-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Die
Erfindung betrifft Fahrradgangschaltungen und insbesondere eine
Vorrichtung zur Unterstützung
einer Gangwechseloperation bei einer Fahrradgangschaltung.
-
Verschiedene
Vorrichtungen wurden entwickelt, um den Kraftaufwand zu verringern,
der zur Betätigung
von Fahrradgangschaltungen, beispielsweise Umwerfer- und Nabengangschaltungen,
benötigt wird.
Beispiele derartiger Vorrichtungen, die besonders geeignet sind,
die Betätigung
von Umwerfer-Gangschaltungen zu unterstützen, sind im US-Patent Nr.
5,358,451 dargestellt.
-
Das
Dokument
EP 1 106 496 offenbart
eine Vorrichtung zur Unterstützung
der Betätigung
einer Fahrradgangschaltung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
-
Die
in diesen Dokumenten dargestellte Vorrichtungen zur Unterstüzung der
Betätigung
eines hinteren Umwerfers verwenden viele bewegliche Teile, die sich
in dauernder Bewegung befinden, wodurch die Größe der sich bewegenden Massen
sowie die Möglichkeit
eines vorzeitigen Verschleißes
der Komponenten vergrößert wird.
Die in diesen dargestellten Vorrichtungen zur Unterstützung der
Betätigung
eines vorderen Umwerfers erlauben eine Unterbringung von lediglich
zwei vorderen Kettenblättern. Jedoch
haben viele Fahrräder
mehr als zwei vordere Kettenblätter.
Somit ist es bei einer Unterstützungsvorrichtung
erwünscht,
dass sie mit mehr als zwei Kettenblättern verwendet werden kann.
Es wäre ebenfalls
hilfreich, wenn die Anzahl der sich dauernd bewegenden Teile minimiert
würde.
-
INHALT DER ERFINDUNG
-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterstützung einer Gangwechseloperation
bei einer Fahrradgangschaltung. Ähnlich
wie Vorrichtungen des Standes der Technik kann die Vorrichtung zwei vordere
Kettenblätter
unterbringen, jedoch kann die Vorrichtung auch mehr als zwei vordere
Kettenblätter unterbringen.
Auch wenn es nicht kritisch ist, den vollständigen durch die Erfindung
gelieferten Beitrag zur Technik zu realisieren, wird durch die offenbarten Ausführungsformen
auch die Anzahl der sich dauernd bewegenden Teile minimiert, wodurch
auf die Bauelemente einwirkende Trägheitskräfte und Verschleiß verringert
werden.
-
In
einer Ausführungsform
der Erfindung, die sich jedoch nicht auf diese eingeschränkt versteht, weist
eine Unterstützungsvorrichtung,
welche Kraft von einem sich drehenden Element nutzt, um die Betätigung einer
Fahrradgangschaltung zu unterstützen,
auf: eine Befestigungseinheit und ein Antriebs-Übertragungselement, das mit
der Befestigungseinheit verbunden ist, wobei das Antriebs-Übertragungselement sich in
mindestens eine erste Antriebsposition, eine zweite Antriebsposition und
eine dritte Antriebsposition bewegt. Ein Abtriebs-Übertragungselement, das mit
der Befestigungseinheit verbunden ist, wobei sich das Abtriebs-Übertragungselement
in mindestens eine erste Abtriebsposition, eine zweite Abtriebsposition
und eine dritte Antriebsposition bewegt, welche der ersten Antriebsposition,
der zweiten Antriebsposition bzw. der dritten Antriebsposition des
Antriebs-Übertragungselementes
entsprechen. Ein Drehelement-Eingreifelement,
das sich zwischen einer Drehelement-Eingreifposition und einer Drehelement-Freigabeposition
bewegt, und ein Bewegungsübertragungsmechanismus
ist vorgesehen, welcher dazu dient, die Bewegung vom Drehelement-Eingreifelement zum
Abtriebs-Übertragungselement
zu übertragen.
Ein Umschaltmechanismus ist vorgesehen, welcher das Drehelement-Eingreifelement
in die Drehelement-Eingreifposition bewegt, wenn sich das Antriebs-Übertragungselement entweder
in der ersten Antriebsposition, der zweiten Antriebsposition oder
der dritten Antriebsposition befindet und das Abtriebs-Übertragungselement sich nicht
in der entsprechenden ersten Abtriebsposition, zweiten Abtriebsposition
oder dritten Abtriebsposition befindet, und welcher dazu dient,
das Drehelement-Eingreifelement in die Drehelement-Freigabeposition
zu bewegen, wenn das Antriebs-Übertragungselement
sich entweder in der ersten Antriebsposition, der zweiten Antriebsposition
oder der dritten Antriebsposition befindet und das Abtriebs-Übertragungselement
sich in der entsprechenden ersten Abtriebsposition, zweiten Abtriebsposition
oder dritten Abtriebsposition befindet.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist eine Unterstützungsvorrichtung,
welche Kraft von einem sich drehenden Element nutzt, um die Betätigung einer
Fahrradgangschaltung zu unterstützen,
viele der zuvor erwähnten
Elemente auf, kann jedoch, oder auch nicht, mehr als zwei Kettenblätter unterbringen.
In dieser Ausführungsform
sind das Antriebs-Übertragungselement
und das Abtriebs-Übertragungselement
mit dem Befestigungselement für
eine Drehung um eine Drehachse verbunden. Das Antriebs-Übertragungselement
und das Abtriebs-Übertragungselement
können
eine gemeinsame Drehachse haben (auch wenn dies nicht erforderlich
ist), was es praktisch macht, zu erfassen, ob sich die zwei Elemente
nicht in den geeigneten entsprechenden Positionen befinden.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist eine Unterstützungsvorrichtung,
welche Kraft von einem sich drehenden Element nutzt, um die Betätigung einer
Fahrradgangschaltung zu unterstützen,
viele der zuvor bei der ersten Ausführungsform erwähnten Elemente
auf, und kann, ähnlich
wie die zuvor erwähnte
Ausführungsform,
oder kann nicht, mehr als zwei Kettenblätter unterbringen. In dieser
Ausführungsform
beinhaltet der Umschaltmechanismus ein in axialer Richtung gleitend
verschiebliches Element, das sich in Richtung der Drehachse bewegt,
wenn sich das Antriebs-Übertragungselement
entweder in die erste Antriebsposition oder die zweite Antriebsposition
bewegt und sich das Abtriebs-Übertragungselement
nicht in die entsprechende erste Abtriebsposition oder zweite Abtriebsposition
bewegt. Unter anderem erlaubt dieses Merkmal, die Umschaltfunktion
seitlich verteilt wird.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist eine Unterstützungsvorrichtung,
welche Kraft von einem sich drehenden Element nutzt, um die Betätigung einer
Fahrradgangschaltung zu unterstützen,
viele der zuvor erwähnten
Elemente auf, kann jedoch, oder auch nicht, mehr als zwei Kettenblätter unterbringen.
In dieser Ausführungsform
beinhaltet der Umschaltmechanismus einen Nocken, der sich gemeinsam
mit dem Antriebs-Übertragungselement
bewegt, und einen Nockenstößel, der
sich mit dem Abtriebs-Übertragungselement
bewegt. Unter anderem erlaubt dieses Merkmal eine direkte Steuerung
der Umschaltfunktion durch das Antriebs-Übertragungselement,
und dabei wird eine geringere Anzahl von Bauelementen verwendet.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
eine Seitenansicht einer speziellen Ausführungsform eines Fahrrades,
das eine Vorrichtung gemäß der Erfindung
zur Unterstützung
einer Gangwechselbetätigung
bei einer Fahrradgangschaltung beinhaltet;
-
2 ist
eine teilweise transparent dargestellte Detailansicht einer speziellen
Ausführungsform
einer Unterstützungsvorrichtung
gemäß der Erfindung
für Gangwechselvorgänge bei
einer Fahrradgangschaltung;
-
3 ist
eine explodierte Ansicht der in 2 dargestellten
Unterstützungsvorrichtung;
-
4 ist
eine Ansicht im zusammengebauten Zustand eines Abschnittes des in 2 dargestellten
Umschaltmechanismus;
-
5 ist
eine explodierte Ansicht eines Abschnittes des in 4 dargestellten
Umschaltmechanismus;
-
6A und 6B sind
Vorderansichten, welche die Funktionsweise von Positonsabtastelementen
zeigen, wenn sich das Antriebs-Übertragungselement
im Uhrzeigersinn dreht;
-
7 ist
eine Seitenansicht, welche die Funktionsweise des Schaltmechanismus
darstellt;
-
8 ist
eine explodierte Ansicht, welche die Zusammenarbeit zwischen dem
Umschaltmechanismus und dem Bewegungsübertragungsmechanismus darstellt;
-
9A ist
eine Seitenansicht der Unterstützungsvorrichtung,
wenn die Vorrichtung mit der Unterstützungsoperation beginnt;
-
9B ist
eine Ansicht entlang 9B–9B
in 9A;
-
9C ist
eine Ansicht entlang Linie 9C–9C in 9A;
-
10A und 10B stellen
die Funktionsweise des Bewegungsübertragungsmechanismus dar,
wenn die Drehelement-Eingreifklinke beginnt, sich mit dem Drehelement
zu drehen;
-
11A und 11B stellen
die Funktionsweise des Bewegungsübertragungsmechanismus dar,
wenn die Drehelement-Eingreifklinke außer Eingriff von dem Drehelement
kommt;
-
12A ist eine Seitenansicht der Unterstützungsvorrichtung,
welche die Drehelement-Eingreifklinke zeigt, wenn sie in die Anfangsposition
zurückkehrt;
-
12B ist eine Ansicht entlang 12B–12B in 12A;
-
12C ist eine Ansicht entlang Linie 12C–12C in 12A;
-
13A ist eine Seitenansicht der Unterstützungsvorrichtung
bei Vollendung der Schaltoperation;
-
13B ist eine Ansicht entlang 13B–13B in 13A;
-
13C ist eine Ansicht entlang Linie 13C–13C in 13A;
-
14 ist
eine Vorderansicht, welche die Funktionsweise von Positionsabtastelementen
zeigt, wenn sich das Antriebs-Übertragungselement
im Uhrzeigersinn dreht;
-
15A und 15B stellen
die Funktionsweise des Bewegungsübertragungsmechanismus dar,
wenn die Vorrichtung mit der Unterstützungsoperation beginnt;
-
16A und 16B stellen
die Funktionsweise des Bewegungsübertragungsmechanismus dar,
wenn die Drehelement-Eingreifklinke beginnt, sich mit dem Drehelement
zu drehen;
-
17A und 17B stellen
die Funktionsweise des Bewegungsübertragungsmechanismus dar,
wenn die Drehelement-Eingreifklinke außer Eingriff vom Drehelement
kommt;
-
18A und 18B stellt
die Funktionsweise des Bewegungsübertragungsmechanismus dar,
wenn die Drehelement-Eingreifklinke in die Anfangsposition zurückkehrt;
-
19A und 19B stellen
die Ftnktionsweise des Bewegungsübertragungsmechanismus bei
Vollendung der Schaltoperation dar;
-
20 ist
eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Unterstützungsvorrichtung gemäß der Erfindung;
-
21 ist
eine explodierte Ansicht der in 20 dargestellten
Unterstützungsvorrichtung;
-
22 ist
eine Seitenansicht der Unterstützungsvorrichtung,
welche die Drehelement-Eingreifklinke in einer Drehelement-Freigabeposition
zeigt;
-
23 ist
eine explodierte Ansicht, welche die Funktionsweise des Antriebs-Übertragungselementes, des Positionsabtastelementes
und der Drehelement-Eingreifklinke bei Beginn einer Hochschalt-Operation
zeigt;
-
24 ist
eine Seitenansicht der Unterstützungsvorrichtung,
welche die Drehelement-Eingreifklinke in einer Drehelement-Eingreifposition
zeigt;
-
25A ist eine Ansicht des Nockens, des Nockenstößels und
des Positionsabtastelementes zu Beginn der Hochschalt-Operation;
-
25B ist eine Ansicht, welche die Funktionsweise
des Bewegungsübertragungselementes und
des Abtriebs-Übertragungselementes
zu Beginn der Hochschalt-Operation zeigt;
-
25C ist eine Ansicht, welche die Funktionsweise
des Positionshaltemechanismus zu Beginn der Hochschalt-Operation
darstellt;
-
26A ist eine Ansicht des Nockens, des Nockenstößels und
des Positionsabtastelementes in einem Zwischenstadium der Hochschalt-Operation;
-
26B ist eine Ansicht, welche die Funktionsweise
des Bewegungsübertragungselementes und
des Abtriebs-Übertragungselementes
in einem Zwischenstadium der Hochschalt-Operation zeigt;
-
26C ist eine Ansicht, welche die Funktionsweise
des Positionshaltemechanismus in einem Zwischenstadium der Hochschalt-Operation
darstellt;
-
27A ist eine Ansicht des Nockens, des Nockenstößels und
des Positionsabtastelementes im Endstadium der Hochschalt-Operation;
-
27B ist eine Ansicht, welche die Funkionsweise
des Bewegungsübertragungselementes und
des Abtriebs-Übertragungselementes
im Endstadium der Hochschalt-Operation zeigt;
-
27C ist eine Ansicht, welche die Funktionsweise
des Positionshaltemechanismus im Endstadium der Hochschalt-Operation
darstellt;
-
28 ist
eine explodierte Ansicht, welche die Funktionsweise des Antriebs-Übertragungselementes, des Positionsabtastelementes
und der Drehelement-Eingreifklinke zu Beginn einer Herunterschalt-Operation
zeigt;
-
29A ist eine Ansicht des Nockens, des Nockenstößels und
des Positionsabtastelementes zu Beginn der Herunterschalt-Operation;
-
29B ist eine Ansicht, welche die Funktionsweise
des Bewegungsübertragungselementes und
des Abtriebs-Übertragungselementes
zu Beginn der Herunterschalt-Operation zeigt;
-
29C ist eine Ansicht, welche die Funktionsweise
des Positionshaltemechanismus zu Beginn der Herunterschalt-Operation
darstellt;
-
30A ist eine Ansicht, welche die Funktionsweise
des Bewegungsübertragungselementes und
des Abtriebs-Übertragungselementes
in einem Zwischenstadium der Herunterschalt-Operation darstellt,
wenn sich das Bewegungsübertragungselement
am Ende des Bewegungsübertragungshubes befindet;
-
30B ist eine Ansicht, welche die Funktionsweise
des Positionshaltemechanismus in einem Zwischenstadium der Herunterschalt-Operation
darstellt, wenn sich das Bewegungsübertragungselement am Ende
des Bewegungsübertragungshubes befindet;
-
31A ist eine Ansicht des Nockens, des Nockenstößels und
das Positionsabtastelementes in einem Zwischenstadium der Herunterschalt-Operation, wenn das
Bewegungsübertragungselement
beginnt, in die Ausgangsposition zurückzukehren;
-
31B ist eine Ansicht, welche die Funktionsweise
des Bewegungsübertragungselementes und
des Abtriebs-Übertragungselementes
in einem Zwischenstadium der Herunterschalt-Operation darstellt,
wenn das Bewegungsübertragungselement beginnt,
in die Ausgangsposition zurückzukehren;
-
31C ist eine Ansicht, welche die Funktionsweise
des Positionshaltemechanismus in einem Zwischenstadium der Herunterschalt-Operation
darstellt, wenn das Bewegungsübertragungselement beginnt,
in die Ausgangsposition zurückzukehren;
-
32A ist eine Ansicht des Nockens, des Nockenstößels und
des Positionsabtastelementes im Endstadium der Herunterschalt-Operation;
-
32B ist eine Ansicht, welche die Funktionsweise
des Bewegungsübertragungselementes und
des Abtriebs-Übertragungselementes
im Endstadium der Herunterschalt-Operation zeigt;
-
32C ist eine Ansicht, welche die Funktionsweise
des Positionshaltemechanismus im Endstadium der Herunterschalt-Operation
darstellt;
-
33 ist
eine detaillierte Ansicht, welche das Außer-Eingriff-Kommen von Drehelement-Eingreifklinke
und Drehelement darstellt;
-
34 ist
eine explodierte Ansicht des in 21 dargestellten
vorderen Umwerfers;
-
35 ist
eine detaillierte Ansicht des Hubeinstellmechanismus für den vorderen
Umwerfer in montiertem Zustand; und
-
36 ist
eine schematische Ansicht, welche die Funktionsweise des in 35 dargestellten Hubeinstellmechanismus
darstellt.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
1 ist
eine Seitenansicht eines Fahrrades 10, das eine besondere
Ausführungsform
einer Unterstützungsvorrichtung 14 gemäß der Erfindung
zur Unterstützung
einer Gangwechseloperation in einer Fahrradgangschaltung beinhaltet.
Das Fahrrad 10 kann ein beliebiger Typ von Fahrrad sein,
und in dieser Ausführungsform
beinhaltet das Fahrrad 10 einen typischen Rahmen 18 mit
einem Oberrohr 22, einem Steuerkopfrohr 24, einem
Unterrohr 26, das sich vom Steuerkopfrohr 24 nach
unten erstreckt, einem Sitzrohr 30, das sich vom Oberrohr 22 nach
unten erstreckt, einem Tretlageraufnahmerohr 32, das sich an
der Verbindungsstelle von Unterrohr 26 und Sitzrohr 30 befindet,
einem Paar von Sitzstreben 34, die sich vom Oberrohr 22 aus
nach hinten und unten erstrecken, und einem Paar von Kettenstreben 38,
die sich von der Tretlageraufnahme 32 nach hinten erstrecken.
Eine Gabel 42 ist im Steuerkopfrohr 24 drehbar
gelagert und ein Laufrad 46 ist am unteren Ende der Gabel 42 drehbar
gelagert. Die Drehrichtung von Gabel 42 und Laufrad 46 wird
durch Lenkgriffe 50 in bekannter Weise gesteuert. Ein Hinterrad 54,
das eine Mehrzahl von (nicht dargestellten) koaxial montierten Freilaufritzeln
aufweist, ist an der Verbindungsstelle von Sitzstreben 34 und
Kettenstreben 38 drehbar gehaltert, und eine Pedalbaugruppe 58, die
eine Mehrzahl von vorderen Kettenblättern 62 trägt, ist
drehbar in der Tretlageraufnahme 32 gelagert. In dieser
Ausführungsform
drehen sich drei vordere Kettenblätter 62 koaxial und
integral mit der Pedalbaugruppe 58. Eine Kette 66 ist
mit einem der Mehrzahl von vorderen Kettenblättern 62 und einem der
Mehrzahl der am hinteren Laufrad 54 angebrachten Freilaufritzeln
in Eingriff. Ein vorderer Umwerfer 70 bewegt die Kette 66 von
einem vorderen Ketten blatt 82 zu einem anderen und ein
hinterer Umwerfer 74 bewegt die Kette 66 von einem
Freilaufritzel zum anderen. Beide Operationen sind gut bekannt.
In dieser Ausführungsform
wird der vordere Umwerfer 70 durch Einziehen und Ausgeben
eines mit der Unterstützungsvorrichtung 14 verbundenen
Abtriebs-Steuerdrahtes 78 gesteuert und eine Unterstützungsvorrichtung 14 wird
durch einen Antriebs-Steuerdraht 80 eines
Steuerkabels 82 vom Bowden-Typ gesteuert. Der hintere Umwerfer 74 wird
in bekannter Weise durch ein Steuerkabel vom Bowden-Typ 86 gesteuert.
-
2 ist
eine teilweise transparente Detailansicht einer Unterstützungsvorrichtung 14 und 3 ist
eine explodierte Ansicht der in 2 dargestellten
Unterstützungsvorrichtung.
In dieser Ausführungsform
verwendet die Unterstützungsvorrichtung 14 die
Drehkraft einer Kurbelachse 90, die in der Tretlageraufnahme 32 drehbar
gehaltert ist und durch die Pedalbaugruppe 58 gedreht wird,
um die Betätigung des
vorderen Umwerfers 70 zu unterstützen. Die Unterstützungsvorrichtung 14 weist
obere Gehäuseelemente 100 und 104 und
ein (nicht in 3 dargestelltes) unteres Gehäuseelement 106 auf.
Obere Gehäuseelemente 100 und 104 beinhalten Öffnungen 108 bzw. 112,
die mit der Öffnung
in der Tretlageraufnahme 32 fluchten, und diese sind mit
Schrauben 116 aneinander befestigt. Innerhalb dieses primär durch
das Gehäuseelement 106 gebildeten
Raumes sind Befestigungselemente 120, 124, 126 und 128 angeordnet,
welche miteinander mittels Schrauben 132 verbunden sind,
die sich durch Öffnungen 136 im Befestigungselement 128 durch
in hohlen Bolzen 144 befindliche Öffnungen 140 hindurch
und in mit Gewinden versehene Öffnungen 148 im
Befestigungselement 120 erstrecken. In der montierten Einheit
befinden sich die Köpfe 152 der
hohlen Bolzen 144 zwischen dem Befestigungselement 124 und den
zylindrischen Abschnitten 156 des Befestigungselementes 120,
die Schäfte 160 der
hohlen Bolzen 144 erstrecken sich durch die Öffnungen 164 des
Befestigungselementes 124, die mit einem Gewinde versehenen
Abschnitte 168 der hohlen Bolzen 144 sind in die
mit Gewinde versehenen Öffnungen 172 des
Befestigungselementes 126 eingeschraubt und die Enden der
hohlen Bolzen 144 kommen gegen die Seite des Befestigungselementes 128 zur
Anlage. Das Befesti gungselement 128 ist am Fahrrad unter Verwendung
eines Bolzens 174 und einer Unterlegscheibe 175 befestigt.
-
Ein
Antriebs-Übertragungselement 176 ist durch
ein rohrförmiges
Lager 188 gelagert, das sich in eine Öffnung 192 im Antriebs-Übertragungselement 176 und
in die Öffnung 196 im
Befestigungselement 120 erstreckt. Somit ist das Antriebs-Übertragungselement 176 relativ
zu den Befestigungselementen 120, 124, 126 und 128 drehbar
verbunden, so dass sich das Antriebs-Übertragungselement 176 um
eine Drehachse X dreht. Das Antriebs-Übertragungselement 176 ist
relativ zu den Befestigungselementen 120, 124, 126 und 128 mittels
einer Feder 200, die in bekannter Weise zwischen Antriebs-Übertragungselement 176 und
Befestigungselement 120 angebracht ist, im Gegenuhrzeigersinn
vorgespannt. Das Antriebs-Übertragungselement 176 beinhaltet eine
Antriebs-Steuerdrahtaufwickelfläche 180 und eine
Drahtverbindungseinrichtung 184 mit einer Schraube 204,
einer Unterlegscheibe 208 und einem Drahtaufnahmeelement 212.
Eine Schraube 204 ist in eine mit einem Gewinde versehene Öffnung 216 im
Antriebs-Übertragungselement 176 eingeschraubt,
so dass der Antriebs-Steuerdraht 80 zwischen Antriebs-Übertragungselement 176 und
Drahtaufnahmeelernent 212 fest dazwischen gelegt ist. Der
Antriebs-Steuerdraht 80 ist dann um die Drahtaufwickelfläche 180 gewickelt,
so dass ein Einziehen des Antriebs-Steuerdraht 80 bewirkt,
dass sich das Antriebs-Übertragungselement 176 im
Uhrzeigersinn entgegen der Vorspannkraft der Feder 200 bewegt
und ein Ausgeben des Antriebs-Steuerdrahtes 80 bewirkt,
dass sich das Antriebs-Übertragungselement 176 im
Gegenuhrzeigersinn in Übereinstimmung
mit der Vorspannkraft der Feder 200 dreht. Da es in dieser
Ausführungsform
drei vordere Kettenblätter 62 gibt,
ist das Antriebs-Übertragungselement 176 so
ausgelegt, dass es sich in drei voneinander verschiedene Antriebspositionen
bewegt.
-
Ein
Antriebs-Treibelement 220 weist ein Paar von Kopplungszungen 224 auf,
die sich durch Schlitze 228 im Befestigungselement 124 und
in (nicht dargestellte) Rückhalteschlitze
im Antriebs-Übertragungselement 176 erstrecken,
so dass sich das Antriebs-Treibelement 220 zusammen mit dem
Antriebs-Übertragungselement 176 dreht.
Ein Treibarm 230 des Antriebs-Treibelementes 220 ist mit
einem sich von einem Zwischenring 236 erstreckenden Pfosten 232 verbunden
und wird durch eine C-förmige
Klammer 240 an seinem Platz gehalten. Die Positionsabtastelement-Eingreifelemente 245 und 246 in
Form von am Zwischenring 246 drehbar angebrachten Rollen
sind in Eingriff mit einer Innenumfangsfläche 248 eines Positionsabtastelementes 244,
das einen Positionsabtastbogen definiert. Ein Kopplungszipfel 252 des
Positionsabtastelementes 244 ist mit einer Kopplungszunge 256 eines
weiteren Positionsabtastelementes 260 verbunden. Das Positionsabtastelement 260 beinhaltet
eine ovale Innenumfangsfläche 264,
eine eine Klinkenleitfläche
(Element) definierende Außenumfangsfläche 286,
sowie Steuerflächen 272 und 276.
Sowohl das Positionsabtastelement 244 als auch das Positionsabtastelement 260 sind
schwenkbar mit einem Schwenkzapfen 264 verbunden, der sich
ausgehend vom Befestigungselement 126 erstreckt, und sie
sind im Gegenuhrzeigersinn mittels einer Feder 278 vorgespannt, die
zwischen der Kopplungszunge 256 und einem sich vom Befestigungselement 126 erstreckenden vorspringenden
Streifen 279 angebracht ist. Die Positionsabtastelemente 244 und 260 können in
dieser Ausführungsform
als Positionsabtasteinheit betrachtet werden.
-
Ein
Abtriebs-Übertragungselement 280 in Form
eines Drahtaufwickelelementes ist auf einem rohrförmigen Lager 284 gelagert,
das in montiertem Zustand gegen das Befestigungselement 124 zur
Anlage kommt, so dass sich das Abtriebs-Übertragungselement 280 um
eine Drehachse Y dreht. In dieser Ausführungsform fällt die
Drehachse Y mit der Drehachse X zusammen. Das Abtriebs-Übertragungselement 280 weist
eine Drahtaufwickelnut 286 und einen Kabelendanschlag 288 (7)
auf, welcher in seiner Funktion als Draht-Kopplungseinrichtung zur Aufnahme einer
(nicht dargestellten) Kabelendwulst dient. Da es in dieser Ausführungsform drei
vordere Kettenblätter 62 gibt,
ist das Abtriebs-Übertragungselement 280 so
ausgelegt, dass es sich in drei unterschiedliche Abtriebs-Positionen bewegt.
Widerlagerelemente 290 und 292 sind an einer Seite
des Abtriebs-Übertragungselementes 280 angebracht,
um mit einer Innenumfangsfläche 294 eines
Zwischenrings 236 in einer später noch erläuterten
Weise in Eingriff zu kommen. Ein Klinkenrad 298 weist ein
Paar von Koppelzungen 302 auf, die sich in (nicht dargestellte)
Rückhalteschlitze
im Abtriebs-Übertragungselement 280 erstrecken,
so dass sich das Klinkenrad 298 zusammen mit dem Abtriebs-Übertragungselement 280 dreht.
Das Klinkenrad 298 beinhaltet eine Mehrzahl von Steuerzähnen 306 (z.B.
drei) und eine Mehrzahl von Positionshaltezähnen 310 (z.B. drei),
welche jeweils Treibflächen und
Positionshalteflächen
definieren.
-
Eine
Positionshalteklinke 314 mit Klinkenzähnen 315 und 316 ist
drehbar auf einem Drehzapfen 318 gehaltert, der sich vom
Befestigungselement 126 erstreckt. Die Positionshalteklinke 314 wird
auf dem Drehzapfen 318 durch eine C-förmige Klammer 322 an
ihrem Platz gehalten und ist durch eine Feder 326 in bekannter
Weise im Uhrzeigersinn vorgespannt. Eine Positionsfreigabeplatte 330 ist
auf einem rohrförmigen
Lager 334 drehbar gelagert, das in montiertem Zustand gegen
das Befestigungselement 126 zu liegen kommt. Die Positionsfreigabeplatte 330 beinhaltet
ein Klinkenfreigabeelement in Form eines Klinkenfreigabevorsprungs 238,
einen Bewegungsübertragungs-Klinkeneingreifvorsprung 342 und
einen Bewegungsübertragungs-Klinkenaufnahmevorsprung 346.
Die Positionsfreigabeplatte 330 ist im Gegenuhrzeigersinn
durch eine Feder 350 vorgespannt, die sich zwischen einem
sich von der Positionsfreigabeplatte 330 erstreckenden
Vorspannarm 351 und einem sich vom Befestigungselement 126 erstreckenden
Vorspannarm 352 befindet. Ein Bewegungswandlerelement in
Form einer Befestigungszipfel 358 aufweisenden Bewegungswandlerplatte 354 ist
mit entsprechenden auf dem Befestigungselement 126 befindlichen
Befestigungszipfeln 362 über einen Drehzapfen 366 schwenkbar
verbunden. Die Bewegungswandlerplatte 354 beinhaltet eine
Treibzunge 370, deren Funktionsweise später noch beschrieben wird.
-
Eine
Treibwelle 400 erstreckt sich durch ein rohrförmiges Lager 404,
das in einer im Befestigungselement 100 ausgebildeten Öffnung 408 angebracht
ist, erstreckt sich durch Lager 334, 284 und 188,
tritt durch das Befestigungselement 120 aus, wie in 4 dargestellt,
und endet in einem Lager 412, das an einer Seitenfläche des
Befestigungselementes 104 angeordnet ist. Eine Schubstange 416 erstreckt
sich durch eine mittige Bohrung 420 in der Treibwelle 400.
Eine Klinkenkoppeleinrichtung 424, die einen sich von dieser
erstreckenden Schwenkzapfen 426 aufweist, ist mit der Treibwelle 400 nicht drehbar
gekoppelt, und zwar mittels Koppelzungen 428, die mit entsprechenden
Koppelnuten 432 in Eingriff sind, die an dem einen Ende
der Treibwelle 400 angeordnet sind. Eine Bewegungsübertragungsklinke 436 ist
auf dem Drehzapfen 426 mit einer C-förmigen Klammer 440 schwenkbar
angeordnet und ist durch eine Feder 444 im Uhrzeigersinn
vorgespannt. Eine weitere Klinken-Koppeleinrichtung 448 ist
mit der Treibwelle 400 nicht drehbar gekoppelt, und zwar durch
Koppelzungen 452, die mit entsprechenden Koppelnuten 456 in
Eingriff sind, welche am anderen Ende der Treibwelle 400 angeordnet
sind. Die in Radialrichtung inneren Kanten der Koppelzungen 452 bilden
eine mit Gewinde versehene Fläche,
in welche sich ein Gewindestift 460 einschrauben lässt. Ein Freigabe-Steuerelement 464,
welches eine Freigabe-Steuerzunge 466 und eine Vorspannzunge 467 aufweist,
ist schwenkbar an der Klinken-Koppeleinrichtung 448 mittels
Befestigungszipfeln 468 befestigt, welche mit entsprechenden,
auf der Klinken-Koppeleinrichtung 448 befindlichen
Befestigutngszipfeln 472 in Eingriff sind. Das Freigabe-Steuerelement 464 kann
in dieser Ausführungsform
als Klinken-Rückhalteelement
betrachtet werden und ist durch eine Feder 476, welche
zwischen Vorspannzunge 467 und Gewindestift 460 montiert
ist, im Uhrzeigersinn vorgespannt. Die Klinken-Koppeleinrichtung 448 und
somit die Treibwelle 400 sind durch eine Feder 480 im
Gegenuhrzeigersinn vorgespannt, welche zwischen der Klinken-Koppeleinrichtung 448 und
einem sich von der Befestigungseinrichtung 104 erstreckenden
Federträger 484 montiert
ist. Klinkenplatten 488, 492 und 496 sind
mit Befestigungseinrichtungen 500 und 504 aneinander
befestigt und die Klinkenplatten 488 und 496 sind
mittels eines Drehzapfens 508 mit der Klinken-Koppeleinrichtung 448 schwenkbar
verbunden. Klinkenplatten 488, 492 und 496 bilden
eine Gesamtklinke 498, die eine im Gegenuhrzeigersinn wirkende
Vorspannkraft durch eine Feder 512 empfängt; (die in dieser Ausführungsform als
Klinkenbewegungselement betrachtet werden kann) und die zwischen
Klinkenplatte 496 und Klinken-Koppeleinrichtung 448 montiert
ist. Ein Klinken-Steuerelement 516, welches eine bogenförmige Klinken-Steuerfläche 517 (welche
in dieser Ausführungsform
als weiteres Klinken-Rückhalteelement betrachtet
werden kann) und eine bogenförmige
Freigabe-Steuerfläche 518 aufweist,
ist über
einen Drehzapfen 520 mit dem Befestigungselement 104 schwenkbar
verbunden und empfängt
eine im Gegenuhrzeigersinn gerichtete Vorspannkraft, in 3 dargestellt
durch eine Feder 524, die um den Drehzapfen 520 zwischen
der Freigabe-Steuerfläche 518 und
dem Befestigungselement 104 montiert ist. Die Klinken-Steuerfläche 517 ist
in Eingriff mit einer komplementären
Klinken-Steuerfläche 526,
die sich von der Befestigungseinrichtung 500 erstreckt.
-
In
dieser Ausführungsform
bilden die Klinke 498, die Klinken-Koppeleinrichtung 448,
die Treibwelle 400, die Klinken-Koppeleinrichtung 424,
die Klinke 436 und das Klinkenrad 298 einen Bewegungsübertragungsmechanismus,
um eine Drehbewegung der Achse 90 an das Abtriebs-Übertragungselement 280 zu übertragen.
Weiter bilden in dieser Ausführungsform
das Klinken-Steuerelement 516, das Freigabe-Steuerelement 464,
die Schubstange 416, das Bewegungswandlerelement 354,
die Positionsabtastelemente 244 und 260, der Zwischenring 236 und
das Antriebs-Treibelement 220 einen
Umschaltmechanismus, um die Klinke 498 in eine Drehelement-Eingreifposition
zu bewegen, wenn sich das Antriebs-Übertragungselement 71 entweder
in der ersten Antriebsposition, der zweiten Antriebsposition oder
der dritten Antriebsposition befindet und sich das Abtriebs-Übertragungselement 280 nicht
in der entsprechenden ersten Abtriebsposition, zweiten Abtriebsposition
oder dritten Abtriebsposition befindet, und um die Klinke 498 in
die Drehelement-Freigabeposition
zu bewegen, wenn sich das Antriebs-Übertragungselement 176 in
der ersten Antriebsposition, der zweiten Antriebsposition oder der
dritten Antriebsposition befindet und sich das Abtriebs-Übertragungselement 280 in
der entsprechenden ersten Abtriebsposition, zweiten Abtriebsposition
oder dritten Abtriebsposition befindet.
-
Die
Funktionsweise der Unterstützungsvorrichtung 14,
wenn der Antriebs-Steuerdraht 80 eingezogen
wird, ist in den 5–13C dargestellt. Wie
in den 5, 6A und 6B dargestellt, bewirkt
ein Einziehen des Antriebs-Steuerdrahtes 80, dass sich
das Antriebs-Übertragungselement 176 im Uhrzeigersinn
entgegen der Vorspannkraft einer Feder 200 in eine Hochschaltposition
relativ zum Abtriebs-Übertragungselement 280 dreht
(in dieser Ausführungsform).
Dies bewirkt wiederum, dass sich das Antriebs-Treibelement 220 im
Uhrzeigersinn dreht, da das An triebs-Übertragungselement 176 und
das Antriebs-Treibelement 220 sich gemeinsam als Einheit
drehen. Der Treibarm 230 des Antriebs-Treibelementes 220 dreht
den Zwischenring 236 im Uhrzeigersinn, wenn jedoch die
Innenumfangsfläche 294 des
Zwischenrings 236 mit dem auf dem Abtriebs-Übertragungselement 280 befindlichen Widerlagerelement 290 in
Kontakt kommt, wie in 6B dargestellt, fungiert das
Widerlagerelement 290 als Hebeldrehpunkt und bewirkt, dass
der Zwischenring 236 bezüglich den zusammenfallenden Drehachsen
X und Y exzentrisch rotiert. Demzufolge hat der Zwischenring 236 eine
nach rechts gerichtete Bewegungskomponente, die Rolle 246 übt eine
nach rechts gegen das Positionsabtastelement 244 gerichtete
Kraft aus und die Positionsabtastelemente 244 und 260 drehen
sich im Gegenuhrzeigersinn um den Drehzapfen 264. Diese
Drehung im Gegenuhrzeigersinn der Positionsabtastelemente 244 und 260 bewirkt,
dass sich die auf dem Positionsabtastelement 260 befindliche
Steuerfläche 276 in
radialer Richtung relativ zum Antriebs-Übertragungselement 176 und zum
Abtriebs-Übertragungselement 280 bewegt,
um den Befestigungszipfel 358 nach oben zu drücken (was
als Anschaltposition betrachtet werden kann), wodurch ein Drehen
der Bewegungswandlerplatte 354 im Gegenuhrzeigersinn verursacht
wird, so dass die Treibzunge 370 gegen die Schubstange 416 drückt.
-
Wie
in den 7 und 8 dargestellt, bewegt die Treibzunge 370 die
Schubstange 416 nach rechts und die Schubstange 416 drückt gegen
die Vorspannzunge 467, so dass bewirkt wird, dass sich das
Freigabe-Steuerelement 464 im Gegenuhrzeigersinn dreht.
Dies bewirkt, dass sich die Freigabe-Steuerzunge 466 nach
unten dreht, was wiederum erlaubt, dass sich das Klinken-Steuerelement 516 im
Uhrzeigersinn dreht, da das Gewicht des Klinken-Steuerelementes 516 die
Vorspannkraft der Feder 524 überwindet. Eine Drehung im
Uhrzeigersinn des Klinken-Steuerelementes 516 bewirkt,
dass sich die Klinken-Steuerfläche 517 nach
oben bewegt, wodurch ermöglicht
wird, dass sich die Klinke 498 als Ergebnis der Vorspannkraft
der Feder 512 im Uhrzeigersinn in eine Drehelement-Eingreifposition
bewegt. In dieser Position kann die Klinke 498 mit einem
der zwei Widerlager 530 in Eingriff kommen, die auf einem
Drehelement 534 ausgebildet sind, welches für eine integrale
Dre hung (im Gegenuhrzeigersinn) mit der Achse 90 montiert
ist. Somit fungiert die Klinke 498 als Drehelement-Eingreifelement.
-
9A–9C sind
Ansichten der Unterstützungsvorrichtung 14,
wenn die Vorrichtung 14 mit der Unterstützungsoperation beginnt. Diese
Ansichten entsprechen einer Situation, bei der die Kette 66 mit
dem kleinsten vorderen Kettenblatt 62 in Eingriff ist und
auf das nächst
größere Kettenblatt
umgeschaltet werden soll. Wie in 9B dargestellt,
befindet sich die Klinke 498 in der Drehelement-Eingreifposition
und ist mit einem der Widerlager 530 des Drehelementes 530 in
Kontakt. Wenn sich das Positionsabtastelement 260 in der
in 9C dargestellten, im Gegenuhrzeigersinn rotierten
Position befindet, erlaubt die ovale Innenumfangsfläche 264,
dass sich die Klinkenleitfläche 268 nach
rechts bewegt, um die Antriebsverzahnung 306 des Klinkenrades 298 freizulegen
und um die Bewegungsübertragungsklinke 436 in
einen Eingriff mit dem nächstliegenden
Antriebszahn 306 zu leiten. Zu diesem Zeitpunkt befindet
sich der Klinkenzahn 316 der Positionshalteklinke 314 rechts
von dem am weitesten rechts befindlichen Positionshaltezahn 310.
-
10A und 10B stellen
die Funktionsweise des Bewegungsübertragungsmechanismus dar,
wenn die Drehelement-Eingreifklinke 498 beginnt, sich mit
dem Drehelement 534 zu bewegen. Wie in diesen Figuren dargestellt,
bewirkt die Drehung im Gegenuhrzeigersinn des Drehelementes 534,
dass sich die Klinken-Koppeleinrichtung 448 und
die Treibwelle 400 im Uhrzeigersinn drehen. Dies bewirkt
wiederum, dass die Klinken-Koppeleinrichtung 424 und die
Bewegungsübertragungsklinke 436 mit
dem nächstliegenden
Treibzahn 306 in Eingriff kommen und das Klinkenrad 298 im
Uhrzeigersinn mit dem Abtriebs-Übertragungselement 280 drehen.
Das Abtriebs-Übertragungselement 280 zieht dann
am Abtriebs-Steuerdraht 78,
und den vorderen Umwerfer 70 zu aktivieren. Gleichzeitig
läuft der
Klinkenzahn 316 auf und über den am weitesten rechts befindlichen
Positionshaltezahn 310.
-
11A und 11B stellen
die Funktionsweise des Bewegungsübertragungsmechanismus dar,
wenn die Drehelement-Eingreifklinke 498 außer Eingriff
vom Drehelement 534 kommt. In diesem Zustand ist Klinke 498 bereits
außer
Eingriff vom Widerlager 530 des Drehelementes 534 gekommen
und das Klinkenrad 298 hat sich derart gedreht, dass der Klinkenzahn 316 auf
den in der mittleren Position befindlichen Haltezahn 310 hochgelaufen
ist, diesen jedoch noch nicht überlaufen
hat. Zu diesem Zeitpunkt beginnen die Antriebswelle 400 und
die Klinken-Koppeleinrichtung 448 sich
im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, und zwar als Ergebnis der Vorspannkraft,
die durch die Feder 480 auf die Klinken-Koppeleinrichtung 448 ausgeübt wird.
-
12A–12C sind Ansichten der Unterstützungsvorrichtung 14,
wenn sich die Drehelement-Eingreifklinke 498 zurück in die
Anfangsposition bewegt, und 13A–13C sind Ansichten der Unterstützungsvorrichtung 14 bei
Vollendung der Schaltoperation. Wie in den 12A–12C dargestellt, drehen sich die Treibwelle 400 und
die Klinken-Koppeleinrichtung 448 im Gegenuhrzeigersinn, die
Bewegungsübertragungsklinke 436 kommt
außer Eingriff
von Treibzahn 306 und das Klinkenrad 298 und das
Abtriebs-Übertragungselement 280 drehen sich
im Gegenuhrzeigersinn als Ergebnis der Vorspannkraft, die auf den
Abtriebs-Steuerdraht 78 durch die dem vorderen Umwerfer 70 zugehörige Rückstellfeder
ausgeübt
wird. Da beim Abtriebs-Übertragungselement 280 eine
reine Drehung im Uhrzeigersinn aus der in 9A–9C dargestellten
Position erfolgt, fungiert das Widerlagerelement 290 nicht
mehr als gegen die Innenumfangsfläche 294 des Zwischenrings 236 wirkender
Hebeldrehpunkt und die Rolle 245 auf dem Zwischenring 236 drückt gegen
die Innenumfangsfläche 248 des Positionsabtastelementes 244,
um das Positionsabtastelement 244 im Uhrzeigersinn zu drehen.
Zu diesem Zeitpunkt drückt
die Steuerfläche 276 des
Positionsabtastelementes 260 nicht mehr den Befestigungszipfel 358 der
Bewegungswandlerplatte 354 nach oben (was als Ausschaltposition
betrachtet werden kann), die Bewegungswandlerplatte 354 dreht sich
im Uhrzeigersinn, die Schubstange 416 bewegt sich nach
links und das Freigabe-Steuerelement 464 dreht sich als
Ergebnis der Vorspannkraft der Feder 476 im Uhrzeigersinn,
wie in 12A dargestellt, das Klinken-Steuerelement 560 dreht
sich im Gegenuhrzei gersinn und die Klinken-Steuerfläche 517 drückt die
Klinken-Steuerfläche 526 der
Befestigungseinrichtung 500 nach unten, um die Klinke 498 im
Gegenuhrzeigersinn in die in 13B dargestellte
Drehelement-Freigabeposition zu drehen. Ebenso dreht sich das Klinkenrad 298 im
Gegenuhrzeigersinn, bis der Klinkenzahn 316 der Positionshalteklinke 314 unter
der Vorspannkraft der Feder 326 gegen die linke Seite des
am weitesten rechts befindlichen Positionshaltezahnes 310 zur
Anlage kommt, wie in 13C gezeigt, wodurch die Position
des Abtriebs-Übertragungselementes 280 beibehalten
wird.
-
Es
sei angemerkt, dass in dieser Ausführungsform das Klinkenrad 298 und
das Abtriebs-Übertragungselement 280 zu
Anfang eine Drehung über
die gewünschte
Position hinaus durchführen
und dann wieder in die gewünschte
Position zurückkehren.
Dadurch entsteht ein als "Overshift" bezeichneter Effekt,
bei welchem der vordere Umwerfer 70 die Kette 66 über das
Zielkettenblatt hinaus bewegt und dann in die gewünschte Position,
die für
gewöhnlich über dem
Zielkettenblatt zentriert ist, zurückkehrt. Dieser Effekt, der
normalerweise durch eine manuelle Betätigung des Umwerfers erzielt
wird, ist wohl bekannt und beim Versuch, eine Kette von einem kleineren
Kettenblatt auf ein größeres Kettenblatt
zu bewegen, manchmal erwünscht.
Selbstverständlich
kann in Abhängigkeit
von der Anwendung der Mechanismus so ausgelegt werden, dass ein
derartiges Phänomen
vermieden wird.
-
Die
Funktionsweise der Unterstützungsvorrichtung 14,
wenn der Antriebs-Steuerdraht 80 nachgelassen
wird, ist in den 14-19C dargestellt. Ein
Ausgeben des Antriebs-Steuerdrahtes 80 bewirkt, dass sich
das Antriebs-Übertragungselement 176 und
das Antriebs-Treibelement 220 in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft
der Feder 200 im Gegenuhrzeigersinn drehen, und zwar in
eine Herunterschaltposition relativ zum Abtriebs-Übertragungselement 280 (in
dieser Ausführungsform).
Der Treibarm 230 des Antriebs-Treibelementes 220 dreht
den Zwischenring 236 im Gegenuhrzeigersinn, wenn jedoch
die Innenumfangsfläche 294 des
Zwischenrings 236 mit dem Widerlagerelement 292 des
Abtriebs-Übertragungselementes 280 in
Kontakt kommt, wie in 14 gezeigt, fungiert das Widerlagerelement 292 als
Hebeldrehpunkt und bewirkt, dass sich der Zwischenring 236 exzentrisch
bezuglich den zusammenfallenden Drehachsen X und Y dreht. Demzufolge übt die Rolle 245 eine
nach links gegen das Positionsabtastelement 244 gerichtete Kraft
aus, wodurch bewirkt wird, dass die Positionsabtastelemente 244 und 260 sich
im Uhrzeigersinn um den Drehzapfen 264 drehen. Diese Drehung
im Uhrzeigersinn der Positionsabtastelemente 244 und 260 bewirken,
dass die Steuerfläche 272 auf
dem Positionsabtastelement 260 den linken Befestigungszipfel 358 nach
oben drückt,
wodurch bewirkt wird, dass sich die Bewegungswandlerplatte 354 im
Gegenuhrzeigersinn dreht, so dass die Treibzunge 370 gegen
die Schubstange 416 drückt.
-
Die
Funktionsweise des Unterstützungsmechanismus 14 zu
diesem Zeitpunkt ist ähnlich
der Funktionsweise beim Einziehen des Antriebs-Steuerdrahtes 80,
und daher werden hier lediglich die Unterschiede beschrieben. Der
Hauptunterschied liegt in der Funktionsweise der Bewegungsübertragungsklinke 436.
Da sich die Positionsabtastelemente 244 und 260 im
Uhrzeigersinn drehen, bewegt sich die Klinkenleitfläche 268 des
Positionsabtastelementes 260 nach links, wie in 15B dargestellt, um zu verhindern, dass die Bewegungsübertragungsklinke 435 mit
den Antriebsflächen 306 des
Klinkenrades 298 in Eingriff kommt. Demzufolge bewegt sich,
wie in 16B dargestellt, die Bewegungsübertragungsklinke 436 entlang
der Klinkenleitfläche 268,
wobei sie dabei die Treibflächen 306 umgeht,
bis die Bewegungsübertragungsklinke 436 mit
dem Klinkeneingreifvorsprung 342 der Positionshalteplatte 330 in Eingriff
kommt, wie in 17B dargestellt. Die Bewegungsübertragungsklinke 436 dreht
dann die Positionsfreigabeplatte 330, um zu bewirken, dass
der Freigabevorsprung 338 gegen die linke Seite des Klinkenzahns 316 drückt, wodurch
bewirkt wird, dass die Positionshalteklinke 314 im Gegenuhrzeigersinn um
den Drehzapfen 318 rotiert. Sobald der Klinkenzahn 316 die
Spitze des am weitesten rechts befindlichen Haltezahns 310 verlassen
hat, dreht sich das Klinkenrad 298 im Gegenuhrzeigersinn,
bis der in der mittleren Position befindliche Haltezahn 310 vom Klinkenzahn 315 gefasst
wird, wie in 18B dargestellt. Wenn sich die
Bewegungsübertragungsklinke 436 vom
Klinkenfreigabevorsprung 338 weg zurück in die Anfangsposition bewegt,
dreht sich die Positionsfreigabeplatte 330 in Übereinstimmung
mit der Vorspannkraft der Feder 350 im Gegenuhrzeigersinn,
wodurch der Klinkeneingreifvorsprung 342 vom Klinkenzahn 316 weg
gedreht wird. Dies erlaubt wiederum, dass sich die Positionshalteklinke 314 im
Uhrzeigersinn in die in 19B dargestellte
Endposition dreht.
-
Ein
Vorteil der Unterstützungsvorrichtung
gemäß der Erfindung
besteht darin, dass die Unterstützungsvorrichtung
für eine
beliebige Anzahl von vorderen Kettenblättern ausgelegt sein kann.
Außerdem kann
ein Fahrradfahrer mehr als einen einzigen Gang auf einmal schalten,
bedingt durch die Gestaltung des Zwischenrings 236, der
Rollen 245 und 246, der Widerlagerelemente 290 und 292 und
der Positionsabtastelemente 244 und 260. Genauer
gesagt, erfolgt, wenn der Fahrer für ein Rotieren des Antriebs-Übertragungselementes 176 den
Antriebs-Steuerdraht 80 einzieht, um mehr als zwei Gänge zu schalten,
beispielsweise vom kleinsten auf das größte vordere Kettenblatt 62 (von
der ersten Antriebsposition in die dritte Antriebsposition), dreht sich
der Zwischenring 236 weiter in eine solche Position, dass
der Hebeldrehpunkt-Effekt des Widerlagerelementes 290 oder 292 erhalten
bleibt, nachdem sich das Abtriebs-Übertragungselement 280 in
die zweite Abtriebsposition gedreht hat. Somit verbleibt, auch wenn
die Klinke 498 außer
Eingriff vom entsprechenden Widerlager 530 kommt, nachdem
sich das Widerlager 530 an diesem vorbeigedreht hat, die Klinke 498 in
der Drehelement-Eingreifposition, bis sie erneut mit einem der Widerlager 530 in
Eingriff kommt, um eine Drehung des Abtriebs-Übertragungselementes 280 in
die dritte Abtriebsposition zu bewirken. Sobald das Abtriebs-Übertragungselement 280 die
dritte Abtriebsposition erreicht hat, welche der dritten Antriebsposition
entspricht, verschwindet der Hebeldrehpunkt-Effekt der Widerlagerelemente 290 oder 292,
und das System kehrt in den Leerlaufzustand zurück, wie zuvor beschrieben.
-
20 ist
eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Unterstützungsvorrichtung 600 gemäß der Erfindung.
Eine Unterstützungsvorrichtung 600 empfängt Schaltbefehle
von einem Antriebs-Steuerdraht 604, welcher einen vorderen
Umwerfer 608 durch Einziehen und Ausgeben eines Abtriebs-Steuerdrahtes 612 steuert.
Die Unterstützungsvorrichtung 600 verwendet
die Kraft von einem oder zwei Antriebszähnen 614, die auf
der Innenumfangsfläche
eines Drehelementes 616 ausgebildet sind, das sich integral
und koaxial mit den vorderen Zahnkränzen (bei spielsweise den in 1 dargestellten
Zahnkränzen 62)
dreht, um die Betätigung des
vorderen Umwerfers 608 zu unterstützen.
-
21 ist
eine explodierte Ansicht einer Unterstützungsvorrichtung 600.
In dieser Ausführungsform
beinhaltet die Unterstützungsvorrichtung 600: Ein
Hauptgehäuse 630,
das eine Öffnung 634 begrenzt,
welche mit der Öffnung
der Tretlageraufnahme 32 fluchtet, eine Hauptkammer 636,
in der die später
noch beschriebenen Bauelemente untergebracht sind, eine Flanschanordnung 638,
welche das Basiselement des vorderen Umwerfers 608 bildet, und
eine Drahtführungsnut 642 für den Abtriebs-Steuerdraht 612.
Abstandsstücke 646 und 648 sind
am Hauptgehäuse 630 unter
Verwendung von Schrauben 652 befestigt, um einen Drahtaustrittsdurchlass 656 zu
bilden, der ein Austreten des Abtriebs-Steuerdrahts 612 aus
der Hauptkammer 636 erlaubt. Eine Abdeckung 660 und
ein Abstandsstück 664 sind
am Hauptgehäuse 630 unter
Verwendung von Schrauben 668 befestigt, um ein Eindringen
von Verunreinigungen in die Hauptkammer 636 zu verhindern.
-
Eine
Unterlegscheibe 672, welche eine Öffnung 678 aufweist,
die mit einer Öffnung 682 fluchtet, welche
sich an einer inneren Seitenwand 686 des Hauptgehäuses 630 befindet,
ist gegen die innere Seitenwand 686 platziert, und ein
rohrförmiges
Lager 690 ist durch die Öffnungen 678 und 682 eingeführt. Eine
mit einem Nocken 698 ausgebildete Koppelwelle 694 erstreckt
sich durch das röhrenförmige Lager 690 hindurch
und ist innerhalb einer Öffnung 702 eines
Antriebs-Übertragungselementes 706 befestigt, so
dass sich der Nocken 698 und das Antriebs-Übertragungselement 706 als
Einheit drehen. Das Antriebs-Übertragungselement 706 beinhaltet
eine Antriebs-Steuerdrahtaufwickelfläche 707 und eine Drahtkoppeleinrichtung 708,
welche eine Schraube 709 und ein Drahtaufnahmeelement 711 aufweist. Die
Schraube 709 ist in eine mit einem Gewinde versehene Öffnung 710 im
Antriebs-Übertragungselement 706 so
eingeschraubt, dass der Antriebs-Steuerdraht 604 fest zwischen
Antriebs-Übertragungselement 706 und
Drahtaufnahmeelement 711 eingefügt ist. In dieser Ausführungsform
bewirkt ein Einziehen des Antriebs-Steuerdrahtes 604, dass
sich das Antriebs-Übertragungselement 706 im
Gegenuhrzeigersinn um eine Drehachse X dreht und ein Ausgeben des
Antriebs-Steuerdrahtes 604 bewirkt, dass sich das Antriebs-Übertragungselement 706 im
Uhrzeigersinn um eine Drehachse X dreht. Wie schon bei der ersten
Ausführungsform,
ist das Antriebs-Übertragungselement 706,
wenn drei vordere Kettenblätter 62 vorhanden
sind, so gestaltet, dass es sich in drei unterschiedliche Antriebspositionen
bewegt.
-
Eine
Befestigungsplatte 720 ist am Hauptgehäuse 630 mittels einer
Schraube 724 befestigt, die in eine mit einem Gewinde versehene Öffnung 728 im
Hauptgehäuse 630 eingeschraubt
ist. Ein Klinken-Trägerzapfen 732 ist
an der einen Seite einer Trägerplatte 736 befestigt
und ein Positionsabtastelement-Trägerzapfen 740, der
in eine (nicht dargestellte) Öffnung
in der inneren Seitenwand 686 des Hauptgehäuses 630 eingesteckt
ist, ist an der gegenüberliegenden
Seite der Trägerplatte 736 befestigt. Eine
Positionshalteklinke 744, welche Klinkenzähne 748 und 752 aufweist,
ist am Ende eines Klinken-Trägerzapfens 732 mittels
einer C-förmigen Klammer 756 drehbar
befestigt. Eine Positionshalteklinke 744 ist im Gegenuhrzeigersinn
mittels einer Feder 760 vorgespannt, die um den Klinkenträgerzapfen
herum angeordnet ist und mit der Trägerplatte 736 und
der Positionshalteklinke 744 verbunden ist. Wenn sich die
Unterstützungsvorrichtung 600 in
montiertem Zustand befindet, erstreckt sich der Klinkenhaltezapfen 732 über eine
Kante 764 der Befestigungsplatte 720, so dass
die Positionshalteklinke 744 vor der Befestigungsplatte 720 gehaltert wird.
-
Ein
Positionsabtastelement (oder -einheit) 750 ist mittels
eines Befestigungszipfels 754 an einem Positionsabtastelement-Trägerzapfen 740 schwenkbar
befestigt. Ein Steuerzapfen 758 mit einem Halsstück 762 ist
an einem weiteren, auf dem Positionsabtastelement 750 befindlichen
Befestigungszipfel 766 angebracht. Das Positionsabtastelement 750 beinhaltet
eine Innenumfangsfläche 770 oder
einen Positionsabtastbogen, der eine Nockenstößelöffnung 774 begrenzt.
Das eine Ende eines Klinkenführungselementes 778 ist
an einem Steuerzapfen 758 benachbart zu einem Halsstück 762 befestigt
und wird mit einer C-förmigen
Klammer 762 an seinem Platz gehalten. Ein Klinkenführungselement 778 ist
im Gegenuhrzeigersinn durch eine Feder 786 vorgespannt,
die zwischen dem freien Ende des Klinkenführungselementes 778 und
dem Befestigungszipfel 754 angebracht ist. Ein Klinkenfüh rungselement 778 bildet
einen Klinkenführungskanal 780 (23)
mit der Außenumfangsfläche des
Positionsabtastelementes 750. Diese Flächen bilden Klinkenleitflächen, die
in einer später
noch beschriebenen Weise arbeiten.
-
Ein
rohrförmiges
Lager 788 ist in einer mittigen Öffnung 789 in einer
Treibplatte 790 angebracht, und die Treibplatte 790,
ein Abtriebs-Übertragungselement 794 und
ein Bewegungsübertragungselement 796 sind
auf einem Zapfen 798 drehbar gelagert, der sich durch eine
am Eck befindliche Öffnung 800 im Bewegungsübertragungselement 796,
durch eine mittige Öffnung 802 im
Abtriebs-Übertragungselement 794,
durch eine mittige Öffnung 806 in
der Befestigungsplatte 720, durch ein rohrförmiges Lager 788,
durch eine mittige Öffnung 810 in
der Trägerplatte 736 und
in eine mit einem Gewinde versehene Mutter 814 erstreckt.
Ein Klinkenrad 814, das eine Mehrzahl von Positionshaltezähnen 818 und
eine Mehrzahl von Steuerflächen 820 aufweist,
ist an dem Abtriebs-Übertragungselement 794 befestigt.
Das Abtriebs-Übertragungselement 794 und
das Klinkenrad 814 sind im Uhrzeigersinn durch eine Feder 822 vorgespannt,
die zwischen Befestigungsplatte 720 und Abtriebs-Übertragungselement 794 befestigt
ist. Das Abtriebs-Übertragungselement 794 beinhaltet eine
Draht-Endstückaufnahme 826,
welche einen Draht-Endstückwulst 825 aufnimmt,
der am Ende des Abtriebs-Steuerdrahtes 612 befestigt ist.
Ein Nockenstößel 827,
welcher einen ersten Arm 828 und einen zweiten Arm 829 aufweist,
ist über
einen Drehzapfen 823 schwenkbar am Klinkenrad 814 befestigt. Als
Ergebnis dieser Struktur drehen sich das Abtriebs-Übertragungselement 794,
das Klinkenrad 814 und der Nockenstößel 827 als Einheit
um die Drehachse Y, welche in dieser Ausführungsform koaxial mit der
Drehachse X für
das Antriebs-Übertragungselement 706 ist.
Positionsabtastelement-Eingriffselemente in Form von Nockenstößelrollen 831 und 832 sind
mit den Enden von ersten und zweiten Armen 828 und 829 mittels
abgerundete Zapfen aufweisenden Gewindestiften 833 bzw. 835 drehbar
verbunden. In montiertem Zustand sind die Nockenstößelrollen 831 und 832 zwischen
den Nocken 698 und der Innenumfangsfläche 770 des Positionsabtastelementes 750 angeordnet.
-
Eine
Bewegungsübertragungsklinke 830, welche
einen Treibzahn 834 und einen Steuerzapfen 838 (28)
aufweist, ist über
einen Schwenkzapfen 842 schwenkbar an einer Treibplatte 790 befestigt und
wird mit einer C-förmigen
Klammer 846 an ihrem Platz gehalten. Der Treibzahn 834 ist
mit einem der Mehrzahl von Treibflächen 820 des Klinkenrades 814 in
einer später
noch beschriebenen Weise in Eingriff. Eine Bewegungsübertragungsklinke 830 ist
im Gegenuhrzeigersinn mittels einer Feder 850 vorgespannt,
die zwischen Treibplatte 790 und Bewegungsübertragungsklinke 830 montiert
ist. Eine Positionsfreigabeplatte 854, welche einen Bewegungsübertragungsklinken-Eingreifvorsprung 858,
einen Bewegungsübertragungsklinken-Aufnahmevorsprung 862 und
ein Klinkenfreigabeelement in Form eines Klinkenfreigabevorsprungs 866 aufweist,
ist am rohrförmigen
Lager 788 schwenkbar gehaltert. Eine Positionsfreigabeplatte 854 ist
im Uhrzeigersinn durch eine Feder 870 vorgespannt, die
zwischen Treibplatte 790 und Positionsfreigabeplatte 854 angebracht ist.
-
Eine
sich von der Treibplatte 790 erstreckende Koppelzunge 880 ist
in eine im Bewegungsübertragungselement 796 ausgebildete
Kopplungsaussparung 884 eingefügt, so dass sich Treibplatte 790 und
Bewegungsübertragungselement 796 als
Einheit um den Zapfen 798 drehen. Ein Koppelpfosten 888, der
an dem einen Ende eines Drehelement-Eingreifelements in Form einer
Drehelement-Eingreifklinke 892 angeordnet ist, ist in einer
Kopplungsaussparung 896 angeordnet, die an einer oberen
Ecke des Bewegungsübertragungselementes 796 ausgebildet
ist, und führt
eine Gleitbewegung in einer Führungsvertiefung 898 aus,
die in der Innenfläche
der Abdeckung 660 ausgebildet ist. Ein Drehelement-Eingreifzahn 900 ist
am anderen Ende der Drehelement-Eingreifklinke 892 ausgebildet,
um mit einem der Treibzähne 614 des
Drehelementes 616 in einer später noch beschriebenen Weise
in Eingriff zu kommen. Ein Steuerstift 904 ist an der Drehelement-Eingreifklinke 892 in
direkter Nähe
des Drehelement-Eingreifzahnes 900 befestigt und erstreckt
sich durch einen im Klinken-Steuerelement 912 ausgebildeten Führungsschlitz 908.
Das untere Ende 916 des Klinken-Steuerelementes 912 ist
mit dem Hauptgehäuse 630 über einen
Schwenkzapfen 920 schwenkbar verbunden und das Klinken-Steuerelement 912 ist
im Gegenuhrzeigersinn mittels einer Feder 914 vorgespannt,
die zwischen Klinken- Steuerelement 912 und Hauptgehäuse 630 angebracht
ist. Wenn sich die Unterstützungsvorrichtung
im zusammengebauten Zustand befindet, steht der Steuerzapfen 758 in
Kontakt mit einer Steuerfläche 924,
welche eine Ruhestellung 925 beinhaltet, die durch die
Innenkante des Klinken-Steuerelementes 912 definiert ist.
Die Stabilität des
Klinken-Steuerelementes 912 wird durch eine Führungsschraube 926 verbessert,
die sich durch einen verlängerten
Schlitz 927 im Klinken-Steuerelement und in eine mit einem
Gewinde versehene Öffnung 928 im
Hauptgehäuse 630 erstreckt.
-
In
dieser Ausführungsform
bilden die Drehelement-Eingreifklinke 892, das Bewegungsübertragungselement 796,
die Treibplatte 790, die Klinken-Koppeleinrichtung 842,
die Bewegungsübertragungsklinke 830 und
das Klinkenrad 814 einen Bewegungsübertragungsmechanismus, welcher
eine Drehbewegung der Achse 90 an das Abtriebs-Übertragungselement 794 weitergibt.
Weiter bilden in dieser Ausführungsform
das Klinken-Steuerelement 912, das Positionsabtastelement 750,
der Nocken 698 und der Nockenstößel 827 einen Umschaltmechanismus,
welcher die Klinke 892 in eine Drehelement-Eingreifposition
(24) bewegt, wenn sich das Antriebs-Übertragungselement 706 entweder
in der ersten Antriebsposition, der zweiten Antriebsposition oder
der dritten Antriebsposition befindet und sich das Abtriebs-Übertragungselement 794 nicht
in der entsprechenden ersten Abtriebsposition, zweiten Abtriebsposition
oder dritten Abtriebsposition befindet, und um die Klinke 892 in
die Drehelement-Freigabeposition (22) zu
bewegen, wenn sich das Antriebs-Übertragungselement 706 in
der ersten Antriebsposition, der zweiten Antriebsposition oder der dritten
Antriebsposition befindet und sich das Abtriebs-Übertragungselement 794 in
der entsprechenden ersten Abtriebsposition, zweiten Abtriebsposition oder
dritten Abtriebsposition befindet.
-
Die
Funktionsweise der Unterstützungsvorrichtung 600 bei
der Durchführung
einer Hochschalt-Betätigung
(z.B. vom kleinsten vorderen Kettenblatt zu einem größeren Kettenblatt
(mittlere Größe)) lässt sich
mit Bezug auf die 22–27C verstehen.
Eine Hochschalt-Betätigung
erfolgt durch Einziehen des Antriebs-Steuerdrahtes 604,
was wiederum das Antriebs-Übertragungselement 706 veranlasst,
sich im Ge genuhrzeigersinn in eine Hochschaltposition relativ zum
Abtriebs-Übertragungselement 794 zu
drehen. Wie in 23 und 25A dargestellt,
wird die Drehung im Gegenuhrzeigersinn des Antriebs-Übertragungselementes 706 über den Kopplungszapfen 694 auf
den Nocken 698 übertragen.
Die Fläche
größeren Durchmessers
des Nockens 698 drückt
gegen die Rolle 831, welche wiederum gegen die Innenumfangsfläche 770 des
Positionsabtastelementes 750 drückt, wodurch bewirkt wird,
dass sich das Positionsabtastelement 750 exzentrisch im
Gegenuhrzeigersinn um den Positionsabtastelement-Trägerzapfen 740 dreht.
Die Drehung im Gegenuhrzeigersinn des Positionsabtastelementes 750 ermöglicht,
dass sich die Bewegungsübertragungsklinke 830 als
Ergebnis der Vorspannkraft der Feder 850 im Gegenuhrzeigersinn
in die in den 25B und 25C dargestellte
Position dreht. Die Drehung im Gegenuhrzeigersinn des Positionsabtastelementes 750 bewirkt
auch, dass der Steuerzapfen 758 nach oben auf die Steuerfläche 824 des Klinken-Steuerelementes 912 drückt, um
dadurch das Klinken-Steuerelement 912 im Uhrzeigersinn aus
einer in 22 dargestellten Abschalt-Position in
eine in 24 dargestellte Anschalt-Position
zu drehen. Die Drehung im Uhrzeigersinn des Klinken-Steuerelementes 912 ermöglicht in ähnlicher Weise,
dass sich die Drehelement-Eingreifklinke 892 aus
der in 22 gezeigten Drehelement-Freigabeposition
in die in 24 dargestellte Drehelement-Eingreifposition
bewegt.
-
Wenn
die Drehelement-Eingreifklinke 892 mit einem der Treibzähne 614 auf
dem Drehelement 616 in Eingriff kommt, wird die Drehkraft
des Drehelementes 616 auf das Bewegungsübertragungselement 796 übertragen,
wodurch bewirkt wird, dass sich das Bewegungsübertragungselement 796,
die Treibplatte 790 und die Bewegungsübertragungsklinke 830 im
Gegenuhrzeigersinn drehen. Da sich die Bewegungsübertragungsklinke 830 in
der im Gegenuhrzeigersinn gedrehten Position befindet, ist der Treibzahn 834 der
Bewegungsübertragungsklinke 830 in
Eingriff mit der nächstliegenden
Treibfläche 820 des
Klinkenrades 814, wodurch verursacht wird, dass sich Klinkenrad 814,
Abtriebs-Übertragungselement 794 und
Nockenstößel 827 im
Gegenuhrzeigersinn drehen, wie dargestellt in den 25B und 25C.
Demzufolge zieht das Abtriebs-Übertragungselement 794 am
Abtriebs-Steuerdraht 612 und der Positionshaltezahn 748 der
Positionshalteklinke 744 läuft den Positi onshaltezahn 818 des
Klinkenrades 814 hoch und über diesen hinweg, wie in 26C dargestellt. Die Bewegungsübertragungsklinke 830 wird
in den Bewegungsübertragungsklinken-Aufnahmevorsprung 862 der
Bewegungsfreigabeplatte 854 aufgenommen, so dass die Positionsfreigabeplatte 854 außer Funktion
bleibt.
-
Wenn
sich der Nockenstößel 827 im
Gegenuhrzeigersinn mit dem Abtriebs-Übertragungselement 794 dreht,
drückt
die Fläche
größeren Durchmessers
des Nockens 698 gegen die Rolle 832 des Nockenstößels 827,
und die Rolle 832 drückt
gegen die Innenumfangsfläche 770 des
Positionsabtastelementes 750. Dies bewirkt wiederum, dass
sich das Positionsabtastelement 750 im Uhrzeigersinn um den
Positionsabtastelement-Trägerzapfen 740 dreht, wie
in 26A dargestellt. Demzufolge bewegt sich der Steuerzapfen 758 in
die Ausgangsstellung 925 auf der Steuerfläche 924 des
Klinken-Steuerelementes 912, wodurch ermöglicht wird,
dass sich das Klinken-Steuerelement 912 im Gegenuhrzeigersinn
in die Ausschalt-Position bewegt, in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft
der Feder 914. Somit erfolgt, wenn die Drehelement-Eingreifklinke 892 außer Eingriff
vom Treibzahn 614 des Drehelementes 616 in der
später
noch beschriebenen Weise kommt, eine Drehung des Bewegungsübertragungselementes 796 im
Uhrzeigersinn, wie dargestellt in den 26B und 26C, so dass sich die Drehelement-Eingreifklinke 892 in
die in 22 dargestellte Drehelement-Freigabeposition
bewegt. Das Abtriebs-Übertragungselement 794 und
das Klinkenrad 814 folgen zu Anfang der Drehung im Uhrzeigersinn
des Bewegungsübertragungselementes 796,
da jedoch die Positionshalteklinke 744 im Gegenuhrzeigersinn
vorgespannt ist, kommt der Klinkenzahn 748 gegen die auf der
rechten Seite befindliche Fläche
des am weitesten in Gegenuhrzeigersinn befindlichen Positionshaltezahnes 818 zur
Anlage und dadurch wird das Abtriebs-Übertragungselement 794 in
der gewünschten hochgeschalteten
Position gehalten, wie in den 27B und 27C dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt befinden
sich der Nockenstößel 827 und
das Positionsabtastelement 750 in der neutralen Position,
wie dargestellt in 27A. Wie bei der ersten Ausführungsform
stellen die zuvor beschriebenen Bewegungen ebenfalls eine "Overshift"-Funktion zur Verfügung.
-
Die
Funktionsweise der Unterstützungsvorrichtung 600 bei
der Durchführung
einer Herunterschalt-Betätigung
(z.B. von einem vorderen Kettenblatt mittlerer Größe zum kleinsten
Kettenblatt) lässt sich
mit Bezug auf die 22, 24 und 28–32C verstehen. Eine Herunterschalt-Betätigung erfolgt
durch Ausgeben des Antriebs-Steuerdrahtes 604,
was wiederum das Antriebs-Übertragungselement 706 veranlasst,
sich im Uhrzeigersinn in eine Herunterschaltposition relativ zum
Abtriebs-Übertragungselement 794 zu
drehen. Wie in 28 und 29A dargestellt,
wird die Drehung im Uhrzeigersinn des Antriebs-Übertragungselementes 706 über den
Kopplungszapfen 694 auf den Nocken 698 übertragen.
Die Fläche
größeren Durchmessers des
Nockens 698 drückt
gegen die Rolle 832, welche wiederum gegen die Innenumfangsfläche 770 des Positionsabtastelementes 750 drückt, wodurch
bewirkt wird, dass sich das Positionsabtastelement 750 im
Uhrzeigersinn um den Positionsabtastelement-Trägerzapfen 740 dreht.
Die Drehung im Uhrzeigersinn des Positionsabtastelementes 750 bewirkt,
dass der Führungskanal 780 den
Steuerzapfen 838 der Bewegungsübertragungsklinke 830 nach
unten drückt,
wodurch bewirkt wird, dass sich die Bewegungsübertragungsklinke 830 im
Uhrzeigersinn in die in den 29B und 29C dargestellte Position dreht. Die Drehung im
Uhrzeigersinn des Positionsabtastelementes 750 bewirkt
ebenfalls, dass der Steuerzapfen 758 die Steuerfläche 924 des
Klinken-Steuerelements 912 nach unten drückt, um
dadurch das Klinken-Steuerelement 912 im Uhrzeigersinn
in die Anschalt-Position zu drehen. Die Drehung im Uhrzeigersinn
des Klinken-Steuerelementes 912 erlaubt wiederum, dass
sich die Drehelement-Eingreifklinke 892 aus der in 22 dargestellten
Drehelement-Freigabeposition in die in 24 dargestellte
Drehelement-Eingreifposition
bewegt.
-
Wenn
die Drehelement-Eingreifklinke 892 mit einem der Treibzähne 614 in
Eingriff kommt, wird die Drehkraft des Drehelementes 616 zum
Bewegungsübertragungselement 796 weitergeleitet,
wodurch bewirkt wird, dass sich das Bewegungsübertragungselement 796,
die Treibplatte 790 und die Bewegungsübertragungsklinke 830 im
Gegenuhrzeigersinn drehen. Da sich die Bewegungsübertragungsklinke 830 in
der im Uhrzeigersinn gedrehten Position befindet, bewirkt der Klinkenführungskanal 780,
dass der Treibzahn 834 der Bewegungsübertragungsklinke 830 mit dem
Bewegungsübertragungsklinken-Eingreifvorsprung 858 der
Positionsfreigabeplatte 854 in Eingriff kommt, wie in den 30A und 30B dargestellt.
Wenn sich die Bewegungsübertragungsklinke 830 weiter
im Gegenuhrzeigersinn dreht, dreht sich die Positionsfreigabeplatte 854 ebenfalls
im Gegenuhrzeigersinn, so dass der Klinkenfreigabevorsprung 866 gegen
den Klinkenzahn 748 der Positionshalteklinke 744 drückt und
bewirkt, dass sich die Positionshalteklinke 744 im Uhrzeigersinn
dreht. Wenn der Klinkenzahn 748 die Spitze des am weitesten
in Gegenuhrzeigersinn befindlichen Positionshaltezahnes 818 verlässt, wie
in den 31B und 31C dargestellt,
dreht sich das Klinkenrad 814, das Abtriebs-Übertragungselement 794 und
der Nockenstößel 827 im
Uhrzeigersinn, wobei der Abtriebs-Steuerdraht 612 nachgelassen
wird, bis der mittlere Positionshaltezahn 818 des Klinkenrades 814 gegen
den Klinkenzahn 752 der Positionshalteklinke 744 zur
Anlage kommt.
-
Wenn
sich der Nockenstößel 827 im
Gegenuhrzeigersinn mit dem Abtriebs-Übertragungselement 794 dreht,
drückt
die Fläche
größeren Durchmessers
des Nockens 698 gegen die Rolle 831 des Nockenstößels 827,
und die Rolle 831 drückt
gegen die Innenumfangsfläche 770 des
Positionsabtastelementes 750. Dies bewirkt wiederum, dass
sich das Positionsabtastelement 750 im Gegenuhrzeigersinn um
den Positionsabtastelement-Trägerzapfen 740 dreht,
wie in 26A dargestellt. Demzufolge
bewegt sich der Steuerzapfen 758 in die Ausgangsstellung 925 auf
der Steuerfläche 924,
wodurch ermöglicht
wird, dass sich das Klinken-Steuerelement 912 im Gegenuhrzeigersinn
in die Ausschalt-Position bewegt, in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft
der Feder 914. Somit erfolgt, wenn die Drehelement-Eingreifklinke 892 außer Eingriff
vom Treibzahn 614 des Drehelementes 616, eine
Drehung des Bewegungsübertragungselementes 796 im
Uhrzeigersinn, wie dargestellt in den 31B und 31C, so dass sich die Drehelement-Eingreifklinke 892 in
die in 22 dargestellte Drehelement-Freigabeposition bewegt.
-
Wenn
sich die Bewegungsübertragungsklinke 830 im
Uhrzeigersinn bewegt, erfolgt in gleicher Weise eine Drehung im
Uhrzeigersinn der Positionsfreigabeplatte 854, so dass
der Klinkenfreigabevorsprung 866 aufhört, gegen den Klinkenzahn 748 der Positionshalteklinke 744 zu
drücken.
Die Positionshalteklinke 744 dreht sich dann im Gegenuhrzeigersinn
in Übereinstimmung
mit der Vorspannkraft der Feder 760, wodurch ermöglicht wird,
dass sich das Klinkenrad 814, das Abtriebs-Übertragungselement 794 und
der Nockenstößel in die
in den 32B und 32C dargestellte
Endposition bewegen. Zu diesem Zeitpunkt sind der Nockenstößel 827 und
das Positionsabtastelement 750 in der in 32A dargestellten neutralen Position.
-
33 ist
eine detaillierte Ansicht, welche zeigt, wie die Drehelement-Eingreifklinke 892 außer Eingriff
von einem Treibzahn 614 des Drehelementes 616 kommt.
Wenn die Drehelement-Eingreifklinke 892 zuerst in Eingriff
mit dem Treibzahn 614 kommt, kommt eine gekrümmte Seitenflanke 901 des
Drehelement-Eingreifzahns 900 in
Kontakt mit einer konkaven Vertiefung 617 des Treibzahns 614 und
die Drehelement-Eingreifklinke 892 dreht sich zusammen mit
dem Drehelement 616. Gleichzeitig erfolgt eine gleitende
Verschiebung des Kopplungspfostens 888 innerhalb der Führungsaussparung 898.
Wenn das Bewegungsübertragungselement 796 das
Ende seines Hubes erreicht, bewirkt die Führungsaussparung 898,
dass sich die Drehelement-Eingreifklinke 892 und somit
der Drehelement-Eingreifzahn 900 im
Gegenuhrzeigersinn in die in 33 dargestellte
Position geringfügig
drehen, so dass der Drehelement-Eingreifzahn 900 vom Treibzahn 614 freigegeben
wird. Eine weitere Drehung des Drehelementes 616 bewirkt,
dass sich der Drehelement-Eingreifzahn 900 über den
Treibzahn 614 hinweg bewegt, und die Drehelement-Eingreifklinke 892 kehrt
danach in die Ausgangsposition zurück.
-
Wie
bei der ersten Ausführungsform
kann die Unterstützungsvorrichtung 600 mit
mehr als zwei vorderen Kettenblättern
verwendet werden und mehrere Schaltschritte können gleichzeitig erfolgen.
Dies ist möglich,
da ein weiteres Drehen des Antriebs-Übertragungselementes 706 lediglich
bewirkt, dass sich der Nocken 698 so dreht, dass sich ein
größerer Bogen
der Fläche
größeren Durchmessers
des Nockens 698 entweder unter der Rolle 831 oder
unter der Rolle 832 befindet. Somit hält, wenn sich das Abtriebs-Übertragungselement 794 und
der Nockenstößel 827 in
die nächsten
darauffolgenden Gangpositionen drehen, das Positionsabtastelement 750 das Klinken-Steuerelement 912 in
der Anschalt-Position und die Drehelement- Eingreifklinke 892 bleibt darauffolgend
mit den Treibflächen 614 des
Drehelementes 616 in Eingriff, bis die Position des Abtriebs-Übertragungselementes 794 dem
gewünschten
vom Antriebs-Übertragungselement 706 angezeigten
Gang entspricht.
-
34 ist
eine explodierte Ansicht des in 21 dargestellten
vorderen Umwerfers. Wie in dieser gezeigt, beinhaltet eine Flanschanordnung 638 (welche
als Basiselement für
den Umwerfer 608 fungiert) einen Kopplungszipfel 950 und
einen Kopplungszipfel 954. Ein Kopplungselement 958,
welches Kopplungszipfel 959, 960, 961 und 962 aufweist,
ist mit den Kopplungszipfeln 950 und 954 mittels
eines Presssitz-Schwenkstiftes 963 verbunden, der sich durch
eine Öffnung 966 im
Kopplungszipfel 950, durch eine Öffnung 970 im Kopplungszipfel 959, durch
eine Öffnung 974 im
Kopplungszipfel 960 und durch eine Öffnung 978 im Kopplungszipfel 954 erstreckt.
Eine Kettenführung 982 ist
mit dem Kopplungselement 958 mittels eines Presssitz-Schwenkstift 986,
der sich durch eine Öffnung 988 im
Kopplungszipfel 962 und durch eine Öffnung 990 in einem die
Kettenführung 982 halternden
beweglichen Element 992 erstreckt, sowie mittels eines
Presssitz-Schwenkstiftes 994 schwenkbar verbunden, der sich
durch eine Öffnung 998 im
Kopplungszipfel 961 und durch eine Öffnung 1002 in einem
weiteren, die Kettenführung 982 halternden,
beweglichen Element 1004 erstreckt.
-
Ein
Justierbolzen 1006 für
die obere Schaltposition erstreckt sich durch eine Öffnung 1010 in
einer Abdeckung 1014 und durch eine Öffnung 1018 im beweglichen
Element 992, um mit einem Widerlager 1022 auf
dem Kopplungszipfel 962 in Kontakt zu kommen, um die obere
Schaltpositionsgrenze in bekannter Weise einzustellen. In ähnlicher
Weise erstreckt sich ein Justierbolzen 1026 für die untere Schaltposition
durch eine Öffnung 1030 in
der Abdeckung 1014 und durch eine Öffnung 1038 im beweglichen
Element 992, um mit einem Widerlager 1042 auf
dem Kopplungszipfel 962 in Kontakt zu kommen, um die untere
Schaltpositionsgrenze in bekannter Weise einzustellen. Ein Plattenverbindungsbolzen 1046 verbindet
lösbar
die Plattenenden 1050 und 1054 der Kettenführung 982 in
bekannter Weise miteinander, um ein Einlegen einer Kette in die
Kettenführung 982 während eines
Wartungsvorgangs einzulegen.
-
Ein
Ende einer ersten Betätigungseinheit
in Form eines Betätigungsarms 1060 ist
mit einem Kopplungszipfel 954 mittels eines Schwenkstiftes 1064 schwenkbar
verbunden, der sich durch eine Öffnung 1068 im
Kopplungszipfel 954 und durch eine Öffnung 1072 im Betätigungsarm 1060 erstreckt,
so dass sich der Betätigungsarm 1060 um
eine Achse Z dreht. Das andere Ende des Betätigungsarms 1060 ist
mit dem beweglichen Element 992 durch einen Schwenkstift 1076 schwenkbar
verbunden, der sich durch eine Öffnung 1080 im
Betätigungsarm 1060 und
durch eine Öffnung 1084 im
beweglichen Element 992 erstreckt. Der Betätigungsarm 1060 wird auf
dem Schwenkstift 1076 durch eine C-förmige Klammer 1077 an
seinem Platz gehalten, wobei die Klammer in eine Nut 1078 im
Schwenkstift 1076 eingreift. Somit bilden die Flanschanordnung 638,
das Kopplungselement 958, die beweglichen Elemente 992 und 1004 und
der Betätigungsarm 1060 einen Mechanismus
vom Gelenkviereck-Typ, der erlaubt, dass sich, reagierend auf die
Drehung des Betätigungsarms 1060,
die Kettenführung 982 relativ
zur Flanschanordnung 638 dreht. Der Betätigungsarm 1060 beinhaltet
weiter eine Positionseinstellschraube 1088, die sich durch
eine mit einem Gewinde versehene Öffnung 1092 in einem
Positionseinstellzipfel 1096 erstreckt, der seinerseits
ausgehend von der Seite des Betätigungsarms 1060 senkrecht
verläuft. Die
Funktion der Positionsjustierschraube 1088 wird nachstehend
beschrieben.
-
Eine
zweite Betätigungseinheit,
welche ein erstes Betätigungselement 1100 und
ein zweites Betätigungselement 1104 aufweist,
ist mit einem Schwenkstift 1064 schwenkbar verbunden, der
durch eine Öffnung 1108 im
zweiten Betätigungselement 1104 verläuft. Somit
drehen sich das zweite Betätigungselement 1104 und
der Betätigungsarm 1060 beide
um die Achse Z, und sie werden durch eine C-förmige Klammer 1112 an
ihrem Platz gehalten, die mit einer Nut 1116 im Schwenkstift 1064 in
Eingriff ist. Das eine Ende des ersten Betätigungselementes 1100 ist
mit dem einen Ende des zweiten Betätigungselementes 1104 über einen
Schwenkzapfen 1120 schwenkbar verbunden, der sich durch Öffnungen 1124 in
Kopplungszipfeln 1128 im zweiten Betätigungselement 1104 und
durch eine Öffnung 1132 im ersten
Betätigungselement 1100 erstreckt,
welches sich zwischen den Kopplungszipfeln 1128 befindet. Der
Schwenkstift 1120 definiert eine Drehachse Z und wird durch
eine C-förmige
Klammer 1136 an seinem Platz gehalten, wobei die Klammer
mit einer Nut 1138 des Schwenkstiftes 1120 in
Eingriff ist. Die anderen Enden des ersten Betätigungselementes 1100 und
des zweiten Betätigungselementes 1104 sind justierbar
miteinander verbunden, und zwar mittels einer Positionsjustierschraube 1139,
die sich durch eine mit einem Gewinde versehene Öffnung 1140 in einem
Kopplungszipfel 1141 des ersten Betätigungselementes 1100 und
in eine mit einem Gewinde versehene Öffnung 1143 im Kopplungszipfel 1144 des zweiten
Betätigungselementes 1104 erstreckt.
-
Das
erste Betätigungselement 1100 beinhaltet
eine Drahtaufwickelfläche 1146 zum
Aufwickeln des Abtriebs-Steuerdrahtes 612. Eine Draht-Koppeleinrichtung 1150,
welche eine Schraube 1154 und ein Draht-Aufnahmeelement 1158 aufweist,
ist am ersten Betätigungselement 1100 befestigt.
Die Schraube 1154 erstreckt sich durch eine Öffnung 1160 im Draht-Aufnahmeelement 1158 und
ist in eine mit einem Gewinde versehene Öffnung 1162 im ersten
Betätigungselement 1100 eingeschraubt,
so dass der Abtriebs-Steuerdraht 612 fest zwischen das
erste Betätigungselement 1100 und
das Draht-Aufnahmeelement 1158 eingefügt ist. Wie in 35 dargestellt, ist
die Endfläche
der Positionseinstellschraube 1088 mit einem Widerlager 1162 in
Kontakt, das auf den Kopplungszipfel 1144 des zweiten Betätigungselementes 1104 ausgebildet
ist. Somit bewirkt ein Einziehen des Abtriebs-Steuerdrahtes 612, dass sich das
erste Betätigungselement 1100,
das zweite Betätigungselement 1104 und
der Betätigungsarm 1060 im
Uhrzeigersinn als Einheit entgegen der Vorspannkraft einer (nicht
dargestellten) herkömmlichen
Rückstellfeder
drehen, was bewirkt, dass sich die Kettenführung 982 nach rechts
in 21 bewegt. Umgekehrt bewirkt ein Ausgeben des
Abtriebs-Steuerdrahtes 612, das sich das erste Betätigungselement 1100, das
zweite Betätigungselement 1104 und
der Betätigungsarm 1060 im
Gegenuhrzeigersinn als Einheit in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft
der Rückstellfeder
bewegen, wodurch verursacht wird, dass sich die Kettenführung 982 nach
links in 21 bewegt.
-
Es
sollte offensichtlich sein, dass die relative Drehposition zwischen
der ersten Betätigungseinheit (Betätigungsarm 1060)
und der zweiten Betätigungseinheit
(erstes Betätigungselement 1100 und
zweites Betätigungselement 1104)
mittels der Drehpositions-Justierschraube 1088 justiert
werden kann. Ebenso bewirkt, wie in 36 dargestellt,
ein Drehen der Positionseinstellschraube 1139, dass der
Wickelradius R für
die Aufwickelfläche 1146,
insbesondere der Abschnitt der Aufwickelfläche 1146 nahe bei
der Justierschraube 1139, entsprechend zunimmt oder abnimmt.
Dies bewirkt wiederum, dass sich die Kabel-Zugrate in Abhängigkeit
von nicht nur dem Winkelradius R, sondern auch von der Gesamtdrehposition
des ersten Betätigungselementes 1100 und
des zweiten Betätigungselementes 1104 verändert. Somit
lässt sich
durch Auswählen
einer gewünschten Krümmung für die Aufwickelfläche 1146 und
durch ein demgemäßes Einstellen
der Positionsjustierschraube 1139 eine spezielle Kabel-Zugraten-Charakteristik
erzielen, und die Drehposition des ersten Betätigungselementes 1100 und
des zweiten Betätigungselementes 1104,
bei welcher die Kabel-Zugraten-Charakteristik auftritt, kann durch
Einstellen der Positionsjustierschraube 1088 gewählt werden.
Dies sorgt für
eine hervorragende Flexibilität,
so dass Umwerfer untergebracht werden können, welche unterschiedliche
und veränderliche
Betätigungsverhältnisse
(Betätigungsraten)
aufweisen.
-
Auch
wenn im Vorhergehenden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben wurden, können
weitere Modifikationen verwendet werden, ohne vom Gedanken und Schutzumfang
der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können Größe, Form, Ort und Orientierung
der verschiedenen Bauelemente nach Wunsch verändert werden. Die Funktionen
eines einzigen Elementes können
durch zwei Elemente ausgeführt
werden, und umgekehrt. Es ist nicht erforderlich, dass in einer
speziellen Ausführungsform
alle Vorteile gleichzeitig vorhanden sind. Jedes sich vom Stand
der Technik unterscheidende Merkmal sollte, allein oder in Kombination
mit anderen Merkmalen, als separate Beschreibung weiterer Erfindungen
der Anmelderin betrachtet werden, einschließlich der strukturellen und/oder
funktionalen Konzepte, die durch eines oder mehrere derartige Merkmale
realisiert sind. Somit versteht sich der Schutzumfang der Erfindung
als nicht eingeschränkt durch
die spezifischen offenbarten Strukturen oder den scheinbaren anfänglichen
Fokus auf eine spezielle Struktur oder Merkmal.