DE69112825T2

DE69112825T2 - Bedienungseinrichtung für fahrradgangschaltungen.

Info

Publication number: DE69112825T2
Application number: DE69112825T
Authority: DE
Inventors: Didier Socard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-04-03
Filing date: 1991-04-02
Publication date: 1996-05-23
Anticipated expiration: 2011-04-03
Also published as: AU7669891A; FR2660278B1; EP0523139B1; WO1991015393A1; DE69112825D1; US5447475A; EP0523139A1; FR2660278A1

Description

Vorrichtung und Verfahren zur synchronisierten Bedienung von Gangschaltungen für Fahrräder
Die vorliegende Erfindung betrifft Gangschaltungen für Fahrräder und insbesondere Steuervorrichtungen für diese Gangschaltung.
Die Fahrräder oder Zweiradfahrzeuge im allgemeinen sind heutzutage meistens mit einer hinteren Gangschaltung oder einer am freien Rad angeordneten Gangschaltung und einer vorderen Gangschaltung oder Tretlagergangschaltung ausgestattet.
Die vordere Gangschaltung führt und positioniert die Kette auf zwei oder drei Zahnkränzen. Die hintere Gangschaltung erfüllt eine ähnliche Aufgabe für sechs bis acht Ritzel. Daraus ergeben sich erhebliche laterale Verschiebungen der Kette und dies vergrößert das Risiko, daß die Kette unter Verwindung arbeitet mit den Nachteilen, die sich daraus ergeben (schlechter Wirkungsgrad, Abspringen der Kette, Abnutzung von Teilen, usw.). Eben diese Vergrößerung der Anzahl der möglichen Übersetzungsverhältnisse hat eine höhere Komplexität bei der Wahl der Übersetzungsverhältnisse zur Folge, und es treten häufig Fehler auf (der Wechsel des Antriebszahnkranzes zieht einen wesentlichen Kraftzuwachs nach sich, Richtungsfehler bei der Bedienung der Schalthebel, erforderliche Überlegung vor einem Geschwindigkeitswechsel, Notwendigkeit, visuell die Position der Kette zu kontrollieren, um den durchzuführenden Vorgang zu bestimmen).
Bisher erarbeitete Vorrichtungen tendieren dazu, diese unterschiedlichen Probleme zu lösen, aber keine davon löst sie vollständig.
Beispielsweise hat die FR-A-2 530 573 eine Betätigungsvorrichtung für zwei Gangschaltungen zum Gegenstand, die zwei Betätigungsorgane aufweist, die mit zwei Gangschaltungen durch jeweils ein Übertragungsorgan verbunden sind, wobei die Vorrichtung ein Organ zur Handhabung eines der Betätigungsorgane aufweist, das mit dem anderen Betätigungsorgan über einen Verbindungsmechanismus mit totem Hub verbunden ist.
Diese Anordnung erlaubt es, durch ein einziges Handhabungsorgan gleichzeitig die beiden Gangschaltungen zu steuern, und die in der Übertragung vorgesehene Verbindung mit totem Hub erlaubt es, die Steuerung der Tretlagergangschaltung in Bezug zu der Steuerung der Gangschaltung am freien Rad zu verschieben.
Eine derartige Vorrichtung löst das Problem der Fehlausrichtung der Kette gut, verursacht jedoch beim Radfahren einen Stoß aufgrund der größeren Wucht eines Wechsels des Zahnkranzes bei einem Wechsel des Ritzels in derselben Richtung.
Die US-A-4 412 828 beschreibt eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Betätigung einer vorderen Gangschaltung mit zwei Zahnkränzen und einer hinteren Gangschaltung mit fünf Ritzeln mittels eines Systems aus Kurventeilen und Kurventeilfolgern. Diese Vorrichtung arbeitet mit einer schrittweisen Betätigung der hinteren Gangschaltung bis zu einem zentralen Ritzel und einem Übergang des Zahnkranzes, während sich die Kette auf dem zentralen Ritzels befindet, und einer sich daran anschließenden schrittweisen Betätigung der übrigen Ritzel. Diese bekannte Vorrichtung benutzt praktisch jeweils die Hälfte der Ritzel für jeden Zahnkranz. Sie ist nur unter Schwierigkeiten auf moderne Gangschaltung mit drei Zahnkränzen und mehr als fünf Ritzeln übertragbar. Ferner ist die gleichzeitige Betätigung kontinuierlich, was einen erheblichen Hub des Betätigungsorganes und einen erhöhten Platzbedarf der Baugruppe nach sich zieht.
Die US-A-3 965 763 beschreibt eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Betätigung von Gangschaltungen, beispielsweise mit zwei Zahnkränzen und fünf Ritzeln, die die zehn Übersetzungsverhältnisse dieser Kombination ermöglichen. Dieses System, das den aufeinanderfolgenden Wechsel des Zahnkranzes mit gleichzeitigem Übergang eines oder mehrerer Ritzel erfordert, ermöglicht ein Übersetzungsverhältnis, das in kontinuierlicher Weise variiert. Diese Vorrichtung, die bei einer größeren Zahl von Übersetzungsverhältnissen extrem kompliziert sein wird, beschäftigt sich nicht mit der Schrägstellung der Kette.
Ferner werden die bekannten Vorrichtungen (beispielsweise US-A-4 201 095) über einen Hebel oder einen Griff betätigt, der so viele Positionen einnehmen kann, wie Geschwindigkeiten zur Verfügung stehen, so daß der Radfahrer auf die tatsächliche Position des Hebels achten muß, bevor er den Hebel in der einen oder anderen Richtung betätigt. Darüber hinaus weist, wie im Zusammenhang mit der US-A- 4 412 828 bereits ausgeführt wurde, eine derartige Vorrichtung aufgrund des großen Hubes des Betätigungsorganes einen hohen Platzbedarf auf.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht insbesondere darin, diesen Nachteil zu beseitigen, indem eine Konstruktion vorgeschlagen wird, die alle relativen Verstellungen der Gangschaltungen für den Benutzer transparent macht, wobei die Verstellungen durch Anstoßen betätigt werden können.
Zu diesem Zweck betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Bedienung von zwei Gangschaltungen für Fahrräder, wobei der Arbeitsgang der einen für den Übergang der Kette von einem Tretlagerzahnkranz auf einen anderen Tretlagerzahnkranz und der Arbeitsgang der anderen für den Übergang der Kette von einem Ritzel auf ein anderes Ritzel des freien Rades sorgt, mit Betätigungsmitteln, die mit den zwei Gangschaltungen durch Übertragungsmittel verbunden sind, sowie mit einem ersten Organ, das geeignet ist, gleichzeitig einen Verstellzyklus der zwei Gangschaltungen zu durchlaufen, wobei es in Kombination mit einem zweiten Organ wirkt, das geeignet ist, die Anfangspositionen jedes der Arbeitsgänge zu fixieren (US-A-4 412 828), wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß das erste Organ ein Kurventeil ist, das in Bezug zu dem zweiten Organ unter der Wirkung der Betätigungsmittel drehangetrieben ist und das in Bezug zu einem Element eines festen Teiles der Vorrichtung wirkt, dessen Reaktion eine Verschiebung eines beweglichen Teiles der Vorrichtung bewirkt, das wenigstens eines der Organe trägt und mit dem die Übertragungsmittel fest verbunden sind, wobei sich die Verschiebung gleichzeitig mit der Drehung des ersten Organes vollzieht, um ein gleichzeitiges Ziehen an den Übertragungsmitteln in derselben Richtung zu erzielen, wobei eine Verschiebung eines dieser Mittel hervorgerufen ist.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung trägt das bewegliche Teil einerseits das erste Organ und das Kurventeil und andererseits das zweite Organ, das durch einen Zylinder gebildet ist, wobei mit dem Zylinder die Übertragungsmittel fest verbunden sind und wobei die Drehung des Zylinders durch Betätigungsmittel hervorgerufen ist und vermittels eines Untersetzungsgetriebes die Drehung des Kurventeiles bewirkt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Kurventeil drehbar um eine feste, mit dem beweglichen Teil fest verbundene Achse mittels eines kreisförmigen Loches gelagert, ausgehend von dessen Zentrum eine Mehrzahl von Löchern gebildet ist, die Einrastmittel mit einem Radius r aufnehmen und zueinander orthogonal sind, wobei die Zentren der Löcher entlang eines Kreises mit Radius R und mit einem jeweils unterschiedlichen Abstand zu dem Rand des Kurventeils angeordnet sind, der X+r+R, X+r+R+Y, X+r+R+2Y usw. entspricht, um ein ausgewähltes Programm zu bilden.
Die Erfindung betrifft außerdem ein verbessertes Verfahren zur gleichzeitigen Bedienung von zwei Gangschaltungen.
Die Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung, die in keiner Weise beschränkend ist, erläutert, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
die Fig. 1 eine Teilansicht eines Fahrrades ist, die seitlich eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bedienung zeigt; die Fig. 2 ein Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 ist und ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; die Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2 ist; die Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 2 ist; die Figuren 5A bis 5K in schematischer Darstellung die relativ aufeinanderfolgenden Positionen der Betätigungselemente einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei dem Übergang von der kürzesten Übersetzung zu der längsten Übersetzung darstellen; die Figuren 6A bis 6K in schematischer Weise die aufeinanderfolgenden Positionen der Kette bei den Sequenzen entsprechend den Figuren 5A bis 5K zeigen; die Fig. 7 beispielshalber eine Vorrichtung zur Betätigung der Abfolge der Sequenzen 5A bis 5K zeigt; die Fig. 8 ein Transversalschnitt einer Vorrichtung zur Bedienung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist; die Fig. 9 eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX in Fig. 8 ist und die Fig. 10 eine abgewickelte Darstellung eines Zylinders der Vorrichtung gemäß den Figuren 8 und 9 ist, in dem Nuten in der Form von Steuerungselementen gebildet sind.
Die Fig. 1 zeigt einen Teil eines mit einem Lenker G versehenen Rahmens eines Zweiradfahrzeuges C, an dem in sehr schematischer Weise (siehe Figuren 6A bis 6K) drei Tretlagerzahnkränze P1, P2, P3 und ein freies Rad angeordnet sind, das sieben Ritzel R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 aufweist.
Zwei Gangschaltungsmechanismen (nicht dargestellt), die von herkömmlicher Konzeption und Konstruktion sein können, sind vorgesehen, um die Kette CH von einem Ritzel R zu einem anderen Ritzel und von einem Zahnkranz P zu einem anderen Zahnkranz übergehen zu lassen.
Diese zwei Gangschaltungen werden jeweils durch Übertragungsmittel betätigt, die durch Seilzüge C&sub1; und C&sub2; gebildet sind. Die Fig. 1 zeigt nicht den Anfang dieser Seilzüge.
Die Steuervorrichtung ist durch Betätigungsmittel gebildet, in diesem Fall zwei Hebel L1 und L2, die durch irgendein zweckmäßiges Mittel beiderseits an dem Lenker G montiert sind. Die Aufgabe dieser Hebel besteht darin, dann, wenn sie betätigt werden, einen Zug über herkömm-Liche Steuerungsseilzüge CC1 bzw. CC2 auszuüben, die in Ummantelungen G1 bzw. G2 aufgenommen sind, die die Seilzüge bis zu der Vorrichtung 10 zur Bedienung der Gangschaltungen führen. Diese Hebel sind in bekannter Weise gebildet durch eine Vorrichtung zur Befestigung an dem Lenker oder dem Griff der Bremse, durch ein festes Widerlager für die Ummantelung, durch eine Vorrichtung zur Arretierung des Stiftes des Seilzuges und zum Ziehen an diesem Stift, der um eine Achse gelenkig angeordnet ist und an dieser Stelle nicht beschrieben wird.
Das andere Ende jedes Seilzuges CC1 und CG2 endet im Inneren der Vorrichtung zur Bedienung der Gangschaltungen.
Diese Vorrichtung zur Bedienung der Gangschaltungen ist mit irgendeinem zweckmäßigen Mittel, in diesem Beispiel zwei Schellen 11A und 11B, befestigt, vorzugsweise an dem diagonalen Rohr des Rahmens C, und zwar an einer Stelle, an der die Bewegung des Vorderrades und des Schutzbleches nicht behindert ist.
Die Vorrichtung 10 zur Bedienung weist einen Führungstisch 12 auf, der einen rechtwinkligen Parallelepipeden bildet und an dem in lösbarer Weise eine Drehachse 13 angeordnet ist. Die Drehachse 13 hält ein Widerlager 14, das um diese Achse frei drehbar ist, und ggf. ein oder zwei Vorrichtungen zur Justierung der Verschiebung (in den Zeichnungen nicht dargestellt), die dazu bestimmt sind, die Anfangsverschiebungen der Seilzüge C1 und C2 zu untersetzen, um sie an die für jede Gangschaltung, mit der sie verbunden sind, erforderliche Verschiebung anzupassen (diese Verschiebung kann von einem Gangschaltungsmodell zu einem anderen variieren). Die Justiervorrichtungen können durch übereinandergeschichtete Scheiben oder durch Hebelarme oder durch irgendein anderes zweckmäßiges Mittel gebildet sein.
Ein Gehäuse 20 gleitet vermittels Gleitführungen 21A und 21B an dem Tisch 12, wenn die Achse 13 bewegt wird. In dem Boden des Gehäuses 20 ist eine Öffnung 22 gebildet, um die Montage der Achse 13 und die Längsverschiebung des Gehäuses 20 in bezug zu dem Tisch 12 zu ermöglichen.
Das Gehäuse 20 weist eine abnehmbare Abdeckung 23 auf, die an dem Gehäuse 20 durch irgendein zweckmäßiges Mittel befestigt ist. Das Gehäuse 20 weist ferner eine zylindrische Achse 24 auf, auf der ein Zahnrad 25 und ein Kurventeil 26 angeordnet sind. Das Kurventeil 26 stützt sich unter der Wirkung der Spannung der Seilzüge C&sub1; und C&sub2; an dem Widerlager 14 ab. Das Kurventeil 16 ist mit vier Löchern 26A, 26B, 26C, 26D durchbohrt, die um 90º versetzt entlang eines Kreises angeordnet sind, dessen Zentrum durch die Achse 24 gebildet ist.
Bei Drehung des Kurventeiles 26 um die Achse 24 nehmen diese vier Bohrungen abwechselnd Kugeln 27A und 27B auf, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Löcher 26A bis 26D ist. Die Kugeln 27A und 27B sind für eine lineare Verschiebung in ausgerichteten Bohrungen 23A und 23B geführt, die in der Abdeckung 23 gebildet sind. Die Kugeln stützen sich unter der Wirkung einer Feder 28 an dem Kurventeil 26 ab, wobei der Anpreßdruck durch mehr oder weniger festes Anziehen einer Mutter 29 an der Achse 24 einstellbar ist.
Die Baugruppe der Teile 24, 26, 27, 28, 29 mit den Führungslöchern 23A, 23B erlaubt folglich eine Einrastung jeweils bei Drehung des Kurventeiles 26 um 90º.
Das Kurventeil 26 weist eine besondere Kontur auf, die den folgenden Kriterien entspricht:
- bei einer Drehung um 90º aus der Position, die dem geringsten Radius entspricht, in die folgende Position vergrößert sich dieser Radius um einen Wert Y;
- bei einer ähnlichen Drehung ausgehend von dieser neuen Position verändert er sich in der gleichen Weise;
- in gleicher Weise ein drittes Mal;
- bei der folgenden ähnlichen Drehung verringert sich sein Radius plötzlich um 3Y, um nach einer vollständigen Umdrehung zu seiner anfänglichen Kontur zurückzukehren.
Die auf diese Weise definierte besondere Kontur des Kurventeiles 26 ist eines der wesentlichen Merkmale der Erfindung.
Eine Abdeckung 24A ist auf die Achse 24 aufgeschraubt, um das Innere des Gehäuses 20 vor Verschmutzungen zu schützen und gleichzeitig einen einfachen Zugang zur Einstellung der Einrasthärte des Kurventeiles 26 zu ermöglichen.
Ein Zahnrad 25, das mit dem Kurventeil 26 fest verbunden ist, bildet den Drehantrieb für das Zahnrad 32 (und umgekehrt), das seinerseits mit dem Zahnrad 33 fest verbunden ist. Die beiden letzteren sind auf einer Drehachse 31 montiert, die mit dem Gehäuse 20 fest verbunden ist. Das Zahnrad 33 bildet einen Drehantrieb für das Zahnrad 41 (und umgekehrt), das mit einem Zylinder 42 drehfest verbunden ist. Das Zahnrad 41 und der Zylinder 42 sind mit einer Achse 40 fest verbunden, die drehbar in dem Gehäuse 20 gelagert ist. Der Zylinder 42 hält beiderseits an seinem Umfang (Fig. 4) die Seilzüge C&sub1; und C&sub2; durch irgendein übliches Mittel, das geeignet ist, die Seilzüge zu halten.
Diese Seilzüge C&sub1; und C&sub2; sind zu den oben bereits erwähnten Justierorganen (sofern diese vorhanden sind) geführt und betätigen in herkömmlicher Art und Weise die Verstellung der vorderen und hinteren Gangschaltung des Zweiradfahrzeuges.
Das Zahnrad 41 und der Zylinder 42 werden gleichzeitig in Drehung versetzt durch eine Steuervorrichtung 5, die durch einen Hebel 52 gebildet ist, der gelenkig auf der Achse 40 gelagert ist und eine winkelförmige Schwenkbewegung unter der Zugwirkung des Seilzuges CC1 oder CC2 vermittels eines Teiles 53 ausführt, an dem das äußere Ende des Seilzuges CC1 befestigt ist. Das Teil 53 wird durch ein elastisches Organ in Form eines Winkelstiftes elastisch zurückgestellt.
Das Ziehen des Seilzuges CC1 ruft vermittels einer Schaltklinke 54 des Teiles 53 eine Drehung des Zahnrades 41 und des Zylinders 42 hervor in einer zu der Zugrichtung des Seilzuges CC2 umgekehrten Richtung.
Das Ziehen von CC1 (oder CC2) bewirkt somit eine Drehung des Zahnrades 41 und des Zylinders 42 zwischen 0º und wenigstens einem Drittel der möglichen Gesamtdrehung dieser Baugruppe (41, 42), dies, um wenigstens eine Position des Kurventeiles 26 zu überwinden. Nach dem Ziehen des Seilzuges CC1 (oder CC2) stellt das elastische Organ 51 den Hebel L1 (oder L2) in seine Anfangsposition vermittels des Seilzuges CC1 (oder CC2) zurück.
Nach der Rückstellung des betätigten Hebels L1 oder L2 hält das Teil mit der Klinke 54 die Drehung der Baugruppe 41-42 in irgendeine Richtung unter der Wirkung eines Zuges des Seilzuges CC1 oder des Seilzuges CC2 zu unter dem Vorbehalt, daß der Zylinder 42 nicht eine seiner Endpositionen erreicht hat.
Der Zylinder 42 ist dafür vorgesehen, das Aufrollen der Seilzüge C&sub1; und C&sub2; um einen Radius herum hervorzurufen, der der folgenden Gleichung entspricht:
- sei D die Untersetzung, die durch die Abfolge der Zahnräder 25, 32, 33 und 41 hervorgerufen ist:
D=Nb Zähne 41.Nb Zähne 32/(Nb Zähne 33.Nb Zähne 25);
- Y ist die Achsverschiebung des Kurventeiles 26, so wie oben beschrieben;
- R ist der ermittelte Radius des Kurventeiles 42, also;
R=2.Y.D:Pi.
Man stellt also fest, daß die Baugruppe der Zahnräder den Zweck hat, ein Aufrollen der Seilzüge C&sub1; und C&sub2; um einen zu kleinen Radius zu verhindern, was angesichts der Starrheit der Seilzüge die Ursache für Schwierigkeiten hinsichtlich der Präzision und der Benutzung sein könnte.
Die Funktion der Vorrichtung, die beschrieben wird, ist wie folgt:
Wenn man zunächst davon ausgeht, daß die Kette die in Fig. 6A gekennzeichnete Funktion einnimmt, die dem kleinstmöglichen Unüersetzungsverhältnis entspricht, nehmen die Teile 14, 26, 42, C&sub1; und C&sub2; die in Fig. 5A schematisch dargestellten Positionen ein, d. h. sie weisen eine maximale Entfernung auf.
Ein erster Crundvorgang AE1, der auf das Zahnrad 41 und das Kurventeil 42 durch den Hebel L1 mittels des Seilzuges CC1, der mit dem weiter oben beschriebenen Steuerorgan verbunden ist, bewirkt eine Drehung des Zylinders um 90º/D, was die Drehung des Kurventeiles 26 um 90º bewirkt. Diese neuen Positionen entsprechen den in Fig. 5B dargestellten. Der Seilzug C&sub1; ist somit den folgenden Verschiebungen unterworfen:
- Abwickeln von dem Kurventeil 42 um eine Länge Y, was eine Verschiebung der Baugruppe in Bezug zu der festen Achse 13 in Richtung auf die zugeordnete Gangschaltung, nämlich die hintere Gangschaltung, hervorruft.
- Annäherung der Achse von 42 um eine Länge Y aufgrund der Drehung des Kurventeiles 26 (dies ist eine weitere Verschiebung in Richtung auf die zugeordnete Gangschaltung hin).
Folglich verschiebt sich der Seilzug C&sub1; in Richtung auf die mit ihm verbundene Gangschaltung um eine Länge von 2.Y.
In derselben Zeit ist der Seilzug C&sub2; den folgenden Verschiebungen unterworfen:
- Aufrollen auf 42 um eine Länge Y (von der Gangschaltung weg);
- Annäherung der Achse von 42 um eine Länge Y (zu der Gangschaltung).
Folglich verschiebt sich der Seilzug C&sub2; nicht.
Unter Mitwirkung der eventuell vorhandenen Justierorgane führt dies zu folgendem:
- Verstellung der hinteren Gangschaltung, was den Übergang der Kette von dem Ritzel R&sub1; auf das Ritzel R&sub2; hervorruft;
- keine Veränderung der Position der vorderen Gangschaltung.
Diese neue Position der Kette ist in der Fig. 6B dargestellt.
Ausgehend von diesem Zustand führt der inverse Vorgang (-AE1) wieder zu der vorhergehenden Position zurück.
Ausgehend von den in Fig. 5B und 6B dargestellten Positionen bewirkt ein neuer Grundvorgang AE1 die neuen Positionen des Zylinders 42 und des Kurventeiles 26, die in Fig. 5C dargestellt sind. Wie bei dem weiter oben beschriebenen Schritt verschiebt sich C&sub1; um eine Länge 2.D in Richtung auf die zugeordnete Gangschaltung, und C&sub2; bleibt unbewegt. Infolgedessen nimmt die Kette die in Fig. 6C dargestellte Position ein. Ein neuer Vorgang AE1 führt zu den in Fig. 5D dargestellten Positionen der Teile und zu einer Position der Kette, wie sie in Fig. 6D dargestellt ist.
Anschließend, und dies ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, wird ein neuer Grundvorgang AE1 ein Resultat hervorrufen, das sich von dem der vorangegangenen Vorgänge wesentlich unterscheidet:
- Das Kurventeil 42 und das Kurventeil 26 werden die in Fig. 5E dargestellten Positionen einnehmen. Diese neuen Positionen rufen die folgenden Verschiebungen hervor:
- Für den Seilzug C&sub1;:
. Abrollen von 42 um eine Länge Y (in Richtung auf die Gangschaltung);
. Wegbewegung der Achse von 42 um eine Länge 3.Y (in Richtung weg von der Gangschaltung);
Bilanz: Wegbewegung von der Gangschaltung um eine Länge 2.Y, was das Aufsteigen um ein Ritzel (von R4 zu R3) hervorruft;
- Für den Seilzug C&sub2;:
. Abrollen von 42 um eine Länge Y (in Richtung weg von der Gangschaltung);
. Wegbewegung der Achse von 42 um eine Länge 3.Y (in Richtung weg von der Gangschaltung);
Bilanz: Wegbewegung von der Gangschaltung um eine Länge von 4.Y, was, eventuell unter Benutzung der Justierorgane, die vordere Gangschaltung verstellt, um den Übergang von dem Zahnkranz P1 auf den Zahnkranz P2 hervorzurufen.
Die neue Position der Kette ist in Fig. 6E gekennzeichnet.
Ausgehend von dort entspricht die Sequenz 5E, 5F, 5G, 5H, 5I der Sequenz 5A, 5B, 5C, 5D, 5E und führt zu den jeweils in den Figuren 6E, 6F, 6G, 6H, 6I sichtbaren Positionen der Kette.
Und zum Abschluß entspricht die Sequenz 5I, 5J, 5K der Folge 5A, 5B, 5C, was die in 6I, 6J, 6K gekennzeichneten Positionen der Kette ergibt.
Die äußerste Position der Kette, die dem längsten Übersetzungsverhältuis entspricht, ist auf diese Weise erreicht.
Unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Steuervorrichtung ist es möglich, bei jeder Position der Kette ein Kommando AE1 oder -AE1 auszuüben, was zu der folgenden (oder vorhergehenden) Position der Kette führt, oder ein Kommando mit größerer Amplitude auszuüben, was es erlaubt, die Position der Kette schneller zu verändern, indem mehrere Schritte mit einem einzigen Mal überwunden werden.
Man erhält somit auf diese Weise insgesamt elf unterschiedliche Verhältnisse, die zweckmäßig abgestuft sind. Der Übergang von einem längeren Verhältnis zu einem kürzeren Verhältnis (oder umgekehrt) wird durch einen Grundvorgang mit dem rechten Hebel (oder dem linken Hebel) bewirkt. Die optimale Ausrichtung der Kette ist jederzeit berücksichtigt. Der Hub des Steuerungsorgans ermöglicht es, falls erwünscht, mit einem Mal mehrere Verhältnisse zu überwinden. Die Einrastung erlaubt es, die Gangschaltungen systematisch zu plazieren, damit die Kette perfekt in das gewählte Ritzel und den gewählten Zahnkranz eingreifen kann.
Selbstverständlich führen zahlreiche andere Varianten, die eine lineare Verschiebung mit einem Aufrollen des Seilzuges kombinieren, in ähnlicher Weise zu dem gewünschten Ziel. Vielfältige, sich von den hier vorgeschlagenen unterscheidende Bauarten sind ebenfalls möglich. Desgleichen kann die Kombination von Zahnrädern durch jedes andere entsprechende System oder durch die Verwendung eines biegsameren Kabels zur Verbindung des Zylinders 42 mit der Justiervorrichtilng ersetzt werden. Diese Vorrichtung zur Justierung der Längen ermöglicht die Montage einer beliebigen Gangschaltung an dem Rad, ist jedoch nicht obligatorisch. Die Kurventeile 26 und 42 sind dafür ausgebildet, angemessene Verschiebungen der Seilzüge hervorzurufen, die den Positionswechseln der Kette entsprechen Schließlich kann die Steuervorrichtung beliebig sein, unter der Voraussetzung, daß sie den dargestellten Kriterien entspricht. Die Rückführung der Hebel L1 und L2 in die Anfangsposition nach Betätigung ist nicht unbedingt notwendig, jedoch aus ergonomischen Gesichtspunkten sehr wünschenswert.
Gemäß einer in den Figuren 8, 9 und 10 dargestellten Ausführungsvariante entscheidet sich die Bedienungsvorrichtung von der vorhergehenden im wesentlichen dadurch, daß sie gebildet ist durch einen festen Tisch 60, der mit dem Zweiradfahrzeug fest verbunden ist, entweder an dem Rahmen C vermittels zweier Schellen wie in dem vorhergehenden Beispiel oder an dem Lenker G des Zweiradfahrzeuges, wobei die Steuerung sich dementsprechend direkt beim Drehen des Griffes in der einen oder der anderen Richtung vollzieht, was die Abfolge der Operationen in Gang setzt, wobei andere Betätigungsvorrichtungen nicht vorgesehen sein müssen.
Auf diesem Tisch 60 ist eine Längsnut 61 ausgespart, die ein Führungsorgan für die Translation von zwei Schlitten 71, 72 bilden.
Zwei Lager 62 und 63 ermöglichen die Montage eines Gewindebolzens 64, der in Bezug zu dem Tisch 60 ortsfest ist.
Ein Zylinder 80 gleitet vermittels einer zentralen Gewindebohrung an dem Bolzen 64. Auf dem Umfang des Zylinders 80 sind zwei Nuten in der Form von Steuerungselementen 81 und 82 gebildet, deren Abwicklung in Fig. 10 dargestellt ist.
Die Nut 81 nimmt an ihrer unteren Seite die Nase 71A, die an den Schlitten 71 angeformt ist, auf, während die Nut 82 in ähnlicher Weise die Nase 72A des Schlittens 72 aufnimmt.
Der Schlitten 71 (oder 72) ist mit einem bekannten Blockierstift 71B (oder 72B) für das Kabel der Gangschaltung versehen und kann auf diese Weise einen Zug auf den Seilzug C&sub1; (oder C&sub2;) auszuüben, der die hintere (oder vordere) Gangschaltung steuert. Aus Gründen der Bequemlichkeit lenkt eine Rolle 90 den Seilzug C&sub2; um, damit dieser in derselben Richtung wie der Seilzug C&sub1; von der Vorrichtung wegführt.
Die Organe zur Justierung der für jede Gangschaltung erforderlichen Längen können an der Vorrichtung angeordnet sein, wobei der Aufbau dem für das vorhergehende System beschriebenen entsprechen kann, jedoch zu beachten ist, daß die Rolle 90 verstellbar ausgebildet sein kann, um diese Funktion für den Seilzug C&sub2; zu erfüllen. Die Justierorgane sind in diesen Figuren nicht dargestellt.
Die Funktion dieser Vorrichtung wird jetzt unter Zuhilfenahme der Figuren 6A bis 6K, 8, 9 und 10 beschrieben.
In der Ausgangsposition nimmt die Kette auf den Ritzeln die in der Fig. 6A gekennzeichnete Position ein. Die Vorrichtung wird durch einen Grundvorgang AE1 betätigt, was zu einer Drehung des Zylinders 80 um 90º um den Gewindebolzen 64 herum führt. Diese Drehung hat die folgenden Wirkungen
- für den Seilzug C&sub1;:
. Verschiebung der Nase 71A in bezug zu dem mit Steuerungselementen versehenen Zylinder 80 unter der Wirkung der Nut 81, die nicht in der zu der Achse 64 senkrechten Ebene angeordnet ist und Abbremsen der Nase 71A in der Vertiefung 83 der Nut 81, um eine Einrastung bei der Drehung des Zylinders 80 um jeweils 90º zu bilden.
. Diese Verschiebung entspricht einer Länge L nach rechts in Fig. 9.
. Gleichzeitig gleitet der Zylinder 80 an dem Gewindebolzen 64 und bewirkt unter Berücksichtigung der Steigung und Orientierung des Schraubgewindes eine Verschiebung genannten Kurventeiles um eine Länge L nach rechts in Fig. 9.
Im Ergebnis verschiebt sich der Seilzug C&sub1; um eine Länge 2L nach rechts.
- Für den Seilzug C&sub2;:
. Die Nut 82 ist in einer zu der Nut 81 symmetrischen Weise angeordnet.
. Der Schlitten 72 führt eine Relativbewegung in Bezug zu dem Zylinder 80 um eine Länge L nach links in Fig. 9 aus. Gleichzeitig verschiebt sich der Zylinder 80 um L nach rechts in Fig. 9.
Im Ergebnis verschiebt sich der Seilzug C&sub2; im Verlauf dieses ersten Grundvorganges nicht.
Diese Verschiebungen sind derart, daß eine Verstellung der hinteren Gangschaltung und der vorderen Gangschaltung hervorgerufen ist, die dazu führt, die Kette so zu positionieren, wie dies in Fig. 6B dargestellt ist.
Ein neuer Grundvorgang AE1 ruft dieselben Wirkungen hervor mit und führt zu der in Fig. 6C gekennzeichneten Position der Kette; ein weiteres Mal führt dazu, die Position gemäß Fig. 6D zu erreichen.
Der vierte Grundvorgang AE1 führt zu von den vorangegangenen Vorgängen unterschiedlichen Resultaten:
- Für den Seilzug C&sub1;:
. Die Nut 81 ruft eine Relativbewegung der Nase 71A einer Amplitude von 3L in bezug zu dem Kurventeil 80 nach links in Fig. 9 hervor. Diese Bewegung wird durch das Gleiten des Kurventeiles 80 entlang der Achse 64 kompensiert, die genanntes Kurventeil um L nach rechts in Fig 9 bewegt.
Im Ergebnis verschiebt sich der Seilzug C&sub1; um eine Länge 2L nach links in Fig. 9.
- Für den Seilzug C&sub2;:
. Die Nut 82 ruft eine Relativbewegung der Nase 72A um eine Amplitude 3L nach rechts in Fig. 9 hervor, und das Gleiten des Kurventeiles 80 entlang der Achse 64 fügt L zu dieser Verschiebung hinzu.
Im Ergebnis verschiebt sich der Schlitten 72 um eine Länge 4L nach rechts in Fig. 9.
Die gleichzeitigen Verschiebungen der Seilzüge C&sub1; und C&sub2; sind derart, daß die hintere Gangschaltung und die vordere Gangschaltung des Zweiradfahrzeuges verstellt werden, um die in Fig. 6E gekennzeichnete Position der Kette zu erreichen.
Neue Grundvorgänge AE1 rufen anschließend den Ablauf desselben Arbeitsganges der Verschiebung der beiden Gangschaltungen ausgehend von dieser Ausgangsposition hervor.
Es ist ersichtlich, daß bei diesem Aufbau der Gewindebolzen 64 das Organ bildet, das die Anfangspositionen jedes Arbeitsganges zur Bewegung der Gangschaltungen fixiert, während die auf dem Kurventeil 80 angeordneten Nuten 81 und 82 die Organe bilden, die den Arbeitsgang zur Verschiebung der hinteren Gangschaltung (Nut 81) und der vorderen Gangschaltung (Nut 82) durchlaufen.
Dieser neue Aufbau ist somit ein anderes Ausführungsbeispiel des zuvor definierten allgemeinen Prinzips.
Nomenklatur:
X = Anzahl der Abwärtsbewegungen der hinteren Gangschaltung vor einer Aufwärtsbewegung.
LR = Länge des Seilzuges, die erforderlich ist, um den Wechsel eines Ritzels an der hinteren Gangschaltung zu erzielen.
LCR = Länge, um die sich der Seilzug unter der Wirkung des Organs verschiebt, das den Funktionsarbeitsgang der hinteren Gangschaltung beschreibt.
LIR = Länge, um die sich der Seilzug unter der Wirkung des Organes verschiebt, das die Anfangsbedingungen jedes der Arbeitsgänge der hinteren Gangschaltung definiert.
Diese Notationen sind für die vordere Gangschaltung ähnlich, indem R durch V ersetzt wird.
Funktion der hinteren Gangschaltung:
Bei einer Abwärtsbewegung um ein Ritzel erhält man:
LR = LCR + LIR und auf gleiche Weise X mal.
Bei einer Aufwärtsbewegung des Ritzels erhält man:
-LR = -X.LCR + LIR.
Man erhält daraus:
LCR = 2.LR/(X + 1)
LIR = LR.(X - 1)/(X + 1)
Funktion der vorderen Gangschaltung:
Bei einer Invarianz erhält man: LCV - LIV = 0 und auf die gleiche Weise X mal.
Bei einem Wechsel des Zahnkranzes erhält man:
LV = X.LCV + LIV
Man erhält daraus:
LCV = LV/(X + 1)
LIV = LV/(X + 1)
Die hier beschriebene Vorrichtung kann diverse Varianten aufweisen. Das Steuerungsgehäuse kann mittels irgendwelcher Einrichtungen an dem Lenker montiert sein und direkt die Steuerungsorgane tragen, um zu verhindern, daß der Benutzer den Lenker loslassen muß und um einen vereinfachten Aufbau zu erhalten, der leichter zu montieren ist und einen geringeren Platzbedarf aufweist.
Ebenso kann das Gehäuse 20 für eine lineare Verschiebung durch einen Träger für eine Pendelbewegung ersetzt werden Die Position der Drehachse dieses Trägers kann derart gewählt werden, daß die Anlagekraft an dem Kurventeil begrenzt ist, um dessen Drehung zu vereinfachen.
Anstelle einer direkten Einwirkung auf die Seilzüge C&sub1; und C&sub2; über das Teil 20, sei es verschieblich oder schwingend, kann man vorsehen, an dem Teil 20 die Widerlager oder Spanner der Umhüllungen der Seilzüge C&sub1; und C&sub2; zu befestigen. Die Anlage des Teiles 20 an dem Kurventeil 26 ist folglich durch die Spannung der Seilzüge selbst erzielt. Eine Dämpfungsvorrichtung kann vorgesehen werden, um diese Anlage zu verringern, insbesondere bei den Übergängen des Kurventeiles von dem geringsten Radius zu dem größten Radius während einer Drehung um 90º. Die Verschiebung der Umhüllungen ist zu einer in dem Beispiel dargestellten Verschiebung der Seilzüge äquivalent.

Claims

1. Vorrichtung zur Bedienung von zwei Gangschaltungen für Fahrräder, wobei der Arbeitsgang der einen für den Übergang der Kette von einem Tretlagerzahnkranz auf einen anderen Tretlagerzahnkranz und der Arbeitsgang der anderen für den Übergang der Kette von einem Ritzel auf ein anderes Ritzel des freien Rades sorgt, mit Betätigungsmitteln, die mit den zwei Gangschaltungen durch Übertragungsmittel (C1, C2) verbunden sind, sowie mit einem ersten Organ (26, 80), das geeignet ist, gleichzeitig einen Verstellzyklus der zwei Gangschaltungen zu durchlaufen, wobei es in Kombination mit einem zweiten Organ (42, 64) wirkt, das geeignet ist, die Anfangspositionen jedes der Arbeitsgänge zu fixieren, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Organ ein Kurventeil (26, 81, 82) ist, das in Bezug zu dem zweiten Organ (42, 64) unter der Wirkung der Betätigungsmittel drehangetrieben ist und das in Bezug zu einem Element eines festen Teiles (12, 60) der Vorrichtung wirkt, dessen Reaktion eine Verschiebung eines Teiles (20, 71, 72) der Vorrichtung bewirkt, das wenigstens eines der Organe trägt und mit dem die Übertragungsmittel (C1, C2) fest verbunden sind, wobei sich die Verschiebung gleichzeitig mit der Drehung des ersten Organes (26, 80) vollzieht, um ein gleichzeitiges Ziehen an den Übertragungsmitteln (C1, C2) in derselben Richtung zu erzielen, wobei eine Verschiebung eines dieser Mittel in Bezug zu dem anderen in eine oder die andere Richtung gemäß einem ausgewählten Programm hervorgerufen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurventeil (26) eine besondere Kontur aufweist,

die den folgenden Kriterien entspricht:

- bei einer Drehung um 90º aus der Position, die dem geringsten Radius entspricht, in die folgende Position vergrößert sich dieser Radius um einen Wert Y;

- bei einer ähnlichen Drehung ausgehend von dieser neuen Position verändert er sich in der gleichen Weise;

- in gleicher Weise ein drittes Mal;

- bei der folgenden ähnlichen Drehung verringert sich sein Radius plötzlich um 3Y, um nach einer vollständigen Umdrehung zu der anfänglichen Kontur zurückzukehren.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil (20) gleitend montiert ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil (20) schwingend montiert ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil (20) einerseits das erste Organ oder das Kurventeil (26) und andererseits das zweite Organ (42), das durch einen Zylinder gebildet ist, trägt, wobei mit dem Zylinder die Übertragungsmittel (C1, C2) fest verbunden sind und wobei die Drehung des Zylinders durch die Betätigungsmittel (L1, L2) hervorgerufen ist und vermittels eines Untersetzungsgetriebes (25, 32, 33, 41) die Drehung des Kurventeiles (26) bewirkt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe (25, 32, 33, 41) ein Zahnradgetriebe ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurventeil (26) drehbar um eine feste, mit dem beweglichen Teil (20) fest verbundene Achse (24) vermittels eines kreisförmigen Loches gelagert ist, ausgehend von dessen Zentrum eine Mehrzahl von Löchern (26A, B, C, D) gebildet ist, die Einrastmittel mit einem Radius r aufnehmen und zueinander orthogonal sind, wobei die Zentren der Löcher entlang eines Kreises mit Radius R und mit einem jeweils unterschiedlichen Abstand zu dem Rand des Kurventeiles (26) angeordnet sind, der X+r+R, X+r+R+Y, X+r+R+2Y usw. entspricht, um ein ausgewähltes Programm zu bilden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrastmittel durch wenigstens eine Kugel (27A und 27B) mit einem Durchmesser gebildet sind, der größer als der Durchmesser der Löcher (26A, B, C, D) ist, an denen sie anliegen und die für eine lineare Verschiebung in ausgerichteten Bohrungen (23A, 23B) geführt sind, die in einer Wandung, die eine Abdeckung des beweglichen Teiles (20) der Vorrichtung bildet, gebildet sind, wobei die Kugeln (27A, 27B) sich durch ein elastisches Organ (28) in elastischer Anlage an dem Kurventeil (26) befinden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck des elastischen Organs (28) durch mehr oder weniger weites Anziehen einer Mutter (29) einstellbar ist, die an ein freies Ende der Achse (24) angeschraubt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das bewegliche Teil (20) der Vorrichtung vermittels Längsgleitführungen (21A, 21B) an einem festen Teil verschiebt, das mit einem Element des Zweiradfahrzeuges fest verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil durch zwei Schlitten (71, 72) gebildet ist, die geeignet sind, gleichzeitig in einer Längsnut (61) eines festen Tisches in der einen oder der anderen Richtung unter der gekoppelten Wirkung von zwei peripheren Steuerungselementen (81, 82) zu gleiten, die nicht senkrecht verlaufen in Bezug zu der Achse eines Zylinders (80), auf dem sie ausgebildet sind, wobei der Zylinder (80) geeignet ist, sich entlang eines festen Gewindebolzens (64) zu bewegen, wenn ein Drehantrieb auf ihn ausgeübt wird, wobei die Steuerungselemente (81, 82) jeweils mit Nasen (71A und 72A) der Schlitten (71, 72), an denen die Übertragungsmittel (C1, C2) befestigt sind, in Eingriff stehen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager oder Spanner für die Umhüllungen der Seilzüge (C1, C2) mit dem beweglichen Teil (20) fest verbunden sind.