CZ148398A3

CZ148398A3 - Ovládací zařízení, ovládané kabelem

Info

Publication number: CZ148398A3
Application number: CZ981483A
Authority: CZ
Inventors: Masanori Sugimoto
Original assignee: Shimano Inc
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 1999-05-12
Also published as: CN1199002A; PL326284A1; TW402568B; SK284415B6; US5857932A; SK63698A3; CZ291822B6; CN1120107C; RU2222456C2; EP0878387B1; DE69829706D1; EP0878387A2; DE69829706T2; EP0878387A3; PL190241B1

Description

Ovládací září zení^ ovládané kabelem

Oblast techniky

Tento vynález se týká mechanismů s mechanicky ovládaným kabelem a zvláště pak ovládacího zařízení ovládaného kabelem, které se může použít k ovládání brzdy nebo převodového ústrojí jízdního kola.

Dosavadní stav techniky

Brzdy a řadicí zařízení jízdního kola často používají ovládací kabely typu s vnitřním kabelem, který klouže uvnitř vnějšího pouzdra. Takové ovládací kabely jsou obvykle zapojeny mezi ovládacím zařízením, například brzdovou pákou, řadicí pákou nebo otočnou rukojetí řadiče a ovládaným zařízením, například brzdou nebo převody. Jelikož je ovládané zařízení obvykle umístěné ve stejné vzdálenosti od ovládacího zařízení, a jelikož je ovládané zařízení obvykle pevně namontováno v místě daném konfigurací jízdního kola, musí se ovládací kabel často pohybovat od ovládacího zařízení k ovládanému zařízení po zakřivené dráze Jestliže se kabel pohybuje po příliš ostré křivce, nemůže se vnější pouzdro dostatečně ohýbat a tření mezi vnitřním kabelem a vnějším pouzdrem, způsobené zakřivením, dosáhne vysokých hodnot. Výsledkem je, že se ovládací kabel těmto ostrým zakřivením ne může přizpůsobit.

Jedním ze způsobů jak překonat tento problém ohýbání vnějšího pouzdra, a umožnit tím sledování dráhy zakřivení, je použití válečku namontovaného na rámu, kdy poloměr zakřivení vnějšího povrchu válečku je vybrán tak, aby odpovídal požadovanému zakřivení. Rám může zahrnovat vstupní a výstupní část kabelu, přičemž vnitřní drát vchází do vstupní části kabele, prochází okolo válečku a vystupuje z výstupní části kabele. Jelikož toto řešení vyhovuje pro mnoho aplikací, nesmí být poloměr válečku příliš malý, jelikož i vnitřní kabel • · · ·

- 2 vlivem tření klade odpor. Je-li například vnitřní drát vytvořen z několika pramenů spletených dohromady, je optimální poloměr válečku roven 200 násobku průměru jednotlivého pramene. U typického průměru pramene 0,32 mm činí poloměr válečku přibližně 64 mm. Takový váleček je příliš velký, a tím je pro mnohé aplikace nepřijatelný. Důsledkem je, že se používají i menší válečky, i když se jim nedává přednost. Je-li vnitřní kabel nucen přejít silou přes vnější povrch tak malého válečku, brání se ohybu a zadrhává v místě vstupní části kabelu a výstupní části kabelu rámu. Čím je poloměr válečku menší, tím je větší odpor proti ohybu, čímž narůstá i hodnota tření způsobená drhnutím drátu. Zvýšené tření může tím eliminovat výhody použití válečku pro vedení vnitřního kabele ostrým zakřivením.

Podstata vynálezu

První aspekt tohoto vynálezu je zaměřen na ovládací zařízení ovládané kabelem, a to v souladu s nárokem 1. Druhý aspekt tohoto vynálezu je zaměřen na ovládací zařízení ovládané kabelem v souladu s nárokem 6.

Provedení, kterým se dává přednost, zahrnují kabel, který se může vést okolo ostrého zakřivení, aniž by se zvýšila hodnota tření. U jednoho provedení, podle tohoto vynálezu, ovládací zařízení ovládané kabelem zahrnuje pohyblivý ovládací prvek namontovaný na rámu, kde se otáčí okolo osy vodícího prvku. Vodicí prvek kabelu zahrnuje zakřivený vnější obvodový vodicí povrch kabelu umístěný radiálně směrem ven od osy vodícího prvku, a je určen k vedení kabelu. Radiálně směrem ven od vnějšího obvodového vodícího povrchu je umístěno ložisko s vodicím povrchem kabelu. Má-li vodicí prvek kabelu malý poloměr zakřivení, může kabel kontaktovat ložisko, čímž se lze vyhnout nárůstu tření, které se vyskytuje u dosavadního stavu techniky.

U jiného provedení, podle tohoto vynálezu, ovládací zařízení ovládané kabelem zahrnuje pohyblivý ovládací prvek, rám spojený • · s pohyblivým ovládacím prvkem a vodicí prvek kabelu namontovaný na rámu, kde se otáčí okolo osy vodícího prvku. Vodicí prvek kabelu zahrnuje zakřivený vnější obvodový vodicí povrch kabelu, který je umístěný radiálně směrem ven od osy vodícího prvku a slouží k vedení kabele. První ložisko s prvním vodicím povrchem ložisky je umístěno radiálně směrem ven od vnějšího obvodového vodícího povrchu kabele a druhé ložisko s druhým vodicím povrchem kabele je umístěno radiálně směrem ven od vnějšího obvodového vodícího povrchu kabele. První ložisko je od druhého ložiska odděleno ve směru obvodu vnějšího vodícího povrchu kabele. Má-li vodicí prvek kabele menší poloměr zakřivení, může kabel kontaktovat první a druhé ložisko, což opět umožňuje vyhnout se nárůstu tření.

U specifického provedení rám zahrnuje první průchodku kabelu a druhou průchodku kabelu. První průchodka má první otvor, který se tangenciálně spojuje s vnějším obvodovým vodicím povrchem kabele vodícího prvku kabelu a druhá průchodka kabelu má druhý otvor, který je tangenciálně uspořádán s vnějším obvodovým vodicím povrchem kabelu vodícího prvku kabelu. Vnitřní drát prochází první trubičkou kabelu, prochází okolo vnějšího obvodového vodícího povrchu vodícího prvku kabelu a dále prochází druhou trubičkou kabelu. První ložisko je uloženo mezi první trubičkou kabelu a vnějším obvodovým vodicím povrchem vodícího prvku kabelu a druhé ložisko je uloženo mezi druhou trubičkou kabelu a vnějším obvodovým vodicím povrchem kabelu vodícího prvku kabelu. Ložiska jsou umístěna tak, aby maximálně redukovala tření, a to tehdy má-li vnější obvodový vodicí povrch malý poloměr zakřivení. Je-li to žádoucí, mohou ložiska zahrnovat první a druhý váleček, který kabelu poskytuje velmi malé tření.

U jiného provedení tohoto vynálezu, ovládací zařízení ovládané kabelem zahrnuje pohyblivý ovládací prvek, rám připojený k pohyblivému ovládacímu prvku a vodicí prvek kabelu namontovaný na rámu, kde se otáčí okolo osy vodícího prvku. Vodicí prvek kabelu zahrnuje zakřivený vnější obvodový vodicí • · · ·

prvek kabelu umístěný radiálně směrem ven od osy vodícího prvku a sloužící k vedení kabelu, přičemž vodicí povrch kabelu končí u prvního a druhého konce. Vodicí prvek kabelu zahrnuje první opěru a rám zahrnuje druhou opěru, která je v dotyku s první opěrou a omezuje rozsah pohybu vodícího prvku kabelu. U zvláštního provedení má vodicí prvek kabelu a vodicí povrch kabelu přibližně polokruhový tvar. Vodicí prvek kabelu zahrnuje ohraničený otvor vytvářející první opěru a druhou opěru, přičemž rám zahrnuje vyčnívající prvek, který tvoří třetí opěru umístěnou mezi první a druhou opěrou, a to za účelem kontaktu s první a druhou opěrou a omezení pohybu vodícího prvku kabelu. Vodicí prvek, konstruovaný tímto způsobem, má vůči dosavadnímu stavu techniky redukovanou velikost a hmotnost.

Vedení kabelu konstruované- podle tohoto vynálezu se může použít tam, kde se předpokládá ohyb kabelu. Například, vedení kabelu se může umístit u ovládacího zařízení jakým může být páka brzdy, páka řazení, otočná rukojeť řazení a pod. Alternativně se vedení kabelu může umístit u ovládacího zařízení, například u raménka brzdy, u brzdy v hlavě’kola, derajleru, vnitřního převodu náboje a pod.

Přehled obrázků na vvkresg^fc

Obr.l znázorňuje částečný příčný řez určitého provedení vedení kabelu podle tohoto vynálezu, obr.2 znázorňuje zadní pohled na přístroj z obr.l, obr.3 znázorňuje přístroj z obr.l a 2, který je připojený k raménku brzdy, obr.4 znázorňuje přístroj z obr.l a 2, který je připojený k řídicí páčce, obr.5 znázorňuje přístroj z obr.l a 2, který je připojený k derajleru.

Příklady provedení vynálezu

Obr.l znázorňuje částečný příčný řez určitým provedením vedení kabelu 10 podle tohoto vynálezu. Obr.2 znázorňuje zadní pohled na vedení kabelu IQ. Podle těchto obrázků vedení kabelu 10 zahrnuje rám 14 s první průchodkou kabelu 18 a druhou průchodkou kabelu 22. U tohoto provedení je první průchodka 18 a druhá průchodka 22 vytvořena jako trubkovitý prvek s prvním a druhým otvorem 26 a 30. Jak je to znázorněno na obr.l a 3, má první otvor průchodky kabelu velikost, která umožňuje příjem vnějšího pouzdra 40 ovládacího kabelu 42 a druhý otvor průchodky kabelu 30 má velikost, která umožňuje příjem vnitřního kabelu 34 ovládacího kabelu 42.

Vodicí prvek kabelu 50 se zakřiveným vnějším vodicím povrchem kabelu 54 je namontován na rámu 14 pomocí otočného hřídele 58 a otáčí se okolo osy X vodícího prvku. U tohoto provedení má vodicí prvek kabelu 50 a vodicí povrch kabelu 54 zhruba polokruhový tvar a zahrnuje otvory 60, 62 a 64, které redukují velikost a hmotnost struktury. Otvor 62 zahrnuje opery 65 a 66 které jsou společně činné s operou tvořenou zarážkovým kolíkem 44, který vybíhá ze strany rámu 14 a omezuje rozsah pohybu vodícího prvku kabelu 50. Otvor 62 by měl mít úhlovou vzdálenost, která by zhruba odpovídala předpokládanému zdvihu Zarážecí kolík 44 a opery 65, 66 umožňují použití vodícího prvku kabelu 50 polokruhového tvaru, aniž by se riskovalo sesmeknutí vnitřního kabelu 34 z vodícího povrchu kabelu 54.

První ložisko ve formě prvního válečku 70 je namontováno na rámu 14 na otočném hřídeli 74 , kde se otáčí okolo osy Y prvního válečku a druhé ložisko ve formě druhého válečku 78 je namontováno na rámu 14 na otočném hřídeli 80 a otáčí se okolo osy Z druhého ložiska, přičemž osy X vodícího prvku, Y prvního válečku a Z druhého válečku jsou navzájem rovnoběžné. Váleček 70 je umístěn radiálně směrem ven od vnějšího obvodového vodícího povrchu kabelu 54 v těsné blízkosti u první průchodky kabelu 18 a je zařazen mezi první průchodkou kabelu 18 a vnějším

obvodovým vodicím povrchem kabelu 54. Podobně i váleček 78 je umístěn radiálně směrem ven od vnějšího obvodového řídicího povrchu 54 a v těsné blízkosti druhé průchodky kabelu 22, a je zařazen mezi druhou průchodkou kabelu 22 a vnějším obvodovým vodicím povrchem kabelu 54, U tohoto provedení jsou vodicí prvek kabelu 50, první váleček 70 a druhý váleček 78 viditelně umístěny na rámu 14. Jak je to znázorněno na obr.l, je první a druhá průchodka 26 a 30 umístěna vůči vnějšímu obvodovému vodícímu povrchu 54 tangenciálně. Kromě toho, první a druhý váleček 70 a 78 zahrnuje příslušný první a druhý vodicí povrch kabelu 86 a 88., ležící ve stejné rovině jako vnější obvodový vodicí povrch kabelu 54. U tohoto provedení je první a druhý váleček 70 a 78 umístěn v podstatě stejné radiální vzdálenosti od osy X vodícího prvku. Vnitřní kabel 34 prochází otvorem první průchodky kabelu 26, prochází okolo vnějšího obvodového vodícího povrchu 54, a dále prochází otvorem druhé průchodky kabelu 30. Jestliže má vnější obvodový vodicí povrch kabelu 54 malý poloměr zakřivení, a tím definuje ostrou křivku tak, že vnitřní kabel 34 se nemůže ohnout okolo vnějšího obvodového vodícího povrchu 54, potom vnitřní kabel 34 kontaktuje první vodicí povrch kabelu 86 a/nebo druhý vodicí povrch kabelu 88. Oproti uspořádání podle dosavadního stavu techniky, se při provedení, podle tohoto vynálezu, vyskytuje mezi vnitřním kabelem 34 a válečky 70 a 78 velmi malé tření, čímž se negativně neovlivňuje výkonnost kabelu. U tohoto provedení může mít vodicí prvek kabelu poloměr

17,5 mm a větší, lépe 19,2 mm nebo 20 mm od středu kabelu.

Na obr.3 je znázorněno vedení kabelu 10 namontované k sestavě brzdy 100. U tohoto provedení sestava brzdy 100 zahrnuje raménko brzdy 104 a raménko brzdy 106. Brzdová čelist 108 je namontována na střední část raménka brzdy 104 a brzdová čelist 110 je namontována na střední část raménka brzdy 106. Spojovací článek 114 s montážní přírubou 115 je otočně upevněna k hornímu konci raménka brzdy 104 pomocí otočného hřídele 118 a konektor drátu

122 je umístěn u horního konce raménka brzdy 106. Ke spojovacímu článku 114 je, vložením druhé průchodky kabelu 22 do montážní

- 7 příruby 115, upevněn rám 14 vedení kabelu 10. Vnější pouzdro 40. ovládacího kabelu 42 je uchyceno v otvoru první průchodky kabelu 26 a konec vnitřního kabelu 34 je uchycen ke konektoru drátu 122. Těsnicí prvek 116 je uchycen okolo druhé průchodky kabelu 22 a vnitřního drátu 34 a má za úkol zabránit vstupu nečistot do druhé průchodky kabelu 22. Vlivem vodícího prvku kabelu 50 se první váleček 70, druhý váleček 78 a vnitřní kabel 34, při průchodu od raménka brzdy 104 k raménku brzdy 106, ohne pod úhlem přibližně 90°, a to s malým třením.

Na obr.4 je znázorněno vedení kabelu 10 namontované na sestavě ovládací páky 200. U tohoto provedení je montážní konzola provedena tak, aby se na tyč řídítek H mohl namontovat ovládací prvek, například páčka brzdy 208. Páčka brzdy 208 je otočně uchycena na montážní konzole 204 pomocí otočného hřídele 212, přičemž montážní konzola 204 zahrnuje soudkovité seřizovači pouzdro kabelu 216 s otvorem pouzdra 200, kterým prochází vnitřní kabel 34. Rám 14 vedení kabelu 10 je namontován na montážní konzole 204 vložením druhé průchodky kabelu 22 do otvoru pouzdra 220. Vlivem vodícího prvku kabelu 5CL, se první váleček 70, druhý váleček 78 a vnitřní kabel 34, při průchodu od první průchodky kabelu 18 k uchycovacímu bodu (není znázorněn) na páce 208, ohne pod úhlem přibližně 90°, a to s malým třením.

Na obr.5 jen znázorněno vedení kabelu 10 namontované na derajleru 3Q0. Derajlerem 300 může být obvyklý derajler, který zahrnuje základový prvek 304, s jehož pomocí se derajler montuje na rám jízdního kola (není znázorněn), spojovací prvek 308 a 312 a pohyblivý prvek 316 podporující vedení řetězu 320. Základový prvek 304, spojovací prvky 308, 312 a pohyblivý prvek 316 jsou spojeny dohromady obvyklým způsobem, a vytváří čtyřtyčkový spojovací mechanismus, který vede vedení řetězu 320 mezi množství řetězových kol (nejsou znázorněna) namontovaných na zadním kole jízdního kola. Vynález se samozřejmě může aplikovat i pro přední derajler a jiné než čtyřtyčkové spojovací typy derajlerů. U tohoto provedení tvoří první průchodka kabelu ··♦·

- 8 18 a druhá průchodka kabelu 22 ostrý úhel, a to na rozdíl od úhlu 90° u předchozího provedení. Rám 14 vedení kabelu 10 je namontováno na derajleru 300 vložením druhé průchodky kabelu 22 do otvoru 322 vedení kabelu 424 vytvořenému v základovém prvku 304. U obvyklého derajleru má otvor 322 obvykle velikost umožňující příjem vnějšího pouzdra 40 ovládacího kabelu 42, přičemž druhá průchodka kabelu má přibližně stejný průměr jako vnější pouzdro 40. Vnitřní kabel 34 ovládacího kabelu 42 prochází vedením kabelu 324 a připojuje se ke konektoru kabelu 330 upevněného ke straně spoje 308. Vlivem vodícího prvku kabelu 50, se první váleček 70, druhý váleček 78 a vnitřní kabel 34, při průchodu od první průchodky kabelu 18 ke konektoru kabelu na páce 208, ohne pod ostrým úhlem (nebo jiným požadovaným úhlem), a to s malým třením.

Zatímco již uvedené je popisem různých provedení tohoto vynálezu, lze realizovat další modifikace bez vzdálení se duchu a rozsahu tohoto vynálezu. Tak například vodicí prvek kabelu 50 se může vytvořit jako plný kruh, tak jak je to znázorněno poloprůhledně na obr.l, místo polokruhu. Vodicí prvek kabelu se může vytvořit jako pevný prvek a zarážkový kolík 44 se může vynechat. Rám se může vytvořit tak, aby zakryl část nebo celý vodicí prvek kabelu 50, první váleček 70 nebo druhý váleček 78. Váleček 70 a 78 se může nahradit pevným prvkem s nízkým koeficientem tření. První průchodka kabelu 18 a druhá průchodka kabelu 22 se může tvarovat tak, aby vyhovovala každé žádané struktuře, a mohou se umístit s různou orientací, aby se vnitřní kabel mohl ohýbat v požadovaném úhlu. Jednotlivé komponenty se mohou vyrobit z různých materiálů. Například vodicí prvek kabelu 50, první váleček 70 a druhý váleček 78 se může vyrobit z polyoxymethylenu a rám 14 z hliníku. Rozsah vynálezu tím není omezen pouze na uvedené struktury. Skutečný rozsah vynálezu by měl být určen následujícími nároky.

&1M3 - 98

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Ovládací zařízení^ ovládané kabelem^zahrnuje:

- pohyblivý ovládací prvek,

- rám připojený k pohyblivému ovládacímu prvku,

- vodicí prvek kabelu namontovaný na rámu kde se otáčí okolo osy vodícího prvku, kde vodicí prvek kabelu zahrnuje zakřivený vnější obvodový vodicí povrch, umístěný radiálně směrem ven od osy vodícího prvku a sloužící k vedení kabelu,

- ložisko umístěné radiálně směrem ven od vnějšího obvodového vodícího povrchu, kde ložisko má vodicí povrch kabelu ložiska.
2. Zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že ložisko zahrnuje váleček.
3. Zařízení podle nároku 3,vyznačující se tím, že váleček se otáčí okolo osy válečku, přičemž osy válečku je rovnoběžná s osou vodícího prvku.
4. Zařízení podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že rám zahrnuje průchodku kabelu s otvorem, který se nachází mezi vnějším obvodovým vodicím povrchem a ložiskem, kde ložisko se nachází mezi průchodkou kabelu a vnějším obvodovým vodicím povrchem.
5. Zařízení podle nároku 4,vyznačující se tím, že otvor průchodky je orientován tangenciálně vůči vnějšímu obvodovému vodícímu povrchu.
6. Ovládací zařízení.ovládané kabelem.zahrnuje:

- pohyblivý ovládací prvek,

- rám připojený k pohyblivému ovládacímu prvku,

- vodicí prvek kabelu namontovaný na rámu kde se otáčí okolo osy vodícího prvku, kde vodicí prvek kabelu zahrnuje zakřivený vnější obvodový vodicí povrch, umístěný radiálně směrem ven od osy vodícího prvku a sloužící k vedení kabelu,

- první ložisko umístěné radiálně směrem ven od vnějšího obvodového vodícího povrchu, kde první ložisko má první vodicí povrch kabelu ložiska,

- druhé ložisko umístěné radiálně směrem ven od vnějšího obvodového vodícího povrchu, kde druhé ložisko má druhý vodicí povrch kabelu ložiska,

- kde první ložisko je odděleno od druhého ložiska v obvodovém směru vnějšího obvodového vodícího povrchu kabelu.
7. Zařízení podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že rám zahrnuje první průchodku kabelu a druhou průchodku kabelu.
8. Zařízení podle kteréhokoliv předchozího nároku, vyznačující se tím, že pohyblivý ovládací prvek zahrnuje raménko brzdy.
9. Zařízení podle kteréhokoliv nároku 1 až 7, vyznačující se tím, že pohyblivý ovládací prvek zahrnuje:

montážní konzolu s průchodkou kabelu montážní konzoly, určenou pro příjem kabelu,

- 11 páčku brzdy otočně namontovanou na montážní konzole, kde rám je rovněž namontován na montážní konzole.
10. Zařízení podle nároku 9,vyznačující se tím, že rám je namontován ne průchodce kabelu montážní konzoly.
11. Zářízení podle kteréhokoliv nároku 1 až 7, vyznačující se tím, že pohyblivý ovládací prvek zahrnuje derajler.
12. Zařízení podle nároku 11,vyznačující se tím, že derajler zahrnuje:

základový prvek, vedení řetězu namontované tak, že se může relativně vůči základovému prvku otáčet, kde rám je připojen k základovému prvku.
13. Zářízení podle nároku 12,vyznačující se tím, že základový prvek zahrnuje otvor vedení kabelu, a kde je rám namontován u zmíněného otvoru vedení kabelu.
14. Zářízení podle kteréhokoliv nároku 7 a 8 až 13, a v závislosti na nároku 7,vyznačující se tím, že druhá průchodka kabelu je namontována na průchodce kabelu montážní konzoly.
15. Zařízení podle nároku 12, a v závislosti na nároku 7, vyznačující se tím, že základový prvek zahrnuje otvor vedení kabelu, a kde druhá průchodka kabelu je namontována u otvoru vedení kabelu.