DE2650011A1

DE2650011A1 - Bedienungseinrichtung fuer fahrradgangschaltungen

Info

Publication number: DE2650011A1
Application number: DE19762650011
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Hedrich hans Eberhard dipl-Ing
Current assignee: Hedrich hans Eberhard dipl-Ing
Priority date: 1976-10-30
Filing date: 1976-10-30
Publication date: 1978-05-03
Also published as: US4194408A; DE2650011C3; DE2650011B2; IT1087120B

Description

Dipl.-Ing.E.Hedrich 29.10.76

Hamburg <* 2650011

IO-OI-76

Bedienungseinrichtung für Fahrradgangschaltungen.

Die Erfindung betrifft eine Bedienungseinrichtung für Fahrradgangschaltungen, wobei mdMestens eine federbelastete Schalteinrichtung für die Kette oder eine federbelastete Zahnradumschaltung mittels einer Zugübertragungseinrichtung wie Seil,Gestänge u.s.w. betätigt wird.

Aus den GB-PSen 885 511 und 982 986 ist ein Schalthebel bekannt,der über ein Zugseil auf eine mit einer Feder arbeitenden Kettenschaltung wirkt. Hierbei ist ein Eeibungswiderstand am Schalthebel wirksam, der größer ist als die Kraft der Feder und dazu dient, den Schalthebel nach dem Schalten in seiner Stellung zu halten. Diese bei Kettenschaltungen sehr verbreitete Art von Schalthebeln hat jedoch den Nachteil, daß die Feder der Kettenschaltung über das Zugseil ein dauernd vorhandenes Moment um die Achse des Schalthebels erzeugt,das durch das Moment der ■vorgenannten ßeibungskraft ausgeglichen wird. Hierdurch ist die für die Reibungskraft maßgebende Federklemmung immer wieder zu kontrollieren, um eine zu feste oder zu lose Einstellung zu vermeiden. Außerdem führt das Fehlen einer Eastung dazu, daß der Fahrer beim Schalten der Gänge die Stellung der Schalteinrichtung allein nach seinem Gefühl einstellen muß, so daß es äußerst schwierig .ist, die Antriebskette genau in die richtigen Schaltstellungen für die einzelnen Gänge zu führen. In den US-PSen 3,362,238 und 3,39^,6ok wurde vorgeschlagen, den Schalthebel oder eine Halterung desselben mit .Rastlöchern zu versehen, die den einzelnen Schaltstellungen entsprechen und das jeweils andere Teil mit einer mit den Rastlöchern zusammenwirkenden Hastkugel zu versehen, um so die Schalteinrichtung in den einzelnen Gängen festzuhalten. Auch diece Losung weist den prinzipiellen Nachteil auf, daß die Feder der Kettenschaltung über das Zugseil ein dauernd vorhandenes Morcent um die Achse des Schalthebels erzeugt. Damit dieser Schalthebel einwandfrei iirbei-

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tet, ist die Rastung relativ hart einzustellen, wodurch stärkere Bedienungskräfte erforderlich werden.

Demgemäß besteht die Erfindungsaufgabe darin, eine Bedienungseinrichtung für Fahrredgangschaltungen der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch folgende Merkmale auszeichnet:

- Annähernd verschwindendes Moment des Seilzuges um die Achse des Schalthebels,

- Wegfall eines besonderen Reibungswiderstandes am Schalthebel und

- definierte Rastung der Schaltstellungen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Einrichtung zur Zugübertragung an einem Pendelhebel angelenkt ist, der eine Rundung aufweist, die an einer mittels des Schalthebels drehbaren Kurvenscheibe anliegt.

Die erfindungsgemäße Bedienungseinrichtung ist für alle Arten von Fahrradgangschaltungen wie Nabenschaltungen, Kettenschaltungen u.s.w. anwendbar. Insbesondere wird durch die erfindungsgemäße Bedienungseinrichtung die Möglichkeit eröffnet, eine Kettengangschaltung mit Zahnkranz- und Kettenblattumschaltung, die bisher nur über zwei getrennte Schalthebel sehr umständlich zu bedienen ist, durch nur einen Schalthebel zu schalten. .

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Abb. 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Bedienungseinrichtung, .

Abb. 2 eine praktische Ausführung einer Bedienungseinrichtung nach Abb.1, perspektivisch in zerlegtem Zustand,

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Abb. 3 eine Prinzipdarcteilung einer Kettengangschaltung mit Zahn-■ kranz- und Kettenblattschaltung,

Abb. 4 eine Tabelle zur Erläuterung einer Schaltsysteniätik für eine Schaltung nach Abb.3,

Abb. 5 eine praktische Ausführung einer Bedienüngseinrichtung zum Schalten einer Schaltung nach Abb.3» perspektivisch in teilweise zerlegtem Zustand,

Abb. 6 eine Kurvenscheibe zum Steuern der Kettenblattschaltung und

Abb. 7 eine Kurvenscheibe zum Steuern der Zahnkranzschaltung.

Abb.1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer an einem Bahmenrohr 1 befestigten erfindungsgemäßen Bedienungseinrichtung,z.B. für eine 5-Gang-Schaltung, mit einem Schalthebel 2, einer um einen rahmenfesten Zapfen 3 mittels des Schalthebels 2 drehbaren Kurvenscheibe k und einem um den rahmenfesten Zapfen 6 drehbaren Pendelhebel 7· Die Kraft der die Zahnkranzschaltung bewegenden Feder sei so gerichtet, daß sie den Führungsteil der Zahnkranzschaltung und damit die Kette zu den kleinen Zahnkränzen an der Hintrradnabe bewege. Dann wird durch Einholen des Zugseiles 9 mittels der Bedienungseinrichtung die Kette zu den größeren Zahnkränzen geführt. Die Zugkraft des Seiles 9 greift am Hebel 7 im Mppel 8 an. Hierdurch legt sich die am Hebel 7 angeordnete Rundung, hier die Bolle 10, an die Kurvenscheibe k an. Infolge des hier prizipiell spiraligen Verlaufs der Schaltkurve im Bereich zwischen den Anschlägen 11 und 12 erfolgt bei Drehung des Schalthebels 2 im Uhrzeigersinn ein Schalten der Kette zu den kleineren Zahnkränzen hin. Durch Anordnung der Eastkerben 51 bis 53 ergibt eich für jeden Gang eine definierte Stellung der Zahnkranzschaltung. Ua die Wirkungslinie der Kraft der Holle 10 annähernd durch die Drehachse der Kurvenscheibe k verläuft, tritt bei der erfindungsgemäßen Bedienungseinrichtung kein nennenswertes Moment infolge des Seilzuges am Schalthebel auf. Es ist auch eine Bedienungseinrichtung mit einer Kurvenscheibe ohne Eastkerben denkbar, wobei die Eastung durch eine beson-

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dere Rasteinrichtung z.B. mit einer Hastkugel ausgeführt ist. Derartige Lösungen sind jedoch wegen des höheren Aufwandes wenig sinnvoll.

Abb.2 zeigt eine Ausführung einer Bedienungseinrichtung nach Abb.1 perspektivisch in teilweise zerlegtem Zustand. Am Bahmerohr -f ist der Zapfen 3 mit dem Vierkantsockel I^ angelötet. Die Scheibe 15 mit dem Zapfen 6 wird mit der Vierkantöffnung auf den Vierkantsockel 1*f geschoben. Der Hebel 7 ist mit der Bohrung 16 auf den Zapfen 6 geschoben und durch die auf das Gewinde "1.7 aufgeschraubte Hutmutter 18 axial gesichert. Die Kurvenscheibe k weist Vertiefungen 19 auf, in die entsprechende Vorsprünge des Hebels 2 eingreifen. Die Scheibe k und der Hebel 2 sind durch vier iliete 20 miteinander verbunden und auf dem Zapfen 3 gelagert. Die Sicherung in axialer Kichtung erfolgt durch die Scheibe 21, die durch die in das Gewinde 22 eingeschraubte Schraube 23 gehalten wird. Der zweiflachförmige Durchbruch 2k in der Scheibe 21 paßt auf den entsprechend geformten Ansatz des Zapfens 3. Hierdurch ist sichergestellt, daß sich die Schraube 23 im Betrieb nicht lockert·

Abb«, 3 zeigt eine Prinzipdarstellung einer 10-Gang-Schaltung mit den auf der Tretlagerachse 25 angeordneten Kettenblättern A und B und den auf der Hinterradachse 26 angeordneten Zahnkränzen a bis e. Hierbei erfolge die Umschaltung der Kette auf die einzelnen Kettenblätter bzw. Zahnkränze zunächst durch zwei eigenständige Bedienungshebel. In diesem Beispiel seien die Zänezahlen so gewählt, daß Si_-1Ch beim Umschalten der Kette von einem Kettenblatt auf das andere ein 5-Gänge-Schritt und beim Umschalten von einem Zahnkranz auf einen benachbarten ein 1-Gang-Schritt ergibt. Die hierbei möglichen Kettenblatt-Zahnkranz-Kombinationen sind in der Tabelle nach AbbΛ zusammengestellt. Aus dieser Schaltsystematik ersieht man, daß beim Durchschalten vom 1, bis zum 5. Gang nur die Zahnkranzschaltung zu betätigen ist und zwar vom Zahnkranz a auf den Zahnkranz e. Beim Schalten vom 5. in den 6. Gang sind jedoch beide Schalthebel zu betätigen, wobei die Kette mittels der Zahnkranzschaltung wieder auf den. Zahnkranz a und mittels der Kettenblattschältung vom Kettenblatt A auf das Kettenblatt B geschaltet wird. Die folgenden Gänge', vom 6. bis zum 10·,ergeben sich durch Weiterschalten der Kette vom Zahnkranz a auf den Zahnkranz e. Beim Zurückschalten ergibt sich entsprechendes. Bei einer anderen Schaltsystematik ergibt sich beim Umschalten der Kettenblätter ein 1-Gang-Schritt

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und beim Umschalten von einem Zahnkranz auf einen benachbarten ein 2-Gänge-Schritt. Die Bedienung einer derartigen Schaltung ist noch schwieriger als die der vorgenannten, da zum Schalten der Hälfte aller Gänge beide Schalthebel betätigt werden müssen. Da der Fahrer durch diesen Bedienungsaufwand sehr in Anspruch genommen wird, kann er dem Fahrbzw. Renngeschehen nicht immer seine ungeteilte Aufmerksamkeit zuwenden«

Abb.5 zeigt demzufolge eine Weiterbildung der Erfindung z.B. für eine 10-Gang-Schaltung, die darin besteht, daß zwei Kurvenscheiben, eine für die Kettenblatt- und eine für die Zahnkranzschaltung, durch einen gemeinsamen Schalthebel betätigt werden. In der Abb. ist die Einrichtung teilweise zerlegt dargestellt mit dem Zapfen 30, der Trägerplatte 31 mit den beiden angelenkten Hebeln 32 und 33, der Scheibe 34, den beiden Kurvenscheiben 35 und 36, dem Schalthebel 37, der Scheibe 38 und der Schraube 39· In montiertem Zustand ist die Platte 31 mit der quadratischen Öffnung auf den Vierkantsockel des Zapfens 30 aufgesetzt. Die beiden Kurvenscheiben 35 und 36 sind in die Schlitze 40 des Schalthebels 37 eingeführt und durch die beiden Niete 41 befestigt. Die Scheibe 3^·, der Schalthebel 37 mit den Kurvenscheiben 35 und 36 sowie die Scheibe 38 sind auf den Zapfen 30 geschoben und durch die Schraube 39, die in das Gewinde kZ des Zapfens 30 eingeschraubt ist, axial gesichert. Die dem Zweiflach des Zapfens 30 angepaßte Form des Durchbruchs in der Scheibe 38 verhindert ein Lockern der Schraube 39 im Betrieb. Im montierten Zustand üben die Federn der Kettenblatt- bzw. der Zahnkranzschaltung über die Seile kk und k-5 Zugkräfte auf die Hebel 32 und 33 aus, so daß sich die Rollen hG und k-7 an die Kurvenscheiben anlegen. Hierdurch ist die Kettenblattschaltung von der Kurvenscheibe 35 und die Zahnkranzschaltung von der Kurvenscheibe 36 abhängig. Bei Anwendung der Systematik nach den Abbn.3 und k und bei Beachtung , daß durch ein Einholen von Seillänge mittels des Schalthebels die Kette zu dem großen Kettenblatt B geführt wird, ergibt sich die prinzipielle Form der Kurvenscheibe 35 entsprechend Abb.6. Hier ist diese Kurvenscheibe im Zusammenwirken mit der Rolle k6_t dem Hebel 32 und dem Seil kk gezeigt. Die gezeigte Stellung des Schalthebels 3? entspricht dem I.Gang. Bei Drehung des Schalthebels 37 im Uhrzeigersinn bis einschließlich zum 5. Gang wird die Kette auf dem kleinen Kettenblatt A belassen. Beim WeiterschaXten in diesem Sinne wird beim Übergang vom 5. zum 6. Gang infolge der Form der Kurvenscheibe 33 eine definierte Seil-

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eingeholt, so daß die Kette auf das große Kettenblatt B geschaltet wird. Dieses wird dann entsprechend Abb.^f bis zum 10» Gang beibehalten* Abb.7 zeigt die entsprechenden Zusammenhänge für die Kurvenscheibe 36» die die Zahnkranzschaltung steuert. Hier wird die Kette durch Drehung des Schalthebels im Uhrzeigersinn - infolge der Form der Kurvenscheibe 36 - durch Freigeben von Seillänge zu den kleineren Zahnkränzen geschaltet. Im 5.Gang hat die Kette alle anderen Zahnkränze passiert und befindet sich auf Zahnkranz e. Beim Übergang vom 5« zum 6. Gang wird dann infolge der Form der Kurvenscheibe 36 eine definierte Seillänge eingeholt, um die Kette vom Zahnkranz e zurück auf den Zahnkranz a zu schalten. Beim Weiterschalten wird dann gangweise jeweils so viel Seillänge freigegeben, daß sich die Kette im 10. Gang wieder auf dem Zahnkranz e befindet. Dadurch, daß die Stellung der Ketteblattschaltung in jedem Gang durch einen anderen Teil der Kurvenscheibe 35 bestimmt wird, kann der beim Durchschalten der Zahnkränze variierende Fluchtwinkel der Kette durch entsprechende Gestaltung der Kurvenscheibe 35 berücksichtigt werden. Hierdurch ergibt sich in jedem Gang automatisch die erforderliche Freigängigkeit zwischen Kette und Kettenblattschaltung*

Auf diese Weise ist eine Kettenschaltung mit Zahnkranz- und Kettenblattschaltung sehr einfach mit nur einem Schalthebel au bedienen.

Eine andere Weterbildung der Erfindung besieht darin, daß in mindestens , einem Gang die Rastung des Schalthebels durch nur eine von beiden Kurvenscheiben übernommen wird. Durch gezielte Anwendung dieser Maßnahme ergibt sich der Vorteil, daß sich die erforderlichen Kurvenverläufe auf kleineren Kurvenscheiben unterbringen lassen.

Eine weitere Maßnahme, die dem gleichen Zweck dient, besteht darin, daß die Winkelteilung der Rastkerben in geringen Grenzen ungleichmäßig ausgeführt

Es ist selbstverständlich, daß sich die Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern alle Konstruktionen und Gestaltungsformen umfaßt, die im Rahmen des wesentlichen Erfindungsgedankens liegen. - ' ...

Patentansprüche ;■■■"."

Claims

1. Bedienungseinriclitung für Fahrradgangschaltungen, wobei ■mindestens eine fedfirbelastete Schalteinrichtung für die Kette oder eine federbelastete Zahnradumschaltung mittels einer Zugübertragungseinrichtung wie Seil, Gestänge u.s.w. betätigt wird, dadurch gekennzeichnet ,daß die Einrichtung zur Zugübertragung an einem Pendelhebel (7,32,33) angelenkt ist, der eine Rundung (10,46,47) aufweist, die an einer mittels eines Schalthebels (2,37) drehbaren Kurvenscheibe (4,35»36) anliegt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Kurvenscheibe (4,35i36) Rastkerben (51 ,bis 55) für die Gänge aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet , daß zur Rastung der Gänge eine besondere Rasteinrichtung wie mit einer Rastkugel angeordnet ist.

4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis ,

3, dadurch gekennzeichnet , daß zwei mittels eines Schalthebels (37) drehbare Kurvenscheiben (35*36) angeordnet sind.

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet , daß in mindestens einer Schaltstellung nur eine der Kurvenscheiben (35,36) eine Rästkerbe aufweist.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilung für die Rastung gleichmäßig ist.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilung für die Rastung ungleichmäßig ist.

8 0 9 8 1 8 / O 5 3 2 ORlGIhSAL INSPECTED