-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Die
Erfindung betrifft Fahrräder,
und insbesondere einen Fahrradumwerfer, der ein mit einem Gewinde
versehenes Element zum Montieren des Umwerfers an einem Fahrradrahmen
beinhaltet.
-
Ein
hinterer Umwerfer eines Fahrrades ist mit einer Antriebskette bei
einem von einer Mehrzahl von Kettenrädern in Eingriff, die an der
Nabe des Hinterrades montiert sind. Ein herkömmlicher Umwerfer weist ein
Basiselement, das am hinteren Ende des Rahmens lösbar befestigt ist, eine Kettenführung, welche
die Kette auf die Mehrzahl von Kettenrädern lenkt, ein bewegliches
Element, das die Kettenführung
schwenkbar lagert, und einen Gelenkmechanismus auf, der das bewegliche
Element relativ zum Basiselement beweglich lagert. Hintere Ausfallabschnitte
sind am hinteren Ende des Rahmens ausgebildet, um das hintere Laufrad
und den hinteren Umwerfer zu montieren. Das Basiselement wird manchmal
an der Nabenachse des Hinterrades montiert und mittels einer Mutter
befestigt, die auf die Nabenachse aufgeschraubt wird. Ein derartiger
Umwerfer ist beispielsweise in der japanischen Patent-Publikation
Nr. H1-136,888 dargestellt. Das Dokument
EP 0 875 444 A1 offenbart
einen Fahrradumwerfer gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
-
Die
Kettenführung
weist ein Paar von vertikal fluchtenden Umlenkrollen auf, welche
die Kette auf eine der Mehrzahl von Kettenrädern lenken, wobei die Kettenführung mit
dem beweglichen Element schwenkbar gekoppelt ist, so dass die Kettenführung um
eine Achse schwenkt, die zur Nabenachse im Wesentlichen parallel
ist. Die Kettenführung
ist relativ zum beweglichen Element in einer Richtung vorgespannt,
die auch eine Spannung auf der Kette erzeugt (typischerweise im
Uhrzeigersinn, bei Betrachtung in Richtung vom Umwerfer seitlich
nach außen). Der
Ge lenkmechanismus kann einen Vier-Punkt-Gelenkmechanismus aufweisen,
der ein Paar von Verbindungsgliedern aufweist, die das bewegliche
Element in Richtung der Nabenachse und diametral nach außen bewegen,
wenn sich die Kettenführung näher zu den
Kettenrädern
hinbewegt. Die Kabelseele einer Bowdenkabel-Baugruppe ist derart am Gelenkmechanismus
befestigt, dass ein Einziehen oder Nachlassen der Kabelseele unter
Verwendung einer an der Lenkstange angeordneten Schalteinrichtung bewirkt,
dass der Gelenkmechanismus das bewegliche Element und die Kettenführung so
bewegt, dass die Kette mit einem gewünschten Kettenrad in Eingriff
kommt.
-
INHALT DER
ERFINDUNG
-
Die
Erfindung betrifft verschiedene Merkmale eines Fahrradumwerfers.
Bei einer Ausführungsform
weist der Umwerfer auf: ein Basiselement, das ein Eingriffelement
beinhaltet, das nicht drehbar mit dem Fahrradrahmen in Eingriff
kommt; ein mit einem Gewinde versehenes Element, das mit dem Basiselement
verbunden ist, um mit einem Gewindeschaft in Eingriff zu kommen;
eine Kettenführung;
und einen Verbindungsmechanismus, der zwischen dem Basiselement
und der Kettenführung
so verbunden ist, dass sich die Kettenführung relativ zum Basiselement
bewegt. Zusätzliche
erfinderische Merkmale gehen aus der nachfolgenden Beschreibung
klar hervor, und derartige Merkmale können, allein oder in Kombination
mit den zuvor beschriebenen Merkmalen, die Basis weiterer Erfindungen
bilden, wie in den Ansprüchen
und deren Äquivalenten
dargelegt.
-
Das
Problem einer zuverlässigen
Befestigung der unterschiedlichen Bauelemente wird durch einen Umwerfer
gemäß Anspruch
1 gelöst,
und zwar insbesondere in Bezug auf dessen Rotationseinschränkungselement.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
eine Seitenansicht einer speziellen Ausführungsform eines Fahrrades;
-
2 ist
eine detailliertere Seitenansicht des hinteren Umwerfers;
-
3 ist
eine explorierte Ansicht relevanter Bauelemente des hinteren Umwerfers
in der Nähe des
Basiselements des Umwerfers;
-
4 ist
ein partieller Querschnitt der Bauelemente in der Nähe des Basiselementes
des hinteren Umwerfers in einem zusammengebauten Zustand;
-
5 ist
ein partieller Querschnitt eines Rotationseinschränkungsmechanismus
für den
hinteren Umwerfer;
-
6 ist
ein partieller Querschnitt eines Rotationseinschränkungsmechanismus
für das
Basiselement;
-
7 ist
eine explodierte Ansicht von Stoßaufnahmebauelementen für den Rotationseinschränkungsmechanismus
für den
Umwerfer; und
-
8 ist
ein partieller Querschnitt der Bauelemente in der Nähe des Basiselementes
einer alternativen Ausführungsform
eines hinteren Umwerfers in einem zusammengebauten Zustand.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
1 ist
eine Seitenansicht einer speziellen Ausführungsform eines Fahrrades 1.
Das Fahrrad 1 beinhaltet einen diamantförmigen Rahmenkörper 2, eine
vordere Gabel 3, eine Lenkstangeneinheit 4, ein Vorderrad 5f,
ein Hinterrad 5r, eine Antriebseinheit 7 zum Übertragen
der Rotation von Pedalen 6 auf ein Hinterrad 5r,
eine vordere Bremseneinheit 8f und eine hintere Bremseneinheit 8r.
-
Der
Rahmenkörper 2 weist
vordere und hintere Dreiecksabschnitte auf, wobei der vordere Dreiecksabschnitt
ein Steuerkopfrohr 15, ein Oberrohr 16, ein Unterrohr 17 und
ein Sitzrohr 18 aufweist. Die Gabel 3 ist am Steuerkopfrohr 15 für eine Rotation um
eine geneigte Achse angebracht. Die Lenkstangeneinheit 4 ist
am oberen Abschnitt der Gabel 3 angebracht, und das Vorderrad 5f ist
am unteren Abschnitt der Gabel 3 drehbar angebracht. Die
Lenkstangeneinheit 4 weist einen Lenkervorbau 21a und eine
Lenkstange 21b auf, die an der Oberseite eines Lenkervorbaus 21a montiert
ist, wobei der Lenkervorbau 21a an der Oberseite einer
Vordergabel 3 montiert ist. Die Lenkstange 21b ist
mit einem Paar von linken und rechten Griffen 22, einem
Paar von linken und rechten Schaltsteuereinheiten 23 und
einem Paar von linken und rechten Bremssteuereinrichtungen 24 ausgerüstet. Eine
vertikal einstellbare Sattelstütze 9a mit
einem daran montierten Sattel 9 ist im oberen Abschnitt
eines Sitzrohrs 18 montiert, und ein vorderer Abschnitt
einer Antriebseinheit 7 ist am unteren Abschnitt des Sitzrohrs 18 drehbar
montiert.
-
Der
hintere Dreiecksabschnitt des Rahmenkörpers 2 weist ein
Sitzrohr 18, ein Paar von Sitzstreben 19 und ein
Paar von Kettenstreben 20 auf. Die hinteren Enden der Sitzstreben 19 und
der Kettenstreben 20 sind durch hintere Ausfallabschnitte 30 verbunden
(3), und ein Hinterrad 5r ist an diesen hinteren
Ausfallabschnitten 30 angebracht. Wie in 3 und 4 dargestellt,
beinhaltet der rechte hintere Ausfallabschnitt 30 einen
Befestigungsschlitz 30a und eine Gewindebohrung 30b.
Der Befestigungsschlitz 30a ist typischerweise vom unteren Ende
des hinteren Ausfallabschnittes 30 diagonal nach oben ansteigend
ausgebildet, und die Gewindebohrung 30b ist typischerweise
am Ende eines vorstehenden Abschnittes ausgebildet, der von der Rückseite
des hinteren Ausfallabschnittes 30 diagonal nach unten
vorsteht. Der Befestigungsschlitz 30a wird zum Einbauen
der Nabenachse 29a einer hinteren Nabe 29 des
Hinterrades 5r verwendet, und eine Gewindebohrung 30b wird
zum Montieren eines Umwerfers 27 verwendet. Der Umwerfer 27 ist
auch an der Nabenachse 29a angebracht. Um eine Beschädigung oder
eine Verformung der übrigen
Bauelemente des Rahmenkörpers 2 zu
verhindern, ist es möglich, dass
die hinteren Ausfallabschnitte weniger steif als die übrigen Bauelemente
sind, und sie können
so gestaltet sein, dass sie bei Beschädigung ausgetauscht werden
können.
-
Der
Antriebsabschnitt 7 weist eine Kette 10 und vordere
und hintere externe Gangschaltvorrichtungen 11 und 12 auf.
Die vordere externe Gangschaltvorrichtung 10 ist an einem
unteren Beschlagabschnitt des Sitzrohrs 18 angeordnet,
und sie beinhaltet eine Kettenradkurbel 25 und einen vorderen Umwerfer 26.
Die Kettenradkurbel 25 kann eine Mehrzahl von (z. B. drei)
Kettenrädern
mit unterschiedlichen Anzahlen von Zähnen beinhalten. Der vordere
Umwerfer 26 ist mit einer der Schaltsteuervorrichtungen 23 mittels
einer Schaltkabelbaugruppe in Form eines (nicht dargestellten) Bowden-Kabels funktionsmäßig verbunden,
und der vordere Umwer fer 26 bringt die Kette 10 mit
einem der drei auf der Kettenradkurbel 5 angeordneten Kettenräder, ansprechend
auf die Funktionsweise der Schaltsteuervorrichtung 23,
in Eingriff.
-
Wie
in 1, 2 und 4 dargestellt, weist
die hintere externe Gangschaltvorrichtung 12 einen hinteren
Umwerfer 27 und einen Zahnradblock 28 auf, der
eine Mehrzahl von (z. B. acht) Kettenrädern G1 bis G8 mit unterschiedlichen
Anzahlen von Zähen
aufweist, die an der hinteren Nabe 29 angebracht sind.
Der hintere Umwerfer 27 ist mit einer der Schaltsteuervorrichtungen 23 mittels
einer Schaltkabelbaugruppe 13 in Form eines Bowden-Kabels
funktionsmäßig verbunden,
und ein hinterer Umwerfer 27 bringt die Kette 10 mit
einem der Kettenräder
G1 bis G8, ansprechend auf die Funktionsweise der Schaltsteuervorrichtung 23,
in Eingriff.
-
Wie
in 2 bis 6 dargestellt, ist der hintere
Umwerfer 27 lösbar
am rechten hinteren Ausfallabschnitt 30 angebracht. Die
Baugruppe weist ein Basiselement in Form eines ersten Basiselementkörpers 31 auf,
der am hinteren Ausfallabschnitt 30 befestigt ist, einen
zweiten Basiselementkörper 32,
der am ersten Basiselementkörper 31 drehbar
angebracht ist, eine Kettenführung 33,
ein bewegliches Element 34, einen Kopplungsmechanismus
in Form eines Gelenkmechanismus 35 und erste und zweite Rotationseinschränkungsmechanismen 36 und 37 zum
Einschränken
der Drehbewegung eines zweiten Basiselementkörpers 32 relativ zum
ersten Basiselementkörper 31 in
beiden Drehrichtungen.
-
Der
erste Basiselementkörper 31 ist
an der Nabenachse 29a des Hinterrades 5r lösbar befestigt, das
im Befestigungsschlitz 30a des hinteren Ausfallabschnittes 30 angeordnet
ist. Der erste Basiselementkörper 31 weist
einen ersten Beschlagkörper 40 und
einen zweiten Beschlagkörper 41 auf,
wobei der zweite Beschlagkörper 41 am
ersten Beschlagkörper 40 mittels
einer Schraube 52 angebracht ist. Die Beschlagkörper 40 und 41 weisen
erste und zweite obere Befestigungsabschnitte 40a und 41a und
erste und zweite untere Befestigungsabschnitte 40b und 41b auf.
Erste und zweite obere Befestigungsabschnitte 40a und 41a sind
in Kontakt miteinander und sind angeordnet, um am Befestigungsschlitz 30a angeordnet
zu sein, hingegen sind erste und zweite untere Befestigungsabschnitte 40b und 41b mit
Abstand zueinander angeordnet, um einen zweiten Basiselementkörper 32 zwischen
sich aufzunehmen.
-
Wie
in 3 und 4 dargestellt, ist ein erster
Beschlagkörper 40 ein
plattenförmiges
Element. Ein oberer Befestigungsabschnitt 40a beinhaltet
ein Durchgangsloch 40c zur Aufnahme einer Nabenachse 29a,
ein Eingangselement in Form eines Drehanschlagvorsprungs 40d,
das auf der dem Ausfallabschnitt 30 zugewandten Fläche ausgebildet
ist, um mit einem Befestigungsschlitz 30a in einfacher Weise
in Eingriff zu kommen, und einen Positioniervorsprung 40e,
der auf der entgegengesetzten Fläche
ausgebildet ist, um mit dem zweiten Beschlagkörper 41 in Eingriff
zu kommen. Der Drehanschlagvorsprung 40d ist am Umfang
des Durchgangsloches 40c ausgebildet und weist eine Breite
auf, die geringfügig
kleiner als die Breite des Befestigungsschlitzes 30a ist.
Der Drehanschlagvorsprung 40d verhindert, dass sich der
erste Basiselementkörper 31 relativ zum
hinteren Ausfallabschnitt 30 dreht, wenn der erste Basiselementkörper 31 am
hinteren Ausfallabschnitt 30 mittels der Nabenachse 29a angebracht ist.
Der Positioniervorsprung 40e wird verwendet, um die Drehposition
der Beschlagkörper 40 und 41 relativ
zueinander festzulegen.
-
Der
zweite Beschlagkörper 41 weist
eine gestufte Querschnittskonfiguration auf, derart, dass der zweite
untere Befestigungsabschnitt 41b gegenüber dem zweiten oberen Befestigungsabschnitt 41a seitlich
versetzt ist, um mit dem ersten unteren Befestigungsabschnitt 40b des
ersten Beschlagkörpers 40 den
Raum zu bilden, um den zweiten Basiselementkörper 32 aufzunehmen.
Der zweite obere Befestigungsabschnitt 41a beinhaltet ein
Mutterbefestigungselement 46, das ein Durchgangsloch 41c ausbildet,
und eine Positionieraussparung 41d, die dem ersten oberen
Befestigungsabschnitt 40a des ersten Beschlagkörpers zugewandt
ist. Das Durchgangsloch 41c nimmt eine Nabenachse 29a und
einen Abschnitt eines Mutternelementes 39 auf, und die
Positioniervertiefung 41d kommt mit dem Positioniervorsprung 40e in
Eingriff, der auf den ersten oberen Befestigungsabschnitt des ersten
Beschlagkörpers 40 ausgebildet
ist, um die Drehposition des ersten Beschlagkörpers 40 relativ zum
zweiten Beschlagkörper 41 festzulegen.
-
Der
erste untere Befestigungsabschnitt 40b des ersten Beschlagkörpers 40 beinhaltet
eine Gewindebohrung 40f, und der zweite untere Befestigungsabschnitt 41b beinhaltet
ein gestuftes Durchgangsloch 41e. Ein Befestigungsschaft 50,
der einen Kopf 50a mit einer Sechsecköffnung, einem Gewindeabschnitt 50b und
einer Clip-Nut 50c zum
Montieren eines E-Clip 58 aufweist, verläuft durch
ein Durchgangsloch 41e hindurch und ist in eine Gewindebohrung 40f eingeschraubt.
Der Befestigungsschaft 50 befestigt die Beschlagkörper 40 und 41 miteinander
und lagert drehbar einen zweiten Basiselementkörper 32 in einer nachfolgend
beschriebenen Weise. Eine ebene Begrenzungsfläche 40g ist auf der
Außenumfangsfläche des
ersten unteren Befestigungsabschnittes 40b des ersten Beschlagkörpers 40 ausgebildet,
um die Drehposition des zweiten Basiselementkörpers 32 relativ zum
ersten Basiselementkörper 31 zu
bestimmen.
-
Der
zweite Basiselementkörper 32 weist
auf: einen rohrförmigen
Augenabschnitt 32a, der auf einem Befestigungsschaft 50 drehbar
gelagert ist; einen Armabschnitt 32b, der sich vom Augenabschnitt 32 radial
nach außen
erstreckt; einen ersten Drehbegrenzungsvorsprung 36a, der
einen Teil eines ersten Drehbeschränkungsbauelementes eines ersten Drehbeschränkungsmechanismus 36 bildet;
und einen zweiten Drehbeschränkungsvorsprung 37a,
der ein zweites Drehbeschränkungsbauelement
eines zweiten Drehbeschränkungsmechanismus 37 bildet. Der
ersten Drehbeschränkungsmechanismus 36 beschränkt die
Drehbewegung eines zweiten Basiselementkörpers 32 im Gegenuhrzeigersinn
(Richtung von Pfeil B in 5), hingegen beschränkt der
zweite Drehbeschränkungsmechanismus 37 eine
Rotationsbewegung eines zweiten Basiselementkörpers 32 im Uhrzeigersinn
(Richtung von Pfeil A in 5). Ein Paar von Gelenkträgerabschnitten 32c sind
am distalen Ende des Armabschnittes 32b zum Montieren des
Gelenkmechanismus 35 ausgebildet. Ein ringförmiger Vorsprung 32d ist
an einem seitlich äußeren Ort
der Innenumfangsfläche
des Augenabschnittes 32a ausgebildet, um eine im Wesentlichen rohrförmige Lagerbuchse 51 durch
Aufquetschen zu befestigen. Ein röhrförmiges Verstärkungselement 53 ist
zwischen dem Befestigungsschaft 50 und der Lagerbuchse 51 zum
Verstärken
eines Basiselementkörpers 31 angeordnet.
Das Verstärkungsele ment 53 weist
ein erstes Ende, das gegen einen seitlich inneren Ort des zweiten
unteren Befestigungsabschnittes 41b zur Anlage kommt, und
ein zweites Ende auf, das gegen den E-Clip 58 ansteht,
der in der im Befestigungsschaft 50 ausgebildeten Clip-Nut 50c angebracht
ist. Als Ergebnis wird, sogar wenn die Außenfläche des zweiten unteren Befestigungsabschnittes 41b in
einen Felsen oder einen Baum prallt, wodurch der zweite untere Befestigungsabschnitt 41b einer
von außen
kommenden Kraft ausgesetzt wird, diese Kraft durch das Verstärkungselement 53 aufgenommen,
was den zweiten unteren Befestigungsabschnitt 41b verformungsbeständig macht. Das
Verstärkungselemnt 53 isoliert
auch den zweiten Basiselementkörper 32 gegen
derartige Kräfte,
und daher ist es auch möglich,
die Wahrscheinlichkeit einer Verformung oder einer Beschädigung des
zweiten Basiselementkörpers 32 zu
verringern.
-
Eine
Anschlagplatte 54 ist zwischen dem E-Clip 58 und
einem seitlich innerhalb liegenden Ort des Augenabschnittes 32a angeordnet.
Die Anschlagplatte 54 kann durch Pressformen eines Metallbleches
hergestellt sein und weist einen Scheibenabschnitt 54a und
erste und zweite Vorsprünge 54b und 54c auf.
Der Scheibenabschnitt 54a weist eine gestufte Querschnittform
auf, und erste und zweite Vorsprünge 54b und 54c erstrecken
sich vom Scheibenabschnitt 54a diametral nach außen und sind
in zueinander entgegengesetzte seitliche Richtungen gekrümmt. Das
Verstärkungselement 53 erstreckt
sich durch eine im Scheibenabschnitt 54a ausgebildete mittige Öffnung.
Der erste Vorsprung 54b ist derart ausgebildet, dass er
neben der Begrenzungsfläche 40f angeordnet
sein kann, die auf dem ersten Beschlagkörper 40 ausgebildet
ist, und eine Befestigungsschraube 59 ist in diesen ersten
Vorsprung 54b eingeschraubt, wobei das distale Ende der
Einstellschraube 59 mit der Begrenzungsfläche 40g in
Kontakt ist. Die Drehposition der Anschlagplatte 54 und
somit der zweite Basiselementkörper 32 können relativ
zum ersten Basiselementkörper 31 durch
Drehen der Einstellschraube 59 eingestellt werden. Der
zweite Vorsprung 54c ist derart ausgebildet, dass er neben
dem auf dem zweiten Basiselementkörper 32 ausgebildeten
Drehbegrenzungsvorsprung 37a angeordnet sein kann (z. B.
gegen diesen anstehen kann).
-
Ein
Vorspannmechanismus in Form einer Torsionsschraubenfeder 55 ist
im Augenabschnitt 32a des zweiten Basiselementkörpers 32 derart montiert,
dass ein erstes Ende der Feder 55 in einem im Vorsprung 32d ausgebildeten
Federhalteloch 32e festgehalten wird und das andere Ende
der Feder 55 in einem in Anschlagplatte 54 ausgebildeten
Federhalteloch 54d festgehalten wird. Die Feder 54 spannt die
Anschlagplatte 54 im Gegenuhrzeigersinn vor, so dass der
zweite Vorsprung 54c der Anschlagplatte 54 gegen
den zweiten Drehbegrenzungsvorsprung 37a ansteht. Ein O-Ring 56 ist
zwischen den Vorsprung 32d des Augenabschnittes 32a und
dem zweiten unteren Befestigungsabschnitt 41b des zweiten
Beschlagkörpers 41 angebracht,
um zu verhindern, dass Flüssigkeiten
oder Fremdstoffe in den die Feder 55 enthaltenden Hohlraum
eindringen. Ein scheibenförmiger
Dichtungsring 57 ist zwischen dem Augenabschnitt 32a und
der Anschlagplatte 54 zum gleichen Zweck angebracht.
-
Wie
in 3, 5 und 7 dargestellt, weist
ein erster Drehbegrenzungsmechanismus 36 den ersten Begrenzungsvorsprung 36a auf
dem zweiten Basiselementkörper 32,
einem Führungsabschnitt 36b,
der integral mit einem zweiten Beschlagkörper 41 ausgebildet
ist, eine elastische Stoßaufnahmeeinrichtung 36c und
einen Einstellbolzen 36d auf, der zum Einstellen der Position
der Stoßaufnahmeeinrichtung 36c vorgesehen
ist. Die Stoßaufnahmeeinrichtung 36c kann
aus einem elastischen Material wie beispielsweise Synthesekautschuk
ausgebildet sein. Der Führungsabschnitt 36b weist
eine im Wesentlichen rechteckige Form auf und bildet einen innenliegenden
rechteckigen Führungsraum 36e mit Führungsnuten 36f auf
einem Paar von entgegengesetzten Wänden. Die Stoßaufnehmereinrichtung 36c weist
ein Paar von Führungsvorsprüngen 36g auf entgegengesetzten
Wänden
auf, die mit Führungsnuten 36f in
Eingriff kommen. Ein Dämpfungselement 36c wird
im Führungsraum 36e mittels
eines im Wesentlichen C-förmigen
Metallrückhalteelementes 36h zurückgehalten.
-
Um
den ersten Drehbeschränkungsmechanismus 36 zu
verwenden, wird der Einstellbolzen 36d zu einem Zeitpunkt
gedreht, bei dem die Kettenführung 33 und
das bewegliche Element 34 nicht in Kontakt mit den Kettenstreben 20 sind,
bis der ers te Rückhaltevorsprung 36a gegen
das Dämpfungselement 36c zur
Anlage kommt. Als Ergebnis begrenzt der erste Drehbegrenzungsmechanismus 36 die Drehbewegung
des zweiten Basiselementkörpers 32,
so dass die Kettenführung 33 und
das Bewegungselement 34 nicht mit den Kettenstreben 20 in Kontakt
kommen, sogar wenn sich der zweite Basiselementkörper 32 im Gegenuhrzeigersinn
dreht.
-
Der
zweite Drehbegrenzungsmechanismus 37 begrenzt die Drehbewegung
des zweiten Basiselementkörpers 32 im
Uhrzeigersinn. Der zweite Drehbegrenzungsmechanismus 37 weist
den zweiten Begrenzungsvorsprung 37a auf dem zweiten Basiselementkörper 32 und
den zweiten Vorsprung 54c auf der Anschlagplatte 54 auf.
Bei Abwesenheit von Spannung auf der Kette 10 dreht sich
die Anschlagplatte 54 im Gegenuhrzeigersinn unter der Vorspannkraft
der Spannschraubenfeder 55, bis der zweite Begrenzungsvorsprung 37a gegen
den zweiten Vorsprung 54c zur Anlage kommt, wodurch die
Drehposition des zweiten Basiselementkörpers 37 relativ zur Anschlagplatte 54 festgelegt
wird.
-
Das
Mutternelement 39 weist einen rohrförmigen Schaft 39b und
einen Flansch 39c auf, der von einer äußeren Seitenfläche des
Schaftes 39b radial nach außen vorsteht. Der Schaft 39b weist
einen Innengewindeabschnitt 39a auf, der auf die Nabenachse 29a aufgeschraubt
wird, und einen Flansch 39c weist ein Sechskantwerkzeug-Eingreifloch 39d auf, mit
dem ein Inbusschlüssel
in Eingriff gebracht werden kann. Ein Drehbegrenzungsmechanismus 47 ist auf
dem Mutternelement 39 und dem Mutterbefestigungselement 46 ausgebildet,
um eine Drehung des Mutternelementes 39 relativ zum Mutterbefestigungselement 46 einzuschränken. Wie
in 3 bis 6 dargestellt, weist ein Drehbegrenzungsmechanismus 47 einen
Vorsprung 47a auf, der auf einer inneren seitlichen Fläche 39e des
Flansches 39c ausgebildet ist, und eine Konkavität 47b,
die auf einer äußeren Seitenfläche 46a eines
Mutterbefestigungselements 46 ausgebildet ist. Ein Uhrzeigerdrehungs-Begrenzungsmechanismus 48 ist
durch ein im Uhrzeigesinn weisendes Widerlager 47c, das
auf dem Mutternelement 39 ausgebildet ist, und ein im Gegenuhrzeigersinn
weisendes Widerlager 47d ausgebildet, das auf der Konkavität 47b im
Mutterbefestigungselement 46 ausgebildet ist. Ein Gegenuhrzeigersinndrehungs- Einschränkungsmechanismus 45 ist
durch ein im Gegenuhrzeigersinn weisendes Widerlager 47e,
das auf dem Mutternelement 39 ausgebildet ist, und ein
im Uhrzeigersinn weisendes Widerlager 47f ausgebildet,
das auf der Konkavität 47b im Mutterbefestigungselement 46 ausgebildet
ist.
-
Eine
Kettenführung 33 beinhaltet
ein Paar von Umlenkrollen 33a und 33b, wobei die
Kette 10 um den vorderen Abschnitt der Umlenkrolle 33a und um
den hinteren Abschnitt der Umlenkrolle 33b herumgewunden
ist. Die Kettenführung 33 führt die
Kette 10 auf ausgewählte
von der Mehrzahl von Kettenrädern
G1 bis G8. Die Kettenführung 33 ist
mit dem beweglichen Element 34 so verbunden, dass sie um eine
Achse schwenkt, die im Wesentlichen parallel zur Nabenachse 29a der
hinteren Nabe 29 ist. Eine Schraubenfeder 38 ist
zwischen der Kettenführung 33 und
dem beweglichen Element 34 montiert, um die Kettenführung 33 im
Uhrzeigersinn (der Richtung des Pfeils C in 2) vorzuspannen,
und zwar seitlich von außen
gesehen. Ein derartiges Vorspannen, in Verbindung mit dem Vorspannen
im Uhrzeigersinn des zweiten Basiselementkörpers 32, vermittelt
der Kette 10 eine Spannung, so dass die Kette 10 einem Herunterfallen
vom Zahnradblock 28 widersteht. Auch stimmt, da der zweite
Basiselementkörper 32 und
die Kettenführung 33 während der
Gangschaltoperationen schwenken, der Bewegungspfad der Kettenführung 33 ohne
Weiteres mit dem Radialprofil der Kettenräder G1 bis G8 überein,
so dass die Kette 10 leichtgängig auf ein Beliebiges der
Kettenräder
G1 bis G8 geführt
werden kann.
-
Der
Gelenkmechanismus 35 verbindet das bewegliche Element 34 mit
dem zweiten Basiselementkörper 32,
so dass sich das bewegliche Element 34 relativ zum zweiten
Basiselementkörper 32 bewegen
kann. Wie in 2 dargestellt, weist der Gelenkmechanismus 35 erste
und zweite Gelenkelemente 60 und 61 auf, die an
ihren ersten Enden mittels eines Paares von Schwenkzapfen 63 an
einem Gelenkträger 32c montiert
sind, der am unteren Abschnitt des zweiten Basiselementkörpers 32 angeordnet
ist. Die zweiten Enden der ersten und zweiten Gelenkelemente 60 und 61 sind
am beweglichen Element 34 mittels eines weiteren Paars
von Schwenkzapfen 63 montiert. Eine Schraubenfeder 62 ist
mit einem Paar der Schwenkzapfen 63, die sich an entgegengesetzten
Ecken befinden, verbunden, so dass die ersten und zweiten Gelenkelemente 60 und 61 das
bewegliche Element 34 und die Kettenführung 33 zu dem einen
großen
Durchmesser aufweisenden Kettenrad G8 vorspannen. Eine Kabelseelen-Befestigungseinheit 64 ist
an einer Seitenfläche
des zweiten Gelenkelementes 61 angeordnet, um die Kabelseele 13a der
Schaltkabelbaugruppe 13 zu befestigen, und eine äußere Gehäusebefestigungseinheit 65 ist
am zweiten Basiselementkörper 32 in
unmittelbarer Nähe
zum Augenabschnitt 32a angeordnet, um die Außenhülle 13b der
Schaltkabelbaugruppe 13 zu befestigen.
-
Um
den Umwerfer 27 an Fahrrad 1 anzubringen, wird
als erstes die hintere Nabe 29 am hinteren Ausfallabschnitt 30 angebracht,
dadurch, dass die Nabenachse 29a im Befestigungsschlitz 30a platziert wird.
Dann wird der erste Basiselementkörper 31 über der
Nabenachse 29a platziert, dadurch, dass sich die Nabenachse 29a durch
die Öffnungen 40c und 41c im
ersten Beschlagkörper 40 und
dem zweiten Beschlagkörper 41 erstreckt.
Ein Drehanschlagvorsprung 40d auf dem ersten Beschlagkörper 40 wird
in den Befestigungsschlitz 30a auf dem hinteren Ausfallabschnitt 30 eingesetzt,
und ein Positioniervorsprung 40e am ersten Beschlagkörper 40 wird
in die Positioniervertiefung 41d des zweiten Beschlagkörpers 41 eingesetzt,
wodurch die Drehposition des hinteren Ausfallabschnittes 30 des
ersten Beschlagkörpers 40 und
des zweiten Beschlagkörpers 41 relativ
zueinander festgelegt wird. Ein Außengewindeabschnitt 29b der
Nabenachse 29a wird dann in den Innengewindeabschnitt 39a des
Mutternelements 39 eingeschraubt. Während dieser Zeit wird das
Mutternelement 39 mit der Hand gegen das Mutterbefestigungselement 46 gedrückt, so
dass der Vorsprung 47a auf dem Mutternelement 39 mit
der Konkavität 47b im
Mutterbefestigungselement 46 in Eingriff kommt. Als Ergebnis
drehen sich das Mutternelement 39, der erste Beschlagkörper 40 und
der zweite Beschlagkörper 41 nicht,
während
der Außengewindeabschnitt 29b der
Nabenachse 29a in den Innengewindeabschnitt 39a des
Mutternelementes 39 eingeschraubt wird. Der hintere Umwerfer 27 kann
einfach durch Drehen der Nabenachse 29a montiert werden,
wobei die Drehposition des hinteren Umwerfers relativ zum hinteren
Ausfallabschnitt 30 dadurch festgelegt wird, dass lediglich
das Mutternelement 39 mit der Hand seitlich nach innen
gedrückt
wird.
-
Beim
Fahren des Fahrrades kann der hintere Umwerfer 27 durch
Betätigen
der entsprechenden Schaltsteuereinheit 23 bedient werden,
um, reagierend auf eine Änderung
der Fahrtbedingungen, ein geeignetes Ubersetzungsverhältnis zu
wählen.
Ein Bedienen der Schaltsteuereinheit 23 bewirkt, dass die
Kabelseele 13 relativ zur Außenhülle 13b eingezogen
und nachgelassen wird, und die Bewegung der Kabelseele 13a wird
auf das erste Gelenkelement 60 über die Kabelseelen-Befestigungseinheit 64 übertragen.
Die Kombination aus der Vorspannkraft der Feder 62 und
der Ein- zieh- und
Nachlasskraft der Kabelseele 13a bewirkt, dass die ersten
und zweiten Gelenkelemente 60 und 61 um die Schwenkschäfte 63 schwenken,
die Kettenführung 33 und
das Basiselement 62 in geeignete Positionen rotieren, in Übereinstimmung
mit der Vorspannkraft der Federn 38 und 55, die
Kettenführung
sich in Richtung der Nabenachse 29a bewegt und die Kette 10 durch
die Umlenkrollen 33a und 33b auf das gewünschte Kettenrad
geführt
wird.
-
Es
ist möglich,
dass der erste Basiselementkörper 31 oder
der zweite Basiselementkörper 32 auf einen
Felsen, Baum oder dergleichen während
der Fahrt aufprallen können.
Jedoch sind, da der zweite Basiselementkörper 32 des Umwerfers 27 bei
dieser Ausführungsform
an zwei Seitenflächen
durch den ersten Basiselementkörper 31 getragen
wird, der erste Basiselementkörper 31 und
der zweite Basiselementkörper 32 sehr
steif und widerstehen einer Beschädigung und Deformierung. Außerdem sind,
da der erste Basiselementkörper 31 ebenfalls
an der Nabenachse 29 befestigt ist, die steifer ist als
die distalen Enden der hinteren Ausfallabschnitte 30, die
hinteren Ausfallabschnitte 30 ebenfalls widerstandsfähiger gegen
eine Beschädigung
und Verformung. Gleichzeitig widersteht der erste Drehbegrenzungsmechanismus 36 einer
Drehung im Gegenuhrzeigersinn des zweiten Basiselementkörpers 32,
wodurch es für
die Kettenführung 33 schwierig
wird, mit den Kettenstreben 20 in Kontakt zu kommen. Dadurch kann
eine Beschädigung
und Verformung des hinteren Umwerfers 27 beim Fahren über raues
Gelände, wie
beispielsweise bergige Gebiete oder andere Gebiete mit Vertiefungen
und Erhebungen oder Hindernissen, vermieden werden.
-
Zwar
wurden im Vorhergehenden verschiedene Ausführungsformen von erfinderischen
Merkmalen beschrieben, jedoch können
sogar weitere Modifikationen verwendet werden, ohne vom Gedanken
und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise könnte, wie
in 8 dargestellt, das Mutternelement 39 entfallen,
dadurch, dass ein Innengewindeabschnitt 139a auf einen
oberen Abschnitt 140a eines unitären ersten Basiselementkörpers 131 ausgebildet
wird, wobei ein Innengewindeabschnitt 139a mit einem Außengewindeabschnitt 29b der
Nabenachse 29a so in Eingriff kommt, dass ein erster Basiselementkörper 131 direkt
am hinteren Ausfallabschnitt 30 befestigt wird. Bei dieser
Ausführungsform
wird der erste Basiselementkörper 131 an gegenüberliegenden
Seitenflächen
durch obere Abschnitte 131a und 131b des zweiten
Basiselementkörpers 132 getragen
und an diesen durch einen Befestigungszapfen 150 nicht
drehbar befestigt.
-
Bei
einer ersten Ausführungsform
wurde eine Rotation des ersten Basiselementkörper 31 relativ zum
hinteren Ausfallabschnitt 30 dadurch verhindert, dass der
Drehanschlagvorsprung 40d mit dem Befestigungsschlitz 30a in
Eingriff kommt, jedoch sind diese Strukturen nicht erforderlich.
Obschon bei den beschriebenen Ausführungsformen ein Basiselement
verwendet wurde, das zwei Basiselementkörper aufweist, könnten die
hier offenbarten Lehren auf ein herkömmliches unitäres Basiselement
angewandt werden. Auch könnten
die hier offenbarten Lehren auf einen herkömmlichen Schnellspannmechanismus
angewandt werden, und zwar dadurch, dass das mit einem Gewinde versehene
Ende der Schnellspanner-Stange in ein Mutternelement oder ein Außengewinde-Basiselement
eingeschraubt wird.
-
Obschon
ein Mutternelement 39 mit einem kreisförmigen Schaft 39b und
einem Vorsprung 47a offenbart wurde, könnte eine Rotationseinschränkung zwischen
einem Mutternelement 39 und einem Mutterbefestigungselement 46 dadurch
bewerkstelligt werden, dass der Schaft 39b nicht kreisförmig (z. B.
quadratischer, sechseckiger oder irgendeiner anderen Form) ausgebildet
wird und dadurch dass das Durchgangsloch 46a im Mutterbefestigungselement 46 mit
einer komplementären
Form ausgebildet wird.
-
Größe, Form,
Ort und Orientierung der verschiedenen Bauelemente können nach
Wunsch verändert
werden. Bauelemente, die als direkt miteinander verbunden oder in
Kontakt stehend dargestellt sind, können zwischen diesen angeordnete
Zwischenstrukturen haben. Die Funktionen eines einzigen Elementes
können
durch zwei Elemente ausgeführt
werden, und umgekehrt. Die Strukturen und Funktionen einer Ausführungsform
können
bei einer weiteren Ausführungsform
verwendet werden. Es ist nicht erforderlich, dass in einer speziellen
Ausführungsform
alle Vorteile gleichzeitig vorhanden sind. Somit versteht es sich,
dass der Schutzumfang der Erfindung nicht durch die hier offenbarten
spezifischen Strukturen oder den anfänglichen scheinbaren Fokus
oder Hervorhebung einer speziellen Struktur oder eines Merkmals
eingeschränkt
ist, sondern durch die Definition der anliegenden Ansprüche.