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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mechanische Gangschaltung
für Fahrräder und ähnliche
Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, die von dem Typ ist, der innerhalb eines Gehäuses, angeordnet
in einer unteren Zone entsprechend zu der Achse der Pedale, in einer
solchen Art und Weise angeordnet ist, dass die mechanische Schaltung
zwei Achsen umfasst, wobei eine davon der Achse der Pedale entspricht.
Eine solche mechanische Gangschaltung ist in der US-A-2 505 464
dargestellt.
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Mit
dieser Schaltung werden sowohl die Anordnung als auch deren Funktionsweise
vereinfacht, wobei eine Reibung und ein Scheuern zwischen sich bewegenden
Teilen verringert wird und Probleme eines Greifens beseitigt werden.
Eine wichtige Besonderheit ist diejenige, dass, in einigen Fällen, kein
Fetten erforderlich ist.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gangschaltungen
für Fahrräder sind
normalerweise aus zwei ähnlichen
Vorrichtungen, einer vorderen für
die Kettenräder
und einer hinteren für
die Ritzel des Antriebsrads, die integral mit der Hinterachse gebildet
sind, aufgebaut.
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Diese
Vorrichtungen wirken auf die Kette in einer solchen Art und Weise
ein, dass sie bewirken, dass diese von einem Ritzel zu einem anderen,
und von einem Kettenrad zu einem anderen, springen mit dem Ziel,
die Drehübersetzungen
zu variieren.
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Diese
Schaltungen liegen außen
und sind Schlägen,
einer Abnutzung, einem Rosten, usw., unterworfen, was deren Fehlfunktion
fördert.
Auch deformieren sie die Kette, indem sie direkt auf die Kette einwirken,
und zerstören
sie aufgrund der beträchtlichen
Spannungen und Torsionen, denen sie unterworfen ist.
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Weiterhin
gibt die Patent-Nummer P-9502063 einen Pedalkasten an, der eine
vordere Achse umfasst, die mit einem Satz Ritzel versehen ist, die
ihre Bewegung auf eine hintere Welle, mit einer Zwischenfügung von
Zwischenritzeln, übertragen,
wobei die Pedale an den Enden mit der Vorderachse verbunden sind.
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Der
Kasten umfasst einen Mechanismus zum Übertragen der Drehbewegung
der Hinterachse auf ein herkömmliches
Kettenrad, das extern und frei mit der Achse der Pedale verbunden
ist.
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Dieser
neue Pedalkasten zeigt, obwohl er die Probleme, die zuvor angegeben
sind, löst,
den Nachteil, dass dessen Effektivität insgesamt nicht diejenige
ist, die erwartet werden könnte.
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Das
Erfindungs-Patent Nr. P-9901233 besteht aus einem Pedalkasten, der
auch von dem Typ eines Kastens ist, der zuvor erwähnt ist,
und bei dem bestimmte Transmissionsketten zwischen den Ritzeln und
der Vorder- und Hinterachse vorgesehen worden sind. Auch setzt dieser
neue Kasten eine Blockiereinrichtung so ein, dass eines der Ritzel,
verbunden mit der rohrförmigen
Stahlhinterachse, wahlweise fest blockiert werden kann.
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Es
existieren auch andere mechanische Schaltungen ähnlich solchen, die vorstehend
erwähnt
sind, wie beispielsweise in dem französischen Patent Nr. 795941,
dem deutschen Patent Nr. 688932, der PCT WO99/06262 und dem United
States Patent Nr. 2,505,464.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Um
die Aufgaben zu lösen
und die Nachteile, die in den vorstehenden Abschnitten erwähnt sind,
zu vermeiden, schlägt
die Erfindung, wie sie beansprucht ist, eine mechanische Gangschaltung
für Fahrräder und ähnliche
Fahrzeuge vor, die in dem Inneren eines Gehäuses angeordnet ist, die entsprechend
zu der Achse der Pedale in einer solchen Art und Weise positioniert
ist, dass die Gangschaltungseinheit zu der Vorderachse der Pedale,
wiederum zu einer anderen Hinterachse mit einer Zwischenposition
eines Satzes von Zahnrädern
und Ritzeln zugeordnet, zugeordnet ist.
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Somit
umfasst die Vorderachse im Prinzip einige Zahnräder, die mit der Achse verbunden
sind und die für
ein unabhängiges
Eingreifen mit anderen Zahnrädern,
integral zu der Hinterachse, die eine rohrförmige Struktur darstellt, geeignet
sind. Die Räder
der Vorderachse sind axial verschiebbar und werden auch entlang
deren Drehbewegung durch diese Vorderachse gezogen.
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Die
Hinterachse besitzt wiederum eine Gruppe von freien Ritzeln, die
konstant in eine andere Gruppe von Ritzeln, verbunden mit der Vorderachse, mit
einer Zwischenposition einer sich frei drehenden, koaxialen Röhre, eingreifen,
und gleichzeitig ist eine zweite Gruppe von Ritzeln, befestigt an
dieser Röhre, vorhanden,
wie dies mit einem Außenket tenrad
auftritt, wo eine Kette zum Übertragen
der Bewegen auf das Hinterrad des Fahrrads mit einer Zwischenfügung eines
kleinen Ritzels eingreift.
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Die
rohrförmige
Struktur der Hinterachse setzt eine Vorrichtung zum wahlweisen Blockieren
eines der freien Ritzel, verbunden mit dieser Achse, in einer solchen
Art und Weise ein, dass man, in Abhängigkeit von dem freien Ritzel,
das ausgewählt
ist, eine Drehgeschwindigkeit des Kettenrads, und deshalb des Fahrrads,
erhalten wird.
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Die
Vorrichtung ist einem Seil zugeordnet, das in einem herkömmlichen
Hebel endet, der zum Betätigen
der Vorrichtung, und um auf diese einzuwirken, vorgesehen ist, um
die unterschiedlichen Abtriebsgeschwindigkeiten zu erhalten.
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Die
Vorrichtung besitzt eine axiale Betätigung, während gleichzeitig die wahlweise
Blockierung der unterschiedlichen, freien Ritzel in der radialen
Richtung stattfindet.
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Die
mechanische Schaltung der Erfindung ist in ihrer Funktion und Wirkung
weicher, ebenso wie sie weniger geräuschvoll und haltbarer als
andere Gangschaltungen dieser Typen sind, wie zum Beispiel diejenige,
die dem Erfindungspatent Nr. P-99010233 entspricht.
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Die
Blockiervorrichtung übt
nur eine Traktion in der Drehrichtung aus, mit anderen Worten ähnlich zu
dem Mechanismus, bei dem die Ritzel des Hinterrads eines Fahrrads
ständig
eingesetzt werden.
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Es
kann darauf hingewiesen werden, dass es nicht die freien Ritzel
der Hinterachse sind, die die Antriebselemente darstellen, sondern
anstelle davon die Hinterachse selbst, im Gegensatz zu herkömmlichen
Gangschaltungen dieses Typs der Erfindung, wobei die Hinterachse
nur dazu dient, die freien Ritzel zu tragen, wobei letztere die
Elemente sind, die die Drehung übertragen.
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Die
mechanische Schaltung der Erfindung, zusammen mit dem Gehäuse, ist
eine unabhängige Einheit,
die in dem Inneren eines komplementären Gehäuses, angeordnet in der entsprechenden
Zone mit der Achse der Pedale, eingepasst befestigt ist.
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Eine
andere Ausführungsform
ist für
die Hinterachseinheit geschaffen worden, die zwei diametral gegenüberliegende
Vertiefungen besitzt, wobei eine der neuen Blockiervorrichtungen,
die jedes der freien Ritzel der Hinterachse einsetzt, dazu geeignet
ist, befestigt zu werden, wobei diese neuen Vorrichtungen nur die
Blockiervorrichtung, die zuvor erwähnt ist, ersetzen.
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So
wählt man,
mit der neuen Blockiervorrichtung, eines der freien Ritzel der Hinterachse
durch axiales Verschieben davon aus.
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In
einer anderen, weiter verbesserten Ausführungsform der Erfindung sind
einige Lager eingesetzt, die zwischen den freien Ritzeln der Hinterachse
eingesetzt sind, um irgendein Reiben in der relativen Bewegung zwischen
diesen Ritzeln, befestigt an den Lagern, in einer floatierenden
Art und Weise, zu verhindern. Das Einsetzen dieser Lager, eingesetzt zwischen
den freien Ritzeln, hat das Erfordernis eines Fettens beseitigt,
und eine weichere, weniger geräuschvolle
und länger
anhaltende Funktionsweise wird erreicht.
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Eine
andere Charakteristik der Erfindung ist diejenige, dass die Anfangseinrichtung
des Getriebes zum Ändern
der Drehgeschwindigkeit zwischen beiden Achsen keine axialen Verschiebungen
der Zahnräder
der Vorderachse erfordert, wobei anstelle davon diese immer mit
den komplementär
verzahnten Rädern
der Hinterachse in einer solchen Art und Weise in Eingriff stehen
werden, dass, um die Geschwindigkeit zu ändern, eine zweite Blockiervorrichtung
als die Blockiervorrichtung vorgesehen worden ist, die einheitlich
eines der freien Ritzel der Hinterachse befestigt, wobei diese Räder frei
auf der Hinterachse verbunden sind und der Blockiervorrichtung,
die in der rohrförmigen
Struktur der Hinterachse vorgefunden wird, zugeordnet sind.
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Eine
andere Charakteristik der Erfindung ist diejenige, dass die Blockiervorrichtung
eine andere technisch fortschrittlichere Ausführungsform darstellt als solche,
auf die zuvor Bezug genommen ist.
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Nachfolgend
sind einige Figuren, um ein besseres Verständnis dieser Beschreibung zu
erleichtern, und die einen integralen Teil davon bilden, angegeben,
in denen, in einer Art und Weise, die erläuternd, im Gegensatz zu einschränkend, ist,
der Gegenstand der Erfindung dargestellt ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 stellt
eine perspektivische Ansicht einer mechanischen Gangschaltung für Fahrräder und ähnliche
Fahrzeuge, den Gegenstand der Erfindung bildend, dar.
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2 stellt
eine Profilansicht der Gangschaltung der Erfindung dar.
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3 stellt
eine Aufrissansicht der selektiven Blockiervorrichtung einer Gruppe
freier Ritzel dar, um unterschiedliche Abtriebsgeschwindigkeiten auszuwählen.
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4 stellt
eine Profilansicht von demjenigen dar, was in der vorherigen Figur
dargestellt ist.
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5 stellt
eine Draufsicht davon dar, was in den vorherigen zwei Figuren dargestellt
ist.
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6 stellt
eine Ansicht eines neuen Systems einer Blockierung, unterschiedlich
gegenüber derjenigen,
die in 3 angegeben ist, dar.
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7 stellt
eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses dar, in dem die mechanische
Gangschaltungseinheit, die ein unabhängiges Modul bildet, das in
einem Gehäuse
eingepasst befestigt ist, das unter der Höhe der Achse für die Pedale
positioniert ist, angeordnet ist.
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8 stellt
eine Ansicht ähnlich
zu 1 dar, wobei die mechanische Gangschaltung einige wichtige
Verbesserungen in Bezug auf die Gangschaltung, dargestellt in 1,
einsetzt.
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9 stellt
eine ähnlich
Ansicht zu 4 dar.
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BESCHREIBUNG
EINER AUSFÜHRUNGSFORM DER
ERFINDUNG
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Nachfolgend
wird ein Beispiel einer Ausführungsform
der Erfindung im Prinzip unter Verwendung der Nummerierung, die
in den 1 bis 7 angegeben ist, beschrieben.
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Die
mechanische Gangschaltung ist im Prinzip innerhalb eines Gehäuses 1,
das entsprechend einer Vorderachse 2 der Pedale angeordnet
ist, die wiederum zu einer zweiten Hinterachse 3 einer
rohrförmigen
Struktur, mittels einiger Ritzel und Zahnräder, in Bezug gesetzt ist,
angeordnet.
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Die
Vorderachse 2 umfasst zwei Zahnräder 4 und 5,
die für
ein unabhängiges
Eingreifen in andere Zahnräderpaare 6 und 7,
die integral zu der Hinterachse 3 vorliegen, geeignet sind.
Um dies zu erreichen, werden die Zahnräder 4 und 5 der
Vorderachse 2 in deren Drehung um die Achse durch einen
Keil 8 gezogen, obwohl sie auch axial verschoben werden können, um
den Eingriff von dem einen oder dem anderen auszuwählen.
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Deshalb
ermöglichen
die Zahnräder 4 und 5, dass
die Anzahl von Übersetzungsgeschwindigkeiten
verdoppelt werden kann.
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Diese
Hinterachse 3 besitzt eine Gruppe freier Ritzel 9,
die jeweils und konstant mit einer anderen Gruppe Ritzel 10,
integral zu einem Rohr 11, das koaxial um die Hinterachse 2 herum
verbunden ist, mit der Zwischenfügung
einiger Nadellager 12, eingreifen.
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Die
Hinterachse 3 ist mit dem Gehäuse 1 über die
Zwischenfügung
anderer Lager 13 verbunden, wie dies auch bei der Hinterachse 3 und
dem koaxialen Rohr 11 auftritt, die mit dem Gehäuse 1 über andere
Lager 14 und 15 verbunden sind.
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Das
koaxiale Rohr 11 besitzt in einem seiner Enden ein Kettenrad,
integral damit, eingesetzt, wobei sich eine Kette 17 mit
dem Hinterrad des Fahrrads für
eine Übertragungsbewegung
verbindet.
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Die
Hinterachse 3 mit rohrförmiger
Struktur setzt in deren Innerem eine selektive Blockiervorrichtung 18 aus
freien Ritzeln 9, verbunden mit dieser Hinterachse 3,
in einer solchen Art und Weise ein, dass man, in Abhängigkeit
von dem Ritzel, das blockiert ist, eine definierte Abtriebsgeschwindigkeit
erhalten wird. Dasselbe gilt für
die Zahnräder 4, 5, 6 und 7,
die die zwei Achsen 1 und 2 verbinden.
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So
ist die Blockiervorrichtung 18, beginnend von einem zentralen
Träger 19,
axial geführt
und verschiebbar innerhalb der Hinterachse 3 und auf den zwei
diametral gegenüberliegenden
Schwingteilen 20 in einer gelenkigen Art und Weise verbunden,
und die radial zu der Außenseite
mittels einer einzelnen „V"-förmigen Feder 21 hin
gedrückt
werden, wobei die Arme davon in bestimmten Kanälen 22 dieser Schwingteile 20 aufgenommen
und geführt
sind, definiert.
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Diese
Schwingteile 20 besitzen bestimmte winklige Verlängerungen 23 außerhalb
der Mitte, die in einige bogenförmige
Vertiefungen 24 des jeweiligen, freien Ritzels 9 eingepasst
befestigt sind, um die Drehbewegung der Hinterachse 3 auf
das freie Ritzel 9 in einer Richtung in einer solchen Art
und Weise zu übertragen,
dass in der anderen Drehrichtung die Schwingteile 20 nicht
mit dem freien Ritzel 9 in Eingriff treten. Auf diese Art
und Weise wird, wenn das Treten des Fahrrads aufhört, die
Achse der Pedale 2 nicht zusammen mit der Bewegung des
Fahrrads gezogen, wie dies herkömmlich
auftritt.
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Die
freien Ritzel 9 sind keine Antriebselemente, wobei diese
Rolle selbst durch die Hinterachse 3, im Gegensatz zu anderen,
bekannten Gangschaltungssystemen dieses Typs, übernommen wird, wo die Hinterachse
nur als ein Trageelement für
die freien Ritzel dient, die dasjenige sind, was als die Antriebselemente,
im Gegensatz zu der Achse, wirkt.
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Die
bogenförmigen
Vertiefungen 24 enden in einer radialen Ebene 25,
wo sie auf die Schwingteile 20 auftreffen, um die freien
Ritzel 9 der Hinterachse 3 zu ziehen.
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Die
Blockiervorrichtung 18 umfasst auch eine axiale Feder 26,
die auf den zentralen Träger 19 in
einer Richtung so drückt,
dass eine Verschiebung des zentralen Trägers 19 und der Schwingteile 20, um
die Geschwindigkeit oder den Gang des Fahrrads zu ändern, mittels
eines Seils 27 ausgeführt
wird, das mit dem zentralen Träger 19 verbunden
ist, wobei dieses Seil 27 in einem Gangschaltungshebel
endet, der nicht in den Figuren dar gestellt ist und der einen Zug
gegen den Widerstand, der durch die axiale Feder 26 hervorgerufen
wird, ausübt.
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Innen
umfasst die Hinterachse 3 einige Längsnuten 28, um die
axiale Führung
und Verschiebung der Schwingteile 20 zu erleichtern.
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Das
Gangschaltungsseil 27 ist mit dem zentralen Träger 19 mit
der Dazwischenfügung
eines kleinen Körpers 29,
der in ein Lager 30 hinein eingepasst befestigt ist, das
wiederum in einer Buchse 21 eingepasst befestigt ist, die
innerhalb der rohrförmigen
Struktur der Hinterachse 3 eingebettet ist, verbunden.
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Mit
dieser Vorrichtung, die beschrieben ist, nimmt die Hinterachse 3 im
Prinzip die Bewegung über
die Zahnräder 4 oder 5 der
Vorderachse 2 auf, die in eines der Zahnräder 6 oder 7 der
Hinterachse 3 eingreift. Die axiale Verschiebung der Zahnräder 4 und 5 wird
mittels eines herkömmlichen
Gangschaltungshebels vorgenommen.
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Das
Gehäuse 1,
zusammen mit allen anderen Elementen der Gangschaltung, bildet ein
unabhängiges
Modul 32, das in ein ergänzendes Gehäuse 33 entsprechend
zu der Achse der Pedale 2 eingepasst und aufgenommen ist.
Um dies zu erreichen, ist das Gehäuse 33 an einer seiner
Seiten offen, und gleichzeitig ist dieses unabhängige Modul innerhalb des Gehäuses 33 mittels
einiger Schrauben 34 oder mittels anderer Mittel befestigt.
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Weiterhin
ist in 6 eine neue Blockiervorrichtung 18' dargestellt,
bei der die Hinterachse 3 zwei diametral gegenüberliegende
Ausschnitte 35 umfasst, in denen jedes Paar der Schwingarme 36 gegen
den Widerstand einiger Federn 37 in einer solchen Art und
Weise befestigt werden kann, dass die Arme 36 und die Federn 37 in
einigen Innengehäusen 38 der
freien Ritzel 9 der Hinterachse 3 aufgenommen
sind.
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So
wird es, um das Sichern eines der freien Ritzel 9 an der
Hinterachse 3 auszuwählen,
notwendig sein, es axial zu verschieben, bis die Ausschnitte 35 der
Hinterachse 3 zu den Schwingarmen 36 des ausgewählten Ritzels 9 übereinstimmen.
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Der
Rest der Schwingarme 36 der anderen freien Ritzel 9 wird
auf der äußeren Oberfläche der Hinterachse 3 gleiten.
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In 8 nun
stellt die mechanische Gangschaltung bestimmte Verbesserungen und
Einzelheiten in Bezug auf dasjenige, das vorstehend beschrieben
ist, dar, was nachfolgend beschrieben wird.
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Die
Zahnräder 4' und 5' der Vorderachse 2 greifen
konstant in die Paare der Räder 6' und 7', frei verbunden
im Prinzip auf der Hinterachse 3, ein. Um dieses zu erreichen,
werden die Zahnräder 4' und 5' in deren Drehung
ohne eine axiale Verschiebung gezogen.
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Die
Gruppen der freien Ritzen 9 der Hinterachse 3 sind
in einer floatierenden Art und Weise mit einem Zwischenfügen einiger
Zwischenlager 39 verbunden.
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So
ist, um eine Geschwindigkeit oder eine andere zwischen beiden Achsen 2 und 3 über die Paare
der Räder 4' und 5', 6' und 7' auszuwählen, die konstant
miteinander in Eingriff stehen, eine neue Blockiervorrichtung 40 geschaffen
worden, ähnlich zu
der ersten Blockiervorrichtung 18 und auch in dem Inneren
der rohrförmigen
Struktur der Hinterachse 3 angeordnet, in einer solchen
Art und Weise, dass diese neue Blockiervorrichtung 40 bewirken
wird, dass eines der Zahnräder 6' oder 7' integral wird
und die Hinterachse 3 blockieren wird, was das andere Rad-Paar
frei belässt,
ohne dass es zusammen mit der Hinterachse 3 blockiert wird.
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Diese
Hinterachse 3, der rohrförmigen Struktur, setzt in deren
Innerem eine andere, ähnliche
Blockiervorrichtung 40 aus freien Ritzeln 9, verbunden mit
dieser Hinterachse 3, in einer solchen Art und Weise ein,
dass man, in Abhängigkeit
von dem Ritzel, das blockiert wird, eine bestimmte Abtriebsgeschwindigkeit
erhalten wird.
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Die
neuen Blockiervorrichtungen 40 sind, beginnend von einem
zentralen Träger 19', axial geführt und
verschiebbar in dem Inneren der Hinterachse 3, und auf
denen mindestens ein elastischer Keil 20' verbunden ist, der radial zu der
Außenseite
mittels einer einzelnen Feder 21' gedrückt wird, definiert. Diese
Feder dient wiederum als ein Verbindungselement in Bezug auf den
zentralen Träger 19'. Die elastischen
Keile 20' sind
wiederum teilweise in Längskanälen 22' der zentralen
Träger 19' mit rohrförmiger Struktur
aufgenommen. Die elastischen Keile 20' besitzen eine Schwingbewegung,
wenn sie dazu gelangen, eine Gangänderung auszuführen, wobei
dieses Schwingen durch die Federn 21' gestützt wird, während deren Schwingen in den
Kanälen 22' der zentralen
Träger 19' geführt werden
wird.
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Die
elastischen Keile 20' besitzen
bestimmte, abgerundete Verlängerungen 23', die in den
bogenförmigen
Vertiefungen 24 der jeweiligen freien Ritzel 9 und
der Zahnräder 6' oder 7' eingepasst
befestigt sind, um die Drehbewegung in einer solchen Art und Weise
zu übertragen,
dass, in der anderen Drehrichtung, die elastischen Keile 20' nicht in das freie Ritzel 9 und
das jeweilige Zahnrad 6' oder 7' eingreifen.
Auf diese Art und Weise wird, wenn das Treten der Pedale des Fahrrads
aufhört,
die Achse der Pedale nicht durch die Bewegung des Fahrrads gezogen,
wie dies vorstehend in den vorherigen Vorrichtungen angegeben ist.
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Die
Hinterachse 3, wie sie vorstehend angegeben ist, umfasst
Längsnuten 28,
um auch die axiale Führung
und Verschiebung der elastischen Keile 20' zu erleichtern.