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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft Fahrräder
und insbesondere einen Fahrradumwerfer mit einem flexiblen Basiselement.
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Fahrräder werden
sowohl für
allgemeine Verkehrszwecke als auch für Freizeitaktivitäten verwendet.
Manchmal wird das Fahrrad an von zu Hause entfernt befindliche Stellen
transportiert, bevor man damit fährt.
Demzufolge wurden in den vergangenen Jahren Fahrräder mit
Klapp- oder Faltrahmen entwickelt, um diese zur Erleichterung des
Transportes kompakter zu machen.
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Viele
momentan verfügbare
Fahrräder
haben mehrstufige Gangschaltungen, die dem Fahrer ermöglichen,
ein geeignetes Übersetzungsverhältnis auszuwählen, um
sich ändernden
Fahrbedingungen Rechnung zu tragen. Viele derartige Gangschaltungen
sind mit einem hinteren Umwerfer ausgerüstet, der eine Antriebskette
zwischen einer Mehrzahl von Kettenrädern umschaltet, die um die
Hinterradachse herum montiert sind. Ein herkömmlicher Umwerfer ist in der
japanischen ungeprüften
Patentanmeldung Nr. 6-227476 offenbart. Der in dieser Publikation
offenbarte hintere Umwerfer weist ein am Fahrradrahmen angebrachtes
Basiselement, einen am Basiselement montierten Vierpunkt-Gelenkmechanismus
und eine mit dem Vierpunkt-Gelenkmechanismus verbundene Kettenführung auf.
Wenn dieser hintere Umwerfer betätigt
wird, bewegt der Vierpunkt-Gelenkmechanismus die Kettenführung in
seitlicher Richtung auf ein beliebiges von einer Mehrzahl von an
der Hinterradachse montierten Kettenrädern.
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Das
Dokument GB 732035 offenbart einen weiteren Fahrradumwerfer gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1.
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Wenn
ein herkömmlicher
Umwerfer an einem herkömmlichen
Klappfahrrad montiert ist, insbesondere einem Fahrrad mit einem
Rahmen, dessen Vorderteil auf das Hinterteil geklappt wird, kommt
der hintere Umwerfer manchmal mit dem Vorderrad in Konflikt, wenn
das Fahrrad geklappt wird. Ein derartiger Konflikt des hinteren
Umwerfer mit dem Vorderrad macht es unmöglich, das Fahrrad so kompakt
wie gewünscht
zu klappen.
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INHALT DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft verschiedene Merkmale eines Fahrradumwerfers.
In einer Ausführungsform
weist ein Fahrradumwerfer auf: ein Basiselement, einen Gelenkmechanismus,
der mit dem Basiselement verbunden ist, und eine Kettenführung, die mit
dem Gelenkmechanismus verbunden ist, so dass sich die Kettenführung relativ
zum Basiselement bewegt, um eine Kette entlang der Mehrzahl von
Kettenrädern
zu bewegen. Das Basiselement weist einen ersten Abschnitt, der aufgebaut
ist, um an einem Fahrradrahmen befestigt zu werden, und einen zweiten
Abschnitt auf, der aufgebaut ist, um mit dem Gelenkmechanismus verbunden
zu werden, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt aufgebaut sind,
um sich relativ zueinander zu bewegen.
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Zusätzliche
erfinderische Merkmale gehen aus der nachfolgenden Beschreibung
klar hervor, und derartige Merkmale, allein oder in Kombination mit
den zuvor beschriebenen Merkmalen, können die Basis weiterer Erfindungen
bilden, wie in den Ansprüchen
und ihren Äquivalenten
dargelegt ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Seitenansicht einer speziellen Ausführungsform eines Fahrrades,
das einen hinteren Umwerfer beinhaltet;
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2 ist
eine Seitenansicht einer speziellen Ausführungsform eines hinteren Umwerfers;
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3 ist
eine detaillierte Ansicht einer speziellen Ausführungsform einer Verbindungseinrichtung für das Basiselement
des in 2 dargestellten Umwerfers;
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4 ist
eine Ansicht der Verbindungseinrichtung in unverriegeltem Zustand;
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5 ist
eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines hinteren Umwerfers;
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6 ist
eine detaillierte Ansicht einer speziellen Ausführungsform einer Verbindungseinrichtung für das Basiselement
des in 5 dargestellten Umwerfers; und
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7 ist
eine Ansicht der Verbindungseinrichtung in unverriegeltem Zustand.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ist
eine Seitenansicht einer speziellen Ausführungsform eines Klappfahrrades 1.
Das Klappfahrrad 1 weist auf: einen klappbaren Rahmenkörper 2,
der sich an seinem mittleren Abschnitt klappen lässt, eine Vordergabel 3,
eine Lenkstangenbaugruppe 5, einen Sattel 6 mit
einer Sattelstütze 30 und einem
Sitz 31, eine Antriebsbaugruppe 7, ein Vorderrad 8,
ein Hinterrad 9, das eine Mehrzahl von Kettenrädern 10 mit
unterschiedlichen Anzahlen von Zähnen
um eine Nabenachse 12 lagert, eine Kette 13, einen
hinteren Umwerfer 11, der die Kette 13 auf eines der
Kettenräder 10 reagierend
auf eine Gangschaltoperation umlegt, und vordere und hintere Bremsen 14.
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Der
Rahmenkörper 2 weist
einen ersten Rahmenkörper 15,
einen zweiten Rahmenkörper 16, der
am ersten Rahmenkörper 15 drehbar
befestigt ist, und ein Klappelement 18 auf, das den ersten Rahmenkörper 15 und
den zweiten Rahmenkörper 16 klappbar
verbindet. Der erste Rahmenkörper 15 weist
ein Horizontalrohr 4 auf, wobei die Vordergabel 3 an
der Vorderseite des Horizontalrohrs 4 um eine in diagonaler
Richtung nach vorne geneigte Achse drehbar angebracht ist, und ein
Vorderrad 8 am unteren Ende einer Vordergabel 3 angebracht
ist. Ein zweiter Rahmenkörper 16 weist
ein Sitzrohr 17 an einer mittleren Stelle auf, wobei die
Sattelstütze 30 des Sattels 6 an
einem oberen Ende des Sattelrohrs 17 montiert ist und eine
Antriebsbaugruppe 7 am unteren Ende (Tretlageraufnahme)
des Sitzrohrs 17 montiert ist. Die Antriebsbaugruppe 7 weist
eine Kettenblattkurbel 32 und eine Mehrzahl von vorderen
Kettenrädern 32 auf,
wobei die Kette 13 mit einem beliebigen der Mehrzahl von
Kettenrädern 32 in
Eingriff gebracht werden kann. Das Hinterrad 9 ist am hinteren
Ende eines zweiten Rahmenkörpers 16 drehbar angebracht.
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Das
Klappelement 18 weist ein Scharnier 19 und einen
Hebel 20 auf, wobei das Scharnier den ersten Rahmenkörper 15 und
den zweiten Rahmenkörper 16 miteinander
verbindet und der Hebel 20 das Scharnier 19 verriegelt
und entriegelt. Der Rahmenkörper 2 wird
mittels des Scharniers 19 von der Vorderseite auf die Rückseite
drehbar geklappt. In der Betriebsposition ist das Scharnier 19 mittels
eines Hebels 20 verriegelt, so dass der Rahmenkörper 2,
welcher einen ersten Rahmenkörper 15 und
einen zweiten Rahmenkörper 16 aufweist,
während
der Fahrt starr und gerade gehalten wird.
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Die
Lenkstangenbaugruppe 5 weist einen klappbaren Lenkstangenschaft
und eine Lenkstange 22 auf, die am oberen Ende des Lenkstangenschaftes 21 befestigt
ist. Der Lenkstangenschaft 21 weist einen ersten Lenkstangenschaftkörper 23 und
einen zweiten Lenkstangenschaftkörper 24 auf,
die miteinander durch ein Scharnier 25 verbunden sind.
Ein Hebel 26 führt
wahlweise ein Verriegeln und Entriegeln des Scharniers 25 durch.
Die Lenkstange 22 ist mit einem Griff 27, einer
Gangschaltungssteuerbaugruppe 28 und einer Bremssteuerbaugruppe 29 versehen.
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Wie
deutlicher in den 2 bis 4 dargestellt,
ist ein hinterer Umwerfer 11 am hinteren Ende eines zweiten
Rahmenkörpers 16 montiert.
Der hintere Umwerfer 11 weist ein flexibles (z. B. klappbares)
Basiselement 35 auf, einen am Basiselement 35 montierten
Vierpunkt-Gelenkmechanismus 36 und eine am Vierpunkt-Gelenkmechanismus 36 angeordnete
Kettenführung 37.
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Der
Vierpunkt-Gelenkmechanismus 36 bewegt die Kettenführung 37 in
einer Richtung parallel zur Nabenachse 12. Der Vierpunkt-Gelenkmechanismus 36 weist
zwei Verbindungsarme 54 gleicher Länge auf (von denen lediglich
einer in den Zeichnungen dargestellt ist). Die Basisenden der Verbindungsarme 54 sind
mit dem Basiselementkörper 39 drehbar verbunden
und die distalen Enden der Verbindungsarme 54 lagern die
Kettenführung 37 drehbar.
Die Kettenführung 37 weist
ein Paar von Kettenscheiben 55 (von denen lediglich eine
in den Zeichnungen dargestellt ist), einen Führungsrahmen 56, welcher
die Kettenscheiben 55 drehbar lagert, und einen Träger 57 auf.
Der Führungsrahmen 56 ist
mit dem Träger 57 für eine Drehung
um eine zur Nabenachse 12 parallele Achse verbunden und
der Träger 57 ist
mit den distalen Enden der Verbindungsarme 54 drehbar verbunden.
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Das
Basiselement 35 weist einen ersten Basiselementkörper 38 und
einen zweiten Basiselementkörper 39 auf,
der mit dem Vierpunkt-Gelenkmechanismus 36 verbunden ist.
Ein Scharnier 40 verbindet über eine Drehachse 58 den
ersten Basiselementkörper 38 und
den zweiten Basiselementkörper 39 miteinander.
Der erste Basiselementkörper 38 und
die Nabenachse 12 sind am hinteren Ende des zweiten Rahmenkörpers 16 integral
montiert.
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Ein
Verriegelungsmechanismus 46 verriegelt den ersten Basiselementkörper 38 und
den zweiten Basiselementkörper 39 in
der Betriebsposition und entriegelt den ersten Basiselementkörper 38 und
den zweiten Basiselementkörper 39,
so dass sie in eine geklappte Position bewegt werden können. Wie
in 3 dargestellt, weist der Verriegelungsmechanismus 46 in
dieser Ausführungsform
einen Schnallenaufbau auf. Insbesondere weist der Verriegelungsmechanismus 46 auf:
einen am ersten Basiselementkörper 28 angeordneten
Haken 41; ein am zweiten Basiselementkörper 39 drehbar montiertes
Hebelelement 42; und ein Riegelelement 45, das
am Hebelelement 42 angeordnet ist, um mit dem Haken 41 in Eingriff
zu kommen.
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Das
distale Ende des Hakens 41 steht vom ersten Basiselementkörper 38 in
einer Hakenkonfiguration vor und der Haken ist in der Nähe der Grenze zwischen
dem ersten Basiselementkörper 38 und dem
zweiten Basiselementkörper 39 befestigt.
Das Hebelelement 42 weist einen Steuerabschnitt 43 an seinem
distalen Ende auf und das Hebelelement 42 ist auf einem
zweiten Basiselementkörper 39 schwenkbar gelagert,
und zwar mittels eines Schwenkträgerelementes 44,
das vom zweiten Basiselementkörper 39 in
der Nähe
der Grenze zwischen dem ersten Basiselementkörper 38 und dem zweiten Basiselementkörper 39 nach
oben vorsteht. Das Riegelelement 45 ist an einem hinteren
Abschnitt des Hebelelementes 42 schwenkbar montiert und
weist ein zu einer C-Konfiguration gebogenes Drahtmaterial auf.
Bei einem sich mit dem Haken 41 in Eingriff befindlichen
distalen Ende des Riegelelementes 45 wird das Hebelelement 42 über den
toten Punkt geschwenkt (bei dem der Kontaktpunkt zwischen dem Riegelelement 45 und
dem Haken 41, die Drehachse des Hebelelementes 42 und
die Drehachse des Riegelelementes 45 beim Hebelelement 42 auf
einer geraden Linie liegen), wie in 3 dargestellt,
um den Verriegelungsmechanismus 46 in der verriegelten Position
anzuordnen.
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Wenn
das Fahrrad 1 benutzt werden soll, wird das Scharnier 19 auf
dem Rahmen 1 mittels des Hebels 20 so verriegelt,
dass der erste Rahmenkörper 15 und
der zweite Rahmenkörper 16 in
einer geraden Linie starr aneinander befestigt werden. Auch das
Scharnier 25 am Lenkstangenschaft 21 wird mittels
des Hebels 26 verriegelt, wodurch der erste Lenkstangenkörper 22 und
der zweite Lenkstangenkörper 24 miteinander
starr verbunden werden. Wenn das Fahrrad 1 eingeklappt
werden soll, wird der Hebel 20 am Rahmen 1 gedreht,
um das Scharnier 19 zu entriegeln, und das Riegelelement 45 wird vom
Haken 41 außer
Eingriff gebracht. Der erste Rahmenkörper 15 kann dann
in horizontaler Richtung in Richtung zum zweiten Rahmenkörper 16 gedreht
werden, wobei die Position des Klappelementes 18 als Drehachse
dient. Auch wird der Hebel 26 gedreht, um das Scharnier 25 zu
entriegeln und der erste Lenkstangenschaftkörper 23 kann in Richtung zum
zweiten Lenkstangenkörper 24 und
der Vordergabel 3 geklappt werden.
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Wenn
die Klappoperation durchgeführt
wird, gelangen die Seitenwände
des Hinterrades 9 und des Vorderrades 8 nahe zueinander,
und der hintere Umwerfer 11 kann mit dem Vorderrad 8 in
Kontakt kommen. Um ein kompakteres Zusammenklappen des Fahrrades
zu ermöglichen,
muss der störende Konflikt
zwischen hinterem Umwerfer 11 und Vorderrad 8 minimiert
werden. Um dies zu bewerkstelligen, wird das Hebelelement 42 des
Verriegelungsmechanismus 46, wie in 4 dargestellt,
ge dreht, das Verriegelungselement 45 wird vom Haken 41 außer Eingriff
gebracht und der zweite Basiselementkörper 39 kann in Richtung
zum Hinterrad 9 gedreht werden, so dass ein Kontakt zwischen
dem hinteren Umwerfer 11 und dem Vorderrad 8 vermieden
werden kann.
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5 ist
eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des hinteren Umwerfers 11a.
Der hintere Umwerfer 11a weist ein in ähnlicher Weise klappbares Basiselement 35a,
das am hinteren Ende des zweiten Rahmenkörpers 16 montiert
ist, einen am Basiselement 35a montierten Vierpunkt-Gelenkmechanismus 36a und
eine am Vierpunkt-Gelenkmechanismus 26a angeordnete Kettenführung 37a auf. Das
Basiselement 35a weist einen ersten Basiselementkörper 38a und
einen zweiten Basiselementkörper 39a auf,
und ein Verriegelungsmechanismus 47 verriegelt und entriegelt
einen ersten Basiselementkörper 38 und
einen zweiten Basiselementkörper 39a,
um wie in der ersten Ausführungsform
beschrieben zu arbeiten. In dieser Ausführungsform sind die Elemente,
abgesehen vom Verriegelungsmechanismus 47, identisch zu
den Elementen der vorhergehenden Ausführungsform und daher werden
diese Elemente hier nicht beschrieben.
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Wie
in den 6 bis 7 dargestellt, handelt es sich
bei dem Verriegelungsmechanismus 47 um einen Einrastmechanismus,
welcher aufweist: einen Verriegelungsstift 48, der sich
von einem ersten Basiselementkörper 38a in
Richtung zu einem zweiten Basiselementkörper 39a ausfahren
und zurückziehen
lässt,
eine Riegelfalleneinheit 49 zum Festhalten des Verriegelungsstiftes 48 und
ein Vorspannelement 51, welches eine Spiralfeder aufweist
und den Verriegelungsstift 48 in Richtung zum Riegelfallenelement 49 vorspannt.
Der Verriegelungsstift 48 ist in einem Stützelement 52 gleitend
verschieblich montiert, das vom ersten Basiselementkörper 38a an
einer Stelle in der Nähe
des zweiten Basiselementkörpers 39a nach
oben vorsteht. Das Riegelfallenelement 49 steht an einer
Stelle des zweiten Basiselementkörpers 39a in
der Nähe
des ersten Basiselementkörpers 38a nach
oben vor und es weist ein in diesem ausgebildetes Verriegelungsloch 50 auf,
das mit dem Verriegelungsstift 48 in Verriegelungseingriff kommt.
Durch Hindurchschieben des Verriegelungsstiftes 48 durch
das Verriegelungsloch 50 können der erste Basisele mentkörper 38a und
der zweite Basiselementkörper 39a für den Betrieb
miteinander verriegelt werden. Da das Vorspannelement 51 den
Verriegelungsstift 48 in Richtung zum Verriegelungsloch 50 vorspannt,
kommt der Verriegelungsstift 48 während des Betriebs nicht außer Eingriff
vom Verriegelungsloch 50.
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Wenn
die Klappoperation wie zuvor beschrieben durchgeführt wird,
gelangen die Seitenwände
des Hinterrades 9 und des Vorderrades 8 nahe zueinander
hin und der hintere Umwerfer 11 kann mit dem Vorderrad 8 in
Kontakt kommen. Um ein kompakteres Zusammenklappen des Fahrrades zu
ermöglichen,
müssen
Konflikte zwischen dem hinteren Umwerfer 11 und dem Vorderrad 8 minimiert werden.
Um dies zu erreichen, können
der erste Basiselementkörper 38a und
der zweite Basiselementkörper 39a einfach
dadurch entriegelt werden, dass der Verriegelungsstift 48 in
Richtung des Vorspannelementes 51 gleitend verschoben wird,
wie in 7 dargestellt. Dann kann das zweite Basiselement 39a in
Richtung zum Hinterrad 9 geklappt werden und ein Kontakt
zwischen dem hinteren Umwerfer 11a und dem Vorderrad 8 kann
vermieden werden.
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Auch
wenn zuvor verschiedene Ausführungsformen
der erfinderischen Merkmale beschrieben wurden, können weitere
Modifikationen verwendet werden, ohne von Gedanken und Schutzumfang der
Erfindung abzuweichen. Beispielsweise wurden ein Mechanismus vom
Schnallentyp und ein Mechanismus vom Einrasttyp als Beispiele von
Verriegelungsmechanismen beschrieben, jedoch braucht ein Verriegelungsmechanismus
nicht auf die in diesen Ausführungsformen
offenbarten Verriegelungsmechanismen eingeschränkt zu werden, solange er in der
Lage ist, die Basiselemente zu verriegeln und zu entriegeln. Auch
wurde beschrieben, dass das Basiselement 35 am hinteren
Ende des zweiten Rahmenkörpers 16 integral
mit der Nabenachse 12 montiert ist, jedoch könnte das
Basiselement 35 stattdessen am hinteren Ende des zweiten
Rahmenkörpers 16 unabhängig von
der Nabenachse 12 montiert sein.
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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 ihnen angeordnete
Zwischenstrukturen haben. Die Funktionen eines Einzelelementes können von
zwei Elementen übernommen werden,
und umgekehrt. Die Strukturen und Funktionen einer Ausführungsform
können
in einer weiteren Ausführungsform
verwendet werden. Es ist nicht erforderlich, dass alle Vorteile
in einer speziellen Ausführungsform
gleichzeitig vorhanden sind. Somit versteht es sich, dass der Schutzumfang
der Erfindung nicht durch die hier offenbarten spezifischen Strukturen
oder den anfänglichen
scheinbaren Fokus auf eine spezielle Struktur oder Merkmal eingeschränkt ist.