DE19753901A1 - Schalter für ein Fahrradgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalter für die Betätigung von Fahrradgetrieben, wie Na­ ben- oder Kettenschaltungen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mit der EP-0 686 552 A2 ist ein Drehgriff zur Betätigung von Fahrradgangschaltungen bekannt geworden, bei welchem die Umsetzung der Drehbewegung des Griffs in eine Längsbewegung eines Zugmittels so durchgeführt wird, daß das Zugmittel an dem Griff befestigt, ähnlich einer Schraubenlinie um den Fahrradlenker oder eine ihn ummanteln­ de Hülle gelenkt und in einem in Richtung der Drehachse des Griffes hinreichend gro­ ßen Abstand von der Befestigung des Zugmittels am Griff in einer relativ zum Fahrrad­ lenker ortsfesten Längsführung geführt wird. Damit wird erreicht, daß der beim Drehen des Griffs auf einer Kreisbahn zurückgelegte Weg der Befestigungsstelle des Zugmittels deutlich größer ist, als der Weg des Zug mittels in seiner Längsführung und sich so eine günstige Umsetzung loser Drehwinkel am Griff in kleine Längsbewegungen des Zugmit­ tels ergibt. Der Griff wird durch eine Rasterung in den Stellungen für die jeweiligen Schaltstufen der Fahrradgangschaltung fixiert, wobei die Haltekraft und die benötigte Betätigungskraft der Rasterung veränderbar ist.

Der vorgenannte Drehschaltgriff weist eine Rasterung auf, die sich nach den Vorgaben in dem jeweiligen Getriebe des Fahrrades richten muß. Dieser Umstand führt dazu, daß sich in den verschiedenen Gangstufen unterschiedliche Schaltwege ergeben können, einzelne Gangstufen enger und andere weiter voneinander entfernt liegen können. Wo die Gangstufen eng beieinander liegen, können ungewollt Schaltstufen übersprungen werden, wenn sich der Fahrer nicht auf die Tätigkeit des Schaltens konzentriert.

Es ist daher ein ergonomischer Vorteil, wenn der Fahrer bei der Bedienung des Schalters etwa gleich große Schaltwege vorfindet, deren Drehwinkel eine bestimmte Größe auf­ weisen.

Der in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Schalter hat nicht nur den Vorteil der Erzeugung in etwa gleicher Schaltschnitte, vielmehr kann auch der Gesamtschaltweg verändert werden, wenn der durch das Aufwickeln des Zugseils auf die Trommel entste­ hende Seileinzug den Anforderungen an die Ergonomie nicht entspricht. Es läßt sich also eine Über- oder Untersetzung zwischen einerseits dem Seileinzug und andererseits der Bewegung der Betätigungselemente erreichen. Damit aber nicht genug: Die Kon­ struktion des in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Schalters erlaubt es auch, für einzelne oder alle Gangstufen je einen Überschaltweg entstehen zu lassen, der ins­ besondere beim Schalten der Kette vom jeweils kleineren auf ein größeres Kettenrad erwünscht ist. Das bedeutet, daß beim Schalten der Umwerfer kurzzeitig etwas weiter als erforderlich geschaltet wird, um das "Klettern" der Kette nach oben zu erleichtern. Der vorgeschlagene Schalter läßt einen individuellen Überschaltweg für jede Gangstufe zu, sofern die erforderlich ist und erlaubt eine Bedienung, die die jeweilige Position der Gangstufen ohne Rückdrehbewegung der Betätigungselemente fixiert.

Es ist also die Aufgabe der Erfindung, einen Schalter zu schaffen, der einen Mechanis­ mus aufweist, der zum einen eine Korrektur des Gesamtschaltweges und/oder der ein­ zelnen Schaltwege für die Gangstufen und zum anderen Überschaltwege für die einzel­ nen Gangstufen in beliebiger Größe erlaubt.

Die Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruchs sowie mit den Ausge­ staltungen der Unteransprüche gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel eines Schalters für Fahrradgetriebe sowie mehrere Prinzipvor­ schläge werden in Form von einer Explosionszeichnung sowie in Form von Skizzen be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schalter mit einem Gehäuse, einer Drehbuchse mit einem Drehelement mit Schaltrasten und einer Korrekturkurve, die mit einem Schwenknocken eines Schwenkhebels zur Führung eines Zugseiles zusammenwirken;

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der Korrekturkurve in Zusammenarbeit mit dem Schwenkhebel;

Fig. 3 eine Anordnung eines Schalters mit feststehendem Nocken und einer Korrektur­ kurve, die mit einer Trommel zum Speichern des Zugseiles verbunden sind;

Fig. 4 eine Variante eines Schalters mit einer Trommel und einer Korrekturkurve, welche in axialer Richtung auf einen Schwenknocken eines Schwenkhebels wirken, die senkrecht zur Mittelachse der Trommel steht;

Fig. 5 eine Alternative zu den vorgenannten Schaltern mit einem Schwenkhebel, der durch eine Korrekturkurve verschwenkt wird und die Position einer Zugseilhülle gegenüber der Position der Trommel verändert;

Fig. 6 eine Darstellung des Verlaufes des resultierenden Seilweges über dem Drehwin­ kel mit der Kennzeichnung eines Überschaltweges zwischen den einzelnen Gang­ stufen;

Fig. 7 die Ausführung einer Korrekturkurve mit Nasen zur automatischen Erzielung des vorgenannten Überschaltweges für einzelne Schaltstufen.

Gemäß den Fig. 1 und 2 wird ein Schalter beschrieben, der als Drehgriffschalter ausge­ führt ist und auf dem Ende einer Lenkstange eines Fahrrades montierbar ist. Der Schal­ ter besteht aus einem Gehäuse 1, welches zur Lagerung einer Drehbuchse 10 ein Füh­ rungsrohr 2 aufweist, und mit einer Schelle 3 am Ende der Lenkstange des Fahrrades befestigbar ist. Zur Einleitung eines Zugseils 16 in das Gehäuse 1 aus einer Zugseilhül­ le 46 ist ein Seileinlauf 4 in den Schalter an der von der Lenkstange am weitesten ent­ fernten Gehäusepartie angeordnet, wo annähernd koaxial zum Seileinlauf 4 eine Lager­ stelle 5 angebracht ist, in die ein Lagerende 19 eines Schwenkhebels 1 5 eingeschoben werden kann, wodurch der Schwenkhebel 15 schwenkbeweglich gelagert wird. Im Ge­ häuse 1 ist eine Fügestelle 9 angeordnet, in die ein Haken 7 einer Feder 6 eingreift und mit einer Kuppe 8 unter Vorspannung mit Schaltrasten 12 eines Drehelementes 11 zu­ sammenwirkt. Das Drehelement 11 ist mit der Drehbuchse 10 verbunden, die ihrerseits eine Korrekturkurve 13 aufweist, die mit einem Schwenknocken 17 zusammenwirkt, der am Schwenkhebel 15 angeordnet ist. Der Schwenkhebel 15 weist einen ersten Seilum­ lenkradius 18 auf, der am Ende des Schwenkhebels 15 eine Richtung zu einer Trommel 14 einnimmt, wodurch das Zugseil 16, welches entlang einer Vertiefung im Schwenk­ hebel 15 geführt wird, tangential zur Trommel 14 hingeleitet wird. Ein zweiter Seilum­ lenkradius 20 lenkt die Vertiefung im Schwenkhebel 15 zur Lagerstelle 5 bzw. zum Seil­ einlauf 4 um, wodurch das Zugseil 16 innerhalb des Gehäuses 1 nach dem Verlassen der Zugseilhülle 46 eine nahezu vollständige Führung zur Trommel 14 erfährt.

Die Funktion des Schalters wird anhand eines Drehgriffschalter beschrieben: Wird die Drehbuchse 10 vom Fahrradfahrer zum Zwecke des Gangwechsels gedreht, so verdreht sich mit dieser das Drehelement 11 mit den Schaltrasten 12 an der Kuppe 7 der Feder 6 vorbei, so daß die mit dem Drehelement 10 verbundene Trommel 14 das Zugseil 16 auf- oder abwickeln kann, wobei für den Bediener das Vorbeigleiten der Schaltrasten 12 an der Kuppe 8 der Feder 6 deutlich fühlbar ist. Das Zugseil 16 verläuft in einer Vertiefung des Schwenkhebels 15 zentral durch das Lagerende 19 und durch den Seileinlauf 14 in die Zugseilhülle 46 ein und ist mit dem anderen Ende mit dem Getriebe des Fahrrades verbunden, wo eine Zugfeder für die permanente Spannung des Zugseiles 16 sorgt. Zur Lösung der Aufgabe, nämlich gleiche Drehwinkel 51 pro Schaltstufe zu erzielen, wird vorgeschlagen, dem Weg des Zugseils 16 von Schaltstufe zu Schaltstufe einen Korrek­ turweg zu überlagern und zwar durch eine Korrekturkurve 13, die mit dem Schwen­ knocken 17 des Schwenkhebels 15 zusammenwirkt, wobei der Schwenkhebel 15 um die Lagerstelle 5 verschwenkt wird, was wiederum zur Folge hat, daß der Abstand des ersten Seilumlenkradius 18 zur Trommel 14 eine Veränderung erfährt. Die Gestaltung der Korrekturkurve 14 ist frei und folgt einem Grundkurvenverlauf, dessen Auslegung dafür sorgt, daß dem Weg des Zugseils 16 pro Gangstufe entweder ein Korrekturweg zugefügt oder abgezogen wird mit dem Ziel von jeweils gleichen Drehwinkeln 51 pro Schaltstufe. Von Vorteil ist auch eine Möglichkeit, größere Drehwinkel 51 zu erzielen, als es normalerweise mit dem Durchmesser der Trommel 14 möglich ist. Dies bedeutet, daß über den gesamten Schaltbereich oder auch nur über einen Teil davon eine Über­ setzung oder eine Untersetzung erreicht werden kann.

Die Konstruktion eines Schalters mit der Überlagerung eines Korrekturweges durch eine Korrekturkurve 13 ist nicht auf eine Konstruktion gemäß dem Schalter nach Fig. 1 be­ schränkt. Korrekturkurven, die dem Weg des Zugseiles 16 einen Korrekturweg aufaddie­ ren, sind in vielfacher Ausgestaltung des Schalters möglich. So wird gemäß Fig. 3 ein Schalter vorgeschlagen, dessen Trommel 23 von einer Drehbuchse 22 verdreht wird, wobei eine Korrekturkurve 27 mit der Trommel 23 drehfest verbunden sind und mit einem Nocken 28 zusammenwirkt, welcher mit dem Gehäuse 21 verbunden ist. Die Mitnahme der Trommel 23 kann über einen Hebel 25 und einen Mitnehmer 26 gesche­ hen, der mit einer Langlochführung 24 an der Trommel 23 zusammenwirkt. Beim Dre­ hen der Drehbuchse 22 wird zusätzlich zum Weg des Zugseils 16 ein Korrekturweg da­ durch erzeugt, daß die Mitte der Trommel 23 sich gegenüber einem Seileinlauf 38 im Gehäuse 21 und der Drehbuchse 22 gegen die Zugrichtung des Zugseils 16 verschiebt, so daß ein Korrekturweg des Zugseils 16 entsteht.

Gemäß Fig. 4 wird eine Variante eines Schalters mit einer Trommel 30 und einem Schwenkhebel 31 dargestellt, dessen Lagerstelle 33 eine Schwenkachse 34 aufweist, die zur Mitte der Trommel 30 im wesentlichen senkrecht steht, wobei der Schwenkhebel 31 einen Schwenknocken 35 aufweist, der mit einer Korrekturkurve 36 zusammenwirkt, welche bezogen auf die Trommel 30 in axialer Richtung wirkt. Die Korrekturkurve 36 ist ebenso wie die Trommel 30 mit einer hier nicht dargestellten Drehbuchse verbunden und bewirken bei Betätigung, daß das dem Schwenknocken 35 gegenüberliegende En­ de des Schwenkhebels 31 mit seinem Umlenkbogen 32 verschwenkt wird und gegen­ über einem Seileinlauf 39 dem Weg des Zugseils 16 einen Korrekturweg aufzwingt.

In Fig. 5 wird ein Schalter mit einer Drehbuchse 40 und einer mit dieser verbundenen Trommel 41 dargestellt, bei welchem eine Korrekturkurve 42 in radialer Richtung wei­ send angeordnet ist und mit einem Nocken 44 eines Schwenkhebels 43 zusammen­ wirkt, wobei der Schwenkhebel 43 an einem Schwenkpunkt 47 in einem hier nicht dar­ gestellten Gehäuse schwenkbar gelagert ist und an dem dem Schwenkpunkt 47 gegen­ überliegende Ende einen Seileinlauf 45 aufweist, an welchem die Zugseilhülle 46 für den Seilzug 16 anliegt. Der Korrekturweg für das Zugseil 16 wird somit durch Korrek­ turbewegungen des Seileinlaufs 45 herbeigeführt.

Gemäß Fig. 6 ist der resultierende Weg 50 des Zugseils 16 über dem Drehwinkel α auf­ getragen, wobei sich durch die vorgenannte Überlagerung eines Korrekturweges vor­ zugsweise eine in etwa einer Geraden genäherte Kurve ergibt. Diese Kurve hat einen Zahnverlauf bei jeder Gangstufe, die einen Überschaltweg 52 markiert, wobei der Drehwinkel 51 pro Schaltstufe jeweils immer einen in etwa gleichen Abstand haben kann. Der Verlauf zwischen den einzelnen Gangstufen muß nicht unbedingt linear ver­ laufen. Die Größe des Überschaltweges 52 ist abhängig von den Drehmomentanforde­ rungen an den Schalter und kann, wie oben bereits beschrieben, von Gangstufe zu Gangstufe auch unterschiedlich groß sein.

Claims (15)

1. Schalter für ein Getriebe eines Fahrrades mit einem Einzugmechanismus für ein Zug­ seil (16) auf eine Trommel (14) in einem Gehäuse (1) zur Erzeugung je eines Seilwe­ ges für einzelne Gangstufen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Seilweg für die einzelnen Gangstufen ein Korrekturweg überlagert wird.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturweg durch das Zusammenwirken eines Schwenkhe­ bels (15, 31, 43) mit einer Korrekturkurve (13, 36, 42) zustandekommt.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugseil (16) zwischen dem Seileinlauf (4, 37, 39) in den Schalter und der Trommel (14, 30, 41) von einem Schwenkhebel (15, 31, 43) geführt wird, der einen Schwenknocken aufweist, der mit der Korrekturkurve (13, 36, 42) zusammenwirkt.

4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturkurve (27) an der Trommel (23) angeordnet ist und mit einem am Gehäuse (21) angeordneten Nocken (28) zusammenwirkt, wobei der Korrekturweg des Zugseils (16) durch die Verschiebung der Trommel (23) in oder gegen die Rich­ tung des aus dem Gehäuse (21) aus laufenden Zugseils (16) bewirkt wird.

5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturkurve (13, 27, 36, 42) an den Übergängen von einer Schaltstufe zur nächsten Schaltstufe Nasen (29) aufweisen können.

6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nasen (29) derart geformt sind, daß beim Überfahren des Noc­ kens (17, 28, 35, 44) automatisch ein zusätzliches Stück des Zugseils (16) kurzzeitig zur Erzeugung eines Überschaltweges eingezogen und wieder freigegeben wird.

7. Schalter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nasen (29) je nach den Anforderungen des Fahrradgetriebes an den Über­ schaltweg unterschiedlich geformt sein können.

8. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich mit Hilfe des Korrekturweges ein für jede Gangstufe in etwa gleicher Drehwinkel (51) an der Drehbuchse (10, 22, 40) ergibt.

9. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugseil (16) in einer Vertiefung entlang dem Schwenkhebel (15, 31) geführt ist.

10. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (15) ein Lagerende (19) aufweist, welches in einer Lagerstel­ le (5) des Gehäuses (1) schwenkbar gelagert ist.

11. Schalter nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstelle (5) im wesentlichen koaxial zum Seileinlauf (4) in den Schalter angeordnet ist.

12. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (15) einen ersten Seilumlenkradius (18) aufweist, der dem Zugseil (16) die zur Trommel (14) tangentiale Richtung verleiht.

13. Schalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturkurven (13, 27, 42) in radialer Richtung wirkend angeordnet sind.

14. Schalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturkurve (36) in axialer Richtung wirkend angeordnet ist, wobei sie den Schwenkhebel (31) um eine Lagerung (33) mit einer zur Mittelachse der Trom­ mel (30) senkrecht oder schräg stehenden Schwenkachse (34) bewegen.

15. Schalter nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Korrekturkurve (42) bewegte Schwenkhebel (43) die Position des Seilenlaufs (34) für die Zugseilhülle (46) gegenüber dem Gehäuse (1) verändert.