CH709565A2 - Schalter für Fahrräder. - Google Patents

Abstract

Ein Schalter (1) für elektronische bzw. elektromechanische Fahrradgetriebe wie Mehrgangnaben oder Kettenschaltungen, welcher aus einem bewegbaren Schaltteil (34) besteht, welcher aus einer Neutralposition in vier Schaltpositionen bewegt werden kann. Wobei die Rückstellkraft als Magnetkraft (35, 36) realisiert ist und in den vier Schaltpositionen Näherungsschalter (37) angebracht sind, welche auf das Schaltteil (34) in den Schaltpositionen reagieren.

Description

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft einen Schalter für Fahrräder, bei weichem ein Schaltteil zwischen einer Neutralposition und vier Schaltposition bewegbar ist, wobei das Schaltteil in den Schaltpositionen mit einer Rückstellkraft beaufschlagt ist, welche das Schaltteil in die Neutralposition zurückführt und Näherungsschalter auf das Schaltteil reagieren, welches in eine der Schaltpositionen bewegt wird.

Stand der Technik

[0002] Elektronische Schalter für Fahrräder zum Schalten von elektronischen bzw. elektromechanischen Fahrradgetrieben wie Mehrgangnaben oder Kettenschaltungen sind aus dem Stand der Technik mit Drucktaster ausgestattet. Die Drucktaster werden durch Druckknöpfe oder Schalthebel betätigt, welche durch Federn in der Neutralposition gehalten werden bzw. wieder in die Neutralposition zurückgeführt werden. Durch das Betätigen des Drucktasters wird ein Signal für einen Elektromotor erzeugt, welcher zum Beispiel den Umwerfer oder das Schaltwerk einer Kettenschaltung bewegt. Die Drucktaster können an klassischen Rennradlenkern, Triathlonlenkern, Zeitfahrradlenkern, Mountainbikelenkern, geraden bzw. gebogenen Lenkern für Fahrräder des Alltags sowie Elektrofahrrädern angebracht werden. Drucktaster sind wasser-, schmutz- und staubempfindlich und werden mechanisch stark beansprucht, daher ist ihre Lebensdauer beschränkt. Wasser-, schmutz- und staubfeste Drucktaster sind vergleichsweise teuer, mit diesen Elektrobauteilen hergestellte Schalter sind daher teuer in der Beschaffung bzw. teuer in der Herstellung, weil diese aufwändig konstruiert werden müssen.

[0003] Die elektronischen Schalter für Fahrräder zum Schalten von elektronischen bzw. elektromechanischen Fahrradgetrieben wie Mehrgangnaben oder Kettenschaltungen sind aus dem Stand der Technik mit einem oder zwei Drucktastern ausgestattet. Zum Schalten eines elektronischen bzw. elektromechanischen Elementes wie Schaltwerk, Umwerfer oder Getriebe braucht es im Minimum zwei Drucktaster. Durch das Betätigen des ersten Drucktasters bewegt sich das Element in die eine Richtung und durch das Betätigen des zweiten Drucktasters bewegt sich das Element in die andere, der ersten entgegengesetzten Richtung. Ist ein Fahrrad mit Schaltwerk und Umwerfer bestückt, braucht es zwei Schalter mit je zwei Drucktastern, welche am Fahrradlenker befestigt werden müssen. Ein Schalter wird im Griffbereich der rechten Hand und der andere Schalter im Griffbereich der linken Hand montiert. Weil das Schaltwerk öfters bedient wird als der Umwerfer, sind auch Schalter mit nur einem Drucktaster bekannt. Diese werden oft zusätzlich montiert, wobei ein Schalter im Griffbereich der rechten Hand und der zweite Schalter im Griffbereich der linken Hand montiert wird. Auf diese Weise werden Schalter geschaffen, welche das zu bewegende Element jeweils nur in eine Richtung bewegen können. Handelt es sich beim zu bewegenden Element um ein Schaltwerk, kann zum Beispiel mit der rechten Hand auf ein grösseres Ritzel und mit der linken Hand auf ein kleineres Ritzel geschaltet werden.

[0004] Aus dem Stand der Technik werden die elektronischen Schalter für Fahrräder, wegen der auf zwei Schaltpositionen limitierten Funktion, nur zum Schalten von elektronischen bzw. elektromechanischen Fahrradgetrieben wie Mehrgangnaben oder Kettenschaltungen verwendet. Diese Schalter bieten keine Zusatzfunktionen zum Schalten oder Regeln von anderen Verbrauchern wie zum Beispiel An/Abschalten der Beleuchtung, Regelung eines Elektromotors, Betätigung einer Hupe etc. Die Schalter bieten diesbezüglich keinen Mehrnutzen und sind ausschliesslich zum Schalten von elektronischen bzw. elektromechanischen Fahrradgetrieben befähigt.

[0005] Die bekannten Schalter haben den Nachteil, dass maximal zwei Drucktaster verwendet werden können, ansonsten werden die Schalter zu gross und können nicht mehr ergonomisch am Lenker angebracht werden. Ausserdem würden Schalter mit mehr als zwei Drucktastern unübersichtlich und könnten nicht mehr intuitiv bedient werden. Ausserdem sind Drucktaster schmutz-, staub- und wasserempfindlich und müssen sorgfältig abgedichtet werden bzw. die Schalter müssen aufwendig konstruiert werden, was diese teuer und wenig robust werden lässt.

Darstellung der Erfindung

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörigen elektronischen Schalter für elektronische bzw. elektromechanische Fahrradgetriebe wie Mehrgangnaben oder Kettenschaltungen zu schaffen, welcher vier Schaltfunktionen aufweist, einfach und robust ist, intuitiv bedient werden kann, eine gute Haptik aufweist, präzise und zeitnahe Schaltvorgänge auslöst, kostengünstig Elektrobauteile beinhaltet bzw. einfach und kostengünstig in der Herstellung ist.

[0007] Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung wird das Schaltteil durch Magnetkraft in der Neutralposition gehalten bzw. nach dem Auslenken in eine der vier Schaltpositionen wieder in die Neutralposition zurückgeführt und Näherungsschalter reagieren auf das Schaltteil, welches in eine der vier Schaltpositionen bewegt wird.

[0008] Durch die Realisierung der Rücksteilkraft als Magnetkraft bei gleichzeitiger Verwendung von Näherungsschalter, welche vom Schaltteil beeinflusst werden, lassen sich besonders einfach aufgebaute, robuste, schaltsichere, intuitiv bedienbare und kosteneffektive elektronische Schalter mit vier Schaltpositionen realisieren. Nachfolgend werden diese Schalter als Vierschaltpositionsschalter bezeichnet.

[0009] Weil mit einem Vierschaltpositionsschaler vier Schaltpositionen abgedeckt werden können, kann bei einem Fahrrad, bei welchem zum Beispiel ein Schaltwerk und ein Umwerfer bewegt werden müssen, nur ein Schalter montiert werden. Ein Vierschaltpositionsschalter deckt alle Funktionen ab. Oder es können, wie bei einer bevorzugten Anordnung, zwei Vierschaltpositionsschalter am Lenker montiert werden, ein Vierschaltpositionsschalter im Griffbereich der rechten Hand und ein zweiter Vierschaltpositionsschalter im Griffbereich der linken Hand. In diesem Fall stehen acht Schaltpositionen zur Verfügung. Das heisst, im Falle eines Fahrrades mit Schaltwerk und Umwerfer stehen vier Schaltpositionen zum Schalten oder Regeln von anderen Verbrauchern zur Verfügung.

[0010] Als zusätzliche Verbraucher oder anders ausgedrückt als Zusatzfunktion oder auch als alleinige Funktion, welche mit dem Vierschaltpositionsschalter angesteuert werden können, kommen folgende Zusatzfunktionen in Betracht. Die Zusatzfunktionen bzw. Erweiterungen sind in folgende Gruppierungen aufgegliedert:

[0011] Optische Zusatzfunktionen: Blinker, Beleuchtung (on/off, Regelung der Lichtstärke), Warnlicht (Gefahren auf der Strasse anzeigen), Notlicht.

[0012] Fahrradtechnische Zusatzfunktionen: Fahrwerksanpassungen (in verschiedene Modi schalten, welche das Zusammenspiel der Federsysteme wie Federgabel und Dämpfer regeln), Regelung von Federgabeln (on/off, Absenken/Anheben, Einstellung der Federkennlinien), Regelung von Dämpfern (on/off, Einstellung der Dämpferkennlinien), Elektromotorantrieb (on/off, Regelung der Unterstützung), Regelung der Kettenführung (immer optimale Kettenlinie zwischen Schaltwerk und Umwerfer), Diebstahlschutz, Bewegungs- und Positionsmessung der Gabel, Erschütterungsmessung des Fahrrads, Messung der Fahrbahn, Positionsmessung der Räder.

[0013] Peripherie-Geräte Zusatzfunktionen: Regelung und Steuerung von: Velocomputern, Smartphones, Filmkameras, Fotokameras, Leistungsmessgeräten, Kadenzmessgeräten.

[0014] Akustische Zusatzfunktionen: Hupe, Warnsignale, Sprechfunk (on/off oder Regelung des Kontaktes zu Begleitfahrzeug oder Begleiter/Mitfahrer), Gegensprechanlagen.

[0015] Trainings Zusatzfunktionen: Einschalten von speziellen Modi wie zum Beispiel konstante Trittfrequenz (automatisches Schalten).

[0016] Dem Fachmann sind noch andere Verbraucher, Erweiterungen bzw. Zusatzfunktionen bekannt, welche geregelt, gesteuert oder an/abgeschaltet werden können.

[0017] Die Rückstellung des sich bewegenden Schaltteils, wie Schalthebel oder Drehgriff oder dergleichen aus den vier Schaltpositionen in die Neutralposition erfolgt nicht über ein klassisches mechanisches Element, wie zum Beispiel eine Torsionsfeder, eine Zugfeder oder dergleichen, sondern über Magnetwirkung. Die Magnetwirkung hat den Vorteil, dass keine mechanischen Elemente wie Federn oder federnde Elemente benötigt werden, welche staub- und schmutzempfindlich sind. Die Realisierung eines Vierschaltpositionsschalters mit Magnetkraft hat ausserdem den Vorteil, dass das sich bewegende Schaltteil in der Neutralposition durch die maximale Anziehungskraft gut fixiert ist. Schläge und Erschütterungen führen nicht dazu, dass sich das bewegbare Schaltteil bewegt und dadurch unangenehme Klappergeräusche verursacht. Dies ist bei der Realisierung einer Rückstellkraft durch Federn oder federnden Elementen gerne der Fall, weil in der Neutralposition die Federn eine kleine oder keine Kraftwirkung haben, welche das bewegbare Teil stabilisieren oder fixieren.

[0018] Mit der Rückstellkraft als Magnetkraft lassen sich Vierschaltpositionsschalter mit hervorragender Haptik realisieren, weil die Magnetwirkung in der Neutralposition am grössten und in den jeweiligen Schaltposition am kleinsten ist, muss beim Betätigen des Schaltteils zur Überwindung der Neutralposition die grösste Kraft aufgewendet werden, welche dann aber, je weiter sich das bewegbare Schaltteil bewegt, stark abnimmt, bis das bewegbare Schaltteil in einem Anschlagspunkt anschlägt. Dieses Verhalten führt dazu, dass der Betätiger des Vierschaltpositionsschalters ein klares Feedback erhält, wenn das bewegbare Schaltteil den Anschlagspunkt erreicht. Bei klassischen Federn oder federnden Elementen ist die Kraftwirkung umgekehrt. In der Neutralposition hat eine Feder die kleinste Kraftwirkung und in der Schaltposition die grösste Kraftwirkung. Dies führt dazu, dass in der Neutralposition ein Betätigungselement, wie ein Schaltteil, oft zusätzlich stabilisiert oder fixiert werden muss, damit ein Druckpunkt entsteht oder der Anschlagspunkt muss speziell konstruiert werden, damit dieser eindeutig spürbar ist.

[0019] Näherungsschalter reagieren auf Annäherung d.h. ohne direkten Kontakt berührungsfrei. Sie werden mechanisch nicht beansprucht und haben eine äusserst lange Lebensdauer.

[0020] In der Kombination Rückstellung durch Magnetkraft und Erkennung des Schaltteils durch Näherungsschalter können äusserst robuste und langlebige Vierschaltpositionsschalter realisiert werden. Auf diese Weise realisierte Vierschaltpositionsschalter sind nicht staub-, wasser- oder schmutzempfindlich und müssen daher nicht aufwändig geschützt werden. Daher können auch sehr kleine, kompakte und ästhetische Vierschaltpositionsschalter gebaut werden. Ausserdem sind die so konstruierten Vierschaltpositionsschalter stabil und robust gegenüber den Einwirkungen, welche durch Stürze des Fahrrades entstehen.

[0021] Ausserdem sind Magnete und Näherungsschalter Bauteile, die kostengünstig beschafft werden können und weil diese berührungsfrei reagieren, können kostengünstige, langlebige und wartungsarme Vierschaltpositionsschalter hergestellt werden.

[0022] Bei den Magneten handelt es sich vorzugsweise um handelsübliche Dauermagnete respektive Permanentmagnete. Diese bestehen üblicherweise aus metallischen Legierungen aus Eisen, Nickel, Aluminium mit Zusätzen aus Cobalt, Mangan und Kupfer, oder auch mit Zusätzen aus Barium-, oder Strontiumhexaferrit. Weiter können auch Magnete aus Bismanol, das heisst, aus Eisen, Bismut und Mangan eingesetzt werden. Bevorzugt werden allerdings starke Magnete aus Samarium-Cobalt oder Neodym-Eisen-Bor eingesetzt, insbesondere für qualitativ hochwertigere Vierschaltpositionsschalter.

[0023] Als Näherungsschalter, auch Näherungsinitiator oder Annäherungsschalter genannt, können induktive Näherungsschalter, kapazitive Näherungsschalter, magnetische Näherungsschalter, optische Näherungsschalter, Ultraschall Näherungsschalter oder elektromagnetische Näherungsschalter verwendet werden.

[0024] In einem feststehenden Gehäuse, d.h. einem Gehäuse, welches verrutsch- und verdrehfest an einer Lenkerstange oder im Lenkerrohr einer Lenkstange verankert ist, ist ein Magnet verankert. Ein von Hand bewegbares Schaltteil beinhaltet einen zweiten fest darin verankerten Magneten. Das von Hand bewegbare Schaltteil ist bevorzugt am feststehenden Gehäuse bewegbar angebracht oder angelegt. Diese bewegbare Anbringung des Schaltteils kann in Form oder Funktion einem Gleitlager, Gelenklager, Kugellager oder Wälzlager entsprechen. Das bewegbare Schaltteil kann aber auch an anderen Teilen wie zum Beispiel dem Lenkerrohr einer Lenkstange angebracht werden.

[0025] Dem Fachmann sind noch andere Arten und Orte bekannt, wie bzw. wo das bewegbare Schaltteil angebracht oder angelegt werden kann.

[0026] In einer bevorzugten Variante werden im feststehenden Gehäuse Aussparungen bzw. Führungen eingearbeitet. Diese Aussparungen bzw. Führungen führen das bewegbare Schaltteil sicher in eine der vier Schaltpositionen, bieten dem Schaltteil einen sichern Anschlag und Halt in den Schaltpositionen und führen dieses wiederum sicher in die Neutralposition zurück.

[0027] In der Neutralposition liegen die Magnete des feststehenden Gehäuses und des Schaltteils mit entgegengesetzten Polen gegenüber und eine Anziehungskraft herrscht zwischen den beiden Magneten. Das Schaltteil wird durch die Magnetkraft am feststehenden Gehäuse leicht fixiert.

[0028] Vorzugsweise ist der Abstand der beiden Magnete in der Neutralposition deutlich kleiner als in den vier Schaltpositionen. Damit wird eine optimale Kraftwirkung erreicht und der Vierschaltpositionsschalter kann kompakt gehalten werden.

[0029] Das bewegbare Schaltteil ist so bewegbar, dass vier Positionen, so genannte Schaltpositionen, eingenommen werden können. Die Schaltpositionen müssen so gewählt werden, dass der Magnet des Schaltteils, durch die Anziehungskraft des Magneten im feststehenden Gehäuse, das Schaltteil sicher und zeitnah in die Neutralposition zurückgeführt.

[0030] Vorzugsweise ist, zur Vergrösserung der Auslenkung des Schaltteils oder zur gezielten Auslenkung bzw. Führung des Schaltteils, benachbart zum Magneten im feststehenden Gehäuse oder benachbart zum Magneten des Schaltteils ein magnetisches Element angeordnet. Das magnetische Element besteht vorzugsweise aus Nickel, Eisen, Kobalt, Ferrit oder einer Legierung davon. Alternativ kann das magnetische Element auch als Dauermagneten ausgebildet sein, welcher aber eine kleinere Kraftwirkung auf den Magneten des Schaltteils ausübt als der Magnet im feststehenden Gehäuse, so dass das Schaltteil nicht beim magnetischen Element hängen bleibt.

[0031] In der Nähe der vier Schaltpositionen werden Näherungsschalter angebracht, welche auf das Schaltteil in den jeweiligen vier Schaltpositionen reagiert. Die Näherungsschalter geben ein Signal an den Verbraucher oder an eine übergeordnete Steuerung wie zum Beispiel an einen Fahrradcomputer.

[0032] Dem Fachmann sind noch weitere übergeordnete Steuerungen bekannt.

[0033] In einer bevorzugten Variante werden magnetische Näherungsschalter, wie Reed-Schalter, Reedkontakte auch als Reed-Relais bezeichnet oder Hallsensoren verwendet. Diese magnetischen Näherungsschalter sind kostengünstig in der Beschaffung und robust im Betrieb.

[0034] In einer besonders bevorzugten Variante werden Reed-Schalter, welche ohne Magneteinwirkung offen sind und sich durch Magneteinwirkung schliessen, als Näherungsschalter verwendet.

[0035] Die Reed-Schalter sind in der Neutralposition des Schaltteils einem zu kleinen Magnetfeld ausgesetzt, als dass sie schliessen. D.h. die Reed-Schalter sind offen und es fliesst kein Strom. Wird das Schaltteil von Hand bis zum Anschlag in eine der jeweiligen vier Schaltpositionen bewegt, nähert sich der Magnet im Schaltteil dem entsprechenden Reed-Schalter, welcher in der Nähe dieser Schaltposition positioniert ist, das Magnetfeld nimmt zu, der Reed-Schalter schliesst und es fliesst ein Strom. Dieser Strom kann direkt vom Verbraucher aufgenommen werden. Durch das Schliessen des Reed-Schalter kann aber auch nur ein Signal ausgegeben werden, welches von einer übergeordneten Steuerung ausgewertet wird. Wird das bewegbare Schaltteil wieder losgelassen, bewegt sich dieses, durch die Anziehungskraft welche der Magneten im feststehenden Gehäuse auf den Magneten im Schaltteil ausübt, wieder in die Neutralposition zurück und der in der jeweiligen Schaltposition geöffnete Reed-Schalter schliesst wieder.

[0036] Im Vierschaltpositionsschalter können auch Induktionsschalter oder Piezoelemente verwendet werden. Diese Elektrobauteile können für batterielose Vierschaltpositionsschalter verwendet werden. In diesem Fall wird das Signal durch Funk übermittelt. Durch Induktion oder durch Piezoelemente wird die dafür benötigte Energie zur Verfügung gestellt.

[0037] Der Vierschaltpositionsschalter kann an klassischen Rennradlenkern, Triathlonlenkern, Zeitfahrradlenkern, Mountainbikelenkern, geraden bzw. gebogenen Lenkern für Fahrräder des Alltags sowie Elektrofahrrädern angebracht werden. Der Vierschaltpositionsschalter wird vorzugsweise im Griffbereich eines Lenkerohres einer Lenkstange befestigt.

[0038] Alternativ kann der Vierschaltpositionsschalter auch an anderen Stellen, als im Griffbereich, eines Lenkerrohres einer Lenkstange angebracht werden. Es kann ein Vierschaltpositionsschalter gebaut werden, welcher an jeder beliebigen Stelle am Fahrrad angebracht werden kann, welche mit den Händen erreichbar ist.

[0039] In einer bevorzugten Variante wird der Vierschaltpositionsschalter in den Bremshebel zur Montage an klassisch gebogene Rennradlenker integriert. Auf diese Weise wird eine Vierschaltpositionsschalter-Bremshebeleinheit geschaffen, welche im Bogen eines klassisch gebogenen Rennradlenkers befestigt wird. In dieser bevorzugten Variante fungiert der Bremsgriff als feststehendes Gehäuse.

[0040] Anstelle der vier Schaltpositionen kann ein Vierschaltpositionsschalter auch nur drei oder zwei Schaltpositionen aufweisen, welche mit Näherungsschalter bestückt sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

[0041] Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen: <tb>Fig. 1<SEP>eine schematische Darstellung eines Aerolenkers mit einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters und einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters; <tb>Fig. 2a<SEP>eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters der Neutralposition von oben gezeigt; <tb>Fig. 2b<SEP>eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in der Neutralposition in der axialen Achse gezeigt; <tb>Fig. 3a<SEP>eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer ersten Schaltposition von oben gezeigt; <tb>Fig. 3b<SEP>eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer ersten Schaltposition in der axialen Achse gezeigt; <tb>Fig. 4a<SEP>eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer zweiten Schaltposition von oben gezeigt; <tb>Fig. 4b<SEP>eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer zweiten Schaltposition in der axialen Achse gezeigt; <tb>Fig. 5a<SEP>eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer dritten Schaltposition von oben gezeigt; <tb>Fig. 5b<SEP>eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer dritten Schaltposition in der axialen Achse gezeigt; <tb>Fig. 6a<SEP>eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer vierten Schaltposition von oben gezeigt; <tb>Fig. 6b<SEP>eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer vierten Schaltposition in der axialen Achse gezeigt; <tb>Fig. 7a<SEP>eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in der Neutralposition von unten betrachtet; <tb>Fig. 7b<SEP>eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in der Neutralposition von unten gezeigt; <tb>Fig. 8a<SEP>eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer ersten Schaltposition von unten betrachtet; <tb>Fig. 8b<SEP>eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer ersten Schaltposition von unten gezeigt; <tb>Fig. 9a<SEP>eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer zweiten Schaltposition von unten betrachtet; <tb>Fig. 9b<SEP>eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer zweiten Schaltposition von unten gezeigt; <tb>Fig. 10a<SEP>eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer dritten Schaltposition von unten betrachtet; <tb>Fig. 10b<SEP>eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer dritten Schaltposition von unten gezeigt; <tb>Fig. 11a<SEP>eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer vierten Schaltposition von unten betrachtet; <tb>Fig. 11b<SEP>eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer vierten Schaltposition von unten gezeigt; <tb>Fig. 12<SEP>eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters an einem Mountainbikelenker montiert.

[0042] Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0043] Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Aerolenkers, wie er typisch für Zeitfahrräder und Triathlonräder ist, mit einer ersten Ausführungsform des Vierschaltpositionsschalters und einer zweiten Ausführungsform des Vierschaltpositionsschalters bestückt.

[0044] Beim Vierschaltpositionsschalter der ersten Ausführungsform 1 und dem Vierschaltpositionsschalter der zweiten Ausführungsform 1.1 handelt es sich um Vierschaltpositionsschalter wie sie bevorzugt an Aerolenkern 10 von Zeitfahrrädern oder Triathlonrädern montiert werden. Die Vierschaltpositionsschalter 1 und 1.1 werden im Griffbereich der Armauflagenstangen 11 montiert und können in einer aerodynamischen Körperhaltung bedient werden. Zur Veranschaulichung werden beide Ausführungsformen am gleichen Aerolenker 10 gezeigt. Bevorzugt wird ein Aerolenker 10 jeweils nur mit einer Ausführungsform bestückt. Der Aerolenker 10 ist durch den Vorbau 12 mit dem Gabelschaft einer Fahrradgabel verbunden.

[0045] Die Fig. 2a zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Oberseite einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters, welcher axial an einem Lenkerrohr angebracht ist, in der Neutralposition.

[0046] Der Vierschaltpositionsschalter 1 ist an der Armauflagenstange 11 eines Aerolenkers montiert. Die Endkappe 30 ist durch die Fixierschraube 31 fest mit der Armauflagenstange 11 verankert. An der Endkappe 30 ist wiederum das Gehäuse 33 mit den Endkappenschrauben 32 angeschraubt. Dadurch ist das Gehäuse 33 verrutsch- und verdrehfest verankert. Die Endkappe 30 und das Gehäuse 33 bilden ein Gelenklager für den Hebel 34. Der Hebel 34 ist dadurch in alle Richtungen bewegbar. Im Gehäuse 33 ist der Gehäusemagnet 35 und im Hebel 34 der Hebelmagnet 36 fest verankert. Der Vierschaltpositionsschalter 1 ist in der Neutralposition, der Gehäusemagnet 35 und der Hebelmagnet 36 stehen sich gegenüber. Die zwei Magnete sind so ausgerichtet, dass sie sich gegenseitig anziehen. Der Hebel 34 ist durch die Anziehungskraft der beiden Magnete erschütterungsfest fixiert. Im Gehäuse 33 sind die Reed-Schalter 37 eingegossen. Die Reed-Schalter 37 sind mit den Kabeln 38 mit einer übergeordneten Steuerung verbunden.

[0047] Die Fig. 2b zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in der Neutralposition in Blickrichtung nach vorne (Fahrtrichtung) parallel zur Armauflagenstange.

[0048] Das Gehäuse 33 ist im Innern der Armauflagenstange 11 fixiert. Die Reed-Schalter 37 sind im Gehäuse 33 eingegossen und parallel zur Armauflagenstange 11 ausgerichtet. Der Hebelmagnet 36 und damit der Hebel 34 sind mittig ausgerichtet. Der Hebelmagnet 36 hat in der Neutralposition den grössten Abstand zu den Reed-Schaltern 37. Das Gehäuse 33 weist Aussparungen auf, welche den Hebel 34 sicher in die jeweiligen vier Schaltpositionen führt.

[0049] Die Fig. 3a zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Oberseite einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters, welcher axial an einem Lenkerrohr angebracht ist, in einer ersten Schaltposition.

[0050] Der Hebel 34 ist mit der Hand nach links gedrückt und findet im Gehäuse 33 einen Anschlag. Der Hebelmagnet 36 hat in dieser Schaltposition den kleinsten Abstand zum Reed-Schalter 37, welcher in dieser Schaltposition angebracht ist. Dieser Reed-Schalter 37 reagiert auf das Magnetfeld des Hebelmagneten 36 und schliesst. Strom fliesst bzw. ein Signal wird an eine übergeordnete Steuerung gegeben. Wird der Hebel 34 losgelassen, wird dieser durch die Anziehungskraft des Gehäusemagneten wieder in die Neutralposition zurückgeführt, das Magnetfeld wird kleiner und der Reed-Schalter 37, welcher bei dieser ersten Schaltposition angebracht ist, öffnet wieder.

[0051] Die Fig. 3b zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer ersten Schaltposition in Blickrichtung nach vorne (Fahrtrichtung) parallel zur Armauflagenstange.

[0052] Der Hebel 34 kann nach links gedrückt werden, bis der Hebel 34 mit dem Hebelmagnet 36 am Gehäuse 33 anschlägt. Die Distanz zum Reed-Schalter 37, welcher in der ersten Schaltposition angebracht ist, ist am kleinsten bzw. das Magnetfeld am stärksten und dieser Reed-Schalter 37 schliesst dadurch. Strom fliesst an die übergeordnete Steuerung, bis der Hebel 34 wieder losgelassen wird.

[0053] Die Fig. 4a zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Oberseite einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters, welcher axial an einem Lenkerrohr angebracht ist, in einer zweiten Schaltposition.

[0054] Der Hebel 34 ist mit der Hand nach rechts gedrückt. Der Hebelmagnet 36 ist ausgelenkt und schlägt am Gehäuse 33 an. In dieser Stellung hat der Hebelmagnet 36 die kürzeste Distanz zum Reed-Schalter 37, welcher in der zweiten Schaltposition angebracht ist und schliesst diesen. Strom fliesst an die übergeordnete Steuerung, bis der Hebel 34 wieder losgelassen wird.

[0055] Die Fig. 4b zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer zweiten Schaltposition in Blickrichtung nach vorne (Fahrtrichtung) parallel zur Armauflagenstange.

[0056] Der Hebel 34 kann nach rechts gedrückt werden, bis der Hebel 34 mit dem Hebelmagnet 36 am Gehäuse 33 anschlägt. Die Distanz zum Reed-Schalter 37, welcher in der zweiten Schaltposition angebracht ist, ist am kleinsten bzw. das Magnetfeld am stärksten und dieser Reed-Schalter 37 schliesst dadurch. Strom fliesst an die übergeordnete Steuerung, bis der Hebel 34 wieder losgelassen wird.

[0057] Die Fig. 5a zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Oberseite einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters, welcher axial an einem Lenkerrohr angebracht ist, in einer dritten Schaltposition.

[0058] Der Hebel 34 ist mit der Hand nach unten gedrückt. Der Hebelmagnet 36 ist ausgelenkt und schlägt am Gehäuse 33 an. In dieser Stellung hat der Hebelmagnet 36 die kürzeste Distanz zum Reed-Schalter 37, welcher in der dritten Schaltposition angebracht ist und schliesst diesen. Strom fliesst an die übergeordnete Steuerung, bis der Hebel 34 wieder losgelassen wird.

[0059] Die Fig. 5b zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer dritten Schaltposition in Blickrichtung noch vorne (Fahrtrichtung) parallel zur Armauflagenstange.

[0060] Der Hebel 34 kann nach unten gedrückt werden, bis der Hebel 34 mit dem Hebelmagnet 36 am Gehäuse 33 anschlägt. Die Distanz zum Reed-Schalter 37, welche in der dritten Schaltposition angebracht ist, ist am kleinsten bzw. das Magnetfeld am stärksten und dieser Reed-Schalter 37 schliesst dadurch. Strom fliesst an die übergeordnete Steuerung, bis der Hebel 34 wieder losgelassen wird.

[0061] Die Fig. 6a zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Oberseite einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters, welcher axial an einem Lenkerrohr angebracht ist, in einer vierten Schaltposition.

[0062] Der Hebel 34 wird mit der Hand nach oben gedrückt. Der Hebelmagnet 36 ist ausgelenkt und schlägt am Gehäuse 33 an. In dieser Stellung hat der Hebelmagnet 36 die kürzeste Distanz zum Reed-Schalter 37, welcher in der vierten Schaltposition angebracht ist und schliesst diesen. Strom fliesst an die übergeordnete Steuerung, bis der Hebel 34 wieder losgelassen wird.

[0063] Die Fig. 6b zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer vierten Schaltposition in Blickrichtung nach vorne (Fahrtrichtung) parallel zur Armauflagenstange.

[0064] Der Hebel 34 kann nach oben gedrückt werden, bis der Hebel 34 mit dem Hebelmagnet 36 am Gehäuse 33 anschlägt. Die Distanz zum Reed-Schalter 37, welche in der vierten Schaltposition angebracht ist, ist am kleinsten bzw. das Magnetfeld am stärksten und dieser Reed-Schalter 37 schliesst, Strom fliesst zur übergeordneten Steuerung, bis der Hebel 34 wieder losgelassen wird.

[0065] Die Fig. 7a zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in der Neutralposition von unten betrachtet.

[0066] Die Endkappe 30.1 ist mit der Fixierschraube 31 verdreh- und verrutschfest an der Armauflagenstange 11 fixiert. Der Drehgriff 39 ist axial zur Armauflagenstange 11 verdrehbar. Im Drehgriff 39 ist ein Drehgriffmagnet 40 und in der Endkappe 30.1 ein Endkappenmagnet 41 fest verankert. Der Vierschaltpositionsschalter 1.1 ist in der Neutralposition, der Drehgriffmagnet 40 und der Endkappenmagnet 41 stehen sich gegenüber. Die zwei Magnete sind so ausgerichtet, dass sie sich gegenseitig anziehen. Der Drehgriff 39 ist durch die Anziehungskraft der beiden Magnete erschütterungsfest fixiert. In der Endkappe 30.1 sind die vier Reedschalter 37.1 eingegossen und durch die Kabel 38 mit einer übergeordneten Steuerung verbunden.

[0067] Die Fig. 7b zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in der Neutralposition von unten.

[0068] Am Drehgriff 39 ist ein Stift 42 angebracht. Die Endkappe 30.1 weist Aussparungen auf, welche dem Stift 42 Anschläge bildet bzw. den Stift führen. In der Neutralposition ist der der Drehgriff 39 und demzufolge der Stift 42 durch die Anziehungskraft der beiden Magnete fixiert.

[0069] Die Fig. 8a zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer ersten Schaltposition von unten betrachtet.

[0070] Der Drehgriff 39 ist mit der Hand nach rechts verdreht. Der Drehgriffmagnet 40 ist maximal ausgelenkt und hat die kleinste Distanz zum Reed-Schalter 37.1, welcher in dieser ersten Schaltposition angebracht ist. Der Reed-Schalter 37.1 schliesst durch das stärkere Magnetfeld, welches vom Drehgriffmagneten 40 in der ersten Schaltposition ausgeht und Strom fliesst zur übergeordneten Steuerung. Wird der Drehgriff 39 losgelassen, dreht sich dieser wegen der Anziehungskraft des Endkappenmagneten 41 in die Neutralposition zurück und der Reed-Schalter, welcher in der ersten Schaltposition angebracht ist, öffnet sich wieder.

[0071] Die Fig. 8b zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer ersten Schaltposition von unten.

[0072] Der Drehgriff 39 kann so weit nach rechts verdreht werden, bis der Stift 42 am Rand der Aussparung der Endkappe 30.1 anschlägt.

[0073] Die Fig. 9a zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer zweiten Schaltposition von unten betrachtet.

[0074] Der Drehgriff 39 ist mit der Hand nach links verdreht. Der Drehgriffmagnet 40 ist maximal ausgelenkt und hat die kleinste Distanz zum Reed-Schalter 37.1, welcher in dieser zweiten Schaltposition angebracht ist. Der Reed-Schalter 37.1 schliesst durch das stärkere Magnetfeld, welches vom Drehgriffmagneten 40 in der ersten Schaltposition ausgeht und Strom fliesst zur übergeordneten Steuereinheit. Wird der Drehgriff 39 losgelassen, dreht sich dieser wegen der Anziehungskraft des Endkappenmagneten 41 in die Neutralposition zurück und der Reed-Schalter, welcher in der zweiten Schaltposition angebracht ist, öffnet sich wieder.

[0075] Die Fig. 9b zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer zweiten Schaltposition von unten.

[0076] Der Drehgriff 39 befindet sich in der zweiten Schaltposition. Der Drehgriff 39 kann so weit nach links verdreht werden, bis der Stift 42 am Rand der Aussparung der Endkappe 30.1 anschlägt.

[0077] Die Fig. 10a zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer dritten Schaltposition von unten betrachtet.

[0078] Der Drehgriff 39 befindet sich in der dritten Schaltposition. Der Drehgriff 39 wurde mit der Hand nach hinten und anschliessend nach rechts verdreht. Der Drehgriff 39 findet im Fixierring 44 einen Anschlag. Der Fixierring 44 ist mit der Fixierschraube 31 verrutsch- und verdrehfest mit der Armauflagenstange 11 verbunden. Der Drehgriffmagnet 40 ist maximal ausgelenkt und hat die kleinste Distanz zum Reed-Schalter 37.1, welcher in dieser dritten Schaltposition angebracht ist. Der Reed-Schalter 37.1 schliesst durch das stärkere Magnetfeld, welches vom Drehgriffmagneten 40 in dieser dritten Schaltposition ausgeht und Strom fliesst zur übergeordneten Steuerung. Wird der Drehgriff 39 losgelassen, dreht sich der Drehgriffmagnet 40 zuerst in Richtung des magnetischen Elements 43, welches in der Armauflagenstange 11 eingelassen ist und anschliessend wird der Drehgriffmagnet 40 durch die Anziehungskraft des Endkappenmagnetes 41 zu diesem hingezogen. Durch die Anziehungskraft der beiden Magnete wird der Drehgriff 39 und die Endkappe 30.1 erschütterungsfest fixiert.

[0079] Die Fig. 10b zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer dritten Schaltposition von unten.

[0080] Der Drehgriff 39 befindet sich in der dritten Schaltposition. Der Drehgriff 39 kann so weit nach hinten und rechts verdreht werden bis der Stift 42 am Rand der Aussparung der Endkappe 30.1 anschlägt bzw. der Drehgriff 39 am Fixierring 44 anschlägt.

[0081] Die Fig. 11a zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer vierten Schaltposition von unten betrachtet.

[0082] Der Drehgriff 39 befindet sich in der vierten Schaltposition. Der Drehgriff 39 wurde mit der Hand nach hinten und anschliessen nach links verdreht. Der Drehgriff 39 findet im Fixierring 44 einen Anschlag. Der Fixierring 44 ist mit der Fixierschraube 31 verrutsch-und verdrehfest mit der Armauflagenstange 11 verbunden. Der Drehgriffmagnet 40 ist maximal ausgelenkt und hat die kleinste Distanz zum Reed-Schalter 37.1, welcher in dieser vierten Schaltposition angebracht ist. Der Reed-Schalter 37.1 schliesst durch das stärkere Magnetfeld, welches vom Drehgriffmagneten 40 in dieser vierten Schaltposition ausgeht und Strom fliesst zur übergeordneten Steuerung. Wird der Drehgriff 39 losgelassen, dreht sich der Drehgriffmagnet 40 zuerst in Richtung des magnetischen Elements 43, welches in der Armauflagenstange 11 eingelassen ist und anschliessend wird der Drehgriffmagnet 40 durch die Anziehungskraft des Endkappenmagnetes 41 zu diesem hingezogen. Durch die Anziehungskraft der beiden Magnete wird der Drehgriff 39 und die Endkappe 30.1 erschütterungsfest fixiert.

[0083] Die Fig. 11b zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Vierschaltpositionsschalters in einer vierten Schaltposition von unten.

[0084] Der Drehgriff 39 befindet sich in der vierten Schaltposition. Der Drehgriff 39 kann so weit nach hinten und links verdreht werden bis der Stift 42 am Rand der Aussparung der Endkappe 30.1 anschlägt bzw. der Drehgriff 39 am Fixierring 44 anschlägt.

[0085] Die Fig. 12 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des Vierschaltpositionsschalters an einem Mountainbikelenker montiert.

[0086] Bei dem Vierschaltpositionsschalter 1.3 handelt es sich um eine Ausführung, wie sie bevorzugt an Mountainbikelenkern 20 montiert werden. Der Vierschaltpositionsschalter 1.3 wird zwischen dem Bremsgriff 21 und dem Griffgummi 22 montiert. Der Drehgriff 39.1 kann in vier Schaltpositionen bewegt werden. Die Schaltpositionen werden durch drehen nach links, drehen nach recht, ziehen in Richtung Griffgummi 22 plus drehen nach links und ziehen in Richtung Griffgummi 22 plus drehen nach rechts erreicht. Das Gehäuse 33.1 ist verrutsch- und verdrehfest mit dem Mountainbikelenker 20 verbunden und beinhaltet die vier Reed-Schalter. Im Gegensatz zum Vierschaltpositionsschaler 1.2 befinden sich die Reedschalter ausserhalb des Lenkerrohrs. Dies ist bedingt durch die weitere Entfernung des Gehäuses 33.1 vom Lenkerende. Der Mountainbikelenker 20 ist durch den Vorbau 12 mit dem Gabelschaft einer Fahrradgabel verbunden.

Claims (4)

1. Schalter (1), insbesondere zum Schalten von elektronischen bzw. elektromechanischen Fahrradgetrieben wie Mehrgangnaben oder Kettenschaltungen, welcher zwischen einer Neutralposition und vier Schaltpositionen bewegt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellkraft als Magnetkraft ausgebildet ist und in den Schaltpositionen Näherungsschalter angebracht sind, welche auf das in einem der vier Schaltpositionen befindliche Schaltteil reagieren.

2. Drehgriffschalter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass magnetische Näherungsschalter eingesetzt werden.

3. Drehgriffschalter (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Reed-Schalter (37) eingesetzt werden.

4. Schalter (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Piezoelemente verwendet werden um einen kabellosen Betrieb zu ermöglichen.