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Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrstufige
Kettenradanordnung für ein Fahrrad und insbesondere eine
mehrstufige Kettenradanordnung für ein Fahrrad, die
mindestens ein Kettenrad mit einem größeren Durchmesser und
mindestens ein Kettenrad mit einem kleineren Durchmesser umfaßt
und an einer Kurbel oder einer Hinternabe des Fahrrads
befestigt ist, um zum Gangwechsel am Fahrrad eine Antriebskette
zu versetzen.
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Herkömmlicherweise sind bei einer mehrstufigen
Kettenradanordnung dieser Art, wie sie im japanischen
Gebrauchsmusterblatt, Nummer Sho 55-28617 (entsprechend US-A-
4268259) beschrieben ist, ein Kettenrad mit kleinerem
Durchmesser und ein Kettenrad mit größerem Durchmesser derart
angeordnet, daß die Mitte zwischen einem Paar benachbarter
Zähne des Kettenrads mit dem größeren Durchmesser sich auf
der Tangente befindet, die sich von der Mitte zwischen einem
Paar benachbart er Zähne des Kettenrads mit dem kleineren
Durchmesser erstreckt, wobei die Entfernung zwischen den
genannten Mitten ein ganzzahliges Vielfaches des Lochabstandes
der Kette ist und ein erster Zahn des Kettenrads mit dem
größeren Durchmesser, der hinter der Mitte zwischen den
benachbarten Zähnen am Kettenrad mit dem größeren Durchmesser in
Antriebsdrehrichtung des Fahrrads angeordnet ist, leicht in
Eingriff mit der Antriebskette bringbar ist, wodurch das
Schaltvermögen verbessert wird, wenn die Antriebskette vom
Kettenrad mit dem kleineren Durchmesser auf das Kettenrad mit
dem größeren Durchmesser versetzt wird.
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Die Antriebskette umfaßt eine große Anzahl an Paaren von
inneren Gliedplatten, Paaren von äußeren Gliedplatten und
Zapfen, die endlos miteinander verbunden sind. Ein
Zwischenraum zwischen gegenüberliegenden Oberflächen eines jeden
Paars von inneren Gliedplatten ist kleiner als der
Zwischenraum
zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen eines jeden
Paars von äußeren Gliedplatten. Mit anderen Worten, jedes
Paar der äußeren Gliedplatten ist außerhalb der inneren
Gliedplatten angeordnet und bildet einen Raum von größerer
Breite, während die einzelnen Paare der inneren Gliedplatten
innerhalb der äußeren Gliedplatten angeordnet sind und einen
Raum von kleinerer Breite bilden.
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Die auf die vorstehende Weise konstruierte Antriebskette
ist durch eine Kettenschaltung in Richtung zum Kettenrad mit
dem größeren Durchmesser vorgespannt, um sie hierher vom
Kettenrad mit dem kleineren Durchmesser zu versetzen, wenn die
äußeren Gliedplatten an der Kette dem ersten Zahn am
Kettenrad mit dem größeren Durchmesser entsprechen, da der erste
Zahn der leicht in Eingriff bringbare Zahn ist und mit dem
Lochabstand der Kette zusammenfällt, wobei der breitere
Zwischenraum zwischen den äußeren Gliedplatten besonders gut auf
den ersten Zahn paßt, wodurch die Kette in Eingriff mit dem
Kettenrad von größerem Durchmesser kommt. Selbst wenn die
äußere Gliedplatte, wie vorstehend erwähnt, dem ersten Zahn
entspricht, greifen die Endfläche eines Kettenzapfens und die
äußere Oberfläche der äußeren Gelenkplatte störend an der
inneren Oberfläche des Kettenrads mit dem größeren Durchmesser,
das der Seite des Kettenrads mit dem kleineren Durchmessers
zugewandt ist, ein, so daß die Kette möglicherweise nicht
mehr in Richtung zur äußeren Oberfläche des Kettenrads mit
dem größeren Durchmesser transportiert werden kann, wodurch
kein zuverlässiges Eingreifen am ersten Zahn gewährleistet
ist.
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Entsprechen andererseits die inneren Gliedplatten dem
ersten Zahn am Kettenrad mit dem größeren Durchmesser, so
greift die äußere Gliedplatte außerhalb der inneren
Gliedplatte, die sich wiederum an der Seite des Kettenrads mit
größerem Durchmesser befindet, störend an der inneren
Oberfläche des Kettenrads mit größerem Durchmesser ein, wodurch
die innere Gliedplatte eine unzureichende Ablenkung in
Richtung zum ersten Zahn erfährt, was dazu führt, daß der
Zwischenraum zwischen den inneren Gliedplatten nicht in Eingriff
mit dem ersten Zahn bringbar ist.
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Wenn in diesem Fall ein zweiter Zahn, der dem ersten
Zahn benachbart ist und in der Antriebsrichtung des
Kettenrads dahinter liegt, leicht wie der erste Zahn in Eingriff
gebracht werden kann, gelangt ein Zwischenraum zwischen dem
Paar von äußeren Gliedplatten hinter den inneren Gliedplatten
in deren Laufrichtung in Eingriff mit dem zweiten Zahn,
während die inneren Gliedplatten hinter den vorerwähnten äußeren
Gliedplatten nicht in Eingriff mit einem dritten Zahn, der
neben dem zweiten Zahn und in der Antriebsdrehrichtung
dahinter liegt, bringbar seien können, so daß selbst dann, wenn
der Zwischenraum zwischen den äußeren Gliedplatten gut in
Eingriff mit dem zweiten Zahn kommt, die Kette auf dem
dritten Zahn aufsitzen kann, ohne damit in Eingriff zu gelangen,
was dazu führt, daß sich die Kette vom Kettenrad mit größerem
Durchmesser lösen kann.
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Eine derartige Schwierigkeit kann gelöst werden, indem
man den dritten Zahn, so ausgestaltet, daß er wie der erste
und zweite Zahn leicht in Eingriff bringbar ist. Wenn dagegen
die äußeren Gliedplatten in der Position, wo sie dem ersten
Zahn entsprechen, vorgespannt werden, so können dadurch die
nächsten äußeren Gliedplatten, die dem dritten Zahn
entsprechen, ergriffen werden. In diesem Fall ist der dritte Zahn
nicht in Entsprechung zu einem ganzzahligen Vielfachen des
Kettenlochabstandes angeordnet, wodurch er nicht glatt in
Eingriff mit der Kette kommt. Da die vom dritten Zahn
ergriffenen äußeren Gliedplatten auf dem Rand der Zahnkuppe
aufsitzen können und zwangsweise in Eingriff damit gebracht werden,
tritt die Schwierigkeit auf, daß die Schaltqualität
beeinträchtigt wird und laute Geräusche entstehen, da die Kette
plötzlich auf den Zahngrund fällt.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine mehrstufige
Kettenradanordnung für ein Fahrrad bereitzustellen, bei der
die vorerwähnten Probleme der herkömmlichen beispielhaften
Ausführungsform gelöst werden, wobei die Mitte zwischen einem
Paar benachbarter Zähne des Kettenrads mit einem kleineren
Durchmesser und die Mitte zwischen einem Paar benachbarter
Zähne des Kettenrads mit einem größeren Durchmesser sich auf
der Tangente befinden, die sich entlang eines Laufwegs der
Kette erstreckt, wenn diese vom Kettenrad mit dem kleineren
Durchmesser zum Kettenrad mit dem größeren Durchmesser
versetzt wird, wobei die Entfernung zwischen den Mitten ein
ganzzahliges Vielfaches des Lochabstandes der Kette ist, so
daß die Kette immer glatt vom erstgenannten Kettenrad bis zum
letztgenannten Kettenrad versetzt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird eine mehrstufige Kettenradanordnung
für ein Fahrrad bereitgestellt, die folgendes enthält:
mindestens ein Kettenrad mit einem größeren Durchmesser,
mindestens ein Kettenrad mit einem kleineren Durchmesser und eine
Antriebskette, wobei das Kettenrad oder jedes der Kettenräder
mit einem größeren Durchmesser an seinem Außenumfang eine
gegebene Anzahl an Zähnen aufweist, die in Abständen
voneinander angeordnet sind, die dem Lochabstand der Kette
entsprechenden, sowie das Kettenrad oder jedes der Kettenräder mit
einem kleineren Durchmesser an seinem Außenumfang Zähne
aufweist, deren Anzahl kleiner als die Anzahl der Zähne des
Kettenrads mit einem größeren Durchmesser ist und die in
Abständen voneinander angeordnet sind, die dem Lochabstand der
Kette entsprechen, und wobei die Kettenräder derart
angeordnet sind, daß die Mitte O&sub2; zwischen einem Paar
benachbarter Zähne des Kettenrads mit einem größeren Durchmesser sich
auf einer Tangente befindet, die sich von der Mitte O&sub1;
zwischen einem Paar benachbarter Zähne des Kettenrads mit einem
kleineren Durchmesser aus entlang des Laufwegs der
Antriebskette im Eingriff mit dem Kettenrad mit einem kleineren
Durchmesser erstreckt, wenn die Kette von dort in Eingriff
mit dem Kettenrad mit einem größeren Durchmesser versetzt
wird, wobei die Entfernung zwischen den genannten Mitten O&sub1;,
O&sub2; mindestens im wesentlichen ein ganzzahliges Vielfaches des
Lochabstandes der Kette ist, dadurch gekennzeichnet, daß das
genannte Kettenrad mit einem größeren Durchmesser an seiner
Innenoberfläche mit einer Kettenführungsoberfläche versehen
ist, die dem Kettenrad mit einem kleineren Durchmesser
zugewandt ist und auf dem Kettenrad mit einem größeren
Durchmesser an einer Position angeordnet ist, die dem Laufweg
zwischen den genannten Mitten O&sub1;, O&sub2; zwischen benachbarten
Zähnen der Kettenräder entspricht, wo die Kette mit dem
Kettenrad
mit einem größeren Durchmesser in Kontakt kommt, wobei
die Kettenführungsoberfläche eine derartige Gestalt und Größe
aufweist, daß sie eine ganze Gliedplatte eines Gliedes der
Kette aufnimmt und bewirkt, daß das Glied in Richtung auf das
Kettenrad mit einem größeren Durchmesser vorgespannt wird,
wenn die Kette das Kettenrad mit einem kleineren Durchmesser
verläßt und beginnt, mit einem Zahn des Kettenrads mit einem
größeren Durchmesser in Eingriff zu kommen, wobei dieser Zahn
der Zahn hinter der Mitte O&sub2; zwischen benachbarten Zähnen des
Kettenrads mit einem größeren Durchmesser in der
Antriebsdrehrichtung ist.
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Erfindungsgemäß beinhaltet der Ausdruck "Entfernung
entsprechend einem ganzzahligen Vielfachen des Lochabstandes der
Kette", daß die Entfernung zwischen den Mitten O&sub1; und O&sub2;
einem ganzzahligen Vielfachen des Lochabstandes der Kette
entspricht und auch geringfügig kleiner als der Lochabstand
der Kette sein kann.
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Demgemäß kann erfindungsgemäß die Kette beim Versetzen
vom Kettenrad mit dem kleineren Durchmesser auf das Kettenrad
mit dem größeren Durchmesser zuverlässig um einen
vorbestimmten Betrag in Richtung zur äußeren Oberfläche des Kettenrads
mit dem größeren Durchmesser entlang der an der inneren
Oberfläche des Kettenrads mit dem größeren Durchmesser gegenüber
dem Kettenrad mit dem kleineren Durchmesser vorgesehenen
Kettenführungsabschnitt vorgespannt werden. Wenn somit die
äußere Gliedplatte der Kette dem ersten Zahn, der hinter der
Mitte eines Paars benachbarter Zähne in Antriebsrichtung
angeordnet ist, entspricht, kann der Zwischenraum zwischen den
äußeren Gliedplatten immer zuverlässig in Eingriff mit dem
ersten Zahn kommen. Wenn außerdem die innere Gliedplatte dem
ersten Zahn entspricht, kann ein Zwischenraum zwischen den
äußeren Gliedplatten neben und hinter den inneren
Gliedplatten in deren Laufrichtung zuverlässig mit dem zweiten Zahn
hinter dem ersten Zahn in Antriebsdrehrichtung des Kettenrads
in Eingriff kommen.
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Wenn ferner die äußeren Gliedplatten in Eingriff mit dem
ersten Zahn kommen, werden die nächsten äußeren Gliedplatten
neben der inneren Gliedplatte hinter den erstgenannten
äußeren Gliedplatten in deren Laufrichtung daran gehindert, auf
einem dritten Zahn hinter dem zweiten Zahn in
Antriebsdrehrichtung des Kettenrads mit dem größeren Durchmesser zu
laufen.
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In einem erfindungsgemäßen Beispiel sind mindestens zwei
Zähne unter Einschluß des ersten Zahns hinter der Mitte
zwischen den benachbarten Zähnen am Kettenrad mit dem größeren
Durchmesser in dessen Antriebsdrehrichtung als mit der Kette
in Eingriff bringbare Schaltzähne, wenn die Kette vom
Kettenrad mit dem kleineren Durchmesser zum Kettenrad mit dem
größeren Durchmesser versetzt wird, ausgebildet, während die
restlichen Zähne als nicht leicht in Eingriff bringbare Zähne
ausgebildet sind, wodurch es ermöglicht wird, die Kette auf
das Kettenrad mit dem größeren Durchmesser immer an deren
ersten Zahn unter Berücksichtigung der Beziehung mit dem
Lochabstand der Kette zu versetzen. Demgemäß wird die Kette
fehlerfrei versetzt und die Schaltwirkung verbessert.
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In diesem Beispiel sind der erste Zahn, der zweite Zahn
und der dritte Zahn als Schaltzähne ausgebildet, während
sämtliche übrigen Zähne als nicht leicht mit der Kette in
Eingriff bringbare Zähne ausgebildet sind. Ferner ist der
erste Zahn mit einer Kettenführungsoberfläche versehen, mit der
die Kette beim Versetzen vom Kettenrad mit dem kleineren
Durchmesser zum Kettenrad mit dem größeren Durchmesser
umgekehrt zum Kettenrad mit dem kleineren Durchmesser geführt
werden kann, d. h. axial in Richtung nach außen vom Kettenrad
mit dem größeren Durchmesser, wodurch der zweite Zahn axial
in Richtung nach außen vom Kettenrad mit dem größeren
Durchmesser in Bezug zum ersten Zahn und der dritte Zahn in
ähnlicherweise in Bezug zum zweiten Zahn verlagert werden.
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Somit kann erfindungsgemäß die Schaltwirkung verbessert
werden, das Einfangen der äußeren Gliedplatte durch den
dritten Zahn verhindert und die Geräuschbildung beim Eingreifen
der Kette verhindert werden.
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Die vorstehenden Ziele sowie weitere Ziele und neue
Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung, die in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung
zu lesen ist, deutlicher hervor.
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Es zeigen:
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Fig. 1 einen Aufriß einer ersten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen mehrstufigen Kettenradanordnung;
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Fig. 2 eine abgewickelte Darstellung unter teilweiser
Weglassung der Anordnung von Fig. 1, gesehen von unten;
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Fig. 3 eine abgewickelte Ansicht entsprechend Fig. 2,
wobei eine Antriebskette in Bezug auf die Zahnräder in einer
von Fig. 2 unterschiedlichen Stellung versetzt wird;
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Fig. 4 einen Aufriß nur eines Kettenrads mit einem
größeren Durchmesser;
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Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie V-V in Fig.
4;
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Fig 6 einen Querschnitt entlang der Linie VI-VI in Fig.
4;
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Fig. 7 eine Darstellung eines weiteren Beispiels nicht
leicht in Eingriff bringbaren Zahns;
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Fig. 8 eine abgewickelte Ansicht einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung, entsprechend Fig. 2;
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Fig. 9 eine abgewickelte Ansicht der gleichen
Ausführungsform, entsprechend Fig. 3.
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Eine erfindungsgemäße mehrstufige Kettenradanordnung
wird an einer Kurbel oder einer Hinternabe des Fahrrads
befestigt.
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Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen
mehrstufigen Kettenradanordnung gemäß Fig. 1 wird an der
Hinternabe des Fahrrads befestigt. Sie umfaßt ein Kettenrad 1
mit einem Durchmesser mit 16 Zähnen am äußeren Umfang und ein
Kettenrad 2 mit einem kleineren Durchmesser mit 13 Zähnen am
äußeren Umfang, wobei die Zahnräder 1 und 2 zu einem
Antriebselement (nicht abgebildet) zusammengebaut sind und in
Bezug zueinander in einem vorbestimmten Abstand angeordnet
sind, wobei das Antriebselement drehbar über ein Lager an der
Hinternabe auf einem angetriebenen Element aufliegt.
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Ferner sind die Zahnräder 1 und 2 so angeordnet, daß die
Mitte O&sub2; zwischen einem Paar benachbarten Zähne am Kettenrad
1 mit dem größeren Durchmesser auf einer Tangente, die sich
von der Mitte O&sub1; zwischen einem Paar benachbarten Zähne am
Kettenrad 2 mit dem kleineren Durchmesser erstreckt,
angeordnet
sind. Ferner erstreckt sich die Tangente, wie durch die
Kettenlinie in Fig. 1 gezeigt, entlang einer Laufstrecke
einer Antriebskette 3, wenn diese vom Kettenrad 2 mit dem
kleineren Durchmesser, die im Eingriff mit der Antriebskette
3 steht, zum Kettenrad 1 mit dem größeren Durchmesser
versetzt wird.
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Ein Abstand L zwischen den Mitten O&sub1; und O&sub2; entspricht
einem ganzzahligen Vielfachen des Lochabstandes der Kette 3,
und ein Kettenführungsabschnitt 4, der es der Kette 3
ermöglicht, in Richtung zum Kettenrad 1 mit dem größeren
Durchmesser auszuweichen, weist eine Ausnehmung an ihrer inneren
Oberfläche gegenüber dem Kettenrad 2 mit dem kleineren
Durchmesser und an der dem Laufweg der Kette 3 beim Lauf zwischen
den Mitten O&sub1; und O&sub2; entsprechenden Position auf.
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Der an der inneren Oberfläche des Kettenrads 1
ausgenommene Kettenführungsabschnitt 4 ist vorzugsweise tief genug,
um zu verhindern, daß die innere Gliedplatte der Kette 3 an
der Seite des Kettenrads mit dem größeren Durchmesser an
einem ersten Zahn 11 am Kettenrad 1 mit dem größeren
Durchmesser gleitet, wobei der erste Zahn 11 sich hinter der Mitte
O&sub2; am Kettenrad 1 in dessen Antriebsdrehrichtung befindet.
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Mindestens 2 Zähne unter Einschluß des vorerwähnten
Zahns 11 und eines dazu benachbarten Zahns 12, der sich in
Drehrichtung des Kettenrad 1 rückwärts davon befindet, sind
als Schaltzähne ausgebildet, die mit der Kette 3 beim
Versetzen vom Kettenrad 2 mit dem kleineren Durchmesser zum
Kettenrad 1 mit dem größeren Durchmesser in Eingriff gebracht
werden können. Mit Ausnahme der Zähne 11 und 12 sind die übrigen
Zähne als nicht leicht in Eingriff bringbare Zähne
ausgebildet, mit denen die Kette 3 nicht versetzbar ist.
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Der Kettenführungsabschnitt 4 ist groß genug, um die
Gliedplatten der Kette 3, die sich auf der Seite des
Kettenrads mit dem größeren Durchmesser befinden, aufzunehmen, so
daß die Kette 3 um einen vorbestimmten Betrag in Richtung zur
äußeren Oberfläche 1b des Kettenrad 1 mit dem größeren
Durchmesser abgelenkt werden kann, wodurch sie in
zuverlässigen Eingriff mit dem ersten Zahn 11 kommt. Der auf die
vorstehend erwähnte Weise ausgenommenen Kettenführungsabschnitt
4 ist vorzugsweise tief genug, um einen Eingriff eines
Zwischenraums 3a zwischen den äußeren Gliedplatten 31 mit dem
ersten Zahn 11 zu gewährleisten, wenn die äußeren
Gliedplatten 31 dem ersten Zahn 11 entsprechen, wie in Fig. 2 gezeigt
ist, und um zu verhindern, daß die innere Gliedplatte 32 an
der Kette 3 am ersten Zahn 11 gleitet, wenn die innere
Gliedplatte 32 dem ersten Zahn 11 entspricht, wie in Fig. 3
gezeigt. Kurz gesagt, die Bewegung der Kette 3 wird
vorzugsweise in Bezug auf das Kettenrad 1 mit dem größerem
Durchmesser gesteuert.
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Der Kettenführungsabschnitt 4 kann alternativ aus einem
Ausschnitt gebildet sein, wobei aber, wenn dieser Abschnitt
als Ausnehmung ausgebildet ist, die Bewegung der Kette 3
gesteuert werden kann und ein abgestufter Abschnitt 4a die
Gliedplatte der Kette 3 beim Versetzen aufnehmen kann.
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In der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform des 16
Zähne aufweisenden Kettenrads 1 mit größerem Durchmesser und
des 13 Zähne aufweisenden Kettenrads 2 mit kleinerem
Durchmesser entspricht ein Abstand L zwischen den Mitten O&sub1; und O&sub2;
dem zweifachen Lochabstand der Kette 3, wie durch die
gestrichelte Linie in Fig. 1 gezeigt ist.
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Demgemäß ist der Kettenführungsabschnitt 4 an der
Innenoberfläche 1a des Kettenrads 1 mit größerem Durchmesser in
einer Größe von einer Anfangsendkante 4b bis zu einem Ende 4
d am Kettenrad 1 ausgebildet, wobei sich die Anfangsendkante
4b in einem gewissen Abstand von der Position, die der Mitte
O&sub2; zwischen den beiden benachbarten Zähnen am Kettenrad 2 in
Richtung zur Mitte O&sub2; zwischen zwei benachbarten Zähne am
Kettenrad 1 befindet, wobei die Beendigung 4d des Zahngrunds
zwischen dem ersten Zahn 11 und einem Zahn 10, der sich vor
der Mitte O&sub2; in Antriebsdrehrichtung (Richtung des Pfeils X)
des Kettenrad 1 befindet, ist.
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In dem Fall, in dem die äußere Gliedplatte 31 der Kette
3 dem ersten Zahn 11 entspricht, wie in dem Fig. 1 und 2
gezeigt ist, sind am Kettenführungsabschnitt 4 die innere
Gliedplatte 32 vor der äußeren Gliedplatte 31 in der
Laufrichtung (in Richtung des Pfeils Y in Fig. 1) der Kette 3,
ein Teil einer äußeren Gliedplatte 31 vor der inneren
Gliedplatte
32 in der Laufrichtung und ein Gelenkzapfen 33 zum
Verbinden der Gelenkplatten 32 und 31 angeordnet, wobei der
Gelenkzapfen 33 mit seiner Endfläche am Boden 4c des
ausgenommenen Kettenführungsabschnitts 4 anstößt.
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In dem Fall, in dem die innere Gliedplatte 32 dem ersten
Zahn 11 entspricht, wie in Fig. 3 gezeigt, sind am
Kettenführungsabschnitt 4 die äußere Gliedplatte 31 vor der inneren
Gliedplatte 32 in der Laufrichtung der Kette 3, ein Teil der
inneren Gliedplatte 32 vor der äußeren Gliedplatte 31 und ein
Gelenkzapfen zum Verbinden der Gliedplatten 31 und 32
angeordnet, wobei die Endfläche des Gelenkzapfens und die äußere
Gliedplatte 31 am Boden des ausgenommenen
Kettenführungsabschnitts 4 anstoßen.
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Im Kettenführungsabschnitt 4 ist die Tiefe D1 (in Fig.
6) in einem Bereich von einem Zwischenabschnitt zwischen dem
Anfangsende 4b und der Beendigung 4d bis zur Beendigung 4d
größer als die Tiefe D2 (in Fig. 5) in einem Bereich von der
Anfangsendkante 4b bis zum Zwischenbereich.
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Wie in der ersten Ausführungsform ist ein abgestufter
Bereich 4e im Mittelbereich des Führungsabschnitts, um
dessen Tiefe stufenweise zu verändern, jedoch kann der
Kettenführungsabschnitt 4 alternativ über seine gesamte Länge
hinweg schräg verlaufen.
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Da Zähne, die dem Kettenführungsabschnitt 4
gegenüberliegen, jeweils eine verringerte Dicke entsprechend der Tiefe
des Führungsabschnitts 4 aufweisen, ist es bevorzugt, diese
Zähne ihrer Umfangsbreite größer als die anderen Zähne zu
machen, wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt ist, um dadurch die
Verringerung ihrer Festigkeit zu begrenzen.
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Sämtliche Zähne, mit Ausnahme des ersten und zweiten
Zahns 11 und 12, sind so ausgestaltet, daß sie nicht leicht
in Eingriff bringbar sind. Diese nicht leicht in Eingriff
bringbaren Zähne, sind, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt
ist, jeweils an der Innenoberfläche am Kettenrad 2 mit
kleinerem Durchmesser abgeschrägt oder, wie in Fig. 7 gezeigt,
vorwärts in Antriebsdrehrichtung (in Richtung des Pfeils X)
geneigt und umgekehrt zum Kettenrad 2 mit kleineren
Durchmesser geneigt, d. h. in Richtung zur Außenoberfläche des
Kettenrads
1 mit größerem Durchmesser in Bezug zur Mittellinie der
Dicke zwischen der Innenoberfläche 1a und der
Außenoberfläche 1b des Kettenrad 1 mit größerem Durchmesser, wodurch ein
Eingriff mit der Kette 3 erschwert wird.
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Ferner fehlt beim ersten und zweiten Zahn 11 und 12 das
Merkmal, das sie nicht leicht in Eingriff bringbar sind, da
die Kette 3 in zuverlässiger Weise am ersten Zahn 11
eingreifen soll und die Zwischenräume 3a und 3b zwischen den
Gliedplatten der Kette 3 im Eingriff mit der Kette 11 in
zuverlässiger Weise am zweiten Zahn 12 eingreifen sollen, wobei es
bevorzugt ist, das der erste und zweite Zahn 11 und 12 so
ausgestaltet sind, daß sie leicht in Eingriff mit der Kette 3
gebracht werden können.
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Ferner ist die Länge zwischen den benachbarten Zähnen
und am Teilkreis der jeweiligen Kettenräder 1 und 2 um eine
vorbestimmte Länge größer als der Außendurchmesser eine Rolle
an der Kette 3. Demgemäß ist der Abstand L zwischen den
Mitten O&sub1; und O&sub2; kleiner als ein ganzzahliges vielfaches des
Lochabstandes der Kette. Mit anderen Worten, wenn die
Kettenräder 1 und 2 an der Hinternabe befestigt sind, wird eine
durch Treten der Pedale erzeugte Antriebskraft von der Kette
3 auf die Zahnräder 1 oder 2 übertragen, wobei, wenn die
Kette 3 vom Kettenrad 2 aufs Kettenrad 1 versetzt wird, die
Rolle am Kettenrad 2 mit kleinerem Durchmesser an der
rückwärtigen Oberfläche eines Zahns vor der Rolle in
Antriebsdrehrichtung des Kettenrads 2 anstößt und die Rolle, die sich
in Richtung zum Kettenrad 1 mit größerem Durchmesser bewegt
und von deren Zahn gefangen wird, an der vorderen Oberfläche
des ersten Zahns 11 in Antriebsdrehrichtung des Kettenrads 1
anstößt, wobei, wenn beide Kettenräder 1 und 2 ausgerichtet
sind, der Abstand L etwas kleiner als ein ganzzahliges
Vielfaches des Lochabstandes der Kette ist. Wenn ferner die Länge
zwischen den benachbarten Zähnen am Teilkreis dem
Außendurchmesser der Rolle entspricht, wird der Abstand L gleich einem
ganzzahligen Vielfachen des Lochabstandes der Kette.
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Wenn die Kette 3 vom Kettenrad 2 mit kleinerem
Durchmesser durch eine rückwärtige Kettenschaltung auf das Kettenrad
1 mit größerem Durchmesser versetzt wird, erfolgt der
Eingriff
der Kette 3 an den Kettenrädern 1 und 2 gemäß der
Beschreibung zu den Fig. 1-3.
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Wenn in den Fig. 1 und 3 die in Eingriff mit dem
Kettenrad 2 mit kleinerem Durchmesser stehende Kette 3 durch die
rückwärtige Kettenschaltung auf das Kettenrad 1 mit größerem
Durchmesser versetzt wird, verbleibt die Kette 3 mit dem in
Antriebsdrehrichtung (in Richtung des Pfeils X) vorne
liegenden Teil auf dem Kettenrad 2 mit kleinerem Durchmesser, und
der an der Bestätigungsstelle der rückwärtigen
Kettenschaltung befindliche Teil erreicht die Seitenfläche des
Kettenrads 1 und ist somit, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, in
Richtung zum Kettenrad 1 geneigt und vorgespannt.
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Ferner ist der Kettenführungsabschnitt 4 am Laufweg der
Kette 3 beim Lauf zwischen den Mitten O&sub1; und O&sub2; vorgesehen,
so daß die Kette 3 um einen vorbestimmten Betrag in Richtung
zur Außenoberfläche des Kettenrads 1 wandert, wodurch sie in
zuverlässiger Weise in Eingriff mit dem ersten Zahn 11 kommt.
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Da der Kettenführungsabschnitt 4 so weit ausgenommen
ist, daß die innere Gliedplatte 32 der Kette 3 an der Seite
des Kettenrads 1 mit größerem Durchmesser nicht auf dem
ersten Zahn 11 aufsitzt, wenn die innere Gliedplatte 32
entsprechend hierzu angeordnet ist, stößt die äußere Gliedplatte
31 an der Beendigung 4d des Kettenführungsabschnitts 4 an,
wie in Fig. 3 gezeigt, und die Kette 3 wird in ihrer Bewegung
in Richtung zur Außenoberfläche eingeschränkt, wodurch
verhindert wird, daß die innere Gliedplatte 32 auf dem ersten
Zahn 11 aufsitzt.
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Ferner kann die Kette 3 in unvermeidlicher Weise in
Eingriff mit dem ersten oder zweiten Zahn 11 oder 12 kommen, da
sämtliche übrigen Zähne nicht leicht in Eingriff bringbar
sind, wodurch die Kette 3 glatt versetzt wird.
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Alternativ kann es sich, wie in der in den Fig. 8 und
9 dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung gezeigt
ist, beim hinter dem zweiten Zahn 12 in Antriebsdrehrichtung
des Kettenrads 1 angeordneten dritten Zahn 13 um einen Zahn
handeln, bei dem die nicht leicht in Eingriff bringbare
Beschaffenheit nicht gegeben ist, sondern um einen
Gangwechselzahn, der mit der Kette 3 in Eingriff bringbar ist.
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In den Fig. 8 und 9 sind sämtliche Zähne 14, mit
Ausnahme, des ersten bis dritten Zahns 11 bis 13 am Kettenrad 1
mit größerem Durchmesser in axialer Richtung nach außen
versetzt, d. h. in umgekehrter Richtung zum Kettenrad 2, so daß
sie schwer mit der Kette 3 in Eingriff bringbar sind, wobei
die ersten bis dritten Zähne 11 bis 13 am Kettenrad 1 axial
nach innen versetzt sind, d. h. in Richtung zum Kettenrad 2,
wodurch sie leicht mit der Kette 3 in Eingriff bringbar sind.
Außerdem ist der erste Zahn 11 mit einer
Kettenführungsoberfläche 11a zum Durchführen der Kette 3 umgekehrt zum
Kettenrad 2 vorgesehen, der zweite Zahn 12 ist umgekehrt hierzu in
Bezug zum ersten Zahn 11 versetzt und der dritte Zahn 13 ist
in Bezug zum zweiten Zahn 12 versetzt, so daß der zweite Zahn
12 leicht im Anschluß an den ersten Zahn 11 in Eingriff
gebracht werden kann, wobei der dritte Zahn 13 im Vergleich zum
zweiten Zahn 12 nicht schwer, jedoch nicht leichter in
Eingriff mit der Kette 3 gebracht werden kann.
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Bei der vorerwähnten Bauweise ist die
Kettenführungsoberfläche 11a wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt, nach
rückwärts in der Antriebsdrehrichtung ,des Kettenrads 1 mit
größerem Durchmesser und umgekehrt zum Kettenrad 2 in Bezug zur
Mittellinie der Dicke des Kettenrads 1 geneigt. Alternativ
kann die Kettenführungsoberfläche 11a in der Weise
ausgebildet sein, das der erste Zahn 11 parallel zur vorerwähnten
Mittellinie verläuft und an einem Abschnitt rückwärts in
Antriebsdrehrichtung des Kettenrads 1 und gegenüber dem
Kettenrad 2 mit kleinerem Durchmesser ausgeschnitten ist,
vorzugsweise in einem Abschnitt vom Grund zur Kuppe des Zahns.
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Wenn die Kette 3 vom Kettenrad 2 mit kleinerem
Durchmesser zum Kettenrad 1 mit dem größten Durchmesser versetzt
wird, gelangt der Zwischenraum 3a zwischen den äußeren
Gliedplatten 31 zunächst in Eingriff mit dem ersten Zahn 11, wobei
der erste Zahn 11 so ausgebildet ist, das er leicht in
Eingriff mit der Kette 3 bringbar ist. Der zweite Zahn 12 ist so
ausgestaltet, das er leicht mit der Kette 3 in Eingriff
gebracht werden kann, wobei ein enger Zwischenraum 3b zwischen
den inneren Gliedplatten 32 hinter dem breiten Zwischenraum
3a leicht in Eingriff mit dem zweiten Zahn 12 bringbar ist
und, wenn die inneren Platten an der Position, die dem ersten
Zahn 11 entspricht, vorgespannt sind und der erste Zahn 11
nicht den Zwischenraum 3a erfassen kann, ist der zweite Zahn
12 geeignet, den Zwischenraum 3a zu erfassen. Wenn ferner der
zweite Zahn 12 den breiten Zwischenraum 3a erfaßt, ist der
schmale Zwischenraum 3b daneben dazu geeignet, leicht in
Eingriff mit dem dritten Zahn 13, der als leicht eingreifbar in
die Kette 3 ausgestaltet ist, zu kommen.
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Ferner liegt der Grund dafür, daß der dritte Zahn 13 im
Vergleich zum zweiten Zahn 12 weniger stark in Richtung zum
Kettenrad 2 mit kleinerem Durchmesser versetzt ist, darin,
daß dann, wenn die inneren Gliedplatten an der dem zweiten
Zahn 12 entsprechenden Stelle vorgespannt sind, so daß der
erste und zweite Zahn 11 und 12 nicht den breiten
Zwischenraum 3a erfassen können, die äußere Gliedplatte daran
gehindert wird, auf dem dritten Zahn 13 aufzusitzen.
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Wenn bei der vorerwähnten Bauweise die Kette 3 vom
Kettenrad 2 mit kleinerem Durchmesser zum Kettenrad 1 mit
größerem Durchmesser versetzt wird, ist dann, wenn der erste Zahn
11 der äußeren Gliedplatte 31 entspricht, ein Abstand
zwischen den Mitten O&sub1; und O&sub2; zwischen den beiden benachbarten
Zähnen an den Kettenrädern 1 und 2 im wesentlichen ein
ganzzahliges Vielfaches des Lochabstandes der Kette, so daß die
Rolle der Kette 3 vorgespannt wird, so daß sie entsprechend
der Mitte O&sub2; zwischen den benachbarten Zähnen am Kettenrad 1
positioniert ist, und der erste Zahn 11 leicht in Eingriff
mit der Kette 3 zu bringen ist, was dazu führt, daß der
breite Zwischenraum 3a zwischen den äußeren Gliedplatten 31
neben der Walze glatt in Eingriff mit dem ersten Zahn 11
kommt.
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Da in diesem Fall der zweite Zahn 12 hinter dem ersten
Zahn 11 in der Antriebsdrehrichtung des Kettenrads 1
ebenfalls leicht in Eingriff bringbar ist, kommt der Zwischenraum
3b zwischen den inneren Gliedplatten 32 hinter der äußeren
Gliedplatte 31 in der Laufrichtung und in Nachbarschaft
hierzu leicht in Eingriff mit dem zweiten Zahn 12, wodurch
die Kette 3 rasch auf das Kettenrad 1 versetzt wird. Ferner
kann eine äußere Gliedplatte 31 hinter der inneren
Gliedplatte
32 in der Laufrichtung in zuverlässiger Weise in
Eingriff mit dem dritten Zahn 13 hinter dem zweiten Zahn 12
kommen. Mit anderen Worten, der dritte Zahn 13 ist leicht in
Eingriff mit der Kette 3 zu bringen, und der erste Zahn 11
ist mit der Kettenführungsoberfläche 11a versehen, so daß die
Kette 3 beim Versetzen vom Kettenrad 2 auf das Kettenrad 1
umgekehrt zum Kettenrad 2 stärker verschoben werden kann, als
wenn die Führungsoberfläche 11a nicht vorgesehen ist, und
dementsprechend ist der zweite Zahn 12 umgekehrt zum
Kettenrad 2 und der dritte Zahn 13 in Bezug zum zweiten Zahn 12
versetzt, wodurch in zuverlässiger Weise verhindert wird, daß
die äußere Gliedplatte 31 auf dem dritten Zahn 13 aufsitzt.
Ferner kann die Kette 3 glatt in Eingriff mit dem dritten
Zahn 13 kommen, ohne darauf aufzusitzen, wobei Geräusche beim
Eingreifen in die Kette 3 vermieden werden.
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Wenn andererseits die innere Gliedplatte 32 beim
Versetzen der Kette 3 dem ersten Zahn 11 entspricht, kommt der
Zwischenraum 3b zwischen den inneren Gliedplatten 32 nicht
mit dem ersten Zahn 11 in Eingriff, sondern ein Zwischenraum
3a zwischen den nächsten äußeren Gliedplatten 31, die in
Laufrichtung (Richtung des Pfeils Y) hinter den inneren
Gliedplatten 32 angeordnet sind, gelangt in Eingriff mit dem
zweiten Zahn 12. In diesem Fall entsprechen die nächsten
inneren Gliedplatten 32, die in Laufrichtung hinter den äußeren
Gliedplatten 31 angeordnet sind, dem dritten Zahn 13.
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Da es sich beim dritten Zahn 13 um den Gangwechselzahn
handelt, kommt der Zwischenraum 3b zwischen den inneren
Gliedplatten 32 in Eingriff mit dem dritten Zahn 13, wodurch
die Kette 3 rasch auf das Kettenrad 1 mit größerem
Durchmesser versetzt wird.
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Alternativ kann die mehrstufige Kettenradanordnung drei
Kettenräder oder mehr aufweisen und für eine
Kurbeleinrichtung am Fahrrad verwendet werden.
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Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich ist,
sind erfindungsgemäß mindestens ein Kettenrad 1 mit größerem
Durchmesser und mindestens ein Kettenrad 2 mit kleinerem
Durchmesser so zusammengebaut, daß die Mitte O&sub2; zwischen
einem Paar benachbarter Zähne am Kettenrad 1 sich auf einer
Tangente befindet, die sich von der Mitte zwischen einem
Paar benachbarter Zähne des Kettenrads 2 mit kleinerem
Durchmesser aus erstreckt, wobei die Entfernung zwischen den
Mitten O&sub1; und O&sub2; im wesentlichen ein ganzzahliges Vielfaches des
Lochabstandes der Kette ist. Ferner ist erfindungsgemäß der
Kettenführungsabschnitt 4 vorgesehen, der es der Kette 3
ermöglicht axial nach außen vom Kettenrad 1 an deren dem
Kettenrad 2 zugewandten Innenoberfläche auszuweichen, und der
dem Laufweg der Kette 3 beim Lauf zwischen den Mitten O&sub1; und
O&sub2; entspricht, wodurch, wenn die Kette 3 vom Kettenrad 2 mit
kleinerem Durchmesser zum Kettenrad 1 mit größerem
Durchmesser versetzt wird, die Kette glatt in Eingriff mit dem
Kettenrad 1 kommen kann und der Kettenführungsabschnitt 4 um den
vorbestimmten Betrag sich axial nach außen vom Kettenrad 1
verlagern kann. Daher kann der Zwischenraum zwischen den
äußeren Gliedplatten 31 in zuverlässiger Weise mit dem ersten
Zahn hinter der Mitte O&sub2; in Eingriff kommen, und ferner
sitzen die inneren Gliedplatten 32, auch wenn sie dem ersten
Zahn 11 entsprechen, aber mit diesem nicht in Eingriff
kommen, niemals auf dem ersten Zahn 11 auf, wodurch es zu einem
zuverlässigen Eingriff der äußeren Gliedplatte 31 hinter der
inneren Gliedplatte 32 in Laufrichtung kommt. Ferner können
die inneren Gliedplatten 32 hinter den äußeren Gliedplatten
31 in der Laufrichtung in zuverlässiger Weise in Eingriff mit
dem dritten Zahn 13, der hinter dem zweiten Zahn 12 in
Antriebsdrehrichtung des Kettenrads 1 angeordnet ist, in
Eingriff kommen.
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Obgleich vorstehend verschiedene Ausführungsformen
beschrieben worden sind, sollen diese nur zur beispielhaften
Erläuterung der Erfindung und keinesfalls als Beschränkung
angesehen werden. Die Erfindung wird vielmehr ausschließlich
durch die beigefügten Ansprüche definiert.