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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft Steuervorrichtungen für Fahrradgangschaltungen, und
insbesondere eine Vorrichtung, welche die Drehkraft von einer rotierenden
Kurbel, Achse oder irgendeinem anderen Element verwendet, um die
Operation der Fahrradgangschaltung zu unterstützen.
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Eine
typische Fahrradgangschaltung wird durch einen Schaltbetätigungsdraht
betätigt,
der zwischen der Gangschaltung und einer manuell betätigten Schaltbetätigungsvorrichtung
verbunden ist, die an der Lenkstange angebracht ist. Der Fahrer
betätigt
die Schaltbetätigungsvorrichtung,
um den Schaltbetätigungsdraht
wahlweise einzuziehen oder nachzulassen, wodurch wiederum die Gangschaltung
in der gewünschten
Weise betätigt
wird.
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Eines
der Ziele der Fahrradgangschaltungsgestaltung besteht darin, die
Gangschaltung mit minimalem Kraftaufwand zu betätigen. Dies bringt ein Minimieren
der Kraft mit sich, die zur Betätigung
der Schaltbetätigungsvorrichtung
benötigt
wird, sowie auch ein Minimieren des Ausmaßes von unnötiger Bewegung der Schaltbetätigungsvorrichtung.
Im Fall von Fahrradgangschaltungen, wie beispielsweise Umwerfern,
die verwendet werden, um eine Kette von dem einen Kettenrad zu einem
anderen umzuschalten, kann das Ausmaß an Kraft, das benötigt wird,
um die Kette von dem einen Kettenrad herunterzubewegen und sie zu
einem anderen zu bewegen, ziemlich groß sein, insbesondere wenn das
Zielkettenrad beträchtlich
größer als
das Ursprungskettenrad ist und der Fahrer eine beträchtliche
Pedaltrittkraft auf die Kette ausübt. Die erforderliche Betätigungskraft
kann dadurch verringert werden, dass das Betätigen der Schaltbetätigungsvorrichtung
dann erfolgt, wenn lediglich eine geringe Pedaltrittkraft auf die
Kette aufgebracht wird, jedoch erfordert dies, dass der/die Fahrer(in)
bewusst seine/ihre Pedaltritttechnik ändert und/oder die Schaltbetätigungsvorrichtung
bewusst lediglich dann betätigt,
wenn gerade eine geringe Pedaltrittkraft auf die Kette aufgebracht
wird. Dies kann sehr ablenkend sein, insbesondere in einem Wettkampfumfeld.
Auch kann das Betätigungsverhältnis einiger
Umwerfer etwas groß sein.
Demgemäß muss sich
der Schaltbetätigungsdraht
um eine beträchtliche
Strecke bewegen, um die Kette vollständig von dem einen Kettenrad
zu einem anderen zu bewegen, was es erforderlich macht, dass der
Fahrer die Schaltbetätigungsvorrichtung
um ein entsprechend großes
Ausmaß bewegt.
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INHALT DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Unterstützungsvorrichtung
zum Schalten einer Fahrradgangschaltung, wobei eine sehr kleine
Kraft erforderlich ist, um die Gangschaltung zu betätigen, der
Schaltbetätigungsdraht
lediglich um ein sehr geringes Ausmaß eingezogen oder nachgelassen
werden braucht, und die Unterstützungsvorrichtung
automatisch bestimmt, wenn die Schaltoperation durchzuführen ist.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird eine Kurvenscheibenkopplungsvorrichtung
für eine
Unterstützungsvorrichtung
bereitgestellt, die eine Kraft von einer rotierenden Kurvenscheibe
verwendet, um eine Betätigung
einer Fahrradgangschaltung zu unterstützen, wobei die Unterstützungsvorrichtung
ein Kurvenscheibenelement aufweist, das Kurvenscheibenelement eine
Kurvenscheibenfläche aufweist,
und die Kurvenscheibenkopplungsvorrichtung aufweist: eine Befestigungseinheit,
die einen Hohlraum bildet; und einen Kurvenscheibenstößel, der
ein Kurvenscheibeneingreifelement, das mit der Kurvenscheibenfläche in Eingriff
ist, und ein Drahtverbindungselement aufweist, das die Bewegung des
Kurvenscheibeneingreifelementes an einen Draht weiterleitet, der
die Fahrradgangschaltung betätigt,
wobei das Kurvenscheibeneingreifelement im Hohlraum angeordnet ist.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Kurvenscheibenkopplungsvorrichtung
für eine
Unterstützungsvorrichtung
bereitgestellt, die eine Kraft von einer rotierenden Kurvenscheibe
verwendet, um eine Betätigung
einer Fahrradgang schaltung zu unterstützen, wobei die Unterstützungsvorrichtung
ein Kurvenscheibenelement aufweist, das Kurvenscheibenelement eine
Kurvenscheibenfläche aufweist,
und die Kurvenscheibenkopplungsvorrichtung aufweist: eine Befestigungseinheit,
die einen Hohlraum bildet; einen Kurvenscheibenstößel, der ein
Kurvenscheibeneingreifelement, das mit der Kurvenscheibenfläche in Eingriff
ist, und ein Gangschaltungsbetätigungselement-Verbindungselement
aufweist, das die Bewegung des Kurvenscheibeneingreifelementes an
ein Gangschaltungsbetätigungselement
weiterleitet, das die Fahrradgangschaltung betätigt; und ein einziges Betätigungselement,
das eine Bewegung einer fahrerbetätigten Schaltbetätigungsvorrichtung
an einen Ort im Inneren des Hohlraums weiterleitet.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine partielle Querschnittansicht einer Fahrradtretlagerbaugruppe,
die eine Unterstützungsvorrichtung
zum Schalten einer Fahrradgangschaltung beinhaltet;
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2A ist
eine Schrägansicht
einer rechten Kurbelarmbaugruppe;
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2B ist
eine Schrägansicht
einer alternativen rechten Kurbelarmbaugruppe;
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3 ist
eine Schrägansicht
einer alternativen linken Kurbelarmbaugruppe;
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4 ist
eine Schrägansicht
einer speziellen Ausführungsform
einer Kurvenscheibenkopplungsvorrichtung für eine Unterstützungsvorrichtung
der Erfindung;
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5 ist
eine Seitenansicht der Unterstützungsvorrichtung
von 4 in einem Leerlaufzustand;
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6 ist
eine Seitenansicht der Unterstützungsvorrichtung
von 4, wenn ein Betätigungsdraht ein erstes Mal
bewegt wird;
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7 ist
eine Seitenansicht der Unterstützungsvorrichtung
von 4, die eine Umwerferpositionierkurvenscheibe darstellt,
die mit dem rotierenden Element rotiert, um einen Umwerferbetätigungsdraht
einzuziehen;
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8 ist
eine Seitenansicht der Unterstützungsvorrichtung
von 4, direkt bevor die Umwerferpositionierkurvenscheibe
vom rotierenden Element außer
Eingriff kommt;
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9 ist
eine Seitenansicht der Unterstützungsvorrichtung
von 4, die das Außer-Eingriff-Kommen
der Umwerferpositionierkurvenscheibe vom rotierenden Element darstellt;
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10 ist
eine Seitenansicht der Unterstützungsvorrichtung
von 4, wenn die Unterstützungsvorrichtung die Schaltoperation
abgeschlossen hat;
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11 ist
eine Seitenansicht der Unterstützungsvorrichtung
von 4, wenn der Betätigungsdraht ein zweites Mal
bewegt wird;
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12 ist
eine Seitenansicht der Unterstützungsvorrichtung
von 4, welche die Umwerferpositionierkurvenscheibe
darstellt, die mit dem rotierenden Element rotiert, um den Umwerferbetätigungsdraht
nachzulassen;
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13 ist
eine Schrägansicht
einer Fahrradtretlagerbaugruppe, die eine weitere Unterstützungsvorrichtung
zum Schalten einer Fahrradgangschaltung beinhaltet;
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14 ist
eine Schrägansicht
der in 13 dargestellten Unterstützungsvorrichtung,
wobei der Umwerfer und der Kurbelarm entfernt sind;
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15A ist eine Seitenansicht des Befestigungselementes,
das mit der in 13 dargestellten Unterstützungsvorrichtung
verwendet wird, wobei diese die Konfiguration der Steuerflächen darstellt;
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15B ist eine Ansicht entlang Linie 16B-16B in 15A;
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16 ist
eine Seitenansicht der in 13 dargestellten
Unterstützungsvorrichtung
in einem Leerlaufzustand;
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17 ist
eine Seitenansicht der in 13 dargestellten
Unterstützungsvorrichtung,
wenn ein Betätigungsdraht
in einer ersten Richtung bewegt wird;
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18 ist
eine Seitenansicht der Unterstützungsvorrichtung
von 13, die eine Umwerferpositionierkurvenscheibe
darstellt, die mit dem rotierenden Element rotiert, um einen Umwerferbetätigungsdraht
einzuziehen;
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19 ist
eine Seitenansicht der Unterstützungsvorrichtung
von 13, wenn die Unterstützungsvorrichtung die Schaltoperation
abgeschlossen hat;
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20 ist
eine Seitenansicht der Unterstützungsvorrichtung
von 13, wenn ein Betätigungsdraht in einer zweiten
Richtung bewegt wird; und
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21 ist
eine Seitenansicht der Unterstützungsvorrichtung
von 13, welche die Umwerferpositionierkurvenscheibe
darstellt, die mit dem rotierenden Element rotiert, um den Umwerferbetätigungsdraht
nachzulassen;
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ist
eine partielle Querschnittansicht einer Fahrradtretlagerbaugruppe 10,
die eine spezielle Ausführungsform
einer Unterstützungsvorrichtung 14 zum
Schalten einer Fahrradgangschaltung beinhaltet. Die Tretlagerbaugruppe 10 beinhaltet
ein Tretlagergehäuse 18,
das an einem (nicht dargestellten) typischen Fahrradrahmen montiert
ist, eine rohrförmige
Achslagerhülse 22,
eine Hülsenverbindungseinrichtung 26,
eine Achse 30, Kugellager 34 und 38, und
Kurbelarmbaugruppe 42 und 46. Die Achslagerhülse 22 weist
einen sich radial nach außen
erstreckenden Flansch 50 an ihrem ersten Ende auf, der ein
Befestigungselement 300 der Unterstützungsvorrichtung 14 am
Tretlagergehäuse 18 zurückhält, Lagerflächen 58 und 62,
die mit den Kugellagern 34 bzw. 38 in Eingriff
kommen, und eine Außenumfangsfläche 66 an
einem zweiten Ende, die mit einer Innenumfangsfläche 70 der Hülsenverbindungseinrichtung 26 in
Eingriff kommt. Die Hülsenverbindungseinrichtung 26 beinhaltet
einen sich radial nach außen
erstreckenden Flansch 74, der mit der Seite des Tretlagergehäuses 18 in
Eingriff kommt.
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Die
Achse 30 ist ein im Wesentlichen hohles rohrförmiges Element,
das Lagerflächen 78 und 82, die
mit Kugellagern 34 bzw. 38 in Eingriff kommen, Keilzähne 86 und 90,
die mit komplementären
Keilzähnen 94 und 98 in
Eingriff kommen, die auf den Innenumfangsflächen der Kurbelachsen-Befestigungslöcher 99 und 100 in
den Kurbelarmbaugruppen 42 bzw. 46 ausgebildet
sind, und mit einem Gewinde versehene Innenumfangsflächen 102 und 104 aufweist,
die mit Schraubenbolzen 108 bzw. 112 in Eingriff
kommen, mit denen die Kurbelarmbaugruppen 42 und 46 an
der Achse 30 befestigt werden. Auf diese Weise sind die
Achse 30 und die Kurbelarmbaugruppen 42 und 46 im
Tretlagergehäuse 18 mittels Kugellagern 34 und 38 drehbar
gelagert.
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Wie
in 1 und 2A dargestellt, beinhaltet die
Kurbelarmbaugruppe 46 einen länglichen Kurbelarmkörper 120,
eine Kurbelachsen-Befestigungsbosse 124 am ersten Ende,
die eine Innenumfangsfläche
aufweist, welche das Kurbelachsbefestigungsloch 100 und
Keilzähne 98 definiert,
und ein mit einem Gewinde versehenes Pedalbefestigungsloch 128 am
zweiten Ende. Eine Mehrzahl von, beispielsweise fünf, Kettenradbefestigungselementen 132 erstrecken
sich von einer Dichtungsträgerbosse 133 radial
nach außen,
die um die Kurbelachsen-Befestigungsbosse 124 angebracht
ist. Die Dichtungsträgerbosse 133 weist
eine ringförmige
Nut 134 auf, die eine ringförmige Dichtung 135 trägt, die
mit einer Außenfläche einer
Seitenabdeckung 137 der Unterstützungsvorrichtung 14 abdichtend
in Eingriff kommt.
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Ein
im Wesentlichen ringförmiges,
großen Durchmesser
aufweisendes Kettenrad 136 mit einer Mehrzahl von radial
nach außen
vorstehenden Zähnen 138 und
einer Innenumfangsfläche 140 ist
einstückig
mit der Mehrzahl von Kettenrad-Befestigungselementen 132 ausgebildet.
Ein im Wesentlichen ringförmiges,
geringen Durchmesser aufweisendes Kettenrad 144 mit einer
Mehrzahl von radial nach außen
vorstehenden Zähne 148 und
einer Innenumfangsfläche 152 ist
an der Mehrzahl von Kettenrad-Befestigungselementen 132 mittels
Bolzen 156 und Abstandhaltern 160 montiert. Ein
ringförmiger
Antriebsring 170, der zu einem Kurbelachsen-Befestigungsloch 100 koaxial
ist, weist eine Mehrzahl von Keilzähnen 174 auf, die
an dessen Innenumfangsfläche
ausgebildet sind, um nicht-drehbar mit komplementären Keilzähnen 178 an
der Außenumfangsfläche der
Kurbelachsen-Befestigungsbosse 124 seitlich
innerhalb der Dichtungsträgerbosse 133 in
Eingriff zu kommen. Jeder Keilzahn 174 weist eine erste
Umfangsseite 180, eine zweite Umfangsseite 182 und
eine radial am weitesten innen liegende Seite 184 auf,
welche die radial am weitesten innen liegenden Enden der ersten
Umfangsseite 180 und der zweiten Umfangsseite 182 überbrückt. Die
erste Umfangsseite 180 und die zweite Umfangsseite 182 sind jeweils
eben und senkrecht zur Drehrichtung der Kurbelarmbaugruppe 46.
Keilzähne 178 an
der Kurbelachsen-Befestigungsbosse 124 weisen die gleiche Struktur
auf. Selbstverständlich
sind andere Formen und Orientierungen für die Keilzähne möglich. Auch könnte der
Antriebsring 170 einstückig
mit der Kurbelarm-Befestigungsbosse 124 ausgebildet sein.
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Die
Außenumfangsfläche des
Antriebsrings 170 bildet ein Paar von Antriebsvorsprüngen 190A und 190B,
die jeweils ein Widerlager 192A bzw. 192B aufweisen,
die 180° gegeneinander
versetzt sind und in der Vorwärtsrotationsrichtung
der Kurbelarmbaugruppe 46 weisen. Mit anderen Worten weisen
die Widerlager 192A und 192B im Gegenuhrzeigersinn
in 2A. Widerlager 192A und 192B folgen einer
gedachten Geraden, die sich von der Rotationsachse X der Kurbelarmbaugruppe 46 radial
nach außen
und senkrecht zur Außenumfangsfläche der
Kurbelachsen-Befestigungsbosse 124 erstreckt.
Die Außenumfangsfläche des
Antriebsrings 170 an der Kreuzungsstelle mit den Widerlagern 192A und 192B erstreckt
sich im Gegenuhrzeigersinn in 2A in
einem konstanten Krümmungsradius
für mehr
als 20°, und
mehr als 45°,
bis sie sich an die Rückseite
des folgenden Antriebsvorsprungs annähert, woraufhin der Krümmungsradius
in nicht-konkaver Weise zur Spitze des Vorsprungs hin zunimmt. Bei
dieser Ausführungsform
bildet die Außenumfangsfläche des Antriebsrings 170 eine
ebene Rampe bis hoch zur Spitze des entsprechenden Vorsprungs, jedoch könnte sie
auch bogenförmig
sein. Wie klar aus 2A zu ersehen, erstrecken sich
die Antriebsvorsprünge 190A und 190B lediglich
geringfügig
von der Außenumfangsfläche des
Antriebsrings 170. Antriebsvorsprünge 190A und 190B weisen
klar einen Durchmesser auf, der geringer als der Durchmesser der
Innenumfangsfläche 152 des
kleinen Kettenrades 144 sowie der Durchmesser der ringförmigen Dichtungsnut 134 ist.
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Die
in 2A dargestellte Kurbelarmbaugruppe 46 weist
die Widerlager 192A und 192B auf, die im Wesentlichen
in Querrichtung zu einer Längsmittelachse
(Kurbelarmachse) R des Kurbelarmkörpers 120 orientiert
ist. Jedoch kann der Ort der Widerlager 192A und 192B gemäß der Gestaltung
der Kettenräder
oder aufgrund anderer Betrachtungen an anderen Orten platziert sein.
Beispielsweise ist 2A eine Seitenansicht einer
alternativen Kurbelarmbaugruppe 46', die auch einen länglichen
Kurbelarmkörper 120,
ein Kurbelachsenbefestigungsloch 100, Keilzähne 98 und
ein mit einem Gewinde versehenes Pedalbefestigungsloch 128 aufweist.
Jedoch weist ein Antriebsring 170' eine glatte Innenumfangsfläche 171' auf, die mit
einer Presspassung an der Außenumfangsfläche 123 der
Kurbelarmbosse 124' angebracht
ist. Wie bei dem in 2A dargestellten Beispiel folgen
die Widerlager 192A und 192B einer gedachten Geraden,
die sich von der Rotationsachse X der Kurbelarmbaugruppe 46 radial
nach außen
und senkrecht zur Außenumfangsfläche der
(nicht dargestellten) Kurbelachsen-Befestigungsbosse erstreckt, welche
die gleiche Form wie die Kurbelachsen-Befestigungsbosse 124 in 1 aufweist.
Jedoch erstrecken sich bei diesem Beispiel die Widerlager 192A und 192B in
Richtung parallel zur Längsmittelachse
R des Kurbelarmkörpers 120.
Dies ermöglicht, dass
die Widerlager die Operation des Unterstützungsmechanismus 14 einleiten
(wird später
noch beschrieben), wenn sich das Pedal an der Oberseite oder der
Unterseite des Pedalhubs befindet.
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Vier
Kettenradbefestigungselemente 132' erstrecken sich von der Kurbelachsen-Befestigungsbosse 124' radial nach
außen.
Ein im Wesentlichen ringförmiges,
großen
Durchmesser aufweisendes Kettenrad 136 mit einer Mehrzahl
von radial nach außen
vorstehenden Zähnen 138 und
einer Innenumfangsfläche 140 ist
einstückig
mit der Mehrzahl von Kettenrad-Befestigungselementen 132' ausgebildet. Ein
im Wesentlichen ringförmiges,
geringen Durchmesser aufweisendes Kettenrad 144 mit einer
Mehrzahl von radial nach außen
vorstehenden Zähnen 148 und
einer Innenumfangsfläche 152 ist
an der Mehrzahl von Kettenrad-Befestigungselementen 132' mittels Bolzen 156 und
(nicht dargestellten) Abstandstücken
befestigt, in gleicher Weise wie in 2A dargestellt.
Jedoch sind bei diesem Beispiel Hochschalt-Kettenträgerelemente 201A bis 201H an der
Seite 203 des großen
Durchmesser aufweisenden Kettenrades 136 angeordnet, die
dem einen kleinen Durchmesser aufweisenden Kettenrad 144 zugewandt
ist, um die (nicht dargestellte) Kette von dem einen kleinen Durchmesser
aufweisenden Kettenrad 144 zu dem einen großen Durchmesser
aufweisenden Kettenrad 136 anzuheben und zu führen. Derartige
Kettenträgerelemente 201A bis 201H sind bekannt,
und diese können
konische Elemen te mit einer geneigten Fläche beinhalten, die der Seite 203 des
einen großen
Durchmesser aufweisenden Kettenrades 136 zugewandt ist,
diese können
einfach zylindrische Elemente beinhalten, die von der Seite 203 des
einen großen
Durchmesser aufweisenden Kettenrades 136 vorstehen, oder
diese können
irgendeinen anderen Trägerhaken
oder ein Widerlager beinhalten.
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Ein
Kettenträgerelement 201A befindet
sich oberhalb des dritten Zahns 148 des einen kleinen Durchmesser
aufweisenden Kettenrades 144 im Uhrzeigersinn vom unteren
Zahn 148B, der zur Längsmittelachse
R fluchtend angeordnet ist; ein Kettenträgerelement 201B befindet
sich oberhalb und fluchtend zwischen den vierten und fünften Zähnen 148 im Uhrzeigersinn
vom unteren Zahn 148B; ein Kettenträgerelement 201C befindet
sich oberhalb des sechsten Zahns 148 im Uhrzeigersinn vom
unteren Zahn 148B; und ein Kettenträgerelement 201D befindet
sich oberhalb und fluchtend zwischen dem siebten und achten Zahn 148 im
Uhrzeigersinn vom unteren Zahn 148B. In ähnlicher
Weise befindet sich das Kettenträgerelement 201E oberhalb
des dritten Zahns 148 im Uhrzeigersinn vom oberen Zahn 148T fluchtend
zur Längsmittelachse
R; ein Kettenträgerelement 201F befindet
sich oberhalb und fluchtend zwischen den vierten und fünften Zähnen 148 im
Uhrzeigersinn von den oberen Zähnen 148T;
ein Kettenträgerelement 201G befindet
sich oberhalb des sechsten Zahns 148 im Uhrzeigersinn vom
oberen Zahn 148T; und ein Kettenträgerelement 201H befindet
sich oberhalb und fluchtend zwischen dem siebten und achten Zahn 148 im
Uhrzeigersinn vom oberen Zahn 148T.
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Schließlich können Herunterschalt-Erleichterungszähne 203D bis 203F auf
dem einen großen Durchmesser
aufweisenden Kettenrad 136 ausgebildet sein, um während einer
Herunterschaltoperation die Kette auf das einen kleineren Durchmesser
aufweisende Kettenrad 144 zu führen. Derartige Herunterschalt-Erleichterungszähne sind
ebenfalls bekannt und können
Zähne aufweisen,
deren Seitenfläche geneigt
und dem einen kleinen Durchmesser aufweisenden Kettenrad 144 zugewandt
sind, Zähne,
die bezüglich
der Ebene des einen großen
Durchmesser aufweisenden Kettenrades 136 gedreht sind,
Zähne mit
gestutzten Oberseiten (wie beispielsweise Zähne 203A und 203F),
und insgesamt kleinere Zähne,
die übli cherweise
als Noppen oder Sporne bezeichnet werden. Herunterschalt-Erleichterungszähne 203A und 203B sind
an gegenüberliegenden
Seiten der Längsmittelachse
R an der Unterseite des einen großen Durchmesser aufweisenden
Kettenrades 136 angeordnet, und ein Herunterschalt-Erleichterungszahn 203C ist
unmittelbar im Gegenuhrzeigersinn vom Herunterschalt-Erleichterungszahn 203B angeordnet.
In ähnlicher
Weise sind Herunterschalt-Erleichterungszähne 203D und 203E an
entgegengesetzten Seiten der Längsmittelachse
R an der Oberseite des einen großen Durchmesser aufweisenden Kettenrades 136 angeordnet,
und ein Herunterschalt-Erleichterungszahn 203F ist unmittelbar
im Gegenuhrzeigersinn vom Herunterschalt-Erleichterungszahn 203E angeordnet.
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Wie
in 1 dargestellt, beinhaltet die linke Kurbelarmbaugruppe 42 einen
länglichen
Kurbelarmkörper 220,
eine Kurbelachsen-Befestigungsbosse 224 am ersten Ende,
deren Innenumfangsfläche
das Kurbelachsen-Befestigungsloch 99 und Keilzähne 86 definiert,
und ein mit einem Gewinde versehenes Pedalbefestigungsloch 228 am
zweiten Ende.
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Obschon
sich die Unterstützungsvorrichtung 14 auf
der rechten Seite des Tretlagergehäuses 18 befindet,
kann sich bei weiteren Beispielen die Unterstützungsvorrichtung 14 auf
der linken Seite des Tretlagergehäuses 18 befinden.
In diesem Fall kann die linksseitige Kurbelarmbaugruppe 42 wie
in 3 dargestellt aufgebaut sein. In diesem Fall weist
ein ringförmiger
Antriebsring 270 eine Mehrzahl von Keilzähnen 272 auf,
die auf dessen Innenumfangsfläche ausgebildet
sind, um mit komplementären
Keilzähnen 278 der
seitlich am weitesten innen liegenden Außenumfangsfläche der
Kurbelachsen-Befestigungsbosse 224 nicht-drehbar in Eingriff
zu kommen. Die Struktur der Kurbelachsen-Befestigungsbosse 224 und
des Antriebsrings 270 wären
typischerweise, jedoch nicht notwendigerweise, die gleiche wie die
Kurbelachsen-Befestigungsbosse 124 und
der Antriebsring 170 für
die rechte Kurbelarmbaugruppe 46. Außerdem wäre in diesem Fall der Durchmesser der
Vorsprünge 290A und 290B nicht
größer, und vorzugsweise
geringer als ein Außendurchmesser der
Kurbelarm-Befestigungsbosse 224 quer zur Längsmittelachse
L des Kurbelarms 220.
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4 ist
ein Schrägansicht
einer speziellen Ausführungsform
einer Kurvenscheibenkopplungsvorrichtung für eine Unterstützungsvorrichtung 14' der Erfindung.
Diese Unterstützungsvorrichtung 14' ist in gleicher
Weise wie die in 1 dargestellte Unterstützungsvorrichtung 14 aufgebaut,
abgesehen davon, dass sie an der linken Seite des Fahrrades zu montieren
ist und mit einem Antriebsring 270' zusammenarbeitet, der die gleiche
Struktur wie der in 3 dargestellte Antriebsring 270 haben
kann, jedoch weist in 4 der Antriebsring 270' eine glatte
kreisförmige
Innenumfangsfläche 171' auf, die mit
einer Presspassung an der Kurbelachse 30 angebracht werden
kann, wie in 5 dargestellt, um die Erläuterung
der Funktionsweise der Unterstützungsvorrichtung 14' zu erleichtern.
In jedem Fall beinhaltet die Unterstützungsvorrichtung 14' ein Befestigungselement 300'; ein Kurvenscheibenelement
(Umwerferpositionierkurvenscheibe) 304 mit einer Kurvenscheibenfläche 308,
die mit dem Befestigungselement 300' für eine Rotation um eine Kurvenscheibenachse Y
(die für
gewöhnlich,
jedoch nicht notwendigerweise, mit der Drehachse X der Kurbelarmbaugruppe 32 übereinstimmt)
verbunden ist; einen Kurvenscheibenstößel 311, der mit einer
Kurvenscheibenfläche 308 zusammenarbeitet,
um sich reagierend auf eine Rotation des Kurvenscheibenelementes 304 zu
bewegen; ein Gangschaltungsbetätigungselement-Verbindungselement 316,
das eine Bewegung des Kurvenscheibenstößels 311 an ein Gangschaltungsbetätigungselement 320 weiterleitet;
ein erstes Verbindungselement 324, das für eine Rotation
des Kurvenscheibenelementes 304 verbunden ist, wobei sich das
erste Verbindungselement 324 zwischen einer ersten Eingreifposition
und einer ersten Freigabeposition bewegt; und ein zweites Verbindungselement 326,
das für
eine Rotation des Kurvenscheibenelementes 304 verbunden
ist, wobei sich das zweite Verbindungselement 326 zwischen
einer zweiten Eingreifposition und einer zweiten Freigabeposition bewegt;
und ein Betätigungselement 323,
welches ein erstes Verbindungselement 324 in die erste
Eingreifposition bewegt.
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Bei
dieser Ausführungsform
beinhaltet der Kurvenscheibenstößel 311 einen
Kurvenscheibenstößelhebel 312,
wobei ein mittlerer Abschnitt des Kurvenscheibenhebels 312 mit
dem Befestigungselement 300' mittels
einer Schwenkachse 330 schwenkbar verbunden ist. Ein erstes
Ende des Kurvenscheibenstößelhebels 312 beinhaltet
eine Rolle 334, die mit einer Kurvenscheibenfläche 308 in
Eingriff kommt, und ein zweites Ende des Kurvenscheibenstößelhebels 312 enthält das Gangschaltungsbetätigungselement-Verbindungselement 316.
Das Gangschaltungsbetätigungselement 320 beinhaltet ein
Bowden-Kabel, bei dem ein Gangschaltungsbetätigungsdraht 340 innerhalb
einer Außenhülle 344 gleitend
verschoben wird. Demzufolge weist das Gangschaltungsbetätigungselement-Verbindungselement 316 die
Form eines Drahtverbindungsstücks auf,
wobei eine Drahtbefestigungsschraube 350 in das zweite
Ende des Kurvenscheibenstößelhebels 312 eingeschraubt
ist. Das Befestigungselement 300' weist einen Gangschaltungsbetätigungselement-Verbindungsarm 354 auf,
an den das äußere Gehäuse 344 des
Gangschaltungsbetätigungselementes 320 in
bekannter Weise angeschlossen ist. Beispielsweise kann der Gangschaltungsbetätigungselement-Verbindungsarm 354 eine
Gewindeöffnung 358 (5)
aufweisen, die mit einem Gewindeabschnitt 354 einer Einstelltrommel 360 in
Eingriff kommt, die verwendet wird, um das äußere Gehäuse 344 abzuschließen und
die Position des äußeren Gehäuses 344 relativ
zum Gangschaltungsbetätigungsdraht 340 einzustellen.
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Wie
deutlicher in 7 dargestellt, die ein Kurvenscheibenelement 304 darstellt,
das im Gegenuhrzeigersinn relativ zu der in 4 dargestellten Position
gedreht ist, beinhaltet das erste Verbindungselement 324 eine
erste Klinke 370 und ein erstes Klinkenbefestigungselement 374.
Ein erstes Ende der ersten Klinke 370 ist mit dem ersten
Klinkenbefestigungselement 374 über eine erste Schwenkachse 378 schwenkbar
verbunden, und ein zweites Ende der ersten Klinke 370 weist
einen sich radial nach innen erstreckenden Klinkenzahn 382 auf.
Das erste Klinkenbefestigungselement 374 ist am Kurvenscheibenelement 304 mittels
einer Schraube 386 befestigt. Ein erster Vorspannmechanismus
in Form einer ersten Blattfeder 388 weist ein erstes Ende 390 auf,
das am Kurvenscheibenelement 304 befestigt ist, und ein
zweites Ende 394 auf, das gegen ein erstes Klinkensteuerwiderlager 398 ansteht,
das am zweiten Ende der ersten Klinke 370 angeordnet ist.
Die erste Blattfeder 388 spannt den ersten Klinkenzahn 382 radial
nach innen in die erste Eingreifposition vor, wobei die erste Klinke 370 entweder
mit dem Widerlager 292A oder 292B am Antriebsring 270' in Eingriff
kommt, wie später
noch erläutert
wird.
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In ähnlicher
Weise beinhaltet das zweite Verbindungselement 326 eine
zweite Klinke 400 und ein Befestigungselement 404.
Ein erstes Ende der zweiten Klinke 400 ist mit einem zweiten
Klinkenbefestigungselement 404 über einen zweiten Schwenkachse 408 schwenkbar
verbunden, und ein zweites Ende einer zweiten Klinke 400 weist
einen sich radial nach innen erstreckenden zweiten Klinkenzahn 412 auf. Das
zweite Klinkenbefestigungselement 404 ist an einem Kurvenscheibenelement 304 mittels
einer Schraube 416 befestigt. Ein zweiter Vorspannmechanismus
in Form einer zweiten Blattfeder 418 weist ein erstes Ende 422 auf,
das am Kurvenscheibenelement 304 befestigt ist, und ein
zweites Ende 424, das gegen ein zweites Klinkensteuerwiderlager 428 ansteht,
das am zweiten Ende einer zweiten Klinke 400, 700 angeordnet
ist. Die zweite Blattfeder 418 spannt den zweiten Klinkenzahn 412 radial
nach innen zur zweiten Eingreifposition vor, wobei die zweite Klinke 400 entweder
mit dem Widerlager 292A oder 292B am Antriebsring 270' in Eingriff
kommt, wie später noch
beschrieben wird.
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Bei
dieser Ausführungsform
weist das Betätigungselement 323 die
Form eines Betätigungshebels 325 auf,
wobei ein mittlerer Abschnitt des Betätigungshebels 325 am
Befestigungselement 300' über eine
Schwenkachse 450 schwenkbar befestigt ist, um um eine Betätigungshebelachse
Z zu schwenken. Ein erstes Ende des Betätigungshebels 325 weist
die Form eines Hakens mit einer Steuerfläche 454 auf, um entweder
das erste Klinkensteuerwiderlager 398 der ersten Klinke 370 oder
das zweite Klinkensteuerwiderlager 428 der zweiten Klinke 400 zu tragen,
wie später
noch detaillierter beschrieben wird. Ein zweites Ende des Betätigungshebels 325 enthält ein Betätigungselement-Verbindungselement 458.
Bei dieser Ausführungsform
ist ein Betätigungselement
in Form eines Betätigungsdrahtes 460 zwischen
einer Schaltbetätigungsvorrichtung,
die an der (nicht dargestellten) Fahrradlenkstange montiert ist, und
einem Betätigungselement-Verbindungselement 458 verbunden.
Somit weist das Betätigungselement-Verbindungselement 458 die
Form eines Drahtverbindungsstücks
auf, wobei eine Drahtbefestigungsschraube 470 in das zweite
Ende des Betätigungshebels 325 eingeschraubt
ist. Eine Betätigungshebel-Vorspannfeder 474 ist
zwischen dem Befestigungselement 300' und einem Betä tigungshebel 325 verbunden,
um den Betätigungshebel 325 im Gegenuhrzeigersinn
vorzuspannen.
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Schließlich beinhaltet
das Befestigungselement 300' Klinkenentkopplungsrampen 476 und 480, welche
die erste Klinke 370 und die zweite Klinke 400 radial
nach außen
in die erste Freigabeposition und in die zweite Freigabeposition
zu bewegen, um die erste Klinke 370 und die zweite Klinke 400 vom
Antriebsring 470 außer
Eingriff zu bringen, wie später noch
erläutert
wird. Die Klinkenentkopplungsrampe 476 fungiert auch als
Anschlag, um das Schwenken des Betätigungshebels 325 im
Gegenuhrzeigersinn zu begrenzen.
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Die
Funktionsweise der Schaltunterstützungsvorrichtung 14' kann durch
Bezugnahme auf 5 bis 12 verstanden
werden. 5 zeigt eine Schaltunterstützungsvorrichtung 14' in einem stationären Leerlaufzustand.
Bei diesem Zustand trägt
die Steuerfläche 454 des
Betätigungshebels 325 ein
erstes Klinkensteuerwiderlager 398, so dass der erste Klinkenzahn 382 radial
nach außen
in der ersten Freigabeposition gehalten wird, und eine Klinkenentkopplungsrampe 480 trägt ein zweites
Klinkensteuerwiderlager 428, so dass der zweite Klinkenzahn 412 radial
nach außen
in der zweiten Freigabeposition gehalten wird. Somit rotiert der
Antriebsring 270' gemeinsam
mit der Achse 300, ohne dass dies irgendeinen Effekt auf
die Schaltunterstützungsvorrichtung 14' hat.
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6 zeigt,
was passiert, wenn der Betätigungsdraht 460 nach
links gezogen wird, was bei dieser Ausführungsform bewirkt, dass die
Unterstützungsvorrichtung 14' den Gangschaltungsbetätigungsdraht 340 in
einer Hochschaltrichtung bewegt. Ein Einziehen des Betätigungsdrahtes 460 bewirkt, dass
der Betätigungshebel 325 im
Uhrzeigersinn rotiert, wodurch die Steuerfläche 454 vom ersten
Klinkensteuerwiderlager 398 entfernt wird. Als Ergebnis bewirkt
die erste Blattfeder 388, dass die erste Klinke 370 im
Uhrzeigersinn rotiert, wodurch der erste Klinkenzahn 382 radial
nach innen in die erste Eingreifposition bewegt wird. Demzufolge
kommt, wenn eines der Widerlager 292A oder 292B des
Antriebsrings 270' (z.
B. das Widerlager 292A) in die Umfangsposition des ersten
Klinkenzahns 382 rotiert, der erste Klin kenzahn 282 mit
dem Widerlager in Kontakt, und das Kurvenscheibenelement 304 rotiert im
Gegenuhrzeigersinn gemeinsam mit dem Antriebsring 270' und der Achse 30 in
die in 7 dargestellte Position. Zu diesem Zeitpunkt gleitet
das zweite Klinkensteuerwiderlager 428 von der Klinkenentkopplungsrampe 480 herunter,
und die zweite Blattfeder 418 bewirkt, dass die zweite
Klinke im Uhrzeigersinn rotiert, so dass sich der zweite Klinkenzahn 412 radial
nach innen in die zweite Eingreifposition bewegt, um mit dem anderen
der Widerlager 292A oder 292B (z. B. dem Widerlager 292B)
in Kontakt kommt. Selbstverständlich
ist es nicht erforderlich, dass der zweite Klinkenzahn 412 mit
irgendeinem Widerlager des Antriebsrings 270' in Kontakt zu kommen, sofern sich
das Kurvenscheibenelement 304 unter dem Einfluss der Kopplungskraft
des ersten Klinkenzahns 382 drehen kann.
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Die
Kurvenscheibenfläche 308 weist
im Uhrzeigersinn einen zunehmenden Radius auf, so dass sich die
Rolle 334 am Kurvenscheibenstößelhebel 312 radial
nach außen
bewegt, wodurch bewirkt wird, dass das Gangschaltungsbetätigungselement-Verbindungselement 316 den
Gangschaltungsbetätigungsdraht 340 einzieht.
Die Rotation im Gegenuhrzeigersinn des Kurvenscheibenelementes 304 setzt sich
fort, bis die Kurvenscheibenfläche 308 bewirkt, dass
der Kurvenscheibenstößelhebel 312 das
erforderliche Ausmaß des
Einziehens des Gangschaltungsbetätigungsdrahtes 340 fast
abgeschlossen hat, wie in 8 dargestellt.
Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das erste Klinkensteuerwiderlager 398 in der
Nähe der
Klinkenentkopplungsrampe 480, und das zweite Klinkensteuerwiderlager 428 befindet
sich in der Nähe
der Klinkenentkopplungsrampe 476.
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Wie
in 9 dargestellt, erfolgt, wenn sich das Kurvenscheibenelement 304 weiterdreht,
ein Hochgleiten des ersten Klinkensteuerwiderlagers 398 auf
die Klinkenentkopplungsrampe 480, so dass der erste Klinkenzahn 382 radial
nach außen
zur ersten Freigabeposition bewegt wird, und es erfolgt ein Hochgleiten
des zweiten Klinkensteuerwiderlagers 428 auf die Klinkenentkopplungsrampe 476,
so dass der zweite Klinkenzahn 412 radial nach außen in die zweite
Freigabeposition bewegt wird. Danach bewegt sich, wie in 10 dargestellt,
das Kurvenscheibenelement 304 geringfügig, bis das zweite Klinkensteuerwiderlager 428 durch
die Steuerfläche 454 des
Betätigungshebels 325 in
der zweiten Freigabeposition getragen wird, und das erste Klinkensteuerwiderlager 398 durch
die Klinkenentkopplungsrampe 480 in der ersten Freigabeposition
getragen wird. Dabei hört
das Kurvenscheibenelement 304 auf, sich zu drehen, und
der Gangschaltungsbetätigungsdraht 340 verbleibt
in der hochgeschalteten Position.
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Um
den Gangschaltungsbetätigungsdraht 340 wieder
zurück
in die heruntergeschaltete Position nachzulassen, wird der Betätigungsdraht 460 erneut
gezogen, wie in 11 dargestellt. Als Ergebnis führt der
Betätigungshebel 324 erneut
eine Drehung im Uhrzeigersinn aus, wodurch die Steuerfläche 454 vom
zweiten Klinkensteuerwiderlager 428 entfernt wird. Die
zweite Klinke 400 rotiert im Uhrzeigersinn gemäß der Vorspannkraft
der zweiten Blattfeder 418, wodurch der zweite Klinkenzahn 412 radial
nach innen in die zweite Eingreifposition bewegt wird. Somit kommt,
wenn eines der Widerlager 292A oder 292B des Antriebsrings 270' (z. B. das
Widerlager 292A) in die Umfangsposition der zweiten Klinke 400 rotiert, der
zweite Klinkenzahn 412 mit dem Widerlager in Kontakt, und
das Kurvenscheibenelement 304 rotiert im Gegenuhrzeigersinn
gemeinsam mit dem Antriebsring 270' und der Achse 30 in die
in 12 dargestellte Position. Dabei gleitet das erste
Klinkensteuerwiderlager 398 von der Klinkenentkopplungsrampe 480 herunter,
und die erste Klinke 370 rotiert im Uhrzeigersinn gemäß der Vorspannkraft
der ersten Blattfeder 388, so dass sich der erste Klinkenzahn 382 radial
nach innen in die erste Eingreifposition bewegt, um mit dem anderen
der Widerlager 292A oder 292B (z. B. dem Widerlager 292B)
in Kontakt zu kommen.
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Der
Radius der Kurvenscheibenfläche 308 nimmt
nun rasch im Uhrzeigersinn ab, so dass sich die Rolle 334 auf
dem Kurvenscheibenstößelhebel 312 radial
nach innen bewegt, wodurch bewirkt wird, dass das Gangschaltungsbetätigungselement-Verbindungselement 316 den
Gangschaltungsbetätigungsdraht 340 nachlässt. Eine
Rotation im Gegenuhrzeigersinn des Kurvenscheibenelementes 304 wird
fortgesetzt, bis die Unterstützungsvorrichtung 14' in die in 5 dargestellte
ursprüngliche
Position zurückkehrt.
Das heißt,
das erste Klinkensteuerwiderlager 398 gleitet die Klinkenentkopplungsrampe 476 hoch
und wird durch eine Steuerfläche 454 des Steuerhebels 325 getragen,
so dass der erste Klinkenzahn 382 in der ersten Freigabeposition
gehalten wird. In ähnlicher
Weise gleitet das zweite Klinkensteuerwiderlager 428 die
Klinkenentkopplungsrampe 480 hoch und wird durch die Klinkenentkopplungsrampe 480 getragen,
so dass der zweite Klinkenzahn 412 in der zweiten Freigabeposition
gehalten wird.
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Es
sollte ohne Weiteres klar sein, dass die in 3 bis 12 dargestellte
Ausführungsform
dadurch betätigt
wird, dass ein Betätigungsdraht
nacheinander in der gleichen Richtung eingezogen wird, um sowohl
eine Hochschalt- als auch eine Herunterschalt-Operation durchzuführen. 13 ist
eine Schrägansicht.
einer Fahrradtretlagerbaugruppe 10, die eine weitere Unterstützungsvorrichtung 514 zum Schalten
einer Fahrradgangschaltung beinhaltet. Die Struktur der Tretlagerbaugruppe 10 und
der Kurbelarmbaugruppen 42 und 46 ist die gleiche
wie bei dem in 1 und 2 dargestellten
Beispiel, und daher entfällt
hier eine detaillierte Beschreibung dieser Bauelemente. Wie später noch
detaillierter erläutert
wird, führt
die Unterstützungsvorrichtung 514 ein
Hochschalten eines vorderen Umwerfers 520 dadurch durch,
dass ein Betätigungshebel 524 im
Uhrzeigersinn bewegt wird, und führt
dann ein Herunterschalten des vorderen Umwerfers 520 dadurch
durch, dass ein Betätigungshebel 524 im
Gegenuhrzeigersinn bewegt wird. Der Betätigungshebels 524 beinhaltet
ein Drahtverbindungsstück 525 zum
Befestigen eines Betätigungsdrahtes 523,
der seinerseits mit einer Schaltbetätigungsvorrichtung verbunden ist,
die sich an der (nicht dargestellten) Lenkstange befindet.
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Der
vordere Umwerfer 520 ist integral mit der Unterstützungsvorrichtung 514 ausgebildet.
Insbesondere beinhaltet die Unterstützungsvorrichtung 514 ein
Betätigungselement 526,
das auch als Basiselement des vorderen Umwerfers 520 fungiert.
In jeglicher anderer Hinsicht weist der vordere Umwerfer 520 eine
herkömmliche
Struktur auf, bei der ein herkömmlicher
Gelenkgetriebemechanismus 528 zwischen einem Basis-(Befestigungs)-Element 526 und
einer Kettenführung 532 verbunden
ist, so dass durch Einziehen und Nachlassen eines mit dem Gelenkgetriebemechanismus 528 verbunden
Betätigungsarms 536 die
Kettenführung 532 seitlich nach innen
und nach außen
bewegt wird, um eine (nicht dargestellte) Kette zwischen einem großen Kettenrad 136 und
einem kleinen Kettenrad 144 zu bewegen.
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14 ist
eine Schrägansicht
der Unterstützungsvorrichtung 514,
wobei der Umwerfer 520 und die Kurbelarmbaugruppe 76 entfernt
wurden. Wie beim ersten Beispiel ist ein Antriebsring 170' mit einer glatten
Innenumfangsfläche 171' dargestellt,
und er ist in 16 bis 21 an
der Achse 30 befestigt dargestellt, um zum Verständnis der
Funktionsweise der Vorrichtung beizutragen. Ein bogenförmiger Betätigungshebel 530 weist
ein erstes Ende auf, das mit einem Befestigungselement 526 über eine
Schwenkachse 534 schwenkbar verbunden ist, die auch mit einem
Betätigungsarm 524 verbunden
ist, der um eine Betätigungshebelachse
W schwenkt. Eine Feder 535 ist um den Schwenkachse 534 angeordnet und
ist zwischen dem Befestigungselement 526 und dem Betätigungshebel 530 verbunden,
um den Betätigungshebel 530 im
Gegenuhrzeigersinn vorzuspannen. Ein erster Steuervorsprung 538 erstreckt
sich von einem mittleren Abschnitt des Betätigungshebels 530 radial
nach innen und endet mit einer sich seitlich nach innen erstreckenden
ersten Klinkensteuerleiste 524 (16), die
eine radial nach außen
weisende erste Klinkensteuerfläche 544 aufweist
In ähnlicher Weise
erstreckt sich ein zweiter Steuervorsprung 548 vom zweiten
Ende des Betätigungselementes 530 radial
nach innen und endet mit einer sich seitlich nach innen erstreckenden
zweiten Klinkensteuerleiste 552, die eine radial nach innen
weisende zweite Klinkensteuerfläche 554 aufweist.
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15A und 15B zeigen
das Befestigungselement 526 detaillierter. Das Befestigungselement 526 beinhaltet
eine erste Leistenöffnung 562, die
eine erste Klinkensteuerleiste 542 aufnimmt, eine zweite
Leistenöffnung 566,
die eine zweite Klinkensteuerleiste 552 aufnimmt, und eine
Klinkensteuernut 570, die durch eine radial nach außen weisende
Klinkensteuerfläche 574 und
eine radial nach innen weisende Klinkensteuerfläche 578 gebildet wird.
Die Klinkensteuerfläche 574 weist
eine im Wesentlichen kreisförmige
Gestalt auf, abgesehen von einer ersten Steuerkantenpassage 582,
die eine radial nach innen erfolgende Bewegung der ersten Steuerleiste 542 gestattet,
einer Klinkenentkopplungsrampe 586 und einer Klinken entkopplungsrampe 590.
In ähnlicher Weise
weist die Klinkensteuerfläche 578 eine
im Wesentlichen kreisförmige
Gestalt auf, abgesehen von einer zweiten Steuerleistenpassage 594,
die eine radial nach außen
erfolgende Bewegung der zweiten Steuerleiste 552 gestattet,
einer Klinkenentkopplungsrampe 596 und einer Klinkenentkopplungsrampe 598.
Die Funktionen der Klinkenentkopplungsrampen 586, 590, 596 und 598 werden
später
noch erläutert.
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Wie
in 16 dargestellt, ist eine Kurvenscheibe 604,
die eine Kurvenscheibenfläche 608 aufweist,
am Befestigungselement 526 für eine Rotation um die in 14 dargestellte
Y-Achse angebracht. Ein Kurvenscheibenstößel 612 weist die
Form eines aus zwei Stücken
bestehenden Hebels (612A, 612B) auf, wobei ein
erstes Ende des Hebelstücks 612A am Befestigungselement 526 mittels
einer Schwenkachse 616 schwenkbar befestigt ist und ein
zweites Ende des Hebelstücks 612A eine
Rolle 620 beinhaltet, die mit einer Kurvenscheibenfläche 608 in
Eingriff kommt. Die Schwenkachse 616 erstreckt sich durch die
Seite des Befestigungselementes 526 und ist mit einem ersten
Ende des Hebelstücks 612B verbunden.
Ein zweites Ende des Hebelstücks 612B enthält ein Gangschaltungsbetätigungs-Verbindungselement
in Form einer Öffnung 626,
die einen Umwerferbetätigungsdraht 630 aufnimmt.
Der Umwerferbetätigungsdraht 630 weist
einen Drahtendwulst 634 auf, der verhindert, dass der Umwerferbetätigungsdraht 630 nach
oben aus der Öffnung 626 herausgezogen wird.
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Wie
beim ersten Beispiel ist ein erstes Verbindungselement 654 für eine Rotation
des Kurvenscheibenelementes 604 verbunden, wobei sich das erste
Verbindungselement 654 zwischen einer ersten Eingreifposition
und einer ersten Freigabeposition bewegt; und ein zweites Verbindungselement 656 ist für eine Rotation
des Kurvenscheibenelementes 604 verbunden, wobei sich das
zweite Verbindungselement 656 zwischen einer zweiten Eingreifposition und
einer zweiten Freigabeposition bewegt.
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Das
erste Verbindungselement 654 weist eine erste Klinke 670 und
ein erstes Klinkenbefestigungselement 674 auf. Ein erstes
Ende der ersten Klinke 670 ist mit ei nem ersten Klinkenbefestigungselement 674 über eine
erste Schwenkachse 678 schwenkbar verbunden, und ein zweites
Ende der ersten Klinke 670 weist einen sich radial nach
innen erstreckenden ersten Klinkenzahn 682 und ein erstes Klinkensteuerwiderlager 684 auf.
Das erste Klinkenbefestigungselement 674 ist am Kurvenscheibenelement 604 mittels
einer Schraube 686 befestigt. Ein erster Vorspannmechanismus
in Form einer ersten Blattfeder 688 weist ein erstes Ende 690 auf,
das am Kurvenscheibenelement 604 befestigt ist, und ein zweites
Ende 694, das gegen das zweite Ende der ersten Klinke 670 ansteht.
Die erste Blattfeder 688 spannt den ersten Klinkenzahn 682 radial
nach innen in eine erste Eingreifposition vor, wobei die erste Klinke 670 entweder
mit dem Widerlager 191A oder 192B des Antriebsrings 170' in Eingriff
kommt, wie später
noch beschrieben wird.
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In ähnlicher
Weise weist das zweite Verbindungselement 656 eine zweite
Klinke 700 und ein zweites Klinkenbefestigungselement 704 auf.
Ein mittlerer Abschnitt der zweiten Klinke 700 ist mit
dem zweiten Klinkenbefestigungselement 704 über eine zweite
Schwenkachse 708 schwenkbar verbunden. Ein erstes Ende
der zweiten Klinke 700 weist einen sich radial nach innen
erstreckenden zweiten Klinkenzahn 712 auf, und ein zweites
Ende der zweiten Klinke 700 weist ein zweites Klinkensteuerwiderlager 714 auf.
Das zweite Klinkenbefestigungselement 704 ist mittels einer
Schraube 716 an einem Kurvenscheibenelement 604 befestigt.
Ein zweiter Vorspannmechanismus in Form einer zweiten Blattfeder 718 weist ein
erstes Ende 722 auf, das am Kurvenscheibenelement 604 befestigt
ist, und in zweites Ende 724, das gegen das erste Ende
der zweiten Klinke 700 ansteht. Die zweite Blattfeder 718 spannt
den weiten Klinkenzahn 712 radial nach innen in eine zweite
Eingreifposition vor, wobei die zweite Klinke 700 entweder
mit dem Widerlager 192A oder 192B des Antriebsrings 170' in Eingriff
kommt, wie später
noch erläutert
wird.
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Die
Funktionsweise der Schaltunterstützungsvorrichtung 514 wird
durch Bezugnahme auf 16 bis 21 verständlich. 16 zeigt
eine Schaltunterstützungsvorrichtung 514 in
einem stationären
Leerlaufzustand. Bei diesem anfänglichen
Zustand trägt
die erste Klinkensteuerfläche 544 der
ersten Klinkensteuerleiste 542 das erste Klinkensteuerwiderlager 684,
so dass der erste Klinkenzahn 682 radial nach außen in der
ersten Freigabeposition gehalten wird, und die Klinkenfreigaberampe 598 drückt das
zweite Klinkensteuerwiderlager 714 radial nach innen, so
dass der zweite Klinkenzahn 712 radial nach außen in der
zweiten Freigabeposition gehalten wird. Somit rotiert der Antriebsring 170' gemeinsam mit
der Achse 30, ohne dass dies irgendeinen Effekt auf die
Schaltunterstützungsvorrichtung 514 hat.
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17 zeigt,
was passiert, wenn der Betätigungsdraht 523 nach
oben gezogen wird. In diesem Fall schwenken die Betätigungshebel 524 und 530 im Uhrzeigersinn
um die Schwenkachse 534 entgegen der Vorspannkraft der
Feder 535, und die erste Klinkensteuerleiste 542 gestattet,
dass sich das erste Klinkensteuerwiderlager 684 radial
nach innen bewegt. Als Ergebnis rotiert die erste Klinke 670 im
Uhrzeigersinn gemäß der Vorspannkraft
der ersten Blattfeder 688, wodurch der erste Klinkenzahn 682 radial nach
innen in die erste Eingreifposition bewegt wird. Somit kommt, wenn
eines der Widerlager 192A oder 192B des Antriebsrings 170' (z. B. das
Widerlager 192A) in die Umfangsposition der ersten Klinke 670 rotiert,
der erste Klinkenzahn 682 mit dem Widerlager in Kontakt,
und das Kurvenscheibenelement 604 rotiert gemeinsam mit
dem Antriebsring 170' und
der Achse 30 im Uhrzeigersinn in die in 18 dargestellte
Position. Gleichzeitig erfolgt ein Heruntergleiten des zweiten Klinkensteuerwiderlagers 714 von der
Klinkenentkopplungsrampe 598, und die zweite Klinke 700 rotiert
im Gegenuhrzeigersinn um die Schwenkachse 708 gemäß der Vorspannkraft
der zweiten Blattfeder 718, so dass sich der zweite Klinkenzahn 712 radial
nach innen in die zweite Eingreifposition bewegt, um mit dem anderen
der Widerlager 192A oder 192B (z. B. dem Widerlager 192B)
in Kontakt zu kommen.
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Die
Kurvenscheibenfläche 608 weist
in Gegenuhrzeigerrichtung zunehmenden Radius auf, und daher bewegt
sich die am Hebelstück 612A befindliche
Rolle 620 radial nach außen, wodurch bewirkt wird,
dass das Hebelstück 612B den
Betätigungsdraht 630 nach
unten zieht. Eine Rotation im Uhrzeigersinn des Kurvenscheibenelementes 604 wird
fortgesetzt, bis die Kurvenscheibenfläche 608 den Kurvenscheibenstößel 612 veranlasst,
das erforderliche Ausmaß des
Einziehens des Umwerferbetätigungsdrahtes 630 fast
zu vollenden, wie in 18 dargestellt. Dabei befindet
sich das erste Klinkensteuerwiderlager 684 in der Nähe der Klinkenentkopplungsrampe 590 und
das zweite Klinkensteuerwiderlager 714 gleitet die Klinkenentkopplungsrampe 596 hoch (wodurch
die zweite Klinke 700 im Uhrzeigersinn rotiert wird), kommt
mit der zweiten Klinkensteuerfläche 554 der
zweiten Klinkensteuerleiste 552 in Kontakt und bringt den
zweiten Klinkenzahn 712 vom Widerlager 192B außer Eingriff.
Auch ist eine am Hebelstück 612A befindliche
Rolle 620 unmittelbar im Gegenuhrzeigersinn von einer an
der Kurvenscheibe 604 befindlichen Kurvenscheibenleiste 730 angeordnet.
-
Wie
in 19 dargestellt, erfolgt, wenn sich das Kurvenscheibenelement 604 weiterdreht,
ein Hochgleiten des ersten Klinkensteuerwiderlagers 684 auf
die Klinkenentkopplungsrampe 590, so dass sich die erste
Klinke 670 im Uhrzeigersinn dreht und den ersten Klinkenzahn 682 in
die erste Freigabeposition bewegt. Auch bewegt sich das zweite Klinkensteuerwiderlager 714 zu
dem im Uhrzeigersinn befindlichen Ende der zweiten Klinkensteuerfläche 554. Die
radial nach innen gerichtete Kraft, die durch die Rolle 620 auf
den Kurvenscheibenkamm 730 aufgebracht wird, gewährleistet,
dass das Kurvenscheibenelement 604 geringfügig im Uhrzeigersinn
rotiert, so dass das erste Klinkensteuerwiderlager 684 geeignet
auf der Klinkenentkopplungsrampe 590 positioniert wird
und der erste Klinkenzahn 682 vom Widerlager 192A außer Eingriff
gebracht wird. Dabei hört
das Kurvenscheibenelement 604 auf, sich zu drehen, und
der Umwerferbetätigungsdraht 639 verbleibt
in der hochgeschalteten Position.
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Um
den Betätigungsdraht 630 freizugeben, um
die Fahrradgangschaltung in die heruntergeschaltete Position zu
schalten, wird der Betätigungsdraht 523 nachgelassen,
wie in 20 dargestellt. In diesem Fall
schwenken die Betätigungshebel 524 und 530 im
Gegenuhrzeigersinn um die Schwenkachse 534 gemäß der Vorspannkraft
der Feder 535, und die zweite Klinkensteuerleiste 552 gestattet
dem zweiten Klinkensteuerwiderlager 714, sich radial nach
außen
zu bewegen. Als Ergebnis rotiert die zweite Klinke 700 im
Gegenuhrzeigersinn um die Schwenkachse 708 gemäß der Vorspannkraft
der zweiten Blattfeder 718, wodurch der zweite Klinkenzahn 712 in
die zweite Eingreifposition bewegt wird. Somit kommt, wenn eines
der Widerlager 192A oder 192B des Antriebsrings 170' (z. B. das
Widerlager 192A) in die Umfangsposition der zweiten Klinke 700 rotiert,
der zweite Klinkenzahn 712 mit dem Widerlager in Kontakt,
und das Kurvenscheibenelement 604 rotiert gemeinsam mit
dem Antriebsring 170' und
der Achse 30 im Uhrzeigersinn in die 21 dargestellte Position.
Gleichzeitig gleitet das erste Klinkensteuerwiderlager 684 von
der Klinkenentkopplungsrampe 590 herunter, und die erste
Klinke 670 rotiert im Gegenuhrzeigersinn um die Schwenkachse 678 gemäß der Vorspannkraft
der ersten Blattfeder 688, so dass sich der erste Klinkenzahn 682 radial
nach innen in die erste Eingreifposition bewegt, um mit dem anderen
der Widerlager 192A oder 192B (z. B. dem Widerlager 192B)
in Kontakt zu kommen.
-
Dieser
Abschnitt der Kurvenscheibenfläche 608,
der mit der Rolle 620 in Kontakt kommt, weist einen im
Gegenuhrzeigersinn abnehmenden Radius auf, wie in 21 dargestellt,
so dass sich die am Hebelstück 612A befindliche
Rolle 620 radial nach innen bewegt, wodurch bewirkt wird,
dass das Hebelstück 612B den
Umwerferbetätigungsdraht 630 nachlässt. Eine
Rotation im Uhrzeigersinn des Kurvenscheibenelementes 604 wird
fortgesetzt, bis die Kurvenscheibenfläche 608 bewirkt, dass
der Kurvenscheibenstößel 612 das
erforderliche Ausmaß des Nachlassens
des Betätigungsdrahtes 630 fast
abgeschlossen hat, wie in 21 dargestellt.
Dabei befindet sich das zweite Klinkensteuerwiderlager 714 in der
Nähe der
Klinkenentkopplungsrampe 598, und das erste Klinkensteuerwiderlager 684 gleitet
auf die Klinkenentkopplungsrampe 586 hoch (wodurch die erste
Klinke 670 im Uhrzeigersinn rotiert wird), kommt mit der
ersten Klinkensteuerfläche 544 der ersten
Klinkensteuerleiste 542 in Kontakt und bringt den ersten
Klinkenzahn 682 außer
Eingriff vom Widerlager 192B. Auch ist die am Kurvenscheibenstößelhebel 612 angeordnete
Rolle 620 unmittelbar im Gegenuhrzeigersinn von einem auf
der Kurvenscheibe 604 befindlichen Kurvenscheibenkamm 734 angeordnet.
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Wenn
sich das Kurvenscheibenelement 604 weiterdreht, gleitet
das zweite Klinkensteuerwiderlager 714 auf die Klinkenentkopplungsrampe 598 hoch,
so dass die zweite Klinke 700 im Uhrzeigersinn rotiert,
um den zweiten Klinkenzahn 712 in die zweite Freigabeposition
zu bewegen, und das erste Klinkensteuerwiderlager 684 bewegt
sich an das Ende im Uhrzeigersinn der ersten Klinkensteuerfläche 544. Die
radial nach innen gerichtete Kraft, die durch die Rolle 620 auf
den Kurvenscheibenkamm 734 aufgebracht wird, sorgt dafür, dass
das Kurvenscheibenelement 604 seine Rotation fortsetzt,
bis das zweite Klinkensteuerwiderlager 714 auf der Klinkenentkopplungsrampe 598 korrekt
positioniert ist und der zweite Klinkenzahn 712 außer Eingriff
vom Widerlager 192A ist. Zu diesem Zeitpunkt hört das Kurvenscheibenelement 604 auf,
sich zu drehen, und der Betätigungsdraht 630 wird
in der hochgeschalteten Position gehalten, wie durch die anfängliche
Position in 16 dargestellt.
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Zwar
wurden im Vorhergehenden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben, jedoch können
weitere Modifikationen verwendet werden, ohne vom Schutzumfang der
Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die Antriebsvorsprünge 190A und 190B auch
direkt auf der seitlichen Seitenwand oder der Außenumfangsfläche der Kurbelachsen-Befestigungsbossen 124 oder 224 ausgebildet
sein und seitlich nach innen vorstehen. Größe, Form, Ort und Orientierung
der verschiedenen Bauelemente können
nach Wunsch verändert werden.
Die Funktionen eines Einzelelementes können von zwei Elementen ausgeführt werden,
und umgekehrt. Es ist nicht erforderlich, dass alle Vorteile in einer
speziellen Ausführungsform
gleichzeitig vorhanden sind. Jedes Merkmal, dass eine Abgrenzung gegenüber dem
Stand der Technik darstellt, sollte, allein oder in Kombination
mit weiteren Merkmalen, als separate Beschreibung weiterer Erfindungen
der Anmelderin betrachtet werden, einschließlich der durch eines oder
mehrere dieser Merkmale realisierten strukturellen und/oder funktionalen
Konzepte. Somit versteht es sich, dass der Schutzumfang der Erfindung
nicht durch die hier offenbarten spezifischen Strukturen oder den
anfänglichen
scheinbaren Fokus auf eine spezielle Struktur oder Merkmal eingeschränkt ist.