DE102018004483A1

DE102018004483A1 - Dämpfer für Fahrradkomponente

Info

Publication number: DE102018004483A1
Application number: DE102018004483.2A
Authority: DE
Inventors: Joshua Brown; Andrew Samways
Original assignee: SRAM LLC
Current assignee: SRAM LLC
Priority date: 2017-06-06
Filing date: 2018-06-06
Publication date: 2018-12-06
Also published as: TW201902780A; TWI690452B; CN108995759A; US20180346058A1; US10577053B2; CN108995759B

Abstract

Ein hinterer Fahrradumwerfer weist auf: ein Basiselement, das an einem Fahrradrahmen anbringbar ist, ein bewegliches Element, das mit dem Basiselement gekoppelt ist, eine Kettenführungsanordnung, die mit dem beweglichen Element verbunden ist, ein Vorspannelement, das derart konfiguriert ist, dass es die Kettenführungsanordnung in einer ersten Drehrichtung relativ zu dem beweglichen Element vorspannt, und eine Dämpfervorrichtung, die zwischen der Kettenführungsanordnung und dem beweglichen Element angeordnet ist. Die Dämpferanordnung ist derart funktionsfähig, dass sie eine Dämpfungskraft auf die Kettenführungsanordnung aufbringt, wenn sich die Kettenführungsanordnung in einer zweiten Drehrichtung relativ zu dem beweglichen Element dreht. Die Dämpfervorrichtung umfasst ein Reibungselement, das ein erstes Ende und eine äußere ringförmige Fläche aufweist. Die äußere ringförmige Fläche des Reibungselements steht mit einer inneren ringförmigen Fläche des beweglichen Elements in Reibungseingriff.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Offenbarung
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen einen Fahrradkettenspanner und im Besonderen einen Dämpfer für einen hinteren Fahrradumwerfer.
Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Hintere Fahrradumwerfer sind im Stand der Technik als ein Teil eines Antriebsstrangs eines Fahrrads gut bekannt. Der gewöhnliche Antriebsstrang umfasst ferner eine Kurbelanordnung, die mit einem oder mehreren Kettenrädern gekoppelt ist. Die Kurbelanordnung kann betrieben werden, um eine Kette anzutreiben, die um eines der Kettenräder geführt oder gewickelt ist. Die Kette wird ebenso zum Hinterrad des Fahrrads geführt.
Hintere Fahrradumwerfer sind als ein Teil des Antriebsstrangs vorgesehen, um zwei Grundfunktionen auszuführen. Die vorrangige Funktion des hinteren Fahrradumwerfers ist, eine Fahrradkette des Antriebsstrangs selektiv zwischen einer Reihe von Zahnrädern mit verschiedenen Durchmessern zu verschieben, die an dem Hinterrad angebracht sind. Das Verlagern der Fahrradkette von einem Zahnrad zu einem anderen an dem Hinterrad wird durchgeführt, um das Übersetzungsverhältnis des Antriebsstrangs zu ändern. Eine weitere Funktion des hinteren Umwerfers ist, eine Spannung auf die Kette aufzubringen, um einen Durchhang aufzunehmen und die gewünschte Spannung in der Kette auf der Nicht-Antriebsseite des Antriebsstrangs aufrechtzuhalten.
Der hintere Umwerfer erfüllt die Spannungsfunktion, indem er einen Kettenspannungsmechanismus verwendet, der als Kettenspanner bekannt ist. Der Kettenspanner weist gewöhnlich ein oder zwei drehbare Zahnräder oder Rollen auf und die Kette ist um diese Rollen geführt oder gewickelt. Der Kettenspanner ist mit dem Hauptkörper des hinteren Umwerfers derart verbunden, dass der Kettenspanner relativ zu dem Hauptkörper schwenkbar ist. Der Kettenspanner ist ebenso vorgespannt, um in einer Richtung zu schwenken oder zu drehen, die eine Spannkraft auf die Kette spannt oder aufbringt.
Wenn ein Fahrrad über ein ebenes Gelände fährt, sind der hintere Standardumwerfer und der Kettenspanner häufig ausreichend, um eine ausreichende Spannung in der Kette aufrechtzuerhalten, sodass die Kette nicht von den Kettenrädern oder Zahnrädern abfällt. Wenn jedoch ein Fahrrad über ein unebenes Gelände fährt, können die Kräfte, die auf den hinteren Umwerfer übertragen werden, bewirken, dass sich der Kettenspanner in der Kettendurchhangsrichtung unerwünscht gegen die auf den Kettenspanner ausgeübte Vorspannkraft dreht. Dies führt zu einem schlaffen Zustand in der Kette. Eine schlaffe Kette kann dazu führen, dass die Kette gegen den Rahmen des Fahrrads schlägt. Eine schlaffe Kette kann ebenso dazu führen, dass die Kette von den Kettenrädern oder Zahnrädern fällt.
Eine Lösung für diesen unerwünschten Zustand besteht darin, ein Dämpfungssystem in den Kettenspannungsabschnitt des Umwerfers einzubauen. Ein Dämpfungssystem ist dazu ausgelegt, der Kettenspannerdrehung insbesondere in der Kettendurchhangsrichtung zu widerstehen und/oder diese zu dämpfen. Ein Einweg-Dämpfungssystem ist derart konfiguriert, dass es einer Kettenspannerdrehung in der Kettendurchhangsrichtung widersteht, während es weiterhin eine Kettenspannerdrehung in der Kettenspannrichtung ermöglicht, wobei die Kettenspannerdrehung in der Kettenspannrichtung vorzugsweise mit weniger, minimaler oder ohne Dämpfung erfolgt. Die gewöhnlichen Einweg-Dämpfungssysteme arbeiten, indem sie ein Reibungselement verwenden, um eine Dämpfungskraft in der Kettendurchhangsrichtung der Kettenspannerdrehung bereitzustellen, und sie umfassen eine Einweg-Rollenkupplung, um zu verhindern, dass das Reibungselement in die Kettenspannrichtung eingreift.
Diese rollenkupplungsbasierten Reibungstyp-Dämpfungssysteme sind relativ schwer, was einem gemeinsamen Leistungsziel entgegensteht, das Gewicht des Fahrrads zu verringern. Ferner kann diese Art von Reibungsdämpfungssystem in der Konstruktion ziemlich kompliziert sein, dadurch dass es mehrere Teile und zahlreiche Herstellungsschritte benötigt. Ein Ergebnis der komplizierten Natur von rollenkupplungsbasierten Reibungstyp-Dämpfungssystemen ist, dass die Teile relativ teuer sind, was die Kosten von hinteren Umwerfern erhöht.
ZUSAMMENFASSUNG
In einem Beispiel umfasst ein hinterer Fahrradumwerfer ein Basiselement, das an dem Fahrradrahmen anbringbar ist, ein bewegliches Element, das beweglich mit dem Basiselement gekoppelt ist, eine Kettenführungsanordnung, die drehbar mit dem beweglichen Element verbunden ist, eine Vorspannvorrichtung, die derart konfiguriert ist, dass sie die Kettenführungsanordnung in einer ersten Drehrichtung relativ zu dem beweglichen Element vorspannt, und eine Dämpfervorrichtung, die zwischen der Kettenführungsanordnung und dem beweglichen Element angeordnet ist. Das bewegliche Element weist eine innere ringförmige Fläche auf. Die Dämpfervorrichtung ist funktionsfähig, eine Dämpfungskraft auf die Kettenführungsanordnung aufzubringen, wenn sich die Kettenführungsanordnung in einer zweiten Drehrichtung relativ zu dem beweglichen Element dreht. Die zweite Drehrichtung ist der ersten Drehrichtung entgegengesetzt. Die Dämpfervorrichtung umfasst ein Reibungselement. Das Reibungselement umfasst eine äußere ringförmige Fläche. Die äußere ringförmige Fläche des Reibungselements steht mit der inneren ringförmigen Fläche des beweglichen Elements in Reibungseingriff.
In einem Beispiel weist das Reibungselement ein erstes Ende auf. Das erste Ende des Reibungselements ist nicht-drehbar an der Kettenführungsanordnung angebracht.
In einem Beispiel weist das Reibungselement ein zweites Ende auf. Das zweite Ende des Reibungselements ist umlaufend frei.
In einem Beispiel umfasst der hintere Fahrradumwerfer ferner eine Welle. Die Kettenführungsanordnung ist drehbar mit dem beweglichen Element über die Welle verbunden. Das Reibungselement ist in einem radialen Abstand von der Welle angeordnet.
In einem Beispiel umfasst der hintere Fahrradumwerfer ferner eine Hülse. Das bewegliche Element weist eine ringförmige Aussparung auf. Die Hülse ist an dem beweglichen Element in der ringförmigen Aussparung angebracht, sodass sich die Hülse nicht relativ zu dem beweglichen Element dreht. Eine Fläche der Hülse gestaltet die innere ringförmige Fläche des beweglichen Elements aus.
In einem Beispiel ist die Hülse aus einem ersten Material hergestellt und das Reibungselement ist aus einem zweiten Material hergestellt. Das erste Material weist eine größere Härte als das zweite Material auf.
In einem Beispiel steht die äußere ringförmige Fläche des Reibungselements mit der Fläche der Hülse über mehr als 180 Grad der Hülse über eine erste Bogenlänge in Reibungseingriff.
In einem Beispiel ist das Reibungselement ein erstes Reibungselement. Die Dämpfervorrichtung umfasst ferner ein zweites Reibungselement. Das zweite Reibungselement weist ein erstes Ende und eine äußere ringförmige Fläche auf. Das erste Ende des zweiten Reibungselements ist nicht-drehbar an die Kettenführungsanordnung angebracht. Die äußere ringförmige Fläche des zweiten Reibungselements steh mit der Fläche der Hülse in Reibungseingriff.
In einem Beispiel steht die äußere ringförmige Fläche des zweiten Reibungselements mit der Fläche der Hülse über mehr als 180 Grad der Hülse über eine zweite Bogenlänge in Reibungseingriff. Die zweite Bogenlänge unterscheidet sich von der ersten Bogenlänge.
In einem Beispiel weist die Kettenführungsanordnung eine Fläche auf, die dem beweglichen Element und einer ringförmigen Wand zugewandt ist, die sich von der Fläche weg erstreckt. Die ringförmige Wand weist einen Spalt auf, der sich durch die ringförmige Wand erstreckt. Das Reibungselement ist um die ringförmige Wand herum positioniert, und das erste Ende des Reibungselements ist innerhalb des Spaltes durch die ringförmige Wand positioniert.
In einem Beispiel ist die Vorspannvorrichtung relativ zu dem Reibungselement radial innenliegend.
In einem Beispiel ist das Reibungselement eine Feder, die weniger als eine einzelne Windung aufweist.
In einem Beispiel ist eine Dämpferanordnung für einen hinteren Fahrradumwerfer zwischen einem beweglichen Element des hinteren Fahrradumwerfers und einer Kettenführungsanordnung positionierbar, die drehbar mit dem beweglichen Element verbunden ist. Die Dämpferanordnung ist funktionsfähig, eine Dämpfungskraft auf die Kettenführungsanordnung aufzubringen, wenn sich die Kettenführungsanordnung in einer Drehrichtung relativ zu dem beweglichen Element dreht. Die Dämpferanordnung umfasst ein ringförmiges Reibungselement, das ein erste Ende und eine äußere ringförmige Fläche aufweist, und eine Hülse, die an dem beweglichen Element anbringbar ist. Das erste Ende des ringförmigen Reibungselements ist nicht-drehbar an die Kettenführungsanordnung anbringbar. Die Hülse weist eine innere ringförmige Fläche auf. Die äußere ringförmige Fläche des ringförmigen Reibungselements steht mit der inneren ringförmigen Fläche der Hülse in Reibungseingriff.
In einem Beispiel ist die Hülse aus einem ersten Material hergestellt und das ringförmige Reibungselement ist aus einem zweiten Material hergestellt. Das erste Material weist eine größere Härte auf als das zweite Material.
In einem Beispiel steht die äußere ringförmige Fläche des ringförmigen Reibungselements mit der inneren ringförmigen Fläche der Hülse über mehr als 180 Grad der Hülse über eine erste Bogenlänge in Reibungseingriff.
In einem Beispiel ist das ringförmige Reibungselement eine Feder, die weniger als eine einzelne Windung aufweist.
In einem Beispiel ist das ringförmige Reibungselement ein erstes ringförmiges Reibungselement. Die Dämpferanordnung umfasst ferner ein zweites ringförmiges Reibungselement, das ein erstes Ende und eine äußere ringförmige Fläche aufweist. Das erste Ende des zweiten ringförmigen Reibungselements ist nicht-drehbar an die Kettenführungsanordnung anbringbar. Die äußere ringförmige Fläche des zweiten ringförmigen Reibungselements steht mit der inneren ringförmigen Fläche der Hülse in Reibungseingriff.
In einem Beispiel steht die äußere ringförmige Fläche des zweiten ringförmigen Reibungselements mit der inneren ringförmigen Fläche der Hülse über mehr als 180 Grad der Hülse über eine zweite Bogenlänge in Reibungseingriff. Die zweite Bogenlänge unterscheidet sich von der ersten Bogenlänge.
In einem Beispiel ist das ringförmige Reibungselement aus einer ersten Art von Stahl hergestellt und die Hülse ist aus einer zweiten Art von Stahl hergestellt.
In einem Beispiel ist das ringförmige Reibungselement an dem ersten Ende nicht umlaufend gekrümmt.
In einem Beispiel ist eine Kettenführungsanordnung für einen hinteren Fahrradumwerfer drehbar mit einem beweglichen Element des hinteren Fahrradumwerfers verbunden. Die Kettenführungsanordnung umfasst einen Anbringungsabschnitt für die Dämpfervorrichtung, der sich von einer Fläche der Kettenführungsanordnung weg erstreckt. Der Anbringungsabschnitt für die Dämpfervorrichtung ist derart konfiguriert, dass er ein Ende einer Dämpfervorrichtung zwischen der Kettenführungsanordnung und dem beweglichen Element relativ zu der Kettenführungsanordnung drehbar fixiert.
In einem Beispiel umfasst der Anbringungsabschnitt für die Dämpfervorrichtung eine ringförmige Wand, die sich von der Fläche weg erstreckt. Die ringförmige Wand weist einen Spalt auf, der sich durch die ringförmige Wand erstreckt. Die Dämpfervorrichtung ist um die ringförmige Wand herum positionierbar, und das erste Ende der Dämpfervorrichtung ist innerhalb des Spaltes durch die ringförmige Wand positionierbar.
In einem Beispiel umfasst die Kettenführungsanordnung ferner eine rigide Platte. Die Fläche der Kettenführungsanordnung ist eine Fläche der rigiden Platte. Die rigide Platte und der Anbringungsabschnitt für die Dämpfervorrichtung sind ein einzelner zusammenhängender Abschnitt.
Figurenliste
Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungsfiguren offensichtlich werden, in denen:

1 eine schematische Seitenansicht eines Fahrrads ist, das derart konstruiert sein kann, dass es einen Dämpfer an dem hinteren Umwerfer verwendet;
2 eine Nahansicht eines Beispiels eines an einem Fahrrad angebrachten elektronischen hinteren Umwerfers ist;
3 eine Nahansicht eines weiteren Beispiels eines elektronischen hinteren Umwerfers ist, der von einem Fahrrad entfernt ist;
4 eine seitliche Nahansicht eines Beispiels eines manuell betätigten hinteren Umwerfers ist, der an einem Fahrrad angebracht ist;
5 eine perspektivische Explosionsansicht eines Abschnitts von einem Bespiel eines hinteren Umwerfers ist, der eine Federdämpfung in Übereinstimmung mit den Belehrungen der vorliegenden Offenbarung umfasst;
6A eine perspektivische Ansicht eines Beispiels von einem hinteren Umwerfer ist, der den Abschnitt des hinteren Umwerfers von 5 umfasst, der von einem Fahrrad entfernt und zusammengebaut ist;
6B eine Querschnittsansicht ist, die entlang der Linie 6-6 und orthogonal durch eine Drehachse eines weiteren Beispiels des hinteren Umwerfers der 6A aufgenommen ist;
6C eine Querschnittsansicht ist, die entlang der Linie 6-6 und orthogonal durch die Drehachse eines weiteren Beispiels des hinteren Umwerfers der 6A aufgenommen ist;
7A eine perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels eines hinteren Umwerfers ist, das den Abschnitt des hinteren Umwerfers von 5 umfasst, das von dem Fahrrad entfernt und zusammengebaut ist;
7B eine Querschnittsansicht ist, die entlang der Linie 7-7 und der Drehachse von einem Beispiel des hinteren Umwerfers von 7A aufgenommen ist;
7C eine Querschnittsansicht ist, die entlang der Linie 7-7 und der Drehachse eines weiteren Beispiels des hinteren Umwerfers von 7A aufgenommen ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung stellt Beispiele von Reibungsdämpfern und hinteren Fahrradumwerfern bereit, die einen oder mehrere der obengenannten und/oder weiteren Nachteile mit bekannten Dämpfern und Umwerfern lösen oder verbessern.
Die offenbarten Reibungsdämpfer lösen das Bedürfnis, Rollenkupplungen in dem Dämpfer einzubeziehen. Der Reibungsdämpfer beschränkt die Umwerferketten-Spannerbewegung in eine Vorwärtskettenspanner-Drehrichtung und hilft dabei, eine Kettenschwingamplitude (z. B. eine vertikale Kettenamplitude) einer unteren Hälfte der Kette zu steuern, wenn das Fahrrad einer Bodeneingabe ausgesetzt ist (z. B. eine vertikale Bodeneingabe). Ein wesentlicher Vorteil der offenbarten Reibungsdämpfer besteht darin, dass die Dämpfungskräfte höher sind, wenn der Umwerferkettenspanner in der Vorwärtskettenspanner-Drehrichtung im Vergleich zur Rückwärtskettenspanner-Drehrichtung gedreht wird. Die höheren Dämpfungskräfte in der Vorwärtskettenspanner-Drehrichtung helfen dabei, die Kettenamplitude zu begrenzen, während die niedrigeren Dämpfungskräfte in der Rückwärtskettenspanner-Drehrichtung es ermöglichen, dass eine Rückholfeder (z. B. eine P-Feder) auf den Umwerferkettenspanner wirkt und die Kettenspannung ohne einen großen Anstieg oder irgendeine Vergrößerung der Rückholfeder beibehält. Ein weiterer Vorteil der offenbarten Reibungsdämpfer besteht darin, dass der Dämpfer leichter als ein gewöhnlicher auf rollenkupplungsbasierter Reibungstyp-Dämpfer ist. Ein noch weiterer Vorteil der offenbarten Dämpfer besteht in der Einfachheit der Herstellung der Dämpfer und der Einfachheit der Installation innerhalb des hinteren Umwerfers.
Beispiele für Reibungsdämpfer und hintere Fahrradumwerfer, die solche Reibungsdämpfer verwenden, sind hierin offenbart und beschrieben. Die offenbarten Dämpfer widerstehen einer Kettenspannerbewegung in der Kettendurchhangsrichtung der Kettenspannerdrehung mehr als in der Kettenspannerrichtung. In einem Beispiel ist das Drehmoment, das durch den Reibungsdämpfer erzeugt wird, wenn der Umwerferkettenspanner sich in der Kettendurchhangsrichtung dreht, größer als das durch den Dämpfer erzeugte Drehmoment, wenn sich der Umwerferkettenspanner in der Kettenspannrichtung um ein Verhältnis von ungefähr drei zu eins dreht. Infolgedessen ist das durch die offenbarten Dämpfer aufgebrachte Dämpfungsdrehmoment niedrig, wenn ein Fahrer die Gänge schaltet, und ist während einer Stoß- und Vibrationssituation beispielsweise hoch.
Die offenbarten Reibungsdämpfer können das Gewicht eines mit einem solchen Dämpfer ausgestatteten hinteren Umwerfers im Vergleich zu einem hinteren Umwerfer verringern, der mit einem Rollenkupplungsdämpfer nach dem Stand der Technik ausgestattet ist. Beispielsweise wiegt die einfache und minimale Teilkonstruktion der offenbarten Reibungsdämpfer weniger im Vergleich zu beispielweise einem auf einer Rollenkopplung basierenden gedämpften Äquivalent, das mehrere zusammengebaute Komponenten umfasst. Die offenbarten Reibungsdämpfer können ebenso relativ klein sein und können eine zylindrische Form aufweisen, die, wenn sie an einem hinteren Umwerfer angebracht ist, die Gesamtgröße des hinteren Umwerfers oder Kettenspanners reduzieren können. Ein Dämpfer einer kleineren Größe entlang einer Drehachse kann während des Gebrauchs im Vergleich zu existierenden Umwerfern (beispielsweise Rollenkupplungsdämpfern) mehr Fersenfreiraum für einen Fahrer zulassen oder ermöglichen. Das Vorangehende löst oder verbessert die Probleme übermäßigen Gewichts und des Kontakts zwischen den Fersen und dem Umwerfer, wenn ein auf einer Reibungskopplung basierender Reibungsdämpfer verwendet wird.
Diese und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der offenbarten Reibungsdämpfer werden der Durchschnittsfachkraft beim Lesen dieser Offenbarung offensichtlich werden. Überall in den Zeichnungsfiguren, wo gleiche Bezugszeichen verwendet werden, bezeichnen die gleichen Bezugszahlen die gleichen oder im Wesentlichen ähnlichen Teile unter den verschiedenen offenbarten Beispielen. Zudem werden hierin spezifischen Beispiele offenbart und beschrieben, die spezifische Kombinationen der offenbarten Aspekte, Merkmale und Komponenten der Offenbarung verwenden. Es ist jedoch möglich, dass jeder offenbarte Aspekt, jedes Merkmal und/oder Bestandteil der Offenbarung in anderen hier nicht offenbarten oder beschriebenen Beispielen unabhängig von oder in verschiedenen Kombinationen mit anderen der Aspekte, Merkmale und Komponenten der Offenbarung verwendet werden kann.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen stellt 1 im Allgemeinen ein Fahrrad 50 dar, dass einen hinteren Umwerfer und einen Dämpfer verwendet, der in Übereinstimmung mit den Belehrungen der vorliegenden Offenbarung konstruiert wurde. Das Fahrrad 50 umfasst einen Rahmen 52, ein Vorderrad 54 und ein Hinterrad 56, wobei jedes drehbar an dem Rahmen 52 und an einem Antriebsstrang 58 angebracht ist. Eine Vorderradbremse 60 wird zum Bremsen des Vorderrads 54 bereitgestellt und eine Hinterradbremse 62 wird zum Bremsen des Hinterrads 56 bereitgestellt. Das Fahrrad 50 weist im Allgemeinen ebenso einen Sitz 64 in der Nähe eines hinteren Endes des Rahmens 52 auf und wird an einem Ende eines Sitzrohrs 66 getragen, das mit dem Rahmen 52 verbunden ist. Das Fahrrad 50 weist ebenso einen Lenker 68 in der Nähe eines vorderen Endes des Rahmens 52 auf. Ein Bremshebel 70 wird auf dem Lenker 68 zum Betätigen einer der Vorderradbremse 60 oder der Hinterradbremse 62 oder beiden getragen. Wenn der Bremshebel 70 nur die Vorderradbremse 60 oder die Hinterradbremse 62 betätigt, kann ebenso ein zweiter Bremshebel (nicht gezeigt) vorgesehen sein, um die andere Bremse zu betätigen. Eine vordere und/oder Vorwärtsfahrrichtung oder -ausrichtung des Fahrrads 50 ist durch die Richtung des Pfeils A in der 1 angezeigt. Als solches wird die Vorwärtsrichtung für das Fahrrad 50 durch die Richtung des Pfeils A angezeigt.
Während das dargestellte Fahrrad 50, das in 1 abgebildet ist, ein Rennrad ist, das einen nach unten zeigenden Lenker 68 aufweist, kann die vorliegende Offenbarung auf Fahrräder jeglicher Art anwendbar sein, einschließlich Mountainbikes mit vollständiger oder teilweiser Federung, sowie auf Fahrrädern mit mechanisch gesteuerten (beispielweise Kabel-, Hydraulik-, Pneumatik-) und anderen nicht-mechanisch gesteuerten (beispielsweise drahtgebundenen, drahtlosen) Antriebssystemen.
Der Antriebsstrang 50 weist eine Kette C und eine vordere Kettenradanordnung 72 auf, die koaxial mit einer Kurbelanordnung 74 angebracht ist, die Pedale 76 aufweist. Der Antriebsstrang umfasst ebenso eine hintere Kettenradanordnung 78, die koaxial an dem Hinterrad 56 und an einem hinteren Gangwechselmechanismus angebracht ist, beispielsweise wie einem hinteren Umwerfer 80.
Wie in 1 dargestellt, kann die vordere Kettenradanordnung 72 einen oder mehrere koaxial angebrachte Kettenringe, Getriebe oder Kettenräder umfassen. In diesem Beispiel weist die vordere Kettenradanordnung 72 zwei solcher Kettenräder F1 und F2 auf, wobei jedes Kettenrad Zähne 82 um einen entsprechenden Umfang herum aufweist. Wie in 1 und 2 gezeigt, kann die hintere Kettenradanordnung 78 eine Vielzahl (z. B. elf) von koaxial angebrachten Getrieben, Zahnrädern oder Kettenrädern G1-G11 umfassen. Jedes Kettenrad G1-G11 weist ebenso Zähne 84 auf, die um einen jeweiligen Umfang herum angeordnet sind. Die Anzahl der Zähne 82 auf dem vorderen Kettenrad F2 mit dem kleineren Durchmesser kann geringer sein als die Anzahl Zähne auf dem Kettenrad F1 mit dem größeren Durchmesser. Die Anzahl der Zähne 84 an den hinteren Kettenrädern G1-G11 kann sich schrittweise von dem hinteren Kettenrad G1 mit dem größeren Durchmesser zu dem Kettenrad G11 mit dem kleineren Durchmesser verringern. Obwohl hier nicht im Detail beschrieben, kann ein vorderer Gangwechsler 85 betätigt werden, um sich von einer ersten Betriebsposition in eine zweite Betriebsposition zu bewegen, um die Kette C zwischen den vorderen Kettenrädern F1 und F2 zu bewegen. In ähnlicher Weise kann der hintere Umwerfer 80 betätigt werden, um sich zwischen elf verschiedenen Betriebspositionen zu bewegen, um die Kette C zu einem ausgewählten Kettenrad der hinteren Kettenräder G1-G11 umzuschalten.
Bezugnehmend auf die 2 und 3 ist der hintere Umwerfer in einem Beispiel als ein drahtloser, elektrisch betätigter hinterer Umwerfer dargestellt, der an dem Rahmen 52 des Fahrrads 50 angebracht ist. Der elektrische hintere Umwerfer 80 weist ein Basiselement 86 auf (z. B. ein B-Gelenk), das an dem Fahrradrahmen 52 angebracht ist. Ein Verbindungsstück 88 weist zwei linke L auf (eines ist versteckt hinter dem anderen in 2), die schwingbar mit dem Basiselement 86 verbunden sind. Ein bewegliches Element 90 (z. B. ein P-Gelenk) ist mit dem Verbindungsstück 88 verbunden. Eine Kettenführungsanordnung 92 (z. B. ein Käfig) weist eine Käfigplatte 93 mit einem proximalen Ende 91 auf, das schwenkbar mit einem Abschnitt des beweglichen Elements 90 verbunden ist, wie nachfolgend weiter beschrieben wird. Die Käfigplatte 93 kann sich um eine Käfigdrehachse R in einer Dämpfungsrichtung D und einer Kettenspannrichtung T drehen oder schwenken.
Ein Motormodul ist an dem elektrischen hinteren Umwerfer 80 angebracht und weist eine Batterie 96 auf. Die Batterie 96 versorgt das Motormodul 94 mit Energie. In einem Beispiel ist das Motormodul 94 in dem Basiselement 86 angeordnet. Jedoch kann das Motormodul 94 stattdessen woanders angeordnet sein, wie beispielsweise in einem der Verbindungen L des Verbindungsstücks 88 oder in dem beweglichen Element 90. Das Motormodul 94 kann ebenso einen Schaltmechanismus oder eine Übertragung umfassen, auch wenn dies hierin nicht gezeigt ist. Wie in der Technik bekannt ist, können das Motormodul 94 und der Schaltmechanismus mit dem Verbindungsstück 88 gekoppelt sein, um die Käfigplatte 93 seitlich zu bewegen und somit die Kette C zwischen den hinteren Kettenrädern G1-G11 an der hinteren Kettenradanordnung 78 zu schalten.
Die Käfigplatte 93 weist ebenso ein distales Ende 98 auf, das ein Spannzahnrad oder -rad 100 trägt. Das Rad 100 weist ebenso Zähne 102 um einen Umfang herum auf. Die Käfigplatte 93 ist in der Kettenspannrichtung T vorgespannt, um eine Spannung in der Kette C zu halten. Die Kettenführungsanordnung 92 kann ebenso ein zweites Zahnrad oder ein Rad umfassen, so wie ein Führungsrad 104, das näher an dem proximalen Ende der Käfigplatte 93 und dem beweglichen Element 90 angeordnet ist. Im Betrieb ist die Kette C um eines der hinteren Kettenräder G1-G11 geführt. Ein oberes Segment der Kette C erstreckt sich vorwärts zu der vorderen Kettenradanordnung 72 und ist um eines der vorderen Kettenräder F1 oder F2 geführt. Ein unteres Segment der Kette C kehrt von der vorderen Kettenradanordnung 72 zu dem Spannrad 100 zurück und wird dann vorwärts zu dem Führungsrad 104 geführt. Das Führungsrad 104 lenkt die Kette C zu den hinteren Kettenrädern G1-G11. Die seitliche Bewegung der Käfigplatte 93, des Spannrads 100 und des Führungsrads 104 können die seitliche Position der Kette C zur Ausrichtung mit einem ausgewählten Kettenrad der hinteren Kettenräder G1-G11 bestimmen.
Auch wenn hierin nicht gezeigt, kann eine Steuereinheit an dem Lenker 68 zum Betätigen des Motormoduls 94 und zum In-Betrieb-Setzen des hinteren Umwerfers 80 für die Ausführung der Gangwechsel und Gangauswahl angebracht sein. Jedoch kann die Steuereinheit irgendwo an dem Fahrrad 50 angebracht sein oder alternativ kann sie unter verschiedenen Komponenten des Fahrrads 50 aufgeteilt sein, mit Leitung einer Kommunikationsverbindung, um notwendige Signal- und Energiewege unterzubringen. Die Steuereinheit kann ebenso woanders als an dem Fahrrad 50 angebracht sein, so beispielweise an der Hüfte des Fahrers oder in einer Trikottasche. Die Kommunikationsverbindung kann Drähte umfassen, kann drahtlos sein oder sie kann eine Kombination aus beidem sein. In einem Beispiel kann die Steuereinheit in dem hinteren Umwerfer 80 integriert sein, um die Steuerbefehle zwischen den Komponenten zu kommunizieren. Die Steuereinheit kann einen Prozessor, einen Speicher und eine oder mehrere Kommunikationsschnittstellen umfassen.
Die Batterie 96 kann stattdessen eine alternative Energieversorgung oder eine Energiequelle sein und kann weitere elektrische Komponenten des Fahrrads 50 innerhalb eines verlinkten Systems versorgen. Die Batterie 96 oder andere Energieversorger können ebenso an anderen Positionen angeordnet sein, so können sie beispielsweise an dem Rahmen 52 angebracht sein. Ferner können vielzählige Energieversorgungen zur Verfügung gestellt werden, die zusammen oder individuell die elektrischen Komponenten des Systems versorgen, einschließlich des hinteren Umwerfers 80, sowie eines Antriebsmotors für eine Ausführungsform, die ein elektrisch angetriebenes Fahrrad umfasst. In diesem Beispiel jedoch ist die Batterie 96 derart konfiguriert, dass sie direkt an dem hinteren Umwerfer 80 angebracht werden kann und Energie nur für die Komponenten des hinteren Umwerfers 80 bereitstellt.
Bezugnehmend auf 4, wird ein Kabel betriebener oder manueller hinterer Umwerfer 80 gezeigt, der an dem Rahmen 52 des Fahrrads 50 angebracht ist. Der manuelle hintere Umwerfer 80 ist im Wesentlichen der gleiche wie der elektrische hintere Umwerfer und arbeitet in einer ähnlichen Weise, wie oben beschrieben wurde, nur mit dem Unterschied, der nachfolgend ausgeführt wird. Somit umfasst der manuelle hintere Umwerfer 80 das Basiselement 86, das an dem Fahrradrahmen 52 angebracht ist. Das Verbindungsstück 88, das die zwei Verbindungen L umfasst, ist schwenkbar mit dem Basiselement 86 verbunden. Das bewegliche Element 90 ist mit den Verbindungen L des Verbindungsstücks 88 verbunden. Die Käfigplatte 93 ist schwenkbar mit dem beweglichen Element 90 verbunden und ist um die Käfigdrehachse R in einer Dämpfungsrichtung D und einer Kettenspannrichtung T drehbar. In diesem Beispiel ist ein Betätigungskabel 110 mit einem Gangwechsler (nicht gezeigt) verbunden, der an dem Lenker 68 oder an einem anderen Abschnitt des Fahrrads 50 angebracht ist. Das Betätigungskabel 110 ist um ein Kabelführungsrad 112 geführt, das durch das Basiselement 86 getragen wird und mit dem Verbindungsstück 88 gekoppelt ist. Ein Fahrer betätigt den Gangwechsler, um das Verbindungsstück seitlich zu bewegen, um die Kette C zwischen den hinteren Kettenrädern G1-G11 zu schalten, wie es in der Technik bekannt ist.
Das bewegliche Element 90 beherbergt eine Dämpfervorrichtung 120, nachfolgend identifiziert als der Dämpfer 120, um die Beschreibung zu vereinfachen. Der Dämpfer 120 wird nun unter Bezugnahme der 5-7 beschrieben. Obwohl hierin erläutert als ein Abschnitt eines hinteren Umwerfers von einem Fahrrad, kann der Dämpfer 120 in einem Kettenspanner oder in einer Kettenführungsanordnung eines Fahrrads integriert sein, wo der Kettenspanner nicht ein Abschnitt eines vorderen oder hinteren Umwerfers ist.
Bezugnehmend auf 5 umfasst die Kettenführungsanordnung 92 eine äußere Platte 122 (z. B. die Käfigplatte 93 in den 2-4) und eine innere Platte 124, die beabstandet ist. Die äußere Platte 122 und die innere Platte 124 sind beispielsweise rigide Platten. Das Spannrad 100 und das Führungsrad 104 werden drehbar zwischen der äußeren Platte 122 und der inneren Platte 124 für die Aufnahme der Kette (nicht gezeigt) angeordnet. Beispielsweise sind das Spannrad 100 und das Führungsrad 104 relativ zu der äußeren Platte 122 und der inneren Platte 124 der Kettenführungsanordnung 92 über die jeweils entsprechenden Lager 123 und 125 drehbar, mit welchen sich das Spannrad 100 und das Führungsrad drehen. Die äußere Platte 122 ist auf eine drehbare Weise mit einer Drehwelle 126 verbunden. Die Drehwelle 126 ist zur Drehung in einem Hohlraum 128 (siehe 7) des beweglichen Elements 90 gelagert. Der Hohlraum 128 kann eine Passage ausgestalten, die sich von einer ersten axialen Seite 130 des beweglichen Elements in das bewegliche Element 90 hinein erstreckt. In einem Beispiel gestaltet der Hohlraum 138 eine Passage aus, die sich von der ersten axialen Seite 130 zu einer zweiten axialen Seite erstreckt, die der ersten axialen Seite 130 entgegengesetzt ist.
Ein Zwischenelement 132 (z. B. eine Zwischenscheibe) ist zwischen der äußeren Platte 122 und dem beweglichen Element 90 angeordnet. Das Zwischenelement 132 ist mit der äußeren Platte 122 auf eine drehbare Weise beispielweise über Vorsprünge verbunden, die in die Öffnungen der äußeren Platte 122 eingreifen. In einem Beispiel gestalten die äußere Platte 122 und das Zwischenelement 132 einen einzelnen zusammenhängenden Abschnitt aus. Mit anderen Worten umfasst die äußere Platte 122 eine Fläche 134, von der sich eine ringförmige Wand 136 erstreckt.
Die äußere Platte 122, die das Zwischenelement 132 umfasst, und die innere Platte 124 sind mit der Drehwelle 126 über eine Schraube 138 verbunden. Die Schraube 138 ist beispielsweise in ein Innengewinde der Drehwelle 126 geschraubt. Die Schraube 138 erstreckt sich ebenso durch eine Öffnung durch das Lager 125, sodass das Führungsrad 104 über die Schraube 138 und/oder die Drehwelle 126 drehbar ist. Beispielweise ist ein Innenring des Lagers 125 relativ zu der Schraube 138 drehbar fixiert, und ein Außenring des Lagers 125 und damit das Führungsrad 104 ist relativ zu dem Innenring des Lagers 125 drehbar.
Eine Vorspannvorrichtung 140 greift in den Kupplungsabschnitt auf formschlüssige Weise in das bewegliche Element 90 (siehe 7) und in einen Kupplungsabschnitt 142, wie beispielsweise einem Loch, auf eine formschlüssige Weise in das Zwischenelement 132 und/oder die äußere Platte 122 ein. Die Vorspannvorrichtung 140 spannt somit die Kettenführungsanordnung 92 in der Kettenspannrichtung T vor, um die notwendige Spannung in der Kette beizubehalten oder wiederherzustellen, die in dem Spannrad 100 und dem Führungsrad 104 eingegriffen ist. Die Vorspannvorrichtung 140 kann eine Anzahl von verschiedenen Arten von Vorspannvorrichtungen sein, einschließlich beispielsweise einer Torsionsfeder.
In Übereinstimmung mit den Belehrungen der vorliegenden Erfindung ist der Dämpfer 120 zwischen der Kettenführungsanordnung 92 und dem beweglichen Element 90 angeordnet. Der Dämpfer 120 ist funktionsfähig, eine Dämpfungskraft auf die Kettenführungsanordnung 92 aufzubringen, wenn sich die Kettenführungsanordnung in der Dämpfungsrichtung D dreht.
Der Dämpfer 120 umfasst ein Reibungselement 144 (z. B. ein ringförmiges Reibungselement). In einem Beispiel ist das Reibungselement 144 eine Feder, die weniger als eine einzelne Spule aufweist. Das Reibungselement ist relativ zu der Drehwelle 126 und der Vorspannvorrichtung 140 radial außenliegen. Mit anderen Worten ist das Reibungselement 144 an jeweiligen Abständen relativ zu der Drehwelle 126 und der Vorspannvorrichtung 140 positioniert.
Das Reibungselement 144 weist ein erstes Ende 146, ein zweites Ende 148, eine innere ringförmige Fläche 150 und eine äußere ringförmige Fläche 152 auf. Das Reibungselement 144 ist in dem Hohlraum 128 des beweglichen Elements 90 positioniert, sodass die äußere ringförmige Fläche 152 des Reibungselements 144 mit einer inneren ringförmigen Fläche 154 in dem Hohlraum 128 des beweglichen Elements 90 in Reibungseingriff steht (beispielsweise in physischen Kontakt damit, angrenzend). Beispielweise ist die innere ringförmige Fläche 154 in dem Hohlraum 128 derart bemessen und ausgestaltet, dass sie in einen Außendurchmesser passt oder kleiner ist als dieser oder der Außendurchmesser und eine Dicke des Reibungselements 144. In einem Beispiel ist ein nicht zusammengebauter Durchmesser des Reibungselements 144 größer als ein Durchmesser der inneren ringförmigen Fläche 154 in dem Hohlraum 128 des beweglichen Elements 90.
Die Größe des Reibungselements 144 ist skalierbar, um die Reibungskraft zwischen dem Reibungselement 144 und der inneren ringförmigen Fläche 154 in dem Hohlraum 128 während des Betriebs des hinteren Umwerfers 80 zu erhöhen oder zu verringern. Beispielweise kann der Außendurchmesser, die Weite (z. B. die axiale Weite) und/oder die Dicke des Reibungselements 144 und/oder ein Koeffizient der Reibung zwischen dem Reibungselement 144 und der inneren ringförmigen Fläche 154 in dem Hohlraum 128 erhöht oder verringert werden, um die Reibungskraftkapazität des Reibungselements 144 zu ändern.
In einem Beispiel umfasst der Dämpfer 120 ein Zwischenelement oder eine Hülse 156 (z. B. einen Ring 156), der an dem beweglichen Element 90 anbringbar ist. Der Ring 156 weist eine innere ringförmige Fläche 158 und eine äußere ringförmige Fläche 160 auf. Die innere ringförmige Fläche 158 des Rings 156 gestaltet die innere ringförmige Fläche 154 in dem Hohlraum 128 des beweglichen Elements 90 aus, und die äußere ringförmige Fläche 152 des Reibungselements 144 ist mit der inneren ringförmigen Fläche 158 des Rings 156 in Reibungseingriff (beispielsweise in physischem Kontakt, angrenzend). Die innere ringförmige Fläche 158 des Ringes 156 ist derart bemessen und ausgestaltet, dass sie in den Außendurchmesser passt oder kleiner als dieser ist, oder als der Außendurchmesser und die Dicke des Reibungselements 144.
In einem Beispiel umfasst das bewegliche Element 90 eine Aussparung 162, die einen Abschnitt des Hohlraums 128 des beweglichen Elements 90 ausgestaltet. Die Aussparung 162 ist derart bemessen und ausgestaltet, dass sie in einen Durchmesser passt oder einen kleineren Durchmesser als die äußere ringförmige Fläche 160 des Rings 156 aufweist. Der Ring 156 ist an dem beweglichen Element 90 angebracht, sodass der Ring 156 sich nicht relativ zu dem beweglichen Element 90 bewegt. Beispielweise weist die Aussparung 162 einen kleineren Durchmesser als ein Außendurchmesser des Rings 156 auf, und der Ring 156 ist passgepresst in die Aussparung 162. Zusätzlich kann der Ring 156 Texturen an der äußeren ringförmigen Wand 160 des Rings 156 umfassen, um eine Bewegung des Rings 156 relativ zu dem beweglichen Element 90 zu verhindern. Der Ring 156 kann an dem beweglichen Element 90 auf eine Vielzahl von verschiedenen Wegen angebracht werden, beispielsweise einschließlich mit einem Haftmittel, Laschen, Flanschen, weiteren Konnektoren oder einer Kombination davon. Beispielweise kann der Ring 156 nicht-drehbar an dem beweglichen Element 90 unter Verwendung einer Umspritzung oder Keilverbindung angebracht werden.
In einem Beispiel ist der Ring 156 aus einem ersten Material hergestellt und das Reibungselement 144 ist aus einem zweiten Material hergestellt, wobei sich das erste Material von dem zweiten Material unterscheidet. Das erste Material und das zweite Material können aus einer Vielzahl von Materialien bestehen. Beispielweise ist das erste Material gehärteter Stahl (z. B. 4140 legierter Stahl) und das zweite Material ist ein hoher Karbonstahl, der wärmebehandelt und federgehärtet ist (z. B. 1080 Karbonstahl). Weitere Materialien können verwendet werden. Die innere ringförmige Fläche 158 des Rings 156 weist beispielsweise eine feinbearbeitete Oberfläche auf. In einem Beispiel weist das erste Material eine größere Härte als das zweite Material auf, sodass das Reibungselement 144 vor dem Ring 156 ausfällt, da das Reibungselement 144 leichter als der Ring 156 aufgrund der nicht-drehbaren Anbringung des Rings 156 relativ zu dem beweglichen Element 90 zu ersetzen sein kann.
Es kann Schmierfett verwendet werden, um die Anordnung des Dämpfers 120 zu unterstützen, der das Reibungselement 144 und den Ring 156 umfasst. Während des Betriebs des hinteren Umwerfers 80 fettet das Schmierfett, das von der Anordnung des Dämpfers 120 umfasst ist, die Kontaktfläche zwischen dem Reibungselement 144 und dem Ring 156 ein und verringert den Koeffizienten der statischen Reibung und den Koeffizienten der kinetischen Reibung im Vergleich zu einem Dämpfer 120 ohne Schmierfett zwischen dem Reibungselement 144 und dem Ring 156.
Das erste Ende 146 des Reibungselements 144 ist nicht-drehbar an der Kettenführungsanordnung 92 angebracht, während das zweite Ende 148 des Reibungselements 144 frei ist, um sich relativ zu der Kettenführungsanordnung 92 zu bewegen. Beispielweise ist das zweite Ende 148 des Reibungselements 144 ein umlaufend freies Ende, das nicht fest an der Kettenführungsanordnung 92 oder dem beweglichen Element 90 gesichert ist. Der Begriff „nicht-drehbar angebracht“ umfasst die Anbringung des Reibungselement 144 an der Kettenführungsanordnung 92, was einen Rückstoß oder ein Spiel zwischen dem ersten Ende 146 des Reibungselements 144 und der Kettenführungsanordnung 92 erlaubt (z. B. aufgrund der Lücken an der Verbindung zwischen dem ersten Ende 146 des Reibungselements 144 und der Kettenführungsanordnung 92). Die Kettenführungsanordnung 92 umfasst einen Dämpfervorrichtungs-Anbringungsabschnitt 163. Wie in den Beispielen von 5 und 6 gezeigt, ist der Dämpfervorrichtungs-Anbringungsabschnitt 163 durch mindestens einen Abschnitt der ringförmigen Wand 136 ausgestaltet, die sich von der Fläche 134 der äußeren Platte 122 weg erstreckt. Die ringförmige Wand 136 umfasst eine oder mehrere Öffnungen oder Spalten 164 (z. B. drei Öffnungen oder Spalten 164a, 164b und 164c), die sich durch die ringförmige Wand 136 erstrecken. Der Abschnitt oder die Abschnitte der ringförmigen Wand 136, die den Dämpfervorrichtungs-Anbringungsabschnitt 163 ausgestalten, können ein größeres Gewicht und/oder eine größere Dicke im Vergleich zu dem verbleibenden Abschnitt oder Abschnitten der ringförmigen Wand 136 aufweisen, um Kräften an der ringförmigen Wand 136 durch das Reibungselement 144 zu widerstehen.
Wie in den Beispielen der 5 und 6A-C gezeigt, ist die ringförmige Wand 136 in Abschnitte 165 unterteilt (z. B. drei Abschnitte 165a, 165b, und 165c), die durch die drei Öffnungen 164a, 164b und 164c definiert sind. Die Abschnitte 165 der ringförmigen Wand 136 können die gleiche Größe und/oder Form aufweisen, oder mindestens einer der Abschnitte 165 kann eine unterschiedliche Größe und/oder Form im Vergleich zu den anderen Abschnitten 165 aufweisen, die in den Beispielen der 5 und 6 gezeigt werden. Die Enden von jedem der Abschnitt 165 der ringförmigen Wand 136 umfassen Vorsprünge oder Laschen 166, die sich in Richtung einer Mitte der ringförmigen Wand 136 erstrecken (z. B. an der Käfigdrehachse R). Mit anderen Worten variiert eine Dicke der ringförmigen Wand 136 jeweils mit den Enden der Abschnitte 165, wobei diese dicker als der Rest der ringförmigen Wand 136 ist. Die dickeren Enden unterstützen die ringförmige Wand 136, den Kräften an der ringförmigen Wand 136 durch das Reibungselement 144 zu widerstehen.
Bezugnehmend auf 6 B, wenn der hintere Umwerfer 80 zusammengebaut ist, ist das Reibungselement 144 zwischen der inneren ringförmigen Fläche 154 des beweglichen Elements 90 (z. B. der inneren ringförmigen Fläche 158 des Rings 156) und der ringförmigen Wand 136 positioniert. In den 6B und 6C ist die Vorspannvorrichtung 140 entfernt, was die Fläche 134 der äußeren Platte 122 freigibt, und die ringförmige Wand 136, die sich von der Fläche 134 der äußeren Platte 122 weg erstreckt, wird gezeigt. Das Loch 142, an welchem die Vorspannvorrichtung 140 in die Kettenführungsanordnung 92 eingreift, ist relativ zu der ringförmigen Wand 136 radial innenliegend. Das Reibungselement 144 ist um die ringförmige Wand 136 herum positioniert, die sich von der Fläche 134 der äußeren Platte 122 weg erstreckt. Das Reibungselement 144 ist derart bemessen und ausgestaltet, dass das Reibungselement 144 in physischen Kontakt (z. B. in Reibungseingriff) mit der inneren ringförmigen Fläche 158 des Rings 156 steht, beispielweise jedoch nicht die ringförmige Wand 136. In einem Beispiel steht ein erster Abschnitt des Reibungselement 144 in physischem Kontakt (z. B. in Reibungseingriff) mit der inneren ringförmigen Fläche 158 des Rings 156, jedoch nicht in physischem Kontakt (z. B. Reibungseingriff) mit der ringförmigen Fläche 136, während ein zweiter Abschnitt des Reibungselements 144 in physischem Kontakt (z. B. in Reibungseingriff) mit der ringförmigen Wand 136 steht, jedoch nicht in physischem Kontakt (z. B. in Reibungseingriff) mit der inneren ringförmigen Fläche 158 des Rings 156. Beispielweise erstreckt sich das Reibungselement 144, das an das erste Ende 146 (z. B. den zweiten Abschnitt) angrenzt, weg von der ringförmigen Wand 136 und in Richtung der inneren ringförmigen Fläche 158 des Rings 156.
Das Reibungselement 144, das sich an dem ersten Ende 146 befindet oder an dieses angrenzt, ist beispielsweise in einem Spalt der drei Spalten 164 positioniert. In den Beispielen, gezeigt in den 6B und 6C, erstreckt sich der Spalt 164 den ganzen Weg entlang durch die ringförmige Wand 136. In weiteren Beispielen erstreckt sich der Spalt 164 nicht den ganzen Weg entlang durch die ringförmige Wand 136. Mit anderen Worten erstreckt sich der Spalt 164 nur teilweise durch die ringförmige Wand 136. Eine Breite des Spaltes 164 passt oder ist kleiner als eine Dicke des Reibungselements 144. Das Reibungselement ist nicht-umlaufend gekrümmt an oder in der Nähe des ersten Endes 146 des Reibungselements 144. Beispielsweise ist ein Abschnitt des Reibungselements 144, das an dem ersten Ende 146 ist oder an dieses angrenzt, in Richtung einer Mitte des Reibungselements 144 gekrümmt. Der Abschnitt des Reibungselements 144 gestaltet eine Lasche oder einen Mitnehmer 167 aus. Die Form der Lasche oder des Mitnehmers 167 hilft, die Menge an Rückstößen zu verringern, die die Kettenführungsanordnung 92 erfährt, bevor sie in das Reibungselement 144 eingreift. Durch das Verringern der Rückstöße, die die Kettenführungsanordnung 92 erfahren muss, bevor sie in das Reibungselement 92 eingreift, verbessert sich die Effektivität des Reibungselements 144 bei der Kettenverlagerung.
Die Lasche oder der Mitnehmer 167 können eine unterschiedliche Form aufweisen, als in den 5 und 6A-C dargestellt ist. Der Mitnehmer 67 kann beispielsweise weiter gekrümmt sein als in 6B gezeigt, sodass das erste Ende 146 des Reibungselements 144 an der inneren ringförmigen Fläche 150 des Reibungselements 144 positioniert ist oder in der Nähe von dieser, wobei es somit einen kreisförmigen Mitnehmer ausgestaltet. Die äußere Platte 122 oder das Zwischenelement 132 könne eine entsprechende Position umfassen, um welche der kreisförmige Mitnehmer positionierbar ist. In einem anderen Beispiel ist mindestens ein Abschnitt des Reibungselements 144 an dem ersten Ende 146 des Reibungselements 144 oder in der Nähe von diesem nicht umlaufend in einer Richtung weg von der Mitte des Reibungselements gekrümmt. Die äußere Platte 122 oder das Zwischenelement 132 umfassen eine oder mehrere entsprechende Positionen, die sich jeweils von der äußeren Platte 122 oder von dem Zwischenelement 132 weg erstrecken, die drehbar das erste Ende 146 des Reibungselements 144 relativ zu der Kettenführungsanordnung 92 befestigen.
Das erste Ende 146 des Reibungselement 144 kann nicht-drehbar an der Kettenführungsanordnung 92 in jedem möglichen Weg angebracht werden. Beispielweise kann das erste Ende 146 des Reibungselements 144 nicht-drehbar an der Kettenführungsanordnung 92 mit einem oder mehreren Verbindungen angebracht werden, wie beispielsweise mit Schrauben, Nuten/Bolzen-Kombinationen oder Laschen, Flanschen und/oder einem Haftmittel.
Die äußere ringförmige Fläche 152 des Reibungselements 144 steht mit der inneren ringförmigen Fläche 158 des Rings 156 in Reibungseingriff, beispielsweise über mehr als 180 Grad des Rings 156 über eine erste Bogenlänge. Beispielsweise kann das Reibungselement 144, wie oben erläutert, eine Feder mit weniger als einer einzelnen Spule sein, und das Reibungselement 144 kann sich um weniger als den gesamten Umfang der ringförmigen Wand 136 erstrecken (z. B. zwischen 180 Grad und 360 Grad), an die das erste Ende 146 des Reibungselements 144 nicht-drehbar angebracht ist. In einem Beispiel erstreckt sich das Reibungselement 144 um eine Gesamtheit der Ausdehnung des Umfangs von der ringförmigen Wand 136. In einem weiteren Beispiel weist das Reibungselement 144 mehr als eine einzelne Spule auf, und das Reibungselement wickelt sich an der Spitze von sich selbst auf oder die Spulen des Reibungselements 144 sind nebeneinander positioniert.
Wie in 6C in einem Beispiel dargestellt, ist das Reibungselement 144 ein erstes Reibungselement und der Dämpfer 120 umfasst ebenso ein zweites Reibungselement 170. Wie das erste Reibungselement 144 ist das zweite Reibungselement 170 beispielsweise eine Feder, die weniger als eine einzelne Spule aufweist. Das zweite Reibungselement 170 ist zwischen der inneren ringförmigen Fläche 154 des beweglichen Elements 90 (z. B. der inneren ringförmigen Fläche 158 des Rings 156) und der ringförmigen Wand 136 positioniert, die sich von der Fläche 134 der äußeren Platte 122 weg erstreckt. Das zweite Reibungselement 170 ist mit dem ersten Reibungselement 144 um die ringförmige Wand 136 herum positioniert, die sich von der Fläche 134 der äußeren Platte 122 weg erstreckt. Das erste Reibungselement 144 und das zweite Reibungselement 170 sind Seite an Seite entlang der Höhe der ringförmigen Wand 136 positioniert und beide stehen mit der inneren ringförmigen Fläche 154 des beweglichen Elements 90 in Reibungseingriff.
Das zweite Reibungselement 170 weist ein erstes Ende 172, ein zweites Ende 174, eine innere ringförmige Fläche 176 und eine äußere ringförmige Fläche 178 auf. Ebenso wie die äußere ringförmige Fläche 152 des ersten Reibungselements 144 steht die äußere ringförmige Fläche 178 des zweiten Reibungselements 170 mit der inneren ringförmigen Fläche 154 des beweglichen Elements 90 in Reibungseingriff. Das erste Ende 172 des zweiten Reibungselements 170 ist nicht-drehbar an die Kettenführungsanordnung 92 angebracht, während das zweite Ende 174 des zweiten Reibungselement 170 frei ist, sich zu bewegen. Das zweite Reibungselement 170, das an dem ersten Ende 172 des zweiten Reibungselements 170 ist oder in der Nähe davon, ist in dem gleichen Spalt wie das erste Ende 146 des ersten Reibungselements 144 positioniert. Alternativ ist das zweite Reibungselement 170, das an dem ersten Ende 172 des zweiten Reibungselements 170 sich befindet oder in der Nähe davon, beispielweise in einem anderen Spalt der drei Spalten 164 positioniert.
Die äußere ringförmige Fläche 178 des zweiten Reibungselements 170 steht mit der inneren ringförmigen Fläche 158 des Rings 156 in Reibungseingriff, beispielweise über mehr als 180 Grad des Rings 156 über eine zweite Bogenlänge. Beispielweise kann sich das zweite Reibungselement 170 um weniger als die Gesamtheit der Ausdehnung des Umfangs (z. B. zwischen 180 Grad und 360 Grad) der ringförmigen Wand 136 erstrecken, an dem das erste Ende 172 des zweiten Reibungselements 170 nicht-drehbar angebracht ist.
Die erste Bogenlänge des ersten Reibungselements 144 und die zweite Bogenlänge des zweiten Reibungselements 170 können sich unterscheiden. In solch einer Konfiguration sind die Drehmoment, die durch das erste Reibungselement 144 und das zweite Reibungselement 170 bereitgestellt werden, zusätzlich. Dementsprechend kann das zweite Reibungselement 170 verwendet werden, um ein resultierendes Widerstandsdrehmoment an der Kettenführungsanordnung 92, das durch die Kombination des ersten Reibungselements 144 und des zweiten Reibungselement 170 erzeugt wird, fein einzustellen.
Das Reibungselement 144 und noch spezifischer der Reibungseingriff zwischen der äußeren ringförmigen Fläche 152 des Reibungselements 144 und der inneren ringförmigen Fläche 158 des Rings 156 beschränken die Drehbewegung der Kettenführungsanordnung 92 relativ zu dem beweglichen Element 90. Wenn sich die Kettenführungsanordnung 92, mit dem ersten Ende 146 des Reibungselements 144 nicht-drehbar an der Kettenführungsanordnung 92 angebracht und dem zweiten Ende 148 des Reibungselements 144 frei, in der Dämpfungsrichtung D dreht, drückt die Kettenführungsanordnung 92 das Reibungselement 144 relativ zu und entlang der inneren ringförmigen Fläche 158 des Rings 156. Wenn die Kettenführungsanordnung 92 sich in der Spannrichtung T dreht, zieht die Kettenführungsanordnung 92 das Reibungselement relativ zu und entlang der inneren ringförmigen Fläche 158 des Rings 156. Das Reibungselement 144 erzeugt ein höheres Drehmoment an der Kettenführungsanordnung 92, wenn das Reibungselement 144 relativ zu und entlang der inneren ringförmigen Fläche 158 des Rings 156 gedrückt wird (z. B. wenn die Kettenführungsanordnung 92 sich in der Dämpfungsrichtung D dreht), im Vergleich dazu, wenn das Reibungselement 144 relativ zu und entlang der inneren ringförmigen Fläche 158 des Rings 156 gezogen wird (z. B. wenn die Kettenführungsanordnung 92 sich in der Spannungsrichtung T dreht). Beispielweise kann das Reibungselement 144 ein höheres Drehmoment erzeugen, wenn das Reibungselement 144 gedrückt wird, im Vergleich dazu, wenn das Reibungselement 144 in einem Verhältnis von drei zu eins gezogen wird. Weitere Verhältnisse können basierend auf unterschiedlichen Größen, Formen und/oder Materialien des Reibungselements 144 und/oder des Rings 156 bereitgestellt werden.
Bezugnehmend auf die 7A und 7B sind die Kettenführungsanordnung 92 und das Reibungselement 144 drehbar an dem beweglichen Element 90 angebracht und damit der Ring 156 über die Drehwelle 126 und die Schraube 138. Die Schraube 138 ist beispielsweise in ein Innengewinde 180 der Drehwelle 126 geschraubt. Die Drehwelle 126 kann drehbar an dem beweglichen Element 90 an dem Anbringungsabschnitt 182 des beweglichen Elements 90 derart angebracht sein, dass die Drehwelle 126 nicht fähig ist, sich seitlich relativ zu dem beweglichen Element zu bewegen, oder eine seitliche Bewegung der Drehwelle 126 relativ zu dem beweglichen Element 90 ist minimiert.
Die Kettenführungsanordnung 92, die die äußere Platte 122 mit der ringförmigen Wand 136, die innere Platte 124, die Lager 125 und das Führungsrad 104, gezeigt in 7B, umfasst, dreht sich zusammen mit dem Reibungselement 144 in die Dämpfungsrichtung D und die Spannrichtung T. Die Vorspannvorrichtung 140, die die Kettenführungsanordnung 92 in der Spannrichtung T vorspannt, ist radial innenliegend relativ zu dem Reibungselement 144 und dem Ring 156, und ist radial außenliegend relativ zu der Drehwelle 126. Da die Kettenführungsanordnung 92 sich in der Dämpfungsrichtung D dreht, wirkt die Vorspannvorrichtung 140 auf die Kettenführungsanordnung 92, um die Kettenführungsanordnung 92 zu einer Drehposition zurückzuholen, in welcher die Kettenspannung gehalten wird. Das geringere Drehmoment, das durch das Reibungselement 144 in der Spannungsrichtung T erzeugt wird, im Vergleich zu der Dämpfungsrichtung D, ermöglicht der Vorspannvorrichtung 140 die Kettenspannung ohne einen größeren Anstieg oder irgendeinen Anstieg in der Größe der Vorspannvorrichtung 140 beizubehalten, im Vergleich zu einem hinteren Umwerfer ohne das Reibungselement 144.
Der Reibungseingriff zwischen dem Reibungselement 144 und dem Ring 156, wenn sich beispielweise die Kettenführungsanordnung 92 in der Dämpfungsrichtung D dreht, kann die Menge der vertikalen Kettenbewegung begrenzen, wenn das Fahrrad 50 beispielsweise das Ziel von einer Bodeneingabe ist. Verglichen zu dem vorherigen Stand der Technik sind die Reibungselemente der vorliegenden Ausführungsformen gering an Gewicht und Kosten in der Herstellung, und sind einfach an einem fertigen Fahrrad zu installieren. Die Reibungselemente der vorliegenden Ausführungsformen stellen ebenso einen relativ stabilen Drehmoment-Ausgangsbereich bereit, wenn Teile (z. B. das Reibungselement 144, der Ring 156 und die ringförmige Wand 136, die sich von der Fläche 134 der äußeren Platte 122 weg erstreckt) innerhalb der Toleranz hergestellt werden.
Wie in 7C in einem Beispiel gezeigt, ist das erste Reibungselement 144 ein erstes Reibungselement und der Dämpfer 120 umfasst ebenso ein zweites Reibungselement 170. Ebenso wie das erste Reibungselement 144 ist das zweite Reibungselement 170 beispielsweise eine Feder, die weniger als eine Spule aufweist. Das zweite Reibungselement 170 ist zwischen der inneren ringförmigen Fläche 154 des beweglichen Elements 90 (z. B. der inneren ringförmigen Fläche 158 des Rings 156) und der ringförmigen Wand 136 positioniert, die sich von der Fläche 134 der äußeren Platte 122 weg erstreckt. Das zweite Reibungselement 170 ist mit dem ersten Reibungselement 144 um die ringförmige Wand 136 herum positioniert, die sich von der Fläche 134 der äußeren Platte 122 weg erstreckt. Das erste Reibungselement 144 und das zweite Reibungselement 170 sind Seite an Seite (z. B. angrenzend zueinander) entlang der Höhe der ringförmigen Wand 136 positioniert und beide stehen mit der inneren ringförmigen Fläche 154 des beweglichen Elements 90 in Reibungseingriff. Das zweite Reibungselement 170 kann eine gleiche oder unterschiedliche Größe im Vergleich zu dem ersten Reibungselement 144 aufweisen. Beispielsweise kann das zweite Reibungselement 170 eine kürzere Borgenlänge im Vergleich zu dem ersten Reibungselement 144 aufweisen.
Jedes der oben beschriebenen Beispiele eines Reibungsdämpfers stellt dar, dass die Konfiguration und Konstruktion der Dämpfer sich auf verschiedene Arten und Weisen unterscheiden kann. Jedoch sind weitere Beispiele, die sich von den offenbarten und hierein beschriebenen unterscheiden, möglich. Die Erfindung und die Offenbarung haben nicht zum Ziel, nur auf die Beispiele in den 1-7 begrenzt zu sein.
Obwohl bestimmte Reibungsdämpfer, hintere Fahrradumwerfer und Fahrräder hierin in Übereinstimmung mit den Belehrungen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, ist der Umfang des Inhalts dieses Patents nicht auf diese beschränkt. Im Gegenteil behandelt dieses Patent alle Ausführungsformen der Belehrungen der Offenbarung, die gerechterweise in den Umfang der zulässigen Äquivalente fallen.

Claims

Hinterer Fahrradumwerfer, umfassend: ein Basiselement, das an einem Fahrradrahmen anbringbar ist, ein bewegliches Element, das beweglich mit dem Basiselement gekoppelt ist, wobei das bewegliche Element eine innere ringförmige Fläche aufweist; eine Kettenführungsanordnung, die drehbar mit dem beweglichen Element verbunden ist; eine Vorspannvorrichtung, die derart konfiguriert ist, dass sie die Kettenführungsanordnung in einer ersten Drehrichtung relativ zu dem beweglichen Element vorspannt; eine Dämpfervorrichtung, die zwischen der Kettenführungsanordnung und dem beweglichen Element angeordnet ist, wobei die Dämpfervorrichtung derart funktionsfähig ist, dass sie eine Dämpfungskraft auf die Kettenführungsanordnung aufbringt, wenn sich die Kettenführungsanordnung in einer zweiten Drehrichtung relativ zu dem beweglichen Element dreht, wobei die zweite Drehrichtung zu der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, wobei die Dämpferanordnung umfasst: ein Reibungselement, das eine äußere ringförmige Fläche aufweist, wobei die äußere ringförmige Fläche des Reibungselements in Reibungseingriff mit der inneren ringförmigen Fläche des beweglichen Elements steht.
Hinterer Fahrradumwerfer nach Anspruch 1, wobei das Reibungselement ein erstes Ende aufweist, wobei das erste Ende des Reibungselements nicht drehbar an der Kettenführungsanordnung angebracht ist.
Hinterer Fahrradumwerfer nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Reibungselement ein zweites Ende aufweist, wobei das zweite Ende des Reibungselements umlaufend frei ist.
Hinterer Fahrradumwerfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei dieser ferner eine Welle umfasst, wobei die Kettenführungsanordnung drehbar mit dem beweglichen Element über die Welle verbunden ist, wobei das Reibungselement in einem radialen Abstand von der Welle angeordnet ist.
Hinterer Fahrradumwerfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei dieser ferner eine Hülse umfasst, wobei das bewegliche Elemente eine ringförmige Aussparung aufweist, wobei die Hülse an dem beweglichen Element innerhalb der ringförmigen Aussparung derart angebracht ist, dass sich die Hülse nicht relativ zu dem beweglichen Element dreht, und wobei eine Fläche der Hülse die innere ringförmige Fläche des beweglichen Elements ausbildet.
Hinterer Fahrradumwerfer nach Anspruch 5, wobei die Hülse aus einem ersten Material hergestellt ist, und das Reibungselement aus einem zweiten Material hergestellt ist, wobei das erste Material eine größere Härte als das zweite Material aufweist, und/oder wobei die äußere ringförmige Fläche des Reibungselements über mehr als 180 Grad der Hülse über eine erste Bogenlänge in Reibungseingriff mit der Fläche der Hülse steht.
Hinterer Fahrradumwerfer nach Anspruch 6, wobei das Reibungselement ein erstes Reibungselement ist, wobei die Dämpfervorrichtung ferner ein zweites Reibungselement umfasst, das ein erste Ende und eine äußere ringförmige Fläche umfasst, wobei das erste Ende des zweiten Reibungselements nicht-drehbar an der Kettenführungsanordnung angebracht ist, und wobei die äußere ringförmige Fläche des zweiten Reibungselements in Reibungseingriff mit der Fläche der Hülse steht, wobei optional die äußere ringförmige Fläche des zweiten Reibungselements mit der Fläche der Hülse über mehr als 180 Grad der Hülse über eine zweite Bogenlänge in Reibungseingriff steht, wobei die zweite Bogenlänge sich von der ersten Bogenlänge unterscheidet.
Hinterer Fahrradumwerfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kettenführungsanordnung eine Fläche aufweist, die dem beweglichen Element und einer ringförmigen Wand zugewandt ist, die sich von der Fläche weg erstreckt, wobei die ringförmige Wand einen Spalt aufweist, der sich durch die ringförmige Wand erstreckt, und wobei das Reibungselement um die ringförmige Wand positioniert ist, und das erste Ende des Reibungselements ist innerhalb des Spaltes durch die ringförmige Wand positioniert.
Hinterer Fahrradumwerfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorspannvorrichtung relativ zu dem Reibungselement radial innenliegend ist.
Hinterer Fahrradumwerfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Reibungselement eine Feder ist, die weniger als eine einzelne Windung aufweist.
Dämpferanordnung für einen hinteren Fahrradumwerfer, wobei die Dämpferanordnung zwischen einem beweglichen Element des hinteren Fahrradumwerfers und einer Kettenführungsanordnung positionierbar ist, die drehbar mit dem beweglichen Element verbunden ist, und wobei diese funktionsfähig ist, eine Dämpfungskraft auf die Kettenführungsanordnung aufzubringen, wenn sich die Kettenführungsanordnung in einer Drehrichtung relativ zu dem beweglichen Element dreht, wobei die Dämpfanordnung umfasst: ein ringförmiges Reibungselement, das ein erstes Ende und eine äußere ringförmige Fläche aufweist, wobei das erste Ende des ringförmigen Reibungselements nicht-drehbar an die Kettenführungsanordnung anbringbar ist; und eine Hülse, die an das bewegliche Element innerhalb einer Aussparung des beweglichen Elements anbringbar ist, wobei die Hülse eine innere ringförmige Fläche aufweist, wobei die äußere ringförmige Fläche des ringförmigen Reibungselements in Reibungseingriff mit der inneren ringförmigen Fläche der Hülse steht.
Dämpferanordnung nach Anspruch 11, wobei die Hülse aus einem ersten Material hergestellt ist, und das ringförmige Reibungselement aus einem zweiten Material hergestellt ist, wobei das erste Material eine größere Härte als das zweite Material aufweist, wobei vorzugsweise die äußere ringförmige Fläche des ringförmigen Reibungselements mit der inneren ringförmigen Fläche der Hülse über mehr als 180 Grad der Hülse über eine erste Bogenlänge in Reibungseingriff steht.
Dämpferanordnung nach Anspruch 12, wobei das ringförmige Reibungselement eine Feder ist, die weniger als eine einzelne Windung aufweist.
Dämpferanordnung nach Anspruch 12, wobei das ringförmige Reibungselement ein erstes ringförmiges Reibungselement ist, wobei die Dämpferanordnung ferner ein zweites ringförmiges Reibungselement umfasst, das ein erstes Ende und eine äußere ringförmige Fläche aufweist, wobei das erste Ende des zweiten ringförmigen Reibungselements nicht-drehbar an die Kettenführungsordnung anbringbar ist, und wobei die äußere ringförmige Fläche des zweiten ringförmigen Reibungselements mit der inneren ringförmigen Fläche der Hülse in Reibungseingriff steht, wobei optional die äußere ringförmige Fläche des zweiten ringförmigen Reibungselements mit der inneren ringförmigen Fläche der Hülse über mehr als 180 Grad der Hülse über eine zweite Bogenlänge in Reibungseingriff steht, wobei die zweite Bogenlänge sich von der ersten Bogenlänge unterscheidet.
Dämpferanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das ringförmige Reibungselement aus einer ersten Art von Stahl hergestellt ist, und die Hülse aus einer zweiten Art von Stahlt hergestellt ist, und/oder wobei das ringförmige Reibungselement am ersten Ende nicht umlaufend gekrümmt ist.