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Hintergrund der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft Umwerfer und insbesondere hintere Umwerfer mit einer Dämpferbaugruppe.
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Zahlreiche Fahrzeuge mit Kettenantrieb wie z. B. Straßen- und Geländefahrräder sind mit einer Kettenantriebsbaugruppe ausgerüstet, die ein oder mehrere Kettenblätter enthält, die an einer Kurbel montiert sind, und eine Hinterradnabe, die einen Freilauf enthält, mit einer Reihe hinterer Zahnkränze oder Zahnräder. Das vom Fahrer an der Kurbel und den Kettenblättern erzeugte Drehmoment wird von einer Kette auf die hinteren Zahnkränze übertragen. Die Funktion des Verschiebens der Kette von einem der hinteren Zahnkränze auf einen anderen der hinteren Zahnkränze wird von einem hinteren Umwerfer ausgeführt.
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Bei Geländefahrrädern ermöglichen technologische Innovationen, z. B. die weit verbreitete aktive vordere und hintere Federung höhere Geschwindigkeiten in immer anspruchsvoller werdendem Gelände. Dies ist für die Kettenantriebe entwickelnden Ingenieure eine Herausforderung, zumindest was die Vermeidung von Fehlfunktionen der Kette betrifft. Dies gilt vor allem für vielgängige Fahrräder, bei denen die Kette extremen Zugänderungen unterliegt, vor allem beim Fahren in unwegsamem Gelände.
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Die Erfindung stellt ein Gerät für das Antriebsketten-Management insbesondere für ein Fahrrad bereit, mit dem erfolgreiches und zuverlässiges Fahren im unwegsamen und schwierigen Gelände möglich ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein Aspekt der Erfindung stellt einen hinteren Fahrradumwerfer mit einem Basiselement und einem mit dem Basiselement beweglich gekoppelten beweglichen Element bereit. Eine Kettenführungsbaugruppe ist drehbar mit dem beweglichen Element verbunden und eine Dämpferbaugruppe ist funktional zwischen der Kettenführungsbaugruppe und dem beweglichen Element angeordnet. Die Dämpferbaugruppe enthält einen im beweglichen Element angeordneten Dämpfer und eine zwischen dem Dämpfer und der Kettenführungsbaugruppe angeordnete Freilaufkupplung. Die Freilaufkupplung ist so konfiguriert, dass eine Dämpfung möglich ist, wenn sich die Kettenführungsbaugruppe in einer ersten Richtung dreht. Der Dämpfer ist außerhalb der Freilaufkupplung oder um diese angeordnet.
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Andere Aspekte der Erfindung stellen einen hinteren Fahrradumwerfer bereit, wobei die Freilaufkupplung mit der Kettenführungsbaugruppe in Eingriff kommt, wenn sich die Kettenführungsbaugruppe in der ersten Richtung dreht. Der Dämpfer kann eine Dämpfungswirkung zwischen der Freilaufkupplung und dem beweglichen Element ausüben. Das bewegliche Element kann eine darin ausgebildete Bohrung haben und die Kettenführungsbaugruppe enthält eine Käfigwelle, die drehbar in der Bohrung angeordnet ist. Die Bohrung kann zylindrisch sein. Der Dämpfer kann ein ringförmiges Reibungselement außerhalb der Freilaufkupplung enthalten, das zur Aufnahme in der zylindrischen Bohrung konfiguriert ist. Das ringförmige Reibungselement kann verformt werden, um zwischen der Freilaufkupplung und dem beweglichen Element eine Reibungsdämpfung auszuüben. Die Dämpferbaugruppe kann eine Einstelleinrichtung enthalten, die im beweglichen Element angeordnet ist und das ringförmige Reibungselement verformt. Die Einstelleinrichtung kann in das bewegliche Element geschraubt und so betätigt werden, dass das Ausmaß der Reibungsdämpfung zwischen dem beweglichen Element und der Freilaufkupplung variiert wird. Die Einstelleinrichtung kann ein Werkzeugmerkmal zur Betätigung der Einstelleinrichtung enthalten. Die Bohrung kann zumindest teilweise konisch sein. Die Dämpferbaugruppe kann ferner eine außerhalb der Freilaufkupplung angeordnete Buchse enthalten und der Dämpfer ein Reibungselement, das in der zumindest teilweise konischen Bohrung außerhalb der Buchse angeordnet ist. Das Reibungselement kann ring- und kegelförmig sein. Die Dämpferbaugruppe kann ferner eine Einstelleinrichtung enthalten, die im beweglichen Element angeordnet ist und das kegelförmige Reibungselement verformt. Die Einstelleinrichtung kann in das bewegliche Element geschraubt und so betätigt werden, dass das Ausmaß der Reibungsdämpfung zwischen dem beweglichen Element und der Freilaufkupplung variiert wird. Der Dämpfer kann aus einem Material mit geringer Haftreibung bestehen. Der Dämpfer kann entweder aus Polyethylen, UHMW PE oder Polyoxymethylen bestehen. Die Freilaufkupplung kann eine Rollenkupplung sein. Der Umwerfer kann ferner ein Vorspannelement enthalten, das die Kettenführungsbaugruppe in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung vorspannt. Der Dämpfer kann in direktem Kontakt mit der Kupplung stehen.
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Andere Aspekte der Erfindung stellen einen hinteren Fahrradumwerfer mit einem Basiselement bereit. Ein bewegliches Element ist beweglich mit dem Basiselement gekoppelt. Eine Kettenführungsbaugruppe ist drehbar mit dem beweglichen Element verbunden und eine Dämpferbaugruppe ist funktional zwischen der Kettenführungsbaugruppe und dem beweglichen Element angeordnet. Die Dämpferbaugruppe enthält einen Dämpfer, der im beweglichen Element angeordnet ist, und eine Freilaufkupplung, die zwischen der Kettenführungsbaugruppe und dem beweglichen Element angeordnet ist. Die Dämpferbaugruppe ist so konfiguriert, dass eine Dämpfungswirkung ausgeübt werden kann, wenn sich die Kettenführungsbaugruppe in einer ersten Richtung dreht, wobei die Dämpferbaugruppe so konfiguriert ist, dass sie bei Belastung in axialer Richtung den Dämpfer in einer allgemein radialen Richtung belastet.
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Weitere Aspekte der Erfindung stellen einen Dämpfer bereit, der entweder außerhalb oder innerhalb der Freilaufkupplung angeordnet sein kann. Die Freilaufkupplung kann mit dem Dämpfer in Eingriff kommen, wenn sich die Kettenführungsbaugruppe in der ersten Richtung dreht. Der Dämpfer kann eine Dämpfungswirkung zwischen dem beweglichen Element und der Kettenführungsbaugruppe ausüben. Das bewegliche Element kann eine darin ausgebildete Bohrung haben und die Kettenführungsbaugruppe in der Bohrung drehbar angeordnete Käfigwelle enthalten. Die Bohrung kann zylindrisch sein. Der Dämpfer kann ein Reibungselement enthalten, das zur Aufnahme in der zylindrischen Bohrung zwischen der Freilaufkupplung und der Käfigwelle konfiguriert ist. Das Reibungselement kann verformt werden, um eine Reibungsdämpfung zwischen der Freilaufkupplung und der Käfigwelle auszuüben. Die Dämpferbaugruppe kann eine Einstelleinrichtung enthalten, die auf die Käfigwelle aufgeschraubt ist und zur Verformung des Reibungselements betätigt werden kann. Die Einstelleinrichtung, bei der es sich um eine Mutter handeln kann, kann zum Variieren des Ausmaßes der Reibungsdämpfung betätigt werden. Der Umwerfer kann eine Kappe enthalten, die im beweglichen Element die Dämpferbaugruppe umschließend angeordnet ist. Die Dämpferbaugruppe kann ferner ein Reibungselement enthalten, das um die Käfigwelle angeordnet ist, und eine Buchse ist außerhalb des Reibungselements angeordnet, wobei das Reibungselement und die Buchse einander entsprechende konische Flächen in flächigem Eingriff haben, und wobei die Freilaufkupplung außerhalb der Buchse angeordnet ist.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung sorgt der hintere Fahrradumwerfer dafür, dass die Freilaufkupplung mit der Kettenführungsbaugruppe in Eingriff kommt, wenn sich Kettenführungsbaugruppe in der ersten Richtung dreht.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung übt der Dämpfer eine Dämpfungswirkung zwischen der Freilaufkupplung dem beweglichen Element aus.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung hat das bewegliche Element eine darin ausgebildete Bohrung und die Kettenführungsbaugruppe enthält eine in der Bohrung drehbar angeordnete Käfigwelle.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Bohrung zylindrisch.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält der Dämpfer ein ringförmiges Reibungselement, das zur Aufnahme in der zylindrischen Bohrung und außerhalb der Freilaufkupplung konfiguriert ist.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird das ringförmige Reibungselement verformt, um zwischen der Freilaufkupplung und dem beweglichen Element eine Reibungsdämpfung auszuüben.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Dämpferbaugruppe ferner eine Einstelleinrichtung, die im beweglichen Element angeordnet ist und das ringförmige Reibungselement verformt.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Einstelleinrichtung im beweglichen Element eingeschraubt und kann zum Variieren des Ausmaßes der Reibungsdämpfung zwischen dem beweglichen Element und der Freilaufkupplung betätigt werden.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Einstelleinrichtung ein Werkzeug zur Betätigung der Einstelleinrichtung.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Bohrung zumindest teilweise konisch.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Dämpferbaugruppe ferner eine Buchse, die außerhalb der Freilaufkupplung angeordnet ist, und der Dämpfer enthält ein Reibungselement, das in der zumindest teilweise konischen Bohrung außerhalb der Buchse angeordnet ist.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das Reibungselement ring- und kegelförmig.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Dämpferbaugruppe ferner eine im beweglichen Element angeordnete Einstelleinrichtung, die das kegelförmige Reibungselement verformt.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Einstelleinrichtung im beweglichen Element eingeschraubt und kann zum Variieren des Ausmaßes der Reibungsdämpfung zwischen dem beweglichen Element und der Freilaufkupplung betätigt werden.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht der Dämpfer aus einem Material mit geringer Haftreibung.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht der Dämpfer entweder aus Polyethylen, UHMW PE oder Polyoxymethylen.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Freilaufkupplung eine Rollenkupplung.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält der hintere Fahrradumwerfer ferner ein Vorspannelement, das die Kettenführungsbaugruppe in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung vorspannt.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung steht der Dämpfer in direktem Kontakt mit der Freilaufkupplung.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Dämpferbaugruppe so konfiguriert, dass sie bei Belastung in axialer Richtung den Dämpfer in einer allgemein radialen Richtung belastet.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der Dämpfer entweder außerhalb oder innerhalb der Freilaufkupplung angeordnet.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung kommt die Freilaufkupplung mit dem Dämpfer in Eingriff, wenn sich die Kettenführungsbaugruppe in der ersten Richtung dreht.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung übt der Dämpfer eine Dämpfungswirkung zwischen dem beweglichen Element und der Kettenführungsbaugruppe aus.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung hat das bewegliche Element eine darin ausgebildete Bohrung und die Kettenführungsbaugruppe enthält eine in der Bohrung drehbar angeordnete Käfigwelle.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Bohrung zylindrisch.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält der Dämpfer ein Reibungselement, das zur Aufnahme in der zylindrischen Bohrung zwischen der Freilaufkupplung und der Käfigwelle konfiguriert ist.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird das Reibungselement verformt, um eine Reibungsdämpfung zwischen der Freilaufkupplung und der Käfigwelle auszuüben.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Dämpferbaugruppe ferner eine Einstelleinrichtung, die auf der Käfigwelle aufgeschraubt ist und zum Verformen des Reibungselements betätigt werden kann.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann die Einstelleinrichtung zum Variieren des Ausmaßes der Reibungsdämpfung betätigt werden.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält der Umwerfer eine Einstelleinrichtung, die im beweglichen Element die Dämpferbaugruppe umschließend angeordnet ist.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Dämpferbaugruppe ferner ein außerhalb der Käfigwelle angeordnetes Reibungselement und eine außerhalb des Reibungselements angeordnete Buchse, wobei das Reibungselement und die Buchse einander entsprechende konische Flächen in flächigem Eingriff haben, und wobei die Freilaufkupplung außerhalb der Buchse angeordnet ist.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht der Dämpfer aus einem Material mit geringer Haftreibung.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht der Dämpfer entweder aus Polyethylen, UHMW PE oder Polyoxymethylen.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Freilaufkupplung eine Rollenkupplung.
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Der hintere Fahrradumwerfer der Erfindung kann ferner ein Vorspannelement enthalten, das die Kettenführungsbaugruppe in einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung vorspannt.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung steht der Dämpfer in direktem Kontakt mit der Freilaufkupplung.
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Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines hinteren Umwerfers, der eine Dämpferbaugruppe gemäß der Erfindung enthält;
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2 ist eine Vorderansicht eines hinteren Umwerfers mit einem partiellen Querschnitt durch eine Dämpferbaugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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3 ist eine Vorderansicht eines hinteren Umwerfers mit einem partiellen Querschnitt durch eine Dämpferbaugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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4 ist eine Seitenansicht eines hinteren Umwerfers mit einem Querschnitt entlang der Linie X-X in 2;
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5 ist eine Seitenansicht eines hinteren Umwerfers mit einem Querschnitt entlang der Linie Y-Y in 3;
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6 ist eine Vorderansicht eines hinteren Umwerfers mit einem partiellen Querschnitt durch eine Dämpferbaugruppe gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und
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7 ist eine Vorderansicht eines hinteren Umwerfers mit einem partiellen Querschnitt durch eine Dämpferbaugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden hierin unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es versteht sich, dass die Zeichnungen und die Beschreibungen hierin nur beispielhaft sind, und die Erfindung, die mit den angefügten Ansprüchen sowie sämtlichen Äquivalenten derselben definiert ist, nicht einschränken. So werden beispielsweise die Begriffe ”erster/erste/erstes” und ”zweiter/zweite/zweites”, ”oberer/obere/obere” und ”unterer/untere/unteres” oder ”vorderer/vordere/vorderes/vorwärts” und ”hinterer/hintere/hinteres/rückwärts” (mit den jeweiligen Pluralformen) der Deutlichkeit halber und nicht zu Einschränkungszwecken verwendet. Außerdem betreffen die Begriffe vorzugsweise den in herkömmlicher Weise an einem Fahrrad montierten Fahrradumwerfer, wobei das Fahrrad zum normalen Gebrauch vorgesehen ist, sofern nicht anderweitig angegeben.
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1 zeigt einen Fahrradumwerfer 10, der jede der hierin angegebenen Ausführungsformen der Erfindung enthalten kann, oder der so ausgeführt werden kann, dass er jede der hierin angegebenen Ausführungsformen der Erfindung enthält. Der Fahrradumwerfer 10 enthält im Allgemeinen ein Basiselement 12 und eine Schwinge 18, die auch als Parallelogramm-Schwinge bezeichnet wird. Die Schwinge 18 kann zwei Verbindungselemente 20, 22 enthalten, die drehbar mit einem Ende des Basiselements verbunden sind. Ein bewegliches Element 16 ist drehbar mit der Schwinge 18 an einem Ende gegenüber dem Basiselement 12 verbunden. Eine Kettenführungsbaugruppe 25 ist drehbar am beweglichen Element 16 angebracht. Der Umwerfer 10 enthält eine Dämpferbaugruppe 38, die die Rotationsbewegung der Kettenführungsbaugruppe 25 relativ zum beweglichen Element 16 dämpft.
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Das Basiselement 12, das auch als B-Knuckle bekannt ist, kann an einem Fahrradrahmen mittels eines Befestigungselements 14, z. B. einer Schraube, angebracht werden. Ein Paar Drehzapfen 24, die die Form von Bolzen haben können, verbinden das Basiselement 12 drehbar mit der Schwinge 18.
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Die Schwinge 18 enthält ein äußeres Verbindungselement 20 und ein inneres Verbindungselement 22. Die Schwinge 18 enthält ein Vorspannelement 21, z. B. eine Feder, um den Umwerfer 10 in Richtung einer Anfangs-Wegposition vorzuspannen, wie hinreichend bekannt ist.
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Das bewegliche Element 16, das auch als P-Knuckle bekannt ist, ist über ein Paar Drehzapfen 24 an der Schwinge 18 auf ähnliche Weise wie das Basiselement 12 an der Schwinge drehbar angebracht. Andere Mittel zum Anbringen des Basiselements 12 am beweglichen Element 16 sind im Rahmen der Erfindung denkbar.
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Die Kettenführungsbaugruppe 25 enthält eine Kettenführung 26 mit einem Paar beabstandeter Käfigplatten, speziell einer äußeren Käfigplatte 28 und einer inneren Käfigplatte 30. Zwischen den Käfigplatten 28, 30 ist ein Paar Führungsräder zum Führen einer Kette (nicht dargestellt) drehbar angeordnet, speziell ein oberes Führungsrad 32 und ein unteres Führungsrad 34. Das obere und untere Führungsrad 32, 34 sind auch als Zahnscheiben oder Führungsrollen bekannt. Der Umwerfer 10 ist bei ”F” in Vorwärtsrichtung dargestellt. Im Rahmen der aktuellen Anmeldung wird die Vorwärtsrichtung als auch erste Richtung D1 oder alternativ als Richtung entgegen der Richtung der Kettenspannung bezeichnet. Unter einer zweiten Richtung D2 ist die Richtung entgegen der ersten Richtung, oder alternativ in Richtung der Kettenspannung zu verstehen.
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Wie in 1 dargestellt kann das bewegliche Element 16 einen optionalen Käfig-Sperrmechanismus 36 haben, der so betätigt werden kann, dass die Kettenführungsbaugruppe 25 in einer Position relativ zum beweglichen Element 16 fixiert wird.
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2 ist eine Schnittansicht eines Umwerfers 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Dämpferbaugruppe 38. Das bewegliche Element 16 kann mit dem Basiselement 12 durch eine Schwinge 18 verbunden sein, so dass das bewegliche Element bezüglich des Basiselements beweglich ist. Die Kettenführungsbaugruppe 25 enthält eine Kettenführung 26, die auch als Kettenkäfig bekannt ist, mit einem oberen Führungsrad oder einer Scheibe 32, einem unteren Führungsrad oder einer Scheibe 34 und einer Käfigwelle 40. Die Kettenführung 26 ist an der Käfigwelle 40 angebracht und wird von dieser gelagert. Die Käfigwelle 40 ist drehbar in einer im beweglichen Element 16 ausgebildeten Bohrung 42 aufgenommen.
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Ein Vorspannelement 44, das die Form einer Torsionsfeder haben kann, ist funktional zwischen dem beweglichen Element 16 und der Kettenführungsbaugruppe 25 angeordnet. Das Vorspannelement 44 spannt die Kettenführungsbaugruppe 25 in einer Richtung zum Spannen einer Kette (nicht dargestellt) vor, die auf Standardweise mit den Führungsrädern 32, 34 in Eingriff steht. Es versteht sich, dass die Kettenführungsbaugruppe 25 in einer Standardrichtung, d. h. im Uhrzeigersinn in den 1, 4 und 5, um die Achse A der Käfigwelle 40 vorgespannt ist. Die Kettenführungsbaugruppe 25 hat auch die Funktion, zusätzlichen Kettendurchhang auszugleichen, der bei der Wahl kleinerer Zahnkränze entsteht, was hinreichend bekannt ist.
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Die Dämpferbaugruppe 38 enthält eine Kupplung 46 in Form einer Freilaufkupplung, die im beweglichen Element 16 und außerhalb der oder um die Käfigwelle 40 angeordnet sein kann. Die Kupplung 46 ist zum Eingriff oder Einrasten mit der Käfigwelle 40 konfiguriert, wenn die Käfigwelle in einer Richtung D1, entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert, wobei es sich um die Richtung entgegen der Vorspannrichtung D2 des Vorspannelements 44 handelt. Bei diesem Beispiel ist die Freilaufkupplung 46 eine Rollenkupplung, obwohl andere geeignete Kupplungstypen, die hinreichend bekannt sind, wie z. B. eine Sperrklinkenkupplung.
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Die Dämpferbaugruppe 38 enthält einen Dämpfer 47. Bei dieser Ausführungsform enthält der Dämpfer 47 eine ringförmige Buchse 48, die außerhalb der oder um die Kupplung 46 angeordnet ist. Die ringförmige Buchse 48 kann an der Freilaufkupplung angebracht sein. Die ringförmige Buchse 48 kann z. B. mit Presssitz auf der Kupplung 46 angebracht werden und somit relativ zur Kupplung verdrehsicher sein. Der Dämpfer 47 enthält außerdem ein Reibungselement 50, das ebenfalls ringförmig ist und eine sich verjüngende oder konische Außenoberfläche hat. Das Reibungselement 50 ist zwischen der Buchse 48 und einer zumindest teilweise konischen Bohrung 52, die im beweglichen Element 16 ausgebildet ist, angeordnet. Das Reibungselement 50 kann die Form eines konischen, durchgängigen Rings ohne Unterbrechungen haben. Das Reibungselement 50 kann auch mit einem Schlitz ausgeführt sein, um sich radial besser anzupassen.
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Eine Einstelleinrichtung 54 ist im beweglichen Element 16 an einer Position angeordnet, in der sie mit dem Reibungselement 50 in Kontakt steht und dieses verformen kann. Bei der Ausführungsform von 2 ist die Einstelleinrichtung in das bewegliche Element eingeschraubt. Die Einstelleinrichtung 54 kann so weit in das bewegliche Element eingeführt werden, dass sie eine axiale Kraft auf das Reibungselement 50 entlang der Achse ”A” erzeugt, die das Reibungselement in die konische Bohrung 52 drückt und die radiale Kontaktkraft oder Reibungsdämpfung zwischen dem Reibungselement und der benachbarten Buchse 48 erhöht. Bei dieser Ausführungsform kann die Einstelleinrichtung 54 eine variable radiale Kraft zwischen dem Reibungselement 50 und der Buchse 48 erzeugen, indem die Position der Einstelleinrichtung im beweglichen Element 16 eingestellt wird. Auf diese Weise kann die vom Dämpfer 47 zwischen dem beweglichen Element und der Kupplung 46 ausgeübte Reibungsdämpfung voreingestellt und/oder variiert werden.
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Wenn das Fahrrad (nicht dargestellt) einer Stoßbelastung ausgesetzt ist, ist hinreichend bekannt, dass die Kette (nicht dargestellt) die Tendenz zum Schwingen entwickelt und aus den Antriebszahnkränzen (nicht dargestellt) springt. Wenn die Kette zu schwingen beginnt, wird die Kettenführungsbaugruppe 25 von der Kette durch das untere Führungsrad 34 in Vorwärtsrichtung F (d. h. entgegen dem Uhrzeigersinn) gezogen. Dies veranlasst den Eingriff der Freilaufkupplung 46. Die mit der Kupplung 46 verbundene Buchse 48 kann gegen das Reibungselement 50 gleiten, wodurch ein Drehwiderstand der Käfigbaugruppe 25 in der Vorwärtsrichtung F entsteht. Dieser Widerstand kann als Dämpfung oder Reibungsdämpfung bezeichnet werden. Alternativ kann das Reibungselement 50 im beweglichen Element 16 gleiten. Es versteht sich, dass der Dämpfer 47 das (die) Element(e) enthält, das (die) für die Erzeugung der Dämpfung des beweglichen Elements 16 verantwortlich ist (sind), unabhängig davon, welche Elemente des Dämpfers sich bewegen. Deshalb wird die Drehung des Käfigs durch die kombinierte Funktion des Vorspannelements 44 und der Dämpfung durch die Dämpferbaugruppe 38 beeinflusst oder eingeschränkt. Die Dämpferbaugruppe 38 dämpft also die Bewegung der Kettenführungsbaugruppe 25 und somit der Kette, was die Wahrscheinlichkeit verringert, dass sich die Kette in unerwünschter Weise bewegt und eine mögliche Fehlfunktion auftritt.
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Wenn die Kettenführungsbaugruppe 25 dazu gebracht wird, sich mit Unterstützung der Vorspannwirkung des Vorspannelements 44 in Rückwärtsrichtung D2 (d. h. im Uhrzeigersinn) (siehe 1 und entgegen F) zu drehen, kuppelt die Freilaufkupplung 46 aus und die Kettenführungsbaugruppe 25 kann sich frei rückwärts drehen (D2), wobei sie nur vom Vorspannelement vorgespannt und nicht durch die Kupplung 46 oder die Dämpfung des Dämpfers 47 eingeschränkt wird.
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3 ist eine alternative Ausführungsform eines Umwerfers 110 mit einer Dämpferbaugruppe 138 gemäß der Erfindung, bei dem gleiche Teile wie bei der Ausführungsform von 2 angeordnet sind. Außerdem funktioniert der Umwerfer 110 allgemein in einer ähnlichen Weise wie der oben beschriebene.
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Bei der Ausführungsform von 3 enthält die Dämpferbaugruppe 138 ein ringförmiges Reibungselement 150, das in einer zylindrischen Bohrung 152 im beweglichen Element 116 und zwischen dem beweglichen Element und außerhalb oder auf einer Freilaufkupplung 46 angeordnet ist. Das Reibungselement 150 kann ein integrales ringförmiges Element sein. Eine Einstelleinrichtung 54 ist in das bewegliche Element 116 eingeschraubt und so positioniert, dass dann, wenn es weiter in das bewegliche Element bewegt wird, eine axiale Kraft erzeugt wird, die eine Verformung des Reibungselements bewirken kann. Dadurch wird die radiale Kontaktkraft auf die Freilaufkupplung 46 erhöht, wodurch die von der Dämpferbaugruppe 138 erzeugte Reibungsdämpfung verstärkt wird.
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Die Einstelleinrichtung 54 kann ein Werkzeugmerkmal 56 enthalten, das eine Sechskantform haben kann, um z. B. ein Werkzeug wie einen Sechskantschlüssel oder Schraubendreher aufzunehmen, um die Einstelleinrichtung in das bewegliche Element 116 einzuschrauben. Die Position der Einstelleinrichtung 54 kann ebenfalls mittels des Werkzeugmerkmals eingestellt werden. Wahlweise kann die Einstelleinrichtung 54 dauerhaft oder unverstellbar im beweglichen Element 116 angeordnet sein, was später ausführlich beschrieben wird.
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Eine Reihe geeigneter Materialien kann für die oben beschriebene Buchse und/oder die Reibungselemente verwendet werden, aber ein relativ reibungsarmer Kunststoff wird bevorzugt, weil diese Materialien eine eher niedrige Haftreibung haben. Andere bevorzugte Eigenschaften der Buchse und/oder der Reibungselemente sind hohe Steifigkeit und Maßhaltigkeit. Einige Beispiele für solche Materialien sind Polyethylen, UHMW-Kunststoff (wie UHMW PE) und Polyoxymethylen.
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4 zeigt den hinteren Umwerfer von 2 als Querschnitt entlang der Linie X-X. Die Käfigwelle 40 ist im beweglichen Element 16 drehbar aufgenommen. Eine Freilaufkupplung 46 ist konzentrisch außerhalb der oder um die Käfigwelle 40 positioniert. Die Kupplung 46 ist zum Eingriff oder Einrasten mit der Käfigwelle 40 konfiguriert, wenn sich die Käfigwelle entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, und zum Auskuppeln, wenn sich die Käfigwelle im Uhrzeigersinn dreht (wie in der Figur).
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Eine ringförmige Buchse 48 ist außerhalb der oder um die Kupplung 46 angeordnet und kann an dieser befestigt sein. Bei dieser Ausführungsform kann sich die Buchse 48 zusammen mit Kupplung 46 bewegen.
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Ein Reibungselement 50 ist konzentrisch außerhalb der oder um die Buchse 48 angeordnet. Wenn sich die Buchse 48 bewegt, kann das Reibungselement 50 der Buchsenbewegung einen Widerstand entgegensetzen. Wenn die Kupplung 46 ausgekuppelt ist, wird die Reibung zwischen dem Reibungselement 50 und der Buchse 48 nicht über die Kupplung auf die Käfigwelle 40 übertragen und die Kettenführungsbaugruppe 25 kann sich frei bewegen.
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Wenn die Kupplung 46 eingerückt ist, erzeugt die Reibung zwischen der Buchse 48 und dem Reibungselement 50 eine Reibungsdämpfung der Bewegung der Käfigwelle 40 und auch einen Widerstand des Führungsrades 34, sich in Richtung F als Reaktion auf die Zugspannung der Kette zu bewegen.
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5 zeigt den hinteren Umwerfer von 3 als Querschnitt entlang der Linie Y-Y. Die Käfigwelle 40 ist drehbar im beweglichen Element 116 aufgenommen. Eine Freilaufkupplung 46 ist konzentrisch außerhalb der oder um die Käfigwelle 40 positioniert. Die Kupplung 46 ist zum Einkuppeln konfiguriert, wenn sich die Käfigwelle 40 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, und zum Auskuppeln, wenn sich die Käfigwelle im Uhrzeigersinn dreht. Im ausgekuppelten Zustand steht die Kupplung nicht mit der Welle 40 in Eingriff.
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Ein ringförmiges Reibungselement 150 ist konzentrisch außerhalb der oder um die Kupplung 46 angeordnet. Wenn die Kupplung 46 eingekuppelt ist und sich mit der Welle 40 bewegt, dämpft das Reibungselement 150 die Bewegung der Kupplung und damit der Welle. Wenn die Kupplung 46 ausgekuppelt ist, wird die Reibung zwischen dem Reibungselement 150 und der Kupplung 46 nicht auf die Käfigwelle 40 übertragen und die Kettenführungsbaugruppe 25 bewegt sich frei.
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Wenn die Kupplung 46 eingekuppelt ist, erzeugt die Reibung zwischen der Kupplung 46 und dem Reibungselement 150 oder alternativ zwischen dem Reibungselement und dem beweglichen Element 116 eine wirksame hohe Reibungsdämpfung der Bewegung der Käfigwelle 40 und einen Widerstand des Führungsrades 34, sich in Richtung F als Reaktion auf die Zugspannung der Kette zu bewegen.
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6 ist eine andere Ausführungsform eines Umwerfers gemäß der Erfindung. Die dargestellte Ausführungsform ist allgemein ähnlich der oben anhand von 2 beschriebenen. Ein hinterer Umwerfer 210 enthält ein bewegliches Element 216 mit einer Dämpferbaugruppe 38. Die Dämpferbaugruppe 38 steht in Wechselwirkung mit der Kettenführungsbaugruppe 25, um für diese eine Reibungsdämpfung in der vorgegebenen Weise und Richtung wie oben beschrieben bereitzustellen.
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Der dargestellte Umwerfer 210 enthält eine Einstelleinrichtung 254 in Form eines zylindrischen Stopfens. Andere Kappenformen sind im Rahmen der Erfindung möglich. Die Einstelleinrichtung 254 kann nicht verstellbar und/oder nicht entfernbar sein. Die Einstelleinrichtung 254 kann im beweglichen Element 216 durch jedes geeignete Mittel in ihrer Lage fixiert sein, wie z. B. durch Verkleben, Verschweißen oder durch einen Presssitz. Auf diese Weise ist die Dämpferbaugruppe 38 gegen Beschädigung und Verunreinigung geschützt und die Dämpferbaugruppe 38 kann nicht falsch eingestellt oder manipuliert werden.
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Die Einstelleinrichtung 254 kann ein Werkzeugmerkmal 56 wie oben beschrieben enthalten, das mit einem Stopfen 75 deaktiviert oder verschlossen werden kann. Der Stopfen 75 kann in seiner Position verklebt oder durch Presssitz oder anderweitig eingesetzt werden. Bei einer Ausführungsform ist der Stopfen 75 nicht entfernbar im Werkzeugmerkmal 56 eingesetzt, so dass kein Zugriff auf die Einstelleinrichtung 254 oder eine Manipulation nach dem Einsetzen des Stopfens möglich ist.
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7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Umwerfers 310 gemäß der Erfindung. Die dargestellte Ausführungsform ist ähnlich der oben beschriebenen, zumindest bezüglich des allgemeinen Aufbaus und der Funktion des Umwerfers. Ein hinterer Umwerfer 310 enthält ein bewegliches Element 316, eine drehbar am beweglichen Element angebrachte Kettenführungsbaugruppe 25 und eine Dämpferbaugruppe 238, die funktional zwischen dem beweglichen Element und der Kettenführungsbaugruppe angeordnet ist, um für diese eine Reibungsdämpfung in der vorgegebenen Weise und Richtung wie oben beschrieben bereitzustellen.
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Die Kettenführungsbaugruppe 25 enthält im Allgemeinen einen Kettenkäfig 26 mit einem Paar beabstandeter Käfigplatten, d. h. einer äußeren Käfigplatte 28 und einer inneren Käfigplatte 30. Die Kettenführungsbaugruppe 25 enthält eine am Kettenkäfig 26 angebrachte Käfigwelle 240. Die Käfigwelle 240 ist in einer im beweglichen Element 316 ausgebildeten Bohrung 252 angeordnet. Die Käfigwelle 240 enthält einen Flansch 241, der die Käfigwelle im beweglichen Element sichert und außerdem eine Außenoberfläche 243 bereitstellt, mit der zumindest einige der Bauteile der Dämpferbaugruppe 238 in Kontakt kommen können.
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Die Bohrung 252 enthält die Dämpferbaugruppe 238. Die Dämpferbaugruppe 238 enthält ein Reibungselement 250, das außerhalb der oder um die Käfigwelle 240 angeordnet ist. Das Reibungselement 250 ist konus- oder keilförmig, wobei die geneigte Fläche an der Außenseite des Reibungselements 250 liegt. Das Reibungselement 250 besteht aus einem Kunststoff mit geringer Haftreibung bestehen wie oben beschrieben. Eine Buchse 248 ist außerhalb oder um das Reibungselement 250 und in Kontakt mit diesem angeordnet. Die Buchse 248 hat eine mit der Außenseite des Reibungselements 250 in Kontakt stehende korrespondierende Form. Insbesondere ist die Buchse 248 konusförmig, wobei die geneigte Fläche an der Innenseite der Buchse liegt, um mit der Außenseite des Reibungselements 250 zusammenzuwirken. Die Buchse 248 kann aus Stahl, einem Metall oder einem anderen geeigneten Material bestehen.
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Eine Freilaufkupplung 246 ist außerhalb der oder um die Buchse 248 angeordnet und so konfiguriert, dass Dämpfen möglich ist, wenn sich die Kettenführungsbaugruppe 25 in einer ersten Richtung dreht. Die Freilaufkupplung 246 kann eine Rollenkupplung sein.
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Eine Einstelleinrichtung 277, die eine Mutter sein kann, ist auf die Käfigwelle 240 geschraubt und in einer Position, in der sie eine axiale Kraft entweder auf die Buchse 248 oder das Reibungselement 250 ausübt, indem die Buchse und das Reibungselement zwischen der Mutter und dem Flansch 241 zusammengepresst werden. Aufgrund der zusammenwirkenden Konus- oder Keilformen der Buchse 248 und des Reibungselements 250 werden die Buchse und das Reibungselement in axialer Richtung von der Einstelleinrichtung 277 zusammengedrückt, wodurch wiederum eine entsprechende Last oder Kraft in radialer Richtung erzeugt wird. Die radiale Kraft zwischen der Buchse 248 und dem Reibungselement 250 sorgt für die Reibungsdämpfung der Dämpferbaugruppe 238. Die Einstelleinrichtung 277 kann zum Einstellen der Höhe der erzeugten Kraft verwendet werden, und somit kann die Dämpfungswirkung der Dämpferbaugruppe 238 voreingestellt und dann unverstellbar gemacht werden, oder der Umwerfer kann mit einer Zugriffeinrichtung ausgeführt werden, so dass die Einstelleinrichtung nach der Montage zugänglich und wie gewünscht einstellbar ist. Zu diesem Zweck kann eine Kappe 255 im beweglichen Element 316 eingeschraubt oder dauerhaft angebracht werden, um die Bohrung 252 und die Bauteile der Dämpferbaugruppe 238 zu verschließen. Die Kappe 255 kann ein Wellenlager 279 zur Lagerung der Käfigwelle 240 enthalten. Die Kappe 255 durch jedes geeignete Mittel wie z. B. Verkleben, Verschweißen oder einen Presssitz im beweglichen Element 316 in ihrer Position gesichert werden oder entfernbar sein. Wenn die Kappe 255 die inneren Bauteile der Dämpferbaugruppe 238 schützt, ist die Baugruppe gegen Beschädigung und Verunreinigung geschützt. Durch das Entfernen der Kappe 255 ist der Zugriff auf die Einstelleinrichtung 277 und andere Bauteile der Dämpferbaugruppe 238 möglich.
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Obwohl diese Erfindung anhand bestimmter Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich, dass zahlreiche Änderungen im Rahmen von Geist und Gültigkeitsbereich der beschriebenen erfindungsgemäßen Konzepte vorgenommen werden können. Demnach soll die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt sein, sondern vom Gültigkeitsbereich der Formulierung der nachfolgenden Ansprüche vollständig erfasst werden.
