DE10016581A1 - Schrittschalter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schrittschalter bzw. Triggerschalter für eine Fahrradgangschaltung mit einem oder mehreren Betätigungsmitteln, insbesondere einem Schalthebel zum Aufziehen und einer Taste zum Freigeben der Schaltzugspule. Diese Betätigungsmittel eignen sich besonders für eine Daumen- oder Zeigefingerbetätigung. Die Betätigungsmittel sind vom Lenkergriff unabhängige Bauteile, die in einer bevorzugten Ausführung ergonomisch um die Lenkerachse schwenkbar angeordnet sind. Der Vorteil eines Schrittschalters gemäß der vorliegenden Erfindung liegt darin begründet, daß durch die besonders ergonomische Anordnung der Betätigungselemente um den Lenker herum, auch noch günstige Kraft- und Hebelverhältnisse wirksam werden, wodurch eine sehr kompakte Schaltergestaltung möglich wird. DOLLAR A Zudem werden zur Vereinfachung und zur Kosten-, Bauraum- sowie Gewichtseinsparung die Bauteile für Betätigung, Aufwickeln, Halten und Freigeben der Schaltzugspule sowie die erforderlichen Rückstell- bzw. Vorspannelemente im wesentlichen in Komponenten mit hoher Funktionsintegration zusammengefaßt. DOLLAR A Der Einsatz geeigneter Kunststoffwerkstoffe eröffnet aufgrund der materialspezifischen Elastizität und Flexibilität deren Nutzung zu Federzwecken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schrittschalter für eine Fahrradgangschal­ tung mit einer neuartigen Betätigung bzw. mit neuen ergonomisch angeordneten Betätigungsmitteln, die sich besonders für eine Daumen- oder Zeigefingerbetätigung eignen und den Merkmalen der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche 1, 22 und 24 entsprechen.

Schrittschalter bzw. Triggerschalter der vorstehend genannten Art sind im wesentli­ chen aus folgenden Dokumenten bekannt: US 5044213, FR 2701917, EP 0647557 und GB 2012893.

Diese Gangschaltungen verfügen neben einem Schalthebel zum Aufziehen bzw. Aufwickeln der Seilzugrolle auch noch über einen Freigabehebel zum Freigeben der Seilzugrolle. Diese Seilzugrolle wird generell von einer Positioniermechanik, gegen eine von der Schaltung her wirkenden Federspannung, in einer ausgewählten Gang­ stufe gehalten. Der Schalt- und Freigabehebel wird nach der Betätigung wieder von einer Feder in die Ausgangslage zurückgestellt.

Diese Schrittschalter sind mit zwei Betätigungsmitteln ausgestattet und benötigen daher auch eine beachtliche Anzahl von Einzelteilen, wie Transport- und Sperrklin­ ken, Klinkenlagerungen, Klinkenfedern und Hebel- bzw. Tastenrückstellfedern die zum einen die Fertigungs- und Montagekosten erhöhen und zum anderen auch ein permanentes Ausfallrisiko darstellen.

Die Betätigungsvarianten herkömmlicher Schrittschalter sind im wesentlichen: Drehgriffe und Drehringe die den Lenker umgreifen, Tasten die senkrecht zur Len­ kerachse gedrückt werden oder Hebel die um eine Achse senkrecht zur Lenkerach­ se schwenken.

Diese Betätigungsvarianten weisen entscheidende ergonomische Mängel auf:

So erfordern Drehgriffe und Drehringe beim Schaltvorgang eine deutliche Reduzie­ rung der Armabstützkraft, was in schwierigen Fahrsituationen nicht ungefährlich ist. Schalthebel die sich um eine zum Lenker senkrechte Achse drehen, bewegen sich bei ihrer Betätigung auf einer ergonomisch ungünstigen Kreisbahn von der Hand weg. Zudem wird ihre Mechanik in einem Gehäuse gehalten, das unter oder neben dem Lenker angeordnet ist und aus optischen Gründen möglichst klein gestaltet werden soll, was wiederum die Anforderung an die Festigkeit der integrierten techni­ schen Komponenten erhöht.

Ziel der Erfindung ist es zum einen die Schaltergonomie durch geschickte Anord­ nung der Bedienelemente im Bereich des Daumens oder Zeigefingers zu verbessern und zum anderen den gesamten Schalter möglichst kompakt und kostengünstig zu gestalten.

Es ergibt sich somit als Aufgabe für diese Erfindung, einen kompakten, aus wenigen Bauteilen, leicht herstell- und montierbaren Schrittschalter zu schaffen, dessen Be­ dienelemente insbesondere Schalthebel und Freigabetaste für eine ergonomische Betätigung durch Daumen bzw. Zeigefinger am Lenker oder an Lenkerteilen in Griff­ nähe angeordnet sind.

Die Lösung der Aufgabe ist im Kennzeichen des Hauptanspruches 1 und der Ne­ benansprüche 22 und 24 beschrieben, eine weitere Ausgestaltung wird in den Un­ teransprüchen aufgezeigt.

Ergonomische Betätigung

Eine besonders ergonomische Betätigung des Schalthebels und der Freigabetaste ergibt sich, wenn die Betätigungsmittel vorzugsweise um die Lenkerachse oder parallel zu ihr schwenkbar angeordnet sind. Hierbei befindet sich der Schalter, in Rich­ tung Lenkermitte neben oder am Lenkergriff und ist von diesem gänzlich unabhän­ gig. In einer bevorzugten Ausführung sind beide Schaltbetätigungsmittel hinter dem Lenker angeordnet. Sie können mit dem Daumen betätigt werden, wobei die Betäti­ gungsrichtung im wesentlichen der Daumenbewegung folgt und die Schaltkraft durch die den Griff umgreifenden Finger abgestützt werden kann, ohne daß die Hand zum Schalten entlastet werden muß. Eine weitere Variante sieht eine Betätigung mit dem Zeigefinger vor. Hierbei wird der Schalthebel vor dem Lenker und die Freigabetaste vor oder unter dem Lenker positioniert. Die Abstützung der Schaltkraft übernimmt dann der Daumen bzw. die Handfläche.

Zur weiteren ergonomischen Verbesserung der manuellen Betätigung ist auch eine Anordnung der Schwenkachse des Schalthebels abweichend zur Lenkerachse vor­ teilhaft, um den Schwenkverlauf des Schalthebels noch besser der Daumen- bzw. Zeigefingerbewegung anzupassen.

Schließlich werden Betätigungsvarianten vorgeschlagen, die den Schalthebel vor den Lenker und die Freigabetaste hinter den Lenker oder auch umgekehrt plazieren. Auch eine Schalteranordnung um andere Lenkerteile wie z. B. Lenkerhörnchen, Triathlonausleger oder andere Rohrteile wird mit diesem Schalterkonzept begünstigt. Die Anordnung des Schalters um den Lenker bzw. um andere Rohrteile herum, er­ möglicht ein kompaktes, ringförmiges Gehäuse und eröffnet günstige Gestaltungs­ möglichkeiten für den Schalthebel. So können relativ lange Hebel, die wenig Bau­ raum und Schwenkraum benötigen und über eine gewünschte Elastizität verfügen, geschickt angeordnet werden. Bedingt durch die Schwenkung des Schalthebels um die fiktive Lenkerachse, ergibt sich ein relativ großer wirksamer Hebelarm, wenn z. B. der Eingriff der Mitnehmerelemente an der Außenkontur des Aufwickelelementes angreift. Dies führt zu einer geringen mechanischen Belastung der Kraftübertra­ gungselemente und erlaubt die Verwendung von Kunststoffmaterialien.

Reduzierung der Bauteile

Schrittschalter sind mit zwei Betätigungsmitteln ausgestattet und benötigen daher auch eine beachtliche Anzahl von Einzelteilen, wie Transport- und Sperrklinken, Klinkenlagerungen, Klinkenfedern und Hebel- bzw. Tastenrückstellfeder. Eine we­ sentliche Herstell- und Montagevereinfachung wird erfindungsgemäß durch Mehr­ fachfunktion von wenigen Schalterkomponenten erreicht. Die Zusammenfassung von Funktionen in einzelnen Schalterbauteilen wird je nach Integrationsgrad in mehreren Stufen vorgeschlagen:

• a) Einwegübertragungselement und Schalthebel sind ein Bauteil; separate Transportklinke mit Lagerung und Vorspannfeder entfallen
• b) Einwegübertragungselement, Schalthebel und Rückstellfeder bilden ein Bau­ teil; separate Transportklinke mit Lagerung und Vorspannfeder sowie die se­ parate Rückstellfeder erübrigen sich
• c) Positioniereinrichtung und Positionierklinken sind ein Bauteil; Wegfall der se­ paraten Positionierklinken und Vorspannfeder
• d) Positioniereinrichtung mit Positionierklinken, Freigabetaste sowie Rückstelle­ lement oder Kombinationen dieser Komponenten bilden ein Bauteil; Wegfall der separaten Positionierklinken mit Vorspannfeder sowie der separaten Frei­ gabetaste und des separaten Rückstellelementes

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zu a) erfolgt die Einwegkraftübertragung vom Schalthebel zur Aufwickelspule, mittels einem oder mehrerer Einwegübertra­ gungselemente, die radial vorgespannt sind und mit dem Schalthebel ein Bauteil bil­ den. Hierdurch wird eine sichere, raum- und gewichtssparende Schaltkraftübertra­ gung vom Schalthebel zur Aufwickelspule erzielt. Aufgrund der langen Hebelarme und der sich so ergebenden niedrigen Übertragungskräfte, können Kunststoffwerk­ stoffe mit entsprechender Elastizität bevorzugt eingesetzt werden.

Da die Einwegübertragungselemente bereits in radialer Richtung vorgespannt sind und mit dem Schalthebel ein Bauteil bilden, entfallen bei dieser erfinderischen Aus­ führung, die sonst übliche Transportklinke mit Lagerung und Vorspannfeder, was zu einer Minimierung der Bauteile und der Montage führt.

In der Ausgangsstellung, wenn der Schalthebel nicht betätigt wird, werden der oder die Einwegübertragungselemente am Gehäuse bzw. Trägerteil abgestützt, so daß kein Eingriff in die Zahnkontur der Aufwickelspule erfolgt. Diese Einwegübertra­ gungselemente haben eine gestreckte Form und sind auf der einen Seite am Schalt­ hebel angelenkt. Sie verfügen im Endbereich über eine Zahn- bzw. Klinkenform, die für den Eingriff in die Sägezahnkontur der Aufwickelspule und deren Mitnahme ge­ eignet sind.

Diese Einwegübertragungselemente in Form von Mitnehmerzungen können entwe­ der nach außen oder nach innen radial vorgespannt sein. Wenn sie nach außen vor­ gespannt sind, werden die Mitnehmerzungen durch eine geometrische Gestaltung, z. B. in Form einer schiefen Ebene oder einer Rampe, die sich auf der dem Mitneh­ merzahn gegenüberliegenden Zungenseite befindet, durch Abstützung am Gehäuse, quasi zwangsgesteuert, beim Betätigen des Schalthebels mit der Zahnkontur der Aufwickelspule in Eingriff gebracht. Wenn die Mitnehmerzungen nach innen in Rich­ tung Zahnkontur der Aufwickelspule vorgespannt sind, so werden sie beim Verdre­ hen des Schalthebels und nach Aufhebung der Zungenabstützung am Gehäuse, an die Zahnkontur der Aufwickelspule gedrückt und klinken in die Sägezahnkontur ein. Steigt nun die Schaltkraft zum Aufwickeln des Schaltzuges, kann sich die in radialer Richtung elastische Mitnehmerzunge zur besseren Kraftübertragung und zur Abstüt­ zung im mittleren Bereich tangential an die Außenkontur der Aufwickelspule anlegen. Eine Verbesserung der Redundanz, eine Reduzierung der Belastung des Mitneh­ merzahnes und eine gleichmäßige Krafteinleitung ergibt sich durch die Anordnung von zwei oder mehr elastischen Mitnehmerzungen.

Ist der Schaltvorgang abgeschlossen, dann übernimmt ein Positionierelement das Halten der Aufwickelspule. Ein Rückstellelement in Form einer Feder bringt den Schalthebel wieder in seine Ausgangsposition zurück, wobei die Mitnehmerzähne, durch Abstützung der Mitnehmerzungen am Gehäuse, wieder außer Eingriff ge­ bracht werden.

Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel nach b) ist neben den Einwe­ gübertragungselementen in Form von Mitnehmerzungen auch noch die Anordnung eines oder mehrerer elastischer Rückstellelemente am Schalthebel vorgesehen. Dieses Rückstellelement kann vorzugsweise als druckbelastete Biegefeder zwischen Schalthebel und Gehäuse bzw. Trägerteil an der Rückseite der Betätigungsfläche des Schalthebels angeordnet sein. Hierbei kann dieses Rückstellelement entweder aus dem gleichen Werkstoff wie der Schalthebel und die Mitnehmerzungen herge­ stellt sein, oder es besteht aus einem Werkstoff mit höherer Elastizität bzw. besseren Federeigenschaften.

Die Integration der wesentlichen Funktionsteile wie elastisches Einwegübertra­ gungselement ohne zusätzlicher Vorspannfeder sowie elastisches Rückstellelement im Schalthebel wirkt sich positiv auf Gewicht, Bauraum, Geräusch, Fertigungskosten sowie auf den erforderlichen Montageaufwand aus.

Nach dem das Drehelement bzw. die Aufwickelspule vom Betätigungselement bzw. Schalthebel in die gewünschte Stellung gebracht wurde übernimmt ein Positio­ nierelement die Haltefunktion bis eventuell ein Freigeben des Drehelementes bzw. der Aufwickelspule erforderlich wird. Dieses Positionierelement besteht üblicherwei­ se aus einem mit Klinken oder Zähnen bestückten Halteelement, einer Vorspannfe­ der die für einen sicheren Eingriff der Halteelemente in der Zahnkontur der Aufwic­ kelspule sorgt, einem Freigabeelement, eventuell auch der Betätigungshebel, um ein gezieltes Freigeben des Drehelementes in Abwickelrichtung zu ermöglichen und ei­ nem Rückstellelement um das Betätigungselement wieder in seine Ausgangslage zu bringen. Es ist sicher zu stellen, daß sich die, von einem Schaltzug in Abwickelrich­ tung vorgespannte Aufwickelspule, beim Freigeben nicht mehr als eine Schaltstel­ lung weiter dreht. Dazu verfügt das, um eine Drehachse schwenkbare, Halteelement über zwei mit Zähnen versehenen Halteschenkel, wovon stets einer im Eingriff ist. Wird ein Halteschenkel vom Betätigungselement außer Eingriff gebracht, so liegt der Zahn des zweiten Schenkels bereits an der Zahnkontur der Aufwickelspule an und erlaubt so nur ein definiertes Verdrehen der Aufwickelspule. Diese schrittweise ab­ laufende Freigabe erfordert bei herkömmlichen Schaltern eine fein abgestimmte Geometrie und enge Fertigungstoleranzen, da häufig auch noch unterschiedlich gro­ ße Schaltwege zu realisieren sind. Um die Funktionssicherheit zu erhöhen werden auch zwei einzelne angefederte Halteschenkel verwendet.

Gemäß einem weiteren Merkmal c) der Erfindung verfügt das zum Halten der Auf­ wickelspule erforderliche Positionierelement über zwei an den Schenkelenden an­ geordneten Positionierklinken die im mittleren Bereich des Positionierelementes ela­ stisch miteinander verbunden sind. Die Positionierklinken sind im eingebauten Zu­ stand gegen die Aufwickelspule vorgespannt, so daß sichergestellt ist, daß beide Positionierklinken an der entsprechenden Zahnkontur des Drehelementes anliegen. Wird nun gerade die in der Haltestellung befindliche erste Positionierklinke vom Be­ tätigungselement, vorzugsweise einer Freigabetaste, außer Eingriff gebracht, über­ nimmt nach einer definierten Drehbewegung der Aufwickelspule, die zweite Positio­ nierklinke die Haltefunktion. Beim Loslassen der Freigabetaste stellt ein Federele­ ment diese wieder in ihre Ausgangsstellung zurück, dabei wird die gerade wirksame zweite Positionierklinke von der Freigabetaste außer Eingriff gebracht und das Drehelement wird nach einer weiteren definierten Drehbewegung wieder von der ersten Positionierklinke gehalten. Diese definierten Drehbewegungen sind so abge­ stimmt, daß die gesamte abgespult Schaltzuglänge dem jeweiligen erforderlichen Schaltweg entspricht, wobei auch von Gang zu Gang unterschiedliche Schaltsprün­ ge berücksichtigt werden. Das Positionierelemente bildet mit den Positionierklinken ein Bauteil und ermöglicht mit seiner Flexibilität und Elastizität, daß eine Eingriffsflä­ che der Positionierklinken bereits völlig außer Eingriff gebracht werden kann, noch ehe die zweite Eingriffsfläche der anderen Positionierklinke komplett in die Säge­ zahnkontur des Drehelementes eingreift. Die Verwendung eines elastischen Werk­ stoffes, vorzugsweise Kunststoff, ermöglicht eine kostengünstige und toleranzun­ empfindliche Ausführung des Positionierelementes eine zusätzliche Vorspannfeder entfällt.

Nach einem weiteren Merkmal d) der Erfindung bilden Positionierelement und Betä­ tigungstaste oder Betätigungstaste und Rückstellelement oder Positionierelement mit Positionierklinken, Betätigungstaste sowie Rückstellelement ein gemeinsames Bauteil. Hierbei wird die Betätigungstaste zur Gewährleistung der Freigabebewe­ gung sehr beweglich z. B. mit einem Filmscharnier oder einem dünnen Materialband mit dem Positionierelement verbunden. Das Rückstellelement, in Form einer Biege­ feder, ist im Bereich der Betätigungstaste angelenkt und stützt sich am Gehäuse ab. Diese verschiedenen Ausführungsvarianten erlauben eine weitere Reduzierung der Bauteileanzahl gegenüber herkömmlichen Schalterausführungen, da die Vorspann­ feder für die Positionierklinken entfällt und bei einer geschickten Zusammenfassung der Komponenten weder eine separate Betätigungstaste noch ein separates Rück­ stellelement einzeln montiert werden muß.

Die generelle Verwendung von geeigneten Kunststoffmaterialien und die Nutzung der werkstoffspezifischen Flexibilität und Elastizität ermöglicht eine Integration der Rückstellfunktion in den Schalthebel und in die Freigabetaste sowie die Erzeugung der Vorspannkraft in den Mitnehmerzungen und den Positionierklinken.

Die erfinderische Integration von Mehrfachfunktionen in wenigen Schalterkompo­ nenten findet natürlich auch eine vorteilhafte Anwendung in Schaltern, wo der Achs­ verlauf des Schalthebels, der Aufwickelspule sowie der Positioniereinrichtung nicht mit der Lenkerachse übereinstimmt bzw. nicht parallel zu ihr verläuft. Dies kommt besonders dann zur Anwendung, wenn der Schwenkverlauf des Schalthebels noch mehr der Daumenbewegung angepaßt werden soll.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Anhand mehrerer Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele zur weiteren Erläute­ rung der Erfindungsmerkmale gezeigt:

Fig. 1 zeigt den Schrittschalter mit einem um die Lenkerachse angeordneten Schalthebel und Freigabetaste

Fig. 2 zeigt einen Schalthebel mit integrierten Einwegübertragungselementen in Ruhestellung

Fig. 3 zeigt den Eingriff der Einwegübertragungselemente in die Zahnkontur der Aufwickelspule am Anfang des Schaltvorganges

Fig. 4 zeigt den Eingriff der Einwegübertragungselemente in die Zahnkontur der Aufwickelspule während des Schaltvorganges

Fig. 5 zeigt einen Schalthebel in Ruhestellung mit integrierten Einwegübertra­ gungselementen und entspannter Rückstellfeder

Fig. 6 zeigt einen Schalthebel während des Schaltvorganges mit integrierten Einwegübertragungselementen und gespannter Rückstellfeder

Fig. 7 zeigt die Anordnung eines Positionierelementes vor einem Schaltvorgang

Fig. 8 zeigt die Stellung des Positionierelementes bei gedrückter Freigabetaste

Fig. 10 zeigt die Stellung des Positionierelementes nach dem Schaltvorgang

Fig. 11 zeigt die Rückseite des Positionierelementes mit integrierter Freigabe­ taste und Rückstellelement

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 wird der Schrittschalter in Einbaulage gezeigt. Der Schalter wird neben dem Lenkergriff 2 mittels einer hier nicht gezeigten Klemmverbindung am Lenker 3 befe­ stigt. Der Schalthebel 4 schwenkt um die Lenkerachse und wird vom Daumen betä­ tigt, wobei die Schaltkräfte von der Handfläche bzw. den Fingern abgestützt werden, ohne daß der Arm bzw. die Hand während des Schaltvorganges entlastet werden muß. Der Schwenkbereich des Schalthebels 4 ist entsprechend dimensioniert, so daß während einer Betätigung auch mehrere Gangstufen geschaltet bzw. über­ sprungen werden können.

Nach dem Schaltvorgang kehrt der Schalthebel 4 von einer Feder unterstützt wieder in die Ausgangslage zurück.

Soll nun in die andere Richtung geschaltet werden, so wird mit dem Daumen die Freigabetaste 5 in Richtung Lenker 3 betätigt. Die Freigabetaste 5 schwenkt um eine Schwenkachse 6 die parallel zur Lenkerachse verläuft und vom Schaltergehäuse 7 bzw. einem entsprechenden Trägerteil aufgenommen wird. Mit jeder Betätigung der Freigabetaste 5 wird eine Gangstufe geschaltet. Hierbei kann der von einer Feder vorgespannte Schaltzug einen definierten Schaltweg zurücklegen, bevor er wieder festgehalten wird.

Fig. 2 zeigt die im Innern des Schalters angeordnete Einwegkraftübertragung wäh­ rend der Ruhestellung. Der Schalthebel 4 und die Mitnehmerzungen 8 sind wie die mit einer Zahnkontur 9 ausgestattete Aufwickelspule um den Lenker 2 positioniert. Die Einwegkraftübertragung erfolgt in Form von vorgespannten, in radialer Richtung elastischen Mitnehmerzungen 8, die bei Betätigung des Schalthebels 4 in die Zahn­ kontur 9 eingreifen und somit die Aufwickelspule in Aufwickelrichtung drehen. Die Mitnehmerzungen 8 sind an einem Endbereich fest mit dem Schalthebel 4 verbun­ den. In dieser Darstellung befindet sich der Schalthebel 4 in Ruhestellung. Die mit Zähnen ausgestatteten und in radialer Richtung elastischen Mitnehmerzungen 8 be­ finden sich nicht im Eingriff, sondern stützen sich mit ihrem freien Endbereich am Gehäuseabschnitt 10 ab. Hierdurch wird sicher gestellt, daß sich die Zähne der Mitnehmerzungen 8 beim Abwickelvorgang nicht in der Zahnkontur 9 an der Aufwickel­ spule verhaken.

In Fig. 3 wird die Anfangsphase des Schaltvorganges gezeigt und in Fig. 4 die Ein­ wegkraftübertragung während des Schaltvorganges. Der Schalthebel 4 wurde aus der Ruhestellung in Schaltrichtung bewegt. Die Zähne an den vorgespannten Mit­ nehmerzungen 8 greifen in die Zahnkontur 9 der Aufwickelspule ein und nehmen sie in Aufwickelrichtung mit. Die in radialer Richtung elastischen Mitnehmerzungen 8 stützen sich, während der Übertragung der Schaltkräfte vom Schalthebel 4 auf die Aufwickelspule, mit ihrem Mittelabschnitt an einem, nicht mit einer Zahnkontur aus­ gestatteten, Außenbereich der Aufwickelspule ab. Die Anordnung von zwei oder mehr Mitnehmerzungen 8 reduziert die pro Mitnehmerzunge zu übertragenden Schaltkräfte und führt zu einem Kräfteausgleich hinsichtlich der in Spulenachse re­ sultierenden Schaltkräfte.

Gemäß Fig. 5 und Fig. 6 verfügt der Schalthebel 4 über eine Rückstellfeder in Form einer Biegefeder 11 die relativ weit außen an der, der Betätigungsfläche 12 gegen­ überliegenden Schalterseite angreift und sich am Gehäuseabschnitt 10 abstützt. Die Rückstellfeder bzw. Biegefeder 11 bildet mit dem Schalthebel 4 ein gemeinsames Bauteil. In Fig. 6 befindet sich der Schalthebel 4 in Ruhestellung und in Fig. 7 in ei­ ner Betätigungsstellung während des Schaltvorganges.

Fig. 7 zeigt die Anordnung eines Positionierelementes 13 in einem Schalter während einer Schaltpause. Das Positionierelement 13 kann um einen Drehpunkt bzw. Schwenkachse 6, die ortsfest mit dem Schaltgehäuse 7 bzw. Trägerteil verbunden ist, parallel zur Drehachse der Aufwickelspule geschwenkt werden. Das Positio­ nierelement 13 ist im mittleren Bereich elastisch und verfügt über eine erste Positio­ nierklinke 14 und eine zweite Positionierklinke 15 die in Richtung Zahnkontur 9 vor­ gespannt sind. Bei nicht gedrückter Freigabetaste 5 greift die erste Positionierklinke 14 in die Zahnkontur 9 an der Aufwickelspule ein und sichert die aktuelle Schaltstel­ lung gegen eine permanent wirkende, von einem Schaltzug eingeleitete Federkraft.

In Fig. 8 wird die Freigabetaste 5 in gedrückter Stellung gezeigt. Die Positionierklinke 15 greift in die Zahnkontur 9 ein, während die Positionierklinke 14 aus dem Bereich der entsprechenden Zahnkontur 9 heraus schwenkt. Die Eingriffspunkte der beiden Positionierklinken 14 und 15 in die entsprechende Zahnkontur 9 sind so aufeinander abgestimmt, daß die Aufwickelspule bei Freigabe der einen Positionierklinke bis zum sicheren Eingriff der anderen Positionierklinke eine definierte Drehbewegung in Ab­ wickelrichtung ausführen kann.

Fig. 9 zeigt die Stellung des Positionierelementes 13 nach dem Schaltvorgang. Beim Loslassen der Freigabetaste 5 bringt ein hier nicht gezeigtes Rückstellelement die Freigabetaste 5 in die Ruhestellung zurück. Das Positionierelement 13 schwenkt um die Schwenkachse 6 und damit die Positionierklinke 15 aus der Zahnkontur 9 heraus während die Positionierklinke 14 in die entsprechende Zahnkontur 9 eingreift und nach erfolgter Drehbewegung der Aufwickelspule, deren Positionierung übernimmt. Freigabetaste 5 und Positionierelement 13 bilden ein gemeinsames Bauteil.

In Fig. 10 wird ein Positionierelement 13, die Freigabetaste 5 und das Rückstellele­ ment 16 in Form einer Biegefeder gezeigt. Dieses Rückstellelement 16 ist im Bereich der Freigabetaste 5 auf der, der Betätigungsfläche 12 gegenüberliegenden Seite angeordnet und stützt sich mit einem Ende gegen das Schaltergehäuse 7 bzw. ge­ gen ein Trägerteil ab. Freigabetaste 5 und Rückstellelement 16 bilden hier ein ge­ meinsames Bauteil.

Bezugszeichenliste

1

Schrittschalter

2

Lenkergriff

3

Lenker

4

Schalthebel

5

Freigabetaste

6

Schwenkachse

7

Schaltergehäuse

8

Mitnehmerzungen

9

Zahnkontur

10

Gehäuseabschnitt

11

Biegefeder

12

Betätigungsfläche

13

Positionierelement

14

Erste Positionierklinke

15

Zweite Positionierklinke

16

Rückstellelement

Claims (30)

1. Schrittschalter zur Steuerung von Fahrradgetrieben mit:

• - einem Gehäuse oder einem Trägerteil, welche die Schaltelemente aufnimmt bzw. abstützt und eine Befestigung am Fahrrad, vorzugsweise am Lenker oder an Lenkerteilen ermöglicht
• - einem Aufwickelelement zur Aufnahme des Übertragungselementes, insbe­ sondere Seilzug
• - einer Aufwickelmechanik zum Weiterdrehen des Aufwickelelementes in Auf­ ziehrichtung
• - einer Haltemechanik zum Festhalten des Aufwickelelementes in der ausge­ wählten Position
• - einem oder mehreren Betätigungsmitteln zum Aufziehen bzw. schrittweisen Freigeben des Übertragungselementes,

dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Betätigungsmittel, insbesondere Betätigungshebel bzw. Betäti­ gungstaste, vom kompletten Lenkergriff bzw. Teilgriff unabhängige Bauteile sind und um bzw. annähernd um die Lenkerachse oder im wesentlichen parallel zur Len­ kerachse schwenkbar sind.

2. Schrittschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse des Betätigungsmittels zum Aufziehen des Übertragungs­ elementes sowie die Schwenkachse des, mit einer Zahnkontur, insbesondere Säge­ zahnkontur versehenen, Aufwickelelementes mit der Lenkerachse bzw. annähernd mit ihr übereinstimmt oder im wesentlichen parallel zu ihr verläuft.

3. Schrittschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel mit einer oder mehreren, beim Aufziehvorgang in die Zahnkontur des Aufwickelelementes eingreifende, mit einer Zahnform versehenen Mitnehmerelementen, insbesondere Mitnehmerzungen, ausgestattet ist, die in ra­ dialer Richtung elastisch mit dem Betätigungsmittel, vorzugsweise Betätigungshebel, verbunden sind und zusammen mit dem Betätigungshebel eine Baueinheit bilden.

4. Schrittschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung elastischen Mitnehmerelemente während der Ruhestel­ lung des Betätigungsmittels nicht in die Zahnkontur des Aufwickelelementes ein­ greifen.

5. Schrittschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mitnehmerelemente in der Ruhestellung des Betätigungsmittels am Ge­ häuse oder Trägerteil radial abstützen.

6. Schrittschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung elastischen Mitnehmerelemente während des Aufzieh­ vorganges, mit ihrem zahnförmigen Endabschnitt in die Zahnkontur des Aufwickele­ lementes eingreifen und sich während der Kraftübertragung mit ihrem Mittelabschnitt radial an der Außenkontur des Aufwickelelementes abstützen können.

7. Schrittschalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel nach einem Schaltvorgang von einer Rückholfeder, die sich am Gehäuse oder Trägerteil abstützt und mit den Mitnehmerelementen und dem Betätigungshebel eine Baueinheit bildet, wieder in die Ausgangsstellung ge­ bracht wird.

8. Schrittschalter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel, insbesondere der Betätigungshebel über einen entspre­ chend großen Schwenkbereich verfügt, so daß auch ohne Unterbrechung und ohne Rückgang des Betätigungshebels in die Ruheposition mehrere Schaltstufen bzw. Schaltsprünge in Aufziehrichtung geschaltet werden können.

9. Schrittschalter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel zum Aufziehen des Aufwickelelementes für eine Betäti­ gung mit dem Daumen ausgebildet ist und in Griffnähe hinter oder unter dem Lenker angeordnet wird.

10. Schrittschalter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel zum Aufziehen des Aufwickelelementes für eine Betäti­ gung mit dem Zeigefinger ausgebildet ist und in Griffnähe vor oder unter dem Lenker angeordnet wird.

11. Schrittschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel zum gezielten Halten und schrittweisen Freigeben des Übertragungselementes aus einer Freigabetaste und dem Positionierelement be­ steht, das mit zwei, zum Eingriff in die Zahnkontur des Aufwickelelementes geeig­ neten, Positionierklinken ausgestattet ist und daß das Positionierelement mit den Positionierklinken eine Baueinheit bildet.

12. Schrittschalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel, zum gezielten Halten und schrittweisen Freigeben des Übertragungselementes, aus einer Freigabetaste und einem Positionierelement be­ steht und daß die Freigabetaste und das Positionierelement um eine gemeinsame Achse schwenken bzw. mit einem gemeinsamen Befestigungselement am Gehäuse oder Trägerteil angelenkt werden.

13. Schrittschalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel zum gezielten Halten und schrittweisen Freigeben des Übertragungselementes aus einer Freigabetaste und einem Positionierelement be­ steht und daß die Freigabetaste und das Positionierelement eine Baueinheit bilden.

14. Schrittschalter nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionierelement etwa im mittleren Bereich elastisch bzw. biegbar gestal­ tet oder aufgebaut ist und im eingebauten Zustand so in Richtung Aufwickelelement vorgespannt ist, so daß auch ohne zusätzliches Federelement, stets eine Positio­ nierklinke, z. B. die der Freigabetaste gegenüberliegende Klinke, in die Zahnkontur des Aufwickelelementes eingreift.

15. Schrittschalter nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß beim Drücken des Betätigungselementes eine erste Klinke, vorzugsweise die der Betätigungstaste gegenüberliegende Klinke die Zahnkontur des Aufwickelele­ mentes freigibt und daß nach Ablauf einer definierten Drehung des Aufwickelele­ mentes in Abwickelrichtung eine zweite Klinke vorzugsweise die der Freigabetaste am nächsten liegende Klinke in die Zahnkontur des Aufwickelelementes eingreift und die Drehbewegung stoppt.

16. Schrittschalter nach Anspruch 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß beim Loslassen der Freigabetaste die zweite Klinke das Aufwickelelement frei­ gibt und nach einer weiteren definierten Drehbewegung in Abwickelrichtung die erste Klinke in die Zahnkontur des Aufwickelelementes eingreift und so die Drehbewe­ gung wieder stoppt.

17. Schrittschalter nach Anspruch 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionierelement mit entsprechender Elastizität und Flexibilität ausgestat­ tet ist, so daß die Eingriffskontur der ersten Klinke bereits völlig außer Eingriff ge­ langt, bevor die Eingriffskontur der zweiten Klinke komplett eingreift.

18. Schrittschalter nach Anspruch 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstellfeder das Betätigungsmittel nach erfolgtem Schaltvorgang in die Ausgangsstellung bringt und daß diese Rückstellfeder am Positionierelement ange­ ordnet ist, sich am Gehäuse bzw. am Trägerteil abstützt und mit dem Positionierele­ ment eine Baueinheit bildet.

19. Schrittschalter nach Anspruch 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstellfeder das Betätigungsmittel nach erfolgtem Schaltvorgang in die Ausgangsstellung bringt und daß diese Rückstellfeder am Positionierelement oder an der Freigabetaste angeordnet ist, sich am Gehäuse bzw. am Trägerteil abstützt und mit dem Positionierelement und der Freigabetaste eine gemeinsame Baueinheit bildet.

20. Schrittschalter nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Drücken und Loslassen der Freigabetaste freigegebene Seillänge, dem erforderlichen Schaltweg des jeweiligen Gangsprunges entspricht, wobei auch unterschiedliche Schaltwege realisiert werden können.

21. Schrittschalter nach Anspruch 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel mit einer Freigabetaste ausgestattet ist und bei einer Be­ tätigung mit dem Daumen hinter oder unter dem Lenker bzw. bei Betätigung durch den Zeigefinger vor oder unter dem Lenker angeordnet wird.

22. Schrittschalter zur Steuerung von Fahrradgetrieben mit:

• - einem Gehäuse oder einem Trägerteil, welche die Schaltelemente aufnimmt bzw. abstützt und eine Befestigung am Fahrrad, insbesondere am Lenker oder an Lenkerteilen in Griffnähe ermöglicht
• - einem Aufwickelelement zur Aufnahme des Übertragungselementes, insbe­ sondere Seilzug
• - einer Aufwickelmechanik zum Weiterdrehen des Aufwickelementes in Aufzieh­ richtung
• - einer Haltemechanik zum Festhalten des Aufwickelelementes in der ausge­ wählten Position
• - mehreren Betätigungsmitteln zum Aufziehen bzw. Freigeben des Übertra­ gungselementes,
  dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel um das Aufwickelelement, dessen Achsverlauf, zur ergo­ nomischen manuellen Betätigung nicht mit der Lenkerachse übereinstimmt, dreh- bzw. schwenkbar gelagert ist und die zum Aufziehen des Aufwickelelementes erfor­ derlichen Komponenten, wie eine oder mehrere angefederte und mit einer Zahn­ kontur versehenen Mitnehmerelemente, insbesondere in Richtung Aufwickelelement vorgespannte Mitnehmerzungen, mit dem Betätigungshebel ein Bauteil bilden.

23. Schrittschalter nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung elastischen Mitnehmerelemente des Betätigungsmittels, der Betätigungshebel und die Rückholfeder, die das Betätigungsmittel nach dem Schaltvorgang wieder in die Ausgangslage bringt, ein Bauteil bilden.

24. Schrittschalter zur Steuerung von Fahrradgetrieben mit:

• - einem Gehäuse oder einem Trägerteil, welche die Schaltelemente aufnimmt bzw. abstützt und eine Befestigung am Fahrrad, insbesondere am Lenker oder an Lenkerteilen in Griffnähe ermöglicht
• - einem Aufwickelelement zur Aufnahme des Übertragungselementes, insbe­ sondere Seilzug
• - einer Aufwickelmechanik zum Weiterdrehen des Aufwickelementes in Aufzieh­ richtung
• - einer Haltemechanik zum Festhalten des Aufwickelelementes in der ausge­ wählten Position
• - mehreren Betätigungsmitteln zum Aufziehen bzw. Freigeben des Übertra­ gungselementes,

dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel zum schrittweisen Freigeben des Übertragungselementes um einen Drehpunkt oder Drehachse, die nicht mit der Lenkerachse übereinstimmt, schwenkbar ist und aus einem Betätigungselement, vorzugsweise einer Freigabeta­ ste und einem im mittleren Bereich elastisch bzw. biegbar gestalteten und mit zwei Positionierklinken ausgestatteten Positionierelement besteht.

25. Schrittschalter nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das etwa im mittleren Bereich elastische bzw. biegbar gestaltete oder aufge­ baute Positionierelement das Aufwickelelement teilweise umfaßt, mit zwei Positio­ nierklinken ausgestattet ist und daß sowohl Positionierelement als auch Positionier­ klinken ein Bauteil bilden.

26. Schrittschalter nach Anspruch 24 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß das etwa im mittleren Bereich elastisch bzw. biegbar gestaltete Positionierele­ ment im eingebauten Zustand so vorgespannt ist, daß stets eine Klinke, z. B. die der Freigabetaste gegenüberliegende Klinke, in die Zahnkontur des Aufwickelelementes eingreift.

27. Schrittschalter nach Anspruch 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionierelement mit entsprechender Elastizität und Flexibilität ausgestat­ tet ist, so daß die Eingriffskontur der ersten Klinke bereits völlig außer Eingriff ge­ langt, bevor die Eingriffskontur der zweiten Klinke komplett eingreift.

28. Schrittschalter nach Anspruch 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel aus dem Positionierelement, der Freigabetaste und einer Rückstellfeder besteht und daß die Freigabetaste, das Positionierelement und die zwei Positionierklinken ein gemeinsames Bauteil bilden.

29. Schrittschalter nach Anspruch 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel aus dem Positionierelement, der Freigabetaste und einer Rückstellfeder besteht und daß die Rückstellfeder, das Positionierelement und die zwei Positionierklinken ein gemeinsames Bauteil bilden.

30. Schrittschalter nach Anspruch 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionierelement mit den Positionierklinken, die Feigabetaste und die Rückstellfeder, die das Betätigungsmittel nach dem Schaltvorgang wieder in die Ausgangslage bringt, ein gemeinsames Bauteil bilden.