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Die
Erfindung betrifft Steuervorrichtungen für Fahrräder, und insbesondere eine
Drehgriff-Schaltsteuervorrichtung zum Schalten einer Fahrradgangschaltung.
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Ein
Beispiel einer Drehgriff-Schaltsteuervorrichtung ist im U.S.-Patent
Nr. 5,921,139 dargestellt, das den nächsten Stand der Technik darstellt.
Die Schaltsteuervorrichtung weist ein feststehendes Element auf,
das nicht-drehbar an der Fahrradlenkstange befestigt ist, ein Handgriff-Bedienelement,
das relativ zum feststehenden Element drehbar gelagert ist, um sich
in eine erste und eine zweite Richtung zu drehen, ein Aufwickelelement,
das relativ zum feststehenden Element drehbar angebracht ist, um
das Einziehen und Nachlassen eines Gangschaltungssteuerelementes
zu steuern, und ein dazwischenliegendes (Positionseinstell)-Element,
das für
eine Rotation mit dem Aufwickelelement gekoppelt ist. Sperrzähne sind
auf dem feststehenden Element ausgebildet und dem dazwischenliegenden
Element ausgebildet, um das dazwischenliegende Element, und somit
das Aufwickelelement, in einer Mehrzahl von feststehenden Positionen
zu halten. Zusätzliche
Sperrzähne
sind auf dem dazwischenliegenden Element und dem Handgriff-Bedienelement
ausgebildet, um das dazwischenliegende Element und das Aufwickelelement
zu rotieren, um das Gangschaltungssteuerelement einzuziehen und
nachzulassen.
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Drehgriff-Schaltsteuervorrichtungen
werden seit langer Zeit verwendet, um Fahrradgangschaltungen wie
beispielsweise Umwerfer und innenliegende Nabenschaltungen zu steuern.
Bei Umwerfer-Gangschaltungen ist es manchmal erwünscht, eine "Overshift"-Funktion bereitzustellen,
wenn ein Schalten von dem einen Kettenrad zu einem benachbarten Kettenrad
erfolgt. Wenn diese Funktion durchgeführt wird, bewegt die Umwerfer-Kettenführung die
Kette vorübergehend über das
Zielketten rad hinaus, um zu gewährleisten,
dass die Kette mit dem Zielkettenrad in Eingriff gekommen ist, und
bringt dann die Kette in ein korrektes Fluchten mit dem Zielkettenrad.
Sowohl JP 1969-26571 als auch
US
5,102,372 offenbaren Drehgriff-Schaltvorrichtungen, die diese Funktion durchführen. In
JP 1969-26571 bewegt sich eine durch eine Feder vorgespannte Kugel
innerhalb eines Zwischenraums, um die Overshift-Funktion bereitzustellen,
hingegen bewegt sich in
US 5,102,372 eine
Blattfeder in einem Zwischenraum, um die Overshift-Funktion bereitzustellen.
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INHALT DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Drehgriff-Schaltsteuervorrichtung, welche
die Overshift-Funktion in neuartiger Weise bereitstellt. Bei einer
Ausführungsform
der Erfindung weist eine Fahrradschaltsteuervorrichtung gemäß den Merkmalen
von Anspruch 1 auf: Ein Basiselement und ein Bedienelement, die ausgebildet
sind, um um eine Lenkstange herum so montiert zu werden, dass sie
in ersten und zweiten Richtungen um die Lenkstange rotieren. Ein
Gangschaltungssteuerelement, das mit dem Bedienelement verbunden
ist und relativ zum Basiselement drehbar montiert ist, um ein Gangschaltungssteuerelement
einzuziehen und nachzulassen. Mindestens einen ersten Positionsfestlegungszahn,
der mit dem Basiselement verbunden ist. Ein Positionsfestlegungselement,
das eine Mehrzahl von zweiten Positionsfestlegungszähnen aufweist,
die ausgebildet sind, um mit dem Bedienelement zu rotieren und sich in
axialer Richtung zu bewegen, wobei sich das Positionsfestlegungselement
zwischen einer Eingreifposition, bei der die Mehrzahl von zweiten
Positionsfestlegungszähnen
des Positionsfestlegungselementes mit dem mindestens einen ersten
Positionsfestlegungszahn in Eingriff sind, und einer Eingriffsfreigabeposition
bewegt, bei der die Mehrzahl von zweiten Positionsfestlegungszähnen des
Positionsfestlegungselementes außer Eingriff von dem mindestens einen
ersten Positionsfestlegungszahn ist. Einen Bedienelementkörper, der
eine Mehrzahl von ersten Kopplungszähnen aufweist und der sich
reagierend auf die Rotation des Bedienelementes bewegt. Ein Kopplungselement,
das eine Mehrzahl von zweiten Kopplungszähnen aufweist, die mit dem
Positionsfestlegungselement verbunden sind, um mit den ersten Kopplungszähnen des
Bedienelementkörpers
in Eingriff zu kommen, so dass die Rotation des Bedienelementes
eine Rotation des Positionsfestlegungselementes bewirkt. Die ersten
Kopplungszähne
des Bedienelementkörpers
und die zweiten Kopplungszähne
des Kopplungselementes sind voneinander um einen Zwischenraum entfernt,
der eine gewählte Rotationsdistanz
definiert, so dass eine Rotation des Bedienelementes das Gangschaltungssteuerelement
um die gewählte
Rotationsdistanz rotiert, ohne dass die ersten Kopplungszähne des
Bedienelementkörpers
und die zweiten Kopplungszähne
des Kopplungselementes in Eingriff kommen.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist eine Fahrradschaltsteuervorrichtung gemäß den Merkmalen
von Anspruch 15 auf: Ein erstes Basiselement mit einem dritten Kopplungselement.
Ein zweites Basiselement mit einem vierten Kopplungselement. Ein
Bedienelement, das ausgebildet ist, um um eine Lenkstange herum
so montiert zu werden, dass es in ersten und zweiten Richtungen um
die Lenkstange rotiert, wobei das erste Basiselement und das zweite
Basiselement ausgebildet sind, um sich relativ zueinander reagierend
auf die Rotation des Bedienelementes zu bewegen. Ein Gangschaltungssteuerelement,
das mit dem Bedienelement verbunden ist und relativ zum Basiselement drehbar
montiert ist, um ein Gangschaltungssteuerelement einzuziehen und
nachzulassen. Mindestens einen ersten Positionsfestlegungszahn,
der mit dem Basiselement verbunden ist. Ein Positionsfestlegungselement,
das eine Mehrzahl von zweiten Positionsfestlegungszähnen aufweist,
die ausgebildet sind, um mit dem Bedienelement zu rotieren und sich in
axialer Richtung zu bewegen, wobei sich das Positionsfestlegungselement
zwischen einer Eingreifposition, bei der die Mehrzahl von zweiten
Positionsfestlegungszähnen
des Positionsfestlegungselementes mit dem mindestens einen ersten
Positionsfestlegungszahn in Eingriff sind, und einer Eingriffsfreigabeposition
bewegt, bei der die Mehrzahl von zweiten Positionsfestlegungszähnen des
Positionsfestlegungselementes außer Eingriff von dem mindestens einen
ersten Positionsfestlegungszahn ist. Einen Bedienelementkörper, der
eine Mehrzahl von ersten Kopplungszähnen aufweist und der sich
reagierend auf die Rotation des Bedienelementes bewegt. Ein Kopplungselement,
das eine Mehrzahl von zweiten Kopplungszähnen aufweist, die mit dem
Positionsfestlegungselement verbunden sind, um mit dem Bedienelement
in Eingriff zu kommen, so dass die Rotation des Bedienelementes eine
Rotation des Positionsfestlegungselementes bewirkt. Das dritte Kopplungselement
und das vierte Kopplungselement sind um einen Zwischenraum voneinander
entfernt angeordnet, der eine gewählte Rotationsdistanz definiert, so
dass eine Rotation des Bedienelementes das Gangschaltungssteuerelement
um die gewählte
Rotationsdistanz bewegt und das erste Basiselement und das zweite
Basiselement relativ zueinander um die gewählte Distanz bewegt, ohne dass
das dritte Kopplungselement mit dem vierten Kopplungselement in
Eingriff kommt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Seitenansicht eines Fahrrades, das eine spezielle Ausführungsform
einer Drehgriff-Schaltsteuervorrichtung gemäß der Erfindung beinhaltet;
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2 ist
eine Schrägansicht
einer speziellen Ausführungsform
einer Drehgriff-Schaltsteuervorrichtung gemäß der Erfindung;
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3 ist
eine explodierte Ansicht der in 2 dargestellten
Drehgriff-Schaltsteuervorrichtung;
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4 ist
ein Querschnitt der in 2 dargestellten Drehgriff-Schaltsteuervorrichtung;
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5 ist
ein partieller Querschnitt des in 3 dargestellten
Basiselementes;
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6 ist
eine Ansicht entlang Linie VI-VI in 4;
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7A und 7B sind
Querschnittansichten, welche die Formen des Sperrzahns des Positionseinstellelementes,
des Basiselementes und des Bedienelementes darstellen;
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8A–8G sind schematische Ansichten, welche
die Funktionsweise der Drehgriff-Schaltsteuervorrichtung zeigen,
wenn das Bedienelement in einer Drahteinziehrichtung rotiert wird;
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9 stellt
eine Overshift-Operation gemäß der Erfindung
dar;
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10 ist
ein Querschnitt einer alternativen Ausführungsform einer Drehgriff-Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung;
und
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11A–11G sind schematische Ansichten, welche
die Funktionsweise der Drehgriff-Schaltsteuervorrichtung zeigen,
wenn das Bedienelement in einer ersten Richtung gedreht wird.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt
ein Fahrrad 1, das mit einer Drehgriff-Schaltsteuervorrichtung 10 gemäß der Erfindung
versehen ist. Das Fahrrad 1 ist mit einem Vorderrad 2,
Pedalen 4, einem Umwerfer 6, der eine Kette 5 über eine
an einem Hinterrad 3 angebrachte Kettenradkassette 7 bewegt,
einem Bremsmechanismus 9, und dergleichen ausgerüstet. Die
Drehgriff-Schaltsteuervorrichtung 10 ist an einer Lenkstange 8 angebracht
und betätigt
den Umwerfer 6 mittels eines Steuerkabels 11 vom
Bowden-Typ. Wie hier
verwendet, betreffen die Begriffe "Vorwärtsrichtung", "Rückwärtsrichtung", "Querrichtung", und dergleichen
Richtungen bezüglich
des Fahrrades. Beispielsweise hat "rechts" die Bedeutung "zur Rechten des auf den Sattel sitzenden
Fahrers".
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2 ist
eine Schrägansicht
einer speziellen Ausführungsform
einer Schaltsteuervorrichtung 10 gemäß der Erfindung, 3 ist
eine explodierte Ansicht einer Schaltsteuervorrichtung 10,
und 4 ist ein Querschnitt der Schaltsteuervorrichtung 10.
Im Allgemeinen erfolgt durch Drehen eines Bedienelementes 16 um
eine Achse X, die entlang der Lenkstange 8 verläuft, ein
Drehen eines Gangschaltungs-Steuerelementes
in Form eines Drahtaufwickelelementes 18, das seinerseits
eine Kabelseele 11a des Steuerkabels 11 einzieht
und nachlässt,
um den Umwerfer 6 zu betätigen. Bei dieser Ausführungsform
kann ein sieben Stufen umfassendes Schalten mit der Schaltsteuervorrichtung 10 bewerkstelligt
werden, jedoch kann die Anzahl der Schritte in Abhängigkeit
von der Anwendung variiert werden.
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Insbesondere
beinhaltet die Schaltsteuervorrichtung 10 ein Klemmband 22,
das an der Lenkstange 8 mit einer Schraube 26 in
herkömmlicher
Weise befestigt ist. Das Klemmband 22 beinhaltet einen Verbindungsarm 30,
der an einem Abschnitt 34 eines Gehäuses 38 mittels einer
(nicht dargestellten) Schraube befestigt ist. Das Gehäuse 38 beinhaltet eine
Seitenwand 42, die eine Öffnung 46 definiert, derart,
dass die Seitenwand 42 in Umfangsrichtung in eine Befestigungsnut 50 eingesetzt
wird, die in dem einen Ende eines rohrförmigen Basiselementes 54 ausgebildet
ist, das ebenfalls um die Lenkstange 8 herum angebracht
wird.
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Das
Drahtaufwickelelement 18 ist auf dem Basiselement 54 drehbar
gelagert, und es beinhaltet eine Drahtaufwickelnut 58 zum
Aufwickeln und Nachlassen der Drahtseele 11a und eine weitere
Drahtaufwickelnut 62 zum Aufwickeln und Nachlassen eines Hilfsdrahtes 66,
der zum Steuern irgendeiner anderen Fahrradvorrichtung, wie beispielsweise
einer entfernt angeordneten Ganganzeigeeinrichtung verwendet werden
kann. Die Drahtseele 11a ist in einem im Gehäuse 38 ausgebildeten
Kanal 70 geführt,
und ein Hilfsdraht 66 ist in einem im Gehäuse 38 ausgebildeten
Kanal 74 geführt.
Das Drahtaufwickelelement 18 ist einstückig mit einem Planetenradträger 78 ausgebildet.
Wie in den 3, 4 und 6 dargestellt, beinhaltet
ein Planetengetriebeträger 78 eine
Mehrzahl von (z.B. fünf)
Schwenkschäften 82 zum
drehbaren Lagern einer entsprechenden Mehrzahl von Planetenrädern 86.
Der Planetenradträger 78 beinhaltet auch
eine Mehrzahl von Befestigungsbasen 90, wobei jede Befestigungsbasis 90 einen
Befestigungsschaft 94 beinhaltet. Eine Abdeckplatte 98 ist
an dem Planetenradträger 78 angebracht,
derart, dass die Abdeckplatte 98 auf der Mehrzahl von Befestigungsbasen 90 aufliegt
und jeder Schwenkschaft 82 und Befestigungsschaft 94 in
eine entsprechende in der Abdeckplatte 98 ausgebildete Öffnung 102 eingesetzt
ist. Jedes Planetenrad 96 ist im Verzahnungseingriff mit
den Zähnen 105 eines
Sonnenrades 106, das einstückig mit der Außenumfangsfläche des
Basiselementes 54 ausgebildet ist. Jedes Planetenrad 86 ist
auch im Verzahnungseingriff mit einem Ringzahnrad 110,
das auf der Innenumfangsfläche
eines Ringzahnrades 114 ausgebildet ist. Es sollte unschwierig
zu erkennen sein, dass das Sonnenrad 106, Planetenradträger 78 (und
die Abdeckplatte 98), die Planenräder 86 und das Ringzahnrad 114 einen Planetengetriebemechanismus
bilden.
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Ein
ringförmiges
Positionseinstellelement 118 ist auf einem Basiselement 54 drehbar
gelagert, und es beinhaltet eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung
angeordneten Positionseinstell-(Sperr)-Zähnen 122, welche wahlweise
mit drei Positionseinstellzähnen 126 in
Eingriff kommen, die in gleichen Abständen in Umfangsrichtung auf
einem Flansch 130 angeordnet sind, der sich radial nach
außen
von einem Basiselement 54 und einstückig mit diesem erstreckt, eine
Mehrzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Kopplungs-(Sperr)-Zähnen 134,
welche wahlweise mit einer entsprechenden Mehrzahl von Kopplungs-(Sperr)-Zähnen 138 in
Eingriff kommen, die in Umfangsrichtung auf einem Bedienelementkörper 142 eines
Bedienelementes 16 angeordnet sind, und ein sich in axialer
Richtung erstreckender Kopplungsstreifen 146, der ein Widerlager 150 bildet.
Das Widerlager 150 ist in Kontakt mit einem Widerlager 154, das
auf einem Kopplungsstreifen 158 ausgebildet ist, das sich
axial von einem Ringzahnrad 114 erstreckt, so dass ein
Positionseinstellelement 118 und ein Ringzahnrad 114 als
Einheit rotieren können.
Eine Befestigungsunterlegscheibe 162 ist am Basiselement 54 durch
Kopplungsstreifen 166 angebracht, die in im Basiselement 54 ausgebildete
L-förmige Kopplungsnuten 170 eingesetzt
sind (lediglich eine einzige derartige Kopplungsnut ist in 3 dargestellt).
Eine Federscheibe 174 ist zwischen der Befestigungsscheibe 162 und
dem Positionseinstellelement 118 angeordnet, um das Vorspann-Positionseinstellelement 118 zum
Flansch 130 hin vorzuspannen, so dass die Mehrzahl von
Positionseinstellzähnen 122 mit
den auf dem Flansch 130 ausgebildeten Positionseinstellzähnen fest
in Eingriff kommen, und die Mehrzahl von Kopplungszähnen 134 kommen
mit der Mehrzahl von auf dem Bedienelementkörper 142 ausgebildeten
Kopplungszähnen 138 fest
in Eingriff.
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Das
Bedienelement 16 beinhaltet einen Bedienelementkörper 142 und
eine Greifabdeckung 174. Die Greifabdeckung 174 ist
aus einem elastischen Material ausgebildet, und sie beinhaltet Greifvorsprünge 178,
die in Umfangsrichtung über
ihrer Außenumfangsfläche ausgebildet
sind, um ein Greifen zu erleichtern. Die Greifabdeckung 174 beinhaltet eine
Mehrzahl von Kopplungsnuten 182, die auf ihrer Umfangsfläche ausgebildet
sind, um mit einer entsprechenden Mehrzahl von Kopplungsvorsprüngen 186 in
Eingriff zu kommen, die auf der Außenumfangsfläche des Bedienelementkörpers 142 ausgebildet
sind, um die Greifabdeckung 174 am Bedienelementkörper 142 sicher
zu befestigen. Der Bedienelementkörper 142 ist drehbar
am Basiselement 54 angebracht und wird an seinen Platz
gegen den Flansch 130 auf dem Basiselement 54 durch
Befestigungsstreifen 190 axial gehalten, von denen jeder
einen sich in radialer Richtung erstreckenden Verriegelungsvorsprung 194 beinhaltet.
Eine (nicht dargestellte) Umfangsaussparung, die auf der Innenumfangsfläche des
Bedienelementkörpers 142 ausgebildet
ist, arbeitet mit einem Anschlagvorsprung 196 (5)
zusammen, der auf der Seite des Flansches 130 gegenüberliegend
den Positionseinstellzähnen 126 ausgebildet
ist, um den Bewegungsbereich des Bedienelementkörpers 142 und somit
des Bedienelementes 16 festzulegen.
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Wie
zuvor angemerkt, beinhaltet der Bedienelementkörper 142 eine Mehrzahl
von in Umfangsrichtung angeordneten Kopplungszähnen 138, die mit
einer entsprechenden Mehrzahl von Kopplungszähnen 134 in Eingriff
sind, die auf dem Positionseinstellelement 118 ausgebildet
sind. Der Bedienkörper 142 beinhaltet
weiter einen sich in axialer Richtung erstreckenden ersten Antriebsstreifen 200,
der ein Widerlager 204 bildet, und einen sich in axialer
Richtung erstreckenden zweiten Antriebsstreifen 208, der einen
Widerlager 212 bildet. Das Widerlager 204 ist in
Kontakt mit einem Widerlager 216, das auf einem sich in
axialer Richtung erstreckenden Kopplungsstreifen 220 auf
einem Ringzahnrad 114 ausgebildet ist, um das Ringzahnrad 114 in
der in 3 dargestellten Richtung A zu rotieren. Eine Rückstellfeder 224 weist
einen ersten Federschenkel 228 auf, der mit einem Widerlager 212 auf
dem zweiten Antriebsstreifen 208 in Kontakt kommt, und
einen zweiten Federschenkel 230 auf, der mit einem zweiten
Widerlager 234 in Kontakt kommt, das auf dem Kopplungsstreifen 220 ausgebildet
ist, um das Ringzahnrad 114 in der in 3 dargestellten
Richtung B vorzuspannen.
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Wie
in 7(A) dargestellt, sind die Mehrzahl
von Kopplungszähnen 138 auf
dem Bedienelementkörper 142 in
einer dem Positionseinstellelement 118 zugewandten Bezugsebene 142s vorgesehen.
Die Mehrzahl von Kopplungszähnen 138 erstrecken
sich entlang der Achse X weg von der Bezugsebene 142s,
und die Höhe
eines jeden Kopplungszahnes 138 bezüglich der Referenzebene 142s ist
als 138h angegeben. Bei dieser Ausführungsform ist jeder Kopplungszahn 138 als
Sperrzahn ausgebildet, der eine erste Sperrzahnfläche 138a und
eine zweite Sperrzahnfläche 138b aufweist,
die als Steuerkurvenfläche
in einer nachstehend beschriebenen Weise fungiert. In ähnlicher
Weise sind die Mehrzahl von Kopplungszähnen 134 auf dem Positionsfestlegungselement 118 in
einer Bezugsebene 118s vorgesehen, die dem Bedienelementkörper 142 zugewandt
ist. Die Mehrzahl von Kopplungszähnen 134 erstreckt
sich entlang der Achse X weg von der Bezugsebene 118s,
und die Höhe
eines jeden Kopplungszahns 134 bezüglich der Bezugsebene 118s ist als 134h angegeben.
Bei dieser Ausführungsform
ist jeder Kopplungszahn 134 als Sperrzahn ausgebildet, der
eine erste Sperrzahnfläche 134a aufweist,
die einer entsprechenden ersten Sperrzahnfläche 138a auf dem Bedienelementkörper 142 und
einer zweiten Sperrzahnfläche 134b zugewandt
ist, welche als Steuerkurvenfläche
in einer nachfolgend beschriebenen Weise fungiert. Wenn sich das
Positionsfestlegungselement 118 in der in 4 dargestellten
Position befindet, ist ein Zwischenraum S zwischen der ersten Sperrzahnfläche 134a eines
jeden Kopplungszahns 134 und einer ersten Sperrzahnfläche 138a eines
jeden Kopplungszahns 138 ausgebildet. Dieser Zwischenraum
S sorgt für
die später
noch beschriebene Overshift-Funktion. Bei dieser Ausführungsform
weist der Zwischenraum S eine Distanz zwischen ungefähr 1,0 mm
und 2,0 mm auf. Jedoch unterscheidet sich, da der Aufwickelradius
des Drahtaufwickelelementes 18 und die Getriebeuntersetzung
des Planetengetriebemechanismus das Ausmaß des Einziehens der Kabelseele 11a bestimmen,
dieser Zwischenraum für
unterschiedliche Anwendungen. Die Breite W repräsentiert die Strecke, um die
sich das Positionsfestlegungselement 118 bewegt, wenn die
Kabelseele 11a eingezogen wird, um den Umwerfer 6 um
die Distanz zwischen benachbarten Kettenrädern auf der Kettenradkassette 7 zu
bewegen. Somit entspricht die Distanz zwischen jedem Kopplungszahn 134 einer
einzigen Gangstufe.
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Wie
in 7(B) dargestellt, sind die Positionsfestlegungszähne 126 am
Flansch 130 in einer Bezugsebene 130s vorgesehen,
die dem Positionsfestigungselement 118 zugewandt ist. Die
Positionsfestlegungszähne 126 erstrecken
sich entlang der Achse X weg von der Bezugsebene 130s,
und die Höhe
der Positionsfestlegungs zähne 126 bezüglich der
Bezugsebene 130s ist als 126h angegeben. Bei dieser
Ausführungsform
sind die Positionsfestlegungszähne 126 jeweils
als ein Sperrzahn ausgebildet, der eine erste Sperrzahnfläche 126a und
eine zweite Sperrzahnfläche 126b aufweist,
die als Steuerkurvenfläche
in einer später
noch beschriebenen Weise fungiert. In ähnlicher Weise sind die Mehrzahl von
Positionsfestlegungszähnen 122 auf
dem Positionsfestlegungselement 118 in einer Bezugsebene 118t vorgesehen,
die dem Flansch 130 zugewandt ist. Die Mehrzahl von Positionsfestlegungszähnen 122 erstrecken
sich entlang der Achse X weg der Bezugsebene 118t, und
die Höhe
eines jeden Positionsfestlegungszahns 122 bezüglich der
Bezugsebene 118t ist als 122h angegeben. Bei dieser Ausführungsform
ist jeder Positionsfestlegungszahn 122 als ein Sperrzahn
ausgebildet, der eine erste Sperrzahnfläche 122a und eine
zweite Sperrzahnfläche 122b aufweist,
die als eine Steuerkurvenfläche
in einer später
noch beschriebenen Weise fungiert.
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Die
Funktionsweise der Schaltsteuervorrichtung 10, wenn das
Betätigungselement 16 in
Richtung A gedreht wird, wird nachfolgend mit Bezug auf die 8(A)–8(G) beschrieben. Der Einfachheit halber wird
die Form der Kopplungs- und Positionsfestlegungszähne in vereinfachter
Form dargestellt. 8(A)–8(G) zeigen
die Zähne,
die auf der Rückseite
der Schaltsteuervorrichtung 10 angeordnet sind, wenn diese
von vorne betrachtet wird. Somit bewegen sich die Zähne nach
oben, wenn das Bedienelement 16 in Richtung A rotiert.
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8(A) zeigt den Bedienelementkörper 142 und das Positionsfestlegungselement 118 in
einem Stillstandszustand vor dem Rotieren des Bedienelementes 16.
In diesem Zustand sind die Mehrzahl von Kopplungszähnen 134 auf
dem Positionsfestlegungselement 118 mit der Mehrzahl von
Kopplungszähnen 138 auf
dem Bedienelementkörper 142 im Verzahnungseingriff,
derart, dass es den Zwischenraum S zwischen jeder ersten Sperrzahnfläche 134a und
jeder ersten Sperrzahnfläche 138a gibt.
Die Positionsfestlegungszähne 126 sind
in ähnlicher
Weise in Verzahnungseingriff mit einem Paar der Mehrzahl von Positionsfestlegungszähnen 122 auf
dem Positionsfestlegungselement 118.
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8(B) zeigt den Zustand bei einer anfänglichen
Rotation des Bedienelementes 16. Bei diesem Zustand hat
sich der Bedienelementkörper 142 um die
Distanz des Zwischenraums S gedreht, so dass jede erste Sperrzahnfläche 134a mit
ihrer zugehörigen
ersten Sperrzahnfläche 138a in
Kontakt ist, hingegen ist das Positionsfestlegungselement 118 stationär geblieben.
Während
dieser Zeit kommt das Widerlager 204 des ersten Antriebsstreifens 200 des Bedienelementkörpers 142 in
Kontakt mit dem Widerlager 216 des Kopplungsstreifens 220 des
Ringzahnrades 114, um das Ringzahnrad 114 um die
gleiche Strecke zu rotieren. Die Rotation des Ringzahnrades 114 wird
an die Mehrzahl von Planetenrädern 83 weitergeleitet,
welche um das stationäre
Sonnenrad 106 rotieren, um eine entsprechende Rotation des
Planetenradträgers 78 und
des Drahtaufwickelelementes 18 zu bewirken und die Drahtseele 11a aufzuwickeln.
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Wie
in 8(C) und 8(D) dargestellt,
erfolgt, bei einer weiteren Rotation des Bedienelementkörpers 142,
ein fortgesetztes Drücken
der ersten Sperrzahnflächen 138a gegen
die entsprechende Mehrzahl von zweiten Sperrzahnflächen 134a,
jedoch rotiert nun das Positionsfestlegungselement 118 um
die Achse X. Gleichzeitig verschieben eine Steuerkurvenfläche 122b auf
einem Positionsfestlegungszahn 122 und eine Steuerkurvenfläche 126b auf
einem Positionsfestlegungszahn 126 das Positionsfestlegungselement 118 axial
weg vom Flansch 130. Eine weitere Rotation des Bedienelementkörpers 142 in
Richtung A bewirkt, dass die Positionsfestlegungszähne 122 des
Positionsfestlegungselementes 118 über die Positionsfestlegungszähne des Flansches 130 springen,
wie in 8(E) dargestellt. Dabei wird
das Positionsfestlegungselement 118 erneut durch die Positionsfestlegungszähne 126 des Basiselementes 54 festgelegt.
Jedoch sei daran erinnert, dass aufgrund des ursprünglichen
Zwischenraums S zwischen der Sperrzahnfläche 134a und der Sperrzahnfläche 138a der
Bedienelementkörper 142, und
somit das Drahtaufwickelelement 38, um mehr als das Ausmaß (W) rotiert
wurden, das der Bewegung des Umwerfers von dem einen Kettenrad zu dem
anderen entspricht, und daher befindet sich die Kette in der in 9 dargestellten
automatischen Overshift-Position. Falls ein weiterer Overshift gewünscht wird,
kann der Bedienelementkörper 142 weiter
rotiert werden, wie in 8(F) dargestellt,
um einen zusätzlichen
manuellen O vershift zu erzeugen, wie in 9 dargestellt,
ohne ein doppeltes Schalten auf das nächste Kettenrad zu verursachen.
Dabei profitiert man von den geneigten Steuerkurvenflächen 122b und 126b bei
dieser Ausführungsform.
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Da
die Höhe 134h des
Kopplungszahns 134 des Positionsfestlegungselementes 118 größer als die
Höhe 122h der
Positionsfestlegungszähne 122 des
Positionsfestlegungselementes 118 ist, bewegen sich die
Kopplungszähne 134 des
Positionsfestlegungselementes 118 nicht über die
Kopplungszähne 138 des
Bedienelementkörpers 142 und
werden weiterhin durch dieselben Zähne festgehalten, sogar wenn
sich die Positionsfestlegungszähne 122 des Positionsfestlegungselementes 118 über die
Positionsfestlegungszähne 126 des
Flansches 130 bewegt haben. Mit anderen Worten bleibt die
Verzahnungsbeziehung des Positionsfestlegungselementes 118 relativ
zum Bedienelementkörper 142 die
gleiche über
den gesamten Drahteinziehvorgang hinweg.
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Wenn
der Fahrer aufhört,
das Bedienelement 16 in Richtung A zu drehen, rotiert der
Bedienelementkörper 142 in
Richtung B als Folge der Drahtspannung vom Umwerfer 6 in
die in 8(G) dargestellte Position,
ohne das Positionsfestlegungselement 118 zu bewegen. Dies
bewirkt wiederum eine entsprechende Rotation des Ringzahnrades 104,
der Planetenräder 86 und
des Planetenradträgers 18, und
des Drahtaufwickelelementes 78, wodurch die Drahtseele 11a genügend nachgelassen
wird, um den automatischen sowie jeglichen manuellen Overshift zu
beseitigen und den Umwerfer 6 in eine solche Position zurückzubringen,
dass sich die Kette 5 unterhalb des Zielzahnrades befindet,
wie in 9 dargestellt.
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Wenn
das Bedienelement 16 in Richtung B gedreht wird, um die
Kabelseele 11a nachzulassen, drücken die Sperrzahnflächen 138b des
Bedienelementkörpers 142 gegen
die Sperrzahnflächen 134b des
Positionsfestlegungselementes 118. Da sich das Positionsfestlegungselement 118 nicht
drehen kann, und zwar bedingt durch den Kontakt zwischen den Sperrzahnflächen 122a der
Positionsfestlegungszähne 122 des
Positionsfestlegungselementes 118 und der Sperrzahnflächen 126a der
Positionsfestlegungszähne 126 am
Flansch 130, bewegt sich das Positionsfestlegungs element 118 axial
weg vom Flansch 130, bis die Positionsfestlegungszähne 122 über die
Positionsfestlegungszähne 126 springen (da,
wie zuvor angegeben, die Höhe 134h der
Kopplungszähne 134 des
Positionsfestlegungselementes 118 größer als die Höhe 122h der
Positionsfestlegungszähne 122 des
Positionsfestlegungselementes 118 ist) und das Positionsfestlegungselement 118 rotiert
um eine einzige Gangstufe (W). Die Funktionsweise des Bedienelementes 16 und
des Positionsfestlegungselementes 118 in dieser Richtung
ist die gleiche wie im U.S. Patent Nr. 5,921,139 offenbart. Dabei
bewirkt der zweite Antriebsstreifen 208 des Bedienelementkörpers 142,
dass die Rückstellfeder 124 gegen
das Widerlager 234 auf den Kopplungsstreifen 220 des
Ringzahnrades 114 drückt,
um das Ringzahnrad 114 in Richtung B zu rotieren. Das Ringzahnrad 114,
die Planetenräder 82,
der Planetenradträger 78 und
das Drahtaufwickelelement 18 rotieren demgemäß, um die
Kabelseele 11a um eine einzige Gangstufe nachzulassen.
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10 ist
ein Querschnitt einer Drehgriff-Schaltvorrichtung 10', die eine alternative
Ausführungsform
der Erfindung darstellt. Viele Bauelemente sind die gleichen wie
bei der ersten Ausführungsform
und sind gleichermaßen
mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Daher werden hier lediglich die
Unterschiede beschrieben.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind die Kopplungszähne 138' am Bedienelementkörper 142' derart ausgebildet,
dass kein Zwischenraum zwischen den Sperrzahnflächen 138a' und den Sperrzahnflächen 134a an
den entsprechenden Kopplungszähnen 134 am
Positionsfestlegungselement 118 vorhanden ist. Stattdessen
ist das Basiselement 54 der ersten Ausführungsformn in ein erstes Basiselement 54a und
ein zweites Basiselement 54b umgewandelt. Das erste Basiselement 54a weist
einen rohrförmigen
Körper 300 mit
sich radial nach außen
erstreckenden Verriegelungsvorsprüngen 304, die mit
der Seitenwand 42 des Gehäuses 38 in Eingriff
kommen, sich radial nach außen
erstreckende Verriegelungsvorsprünge 308,
die das zweite Basiselement 54b und den Bedienelementkörper 142' (ähnlich den
Verriegelungsvorsprüngen 194 der
ersten Ausführungsform)
in axialer Richtung zurückhalten,
und ein sich radial nach außen
erstreckendes drittes Kopplungselement in Form eines Vorsprungs 310 auf.
Das zweite Basiselement 54b ist im Wesentlichen gleich wie
das Basiselement 54 der ersten Ausführungsform aufgebaut, abgesehen
davon, dass es durch das erste Basiselement 54a drehbar
gelagert ist und es vierte Kopplungselemente in Form von Widerlagern 314 und 318 (11(A)) beinhaltet, die auf gegenüberliegenden
Seiten des Vorsprungs 310 angeordnet sind, um einen Zwischenraum
S ähnlich
dem Zwischenraum S zwischen Sperrzahnflächen 134a und 138a der
ersten Ausführungsform
zu bilden. Das zweite Basiselement 54b ist in axialer Richtung
am ersten Basiselement 54a zurückgehalten, und zwar dadurch,
dass es gegen eine Seitenwand 42 des Gehäuses 38 zur
Anlage kommt und gegen Verriegelungsvorsprünge 308 zur Anlage
kommt.
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Die
Funktionsweise der Schaltsteuervorrichtung 10', wenn das Bedienelement 16' in Richtung
A rotiert wird, wird nachfolgend mit Bezug auf die 11(A)–11(G) beschrieben. 11(A) zeigt den
Bedienelementkörper 142', das Positionsfestlegungselement 118,
das erste Basiselement 54a und das zweite Basiselement 54b in
einen stillstehenden Zustand vor der Rotation des Bedienelementes 16'. In diesem
Zustand sind die Mehrzahl von Kopplungszähnen 134 am Positionsfestlegungselement 18 in Verzahnungseingriff
mit der Mehrzahl von Kopplungszähnen 138' am Bedienelementkörper 142', so dass die
ersten Sperrzahnflächen 138' gegen die entsprechende
Mehrzahl von ersten Sperrzahnflächen 134a drücken und
die Positionsfestlegungszähne 126 in ähnlicher
Weise mit entsprechenden Paaren der Mehrzahl von Positionsfestlegungszähnen 122 am
Positionsfestlegungselement 118 in Verzahnungseingriff
sind. Der Vorsprung 310 des ersten Basiselementes 54a kommt
in Kontakt mit dem Widerlager 318 am zweiten Basiselement 54b,
so dass sich der Zwischenraum S zwischen dem Vorsprung 310 und
dem ersten Widerlager 314 befindet.
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11(B) zeigt den Zustand bei einer anfänglichen
Rotation des Bedienelementes 16'. Bei diesem Zustand haben sich
der Bedienelementkörper 142' und das zweite
Basiselement 54b um die Distanz S gedreht, um den Zwischenraum
zwischen dem Vorsprung 310 und dem Widerlager 314 zu schließen, und
das Positionsfestlegungselement 118 rotiert um die Achse
X. Während
dieser Zeit kommt das Widerlager 204 des ersten Antriebsstreifens 200 am
Bedienelementkörper 142' in Kontakt mit
dem Widerlager 216 des Kopplungsstreifens 220 am
Ringgetriebe 114, um das Ringzahnrad 114 um die
gleiche Distanz in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform
zu drehen. Die Rotation des Ringzahnrades 114 wird an die
Mehrzahl von Planetenrädern 83 weitergegeben,
die sich um das stationäre
Sonnenrad 106 drehen, um eine entsprechende Rotation des
Planetenradträgers 78 und
des Drahtaufwickelelementes 18 zu bewirken, um die Drahtseele 11a aufzuwickeln.
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Wie
in 11(C) und 11(D) dargestellt, fahren
bei einer weiteren Rotation des Bedienelementkörpers 142' die ersten
Sperrzahnflächen 138a' damit fort,
gegen die ersten Sperrzahnflächen 134a' zu drücken, und
das Positionsfestlegungselement 118 fährt damit fort, um die Achse
X zu rotieren. Gleichzeitig verschieben Steuerkurvenflächen 122b auf
einem Positionsfestlegungszahn 122 des Positionsfestlegungselementes 118 und
Steuerkurvenflächen 126b auf
Positionsfestlegungszähnen 126 des Flansches 130 das
Positionsfestlegungselement 118 axial weg vom Flansch 130.
Eine weitere Rotation des Bedienelementkörpers 142' in Richtung
A bewirkt, dass der Positionsfestlegungszahn 122 des Positionsfestlegungselementes 118 über den
Positionsfestlegungszahn des Flansches 130 springt, wie in 11(E) dargestellt. Dabei wird das Positionsfestlegungselement 118 erneut
durch die Positionsfestlegungszähne 126 auf
dem Flansch 130 des Basiselementes 54b festgelegt.
Jedoch sei daran erinnert, dass, aufgrund des ursprünglichen
Zwischenraums S zwischen dem Vorsprung 310 und dem Widerlager 314,
der Bedienelementkörper 142' und somit das
Drahtaufwickelelement 18 um mehr als das Ausmaß (W) rotiert
sind, das der Bewegung des Umwerfers von einem Kettenrad zu einem
anderen entspricht, und daher befindet sich die Kette in der in 9 dargestellten
automatischen Overshift-Position.
Wenn ein weiterer Overshift gewünscht
wird, kann der Bedienelementkörper 142' weiter rotiert werden,
wie in 11(F) dargestellt, um den in 9 dargestellten
zusätzlichen
manuellen Overshift zu erzeugen.
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Wenn
der Fahrer aufhört,
das Bedienelement 16' in
Richtung A zu drehen, rotieren der Bedienelementkörper 142' und das zweite
Basiselement 54b in Richtung B in die in 11(G) dargestellte Position, so dass der Vorsprung 310 am
ersten Basiselement 54a gegen das Widerlager 318 zur
Anlage kommt, ohne dass das Positions festlegungselement 118 bewegt
wird. Dies wiederum bewirkt eine entsprechende Rotation des Ringzahnrades 114,
der Planetenräder 86,
des Planetenradträgers 18 und des
Aufwickelelementes 78, wodurch die Drahtseele 11a genügend nachgelassen
werden, um den Overshift zu entfernen und dem Umwerfer 6 in
eine solche Position zurückzudrehen,
dass sich die Kette unterhalb des Zielkettenrades befindet, wie
in 9 dargestellt.
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Die
Funktionsweise der Schaltsteuervorrichtung 10', wenn das Bedienelement 16 in
Richtung B gedreht wird, ist im Wesentlichen die gleiche wie bei der
ersten Ausführungsform.
In diesem Fall kommt der Vorsprung 310 am ersten Basiselement 54a für die Dauer
der Schaltoperation in Kontakt mit dem Widerlager 318 am
zweiten Basiselement 54b.
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Zwar
wurden zuvor verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben, jedoch können weitere Modifikationen
verwendet werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen,
der durch die anliegenden Ansprüche
definiert ist. Beispielsweise können
Größe, Form,
Ort und Orientierung der verschiedenen Bauelemente 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. 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 eingeschränkt ist.