 wird auf das ent sprechende Zahnritzel des Ritzelsatzes 3 geschoben.

Wenn sich das Winkelblech 25 in einer Langsamgang-Stellung befindet, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist, und die Kette nicht bewegt wird, dann kann sich das Winkelblech 25 nicht bewegen, wenn die Zugkraft am Bowdenzug nachgelassen wird. Jedoch dreht sich die Seilscheibe 20 unter dem Einfluß der Rückstellfeder 19 und mit ihr die Nockenscheibe 18 um einen Winkel in Richtung des Pfeils A (Fig. 7). Da sich das Winkelblech 25 bei stillstehender Kette nicht bewegen kann, können sich auch die beiden Parallelogrammlenker 9 und 16 nicht bewegen. Andererseits dreht sich die Nockenscheibe 18 von der Position in Fig. 7 in die Position in Fig. 9 in Richtung des Pfeils A. Dann bildet sich zwischen der Nocken scheibe 18 und dem Abtastorgan 15 am Ende des Hebels 11 ein Abstand, wie Fig. 9 zeigt, der der Anzahl der Schaltstufen entspricht, um die die Nockenscheibe 18 verstellt worden ist. Wenn nun die Kette bewegt wird, dann kann sich das Winkelblech 25 bewegen, und die Feder 28, die normalerweise auf die Lenker 9 und 16 in Richtung auf die Schnellgangstel lung drückt, bewirkt, daß sich die Lenker 9 und 16 und der Hebel 11 so lange verschwenken, bis das Abstandsorgan 15 an einer der Raststellungen der Nockenscheibe 18 anliegt. Das Winkelblech 25 bewegt sich in eine Schnellgangstellung, wie sie in Fig. 3 gezeichnet ist, und die Kette 4 wird auf das Kettenritzel abgesenkt, das durch die Raststellung an der Nockenscheibe 18 bestimmt wird.

Wie man sieht, hält der Zapfen 17 den äußeren Parallelo grammlenker 16, die Nockenscheibe 18, die Seilscheibe 20 und die Rückstellfeder 19, so daß für diese letztgenannten Teile kein eigener Tragzapfen notwendig ist. Durch die Schutzkappe 7′ am oberen Gelenkkopf 7 ist die Konstruktion nach außen geschützt, was auch die Verletzungsgefahr mindert. Die Schaltung nach der Erfindung läßt sich kompakt und gewichts sparend aufbauen.

Claims

1. Hinterrad-Kettenschaltung für ein Fahrrad, auf dessen Hinterradachse mehrere Kettenritzel unterschiedlicher Durchmesser befestigt sind, die wahlweise durch eine seitlich verschiebbare Kette einschaltbar sind, mit einer Kettenleit- und -spanneinrichtung, bestehend aus einem am Fahrradrahmen zu befestigenden oberen Gelenk kopf, einem daran mittels einer Parallelogrammführung aus einem inneren und einem äußeren Hebel angelenkten unteren Gelenkkopf, einem an diesem schwenkbar gelager ten, ein Führungsrad und ein Spannrad für die Kette tragenden Schwenkrahmen, einer durch ein Bowdenzugseil verdrehbaren Seilscheibe mit Rückstellfeder und einer mit einer Seilscheibe drehfest verbundenen Nockenscheibe und einem gegen die Nockenscheibe gedrückten Abtast organ, durch das der untere Gelenkkopf je nach Schalt richtung gegen oder durch die Kraft einer Rückstellfeder seitlich verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der obere äußere Zapfen (17) und der obere innere Zapfen (12) der Parallelogrammführung, an denen der äußere (16) bzw. der innere Parallelogrammlenker (9) angelenkt sind, an dem oberen rahmenfesten Gelenkkopf (7) gehalten sind, wobei der äußere Zapfen (17) gleichzeitig die Nocken scheibe (18), die Rückstellfeder (19) und die Seil scheibe (20) und der innere Zapfen (12) gleichzeitig den das Abtastorgan (15) haltenden Transmissionshebel (11) und die das Abtastorgan gegen die Nockenscheibe (18) drückende Vorspannfeder (10) trägt.

2. Hinterrad-Kettenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der äußere Parallelogrammlenker (16) U-förmig ausgebildet ist, wobei die Nockenscheibe (18) und die Rück stellfeder (19) zwischen den U-Schenkeln des Parallelogramm lenkers (16) gehäuseartig eingeschlossen sind, während die mit der Nockenscheibe (18) drehfest verbundene Seilscheibe (20) außenseitig am Parallelogrammlenker (16) angeordnet ist.

3. Hinterrad-Kettenschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere rahmenfeste Gelenkkopf (7) U-förmig ausgebildet ist, wobei der Transmissionshebel (11), das Abtastorgan (15) und die Vorspannfeder (10) zwischen den U-Schenkeln des Gelenkkopfes (7) gehäuse artig eingeschlossen sind.

4. Hinterrad-Kettenschaltung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am inneren Parallelo grammlenker (9) eine Gewindebohrung zur Aufnahme einer Einstellschraube (13) vorgesehen ist, die zur Einstellung der auf das Abtastorgan (15) wirkenden Kraft der Feder (10) am einen Ende des Transmissionshebels (11) anschlägt.

5. Hinterrad-Kettenschaltung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der U-förmige Gelenkkopf (7) außenseitig mit einer Kappe (7′) zur Ab deckung von äußeren Flächenteilen der inneren und äußeren Parallelogrammlenker (9, 16) versehen ist.