DD256855A1

DD256855A1 - SWITCHING DRIVE GEAR

Info

Publication number: DD256855A1
Application number: DD86298946A
Authority: DD
Inventors: Josef Jahn; Ralf Schedwill
Original assignee: Ifa Motorenwerke
Priority date: 1986-12-31
Filing date: 1986-12-31
Publication date: 1988-05-25
Also published as: DD256855C2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Aenderung des Uebersetzungsverhaeltnisses bei Kettentrieben und ist vor allem bei muskelgetriebenen Fahrzeugen anwendbar. Der Antriebszahnkranz besteht aus zwei in entgegengesetzte Richtungen weisenden, auf der Tretlagerwelle befestigten Auslegern, an denen je ein Zahnsegment in Rotationsebene schwenkbar angelenkt ist. Der am Umfang vorhandene Abstand zwischen den Zahnsegmenten wird von der Kette in frei gestreckter Laenge ueberbrueckt. Gleichfalls auf der Tretlagerwelle, aber drehbar gelagert, befindet sich ein Nocken. Eine zum Zahnsegment gehoerende Stuetzscheibe gleitet mit ihrem freien Ende auf dem Umfang des Nockens, der eine Relativverdrehung zum Antriebszahnkranz erfaehrt, wenn ein am Fahrzeugrahmen seitlich verschiebbar gelagerter Schaltstift waehrend der Antriebsbewegung in eine von mehreren Querbohrungen des Nockens gelangt. Mit der Rueckfuehrung des Schaltstiftes in seine Ausgangsposition ist der Schaltvorgang beendet. FigurThe invention relates to the change of the translation ratio in chain drives and is particularly applicable to muscle-powered vehicles. The drive sprocket consists of two pointing in opposite directions, fixed on the bottom bracket shaft arms, on each of which a toothed segment is pivotally articulated in rotation plane. The existing at the circumference distance between the tooth segments is bridged by the chain in a freely extended length. Also on the bottom bracket, but rotatably mounted, there is a cam. A support disc belonging to the toothed segment slides with its free end on the circumference of the cam, which experiences a relative rotation to the drive sprocket, when a laterally slidably mounted on the vehicle frame switching pin passes during the drive movement in one of a plurality of transverse bores of the cam. With the return of the switching pin to its original position, the switching process is completed. figure

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung ist zur Anwendung bei muskelgetriebenen Fahrzeugen (Fahrrädern) vorgesehen.The invention is intended for use in muscle-powered vehicles (bicycles).

Characteristic of the known state of the art

Es ist ein Antriebszahnkranz bekannt, der aus drei einzelnen Zahnsegmenten besteht. Im Zustand ihres größten wirksamen Durchmessers sind sie — auf den Umfang bezogen — etwa um das Maß ihrer Verzahnungslänge voneinander entfernt. In den freien Zwischenräumen verläuft die Kette gestreckt. Ein nach innen gerichteter Fortsatz jedes Zahnsegmentes trägt an seinem freien Ende ein Ritzel; alle drei Ritzel befinden sich im Eingriff mit einem zentralen Zahnrad, dessen Verdrehung dazu führt, daß die Zahnsegmente unter Verkleinerung ihres wirksamen Durchmessers über die Ritzel zum Zentrum hin bzw. an ihm vorbei bewegt werden. Die L-förmige Ausbildung des Zahnsegmentes mit Fortsatz bietet den nötigen Raum für das Ritzel des benachbarten Fortsatzes (US-PS 4,260,386; Int. Cl. F16 H 9/24).It is known a drive sprocket, which consists of three individual tooth segments. In the state of their largest effective diameter they are - based on the circumference - about the extent of their toothing length apart. In the free spaces, the chain is stretched. An inwardly directed extension of each toothed segment carries at its free end a pinion; All three pinions are engaged with a central gear, the rotation of which causes the toothed segments to be moved by reducing their effective diameter over the pinion toward the center or past him. The L-shaped design of the toothed segment with extension provides the necessary space for the pinion of the adjacent extension (US Patent 4,260,386, Int Cl.F16 H 9/24).

Die beschriebene Lösung ist infolge der vier benötigten Zahnräder einschließlich der unerläßlichen seitlichen Führungen für die Zahnsegmente sehr aufwendig. Zudem muß — insbesondere durch die unvermeidliche Verschmutzung — mit einer relativ großen Störanfälligkeit gerechnet werden, da außerdem die von der Kette auf die Zahnsegmente ausgeübte Radialkraft in der Regel von nur einem Zahn jedes Ritzels übertragen werden muß.The solution described is very complicated due to the four required gears including the essential lateral guides for the tooth segments. In addition, it must be expected - in particular by the inevitable contamination - with a relatively large susceptibility to failure, since in addition the force exerted by the chain on the tooth segments radial force must be transmitted usually by only one tooth of each pinion.

Object of the invention

Durch Anwendung der Erfindung soll ein schaltbarer Antriebszahnkranz ermöglicht werden, der sich mit geringerem Aufwand herstellen läßt und eine große funktionell Zuverlässigkeit aufweist.By applying the invention, a switchable drive sprocket is to be made possible, which can be produced with less effort and has a large functional reliability.

Explanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen für muskelgetriebene Fahrzeuge geeigneten Antriebszahnkranz zu schaffen, dessen wirksamer Durchmesser sich in kleinen Stufen auf einfache Weise verändern läßt und der bei jeder Übersetzung totpunktoptimiert funktioniert.The object of the invention is to provide a suitable for muscle-driven vehicles drive sprocket whose effective diameter can be changed in small steps in a simple manner and works optimized for each point translation point.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Tretlagerwelle mit zwei in entgegengesetzte Richtungen weisenden Auslegern verbunden ist, an deren freien Enden je ein in der Rotationsebene schwenkbares Zahnsegment angelenkt ist. Dieses besitzt eine nach innen gerichtete, auf dem Umfang eines Nockens, verdrehbar auf der Tretlagerwelle gelagert, gleitende Stützstrebe. Beide Enden jedes Zahnsegmentes sind zahnlos ausgebildet. Vorzugsweise das nicht am Ausleger angelenkte Ende jedes Zahnsegmentes ist nach innen gerundet ausgebildet. Eine zweckmäßige Vervollkommnung kann durch ein Zwischenglied erfolgen, das am freien Ende des Zahnsegmentes in der Rotationsebene verschwenkbar angelenkt, am Ausleger des anderen Zahnsegmentes verschiebbar abgestützt und mit einem der Kettenführung dienenden äußeren Profil versehen ist. Eine am Zahnsegment bzw. Zwischenglied angreifende Feder dient der Fixierung der schwenkbaren Teile sowie der Verstärkung des Kontakts zwischen Stützstrebe und Nocken. Der steuernde Umfang des Nockens besteht aus gegeneinander z. B. durch Vertiefungen abgesetzten, einen Rasteffekt bewirkenden Stufungen, deren Abstand zweckmäßigerweise auf die Kettenteilung abgestimmt ist. Die Seitenfläche des Nockens weist Querbohrungen auf, die parallel zur Tretlagerwelle verlaufen, zu dieser einen gleichen Abstand besitzen und für den Eingriff eines verschiebbar am Fahrzeugrahmens fixierten Schaltstiftes gedacht sind.According to the invention, this object is achieved in that the bottom bracket is connected to two pointing in opposite directions arms, at the free ends of each one pivotable in the plane of rotation toothed segment is articulated. This has an inwardly directed, on the circumference of a cam, rotatably mounted on the bottom bracket, sliding support strut. Both ends of each toothed segment are toothless. Preferably, the not hinged to the boom end of each toothed segment is formed rounded inside. A purposeful perfection can be done by an intermediate member which is pivotally articulated at the free end of the toothed segment in the plane of rotation, slidably supported on the arm of the other toothed segment and provided with an outer profile serving the chain guide. A force acting on the toothed segment or intermediate member spring serves to fix the pivotable parts and the reinforcement of the contact between the support strut and cam. The controlling scope of the cam consists of each other z. B. deposited by depressions, causing a latching effect gradations whose distance is suitably matched to the chain pitch. The side surface of the cam has transverse bores, which run parallel to the bottom bracket, have an equal distance to this and are intended for the engagement of a slidingly fixed to the vehicle frame switching pin.

Der Schaltvorgang wird mit dem manuell ausgelösten Eingriff des Schaltstiftes in eine der Querbohrungen des Nockens eingeleitet.The switching operation is initiated with the manually triggered engagement of the switching pin in one of the transverse bores of the cam.

Bei andauernder Betätigung des Kettentriebes kommt es zu einer Relativverdrehung des Nockens, der über seinen Außenumfang ein Verschwenken der Zahnsegmente und somit einen vergrößerten bzw. verkleinerten wirksamen Durchmesser derselben bewirkt. Danach ist der Schaltstift in seine Ausgangslage zu rückzuführen. Das Schalten ist nicht auf die nächstfolgende Stufe beschränkt und kann in jeder Drehrichtüng erfolgen.With continuous operation of the chain drive, there is a relative rotation of the cam, which causes about its outer periphery a pivoting of the tooth segments and thus an enlarged or reduced effective diameter thereof. Thereafter, the switching pin is to be returned to its original position. The switching is not limited to the next step and can be done in any direction.

embodiment

Anhand einer Zeichnung, die einen Antriebszahnkranz eines Kettentriebes in Seitenansicht zeigt, wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.Reference to a drawing showing a drive sprocket of a chain drive in side view, an embodiment of the invention is explained in detail.

Auf der Tretlagerwelle 1 sind neben dem Kurbelarm 2 die Ausleger 3 so befestigt, daß sie in entgegengesetzte Richtungen weisen. An den freien Endender Ausleger 3 befinden sich Gelenkpunkte 4für in der Rotationsebene schwenkbare Zahnsegmente 5. Jedes Zahnsegment 5 besitzt eine zur Tretlagerwelle 1 gerichtete Stützstrebe 6, die auf dem Umfang eines Nockens 7 aufliegt, der drehbar auf der Tretlagerwelle 1 sitzt. Der Umfang des Nockens 7 besteht aus einzelnen, durch Vertiefungen voneinander abgesetzten Stufungen 8, so daß beim Verdrehen des Nockens 7 ein Rasteffekt entsteht. Die Stufungen 8 entsprechen zweckmäßigerweise der Kettenteilung. Um ein Verdrehen zu ermöglichen, weist der Nocken 7 in die Seitenfläche eingebrachte Querbohrungen 9 auf, die im Wirkungsbereich eines am Fahrzeugrahmen verschiebbar befestigten Schaltstiftes liegen. Gelangt der Schaltstift durch den Schaltvorgang in eine dieser Querbohrungen 9, dann kommt es infolge der andauernden Antriebsbewegung von Kurbelarm 2 bzw. Auslegern 3 zu einer Relativverdrehung des Nockens 7 und die Stützstreben 6 gleiten auf die nächste Stufung 8, was eine veränderte Übersetzung zur Folge hat. Eine am freien Ende des Zahnsegmentes 5 sowie am anderen Ausleger 3 angelenkte Feder 10 sorgt für eine gleichmäßige Auflage der Stützstrebe 6 auf dem Umfang des Nockens 7 (obere Hälfte des Ausführungsbeispieles).On the bottom bracket 1, in addition to the crank arm 2, the arms 3 are fixed so as to face in opposite directions. Each toothed segment 5 has a directed towards the bottom bracket 1 support strut 6, which rests on the circumference of a cam 7 which is rotatably mounted on the bottom bracket 1. The circumference of the cam 7 consists of individual stepped recesses 8 stepped by depressions, so that upon rotation of the cam 7, a latching effect arises. The gradations 8 suitably correspond to the chain pitch. To allow twisting, the cam 7 has introduced into the side surface transverse bores 9, which are in the range of action of a displaceably mounted on the vehicle frame switch pin. If the switching pin by the switching operation in one of these transverse bores 9, then it comes as a result of the ongoing drive movement of the crank arm 2 or arms 3 to a relative rotation of the cam 7 and the support struts 6 slide on the next gradation 8, resulting in a modified translation result , A hinged at the free end of the toothed segment 5 and the other arm 3 spring 10 ensures a uniform support of the support strut 6 on the circumference of the cam 7 (upper half of the embodiment).

Den Abstand zwischen den Zahnsegmenten 5 überbrückt die Kette 14 in frei gestrecktem Zustand. Sofern der Kurbelarm 2 so angeordnet ist, daß er diesen freien Kettenabschnitt kreuzt, kommt es bei den vertikal orientierten Stellungen des Kurbelarmes 2 zu günstigeren Hebelverhältnissen gegenüber dem üblicherweise kreisförmigen Zahnkranz.The distance between the toothed segments 5 bridges the chain 14 in a freely stretched state. If the crank arm 2 is arranged so that it crosses this free chain section, it comes in the vertically oriented positions of the crank arm 2 to more favorable leverage over the usually circular sprocket.

In der unteren Hälfte des Ausführungsbeispieles wird gezeigt, daß ein am freien Ende eines Zahnsegments 5 angelenktes Zwischenglied 11 bis zum Ausleger 3 des anderen Zahnsegments 5 reicht, dort zwischen Stiften 12 fixiert ist und durch eine Feder 13 unter Spannung gehalten wird. Das Zwischenglied 11 dient der Kettenführung.In the lower half of the embodiment it is shown that an articulated at the free end of a toothed segment 5 intermediate member 11 extends to the boom 3 of the other toothed segment 5, is fixed there between pins 12 and is held by a spring 13 under tension. The intermediate member 11 serves the chain guide.

Claims

1. Switchable drive sprocket, consisting of individual, together a uniformly interrupted circumference forming tooth segments, each having a radially inwardly oriented projection with attached pinion, which allows by engaging in a central, adjustable gear enlargement or reduction of the chain effective diameter, characterized characterized in that the bottom bracket (1) on the drive side has two together an elongated angle-forming arm (3), at the free ends of each pivoting in the plane of rotation toothed segment (5) is hinged, an inwardly directed, on the circumference of a Having on the bottom bracket (1) rotatably seated cam (7) sliding support strut (6).

2. drive sprocket according to claim 1, characterized in that both ends of each toothed segment (5) are toothless.

3. drive sprocket according to claim 1 and 2, characterized in that preferably not hinged to the boom (3) end of each toothed segment (5) expires inwardly rounded.

4. drive sprocket according to claim 1 to 3, characterized in that the free end of the toothed segment (5) has a pivot point for a on the boom (3) of the other toothed segment (5) slidably supported intermediate member (11).

5. drive sprocket according to claim 4, characterized in that the intermediate member (11) has a chain guide serving outer profile.

6. Drive sprocket according to claim 1 to 5, characterized in that the toothed segment (5) or intermediate member (11) a contact of the support strut (6) and cam (7) reinforcing spring (10, 13) engages.

7. drive sprocket according to claim 1 to 6, characterized in that the with the support strut (6) contacting the circumference of the cam (7) from each other z. B. offset by depressions, a latching effect causing gradations (8).

8. drive sprocket according to claim 1 to 7, characterized in that the side surface of the cam (7) parallel with uniform distance to the bottom bracket (1) arranged transverse bores (9), which are within the range of action on the vehicle frame slidably arranged switching pin.