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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Innenrohrbauteil für einen Freilauf für ein Fahrrad, der mit einer Freilaufkupplung ausgestattet ist, ein Federbauteil, das mit dem Innenrohrbauteil genutzt wird, und eine Fahrrad-Freilaufbaueinheit.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Üblicherweise verfügt die Hinterradnabe eines Fahrrads über einen Freilauf, der mit einer daran montierten Freilaufkupplung ausgestattet ist. Ein herkömmlicher Freilauf umfasst ein Außenrohrbauteil mit daran montierten Speichen, ein Innenrohrbauteil, das an einer Innenumfangsseite des Außenrohrbauteils angeordnet ist und das Außenrohrbauteil drehbar lagert, und eine Freilaufkupplung, die die Rotation des Außenrohrbauteils in der Bewegungsrichtung des Fahrrads auf das Innenrohrbauteil überträgt (siehe zum Beispiel
japanische Patentanmeldung, Offenlegungsnummer 2007 113713 ). In dem herkömmlichen Innenrohrbauteil sind Mehrklinkenbauteile der Freilaufkupplung so montiert, dass sie zwischen einer aufrechten Stellung, in welcher die Freilaufkupplung die Rotation übertragen kann, und einer geneigten Stellung, in welcher die Übertragung der Rotation durch die Freilaufkupplung untersagt wird, schwenkbar sind, und ist ein Federbauteil zum Vorspannen der Mehrklinkenbauteile in die aufrechte Stellung montiert. Das Federbauteil weist eine C-förmige Konfiguration auf, die durch Biegen eines Federdrahtes gebildet wird. Das Federbauteil ist so angeordnet, dass die Mehrklinkenbauteile eine ausgeglichene Vorspannung aufnehmen. Das Innenrohrbauteil ist mit einer ringförmigen Haltenut zum Halten des Federbauteils versehen. Die Haltenut ist mit einem Vorsprung versehen, der die Bewegung des Federbauteils in Umfangsrichtung einschränkt. Das Federbauteil stoppt die Rotation in Umfangsrichtung, indem ein Ende des Federbauteils den Vorsprung kontaktiert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In dem herkömmlichen Innenrohrbauteil des Freilaufs, insbesondere wenn die Vorsprünge durch Schmieden gebildet werden, ist die Anordnung hinsichtlich der Bereiche der Vorsprünge begrenzt, da man das Gleichgewicht beim Schmieden aufrechterhalten muss. So kann nur schwer ein Federbauteil erhalten werden, das eine derart ausgeglichene Vorspannung aufweist, dass es für die Anordnung von Mehrklinkenbauteilen angepasst werden kann.
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Daher ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Einschränkung in Bezug auf die Anordnung von Vorsprüngen für einen Freilauf zu verringern und ein Federbauteil bereitzustellen, das eine derart ausgeglichene Vorspannung aufweist, dass es an Mehrklinkenbauteile angepasst werden kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Innenrohrbauteil eines Freilaufs für ein Fahrrad bereitgestellt, das mit einer Freilaufkupplung ausgestattet ist. Das Innenrohrbauteil umfasst einen Rohrbauteilkörper, ein Federbauteil, einen ersten Vorsprung und einen zweiten Vorsprung. Der Rohrbauteilkörper ist in seiner Außenumfangsfläche mit mehreren Vertiefungen versehen, wobei die Vertiefungen in Abständen entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind, und wobei die Vertiefungen so angepasst sind, dass sie ein Klinkenbauteil der Freilaufkupplung derart darin aufnehmen, dass das Klinkenbauteil zwischen einer aufrechten Stellung und einer geneigten Stellung schwenkbar ist. Das Federbauteil spannt das Klinkenbauteil in der aufrechten Stellung vor. Der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung sind jeweils nahe den beiden Enden des Federbauteils angeordnet.
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In diesem Innenrohrbauteil ist ein Ende des Federbauteils zum Vorspannen der Mehrklinkenbauteile in ihre aufrechte Stellung nahe dem ersten Vorsprung angeordnet und ist das andere Ende des Federbauteils nahe dem zweiten Vorsprung angeordnet. So können der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung in Abständen entlang der Umfangsrichtung und in Positionen, die sich gegenüber den Mehrklinkenbauteilen bezogen auf die Mittelachse des Innenrohrbauteils befinden, angeordnet werden. Im Falle eines einzelnen Vorsprungs befindet sich dieser Vorsprung in einer Position auf der zuvor erwähnten gegenüberliegenden Seite. Liegen andererseits zwei Vorsprünge vor, d. h., für den Fall, dass ein erster Vorsprung und ein zweiter Vorsprung vorgesehen sind, kann der Abstand zwischen den Positionen des ersten Vorsprungs und des zweiten Vorsprungs auf der zuvor erwähnten gegenüberliegenden Seite willkürlich eingestellt werden. So kann die Einschränkung in Bezug auf die Anordnung der Vorsprünge verringert und ein Federbauteil erhalten werden, das eine derart ausgeglichene Vorspannung aufweist, dass es an die Mehrklinkenbauteile angepasst werden kann.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in dem Innenrohrbauteil eines Freilaufs für ein Fahrrad des ersten Aspekts der Bauteilkörper ferner in seiner Außenumfangsfläche mit einem Federhalteteil zum Halten des Federbauteils versehen. Da das Federbauteil von dem Federhalteteil beispielsweise in Form einer Nut gehalten wird, kann das Federbauteil in diesem Fall sicher gehalten werden, ohne dass es sich in Umfangsrichtung bewegt.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind in dem Innenrohrbauteil eines Freilaufs für ein Fahrrad des zweiten Aspekts der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung so konfiguriert, dass sie von dem Federhalteteil hervorragen. Da der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung so konfiguriert sind, dass sie von dem Federhalteteil hervorragen, ist es in diesem Fall einfach, den ersten Vorsprung und den zweiten Vorsprung zu konfigurieren.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind in dem Innenrohrbauteil eines Freilaufs für ein Fahrrad des dritten Aspekts der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung so konfiguriert, dass sie von dem Federhalteteil radial nach außen hervorragen. In diesem Fall können die Vorsprünge leicht mit dem Federbauteil, das radial nach außen von dem Federhalteteil angeordnet ist, in Kontakt kommen.
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Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Federbauteil vorgesehen, das so angepasst ist, dass es an das Innenrohrbauteil eines Freilaufs für ein Fahrrad montiert werden kann. Das Federbauteil umfasst einen ersten radial nach außen gebogenen Abschnitt, der an einem von einem ersten Ende und einem zweiten Ende des Federbauteils angeordnet ist.
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Wenn die Rotation eines um die Außenumfangsseite des Innenrohrbauteils angeordneten Bauteils stoppt und sich das Innenrohrbauteil in der Bewegungsrichtung dreht, wechseln die Klinkenbauteile zwischen der aufrechten Stellung und der geneigten Stellung, was zu einer Veränderung des Durchmessers des Federbauteils führt. So bewegen sich die Enden des Federbauteils bezogen auf das Innenrohrbauteil in der Umfangsrichtung hin und her. Da das Federbauteil an seinem ersten Ende oder an seinem zweiten Ende mit dem ersten gebogenen Abschnitt, der radial nach außen gebogen ist, versehen ist, reiben die sich bewegenden Enden des Federbauteils nicht direkt an dem Innenrohrbauteil. So kann verhindert werden, dass das Innenrohrbauteil zerkratzt wird oder unnötige Dellen daran gebildet werden.
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Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Federbauteil des fünften Aspekts ferner einen zweiten radial nach außen gebogenen Abschnitt, der am anderen von dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Federbauteils angeordnet ist. Da beide Enden des Federbauteils mit gebogenen Abschnitten versehen sind, reiben in diesem Fall beide Enden des Federbauteils nicht direkt an dem Innenrohrbauteil. Daher kann, selbst wenn sich die beiden Enden des Federbauteils umfänglich in beide Richtungen bewegen, verhindert werden, dass das Innenrohrbauteil zerkratzt wird oder unnötige Dellen daran gebildet werden.
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Gemäß einem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Freilaufbaueinheit für ein Fahrrad, das mit einer Freilaufkupplung ausgestattet ist, vorgesehen. Die Freilaufbaueinheit umfasst einen Rohrbauteilkörper, ein Federbauteil, ein Federhalteteil, einen ersten Vorsprung und einen zweiten Vorsprung. Der Rohrbauteilkörper ist in seiner Außenumfangsfläche mit mehreren Vertiefungen versehen, wobei die Vertiefungen so angepasst sind, dass sie mehrere Klinkenbauteile der Freilaufkupplung darin derart aufnehmen, dass die Klinkenbauteile zwischen einer aufrechten Stellung und einer geneigten Stellung schwenkbar sind. Das Federbauteil spannt die Klinkenbauteile in der aufrechten Stellung vor und umfasst einen ersten radial nach außen gebogenen Abschnitt bzw. einen zweiten radial nach außen gebogenen Abschnitt an seinen beiden Enden. Das Federhalteteil ist in der Außenumfangsfläche des Bauteilkörpers zum Halten des Federbauteils vorgesehen. Der erste Vorsprung ist nahe dem ersten gebogenen Abschnitt des Federbauteils angeordnet. Der zweite Vorsprung ist nahe dem zweiten gebogenen Abschnitt des Federbauteils angeordnet.
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Mit dieser Fahrrad-Freilaufbaueinheit können die vorstehend erwähnten Funktionen und Effekte erzielt werden.
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Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in der Fahrrad-Freilaufbaueinheit des siebenten Aspekts der Bauteilkörper aus einer Titanlegierung gefertigt. Selbst wenn das Federbauteil an dem aus einer schwer zu verarbeitenden und leicht zu beschädigenden Titanlegierung gefertigten Bauteilkörper montiert wird, kann die Einschränkung in Bezug auf die Anordnung der Vorsprünge verringert und ein Federbauteil erhalten werden, das eine derart ausgeglichene Vorspannung aufweist, dass es für Mehrklinkenbauteile angepasst werden kann.
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Mit der vorliegenden Erfindung kann der Abstand zwischen dem ersten Vorsprung und dem zweiten Vorsprung willkürlich eingestellt werden. So kann die Einschränkung in Bezug auf die Anordnung der Vorsprünge verringert und ein Federbauteil erhalten werden, das eine derart ausgeglichene Vorspannung aufweist, dass es für Mehrklinkenbauteile angepasst werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Halbschnittansicht einer Hinterradnabe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Halbschnittansicht eines Freilaufs der Hinterradnabe;
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3 ist eine Halbschnittansicht eines Innenrohrbauteils;
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4 ist eine Schnittdarstellung entlang der Schnittflächenschraffurlinie IV-IV in 2;
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5 ist eine Seitenansicht eines Klinkenbauteils;
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6 ist eine Draufsicht des Klinkenbauteils; und
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7 ist eine Seitenansicht eines Federbauteils.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Wie in 1 gezeigt, umfasst eine Hinterradnabe 10 für ein Fahrrad gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Nabenachse 40, die so angepasst ist, dass sie an den Fahrradrahmen montiert werden kann, ein Nabengehäuse 41, das drehbar von der Nabenachse 40 gelagert wird, und einen Freilauf 42, der so mit dem Nabengehäuse 41 verbunden ist, dass er zusammen mit dem Nabengehäuse 41 als eine Einheit drehbar ist.
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Die Nabenachse 40 ist eine Schnellspann-Nabenachse und umfasst einen hohlen Achskörper 44 und einen Schnellspannmechanismus 45, der auf der Innenumfangsseite des Achskörpers 44 angeordnet ist. Kontermuttern 70a und 70b, die jeweils abgestufte Abschnitte aufweisen, sind in axialer Richtung auf zwei Enden des Achskörpers 44 auf den Außenseiten angeschraubt.
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Das Nabengehäuse 41 ist ein Rohrbauteil, das zum Beispiel aus einer Aluminiumlegierung oder einer Titanlegierung gefertigt wurde. Das Nabengehäuse 41 ist ein im Wesentlichen zylindrisches Bauteil, das die Nabenansätze 41a und 41b zum Eingreifen in Speichen (nicht gezeigt) umfasst, die jeweils an zwei Endabschnitten der Außenumfangsfläche des Nabengehäuses 41 ausgebildet sind. Das Nabengehäuse 41 wird an einem Ende auf der Nabenachse 40 drehbar von einem ersten Lager 43a gelagert. Das Nabengehäuse 41 ist am anderen Ende (d. h. dem rechten Ende in 1) derart mit dem Freilauf 42 verbunden, dass sie sich zusammen als eine Einheit drehen. Das Nabengehäuse 41 wird am anderen Ende mittels des Freilaufs 42 durch ein zweites Lager 43b drehbar an der Nabenachse 40 gelagert.
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Wie in 1 gezeigt, ist eine Baueinheit aus mehreren (z. B. zehn) Zahnkränzen RP derart mit dem Außenumfangsabschnitt des Freilaufs 42 verbunden, dass sie zusammen mit dem Freilauf 42 als eine Einheit drehbar ist. Wie in 2 gezeigt, umfasst der Freilauf 42 ein Innenrohrbauteil 46, das derart mit dem Nabengehäuse 41 verbunden ist, dass es sich zusammen mit dem Nabengehäuse 41 als eine Einheit dreht, ein Außenrohrbauteil 47, das auf einer Außenumfangsseite des Innenrohrbauteils 46 angeordnet ist, und eine Klinken-Freilaufkupplung 48, die zwischen dem Innenrohrbauteil 46 und dem Außenrohrbauteil 47 angeordnet ist und lediglich die Rotation des Außenrohrbauteils 47 in der Bewegungsrichtung auf das Innenrohrbauteil 46 überträgt.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt, umfasst das Innenrohrbauteil 46 einen Bauteilkörper 50, ein Federbauteil 52, das von dem Bauteilkörper 50 gehalten wird, einen ersten Vorsprung 54, der nahe eines Endes des Federbauteils 52 angeordnet ist, und einen zweiten Vorsprung 56, der nahe des anderen Endes des Federbauteils 52 angeordnet ist. Das Innenrohrbauteil 46 umfasst ferner eine Federhaltenut 58, die ringförmig in der Außenumfangsfläche des Bauteilkörpers 50 ausgebildet ist, zum Halten des Federbauteils 52. Die Federhaltenut 58 ist ein Beispiel für ein Federhalteteil.
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Der Bauteilkörper 50 ist ein abgestuftes zylindrisches Leichtbauteil, das beispielsweise aus einer Titanlegierung gefertigt ist. Wie in 2 gezeigt, ist der Bauteilkörper 50 derart mit dem Nabengehäuse 41 verbunden, dass er sich zusammen mit dem Nabengehäuse 41 über ein Rohrkupplungsbauteil 59, welches ein auf der Außenumfangsfläche ausgebildetes gezahntes Teil 59a aufweist, als eine Einheit dreht. Ein gezahntes Teil 50a und ein gezahntes Teil 41d zum Eingriff in das gezahnte Teil 59a des Kupplungsbauteils 59 sind auf der Innenumfangsfläche eines Abschnitts des Bauteilkörpers 50 mit größerem Durchmesser, der sich am linken Ende in 2 befindet, bzw. auf der Innenumfangsfläche des rechten Endes des Nabengehäuse 41 ausgebildet. Zwischen dem Bauteilkörper 50 und dem Nabengehäuse 41 ist eine Unterlegscheibe 81 angeordnet, mit der die axiale Position des Bauteilkörpers 50 festgelegt wird.
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Der Bauteilkörper 50 ist mittels einer Hohlschraube 62, die durch den Bauteilkörper 50 und das Kupplungsbauteil 59 eingeführt und dann in die Innenumfangsfläche des Nabengehäuse 41 eingeschraubt wird, an dem Nabengehäuse 41 fixiert. Ein drittes Lager 53a ist an der Außenumfangsfläche eines Abschnitts des Bauteilkörpers 50 mit größerem Durchmesser angeordnet und lagert drehbar das Außenrohrbauteil 47 auf dem Innenrohrbauteil 46. Der Spalt zwischen der Innenumfangsfläche der Hohlschraube 62 und der Außenumfangsfläche des Achskörpers 44 ist sehr eng und hat eine Größe von etwa 0,4 mm.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt, ist ein Außenring 43c des zweiten Lagers 43b so an der Außenumfangsfläche des rechten Abschnitts des Bauteilkörpers 50 fixiert, dass sie sich zusammen als eine Einheit drehen. Der Außenring 43c dient auch als ein Innenring eines vierten Lagers 53b für eine drehbare Lagerung des Außenrohrbauteils 47 auf dem Bauteilkörper 50. Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist die Außenumfangsfläche des Bauteilkörpers 50 zwischen dem dritten Lager 53a und dem vierten Lager 53b mit mehreren (z. B. zwei) Vertiefungen 50b versehen, in denen mehrere (z. B. zwei) Kupplungsklinken 61 der Freilaufkupplung 48, nachstehend beschrieben, jeweils schwenkbar aufgenommen sind. Die Kupplungsklinke 61 ist ein Beispiel für ein Klinkenbauteil. Die Kupplungsklinke 61 ist schwenkbar zwischen einer aufrechten Stellung und einer geneigten Stellung in der Vertiefung 50b aufgenommen. Die Vertiefungen 50b sind in Abständen entlang der Umfangsrichtung ausgebildet. Wie in 4 gezeigt, befinden sich die beiden Vertiefungen 50b in einem Abstand von einem Winkel α (z. B. 120°) dazwischen. Vertiefung 50b wird durch das Verbinden einer größeren bogenförmigen Aussparung 50d und einer kleineren bogenförmigen Aussparung 50e gebildet, wie in 4 gezeigt. Die Kupplungsklinke 61 ist in der kleineren bogenförmigen Aussparung 50e angeordnet. Jede der Vertiefungen 50b ist in einem Abschnitt des Bauteilkörpers 50 des Innenrohrbauteils 46 mit kleinerem Durchmesser angeordnet und erstreckt sich ausgehend von der Montagestelle des Außenrings 43c nach innen. Zwischen dem Außenring 43c und dem Bauteilkörper 50 ist eine Unterlegscheibe 82 zum Festlegen der axialen Position der Kupplungsklinke 61 angeordnet.
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Der Bauteilkörper 50 ist zum Zwecke der Gewichtsreduzierung mit mehreren (z. B. vier) Dünnstellen 50c versehen. Die Dünnstellen 50c sind zusammen mit den Vertiefungen 50b so konfiguriert, dass sie sich in Abständen entlang der Umfangsrichtung befinden können. In der veranschaulichten Ausführungsform ist eine der Dünnstellen 50c zwischen den Vertiefungen 50b angeordnet, und die Vertiefungen 50b und die Dünnstellen 50c sind gleich beabstandet angeordnet. Da der Bauteilkörper 50 aus einer Titanlegierung gefertigt ist, kann er nur schwer bearbeitet werden. Daher werden die Vertiefungen 50b und die Dünnstellen 50c durch Schmieden gebildet. Auch der erste Vorsprung 54 und der zweite Vorsprung 56 werden durch Schmieden gebildet.
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Das Federbauteil 52 wird von der Federhaltenut 58 gehalten. Das Federbauteil 52 spannt die beiden Kupplungsklinken in ihren aufrechten Stellungen vor. Wie in 7 gezeigt, wird das Federbauteil 52 durch Biegen eines Federdrahtes aus Metall in eine C-Form gebildet. Das Federbauteil 52 umfasst einen ersten gebogenen Abschnitt 52c, der sich an einem ersten Ende 52a befindet, und einen zweiten gebogenen Abschnitt 52d, der sich an einem zweiten Ende 52b befindet. Der erste gebogene Abschnitt 52c und der zweite gebogene Abschnitt 52d sind stumpf gebogen. Das erste Ende 52a und das zweite Ende 52b des Federbauteils 52 sind so angeordnet, dass sie sich näher an der Außenseite in radialer Richtung befinden als der erste Vorsprung 54 und der zweite Vorsprung 56, wie in 4 gezeigt. Das Federbauteil 52 hat einen Innendurchmesser D1, der kleiner ist als der Durchmesser D2 des Unterteils der Federhaltenut 58, dargestellt durch die Zweipunkt-Strichlinie in 7.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist die Federhaltenut 58 in der Außenumfangsfläche des Bauteilkörpers 50 ausgebildet. Die Federhaltenut 58 ist ringförmig ausgebildet, indem sie sich entlang der Umfangsrichtung des Bauteilkörpers 50 erstreckt und die Vertiefungen 50b und die Dünnstellen 50c kreuzt. Die Federhaltenut 58 hat eine kleinere Tiefe als die Vertiefungen 50b und die Dünnstelle 50c.
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Der erste Vorsprung 54 und der zweite Vorsprung 56 sind an der Federhaltenut 58 vorgesehen und sollen eine Rotation des Federbauteils 52 verhindern. Der erste Vorsprung 54 ist nahe dem ersten Ende 52a des Federbauteils 52 angeordnet. Der zweite Vorsprung 56 ist nahe dem zweiten Ende 52b des Federbauteils 52 angeordnet. Der erste Vorsprung 54 und der zweite Vorsprung 56 sind auf der gegenüberliegenden Seite der beiden Vertiefungen 50b bezogen auf die Mittelachse C des Innenrohrbauteils 46 ausgebildet. Der erste Vorsprung 54 und der zweite Vorsprung 56 sind so ausgebildet, dass sie radial von der Federhaltenut 58 nach außen hervorragen. In der veranschaulichten Ausführungsform ist der erste Vorsprung 54 so angeordnet, dass er von der Vertiefung 50b, die sich in 4 auf der Unterseite befindet, mit einem Winkel β (z. B. 120°) beabstandet ist. Der zweite Vorsprung 56 ist so angeordnet, dass er von dem ersten Vorsprung 54 in einem Winkel γ (z. B. 45°) beabstandet ist.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst das Außenrohrbauteil 47 ein Kettenradmontageteil 47a, um das die Zahnkränze RP montiert sind. Wie in 2 gezeigt, wird das Außenrohrbauteil 47 mit dem dritten Lager 53a und dem vierten Lager 53b drehbar an dem Außenumfangsabschnitt des Innenrohrbauteils 46 gelagert.
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Wie in 4 gezeigt, ist die Freilaufkupplung 48 so konfiguriert und angeordnet, dass sie lediglich eine Übertragung der Rotation des Außenrohrbauteils 47 in der Bewegungsrichtung (d. h. die Rotation im Uhrzeigersinn, wie durch den Pfeil A in 4 gekennzeichnet) auf das Innenrohrbauteil 46 zulässt. Die Freilaufkupplung 48 umfasst die Schaltzähne 60, die auf der Innenumfangsfläche des Außenrohrbauteils 47 vorgesehen sind, und die beiden Kupplungsklinken 61, die in Abständen entlang der Umfangsrichtung derart angeordnet sind, dass sie sich jeweils in den Vertiefungen 50b des Innenrohrbauteils 46 befinden. Die Freilaufkupplung 48 unterbindet, dass die Rotation des Innenrohrbauteils 46 bezogen auf das Außenrohrbauteil 47 im Uhrzeigersinn in 4 auf das Außenrohrbauteil 47 übertragen wird.
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Die Schaltzähne 60 sind zwischen dem dritten Lager 53a und dem vierten Lager 53b und in Abständen entlang der Umfangsrichtung der Innenumfangsfläche des Außenrohrbauteils 47 angeordnet. Die Schaltzähne 60 sind unsymmetrische Kerbverzahnungen, die entlang der Umfangsrichtung durch siebzehn Schaltzähne 60 ausgebildet sind, die jeweils zum Beispiel einen Wandabschnitt 60a aufweisen. Da jeweils zwei benachbarte Schaltzähne 60 um 21,2° beabstandet sind, ist der Winkel α (120°) zwischen den Vertiefungen 50b zur Aufnahme der Kupplungsklinken 61 daher kein ganzzahliges Vielfaches des Abstandes zweier benachbarter Schaltzähne 60. Daher werden die in den Vertiefungen 50b aufgenommenen beiden Kupplungsklinken 61 nicht gleichzeitig in die Schaltzähne 60 eingreifen, sondern nur eine der beiden Kupplungsklinken 61 wird zu einem vorgegebenen Zeitpunkt in einen der Schaltzähne 60 eingreifen. Folglich wird die Rotation des Außenrohrbauteils 47 rasch auf das Innenrohrbauteil 46 übertragen.
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Wie in den 5 und 6 gezeigt, umfasst die Kupplungsklinke 61 einen Klinkenkörper 63 mit einem vorderen Ende 63a zum Eingriff in die Schaltzähne 60 und einen Federhakenabschnitt 64, der integral an einem Seitenabschnitt entlang der Länge des Klinkenkörpers 63 ausgebildet ist. Das Fußende 64b des Klinkenkörpers 63 und des Federhakenabschnitts 64 ist bogenförmig konfiguriert, damit es schwenkbar in der kleineren bogenförmigen Aussparung 50e der Vertiefung 50b angeordnet werden kann. Das vordere Ende 63a des Klinkenkörpers 63 ist so konfiguriert, dass es an den Wandabschnitt 60a des Schaltzahns 60 grenzt. Der Federhakenabschnitt 64 ist mit einer Federhakennut 64a zum Eingriff in das Federbauteil 52 versehen. Die Federhakennut 64a ist so konfiguriert, dass sie, wie in 5, nach oben und nach rechts geneigt werden kann, so dass das Federbauteil 52 die Kupplungsklinke 61 in der aufrechten Stellung vorspannt, wenn das Federbauteil 52 in die Federhakennut 64a eingreift. Die Federhakennut 64a ist so konfiguriert, dass die Federhakennut 64a mit der Federhaltenut 58 in der Umfangsrichtung ausgerichtet ist, wenn die Kupplungsklinke 61 in der Vertiefung 50b angeordnet ist. Wie zuvor erwähnt, ist der Federhakenabschnitt 64 integral an einem Seitenabschnitt des Klinkenkörpers 63 ausgebildet (d. h. an dem linken Seitenabschnitt in 6).
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Wenn sich die Zahnkränze RP in der Bewegungsrichtung des Fahrrads drehen, dreht sich in dem wie zuvor erwähnt konstruierten Freilauf 42 das Außenrohrbauteil 47 in der Bewegungsrichtung. Wenn sich das Außenrohrbauteil 47 in der Bewegungsrichtung dreht, greift ebenso eine der Kupplungsklinken 61, die von dem Federbauteil 52 in der aufrechten Stellung vorgespannt wurde, in einen der Schaltzähne 60 ein und überträgt so die Rotation der Zahnkränze RP auf das Innenrohrbauteil 46 und damit auf das Nabengehäuse 41. Somit bewegt sich das Fahrrad in der Bewegungsrichtung.
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Wenn während der Bewegung des Fahrrads in der Bewegungsrichtung die Rotation der Zahnkränze RP gestoppt wird (wenn die Drehbewegung der Pedale gestoppt wird), dann dreht sich das Außenrohrbauteil 47 nicht, auch wenn sich das Innenrohrbauteil 46 zusammen mit dem Hinterrad dreht. In diesem Fall wechseln die Kupplungsklinken 61 zwischen der aufrechten Stellung und der geneigten Stellung entlang der Kerbverzahnungen der Schaltzähne 60. Die Veränderung der Stellung der Kupplungsklinken 61 bewirkt eine derartige Veränderung des Durchmessers des Federbauteils 52, dass sich die Enden des Federbauteils 52 bezogen auf das Innenrohrbauteil 46 in der Umfangsrichtung hin und her bewegen.
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Da das Federbauteil 52 an seinen Enden mit dem ersten gebogenen Abschnitt 52c bzw. dem zweiten gebogenen Abschnitt 52d versehen ist, reiben in dieser Ausführungsform die Enden des Federbauteils 52 nicht direkt an dem Innenrohrbauteil 46. So kann verhindert werden, dass das Innenrohrbauteil 46 zerkratzt wird oder unnötige Dellen daran gebildet werden.
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Daher werden, selbst, wenn das Federbauteil 52 an den ersten Vorsprung 54 und den zweiten Vorsprung 56 des Innenrohrbauteils 46 grenzt, die so konfiguriert sind, dass sie eine Rotation des Federbauteils 52 in der Umfangsrichtung verhindern, der erste Vorsprung 54 und der zweite Vorsprung 56 durch die Enden des Federbauteils 52 nicht beschädigt oder zerbrochen.
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Auch wenn das Innenrohrbauteil 46 aus einer Titanlegierung oder dergleichen gefertigt ist, damit es leicht ist, wäre der zuvor erwähnte Effekt noch stärker ausgeprägt, wenn das Innenrohrbauteil 46 aus einem weicheren Material gefertigt werden würde.
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Der erste Vorsprung 54 und der zweite Vorsprung 56 sind an dem Innenrohrbauteil 46 gegenüber den Stellen, an denen die beiden Vertiefungen 50b zur Aufnahme der beiden Kupplungsklinken 61 angeordnet sind, bezogen auf die Mittelachse C des Innenrohrbauteils 46 ausgebildet. So kann der Abstand zwischen dem ersten Vorsprung 54 und dem zweiten Vorsprung 56 willkürlich eingestellt werden. Folglich kann die Einschränkung in Bezug auf die Anordnung der Vorsprünge verringert und ein Federbauteil 52 erhalten werden, das eine derart ausgeglichene Vorspannung aufweist, dass es für die mehreren Kupplungsklinken 61 angepasst werden kann.
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Auch wenn vorstehend nur eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, und es können zahlreiche Veränderungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang des Kerns der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Genauer gesagt, können die in dieser Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen und ihre Varianten in Reaktion auf verschiedene Anforderungen willkürlich kombiniert werden.
- (a) Auch wenn die Anzahl der Vertiefungen zur Aufnahme der Kupplungsklinken in der oben beschriebenen Ausführungsform zwei beträgt, kann die Anzahl der Vertiefungen irgendeine Anzahl sein, so lange sie größer ist als eins. Beispielsweise kann die Anzahl der Vertiefungen drei betragen. In diesem Fall können die Vertiefungen einfach so angeordnet werden, dass die in den Vertiefungen aufgenommenen Kupplungsklinken in verschiedenen Phasen in die Schaltzähne eingreifen.
- (b) Auch wenn die vorliegende Erfindung in der oben beschriebenen Ausführungsform anhand eines Beispiels für einen Freilauf für eine Mehrstufen-Schaltung erläutert wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung bei einem Freilauf angewandt werden, an dem ein einzelnes Kettenrad montiert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 42
- Freilauf
- 46
- Innenrohrbauteil
- 48
- Freilaufkupplung
- 50
- Bauteilkörper
- 50b
- Vertiefung
- 52
- Federbauteil
- 52c
- erster gebogener Abschnitt
- 52d
- zweiter gebogener Abschnitt
- 54
- erster Vorsprung
- 56
- zweiter Vorsprung
- 58
- Federhaltenut
- 61
- Kupplungsklinke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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