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Beim Fahrradfahren ist es wünschenswert, ein Schaltwerk zum Schalten zwischen verschiedenen Ritzeln in der hinteren Kassette zu verwenden. Normalerweise bestimmt der Schaltbereich der hinteren Kassette die Länge der Kettenführung des Schaltwerks, wobei ein größerer Schaltbereich eine längere Kettenführung erfordert und ein kleinerer Schaltbereich eine kürzere Kettenführung zulässt. Diese Konstruktion kann einen Fahrer auf eine hintere Kassette mit einem kleineren Schaltbereich zwingen, insbesondere beim Mountainbiking, da eine längere Kettenführung mit dem Gelände in Berührung kommen kann, was zu Schäden am Schaltwerk führen kann.
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Ein Fahrradschaltwerk, das entwickelt wurde, um die oben genannten Probleme zu lösen, wird hier offengelegt. Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrradschaltwerk ein Basiselement, das so konfiguriert ist, dass es an einem Fahrradrahmen befestigt werden kann, ein bewegliches Element, das so konfiguriert ist, dass es in Bezug auf das Basiselement beweglich ist, eine Kettenführung, die schwenkbar an dem beweglichen Element so befestigt ist, dass sie sich um eine erste Schwenkachse dreht, mindestens eine Rolle, die um eine Rollenachse drehbar ist, und eine Rollenverlagerungsstruktur. Die Rollenverlagerungsstruktur umfasst ein erstes Verlagerungselement, das schwenkbar an der mindestens einen Rolle angebracht ist, so dass es um die Rollenachse schwenkt, und ein zweites Verlagerungselement, das schwenkbar an der mindestens einen Rolle angebracht ist, so dass es um die Rollenachse schwenkt. Das erste Verlagerungselement ist schwenkbar an der Kettenführung befestigt, so dass es um eine zweite Schwenkachse schwenkbar ist, und das zweite Verlagerungselement ist schwenkbar an dem beweglichen Element befestigt, so dass es um eine dritte Schwenkachse schwenkbar ist.
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Mit dem Fahrradschaltwerk nach dem ersten Aspekt ist es möglich, die Führungsrolle relativ zum beweglichen Element und zur Kettenführung zu bewegen.
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Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so konfiguriert, dass die Verlagerungsstruktur der Rolle so gestaltet ist, dass sie einen linearen Abstand zwischen der ersten Drehachse und der Rollenachse als Reaktion auf eine Drehbewegung der Kettenführung relativ zum beweglichen Element verändert. Mit dem Fahrradschaltwerk nach dem zweiten Aspekt ist es möglich, die Schaltbereich der hinteren Kassette zu vergrößern, ohne die Länge der Kettenführung zu vergrößern.
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Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so konfiguriert, dass ein Vorspannelement zwischen dem beweglichen Element und dem zweiten Verlagerungselement angeordnet ist. Mit dem Fahrradschaltwerk gemäß dem dritten Aspekt ist es möglich, die Führungsrolle in Bezug auf das bewegliche Element vorzuspannen, wobei sich die Kettenführung in Bezug auf das bewegliche Element dreht.
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Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so konfiguriert, dass das Vorspannelement eine Torsionsfeder ist. Mit dem Fahrradschaltwerk gemäß dem vierten Aspekt ist es möglich, die Führungsrolle in Bezug auf das bewegliche Element vorzuspannen, wobei sich die Kettenführung in Bezug auf das bewegliche Element dreht.
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Nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so gestaltet, dass die Torsionsfeder koaxial zur dritten Drehachse angeordnet ist. Mit dem Fahrradschaltwerk gemäß dem fünften Aspekt ist es möglich, die Umlenkrolle in Bezug auf das bewegliche Element vorzuspannen, wobei die Kettenführung sich in Bezug auf das bewegliche Element dreht.
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Nach einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so gestaltet, dass ein Vorspannelement zwischen der Kettenführung und dem ersten beweglichen Element angeordnet ist. Mit dem Fahrradschaltwerk gemäß dem sechsten Aspekt ist es möglich, die Führungsrolle in Bezug auf das bewegliche Element vorzuspannen, wobei sich die Kettenführung in Bezug auf das bewegliche Element dreht.
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Nach einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so konfiguriert, dass das Vorspannelement eine Torsionsfeder ist. Mit dem Fahrradschaltwerk gemäß dem siebten Aspekt ist es möglich, die Führungsrolle in Bezug auf das bewegliche Element vorzuspannen, wobei sich die Kettenführung in Bezug auf das bewegliche Element dreht.
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Nach einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so gestaltet, dass die Torsionsfeder koaxial zur dritten Drehachse angeordnet ist. Mit dem Fahrradschaltwerk gemäß dem achten Aspekt ist es möglich, die Führungsrolle in Bezug auf das bewegliche Element vorzuspannen, wobei die Kettenführung sich in Bezug auf das bewegliche Element dreht.
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Nach einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so konfiguriert, dass die Kettenführung ein Paar von Kettenführungsplatten umfasst. Mit dem Fahrradschaltwerk gemäß dem neunten Aspekt ist es möglich, die Umlenkrolle in Bezug auf das bewegliche Element und die Kettenführung zu bewegen.
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Nach dem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so gestaltet, dass das Kettenführungsplattenpaar eine innere und eine äußere Platte umfasst. Mit dem Fahrradschaltwerk gemäß dem zehnten Aspekt ist es möglich, die Führungsrolle in Bezug auf das bewegliche Element und die Kettenführung zu bewegen.
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Nach einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so konfiguriert, dass das erste Verlagerungselement schwenkbar an der äußeren Platte befestigt ist, so dass es sich um die zweite Schwenkachse dreht. Mit dem Fahrradschaltwerk gemäß dem elften Aspekt ist es möglich, die Führungsrolle und die Kettenführung relativ zum beweglichen Element zu bewegen.
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Nach einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so gestaltet, dass die erste Schwenkachse parallel zur zweiten und dritten Schwenkachse verläuft, die erste Schwenkachse und die zweite Schwenkachse durch einen ersten Abstand beabstandet sind, die erste Schwenkachse und die dritte Schwenkachse durch einen zweiten Abstand beabstandet sind und der zweite Abstand größer als der erste Abstand ist. Mit dem Fahrradschaltwerk nach dem zwölften Aspekt ist es möglich, den Schaltbereich der hinteren Kassette zu vergrößern, ohne die Länge der Kettenführung zu vergrößern.
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Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrradschaltwerk ein Basiselement, das so konfiguriert ist, dass es an einem Fahrradrahmen befestigt werden kann, ein bewegliches Element, das so konfiguriert ist, dass es in Bezug auf das Basiselement beweglich ist, eine Kettenführung, die schwenkbar an dem beweglichen Element befestigt ist, so dass sie um eine Schwenkachse schwenkt, mindestens eine Rolle, die um eine Rollenachse drehbar ist, und eine Rollenverlagerungsstruktur, die so konfiguriert ist, dass sie einen linearen Abstand zwischen der Schwenkachse und der Rollenachse als Reaktion auf eine Drehbewegung der Kettenführung relativ zu dem beweglichen Element ändert. Mit dem Fahrradschaltwerk nach dem dreizehnten Aspekt ist es möglich, den Schaltbereich der hinteren Kassette zu vergrößern, ohne die Länge der Kettenführung zu vergrößern.
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Nach einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so konfiguriert, dass die Schwenkachse eine erste Schwenkachse ist, die Rollenverlagerungsstruktur ein erstes Verlagerungselement und ein zweites Verlagerungselement umfasst, wobei das erste und das zweite Verlagerungselement schwenkbar an der mindestens einen Rolle angebracht sind, so dass sie sich um die Rollenachse drehen, das erste Verlagerungselement schwenkbar an der Kettenführung angebracht ist, so dass es sich um eine zweite Schwenkachse dreht, das zweite Verlagerungselement schwenkbar an dem beweglichen Element befestigt ist, so dass es um eine dritte Schwenkachse schwenkt, die erste Schwenkachse parallel zur zweiten und dritten Schwenkachse verläuft, die erste Schwenkachse und die zweite Schwenkachse durch einen ersten Abstand beabstandet sind, die erste Schwenkachse und die dritte Schwenkachse durch einen zweiten Abstand beabstandet sind und der zweite Abstand größer als der erste Abstand ist. Mit dem Fahrradschaltwerk nach dem vierzehnten Aspekt ist es möglich, den Schaltbereich der hinteren Kassette zu vergrößern, ohne die Länge der Kettenführung zu vergrößern.
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Nach einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so konfiguriert, dass das Fahrradschaltwerk einen Dämpfungsmechanismus enthält. Mit dem Fahrradschaltwerk gemäß dem fünfzehnten Aspekt ist es möglich, plötzliche Bewegungen des Schaltwerks als Reaktion auf Änderungen der Kettenspannung zu verhindern.
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Nach einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so konfiguriert, dass das Fahrradschaltwerk einen Motorbefestigungsteil enthält. Mit dem Fahrradschaltwerk gemäß dem sechzehnten Aspekt ist es möglich, das Schaltwerk als elektronisches Schaltwerk zu konfigurieren.
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Nach einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so konfiguriert, dass der Motorbefestigungsteil am Basiselement vorgesehen ist. Mit dem Fahrradschaltwerk gemäß dem siebzehnten Aspekt ist es möglich, das Schaltwerk als elektronisches Schaltwerk zu konfigurieren.
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Nach einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so konfiguriert, dass das Fahrradschaltwerk eine Batterie enthält. Mit dem Fahrradschaltwerk gemäß dem achtzehnten Aspekt ist es möglich, das Schaltwerk als elektronisches Schaltwerk zu konfigurieren.
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Nach einem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so konfiguriert, dass das Fahrradschaltwerk einen Ladeanschluss aufweist. Mit dem Fahrradschaltwerk gemäß dem neunzehnten Aspekt ist es möglich, eine Batterie des Schaltwerks aufzuladen.
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Nach einem zwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so konfiguriert, dass das Fahrradschaltwerk eine drahtlose Einheit enthält. Mit dem Fahrradschaltwerk gemäß dem zwanzigsten Aspekt ist es möglich, das Schaltwerk als ein drahtlos steuerbares elektronisches Schaltwerk zu konfigurieren.
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Nach einem einundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fahrradschaltwerk so konfiguriert, dass das Basiselement des Fahrradschaltwerks direkt mit dem Fahrradrahmen verbunden ist. Mit dem Fahrradschaltwerk gemäß dem einundzwanzigsten Aspekt ist es möglich, das Schaltwerk über das Basiselement am Fahrrad zu befestigen.
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Diese Zusammenfassung soll in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorstellen, die weiter unten in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Diese Zusammenfassung ist nicht dazu gedacht, Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, noch ist sie dazu gedacht, den Umfang des beanspruchten Gegenstands einzuschränken. Darüber hinaus ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die einige oder alle in irgendeinem Teil dieser Offenlegung festgestellten Nachteile lösen. Der Begriff „Klein- und/oder Leichtfahrzeug“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf elektrische und nichtelektrische Fahrzeuge unabhängig von der Anzahl ihrer Räder, umfasst jedoch nicht vierrädrige Fahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor als Antriebsquelle für die Räder oder vierrädrige Elektrofahrzeuge, die eine Lizenz für den Betrieb auf öffentlichen Straßen benötigen.
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Ein vollständigeres Verständnis der Erfindung und vieler der damit verbundenen Vorteile wird leicht erreicht, wenn diese durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden wird, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, wobei
- 1 ist eine Draufsicht auf die rechte Seite eines beispielhaften Fahrrads mit einem Fahrradschaltwerk gemäß der vorliegenden Offenlegung;
- 2 ist eine schematische Darstellung des Fahrrads;
- 3 ist eine perspektivische Ansicht der rechten Seite eines Fahrradschaltwerks gemäß der vorliegenden Offenlegung;
- 4 ist eine perspektivische Draufsicht auf ein Fahrradschaltwerk gemäß der vorliegenden Offenlegung;
- 5 ist eine Explosionsansicht eines Fahrradschaltwerks gemäß der vorliegenden Offenlegung;
- 6A-6C sind rechte Seitenansichten verschiedener Schaltpositionen eines Fahrradschaltwerks gemäß der vorliegenden Offenlegung; und
- 7 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Fahrradschaltwerks gemäß der vorliegenden Offenlegung.
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Ausgewählte Ausführungsbeispiele werden nun anhand der Zeichnungen erläutert, wobei wie Referenzziffern entsprechende oder identische Elemente in den verschiedenen Zeichnungen bezeichnen. Für den Fachmann wird aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass die folgenden Beschreibungen der Ausführungsformen nur zur Veranschaulichung und nicht zum Zweck der Beschränkung der Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche und ihre Entsprechungen definiert ist, gegeben werden.
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Zunächst wird unter Bezugnahme auf 1 ein beispielhaftes Fahrrad 1 mit einem Fahrradschaltwerk 10 in Übereinstimmung mit mindestens einer offenbarten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Fahrrad 1 ist zum Beispiel ein Geländefahrrad, wie zum Beispiel ein Cyclocross-Fahrrad oder ein Mountainbike. Alternativ kann das Fahrrad 1 ein Straßenfahrrad sein. Wie in der schematischen Darstellung von 2 dargestellt, kann das Fahrrad 1 eine axiale Mittelebene P1 haben, die die linke und rechte Hälfte des Fahrrads 1 definiert. Die folgenden Richtungsbegriffe „vorne“, „hinten“, „vorwärts“, „rückwärts“, „links“, „rechts“, „quer“, „aufwärts“ und „abwärts“ sowie alle anderen ähnlichen Richtungsbegriffe beziehen sich auf diejenigen Richtungen, die auf der Grundlage eines Fahrers bestimmt werden, der aufrecht auf einem Sattel des Fahrrads 1 sitzt, während er zum Beispiel einem Lenker zugewandt ist.
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Um mit 1 fortzufahren, enthält das Fahrrad 1 einen Rahmen 2, der an einem Hinterrad 3 befestigt ist. Eine Vordergabel 4 verbindet ein Vorderrad 5 mit dem Rahmen 2. Die Pedale 6 auf beiden Seiten des Fahrrads 1 sind an den entsprechenden Kurbelarmen 7 befestigt. Die Kurbelarme 7 sind auf beiden Seiten des Rahmens 2 in einem Winkel von 180 Grad zueinander montiert und durch eine Kurbelachse 8 (durch die gestrichelte Linie gekennzeichnet) verbunden. Das Fahrrad 1 der vorliegenden Ausführungsform wird von einem Kettenantriebssystem angetrieben, das eine Fahrradkette 9, das Fahrradschaltwerk 10, eine Kassette mit hinteren Ritzeln 11 und ein vorderes Ritzel 12 umfasst. Die Fahrradkette 9 greift in eine der Kassetten mit den hinteren Ritzeln 11 und dem vorderen Kettenrad 12 ein. Eine auf die Pedale 6 ausgeübte Antriebskraft dreht die Kurbelachse 8 und das vordere Kettenrad 12. Während sich das vordere Kettenrad 12 dreht, wird die Fahrradkette 9 um eines der hinteren Ritzel 11 der Kassette angetrieben, das die Kraft auf das Hinterrad 3 überträgt, um das Fahrrad 1 voranzutreiben. Das Schaltwerk 10 schaltet die Fahrradkette 9 zwischen den hinteren Ritzeln 11 um, um die zurückgelegte Strecke bei jeder Umdrehung der Pedale 6 zu erhöhen oder zu verringern. Andere Teile des Fahrrads 1 sind gut bekannt und werden hier nicht beschrieben.
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3 ist eine perspektivische Ansicht der rechten Seite eines Fahrradschaltwerks 10 gemäß der vorliegenden Offenlegung. Wie dargestellt, besteht das Fahrradschaltwerk 10 aus einem Basiselement 14, einem beweglichen Element 16, einer Kettenführung 18, mindestens einer Rolle 20 und einer Rollenverlagerungsstruktur 22. Das Basiselement 14 ist so konfiguriert, dass es am Fahrradrahmen 2 befestigt werden kann. Das bewegliche Element 16 ist so konfiguriert, dass es in Bezug auf das Basiselement 14 beweglich ist, und die Kettenführung 18 ist schwenkbar an dem beweglichen Element 16 befestigt.
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Wie in der in 4 dargestellten perspektivischen Draufsicht auf das Fahrradschaltwerk gezeigt, ist die Kettenführung 18 so konfiguriert, dass sie sich um eine Drehachse dreht, bei der es sich um eine erste Schwenkachse PA1 handelt, wie durch die kurze gestrichelte Linie angezeigt wird. Die mindestens eine Rolle 20 ist um eine Rollenachse PU drehbar, wie durch die kurze gestrichelte Linie angezeigt wird. Wie in 5 dargestellt, kann die mindestens eine Rolle 20 mindestens einen Rollenkörper 19 und mindestens eine Rollenachse 21 umfassen. Es wird anerkannt, dass die mindestens eine Rolle 20, wie hier beschrieben, als Führungsrolle 20A konfiguriert ist, die zum Beispiel um eine erste Rollenachse PU1 drehbar ist. Zusätzlich oder alternativ kann die mindestens eine Rolle 20 als Spannrolle 20B konfiguriert werden, die um eine zweite Rollenachse PU2, dargestellt als Strich-Punkt-Linie, drehbar ist. Mit anderen Worten, die mindestens eine Rolle 20 kann mindestens eine der beiden Rollen Führungsrolle 20A und Spannrolle 20B umfassen. In der abgebildeten Ausführung umfasst die mindestens eine Rolle 20 sowohl die Führungsrolle 20A als auch die Spannrolle 20B.Der mindestens eine Rollenkörper 19 kann einen Führungsrollenkörper 19A und einen Spannrollenkörper 19B enthalten. Die mindestens eine Rollenachse 21 kann eine Führungsrollenachse 21A und eine Spannrollenachse 21B umfassen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die abgebildeten Ausführungsformen beschränkt. Zum Beispiel kann die mindestens eine Rolle 20 nur eine Rolle mit einem Rollenkörper und einer Rollenachse enthalten. Alternativ kann die mindestens eine Rolle 20 mehr als zwei Rollen umfassen, von denen jede einen Rollenkörper und eine Rollenachse umfasst.
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Wie veranschaulicht, umfasst die Rollenverlagerungsstruktur 22 ein erstes Verlagerungselement 24 und ein zweites Verlagerungselement 26. Das erste Verdrängungselement 24 ist schwenkbar an der mindestens einen Rolle 20 befestigt, so dass es um die Rollenachse PU schwenkbar ist. Das erste Verlagerungselement 24 ist ferner schwenkbar an der Kettenführung 18 befestigt, so dass es um eine zweite Schwenkachse PA2 schwenkbar ist, was durch die gestrichelte Linie angezeigt wird. Wie das erste Verlagerungselement 24 ist auch das zweite Verlagerungselement 26 schwenkbar an der mindestens einen Rolle 20 befestigt, so dass es um die Rollenachse PU schwenkbar ist. Das zweite Verlagerungselement 26 ist ferner schwenkbar an dem beweglichen Element 16 befestigt, so dass es um eine dritte Schwenkachse PA3 schwenkbar ist, was durch die lange gestrichelte Linie angezeigt wird.
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Ein Vorspannelement 28 ist zwischen dem beweglichen Element 16 und dem zweiten Verlagerungselement 26 angeordnet und kann an einem Ende mit dem beweglichen Element 16 und am anderen Ende mit dem zweiten Verlagerungselement 26 verbunden werden. In einer alternativen Ausführungsform ist das Vorspannelement 28 zwischen der Kettenführung 18 und dem ersten Verlagerungselement 24 angeordnet und kann an einem Ende mit der Kettenführung 18 und am anderen Ende mit dem ersten Verlagerungselement 24 verbunden werden. In beiden Ausführungsformen ist das Vorspannelement 28 eine Torsionsfeder, die koaxial zur dritten Schwenkachse PA3 angeordnet ist. Das Vorspannelement 28 ist so konfiguriert, dass es die Rollenverlagerungsstruktur22 vorspannt, wenn die Kettenführung 18 im Uhrzeigersinn in Bezug auf das bewegliche Element 16 gedreht wird.
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Wie in 4 gezeigt, verläuft die erste Schwenkachse PA1 parallel zu den zweiten und dritten Schwenkachsen PA2, PA3. Die erste Schwenkachse PA1 und die zweite Schwenkachse PA2 sind durch einen ersten Abstand D1 beabstandet, und die erste Schwenkachse PA1 und die dritte Schwenkachse PA3 sind durch einen zweiten Abstand D2 beabstandet. Der zweite Abstand D2 ist größer als der erste Abstand D1, was sicherstellt, dass eine effektive Kettenspannung während des Schalt- und Fahrbetriebs aufrechterhalten wird und dass es bei diesen Vorgängen nicht zu einer Überschreitung der Kettenlänge kommt.
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5 ist eine Explosionsdarstellung des Fahrradschaltwerks 10, die die Anordnung des Basiselements 14, des beweglichen Elements 16, der Kettenführung 18, der Führungsrolle 20A, der Spannrolle 20B und der Rollenverlagerungsstruktur 22 im Verhältnis zueinander und zu den Schwenkachsen PA1, PA2, PA3 und der Rollenachse PU veranschaulicht. Das bewegliche Element 16 ist in Bezug auf das Basiselement 14, das als Befestigungspunkt des Schaltwerks 10 am Rahmen 2 des Fahrrads 1 dient, beweglich. Wie oben beschrieben, ist die Kettenführung 18 am beweglichen Element 16 befestigt und so konfiguriert, dass sie sich um die erste Schwenkachse PA1 dreht. Das erste Verlagerungselement 24 ist an der Kettenführung 18 befestigt und so konfiguriert, dass es sich um die zweite Schwenkachse PA2 dreht. Wie in 5 dargestellt, umfasst die Kettenführung 18 ein Paar Kettenführungsplatten, und das Paar Kettenführungsplatten umfasst eine innere Platte 18A und eine äußere Platte 18B. Somit ist das erste Verlagerungselement 24 schwenkbar an der äußeren Platte 18B befestigt, so dass es sich um die zweite Schwenkachse PA2 drehen kann. Ferner ist, wie oben beschrieben, das zweite Verlagerungselement 26 an dem beweglichen Element 16 befestigt und so konfiguriert, dass es sich um eine dritte Schwenkachse PA3 dreht. In der abgebildeten Ausführung sind das erste und das zweite Verlagerungselement 24, 26 beide an der Führungsrolle 20A befestigt und rotieren um die erste Rollenachse PU1. Es wird anerkannt, dass in der Explosionszeichnung des Fahrradschaltwerks 10 jede Komponente einzeln dargestellt ist, und wenn es zusammengebaut ist, kann das Vorspannelement 28 an einem Ende mit dem beweglichen Element 16 und am anderen Ende mit dem zweiten Verlagerungselement 26 verbunden werden.
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6A-6C zeigen rechte Seitenansichten der verschiedenen Schaltpositionen des Fahrradschaltwerks 10. 6A zeigt insbesondere die Konfiguration des Fahrradschaltwerks 10, wenn die Kette 9 mit einem großen Ritzel der Kassette der hinteren Ritzel 11 in Eingriff steht und das Fahrrad in einem niedrigen Gang geschaltet ist, 6B zeigt die Konfiguration des Fahrradschaltwerks 10, wenn die Kette 9 mit einem mittleren Ritzel der Kassette mit den Ritzeln 11 in Eingriff steht und sich das Fahrrad in einem mittleren Gang befindet, und 6C zeigt die Konfiguration des Fahrradschaltwerks 10, wenn die Kette 9 mit einem kleinen Ritzel der Kassette mit den Ritzeln 11 in Eingriff steht und sich das Fahrrad in einem hohen Gang befindet, 6B zeigt die Konfiguration des Fahrradschaltwerks 10, wenn die Kette 9 mit einem kleinen Ritzel der Kassette mit den Ritzeln 11 in Eingriff steht und sich das Fahrrad in einem hohen Gang befindet. Wenn das Fahrradschaltwerk 10 die Kette 9 auf verschiedene Ritzel der Kassette mit den hinteren Ritzeln bewegt, dreht sich die Kettenführung 18 in Bezug auf das bewegliche Element 16. Bei dem hier beschriebenen Fahrradschaltwerk 10 ist die Rollenverlagerungsstruktur22 so konfiguriert, dass sie einen linearen Abstand L zwischen der ersten Schwenkachse PA1 und der Rollenachse PU als Reaktion auf eine Drehbewegung der Kettenführung 18 in Bezug auf das bewegliche Glied 16 verändert, wie in 6A-6C angegeben. Durch Verwendung der Rollenverlagerungsstruktur 22 zur Erzeugung einer linearen Verschiebung zwischen der ersten Schwenkachse PA1 des beweglichen Elements 16 und der Rollenachse PU der Führungsrolle 20A auf der Grundlage der Größe des hinteren Ritzels, mit dem die Kette in Eingriff steht, kann das Fahrradschaltwerk 10 die Eingriffslänge der Kette 9 mit einer großen Auswahl an Kassetten mit hinteren Ritzeln 11 einstellen, ohne dass die Länge der Kettenführung 18 vergrößert werden muss. Außerdem kann der Abstand zwischen den Zähnen von Ritzel und Führungsrolle im Wesentlichen gleich gehalten werden, wenn die Kette 9 in ein kleines Ritzel eingreift und wenn die Kette in ein großes Ritzel eingreift, was die Übertragungseffizienz gegenüber herkömmlichen Fahrradschaltwerken verbessert.
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Bei einigen Anwendungen kann es wünschenswert sein, dass das Fahrradschaltwerk 10 drahtlos mit elektronischen Komponenten und nicht mit einem manuell bedienbaren Schaltzug gesteuert wird. 7 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Fahrradschaltwerks 10, das elektronisch betätigt werden kann. Zusätzlich zu dem Basiselement 14, dem beweglichen Element 16, der Kettenführung 18, der Rolle 20 und der Rollenverlagerungsstruktur 22 kann das Fahrradschaltwerk 10 weitere Komponenten zur elektronischen Steuerung des Fahrradschaltwerks 10 enthalten. Zu diesem Zweck enthält das Fahrradschaltwerk 10 einen Motorbefestigungsabschnitt 30, und der Motorbefestigungsabschnitt 30 ist am Basiselement 14 vorgesehen. Das Fahrradschaltwerk 10 enthält eine Batterie 32, um einen am Basiselement montierten Motor mit elektrischer Energie zu versorgen. Zusätzlich enthält das Fahrradschaltwerk 10 einen Ladeanschluss 34, der zur Aufnahme eines Kabels zum Laden der Batterie 32 konfiguriert ist. Damit der Fahrer das Fahrradschaltwerk elektronisch steuern kann, enthält das Fahrradschaltwerk 10 eine drahtlose Einheit 36, die so konfiguriert ist, dass sie vom Fahrer empfangene Schaltbefehle ausführt.
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Beim Mountainbiken oder Rennradfahren kann der Fahrer auf unwegsames oder unebenes Gelände treffen, und es kann wünschenswert sein, sicherzustellen, dass das Fahrradschaltwerk 10 sicher am Fahrradrahmen 2 befestigt ist. Daher kann ein Fahrrad 1, das für Mountainbike- oder Rennradfahren ausgelegt ist, so konfiguriert werden, dass der Basiselement 14 des Fahrradschaltwerks 10 direkt mit dem Fahrradrahmen 2 verbunden ist. Unter solchen Umständen kann es auch wünschenswert sein, sicherzustellen, dass die Schaltvorgänge so flüssig wie möglich ablaufen und dass das Durchrutschen der Kette minimiert wird. Um plötzliche Bewegungen des Fahrradschaltwerks 10 als Reaktion auf Änderungen der Kettenspannung zu verhindern, kann das Fahrrad 1 so konfiguriert werden, dass das Fahrradschaltwerk 10 einen Dämpfermechanismus 38 enthält.
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Obwohl nur ausgewählte Ausführungsformen ausgewählt wurden, um die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen, wird für den Fachmann aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass hier verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Zum Beispiel kann die Größe, Form, Lage oder Ausrichtung der verschiedenen Komponenten nach Bedarf und/oder Wunsch geändert werden. Komponenten, die direkt miteinander verbunden sind oder sich berühren, können Zwischenstrukturen zwischen ihnen angeordnet werden. Die Funktionen eines Elements können von zwei Elementen erfüllt werden und umgekehrt. Die Strukturen und Funktionen einer Ausführungsform können in eine andere Ausführungsform übernommen werden. Es ist nicht notwendig, dass alle Vorteile in einer bestimmten Ausführungsform gleichzeitig vorhanden sind. Jedes Merkmal, das allein oder in Kombination mit anderen Merkmalen nach dem Stand der Technik einzigartig ist, sollte auch als getrennte Beschreibung weiterer Erfindungen durch den Anmelder betrachtet werden, einschließlich der strukturellen und/oder funktionellen Konzepte, die durch dieses Merkmal oder diese Merkmale verkörpert werden. Die vorstehenden Beschreibungen der Ausführungsformen nach der vorliegenden Erfindung dienen daher nur der Veranschaulichung und nicht dem Zweck, die Erfindung im Sinne der beigefügten Patentansprüche und ihrer Äquivalente einzuschränken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrrad
- 2
- Rahmen
- 3
- Hinterrad
- 4
- Vordergabel
- 5
- Vorderrad
- 6
- Pedal
- 7
- Kurbelarm
- 8
- Kurbelachse
- 9
- Fahrradkette
- 10
- Fahrradschaltwerk mit Schaltwerk
- 11
- hintere Ritzel
- 12
- vorderes Kettenrad
- 14
- Basiselement
- 16
- bewegliches Element
- 18
- Kettenführung
- 18A
- Innenplatte
- 18B
- Außenplatte
- 19
- Rollenkörper
- 19A
- Führungsrollenkörper
- 19B
- Spannrollenkörper
- 20
- Rolle
- 20A
- Führungsrolle
- 20B
- Spannrolle
- 21
- Rollenachse
- 21A
- Umlenkrollenachse
- 21B
- Spannrollenachse
- 22
- Rollenverlagerungsstruktur
- 24
- erstes Verlagerungselement
- 26
- zweites Verlagerungselement
- 28
- Vorspannelement
- 30
- Motorbefestigungsabschnitt
- 32
- Batterie
- 34
- Ladeanschluss
- 36
- drahtlose Einheit
- 38
- Dämpfungsmechanismus
- D1
- erster Abstand
- D2
- zweiter Abstand
- L
- linearer Abstand
- P1
- Mittelebene
- PA1
- erste Schwenkachse
- PA2
- zweite Schwenkachse
- PA3
- dritte Schwenkachse
- PU
- Rollenachse
- PU1
- erste Rollenachse
- PU2
- zweite Rollenachse
