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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Fahrradkomponenten und insbesondere auf einen niedrig-normalen
hinteren Umwerfer mit einem doppelten Servopantograph-Mechanismus,
der die Führungsrolle
bezüglich
des hinteren Kettenradsatzes sowohl axial als auch radial bewegt.
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Hintere Umwerfer mit einem doppelten
Servopantograph-Mechanismus,
der die Umwerfer-Führungsrollen
sowohl axial als auch radial zu der hinteren Kettenradballung bewegt,
sind aus
US 4,610,644 bekannt.
Der in
1 gezeigte Umwerfer
dieses Patents weist einen transformierbaren Gelenkmechanismus auf,
der ein Basiselement
2, zwei Gelenkelemente
3 und
4 und
ein bewegliches Element
5 aufweist; und eine Kettenführung
6 mit
einer Führungsrolle
61 und
einer Spannrolle
62. Die Gelenkelemente
3 und
4 sind
in relativ zu einer zu der Achse der hinteren Kettenradanordnung
senkrechten Ebene geneigt, so dass sich die Führungsrolle radial wie auch
axial bewegt, wenn der transformierbare Gelenkmechanismus betrieben
wird. Eine erste Feder
14 ist zwischen dem Basiselement
2 und
dem Befestigungselement
1 angeordnet, und eine zweite Feder
13 ist
zwischen dem beweglichen Element
5 und der Kettenführung
6 angeordnet.
Wenn der transformierbare Gelenkmechanismus die Führungsrolle
61 axial und
radial zu der hinteren Kettenradanordnung S bewegt, gleichen die
erste und zweite Feder
14 und
13 einander aus,
um die Positionen des Basiselements
2 und des beweglichen
Elements
5 einzustellen, um ferner die radiale Position
der Führungsrolle
61 relativ
zu der hinteren Kettenradanordnung S einzustellen.
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Durch das Einstellen des Winkels
der Gelenkelemente 3 und 4 und der Spannung der
Federn 13 und 14 kann ein im Wesentlichen gleichbleibender und
kleiner Kettenspalt (die Entfernung zwischen der Führungsrolle 61 und
dem gewählten
Kettenrad in der hinteren Kettenradanordnung S) erreicht werden. Dies
ermöglicht
wiederum ein problemloses Schalten des Umwerfers, indem das Erfordernis
eines Überschaltens
der Kette beim Schalten der Kette von einem Kettenrad auf ein anderes
eliminiert wird. Überschalten
bezieht sich auf das Phänomen,
wenn die Führungsrolle über das
Zielkettenrad hinaus bewegt werden muss, bevor die Kette in das
Zielkettenrad eingreift. Überschalten
ist nicht wünschenswert,
weil es die Gefahr mit sich bringt, dass die Kette gegen das Zielkettenrad
schleift oder von diesem abgleitet.
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Ein typischer Umwerfer, der die Lehren
des oben angeführten
Patents einsetzt, weist gewöhnlich eine
Rückstellfeder
auf, die den transformierbaren Gelenkmechanismus so vorspannt, dass
die Kettenführung
in Richtung auf das kleinste Kettenrad in der hinteren Kettenradballung
gezwungen wird. Diese Art Umwerfer wird hoch normaler Umwerfer genannt. Wenn
die Kette auf ein größeres Kettenrad
geschaltet werden soll, was üblicherweise
erforderlich ist, wenn der Radfahrer einen Hügel hinauffährt oder über unebenes Gelände navigiert,
muss die manuelle Schaltsteuerung somit gegen die Kraft der Rückstellfeder
betrieben werden. In vielen Fällen
ist die Kraft der Rückstellfeder
recht groß,
so dass der Radfahrer einen wesentlichen Kraftaufwand erbringen muss,
um den Umwerfer zu schalten. Der Kraftaufwand wird noch weiter erhöht, wenn
der Umwerfer unter Belastung geschaltet werden muss, wie es häufig vorkommt,
wenn ein Radfahrer einen Hügel
hinauffährt.
Dies kann für
den Radfahrer recht lästig sein,
wenn er oder sie bereits einen wesentlichen Kraftaufwand erbringt,
um den Hügel
oder das unebene Gelände
zu überwinden.
Wenn das Fahrrad zusätzlich
unter einer schweren Belastung mit einem herkömmlichen hoch normalen Umwerfer
betrieben wird, springt die Kette mitunter um das Zielkettenrad oder
greift nicht richtig mit dem Zielkettenrad ineinander. Infolgedessen muss
der Radfahrer den Kraftaufwand beim Treten des Pedals reduzieren,
um es der Kette zu ermöglichen,
mit dem Zielkettenrad richtig ineinander zu greifen. Verständlicherweise
kann die daraus folgende Verzögerung
für einen
Hochleistungsradfahrer während
eines Wettbewerbs verheerend sein.
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US
4,692,131 bezieht sich auf das Problem, die Kettenführung daran
zu hindern, sich über
einen vorbestimmten Winkel hinaus zu bewegen, wenn die Kette von
einem hinteren Kettengetriebe mit einem kleineren Durchmesser zu
einem mit einem größeren Durchmesser
geschaltet wird. Als Antwort auf dieses Problem wird ein Umwerfer
mit einer ersten und einer zweiten Feder versehen, wobei, wenn der
Gelenkmechanismus oder die Kettenführung über einen vorbestimmten Winkel
hinaus schwingt, die Federkraft entweder der ersten oder der zweiten
Feder bezüglich
der anderen geändert
wird, um die Schwingbewegungen einzuschränken, wodurch das Reduzieren der
von dem hinteren Kettengetriebe radial nach außen gerichteten Bewegung des
Führungskettenrads möglich wird.
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US
4,690,663 offenbart einen hinteren Umwerfer, der mit einer
ersten und einer zweiten Feder versehen ist, so dass das Führungskettenrad
in eine bezüglich
des hinteren Kettengetriebes richtigen Position eingestellt wird,
indem die erste Feder mit der zweiten ausgeglichen wird, und weist
eine Stopperplatte auf, die drehbar an einer horizontalen Welle gestützt ist,
um eine Anfangsposition des Umwerferkörpers bezüglich der Welle und um ebenfalls
einen Anfangsverdrillungswinkel der ersten Feder einzustellen.
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Ein anderer Nachteil des bekannten
hoch normalen hinteren Umwerfers ist es, dass der zum Betreiben
des hinteren Umwerfers verwendete Schalthebel in eine Richtung,
die der Drehrichtung des zum Schalten des vorderen Umwerfers verwendeten
Schalthebels entgegengesetzt ist, gedreht werden muss, um dasselbe
Ergebnis zu erzielen. wenn der Radfahrer zum Beispiel in einen leichteren Gang
schalten möchte,
muss er oder sie entweder den Schalthebel des vorderen Umwerfers
nach unten drehen oder den Schalthebel des hinteren Umwerfers nach
oben drehen. Diese entgegengerichtete Bewegung kann auf Personen,
die mit dem Betrieb eines Fahrrads nicht sehr vertraut sind, verwirrend wirken.
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen niedrig normalen hinteren Umwerfer gemäß Anspruch
1. Bevorzugte Ausführungsformen
stellen einen niedrig normalen hinteren Umwerfer mit einem doppelten
Servopantograph-Mechanismus, der die Führungsrolle bezüglich der
hinteren Kettenradballung sowohl axial als auch radial bewegt, bereit. Durch
die Konstruktion eines derartigen Umwerfers mit einer Rückstellfeder,
die die Kettenführung
in Richtung auf das größte Kettenrad
der hinteren Kettenradballung vorspannt, wird der zum Schalten des Umwerfers
zu einem größeren Kettenrad
erforderliche Kraftaufwand wesentlich vermindert. Der vordere und
der hintere Schalthebel operieren in die gleiche Richtung, um das
gleiche Ergebnis zu erzielen, und es wurde herausgefunden, dass
das Springen der Kette um das Zielkettenrad minimiert, wenn nicht gänzlich eliminiert
wird.
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In einer Ausführungsform der vrliegenden Erfindung
weisto einen hinteren Umwerfer einen transformierbaren Gelenkmechanismus
auf, der ein Basiselement, zwei Gelenkelemente und ein bewegliches
Element aufweist. Eine Kettenführung
ist an dem beweglichen Element gestützt und mit einer Führungsrolle
zum Führen
der Kette zwischen der Vielzahl von Kettenrädern versehen. Die Gelenkelemente
sind mit dem Basiselement und dem beweglichen Element durch Verbindungsbolzen
verbunden, wobei die Verbindungsbolzen bezüglich einer zu einer Achse
der Vielzahl von Kettenrädern senkrechten Ebene
geneigt sind, so dass sich die Kettenführung axial und radial zu der
Vielzahl von Kettenrädern
bewegt, wenn der Gelenkmechanismus transformiert wird. Eine Rückstellfeder
ist bereitgestellt, um die Kettenführung bezüglich des Fahrrads lateral
nach innen vorzuspannen. Eine erste horizontale Welle stützt das
Basiselement schwenkbar an einem Befestigungselement des Fahrrads,
und eine zweite horizontale Welle stützt die Kettenführung schwenkbar an
dem beweglichen Element. Eine erste Feder ist zwischen dem Basiselement
und der ersten horizontalen Welle angeordnet, um den Gelenkmechanismus
in einer Richtung der Führungsrolle,
die sich von der Achse der Kettenradanordnung wegbewegt, vorzuspannen,
und eine zweite Feder ist zwischen der Kettenführung und dem beweglichen Element
angeordnet, um die Kette zu spannen. Der transformierbare Gelenkmechanismus
und die erste und zweite Feder wirken zusammen, so dass die Position
der Kettenführung
durch den transformierbaren Gelenkmechanismus zwangsweise axial
und radial zu den Kettenrädern
geschaltet wird und die durch den Gelenkmechanismus eingestellte
geschaltete Position der Kettenführung
bezüglich
der Vielzahl von Kettenrädern
radial durch Ausgleichen der ersten und zweiten Feder eingestellt
wird.
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Wenn gewünscht, kann der Umwerfer einen Einstellmechanismus
zum Einstellen eines Verdrillungswinkels der ersten Feder aufweisen,
und ein Lager kann zwischen der ersten horizontalen Welle und dem
Basiselement angeordnet sein, um das Basiselement auf der Welle
stabil zu stützen.
Um den Einstellmechanismus zu bilden, kann das Basiselement einen
ersten Stopper aufweisen, und eine Stopperplatte kann auf der ersten
horizontalen Welle drehbar montiert sein. Der Stopper weist einen
zweiten Stopper zum Anstoßen
an den ersten Stopper auf dem Basiselement und eine Positionierungsnase
auf, die angepasst ist, um relativ zu einem anstoßenden Vorsprung,
der relativ zu einem Fahrradrahmen fixiert ist, angeordnet zu sein.
Der Einstellmechanismus kann dann eine Einstellschraube aufweisen,
die zwischen der Positionierungsnase und dem anstoßenden Vorsprung
zum Variieren der relativen Position zwischen dem anstoßenden Vorsprung
und der Positionierungsnase angeordnet ist, um so den Verdrillungswinkel
der ersten Feder einzustellen. Um den Betrieb in unebenem Gelände zu erleichtern,
kann in dem Basiselement eine Rille zum Aufnehmen des Stoppers auf
der Stopperplatte gebildet sein, um die Drehung des Basiselements
relativ zu der Stopperplatte nicht zu beeinträchtigen.
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1 ist
eine Seitenansicht einer besonderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen hinteren
Umwerfers, der an einem Fahrradrahmen montiert ist, und zeigt die
Position des Umwerfers relativ zu einer mehrstufigen Kettenradanordnung;
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2 ist
eine Rückansicht
des in 1 gezeigten Umwerfers;
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3 und 4 sind Darstellungen des
Betriebs des in 1 gezeigten
Umwerfers;
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5 ist
eine Darstellung einer besonderen Ausführungsform der Federeigenschaften
der ersten und zweiten Feder, die in dem in 1 gezeigten Umwerfer verwendet werden;
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6 ist
eine Seitenansicht des in 1 dargestellten
Umwerfers, die die Transformierung des Gelenkmechanismus zeigt;
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7 ist
eine detailliertere Ansicht des Umwerfers, die eine besondere Ausführungsform
einer Rückstellfeder
zeigt;
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8 ist
eine Explosionsansicht einer besonderen Ausführungsform eines Feder-Einstellmechanismus,
der in dem in 1 gezeigten
Umwerfer verwendet wird;
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9 ist
ein Querschnitt des in 8 gezeigten
Basiselements und Feder-Einstellmechanismus;
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10 ist
eine Detailansicht, die eine besondere Ausführungsform einer Rille in dem
Basiselement zeigt; und
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11 ist
eine Detailansicht, die zeigt, wie die Rille in dem Basiselement
ein Stopperelement aufnimmt, das in der in 8 gezeigten Stopperplatte gebildet ist.
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1 ist
eine Seitenansicht einer besonderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen hinteren
Umwerfers, der an einem Fahrradrahmen montiert ist, und zeigt die
Position des Umwerfers relativ zu einer mehrstufigen Kettenradanordnung.
Der hintere Umwerfer ist eine Modifizierung der in
US 4,610,644 und
4,690,663 (als Anhänge
1 und
2 hier beigefügt) gezeigten
hinteren Umwerfer. Wie in
1 und
2 gezeigt, weist ein erfindungsgemäßer hinterer
Umwerfer ein Befestigungselement
1; einen Pantograph-Mechanismus A, der
ein Basiselement
2, zwei Gelenkelemente
3 und
4 und
ein bewegliches Element
5 aufweist; und eine Kettenführung
6 mit
einer Führungsrolle
61 und
einer Spannrolle
62 auf.
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Das Befestigungselement 1 ist
an einem Gabelende H des Fahrrads fixiert, und das Basiselement 2 ist
an dem Befestigungselement 1 durch eine erste horizontale
Welle 7 gestützt.
Das Basiselement 2 stützt
auf einer Seite ein Paar Montagesegmente, die einander gegenüberliegen,
wobei die Gelenkelemente 3 und 4 ausschwenkbar
an den Montagesegmenten durch ein Paar Bolzen 8 und 9 montiert
sind. Das bewegliche Element 5 wird durch ein Paar Bolzen 10 und 11 zu
den gegenüberliegenden
freien Enden der Gelenkelemente 3 bzw. 4 ausgeschwenkt. Das
bewegliche Element 5 ist wie das Basiselement 2 geformt
und an einer Seite mit einem Paar Montagesegmenten, die einander
gegenüberliegend
zu den Gelenkelementen 3 und 4 ausgeschwenkt werden,
versehen. Das bewegliche Element 5 stützt die Kettenführung 6 an
seiner anderen Seite drehbar durch eine zweite horizontale, zu der
ersten Welle 7 parallele Welle 12.
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Eine Rückstellfeder 70 (7) ist zwischen dem Gelenkelement 3 und 4 und
dem beweglichen Element 5 oder dem Basiselement 2 angeordnet,
um so die Kettenführung 6 axial
zu der mehrstufigen Kettenradanordnung in Richtung auf das Kettenrad
S2 mit dem größten Durchmesser
vorzuspannen. In dieser Ausführungsform
ist das eine Ende der Rückstellfeder 70 mit
dem Verbindungsbolzen 9 verbunden, und das andere Ende
der Rückstellfeder 70 ist
mit dem Verbindungsbolzen 10 verbunden. Selbstverständlich können viele
Konfigurationen und Verbindungen der Rückstellfeder 70 eingesetzt
werden, solange die Rückstellfeder
die Kettenführung 6 in
Richtung auf das Kettenrad S2 mit dem größten Durchmesser vorspannt.
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In dieser Ausführungsform ist das Basiselement 2 an
dem Befestigungselement 1 durch die erste Welle 7 in
der Beziehung schwenkbar gestützt, dass
sich die Führungsrolle 61 in
einer Wechselbewegung weg von der oder in Richtung auf die Achse der
Kettenradanordnung S (in die Richtung des Pfeils Z in 1) bewegt. Zwischen dem
Befestigungselement 1 und dem Basiselement 2 ist
eine erste Feder 14 vorgesehen, die die Führungsrolle 61 vorspannt, um
sie von der Achse der Kettenradanordnung S wegzubewegen (im Uhrzeigersinn
in 1), und zwischen
einem Führungsrahmen 63 der
Kettenführung 6 und
dem beweglichen Element 5 ist eine zweite Feder 13 vorgesehen,
die die Kettenführung 6 bezüglich des
beweglichen Elements 5 im Uhrzeigersinn in 1 vorspannt. Eine Einstellschraube 140 ist
bereitgestellt, um einen Verdrillungswinkel der ersten Feder 14 einzustellen,
wie unten detaillierter erörtert wird.
Ein zwangsweise bewegender Mechanismus ist vorgesehen, der die Führungsrolle 61 axial
zu der Kettenradanordnung S und radial davon in der zu der Achse
derselben senkrechten Ebene bewegt, wenn der Pantograph-Mechanismus A transformiert
wird. Der zwangsweise bewegende Mechanismus weist die Verbindungsbolzen 8, 9, 10 und 11 auf,
die zu der zur Achse der Kettenradanordnung S senkrechten Ebene
geneigt sind, so dass die Kettenführung 6 axial zu der
Kettenradanordnung S und ebenfalls radial davon in der zu der Achse
derselben senkrechten Ebene bewegt wird, wenn der Pantograph-Mechanismus
A transformiert wird. Der Führungsrahmen 63 ist an
dem beweglichen Element 5 an einer von der Achse der Führungsrolle 61 entfernten
Position schwenkbar gestützt
und bildet dadurch ein sogenanntes „dreiseitiges Gleichgewicht".
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In dieser Ausführungsform ist die Bahn der Führungsrolle 61,
die durch den zwangsweise bewegenden Mechanismus über das
Kettenrad S1 mit dem kleineren Durchmesser und das Kettenrad S2 mit
dem größeren Durchmesser
bewegt wird, so konstruiert, dass ein Abstand 12 zwischen
der Führungsrolle 61 und
dem Kettenrad S2 größer als
der Abstand 11 zwischen derselben und dem Kettenrad S1 gebildet
wird, wie in 3 und 4 gezeigt. Somit wird, wenn
die Führungsrolle 61 mit
dem Kettenrad S2 mit dem größeren Durchmesser übereinstimmt,
die Spannkraft der ersten Feder 14 größer gemacht als die der ersten
Feder 14, wenn dieselbe mit dem Kettenrad S1 mit dem kleineren
Durchmesser übereinstimmt.
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Die erste und zweite Feder 14 und 13 gleichen
einander aus, um die Führungsrolle 61 in
einer Position einzustellen, die von dem zwangsweise bewegenden
Mechanismus durch die geneigten Bolzen 8 und 11 radial
zu der Kettenradanordnung S eingestellt ist, wobei die zweite Feder 13 die
Kette spannt und eine geringere Federkraft als die erste Feder 14 aufweist.
Die Spannkraft der Feder 13 wird, wenn die Führungsrolle 61 mit
dem Kettenrad S2 durch die schwingende Bewegung der Kettenführung 6 übereinstimmt,
größer gemacht
als die bezüglich
des Kettenrads S1, wie durch die gepunktete Linie in 5 gezeigt, wodurch die Kette
gleichbleibend gespannt wird.
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Obwohl die erste Feder 14 die
Führungsrolle 61 im
Uhrzeigersinn in 1,
mit anderen Worten, weg von der Achse der Kettenradanordnung S,
vorspannt, wird die Spannkraft, wenn die Führungsrolle 61 mit
dem Kettenrad S2 mit dem größeren Durchmesser übereinstimmt,
größer gemacht
als die, wenn dieselbe mit dem kleineren Kettenrad S1 übereinstimmt,
weil der zwangsweise bewegende Mechanismus die Führungsrolle 61 von
dem damit übereinstimmenden
Kettenrad S2 zwangsweise wegbewegt, so dass die erste Feder 14 mit
der zweiten Feder 13 im Gleichgewicht steht, um den Pantograph-Mechanismus A entgegen
dem Uhrzeigersinn in 1 zu schwingen.
Die entgegen dem Uhrzeigersinn schwingende Bewegung des Pantograph-Mechanismus
A ermöglicht
es der Führungsrolle 61,
sich dem Kettenrad S2 mit dem größeren Durchmesser
anzunähern, wie
in 3 und 4 gezeigt.
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Die erste und zweite Feder 14 und 13 sind als
Schraubenfedern gebildet und in mittleren Abschnitten auf den horizontalen
Wellen 12 bzw. 7 gewunden, wobei die zweite Feder 13 an
einem Ende an der Kettenführung 6 und
an dem anderen Ende an dem beweglichen Element 5 gehalten
wird, und wobei die erste Feder 14 an dem einen Ende an
einer Stopperplatte 130, wie unten detaillierter erörtert, und an
dem anderen Ende an dem Basiselement 2 gehalten wird.
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Die Kettenführung 6 weist die
Führungsrolle 61,
die Spannrolle 62 und einen Führungsrahmen 63 auf,
der die Rollen 61 und 62 lagert, so dass die Führungs-
und Spannrolle 61 und 62 an den Positionen, wo
ein Dreieck um die Ausschwenkposition des Führungsrahmens 63 gebildet
ist, gelagert sind, an dem beweglichen Element 5 durch
die horizontale Welle 12, wodurch das sogenannte „dreiseitige
Gleichgewicht" gebildet
wird. Die Rollen 61 und 62 tragen die Kette C,
wie durch die Kettenlinie in 1 gezeigt, und
die Führungsrolle 61 führt die
Kette C zu einem gewünschten
Kettenrad in der Kettenradanordnung S, die fünf Kettenräder aufweist, wie gezeigt.
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Wie in 7 deutlicher
gezeigt, ist ein Steuerungskabel W an einem Montagearm 76,
der sich vom Gelenk 4 durch eine Befestigungseinrichtung 15 erstreckt,
montiert. Eine äußere Hülle O, die
das Kabel W führt,
ist an einer Stütze 16 an
dem Bolzen 8 gestützt.
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Die Struktur des Basiselements 2,
der ersten Feder 14, der Stopperplatte 130 und
der Einstellschraube 140 ist detaillierter in 8 und 9 gezeigt. Das Basiselement 2 ist
an einem längsgerichteten Ende
davon mit einem Ansatz 114, die eine Durchbohrung 111 aufweist,
um darin die erste horizontale Welle 7 drehbar zu lagern,
einer Höhlung 112,
in der die erste Feder 14 aufgenommen wird, und einem ersten
Stopper 113 versehen. Die erste horizontale Welle 7 ist,
wie in 9 gezeigt, an
ihrem Kopf mit einem Flansch und einer Drehsteuerung 161 und
an dem äußeren Umfang
ihres äußersten
Endes mit einem Schraubengewinde 162 und einer ringförmigen Rille 163 versehen.
Das Schraubengewinde 162 schraubt mit einer mit Gewinde
versehenen Bohrung 1b an dem Befestigungselement 1 und
fixiert dadurch die erste horizontale Welle 7 daran.
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Die Stopperplatte 130 ist
an der ersten horizontalen Welle 7 drehbar gelagert, und
sie weist eine Positionierungsnase 131 auf, die einem anstoßenden Vorsprung 1a an
dem Befestigungselement 1 gegenüber liegt. Die erste Feder 14 weist,
wie in 1 gezeigt, einen
gewickelten Abschnitt und ein erstes und zweites Federende 181 und 182 auf,
die sich axial von beiden Enden des gewickelten Abschnitts erstrecken.
Das erste Ende 181 der ersten Feder 14 wird in
einer Haltebohrung 130c in der Stopperplatte 130 gehalten,
und das zweite Ende 182 der ersten Feder 14 wird
in einer in dem Basiselement 2 vorgesehenen Haltebohrung 116 gehalten.
Die Positionierungsnase 131 weist eine breite Stützfläche auf,
die dem anstoßenden
Vorsprung 1a und einer mit Gewinde versehenen Bohrung 132,
mit der die Einstellschraube 140 geschraubt ist, gegenüberliegt.
In dieser Ausführungsform
stößt die Einstellschraube 140 gegen
den anstoßenden
Vorsprung 1a an, um einen Verdrillungswinkel der ersten
Feder 14 einzustellen.
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Die Stopperplatte 130 weist
eine runde Platte mit einer Durchbohrung 130a in der Mitte
und an einer Seite einen zweiten Stopper 130b auf, der
sich von dem Befestigungselement 1 erstreckt und dem ersten
Stopper 113 gegenüberliegend
an dem Basiselement 2 angeordnet ist. Die erste Feder 14 ist
so gewickelt, dass der zweite Stopper 130b auf der Stopperplatte 130 gegen
den ersten Stopper 130b auf den Ansatz 114 stößt. Die
Durchbohrung 130a der Stopperplatte 130 ist auf
den äußeren Umfang des äußersten
Endes der ersten horizontalen Welle 7 gepasst, so dass
die Stopperplatte 130 daran drehbar gelagert ist. Die axiale
Bewegung der Stopperplatte 130 wird durch einen in die
ringförmige
Rille 163 gepassten Sprengring 124 blockiert.
Somit kann sich die Stopperplatte 130 noch immer drehen,
selbst wenn die erste horizontale Welle 7 in die gewindete Öffnung 1b des
Befestigungselements 1 geschraubt ist. Eine Buchse 126 aus
Harz ist zwischen der ersten horizontalen Welle 7 und der
Ansatz 114, angrenzend an die Stopperplatte 130,
angeordnet, um Fremdstoffe am Eindringen in den Raum 112 zu
hindern. Eine Dichtung 129 ist auf dem anderen Ende der
Welle 7 zu demselben Zweck angeordnet. Eine andere Buchse 127 stützt Lager 128,
wie etwa Rollen- oder Reibungslager, um den Ansatz 114 auf
der ersten horizontalen Welle 7 stabil zu lagern und den Drehwiderstand
zu reduzieren.
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Wie in 10 und 11 gezeigt, weist das Basiselement 2 eine
Rille 190 auf, die sich in einer Umfangsrichtung mit im
wesentlichen demselben Radius von der Mitte der ersten horizontalen
Welle 7 wie der Stopper 130b erstreckt. Die Rille 190 weist
eine genügend
große
Tiefe auf, um den Stopper 130b darin frei aufzunehmen,
sollte das Basiselement 2 um einen großen Winkel schwingen, wie in 11 gezeigt. Ein derartiges
Schwingen kann beim energischen Fahren über extrem unebenes Gelände vorkommen, wie
unten detaillierter erörtert.
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Der wie oben beschrieben konstruierte
hintere Umwerfer ist auf dem Befestigungselement 1 derartig
montiert, dass die erste horizontale Welle 7 in die mit
Gewinde versehene Bohrung 1b an dem Befestigungselement 1 schraubt,
um es der Einstellschraube 140 zu ermöglichen, an ihrer Spitze gegen den
anstoßenden
Vorsprung 1a an dem Befestigungselement 1 zu stoßen. Somit
ist die erste horizontale Welle 7 an dem Befestigungselement 1 fixiert,
aber die Stopperplatte 130 ist infolge des Sprengrings 124 nicht
daran fixiert, um so bezüglich der
ersten horizontalen Welle 7 drehbar zu bleiben. Somit ist
das Basiselement 2 auf dem Befestigungselement 1 bezüglich der
ersten horizontalen Welle 7 schwenkbar montiert.
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Unter einer derartigen Montagebedingung wird
auf die erste Feder 14 ein vorbestimmter Verdrillungswinkel
aufgebracht, der erste Stopper 113 an dem Basiselement 2 stößt gegen
den zweiten Stopper 130b an der Stopperplatte 130 mittels
der Federrückwirkung
der Feder 14, und das Basiselement 2 ist auf dem
Befestigungselement 1 in einem vorbestimmten Winkel bezüglich der
Achse einer Nabenwelle montiert, wie in 1 gezeigt, und stellt somit die Anfangsposition
des Umwerferkörpers
ein. Wenn die Antriebskette in das Führungs- und das Spannkettenrad 61 und 62 eingreift,
schwingt das Basiselement 2 entgegen dem Uhrzeigersinn
in 1 gegen die Vorspannkraft
der ersten Feder 14, und die Kettenführung 6 schwingt ähnlich gegen
die zweite Feder 13, wodurch sich der erste Stopper 113 entgegen dem
Uhrzeigersinn von dem zweiten Stopper 130b wegbewegt.
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Wenn der Umwerferkörper auf
dem Befestigungselement 1 bezüglich der Achse der Nabenwelle unter
einem falschen Montagewinkel montiert ist, kann die Einstellschraube 140 durch
ein herkömmliches
Werkzeug, wie etwa einen Schraubenzieher, drehbar bedient werden,
um die Stopperplatte 130 bezüglich der ersten horizontalen
Welle 7 zu drehen und die Positionierungsnase 131 an
der Stopperplatte 130 bezüglich des anstoßenden Vorsprungs 1a an dem
Befestigungselement 1 zu verschieben, wodurch das Einstellen
des Verdrillungswinkels der ersten Feder 14 ermöglicht wird.
Infolgedessen kann die Kettenführung 6 korrigiert
werden, um sich bezüglich jedes
hinteren Kettengetriebes S in der richtigen Position zu befinden,
wodurch die Effizienz der Geschwindigkeitsänderung verbessert wird.
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Der Betrieb des Umwerfers während des Fahrens
ist wie folgt:
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In Bezug auf 1 und 2 ist
die Kettenführung 6 anfangs
in Übereinstimmung
mit dem Kettenrad S1 mit dem kleineren Durchmesser positioniert. Das
Steuerungskabel W wird gelöst,
um den Pantograph-Mechanismus A (über die Rückstellfeder 70) zu
transformieren, so dass der zwangsweise bewegende Mechanismus mit
den geneigten Bolzen 8 bis 11 die Kettenführung 6 axial
zu der Kettenradanordnung S in Richtung auf das Kettenrad S2 und
ebenfalls radial dazu in der zu der Achse der Kettenradanordnung
S senkrechten Ebene bewegt.
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Zu diesem Zeitpunkt stehen die erste
und zweite Feder 14 und 13 zueinander im Gleichgewicht,
um den Pantograph-Mechanismus A bezüglich des Befestigungselements 1 und
die Kettenführung 6 bezüglich des
beweglichen Elements 5 anzutreiben. Somit wird die Führungsrolle 61,
wie in den gepunkteten Linien in 3 und 4 gezeigt, in einer Position radial
zu der Kettenradanordnung S bezüglich
der durch den zwangsweise bewegenden Mechanismus festgelegten Position
eingestellt.
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Im Detail, wenn der Pantograph-Mechanismus
A transformiert wird, bewegt der zwangsweise bewegende Mechanismus
die Kettenführung 6 zusammen
mit dem beweglichen Element 5 axial zu der Kettenradanordnung
S und in Richtung auf das Kettenrad S2 mit dem größeren Durchmesser
und ebenfalls radial nach außen
dazu, und dann wird der Abstand 12 zwischen der Führungsrolle 61 und
dem Kettenrad S2 mit dem größeren Durchmesser
größer als
der Abstand 11 zwischen derselben und dem Kettenrad S1
mit dem kleineren Durchmesser.
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Daher biegt sich die zweite Feder 13,
die die Kette C spannt, in diesem Ausmaß stärker und erhöht ihre
Spannkraft und überwindet
die erste Feder 14, um den Pantograph-Mechanismus A entgegen dem
Uhrzeigersinn von der Position in 1 zu
der in 6 zu schwingen,
wodurch sich die Führungsrolle 61 an
das Kettenrad S2 mit dem größeren Durchmesser
annähert.
Infolgedessen wird die Führungsrolle 61,
wie in 3 und 4 gezeigt, in der Position
bezüglich
des Kettenrads S2 mit dem größeren Durchmesser
eingestellt. Wenn der Pantograph-Mechanismus
A schwingt, biegt sich die erste Feder 14, um ihre Spannkraft
zu erhöhen,
wobei die schwingende Bewegung des Pantograph-Mechanismus A von
dem Gleichgewicht zwischen der ersten und zweiten Feder 14 und 13 abhängt.
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Dann wird so an dem Steuerungskabel
W gezogen, dass der zwangsweise bewegende Mechanismus mit den geneigten
Bolzen 8 bis 11 die Kettenführung 6 axial zu der
Kettenradanordnung S in Richtung auf das Kettenrad S1 und ebenfalls
radial nach innen dazu in der zu der Achse dersselben senkrechten
Ebene bewegt. In diesem Fall stehen die erste und zweite Feder 14 und 13 zueinander
ebenfalls im Gleichgewicht, so dass der Pantograph-Mechanismus A
mit dem Befestigungselement 1 zusammenarbeitet und die
Kettenführung 6 mit
dem beweglichen Element 5 zusammenarbeitet.
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Mit anderen Worten, wenn der Pantograph-Mechanismus
A in Richtung auf das Kettenrad S1 mit dem kleineren Durchmesser
transformiert wird, umgekehrt zu dem Obigen, ermöglicht es der zwangsweise bewegende
Mechanismus der Führungsrolle 61,
sich nah an das Kettenrad S1 mit dem kleineren Durchmesser zu bewegen,
und er bewegt sich zum Kettenrad S1. Somit wird der Umfang der Biegung
der zweiten Feder 13 reduziert, und die erste Feder 14 überwindet
die Kraft der zweiten Feder 13, um den Pantograph-Mechanismus
A im Uhrzeigersinn bezüglich
des Befestigungselements 1 zurückzustellen. Eine derartige
Schwingbewegung des Pantograph-Mechanismus A bewirkt, dass sich
die Führungsrolle 61 von
dem Kettenrad S1 mit dem kleineren Durchmesser wegbewegt, aber der
zwangsweise bewegende Mechanismus kann die Rolle 61 in den
bezüglich
des Kettenrads S1 kleinsten Abstand einstellen.
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Selbst wenn die Führungsrolle 61 in
dem Höchstgeschwindigkeitszustand
in Übereinstimmung mit
dem Kettenrad S1 mit dem kleineren Durchmesser angeordnet ist, können die
erste und zweite Feder 14 und 13 in ihren Federstärken geändert werden,
um es dem Pantograph-Mechanismus A zu ermöglichen, entgegen dem Uhrzeigersinn
von der in 1 gezeigten
Position zu schwingen, wodurch es der Führungsrolle 61 möglich ist,
sich weiter dem Kettenrad S1 mit dem kleineren Durchmesser anzunähern. In
diesem Fall, wenn die Führungsrolle 61 in Übereinstimmung
mit dem Kettenrad S2 mit dem größeren Durchmesser
in dem niedrigen Geschwindigkeitszustand angeordnet ist, wird die
Spannkraft der ersten Feder 13 erhöht, wodurch der Pantograph-Mechanismus
A selbstverständlich
weitgehend entgegen dem Uhrzeigersinn schwingen kann.
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Jedenfalls kann der zwangsweise bewegende
Mechanismus die Kettenführung 6 zwangsweise in
die spezifische Richtung bewegen, und die erste und zweite Feder 14 und 13 stehen
zueinander in Gleichgewicht, um den Pantograph-Mechanismus A bezüglich des
Befestigungselements 1 zu schwingen, wodurch sie es der
Führungsrolle 61 ermöglichen,
in Übereinstimmung
mit der Kettenradanlage an der Kettenradanordnung S zu operieren.
Demgemäß kann die
Bewegungsrichtung der Kettenführung 6 durch
den zwangsweise bewegenden Mechanismus eingestellt werden, um den
Abstand zwischen der Führungsrolle 61 und
dem einen S1 mit dem kleineren Durchmesser zu reduzieren und den
zwischen derselben und dem Kettenrad S2 mit dem größeren Durchmesser
zu erhöhen,
in Übereinstimmung
mit der Anordnung des Kettenrads mit dem größten Durchmesser, welches in
praktischem Gebrauch verwendbar ist. Somit ist, selbst wenn sich
die Vorrichtung hinsichtlich der Anordnung von Kettenrädern von 3 zu 4 ändert,
ein Unterschied im Durchmesser zwischen sowohl dem Kettenrad mit dem
größeren und
dem mit dem kleineren Durchmesser ist insbesondere größer, oder
das Kettenrad mit dem größeren Durchmesser
verfügt über einen größeren Durchmesser
als der vorbestimmte Wert, der Abstand zwischen der Führungsrolle 61 und
jedem Kettenrad kann in einem richtigen erlaubten Bereich gehalten
werden, wodurch die Effizienz der Geschwindigkeitsänderung
verbessert wird.
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Wenn das Fahrrad energisch über ein
sehr unebenes Gelände
gefahren wird, tendiert die von der Spannrolle 61 zu dem vorderen,
an den Pedalen angebrachten Kettenrad führende Kette dazu, wild auf
und ab zu schlagen. Dies bewirkt wiederum, dass das Basiselement 2 um
die erste horizontale Welle 7 mit einem sehr großen Winkel
vor und zurück
ausgeschwenkt wird.
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Infolgedessen besteht die Gefahr,
dass der zweite Stopper 130b auf der Stopperplatte 130 an das
Basiselement 2 schlagen wird. Wenn dies vorkommt, tendiert
der Pantograph-Mechanismus dazu, sich lateral nach außen in Richtung
auf das kleinere Kettenrad S1 zu bewegen, was ein unbeabsichtigtes Schalten
auf eine kleineres Kettenrad bewirken kann. Die oben bezüglich 10 und 11 erörterte
Rille 190 verhindert, dass der Stopper 130b an
das Basiselement 2 schlägt,
und ermöglicht
es somit, dass der Schock durch die Feder 14 und die Buchse 126 aufgefangen
wird und derartige unbeabsichtigte Schaltvorgänge verhindert werden.
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Während
Obenstehendes eine Beschreibung verschiedener Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist, können weitere Modifizierungen
eingesetzt werden, ohne den wie in den nachfolgenden Ansprüchen festgelegten
Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.