DE69202812T2 - Zusammenbau eines mehrstufigen Kettenrades für ein Fahrrad. - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung
• 1. Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kettenradeinbaueinheit zur Lagerung einer Vielzahl von Kettenrädern eines Fahrrads zur Verwendung am Hinterrad des Fahrrads.
2. Beschreibung des Stands der Technik
• Mit einer erhöhten Anzahl von Gängen, die von einem Kettenumwerfer eines heutigen Fahrrads geschaffen werden, umfaßt ein Mehrstufenkettenrad eine erhöhte Anzahl von Zähnen, die jetzt 5 bis 7 beträgt. Es gibt einen Bedarf an einer vereinfachten Einbaustruktur und einem leichten Einbauverfahren. Um diese Erfordernisse zu erfüllen, weist die Mehrstufenkettenradeinheit für das Hinterrad, die in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Kokai JP-U-63004893 veröffentlicht ist, in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff von Anspruch 1 eine Vielzahl von Kettenrädern in der Form von Ringplatten auf, die der Reihe nach auf einer zylindrischen Nabe mit Abstandshaltern dazwischen angeordnet sind. Jedes Kettenrad ist mit einem dazugehörigen Abstandshalter mittels Schrauben oder dergleichen verbunden. Schiebekeile sind zwischen den Kettenrädern und der Nabe ausgebildet, um eine relative Drehung dazwischen positiv zu verhindern. Da diese Einheit bei dem Hinterrad eines Fahrrads verwendet wird, muß der Antrieb zwischen der Hinterradachse und der Nabe durch einen Einwegmechanismus übertragen werden. Für diesen Zweck ist die Nabe als äußerer Laufring einer Einwegkupplung ausgebildet, und die Einwegkupplung und der innere Laufring sind an einem Innenumf ang der Nabe angeordnet.
• Bei dieser Mehrstufenkettenradeinheit befinden sich die Zähne des größten Kettenrads in einem beträchtlichen Abstand von der Nabe, und dieses Kettenrad benötigt eine ausreichende Dicke um zu Zeiten einer Drehkraftübertragung eine Deformierung zu vermeiden. Dies führt zu einem erhöhten Gewicht. Falls die Nabe so ausgebildet ist, daß sie einen groben Außendurchmesser hat, muß, um die radiale Länge des Kettenrads selbst zu verringern, die Nabe eine vergrößerte Dicke aufweisen, da die Hinterradachse eine Standardgröße hat, was wiederum zu einem erhöhten Gewicht führt.
• Außerdem muß für die Verwendung von Abstandshaltern zur Einstellung der Einbaustufenhöhe eine Vielzahl von Abstandshaltern mit großer Präzision hergestellt werden. Die Zusammenbauarbeit wird auch mit der Erhöhung der Zahl der Kettenrädern mühsam.
Zusammenfassung der Erfindung
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Kettenradeinbaueinheit mit einer Vielzahl von Kettenrädern in Ringform für ein Fahrrad, insbesondere für das Hinterrad des Fahrrads, die leicht zusammengebaut werden kann und leicht sein kann.
• Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Mehrstufenkettenradeinbaueinheit gemäß den Merkinalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Insbesondere ist vorgesehen eine Nabe mit einer Achse, einer vorderen Stirnfläche und einer hinteren Stirnfläche, eine Vielzahl von Abstützarmen, die sich radial nach außen von den Außenumfängen der Nabe erstrecken und in Richtung auf die hintere Stirnfläche mit Bezug auf die Achse geneigt sind, wobei die Abstützarme um die Nabe herum angeordnet sind, und eine Vielzahl von abgestuften Flächen, die an einem geneigten Bereich jedes der Abstützarme gegenüber der vorderen Stirnfläche ausgebildet sind, wobei die abgestuften Flächen vertikale Flächen, die im wesentlichen lotrecht zu der Achse sind, und horizontale Flächen umfassen, die im wesentlichen parallel zu der Achse verlaufen,
• wobei benachbarte der vertikalen Flächen mit einer vorbestimmten Stufenhöhe zur Verwendung als Kettenradpositionierflächen ausgebildet sind.
• Vorzugsweise verlaufen der geneigte Bereich jeder der Abstützarme gegenüber der vorderen Stirnfläche und ein geneigter Bereich jeder der Abstützarme gegenüber der hinteren Stirnfläche im wesentlichen parallel zueinander, wobei ein Raum zwischen dem geneigten Bereich gegenüber der hinteren Stirnfläche und der Nabe ausgebildet ist.
• Bei der Mehrstufenkettenradeinheit mit der vorstehenden Konstruktion, bei dem die vertikalen Flächen mit einer Stufenhöhe ausgebildet sind, die einer Einbaustufenhöhe der Kettenräder entspricht, können die Kettenräder einfach angeordnet werden, wobei ihre Seitenflächen die Positionierflächen kontaktieren und an diesen befestigt sind, um eine genau Einbaustufenhöhe zu erhalten. Da die vertikalen Flächen auf jedem der geneigten Abstützarme stufenweise ausgebildet sind, besitzt selbst ein großes Kettenrad eine verringerte radiale Länge von seinen Zähnen zu dem Innenumfang des Rings. Als Folge kann eine Erhöhung der Dicke der Kettenräder unter Kontrolle gehalten werden. Die Vielzahl von geneigten Abstützarmen ist mit der Vielzahl von Kettenrädern zur Bildung eines verbundenen strukturellen Körpers mit ausgezeichneter Festigkeit verbunden. Deshalb ist es unnötig, dar dieser strukturelle Körper eine größere Größe, insbesondere eine vergrößerte Dicke aufweist. Dies ermöglicht es, jeden Abstützarm zur Bildung eines dreieckigen Raums in Seitenansicht zwischen seinem geneigten Bereich gegenüber der hinteren Stirnfläche und der Nabe zu formen. Eine solche Konfiguration trägt sehr zu einer Gewichtsverringerung der Einheit bei.
• Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform mit Bezugnahme auf die Zeichnungen ersichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 ist eine teilweise weggebrochene Vorderansicht einer Mehrstufenkettenradeinheit bei axialer Betrachtung,
• Fig. 2 ist eine teilweise weggebrochene Seitenansicht der Mehrstufenkettenradeinheit von Fig. 1 bei radialer Betrachtung,
• Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der Mehrstufenkettenradeinheit von Fig. 1 ohne Kettenrad,
• Fig. 4 ist ein Schnitt durch Mehrstufenkettenradeinheit, deren Nabe an einem Hinterrad eines Fahrrads mittels eines Einwegübertragungsmechanismus angebaut ist, und
• Fig. 5 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 4 und zeigt eine modifizierte Struktur, bei der die Mehrstufenkettenradeinheit mit ihrer Nabe an einem Hinterrad eines Fahrrads mittels eines Einwegübertragungsmechanismus angebaut ist.
Kurze Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
• Fig. 1 bis 3 zeigen eine Mehrstufenkettenradeinheit, die die vorliegende Erfindung verkörpert. Diese Einheit umfaßt im wesentlichen eine Nabe 1 mit einer vorderen Fläche 1a und einer hinteren Fläche 1b, die sich rechtwinklig zu einer Achse X davon erstrecken. wobei sich vier Abstützarme 2 bis 5 radial nach außen von den Außenumfängen der Nabe 1 erstrecken und in Richtung auf die hintere Stirnfläche 1b mit Bezug auf die Achse X geneigt sind und eine Vielzahl von Kettenrädern 61 bis 64, 5 in dieser Ausführungsform, in der Form von Ringplatten an den Abstützarmen 2 bis 5 mit einer vorbestimmten Einbaustufenhöhe D1 axial von der Nabe 1 angeordnet sind. Die Nabe 1 weist einen Einwegübertragungsmechanismus am Innenumfang auf, der nachstehend beschrieben wird.
• Die Abstützarme 2 bis 5 sind in gleichem Abstand um die Nabe 1 herum angeordnet und erstrecken sich mit einer im wesentlichen konstanten Breite und Dicke. Jeder der Abstützarme 2 bis 5 begrenzt eine Vielzahl von abgestuften Flächen 21a, 21b bis 25a, 31a, 31b bis 35a, 41a, 41b bis 45a oder 51a, 51b bis 55a, einschließlich vertikaler Flächen rechtwinklig zu der Achse X und horizontaler Flächen parallel zu der Achse X. Beispielsweise weist ein Abstützarm 2 nacheinander an einem oberen Ende davon ausgebildet eine vertikale Fläche 21a, eine horizontale Fläche 21b, eine vertikale Fläche 22a, eine horizontale Fläche 22b, eine vertikale Fläche 23a, eine horizontale Fläche 23b, eine vertikale Fläche 24a, eine horizontale Fläche 24b und eine vertikale Fläche 25a auf. Die anderen Abstützarme 3 bis 5 weisen ähnliche vertikale Flächen und horizontale Flächen auf, obgleich sie in den Zeichnungen nicht mit Bezugszeichen versehen sind.
• Benachbarte vertikale Flächen sind mit einer axialen Stufenhöhe D1, die der Einbaustufenhöhe D1 der Kettenräder 61 bis 64 entspricht, ausgebildet. So werden die jeweiligen vertikalen Flächen zur Einstellung von Stellungen der zugehörigen Kettenräder 61 bis 64 verwendet. Die jeweiligen horizontalen Flächen befinden sich in Abständen zu der Achse X, die den Innendurchmessern der Kettenräder 61 bis 64 in Ringform entsprechen, die daran angebaut sind. Diese Abstände sind so bestimmt, dar die vertikalen Flächen und die horizontalen Flächen im wesentlichen gleichmäßige Stufen bilden.
• Jede vertikale Fläche umf aßt eine Gewindebohrung 6, die sich parallel zu der Achse X erstreckt. Die Kettenräder 61 bis 64 sind in Kontakt mit den entsprechenden vertikalen Flächen angeordnet und fest durch Schrauben 7 befestigt. Für diesen Zweck begrenzen die Kettenräder 61 bis 64 Ansenkungen 8.
• Statt der Befestigung der Kettenräder 61 bis 64 mit den Gewindebohrungen 6 und den Schrauben 7, können die Kettenräder 61 bis 64 an den Abstützarmen 2 bis 5 mit Schraubbolzen und Muttern befestigt werden, wobei die Abstützarme 2 bis 5 Perforationen bilden.
• Alle Abstützarne 2 bis 5 und alle Kettenräder 61 bis 64 bilden zusammen befestigt einen verbundenen Strukturkörper mit einer stabilen Festigkeit. Wie aus Fig. 2 ersichtlich kann die Gestalt jedes Abstützarms derart ausgewählt werden, dar ein dreieckiger, ausgeschnittener Raum 50 in der Seitenansicht zwischen einer geneigten Fläche des Abstützarms benachbart dem hinteren Ende 1b und dem Außenumfang der Nabe 1 ausgebildet ist. Diese Konfiguration ist für die Gewichtsverringerung besonders wirksam.
• Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich erstrecken sich die untersten vertikalen Flächen 25a in die Nabe 1, und die Nabe 1 besitzt Ausschnitte 41 für diesen Zweck. Es gibt keine horizontalen Flächen, die diesen vertikalen Flächen 25a entsprechen. Diese Konstruktion gestattet es, dar die Kettenräder 61 bis 64 sehr nahe an den Außenumfang der Nabe 1 angebaut sind.
• Die Abstützarme 2 bis 5 und die Nabe 1 können einstückig durch Druckguß hergestellt werden, um die axiale Stufenhöhe der vertikalen Flächen einfach und genau zu erhalten.
• Die Nabe 1 ist an der Hinterachse eines Fahrrads durch einen Einwegübertragungsmechanismus angebaut. Eine Anbaustruktur dafür wird nachstehend beschrieben.
• In Fig. 4 ist ein Einwegübertragungsmechanismus 10 an einem Wellenteil 9a befestigt, der an einem Ende einer Hinterradnabeneinheit 9 ausgebildet ist, die die Hinterachse bildet. Dieser Einwegübertragungsmechanismus 10 umfaßt einen äußeren Laufring 10a, einen inneren Laufring 10b und eine Einwegkupplung 10c, die zwischen dem Wellenteil 9a und dem äußeren Laufring 10a angeordnet ist. Lagerkugeln sind zwischen dem äußeren Laufring 10a und dem inneren Laufring 10b für ein glattes Drehen angeordnet. Der äußere Laufring 10oa weist auf einem äußeren Umfang davon ausgebildete Schiebekeile auf, um mit ähnlichen an der Nabe 1 ausgebildeten Schiebekeilen in Eingriff zu stehen. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Spannring der in Kombination mit einem radialen Vorsprung des äußeren Laufrings 10a die Nabe 1 an dem äußeren Laufring 10a und folglich an der Hinterradnabeneinheit 9 festgelegt.
• Fig. 5 zeigt eine modifizierte Einbaustruktur, bei der ein Einwegübertragungsmechanismus 10 einen inneren Laufring 10b umfaßt, der an eine Hinterradnabeneinheit angeschraubt ist.
• Es fällt unter den Umfang der vorliegenden Erfindung vier oder sechs oder mehr Kettenräder vorzusehen, eine Vielzahl von Kettenrädern gegen eine vertikale Fläche jedes Abstützarms anzuordnen und Abstützarme zu schaffen, die jeweils einen sich in Richtung auf deren unteres Ende vergrößernden Querschnitt aufweisen. Die Nabe kann als äußerer Laufring des Einwegübertragungsmechanismus ausgebildet sein, um zu der Kompaktheit der Einbaueinheit beizutragen.

Claims (7)

1. Kettenradeinbaueinheit zur Lagerung einer Vielzahl von Kettenrädern (61, 62, 63, 64, 65) in Ringform zur Verwendung am Hinterrad eines Fahrrads, umfassend:

eine Nabe (1) mit einer Achse, einer vorderen Stirnfläche (1a) und einer hinteren Stirnfläche (1b),

einen Einwegübertragungsmechanismus, der an einem Innenumf ang der Nabe (1) angeordnet ist,

wobei der Einwegübertragungsmechanismus einen äußeren Laufring (10a), einen inneren Laufring (10b) und eine Einwegkupplung (10c) umfaßt, die zwischen dem äußeren Laufring und dem inneren Laufring angeordnet ist,

gekennzeichnet durch

eine Vielzahl von Abstützarmen (2, 3, 4, 5), die sich radial nach außen von den Außenumfängen der Nabe (1) erstrecken und in Richtung auf die hintere Stirnf läche (1b) mit Bezug auf die Achse (X) geneigt sind, wobei die Abstützarme (2, 3, 4, 5) um die Nabe herum angeordnet sind, und

eine Vielzahl von abgestuften Flächen (21a, 21b, 22a, 22b), 23a, 23b, 24a, 24b, 25a), die an einem geneigten Bereich jedes der Abstützarme gegenüber der vorderen Stirnfläche (1a) ausgebildet sind, wobei die abgestuften Flächen vertikale Flächen (21a, 22a, 23a, 24a, 25a), die im wesentlichen lotrecht zu der Achse (X) sind, und horizontale Flächen (21b, 22b, 23b, 24b, 25b) umfassen, die im wesentlichen parallel zu der Achse verlaufen,

wobei benachbarte der vertikalen Flächen mit einer vorbestimmten Stufenhöhe zur Verwendung als Kettenradpositionierflächen ausgebildet sind,

wobei der geneigte Bereiche jeder der Abstützarme gegenüber der vorderen Stirnf läche und ein geneigter Bereich jeder der Abstützarme gegenüber der hinteren Stirnfläche im wesentlichen parallel zu einander sind,

wobei ein Raum zwischen dem geneigten Bereich gegenüber der hinteren Stirnfläche und der Nabe ausgebildet ist.

2. Einbaueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dar die vertikalen Flächen (21a, 22a, 23a, 24a, 25a) ein Befestigungsmittel (6,7) umfassen, um das Kettenrad (61, 62, 63, 64, 65) in seiner Lage zu befestigen.

3. Einbaueinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dar das Befestigungsmittel jeweils eine Bohrung (6) umfaßt, die sich parallel zu der Achse (X) von einer der vertikalen Flächen (21a, 22a, 23a, 24a, 25a) zu dem Raum erstreckt.

4. Einbaueinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel jeweils eine Gewindebohrung (6) umfaßt, die sich parallel zu der Achse (X) von jeder der vertikalen Flächen (21a, 22a, 23a, 24a, 25a) erstreckt.

5. Einbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dar der äußere Laufring und die Nabe miteinander verbunden sind, um mit Bezug auf einander nicht drehbar zu sein, wobei der innere Laufring einstückig mit einer Hinterradachseneinheit ausgebildet ist.

6. Einbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dar der Einwegübertragungsmechanismus einen äußeren Laufring (10a), einen inneren Laufring (10b) und eine Einwegkupplung (10c) umfaßt, die zwischen dem äußeren Laufring und dem inneren Laufring angeordnet ist, wobei der äußere Laufring und die Nabe miteinander verbunden sind, um mit Bezug aufeinander nicht drehbar zu sein, wobei der innere Laufring an eine Hinterradachseneinheit angeschraubt ist.

7. Einbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dar der äußere Laufring an der Nabe ausgebildet ist.