Kettenschutz für Fahrrad mit Kettenschaltung

Das Projekt:
Für Fahrräder mit Kettenschaltung gibt es (nach meinem Wissensstand) keinen Kettenschutz zu kaufen. So muss man die Kette alle paar Hundert Kilometer oder nach einzelnen Fahrten durch Dreck oder Staub reinigen und wieder fetten bzw. wachsen, was eine umständliche, mühsame und dreckige Arbeit ist.
 

Einfach einen Kettenschutz zu drucken, ergäbe für den unteren Verlauf der Kette ein großes und damit schweres Gehäuse, um den gesamten Raum, in dem sich Kette und Kettenspanner bewegen, zu umhüllen.

Ein Ausweg aus diesem Dilemma ist, die Kette in einem teleskopartigen Schutz laufen zu lassen, der sich dem Abstand zwischen vorderem Kettenblatt und Kettenspanner anpasst. Dabei sind folgende Anforderungen zu erfüllen:

1. ) Der Kettenschutz muss bei Pannen und Inspektionen schnell und leicht an- und abzumontieren sein, ohne die Kette abspannen oder gar öffnen zu müssen.

2. ) Es entsteht Reibung zwischen der Kette und dem umhüllenden Teleskop, die aber so gering wie möglich sein sollte.

3.) Die Bewegungen des Kettenspanners und des Umwerfers dürfen nicht behindert werden, obwohl sie die Kräfte für das Strecken/Stauchen des Teleskops liefern müssen.

Derzeitiger Status des Projekts: hoffentlich mehr oder weniger abgeschlossen. Das Fahrrad als solches ist ca. 3200 km gelaufen, das Projekt wurde kurz nach dem Kauf begonnen.

Die Umhüllung des Kettenspanners („Kettenspannerschutz“) ist vermutlich endgültig (über 2600 km Bestand). Hier sind zwei M4 Innensechskant-Schrauben, eine M5 Innensechskant-Schraube und ein M5 Einpressgewinde verbaut. 
Mit den M4-Schrauben und Muttern wird der Kettenspannerschutz in vorhandenen Löchern der Arme des Kettenspanners befestigt. Die M5-Schraube in der Mitte dient der Befestigung einer Feder, welche den Außenteil des teleskopischen  Schutzes um den unteren Teil der Kettenumhüllung ("Kettenschutz_Teleskop_aussen_unten_hinten") beim Schalten in höhere Gänge und beim Rückwärtsschieben des Fahrrades nach hinten zieht.

Die Teleskop-Umhüllung um den unteren Verlauf der Kette wurde als zwei unten offene U-Profile mit einklickbaren Deckeln konstruiert  ("Kettenschutz_Teleskop_aussen_unten_hinten"  “” und „Kettenschutz_Teleskop_innen_unten_vorne“). Die Elastizität der Deckel ermöglicht, diese zu öffnen, abzunehmen und wieder zu befestigen. So können sie z.B. zum Inspizieren oder Reinigen der Kette abgenommen werden, ohne das Rad heraus zu nehmen oder gar die Kette zu öffnen. Vorne und hinten sind dickere Wände, welche die Führungskräfte der Kette aufnehmen. Die „Nase“ hinten greift in den Kettenspannerschutz und verhindert ein Verdrehen des Teleskops. Ein Einpressgewinde und die M5-Schraube dient der Befestigung der oben genannten Feder.

Zum Test der generellen Funktionalität wurden alle Teile in PETG gedruckt. Dabei zeigten sich nach gut 1500 km deutliche Verschleißspuren an den Teilen, in denen die Kette rieb  („Kettenschutz_Teleskop_aussen_unten_hinten", „Kettenschutz_Teleskop_innen_unten_vorne“ und  „Kettenschutz_oben”).  Wie von Beginn an geplant, wurden diese Teile nun in „igus® iglidur® i150“ gedruckt, um Reibung und Langzeitstabilität zu verbessern. Damit liegen aber erst einige hundert Kilometer (sehr zufriedenstellender) Betriebserfahrung vor. Einen Unterschied gibt es aber: bei nominell gleichen Maßen hielten die runden Zapfen der unteren Deckel in PETG strammer in den U-Profilen als bei der ausfertigung in Iglidur. Das erzwang die Kabelbinder um „Kettenschutz_oben” und Teleskop.

Der „Kettenschutz_oben” erfordert „Befest_Verdrehschutz_Kettenschutz_oben_vorne", damit er sich nicht um die Kette dreht und damit sich der Kettenschutz beim Rückwärtsschieben des Rades nicht in die Ritzel der Kassette bewegt. Dazu wird der zusammengebaute „Kettenschutz_oben” von hinten in den Verdrehschutz gesteckt, bis er einrastet.

„Kettenblattschutz” und „Kettenblattschutz_Befest_unten" schützen die Kette vor einem Großteil des vom Vorderrad aufgeworfenen Schmutzes. Es lohnt sich, allein diese beiden Teile zu nutzen.

Mir kam bei meinem Rad zu Gute, dass es an der passenden Stelle ein freies Gewinde im Motorgehäuse hatte, so dass ich „Kettenblattschutz_Befest_unten" direkt an den Motor schrauben konnte. Der Rest  ist mit  größeren Kabelbindern fixiert.

Leider dürften dies aber auch die Teile sein, die am aufwändigsten an den jeweiligen Fahrradtyp angepasst werden müssen. Wie die Abbildung zeigt, wird „Kettenschutz_Teleskop_innen_unten_vorne“ in  „Kettenblattschutz_Befest_unten" eingehängt. Ein (im Bild nicht sichtbarer) Splint verhindert, das er nach oben herausspringt.

Unabhängig von den beschriebenen Teilen ist der „Kassettenschutz", der auch weggelassen werden kann. Kritisch ist hier, der geringe Platz zwischen dem innersten größten Ritzel und den Speichen. Während „Kassettenschutz" vorne einfach an die Rahmenstange geklemmt ist, gibt es hinten die Justage-Elemente „Kassettenschutz_Befest_1" und „Kassettenschutz_Befest_2" , um den Abstand zu den Speichen einzustellen. Diese sind am Gepäckträger befestigt.  Die Schrauben werden in Einpressgewinde in  „Kassettenschutz" geschraubt.

Eine Umhüllung des Umwerfers fehlt noch komplett. Darin soll evtl. später eine Vorrichtung zur Reinigung/Schmierung der Kette integriert werden (Zahnbürstenkopf?).

Hinweise an Remixer und Remixerinnen:
Mein Ritzelpaket umfasst 11 Ritzel, stellt also fast einen Worst Case dar. Grundsätzlich gilt: 

Leider erfordert jeder Rahmentyp Anpassungen der Befestigungen der Umhüllung des Ritzelpaketes und des Kettenblattschutzes am Fahrradrahmen. Langfristig ist daher eine separate, modulare Konstruktion der Befestigungs-Komponenten wünschenswert.

The project:
As far as I know, there are no chain guards available to buy for bikes with derailleur gears. So you have to clean the chain every few hundred kilometres or after individual rides due to dirt or dust and grease or wax it again, which is a cumbersome, tedious and dirty job.
 

Simply printing a chain guard would result in a large and therefore heavy housing for the lower section of the chain in order to cover the entire space in which the chain and chain tensioner move.

One way out of this dilemma is to run the chain in a telescopic guard that adapts to the distance between the front chainring and the chain tensioner. The following requirements must be met:

1. ) The chain guard must be quick and easy to fit and remove during breakdowns and inspections without having to untension or even open the chain.

2) Friction occurs between the chain and the telescopic cover, but this should be as low as possible.

3) The movements of the chain tensioner and the derailleur must not be hindered, although they must provide the forces for the telescope to extend/retract.

Current status of the project: hopefully more or less completed. The bike as such has travelled about 3200 km, the project was started shortly after purchase.

The cover of the chain tensioner (‘chain tensioner guard’) is probably final (over 2600 km stock). Two M4 hexagon socket screws, one M5 hexagon socket screw and one M5 press-in thread are installed here. 
The M4 bolts and nuts are used to fasten the chain tensioner guard in the existing holes in the chain tensioner arms. The M5 screw in the centre is used to attach a spring that pulls the outer part of the telescopic guard around the lower part of the chain guard ("chain_guard_telescopic_outside_bottom_back") when shifting into higher gears and when pushing the bike backwards.

The telescopic cover around the lower section of the chain was designed as two U-profiles open at the bottom with click-in covers ("chain_guard_telescopic_outside_back" "" and "chain_guard_telescopic_inside_front"). The elasticity of the covers allows them to be opened, removed and reattached. For example, they can be removed to inspect or clean the chain without removing the wheel or even opening the chain. There are thicker walls at the front and rear to accommodate the chain guides. The ‘nose’ at the rear engages in the chain tensioner guard and prevents the telescope from twisting. A press-in thread and the M5 screw are used to attach the above-mentioned spring.

To test the general functionality, all parts were printed in PETG. After a good 1500 km, there were clear signs of wear on the parts where the chain rubbed ("chain guard_outside_telescope_bottom_back", "chain guard_inside_bottom_front" and "chain guard_top").  As planned from the outset, these parts have now been printed in ‘igus® iglidur® i150’ to improve friction and long-term stability. However, this means that only a few hundred kilometres of (very satisfactory) operating experience are available. But there is one difference: with nominally the same dimensions, the round pins of the lower covers in PETG held more tightly in the U-profiles than in the iglidur version. This forced the cable ties around the ‘chain guard_top’ and telescope.

The "chain_guard_top" requires "fastening_guard_top_front" so that it does not rotate around the chain and so that the chain guard does not move into the sprockets of the cassette when the wheel is pushed backwards. To do this, the assembled ‘chain guard_top’ is inserted into the anti-twist guard from behind until it clicks into place.

The ‘chainring guard’ and ‘chainring guard_down’ protect the chain from most of the dirt thrown up by the front wheel. It is worth using these two parts alone.

On my bike, I benefited from the fact that it had a free thread in the motor housing in the right place so that I could screw the ‘chainring_protector_fasten_down’ directly to the motor. The rest is fixed with larger cable ties.

Unfortunately, these are probably also the parts that require the most work to adapt to the respective bike type. As the illustration shows, "chain_guard_inside_front" is hooked into "chainring_guard_fixed_below". A split pin (not visible in the picture) prevents it from popping out at the top.

The "cassette guard" is independent of the parts described and can also be omitted. The critical factor here is the limited space between the innermost largest sprocket and the spokes. While the "cassette guard" is simply clamped to the frame bar at the front, there are the adjustment elements "cassette_guard_fix_1" and "cassette_guard_fix_2" at the rear. to adjust the distance to the spokes. These are attached to the pannier rack.  The bolts are screwed into press-fit threads in the "cassette guard".

A cover for the front derailleur is still missing. A device for cleaning/lubricating the chain (toothbrush head?) may be integrated into it later.
 

Notes for remixers:
My sprocket set comprises 11 sprockets, so it's almost a worst-case scenario. Basically:

Unfortunately, every frame type requires adjustments to the fastenings of the sprocket set cover and the chainring guard on the bike frame. In the long term, a separate, modular design of the mounting components is therefore desirable.