DE1214965B

DE1214965B - Rear derailleur with stepless speed control

Info

Publication number: DE1214965B
Application number: DEP28980A
Authority: DE
Inventors: Christian Frederik Prins
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-03-14
Filing date: 1962-03-14
Publication date: 1966-04-21

Description

Schaltwerk mit stufenloser Drehzahlregelung Die Erfindung betrifft ein Schaltwerk mit stufenloser Drehzahlregelung, umfassend eine Antriebswelle, mindestens einen zylindrischen und zur Welle exzentrischen Primärnocken auf dieser Welle, einen Sekundämocken in Form eines zylindrischen Körpers mit exzentrischer Bohrung auf dem Sekundärnocken, einen an dem Primärnocken und an dem Sekundärnocken mittelbar oder unmittelbar angreifenden Fliehkraftregler zur Veränderung der relativen Winkellage des Sekundämockens, bezogen auf den Primärnocken, und damit der Exzentrizität des Sekundärnockens, bezogen auf die Antriebswelle in Abhängigkeit von deren Drehzahl', sowie einen an dem Sekundärnocken anliegenden Nockenfolger.Derailleur with infinitely variable speed control The invention relates to a rear derailleur with infinitely variable speed control, comprising a drive shaft, at least a cylindrical primary cam, which is eccentric to the shaft, on this shaft, a Secondary cam in the form of a cylindrical body with an eccentric bore the secondary cam, one on the primary cam and one on the secondary cam indirectly or directly acting centrifugal governor to change the relative angular position of the secondary cam, based on the primary cam, and thus the eccentricity of the Secondary cam, based on the drive shaft depending on its speed ', and a cam follower resting on the secondary cam.

Bei einem bekannten Schaltwerk mit stufenloser Drehzahlregelung ist auf einer mit einer Eingangswelle vereinigten Drehscheibe ein Fliehgewichtssystein angeordnet, bestehend aus zwei durch ein Gelenkparallelogramm miteinander verbundenen Fliehgewichten. An dem einen der Fliehgewichte ist eine relativ zur Eingangswelle exzentrisch verstellbare Hülse angeformt, und auf dieser Hülse sitzt ein Führungsring, dessen Exzentrizität gegenüber der Eingangswelle der jeweiligen Exzentrizität der Hülse entspricht. Auf dem Ring sind durch eine Reihe von Gleitsteinen die Enden von Kurbeln geführt; diese Kurbeln sind stationär gelagert. Solange die Hülse keine Exzentrizität gegenüber der Eingangswelle besitzt, führen die Kurbeln keine Bewegung aus. Wenn infolge einer Verschiebung des Fliehgewichtssystem bei steigender Drehzahl die Hülse und damit der auf ihr gelagerte Ring eine exzentrische Lage gegenüber der Eingangswelle einnimmt, beginnen die Kurbeln eine schwingende Bewegung. Diese schwingende Bewegung kann auf eine Ausgangswelle über Freiläufe übertragen werden.In a known rear derailleur with stepless speed control is a centrifugal weight system on a turntable combined with an input shaft arranged, consisting of two interconnected by a joint parallelogram Flyweights. On one of the flyweights there is one relative to the input shaft eccentrically adjustable sleeve, and a guide ring sits on this sleeve, whose eccentricity relative to the input shaft of the respective eccentricity of Sleeve corresponds. The ends are on the ring through a series of sliding blocks guided by cranks; these cranks are stationary. As long as the sleeve is no Eccentricity with respect to the input shaft, the cranks do not move the end. If as a result of a shift in the flyweight system with increasing engine speed the sleeve and thus the ring mounted on it an eccentric position opposite the input shaft, the cranks begin a swinging motion. These oscillating motion can be transmitted to an output shaft via freewheels.

Bei dieser bekannten Einrichtung führt die geringste Drehzahlerhöhung zu einer sehr starken Veränderung der Exzentrizität der Hülse und damit des Ringes; die Fliehkraftregelung spricht daher abrupt auf eine Drehzahländerung an.In this known device, the slightest increase in speed results to a very strong change in the eccentricity of the sleeve and thus of the ring; the centrifugal control therefore reacts abruptly to a change in speed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Schaltwerk in einer Weise auszugestalten, daß der Fliehkraftregler möglichst feinfühlig auf Drehzahländerungen anspricht. Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Fliehkraftregler einen flexiblen Zugstrang umfaßt, welcher an radial abstehenden, mit dem Primärnocken und dem Sekundärnocken unverdrehbar vereinigten Hebelarmen angreift und unter der Einwirkung mindestens eines Fliehgewichtes steht. Wenn der Zugstrang infolge der an ihm mit wechselnder Fliehkraft angreifenden Fliehgewichte verschoben wird, so bewirkt er eine relativ langsame Relativbewegung des Primärnockens und des Sekundämockens, so daß die Veränderung der Exzentrizität des Sekundämockens in Abhängigkeit von der Fliehkraft und damit von der Drehzahl relativ langsam, d. h. mit flacher Drehzahl-Exzentrizitätsänderungscharakteristik, vor sich geht.The invention is based on the object of designing such a switching mechanism in such a way that the centrifugal governor responds as sensitively as possible to changes in speed. The object is achieved in that the centrifugal governor comprises a flexible tension cord which engages radially protruding lever arms which are non-rotatably combined with the primary cam and the secondary cam and is under the action of at least one flyweight. If the tension cord is shifted as a result of the flyweights acting on it with alternating centrifugal force, it causes a relatively slow relative movement of the primary cam and the secondary cam, so that the change in the eccentricity of the secondary cam is relatively slow depending on the centrifugal force and thus on the speed, i.e. . H. with a flat speed-eccentricity change characteristic, is going on.

Der mit dem Primärnocken mittelbar oder unmittelbar verbundene Hebelarrn kann von einer zur Antriebswelle koaxialen Nabe gebildet sein, auf welcher der flexible Zugstrang aufgewickelt ist.The lever arm directly or indirectly connected to the primary cam can be formed by a hub coaxial with the drive shaft, on which the flexible Tensile cord is wound.

Der flexible ZugStrang kann beispielsweise von einer Kette gebildet sein.The flexible pull cord can be formed by a chain, for example be.

Die Figuren erläutern die Erfindung. Es stellt dar F i g. 1 die perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Untersetzungsgetriebes bei abgenommenem Deckel, F i g. 2 einen Schnitt durch das Getriebe der F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt nach Linie IV-IV der F i g. 2, F i g. 4 einen Schnitt nach Linie V-V der F i g. 2, F i g. 5 einen Schnitt nach Linie VI-VI der F i g. 4 unter Weglassung des links gelegenen Deckels und einer Fühungskulisse, F i g. 6 eine der F i g. 5 entsprechende Ansicht mit der Führungskulisse, F i g. 7 einen Schnitt nach Linie VM-VIII der F i g. 4, F i g. 8 eine perspektivische Ansicht von Anschlägen, durch welche die Ausgangsgeschwindigkeit verstellbar ist, F i g. 9 eine andere Vorrichtung zur Steuerung der Ausgangsgeschwindigkeit.The figures explain the invention. It represents F i g. 1 shows the perspective view of a reduction gear according to the invention with the cover removed, FIG. 2 shows a section through the transmission of FIG. 1, Fig. 3 shows a section along line IV-IV of FIG. 2, Fig. 4 shows a section along line VV of FIG. 2, Fig. 5 shows a section along line VI-VI in FIG. 4 omitting the cover on the left and a guide gate, F i g. 6 one of the F i g. 5 corresponding view with the guide link, F i g. 7 shows a section along line VM-VIII in FIG. 4, fig. 8 is a perspective view of stops by means of which the output speed can be adjusted, FIG. 9 shows another device for controlling the output speed.

F i g. 1 zeigt perspektivisch ein Untersetzungsgetriebe mit einem Gehäuse 31 und einem abgenommenen Deckel 32. In F i g. 2 erkennt man einen Schnitt mit einer Metallbandkapplung 35, die bei 36 angelenkt und bei 37 verankert ist; das Metallband umgreift eine Welle 38 mit einem Aufsatz 39. Beim Hochgehen eines Nockenfolgers 46 ergreift das Band die Welle an dem Aufsatz 39 und dreht sie um eine bestimmte Strecke; beim Heruntergehen des Nockenfolgers hört die Kupplung des Bandes mit dem Wellenaufsatz auf, und das Band kehrt in eine unwirksame Stellung zurück. Dank der Verwendung zweier Metallbandkupplungen, deren Betriebsweise um 180, phasenverschoben ist, wird die Welle in ständigem Umlauf gehalten. Natürlich können auch inehr als zwei Metallbandkapplungen eingesetzt werden. Gemäß F i g. 3 ist die Welle 38 in Kugellagern 40 des Gehäuses 31 gelagert.F i g. 1 shows in perspective a reduction gear with a housing 31 and a removed cover 32. In FIG. 2 shows a section with a metal band cap 35 which is hinged at 36 and anchored at 37; the metal band engages around a shaft 38 with an attachment 39. When a cam follower 46 goes up, the band grips the shaft on the attachment 39 and rotates it a certain distance; when the cam follower goes down, the coupling of the belt to the shaft attachment ceases and the belt returns to an inoperative position. Thanks to the use of two metal band couplings, the mode of operation of which is 180 ° out of phase, the shaft is kept in constant rotation. Of course, more than two metal band caps can also be used. According to FIG. 3 , the shaft 38 is mounted in ball bearings 40 of the housing 31.

Wie aus F i g. 2 zu ersehen, werden die Metallbandkupplungen gegenüber dem Wellenaufgatz 38 durch Einstellvorrichtungen 41 eingestellt. Durch Fedem 42 ist das Metallband in die unwirksame Stellung vorgespannt.As shown in FIG. 2, the metal band couplings are adjusted with respect to the shaft attachment 38 by adjusting devices 41. The metal band is biased into the inoperative position by springs 42.

Mit der Antriebswelle 43 ist ein Priinämocken 44 vereinigt, auf dem wiederum Sekundämocken 45 angeordnet ist. Der Nockenfolger 46 ist von einem Ring gebildet und nimmt ein Kugellager 47 auf, welches auf dem Sekundämocken 45 gelagert ist. Der Nockenfolger ist bei 48 gelenkig mit dem MetaRband vereinigt.With the drive shaft 43, a Priinämocken 44 is combined on which in turn secondary cams 45 is arranged. The cam follower 46 is of a ring is formed and receives a ball bearing 47 which is mounted on the secondary cam 45 is. The cam follower is articulated to the MetaRband at 48.

Ein FliehkraftQinstellsystem 50 gemäß F i g. 4 hat die Aufgabe, den Hub der Nockenfolger zu steuern. Die Welle 43 ist in Kugellagern 51 an den Seitenwandungen des Gehäuses 31 gelagert. Die in Kugellagern 5 an eordneten, Gelenkpunkte 48, in denen 12 - g Nockenfolger 46 und Metallbandkupplungen 35 miteinander vereinigt sind, oszillieren in der Richtung von Pfeilen 54. Der Sekundämocken 45 ist mit einem Arm 55 vereinigt.A centrifugal force adjustment system 50 according to FIG. 4 has the task of controlling the stroke of the cam followers. The shaft 43 is mounted in ball bearings 51 on the side walls of the housing 31. The pivot points 48, arranged in ball bearings 5 , in which 12 - g cam follower 46 and metal band couplings 35 are combined with one another, oscillate in the direction of arrows 54. The secondary cam 45 is combined with an arm 55.

Das Fliehkrafteinstellsystem 50 umfaßt zwei in Abstand voneinander gehaltene Seitenplatten 6, welche auf Wellenans4tzen 5-3 angeordnet sind -und durch Flansche 57 der Ansätze 53 in gegenseitigem Abstand gehalten werden. Jede der Seitenplatten 56 weisen eine Nabe 58 auf, auf der jeweils die Hälfte eines Schwungrades 59 gelagert ist. Die beiden Schwungradhälften sind miteinander durch Schrauben 60 und durch Schrauben 61 mit den Seitenplatten 56 verbunden. Das Schwangrad 59 hat radiale Speichen 62 (F i g. 5), zwischen denen Kammern 63 gebildet sind, welche Fliehgewichte 64 aufnehmen; zwischen den den einzelnen Schwungradhälften zugehörigen Speichenhälften sind Durchgänge für die Aufnahme einer Kette 66 gebildet. Das Schwungrad 59 ist mit den Armen 55 der Nocken 45 dadurch gekuppelt, daß Gelenkschuhe 67 dieser Arme 55 in Schlitze 68 der Seitenplatten 56 eingreifen.The centrifugal adjustment system 50 comprises two spaced apart side plates 6 which are arranged on shaft extensions 5-3 and are held at a mutual distance by flanges 57 of the extensions 53. Each of the side plates 56 have a hub 58 on which half of a flywheel 59 is mounted. The two flywheel halves are connected to one another by screws 60 and to the side plates 56 by screws 61 . The swing wheel 59 has radial spokes 62 ( FIG. 5), between which chambers 63 are formed which accommodate flyweights 64; Passages for receiving a chain 66 are formed between the spoke halves belonging to the individual flywheel halves. The flywheel 59 is coupled to the arms 55 of the cams 45 in that joint shoes 67 of these arms 55 engage in slots 68 in the side plates 56.

Die Kette 66 verläuft außerdem durch ähnliche Zwischenräume 69 zwischen den Schenkeln 45 von Fliehgewichten 64 hindurch, die in ihrem Querschnitt U-förmig ausgebildet sind (F i g. 4). Die Kette ist in den Zwischenräumen 65 unter Bolzen 70 der Fliehgewichtschenkel hindurchgeführt und in den Zwischenräumen 69 über ähraicheWalzen 71 geführt. Die Bolzen 71 stehen mit ihren Enden über die Fliehgewichte seitlich vor und greifen in Radialführungsschlitze 72 in den Seitenplatten 56 ein. Außerdem weist jedes Flieligewicht einen weiteren Führungsstift 73 auf, welche ebenfalls in die Führungsschlitze 72 eingreifen und die Lage der Fliehgewichte stabilisieren.The chain 66 also runs through similar spaces 69 between the legs 45 of flyweights 64, which are U-shaped in cross-section ( FIG. 4). The chain is passed in the interstices 65 under bolts 70 of the flyweight legs and is guided in the interstices 69 over similar rollers 71. The ends of the bolts 71 protrude laterally beyond the flyweights and engage in radial guide slots 72 in the side plates 56 . In addition, each centrifugal weight has a further guide pin 73 , which likewise engage in the guide slots 72 and stabilize the position of the centrifugal weights.

Die Kette ist mit ihrem-einen Ende an dem Wellenaufsatz 53 in dem Zwischenraum zwischen den Flanschen 57 angelenkt. In diesen Flanschen 57 ist eine Reihe von Löchern 74 vorgesehen, welche die Verankerung der Kette in verschiedenen Positionen ermöglichen. Eine zentrale Ringkippe 75 in dem Zwisr.he,nraum zwischen den Flanschen 57 dient als Führungsfläche für die, Kette. Von dem Wellenaufsatz 53 aus ist die Kette, nacheinander die Folge wiederholend, über einen schwungradfesten Bolzen 76, einen Fliehgewichtsbolzen 71 und unter einem Schwungradbolzen 70 hindurch geführt. Das freie Ende der Kette ist an einem schwungradfesten Bolzen 70 verankert, Auf diese Weise ist das eine Ende der Kette über den Wellenaufsatz 53 fest mit den Primärnocken 44 vereinigt und andererseits mit den Sekundämocken 45 über das Schwungrad 59, das relativ zu den Seitenplatten 56 unbeweglich ist, während diese wiederum mit den Sekundärnocken 45 über die Arme 55 und die Schuhe 67 gekuppelt sind.One end of the chain is hinged to the shaft attachment 53 in the space between the flanges 57. A series of holes 74 are provided in these flanges 57 to enable the chain to be anchored in various positions. A central annular tip 75 in the intermediate space between the flanges 57 serves as a guide surface for the chain. From the shaft attachment 53 , the chain is passed, repeating the sequence one after the other, over a bolt 76 fixed to the flywheel , a flywheel bolt 71 and under a flywheel bolt 70 . The free end of the chain is anchored to a bolt 70 fixed to the flywheel.In this way, one end of the chain is firmly united with the primary cams 44 via the shaft attachment 53 and, on the other hand, with the secondary cams 45 via the flywheel 59, which is immovable relative to the side plates 56 while these are in turn coupled to the secondary cams 45 via the arms 55 and the shoes 67.

Um sicherzustellen, daß die FliehgQwichte 64 im Betrieb alle gleichmäßig nach außen wandern, sind Führungskulissen 77 zwischen das Schwungrad und die Seitenplatten eingelegt, die auf den Naben 78 der Schwungradteile unabhängig von dem Schwungrad verdrehbar sind. Wie aus F i g. 6 ersichtlich, sind die Führungskulissen mit schräggestellten Führungsschlitzen 79 verse ,hen, durch welche die Enden der Stifte, 71 hindurchtreten. Wenn die Fliehgewichte sich nach außen bewegen, so verdrehen sie die Führungskulissen und verschieben sich dabei in den Führungsschlitzen 72 der Seitenplatten.In order to ensure that the centrifugal weights 64 all migrate evenly outwards during operation, guide links 77 are inserted between the flywheel and the side plates , which can be rotated on the hubs 78 of the flywheel parts independently of the flywheel. As shown in FIG. 6 , the guide links are verses with inclined guide slots 79, through which the ends of the pins, 71 pass. When the flyweights move outward, they twist the guide slots and move in the guide slots 72 of the side plates.

Die Exzentrizität des Sekundämockens 45 gegenüber der Längsachse der Welle wird durch Einstellung von Anschlägen 80 und 81 auf der Welle bzw. den Nocken bestimmt, Dadurch, daß man die beiden Anschläge 80 und 81 im stationären Zustand der Welle relativ zueinander verstellt, bewirkt man, daß ein mehr oder weniger großer Teil der Kette 66 auf dem Wellenaufsatz 53 aufgewickelt ist. Je kleiner der Kettenabschnitt ist, der auf die Welle aufgewickelt ist, um so weiter können sich die Fliehgewichte nach außen bewegen und um so größer ist die Exzentrizit4t. Dies ergibt sich aus einer Betrachtung der F i g. 5 und 6. Die Bewegung der FUehgewichte nach außen bewirkt, daß die Nocken sieh relativ zueinander verdrehm, so lange, bis die Anschläge 80 und 81 in Wechselwirkung treten, Damit ist der Hub der Noc,kenfolger festgelegt.The eccentricity of the Sekundämockens 45 with respect to the longitudinal axis of the shaft is determined by adjustment of stops 80 and 81 on the shaft or the cam By having adjusted the two stops 80 and 81 in the stationary state of the shaft relative to each other causes one that a more or less large part of the chain 66 is wound on the shaft attachment 53. The smaller the chain section that is wound on the shaft, the further the flyweights can move outwards and the greater the eccentricity. This is apparent from a consideration of the F i g. 5 and 6. The outward movement of the foot weights causes the cams to rotate relative to one another until the stops 80 and 81 interact. The stroke of the cam follower is thus determined.

Beim Auftreten von überlastung#m bewirkt der e s undämockens Nockenfolger 46 ein Bremsung de Sek 45, und diese Bremsung führt zu einer Verlangsamung des Arms 55, Die Anschläge 80 und 81 laufen mit der Welle wi#,iter, so daß ein Stück Kette eingeholt wird und der Positionsradius der Fliehgewichte sich verringert. Gleichzeitig wird die Exzentrizität der Sekundämocken gegenüber der Wellenachse herabgesetzt. Wenn die überlastung sehr groß ist, so kann die Exzentrizität vollständig aufgehoben werden, so daß der Hub des Nockenfolgers Null wird.When overload # m occurs, the es undämockens cam follower 46 causes a braking de Sek 45, and this braking leads to a slowing down of the arm 55, the stops 80 and 81 run with the shaft wi #, iter, so that a piece of chain is caught up and the position radius of the flyweights is reduced. At the same time, the eccentricity of the secondary cams relative to the shaft axis is reduced. If the overload is very large, the eccentricity can be completely canceled so that the lift of the cam follower becomes zero.

Bei laufender Welle 43 läßt sich gemäß F i g. 4 und 8 die Exzentrizität des Sekundämockens 45 gegenüber der Achsenwelle 43, mit der über eine Buchse 82, 83 ein Anschlag 81 fest verbunden ist, welche mit einem Anschlag 80 des Sekundämockens 45 zusammenwirkt, mit Hilfe eines in einem Gehäuse 93 axial verschiebbaren Gewinderinges 100, eines in diesem Gewindering drehbar angeordneten Sternes 90, zwischen dessen Arme ein Käfig 92 greift, der mit der Buchse 83 und damit mit dem Anschlag 81 fest verbunden ist, und mit Hilfe einer Schrägverzahnung 88 an dem einen Ende der Welle 43 einstellen. Die Einstellung erfolgt dabei durch Verdrehen des Gehäuses 93. With the shaft 43 running, according to FIG. 4 and 8 the eccentricity of the secondary cam 45 with respect to the axle shaft 43, to which a stop 81 is fixedly connected via a bushing 82, 83 which interacts with a stop 80 of the secondary cam 45, with the aid of a threaded ring 100 axially displaceable in a housing 93, a star 90 rotatably arranged in this threaded ring, between the arms of which a cage 92 engages, which is firmly connected to the bushing 83 and thus to the stop 81 , and set with the help of helical teeth 88 at one end of the shaft 43. The setting is made by turning the housing 93.

Gemäß F i g. 9 kann auch eine Einstellvorrichtung vorgesehen werden, die nur im Stillstand des Getriebes betätigt werden kann. Der Anschlag 81 und die zugehörige Buchse 83 sind fest mit einer Einstellscheibe 105 vereinigt, während eine Gegenscheibe 106 fest mit der Welle 43 verbunden ist. Bei dem vorstehend beschriebenen Untersetzungsgetriebe hängt die Geschwindigkeitsregelung von der Dauer des Eingriffs der Metallbandkupplungen an der Welle während jedes Nockenumlaufs ab. Die Frequenz des Nockenfolgers bleibt bei gleichbleibender Drehzahl der Eingangswelle immer dieselbe, unabhängig vom Nockenfolgerhub. Die Größe des Nockenfolgerhubes macht sich also nur insofern bemerkbar, als die Zeitspanne verändert wird, während welcher die Metallbandkupplung wirksam ist. Bei kleinem Nockenfolgerhub ist diese Zeitspanne nur sehr klein, so daß die Umlaufgeschwindigkeit der Ausgangswelle entsprechend klein ist. Andererseits ist bei großem Nockenfolgerhub die Bewegung der angetriebenen Ausgangswelle pro Nockenumlauf entsprechend größer.According to FIG. 9 , an adjusting device can also be provided which can only be actuated when the transmission is at a standstill. The stop 81 and the associated bushing 83 are firmly combined with an adjusting disk 105 , while a counter disk 106 is firmly connected with the shaft 43. In the above-described reduction gear, the speed control depends on the duration of the engagement of the metal band clutches on the shaft during each cam revolution. The frequency of the cam follower always remains the same if the speed of the input shaft remains the same, regardless of the cam follower stroke. The size of the cam follower stroke is therefore only noticeable insofar as the period of time is changed during which the metal band coupling is effective. With a small cam follower stroke, this time span is only very short, so that the rotational speed of the output shaft is correspondingly low. On the other hand, with a large cam follower lift, the movement of the driven output shaft per cam revolution is correspondingly greater.

Claims

Claims: 1. Switching mechanism with continuously variable speed control, comprising a drive shaft, at least one cylindrical primary cam eccentric to the shaft on this shaft, a secondary cam in the form of a cylindrical body with an eccentric bore on the secondary cam, one on the primary cam and one on the secondary cam directly or indirectly engaging governor for changing the relative angular position of the secondary cam, relative to the primary cam, and hence the eccentricity of the Sekundämockens, based on the drive shaft as a function of its rotational speed, and a voltage applied to the secondary cam follower, d a d u rch g e k ennzeichnet that the centrifugal governor comprises a flexible tension cord (66) which engages radially protruding levers (53, 70) which are non-rotatably combined with the primary cam (44) and the secondary cam (45) and is under the action of at least one flyweight (64).

2. Switching mechanism according to claim 1, characterized in that the lever arm directly or indirectly connected to the Prirnämocken is a hub coaxial with the drive shaft, on which the flexible tension cord is wound. 3. Switching mechanism according to claim 1 or 2, characterized in that the flexible tension cord is a chain (66) .

Considered publications: German Patent Specifications No. 868 389, 916 866.