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Die vorliegende Erfindung gehört in den Bereich
der Fahrräder mit Kettenschaltung und vorderem
Kettenumwerfer, zum Beispiel Rennräder,
Tourenräder und insbesondere Mountain Bikes, die
mit zwei oder mehr Übersetzungskettenblättern
ausgestattet sind, die mit dem hinteren Zahnkranz
ausgerichtet sind.
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Der Stand der Technik umfaßt Fahrräder gemäß der
Präambel von Anspruch 1), die mit zwei oder drei
Kettenblättern und mit einem Zahnkranz mit fünf
bis acht Ritzeln ausgestattet sind. Der Wechsel
der Geswchwindigkeit und das Schalten der Kette von
einem Ritzel zum anderen erfolgt mit einem
hinteren, unteren Umwerfer und einem Schalthebel
mit Kabelzug am Unterrohr des Fahrrads. Zum
Bewegen der Kette zwischen den zwei oder drei
Kettenblättern ist ein Umwerfer vorhanden, der aus
einem Paar paralleler Flügel besteht, die in der
höhe gegen den äußeren höheren Flügel versetzt und
hinten durch eine Brücke verbunden sind, die den
Verbindungsstab des Gelenk-Parallelogramms
darstellt, das vorne am Kurbel- und Balancerad
befestigt ist. Dieses in Querrichtung gelängte
Parallelogramm wird von dem Sattelstützrohr des
Rahmens getragen. Der entsprechende Hebel betätigt
einen anderen Kabelzug und ist ebenfalls auf dem
unteren Rahmenrohr angebracht, dem Hebel des
hinteren Umwerfers gegenüberliegend.
Einstellschrauben erlauben die Einstellung der
Endstellung des Umwerferparallelogramms.
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Der Verwendung von mehr als drei
Übersetzungskettenblättern zur Vergrößerung des
Übersetzungsbereichs und zur weiteren Unterteilung
des Übersetzungsbereich stehen die Schwierigkeiten
entgegen, die sich ergeben, wenn die Kette um eine
Entfernung versetzt werden muß, die diejenige, die
sich bei drei Kettenblättern ergibt, übersteigt,
da auf dem Markt kein Umwerfer vorhanden ist, der
eine größere Querversetzung gestattet. Da die
Bauart der üblichen Umwerfer Flügel aufweist, die
in der Höhe versetzt sind, gestatten sie keine
Querbewegungen der Kette, die die oben angegebene
Weite übersteigen, da sich somit eine Störung der
unteren Kante des unteren Flügels und der
Außenseiten der Übersetzungskettenblätter ergeben
würde.
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Ein herkömmliches Übersetzungssystem für Fahrräder
wird in FR-A-2 499 496 gezeigt und umfaßt ein
vorderes Kettenblattpaar mit 39 und 52 Zähnen oder
34 und 48 Zähnen, das heißt die Kettenblätter
weisen einen großen Unterschied in der Anzahl der
Zähne auf (13 bzw. 14).
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Der innere Flügel kann durch einen Schlitz
gegenüber dem Kettenblattpaar nach hinten
verschoben werden.
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Daraus entsteht die Notwendigkeit, dieses
technische Problem zu lösen und ein Fahrrad zu
realisieren, bei dem ohne Änderung des
Durchmessers des Hinterrades und der Tretkurbel
eine bessere Abstufung der erforderlichen Kräfte
möglich ist, um hinsichtlich der körperlichen
Leistungsfähigkeit des Fahrers oder der Fahrerin
eine bessere athletische Leistung zu erzielen.
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Das wesentliche Ziel der vorliegenden Erfindung
besteht daher darin, eine vordere Kettenschaltung
bereitzustellen, die die Kette auf den vorderen
Übersetzungskettenblättern um mehr als drei
nebeneinanderliegende kettenblättern versetzten
kann, die aber auch bei nur zwei kettenblättern
eingesetzt werden kann; zum Beispiel bis zu sechs
oder mehr kettenblättern, mit einer normalerweise
um ein oder zwei, aber auch um drei und, bei
großen Übersetzungsverhältnissen, um vier und fünf
Zähne reduzierten Anzahl von Zähen gegenüber der
ersten Übersetzung; die Anzahl der Kettenblätter
hängt so von der ersten Übersetzung ab und die
Untersetzung der Kettenblätter kann jeweils eins,
zwei, drei oder vier beträgen; die Gruppe besteht
somit aus der ersten Übersetzung und einem oder
mehreren Untersetzungskettenblättern, die eine
Übersetzungsgruppe bilden; die geamte vorderere
Übersetzung kann aus einer oder mehreren Gruppen
bestehen, so viel, wie basiskettenblätter
vorhanden sind. Der Unterschied in der Anzahl der
Zähne der Basiskettenblätter kann auch weniger als
der herkömmliche Wert von zahn Zähnen, zum
Beispiel nur fünf oder sechs Zähne, betragen.
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Diese und andere Ziele werden von einem Fahrrad
mit einem Übersetzungskettenblattpaar und einer
vorderen Kettenschaltung gemäß der vorliegenden
Erfindung, so wie sie in den Ansprüchen
gekennzeichnet wird, vollständig erreicht, wobei
zumindest ein vorderes Übersetzungskettenblatt von
dem angrenzenden um ein bis fünf Zähne abweicht
und wobei der vordere Umwerfer ein Paar paralleler
Umwerferflügel auf die gleichen Ebene aufweist.
Mit der vorliegenden Erfindung werden die
folgenden Vorzüge erreicht: Die Möglichkeit der
Benutzung einer großen Vielzahl von
Übersetzungsverhältnissen, deren reziproke Werte
näher beieinander liegen, als es mölgich ist, wenn
die Kette von einem Ritzel zu einem anderen des
Hinterrades geschaltet wird, das einen Zahn mehr
oder weniger hat; dies gestattet ein volle
Ausnutzung der körperlichen Leistungsfähigkeit des
Radfahrers und eine bessere Abstufung der
Anstrengung des Radfahrers.
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Als nicht einschränkende Beispiele werden in den
beiliegenden Zeichnungen eine Reihe von
Realisierungsformen der Erfindung illustriert, bei
denen:
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- Abbildung 1 eine schematische, partielle
Seitenansicht der Übersetzungskettenblätter,
gesehen von der Seite der Übersetzung darstellt;
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- Abbildung 1' eine schematische, partielle
Seitenansicht wie Abbildung 1 darstellt, auf der
ein Fahrrad mit Übersetzungskettenblättern und
einem vorderen Umwerfer gemäß der Erfindung zu
sehen ist;
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- Abbildung 2 ein vergrößerter partieller,
horizontaler Schnitt durch II - II von Abbildung
1 ist;
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Abbildung 3 eine schematische, partielle und zum
Teil angeschnittene Vorderansicht der
Übersetzungskettenblätter und des vorderen
Umwerfers von Abbildungen 1 und 2 ist;
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Abbildung 4 ein Querschnitt durch IV - IV von
Abbildung 1 ist, auf der die Befestigung des
Umwerfers von oben dargestellt wird;
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- Abbildung 5 eine vergrößerte schematische
Ansicht des Umwerfers von Abbildung 1 von der
anderen Seite der Übersetzung darstellt;
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- Abbildung 6 eine partielle Seitenansicht des
Anwendungsteil des Umwerfers gemäß einer
möglichen späteren Realisierungsform der Erfindung
darstellt;
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-Abbildung 7 einen vertikalen Querschnitt des
vorderen Umwerfers von Abbildung 6 durch die Achse
des Kettenführungsrads darstellt;
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- Abbildung 8 eine partielle Seitenansicht wie
Abbildung 6 darstellt, bei der der Umwerfer einen
Stoßdämpfer aufweist;
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- Abbildung 9 die Ansicht von Abbildung 8 von oben
ist;
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- Abbildung 10 eine Seitenansicht wie
Abbildung 6
ist;
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- Abbildung 11 eine schematische Darstellung wie
Abbildung 3 mit einem vorderen Umwerfer wie auf
Abbildung 10 ist.
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Mit Bezug auf die Abbildungen bezeichnet (1) den
Rahmen des Fahrrads, der aus dem Sattelstützrohr
(2) und dem unteren Rohr (3) besteht, die in der
vorderen Radnabe (4') zusammentreffen; durch die
Radnabe (4') verläuft die zentrale Rotationsachse
(4); an den Enden der besagten Zentralachse (4)
befinden sich die Naben (5 und 6) der Tretkurbel
(5' und 6'), wobei die Tretkurbeln (5' und 6')
jeweils die Pedale (5" und 6") tragen. (7)
bezeichnet einen Satz von Kettenblättern, die auf
der besagten zentralen Achse (4) auf der
Außenseite der vorderen Radnabe (4') befestigt
sind, die vorne in die Antriebskette (8)
eingreifen, welche hinten in eines der Ritzel des
Zahnkranzes (9) eingreift, wobei der besagte
Zahnkranz (9) drehbar auf der hinteren Achse (10)
befestigt ist; die besagte hintere Achse 10) wird
von der hinteren Enden (11) einer unteren Gabel
(12) getragen, wobei die Enden (11) wie ein
umgekehrtes "U" geformt sind und wobei die
vorderen Enden der unteren Gabel (12) an der
Radnabe (4') befestigt sind. (13) bezeichnet die
obere hintere Gabel, die am hinteren Ende (11) der
unteren Gabel (12) befestigt ist; (14) bezeichnet
des hinteren Kettenumwerfer mit der schematischen
Darstellung des Umlenkritzels (16) und des unteren
Spannschlosses, wobei das besagte Spannschloß als
Kettenspanner der Kette (8) fungiert. (C)
bezeichnet die vordere Kettenschaltung mit dem
Umwerfer (D) mit den symmetrischen Flügeln (A1 und
A2), die eine kreisförmige, nach hinten sich
verjungende Kronenbogenform aufweisen und die oben
mit einer oberen Brücke mit Querklappe (17) und
unten durch eine Brücke (18) verbunden werden;
diese Flügel dehnen sich über einen
Winkelabschnitt von ca. 60º aus, beginnend von der
vorderen Endposition, die der Position des
Sattelstützrohrs (2) entspricht.
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Auf Abbildung 1') bezeichnet (C) die vordere
Schaltung mit dem Umwerfer (D) mit symmetrischen,
rechtwinkligen Flügeln, außen (A1) und innen (A2)
(Abbildung 2), die unten mit der hinteren Brücke
(19) und oben zwischen einem Paar Flanken (20 und
21) mit der oberen Brücke (22) verbunden sind,
wobei die Brücke (22) mit einem Schlitz (22') zur
Einstellung in der Längsrichtung ausgestattet ist,
der zur Befestigung der besagten Flügel (A1 und
A2) mit einem Paar V-Bolzen an der gewählten
Längsposition dient; diese Position hängt von dem
größten Durchmesser der Frontkettenblätter ab, um
den Abstand zwischen dem Punkt des Eingriffs von
Kette und den verschiedenen Kettenblättern und den
Kontaktpunkt zwischen besagter kette und dem
Umwerter konstant zu halten.
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(D") bezeichnet ein Paar von Abstandhaltern für
die besagten Flügel (A1 und A2), die koaxial mit
den V-Bolzen zwischen diesen angebracht werden.
Der mit (D) und (D') bezeichnete besagte Umwerfer
fungiert in der in Längsrichtung befestigten und
einstellbaren Ausführung als Verbindungsstange des
Gelenk-Parallelogramms, das aus dem oberen Halter
(23) und dem unteren Ausgleichselement (24)
gebildet wird, die jeweils mit ihren inneren Enden
mit den Drehzapfen (26 und 27) an der Halterung
(25) befestigt sind. (28) bezeichnet die
Ausdehnung des besagten Halters (23) auf der der
Befestigung an dem Drehzapfen (26)
gegenüberliegenden Seite; die besagte Ausdehnung
(28) dient zur Befestigung des Kabelzugs (29) der
vorderen Schaltung (C); der besagte Kabelzug (29)
verläuft in einem Schutzmantel (30) angebracht ist. (31)
bezeichnet eine Öse mit vertikaler Achse zur
Befestigung und Ausrichtung des besagten Mantels
(30), ist am Rahmen (25) befestigt und befindet
sich unterhalb des Endes der besagten Ausdehnung
(26) des Halters (23), wobei der Mantel (30) eine
innere Nut zur Aufnahme des Kabelzugs (29)
aufweist. (34) (Abbildung 4) bezeichnet die
Rückholfeder des Gelenk-Parallelogramms (D, (23,
24 und 25), die um den Drehzapfen in der vorderen
Befestigungsklappe (17) des inneren Flügels (A2)
des Umwerfers (D) gewunden ist. (35) und (36)
bezeichnen ein Paar Schrauben mit vertikaler Achse
zur Einstellung des Hubs der Schaltung, die in die
entsprechenden Bohrungen der Klemme (32)
eingeschraubt sind. (37) bezeichnet ein
Kettenblatt, das aus fünf Armen besteht, die sich
in radialer Richtung von der Radnabe (5) ausdehnen
und jeweils in die Querbolzen (38) des Satzes von
Kettenblättern (7) eingreifen, um die
Gewindeenden jeweils mit den entsprechenden
Schrauben zu befestigen. (40), (41), (42), (43)
und (44) bezeichnen Kettenblatter, aus denen sich
die vordere Schaltung zusammensetzt und deren
jeweilige Position durch die dazwischen liegenden
Distanzringe (46) bestimmt wird.
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Mit Bezug auf Abbildung (6) wir die vordere
Schaltung mit (80) bezeichnet, die aus einem
Umwerfer (81) mit einem Paar symmetrischer Flügel
(81') besteht, die sich nach hinten erstrecken und
als Verbindungsstab des Gelenk-Parallelogramms
fungieren, das von dem Halter (23) und dem
Ausgleichselement (24) gebildet wird; (82)
bezeichnet ein Umwerfer-Zahnrad, das von unten in
die Kette (8) eingreift, wobei das Zahnrad (2) an
den freien Enden des Umwerfers (1) drehbar
gelagert ist. Ein Kettenkäfig (83) verhindert das
Abspringen der Kette (8) von dem Zahnrad (82) und
befindet sich zwichen den einander
entgegengesetzten Flugeln (81') des besagten
Umwerfers (81). Abbildung 7) zeigt das hintere
Ende (84) des Umwerfers (81) in der Ausführung mit
einem Flügel, wobei der Flügel des besagten
hinteren Endes (84) als Verbindungsstab des
Gelenk-Parallelogramms fungiert, das aus dem
Halter (23) und dem Ausgleichselement (24)
gebildet wird; (85) bezeichnet den oberen Teil des
besagten hinteren Endes (84), das rechtwinklig an
die besagte Kette (8) gekoppelt ist, um ein
Abspringen von dem Kettenführungsrad (86) zu
vermeiden; die besagte Führung (86) ist drehbar an
dem verschiebaren Drehzapfen (87) mit einem
zwischenliegenden
Lager (88) befestigt ist, das
seitlich aus der Halterung (89) herausragt; ein
Drehzapfen (90) mit vertikaler Achse zur
Befestigung des Drehzapfens (89) mit den
horizontalen Armen (91) und (92) an der Gabel (89)
ist am unteren Teil des hinteren Endes (84) des
Umwerfers (1) befestigt. Ein elastischer Ring (93)
verhindert eine axiale Verschiebung des
Kettenführungsrads (86) auf dem verschiebbaren
Drehzapfen (87).
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Auf der Abbildung 8) sind die vorderen Enden eines
Paars von Flügeln (94) eines Umwerfers mit
Stoßdämpfer an einem Kragen (95) befestigt, wobei
sich der Kragen (95) auf dem Schaft (96) parallel
zu dem Sattelstützrohr (2) des Fahrradrahmens
verschieben läßt, wobei dieser Schaft gegen die
Wirkung eines Paars von zylindrischen
Spiralfedern, einer unteren (98) und einer oberen
(97), steht und wobei die gesamte obere Gruppe in
einem Behälter (99) enthalten ist, der unten an
dem Verbindungsstab des besagten Gelenk-
Parallelogramms von Halter (23) und
Ausgleichselement (24) befestigt ist. Abbildung
10) zeigt ein glattes oberes Rad (100), das
drehbar an dem Umwerfer (101) befestigt ist und
eine Alternative zu dem Kettenkäfig (83)
darstellt.
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Bei den Abbildungen 1) bis 5) funktioniert die
Gruppe folgendermaßen: wenn der Kabelzug (29) der
Schaltung (C) betätigt wird, rotiert der Halter
des Gelenk-Parallelogramms (D), (23), (34) und
(25) um den Drehzapfen (26), bewirkt eine
entsprechende Rotation des Ausgleichselements (24)
und eine externe Verschiebung des
Verbindungsstabs (18), (19), drückt so die
Rückholfeder (34) zusammen und bewirkt damit die
seitliche Versetzung der Kette (8); beim Freigeben
des kabelzugs (29) erfolgt aufgrund der Wirkung
der Ruuckholfeder (34) die entgegengesetzte
Bewegung.
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Bei den Abbildungen 6) bis 11) erfolgt die
seitliche Versetzung der um das von dem Flügelpaar
(81') gehaltene Zahnrad (82) laufenden Kette (8)
durch die Betätigung des Halters des
Steuerparallelogramms der vorderen Schaltung mit
dem Kabelzug (29); dabei kann ein
entgegengesetztes oberes Zahnrad vorhanden sein,
wenn die Kette (8) unsymmetrische Zwischenglieder
aufweist.
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Die Wahl der zu verwendenden
Übersetzungsverhältnisse, die im wesentlichen von
der Art des Einsatzes des Rades wie normale Fahrt
auf der Straße, athletischer Einsatz usw.
abhängt, beruht immer auf zwei Basisübersetzungen,
der jeweils (oder zumindest zu einer) zumindest
eine Über- oder Untersetzung zugeordnet wird, so
daß die Übersetzung eine Anzahl von Zähnen
aufweist, die von der Basisübersetzung um einen,
zwei, drei, vier oder hochstens fünf Zähne
abweicht, wenn die vorderen Übersetzungen so
gewählt werden, daß mit den hinteren Ritzeln
Übersetzungsverhältnisse erzielt werden, wobei
eine Wiederholung der Verhältnisse durch die
Anzahl der Zähne der hinteren Ritzel vermieden
wird.
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Es folgt eine Reihe von Beispielen von bevorzugten
Übersetzungsverhältnissen mit den zur Zeit
technisch möglichen Anzahlen von Kettenblättern
und Ritzeln, mit denen sich die größtmöglichen
Anzahl von Übersetzungsverhältnisse erzielen läßt.
Beispiel 1
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Rennrad oder Tourenrad für verschiedene Strecken
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- hintere Ritzel 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19;
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- hintere Ritzel 12, 13, 14, 15, 16, 20, 21, 22;
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- Kettenblätter 52, 50, 42, 40;
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- Kettenblätter 43, 42, 41, 43, 42, 41;
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Alternativen zu einem Basiskettenblatt mit 52
Zähnen, oder zu Mehrfach-kettenblättern mit 53
oder 54 Zähnen oder allen anderen Kettenblättern,
die von den angegebenen Werten um plus oder minus
einen, zwei, drei oder vier Zähne abweichen, sind
vorgesehen.
Beispiel 2
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Langstrecken-Fahrrad (ebene Strecken):
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- hintere Ritzel 12, 13, 14, 15, 16;
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- Kettenblätter 53, 52, 51, 50, 49;
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Die Kettenblätter können eine Anzahl von Zähnen
aufweisen, die von den angegebenen Werten um
einen, zwei, drei oder gar vier Zähne abweichen
und weisen zumindest ein Paar mit einem
Unterschied von nicht mehr als fünf auf.
Beispiel 3
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Bergfahrten (Steigungen)
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- hintere Ritzel 18, 19, 20, 21, 22;
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Kettenblätter 42, 41, 39, 38;
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Wie bei den vorausgehenden Beispielen können die
Kettenblätter einen, zwei, drei oder gar vier
Zähne mehr oder weniger aufweisen.
Beispiel 4
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Moutain Bike
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- hintere Ritzel 13, 15, 17, 20, 24, 28, 32;
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- Kettenblätter 50, 48, 40, 38, 30, 28;
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- Kettenblätter 48, 46, 38, 36, 28, 26;
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Wie bei den vorausgehenden Beispielen die
Zahnzahlen um plus oder minus einen, zwei, drei
oder gar vier Zähne varieren; sie weisen ein Paar
mit einem Unterschied von mehr als fünf auf.