DE3813111A1

DE3813111A1 - Zahn eines kettenrades einer kettenradeinheit fuer eine gangschaltung

Info

Publication number: DE3813111A1
Application number: DE3813111A
Authority: DE
Inventors: Chung-Hsing Su; Shun-Chih Chen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-04-20
Filing date: 1988-04-19
Publication date: 1988-11-10
Also published as: IT8820236A0; US4773893A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kettenradeinheit für eine Gangschaltung, genauer gesagt eine Zahnkonstruktion eines Kettenrades einer Kettenrad-Freilaufeinheit für ein Fahrzeug, beispielsweise ein Fahrrad.

Fahrräder mit Gangschaltung sind heute populär, da man sie dadurch bei unterschiedlichen geografischen Gegebenheiten ge brauchen kann. Ein typisches mit einer Gangschaltung versehe nes Fahrrad besitzt eine Kettenrad- bzw. Zahnkranz-Freilauf einheit mit einer Vielzahl von Kettenrädern bzw. Zahnkränzen mit unterschiedlichen Zähnezahlen, die koaxial an einem Hinterrad montiert sind, sowie ein Übertragungselement, das mit Hilfe eines Seiles mit einem Betätigungsgriff verbunden ist. Durch Betätigung des Griffes kann eine Kette von einem Kettenrad zum anderen verschoben werden, d. h., die Kette kann von einem Kettenrad mit einer geringeren Zähnezahl auf ein anderes Kettenrad mit einer größeren Zähnezahl angehoben oder von einem Kettenrad mit mehr Zähnen auf ein anderes Kettenrad mit weniger Zähnen abgesenkt werden. Wie in Fig. 1 gezeigt, besitzen die Zähne 5 eines herkömmlich ausgebildeten Ket tenrades bzw. Zahnkranzes 4 üblicherweise eine Zahnspitze 6 mit rechteckigem Querschnitt, d. h. mit einem Querschnitt mit gleichmäßiger Umfangslänge und gleichmäßiger axialer Breite. Wenn eine Übertragungskette von einem der Räder auf das nächste Rad verschoben wird, ermöglicht eine derartige Zahn spitzenkonstruktion keine schnelle Freigabe der Kette von den Zähnen des vorhergehenden Rades bzw. keinen schnellen Ein griff der Kette mit den Zähnen des nächsten Rades, so daß ein relativ langer Umdrehungsweg erforderlich ist, um den Über tragungsvorgang der Kette zu beenden. In einigen Fällen kann die Kette nicht glatt auf das nächste Rad verschoben werden, was unerwünschte Reibungen in bezug auf die Zähne verursacht. Darüber hinaus ist es aufgrund der vorstehend erwähnten Zahn spitzenkonstruktion relativ schwierig, den Betätigungsgriff und das Übertragungselement so zu handhaben, daß diese in einer gewünschten Position eingestellt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kettenrad bzw. Zahnkranz mit einer neuartigen Zahnkonstruktion zur Ver wendung in Kettenradeinheiten von Gangschaltungen zu schaf fen, mit denen die vorstehend aufgezeigten Nachteile ver hindert werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Ketten radeinheit in Verbindung mit einer Kette für eine Gang schaltung vorgeschlagen, die eine Vielzahl von Kettenrädern umfaßt, die jeweils eine unterschiedliche Zähnezahl besitzen und koaxial benachbart zueinander montiert sind, so daß die Kette von einem Rad auf das andere Rad übertragen werden kann, wobei jeder Zahn durch eine Spitzenfläche, zwei Um fangsseiten und zwei Axialseiten begrenzt ist und eine Ein kerbung an einer von der Spitzenfläche, einer der Umfangs seiten und einer der Axialseiten gebildeten Ecke aufweist, so daß die Spitzenfläche eine Umfangskante mit reduzierter Um fangsabmessung und eine Axialkante mit reduzierter Axialab messung besitzt, wobei die Einkerbungen an der Vorderseite der Zähne in Drehrichtung der Kettenräder angeordnet sind.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind die Kettenräder derart montiert, daß die Zähnezahl allmählich von der kleinsten Zähnezahl zur größten Zähnezahl ansteigt, und die Einkerbun gen sind an der Vorderseite der Zähne in einer Richtung auf das Kettenrad mit der größten Zähnezahl zu angeordnet.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist die Abmessung der Umfangskante auf ¹/₃ der ursprünglichen Länge der Spitzenfläche und die Abmessung der Axialkante auf ½ der Originalbreite der Spitzenfläche reduziert.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht eines herkömmlich ausge bildeten Kettenrades;

Fig. 2 eine Ansicht einer Kettenrad-Freilauf einheit eines Fahrrades, bei der die vorliegende Erfindung Anwendung findet;

Fig. 3a eine perspektivische Ansicht eines er findungsgemäß ausgebildeten Kettenrades;

Fig. 3b eine perspektivische Ansicht eines Zahnes des Kettenrades der Fig. 3a;

die Fig. 4a bis 4c den Vorgang der Verschiebung einer Kette von einem Kettenrad mit einer kleineren Zähnezahl auf ein anderes Kettenrad mit der größten Zähnezahl;

die Fig. 5a bis 5c den Vorgang der Verschiebung einer Kette von einem Kettenrad mit der größten Zähnezahl auf ein anderes Kettenrad mit einer kleineren Zähnezahl;

Fig. 6 eine Ansicht einer anderen Ausführungs form eines Zahnes des Kettenrades; und

Fig. 7 eine Ansicht noch einer anderen Aus führungsform eines Zahnes des Ketten rades.

In den Fig. 2, 3a und 3b ist eine in herkömmlicher Weise angeordnete und ausgebildete Gangschaltung für ein Fahrrad dargestellt, die eine Kettenrad- bzw. Zahnkranz-Freilaufein heit 1 zum Schalten in verschiedene Gänge, ein mit der Ein heit 1 verbundenes Übertragungselement 2 und eine über die Einheit 1 laufende Kette 3 zur Kraftübertragung aufweist. Durch eine Betätigung eines Betätigungshebels des Fahrrades bewirkt das Übertragungselement 2, daß sich die Kette 3 von einem Kettenrad auf ein anderes verschiebt.

Die Kettenradeinheit 1 besitzt eine Vielzahl von Kettenrädern 10, die erfindungsgemäß ausgebildet sind. Jedes Kettenrad be sitzt eine andere Zähnezahl als die anderen Räder. Die Ket tenräder 10 sind derart koaxial montiert, daß die Zähnezahl allmählich in Richtung auf die Ebene des Hinterrades des Fahrrades ansteigt. Erfindungsgemäß besitzt jedes Kettenrad 10 an seinem Umfang Zahnvertiefungen 112 und Zähne 11, die jeweils mit einer Spitze 111 versehen sind, die eine Ein kerbung 113 aufweist. Jeder Zahnspitzenabschnitt 111 wird durch zwei Umfangsseiten 111 a, zwei Axialseiten 111 b und eine Spitzenfläche 111 c begrenzt, und jede Einkerbung 113 ist an einer Ecke angeordnet, die von einer der Umfangsseiten 111 a, einer der Axialseiten 111 b und der Spitzenflächen 111 c ge bildet wird. Vorzugsweise weist die mit einer solchen Ein kerbung versehene Zahnspitze 111 eine Axialkante 117 benach bart zur Einkerbung 113 auf, deren Abmessung auf ¹/₃ der ur sprünglichen Breite der Spitzenfläche 111 c reduziert ist, sowie eine Umfangskante 119 benachbart zur Einkerbung 113, deren Abmessung auf ½ der ursprünglichen Länge der Spitzen fläche 111 c reduziert ist. Die Einkerbung 113 ist so ange ordnet, daß sie von einer ersten Fläche 116 begrenzt wird, die sich in einer Ebene senkrecht zur Achse des Kettenrades 10 neigt, und von einem zweiten Schnitt 115, der sich senk recht zu der Ebene von der ersten Fläche zur Umfangsseite 111 a erstreckt und gekrümmt ist, so daß er von der Spitzen fläche 111 c bis zur Axialseite 111 b verläuft.

Wie in den Fig. 4a, 4b und 4c gezeigt, erstrecken sich die Kanten 117 der Zähne 11 des Kettenrades 10′, die eine redu zierte axiale Breite besitzen, in einfacher Weise in die Kette 3, wenn die Kette von einem linken Kettenrad 10 auf ein rechtes Kettenrad 10′, das die größte Zähnezahl besitzt, übertragen wird, und die geneigte Fläche 116 führt die Kette 3 derart, daß diese vom Kettenrad 10 angehoben wird, wodurch die Zähne des Kettenrades 10′ die Kette 3 sehr rasch ergrei fen können.

Wie die Fig. 5a, 5b und 5c zeigen, führen die Flächen 115 und die Kanten 118 der mit den Einkerbungen versehenen Zähne des Kettenrades 10′ die Kette 3 so, daß diese sich rasch vom Kettenrad 10′ trennen kann und auf das Kettenrad 10 abgesenkt wird, wenn die Kette vom linken Kettenrad 10′ auf das rechte Kettenrad 10 verschoben wird.

Wie Fig. 6 zeigt, kann die Einkerbung des Zahnes 11 des Ket tenrades 10 so angeordnet und ausgebildet sein, wie dies bei 113′ dargestellt ist, wobei die Einkerbung durch eine Fläche 116′ parallel zur Ebene, die senkrecht zur Achse des Rades 10 verläuft, und eine Fläche 115′, die sich senkrecht von der Fläche 116′ bis zur Umfangsfläche 111 a erstreckt und derart gebogen ist, daß sie von der Spitzenfläche 111 c bis zur axialen Seite 111 b verläuft, begrenzt wird.

Wie aus Fig. 7 hervorgeht, kann die Einkerbung des Zahnes 11 des Kettenrades 10 auch so angeordnet und ausgebildet sein, wie bei 113′′ gezeigt, wobei die Einkerbung von einer Fläche 114 a senkrecht zur Achse des Rades 10 und einer Fläche 114 b begrenzt wird, die sich senkrecht von der Fläche 114 a aus erstreckt und gekrümmt ist, so daß sie von der Spitzenfläche 111 c bis zur axialen Seite 111 b verläuft.

Claims

1. Zusammen mit einer Kette verwendbare Kettenradeinheit einer Gangschaltung mit einer Vielzahl von Kettenrädern bzw. Zahnkränzen, von denen jedes eine unterschiedliche Zähnezahl besitzt und die koaxial benachbart zueinander montiert sind, so daß die Kette von einem Kettenrad auf das andere verschoben werden kann, wobei jeder Zahn von einer Spitzenfläche, zwei Umfangsseiten und zwei Axial seiten begrenzt wird, dadurch gekenn zeichnet, daß der Zahn an einer von der Spitzen fläche (111 c), einer der Umfangsseiten (111 a) und einer der Axialseiten (111 b) gebildeten Ecke eine Einkerbung (113, 113′, 113′′) aufweist, so daß die Spitzenfläche (111 c) eine Umfangskante (119) mit reduzierter Umfangs abmessung und eine axiale Kante (117) mit reduzierter Axialabmessung aufweist, und daß die Einkerbungen (113, 113′, 113′′) an der Vorderseite der Zähne (11) in Dreh richtung der Kettenräder (10) angeordnet sind.

2. Kettenradeinheit nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kettenräder (10) der art montiert sind, daß die Zähnezahl allmählich von der kleinsten Zähnezahl bis zur größten Zähnezahl an steigt und daß die Einkerbungen (113, 113′, 113′′) an der Vorderseite der Zähne (11) in Richtung auf das eine Kettenrad (10) mit der größten Zähnezahl angeordnet sind.

3. Kettenradeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der Um fangskante (119) auf ¹/₃ der ursprünglichen Länge der Spitzenfläche (111 c) reduziert ist.

4. Kettenradeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der axialen Kante (117) auf ½ der ursprüng lichen Breite der Spitzenfläche (111 c) reduziert ist.

5. Kettenradeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einkerbung (113) von einer ersten Fläche (116), die in einer Ebene senkrecht zur Achse des entsprechenden Kettenrades (19) geneigt ist, und von einer zweiten Fläche (115) begrenzt wird, die sich senkrecht zu der Ebene von der ersten Fläche zu der einen Umfangsseite (111 a) erstreckt und derart gekrümmt ist, daß sie von der Spitzenfläche (111 c) bis zu der einen axialen Seite (111 b) verläuft.

6. Kettenradeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß jede Ein kerbung (113′′) von einer ersten Fläche parallel zu einer Ebene, die senkrecht zur Achse des entsprechenden Kettenrades (10) verläuft, und einer zweiten Fläche (114 b) begrenzt wird, die sich senkrecht von der ersten Fläche (114 a) bis zu der einen Umfangsseite erstreckt und derart gekrümmt ist, daß sie von der Spitzenfläche (111 c) bis zu der einen axialen Seite (111 b) verläuft.

7. Kettenradeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß jede Ein kerbung (113′) von einer ersten Fläche (116′), die parallel zu einer Ebene senkrecht zur Achse des ent sprechenden Kettenrades (10) verläuft, und einer zweiten Fläche (115′) begrenzt wird, die sich senkrecht von der ersten Fläche (116′) zu der einen Umfangsseite (111 a) erstreckt und derart abgewinkelt ist, daß sie von der Spitzenfläche (111 c) bis zu der einen axialen Seite (111 b) verläuft.