DE10056483A1 - Sensorvorrichtung zum Erfassen der Arbeitsposition eines Gangwechselsystems für Fahrräder sowie ein Gangwechselsystem, welches diese Vorrichtung umfaßt - Google Patents

Abstract

Eine Sensorvorrichtung zum Erfassen der Arbeitsposition eines Gangswechselsystems für Fahrräder umfaßt eine Hülle, welche an einem beliebigen Punkt längs des flexiblen Steuerkabels einer Fahrrad-Kettenschaltung zwischen der Kettenschaltung und der Steuervorrichtung positioniert ist. Die Hülle befindet sich in einer festen Position, während das flexible Steuerkabel, welches durch diese verläuft, beweglich ist. Ein Bezugselement ist zusammen mit dem Kabel innerhalb der Hülle beweglich. Die Vorrichtung umfaßt eine Einrichtung zum Erfassen der Position des Bezugselements bezüglich der Hülle, welche aus einem Potentiometersensor, welcher einen beweglichen Kontakt, welcher durch das Bezugselement getragen wird, aufweist, und einem elektrisch leitenden Kanal, welcher innerhalb der Hülle des Sensors getragen wird, woran der bewegliche Kontakt in einer derartigen Weise angebracht ist, daß dieser gleiten kann, besteht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gangwechselsystem für Fahrräder, welches von dem Typ ist, welcher umfaßt:
eine (vordere bzw. hintere) Kettenschaltung zum Steuern eines selektiven Eingriffs einer Fahrradkette an einer Viel­ zahl von Zahnrädern (Kettenrädern bzw. Kurbelrädern);
eine Vorrichtung zum Steuern der Kettenschaltung;
ein flexibles Steuerkabel, welches die Steuervorrichtung mit der Kettenschaltung verbindet;
eine elektronische Anzeigevorrichtung zum Anzeigen des Ar­ beitszustands des Gangwechselsystems; und
einen Sensor zum Erfassen der Arbeitsposition der Steuer­ vorrichtung, welcher derart gestaltet ist, daß dieser beim Ausgang ein Signal ausgibt, welches die Position anzeigt, und das Signal zu der elektronischen Anzeigevorrichtung sendet, wobei der Sensor mit dem flexiblen Kabel verbunden ist und um­ faßt:
eine Hülle, durch welche das flexible Kabel verläuft;
ein bewegliches Bezugselement, welches sich zusammen mit dem Kabel innerhalb der Hülle bewegt; und
eine Meßeinrichtung zum Erfassen der Position des Be­ zugselements bezüglich der Hülle.

Ein Gangwechselsystem des oben beschriebenen Typs, welches insbesondere einen Sensor zum Erfassen der Position des flexi­ blen Steuerkabels des zuvor erwähnten Typs verwendet, ist in EP-A-0 820 926 und in der entsprechenden Schrift US-A-5 903 214 beschrieben und dargestellt. In dem Fall der erwähnten be­ kannten Lösung ist die oben erwähnte Meßeinrichtung zum Erfas­ sen der Position des beweglichen Bezugselements eine Meßein­ richtung ohne Kontakt, typischerweise ein Magnetsensor.

Ferner sind beim Stand der Technik Sensoren zum Erfassen des Arbeitszustands des Getriebesystems bekannt, welche nicht mit dem flexiblen Steuerkabel verbunden werden, sondern statt­ dessen direkt an der Gangwechsel-Steuervorrichtung angebracht werden.

Abschließend sei erwähnt, daß beim Stand der Technik fer­ ner eine Sensoranzeigeeinrichtung zum Erfassen und Anzeigen des Arbeitszustands des Fahrradgetriebesystems bekannt ist, welche einfach aus einem Bezugselement besteht, welches mit dem flexiblen Steuerkabel verbunden ist und mit einer Bezugss­ kala, welche sich auf der Hülle befindet, innerhalb welcher sich das Bezugselement bewegt, zusammenwirkt (siehe beispiels­ weise DE-U-91 13 406 und EP-A-0 647 556). Diese letztere Lö­ sung verwendet die oben beschriebene Vorrichtung sowohl als Sensorvorrichtung als auch direkt als Anzeigevorrichtung und ist folglich nicht für höher entwickelte Anwendungen, welche eine Anzeigevorrichtung eines elektronischen Typs verwenden, geeignet.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System des am Anfang der vorliegenden Beschreibung genannten Typs zu schaffen, das heißt, eines, welches zum Erfassen des Arbeits­ zustands des Getriebesystems geeignet ist und mit einer elek­ tronischen Anzeigevorrichtung verbunden werden kann, einfach im Hinblick auf den Aufbau ist, zuverlässig ist und relativ niedrige Kosten aufweist.

Im Hinblick darauf, daß die oben erwähnte Aufgabe gelöst wird, ist der Gegenstand der Erfindung ein System des am An­ fang der vorliegenden Beschreibung genannten Typs, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zuvor erwähnte Erfassungseinrichtung aus einem Potentiometersensor, welcher einen beweglichen Kontakt, welcher durch das Bezugselement getragen wird, aufweist, und mindestens einem elektrisch leitenden Kanal, welcher innerhalb der Hülle des Sensors angebracht ist, woran der bewegliche Kontakt in einer derartigen Weise angebracht ist, daß dieser gleiten kann, besteht.

Folglich wird bei dem erfindungsgemäßen System die Sensor­ vorrichtung zum Erfassen des Arbeitszustands des Getriebes mit dem flexiblen Steuerkabel bei einem beliebigen Punkt zwischen der Steuervorrichtung und der dadurch gesteuerten Kettenschal­ tung verbunden. Folglich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in dieser Hinsicht vom gleichen Typ wie die Vorrichtung, wel­ che den Gegenstand der Schrift EP-A-0 820 926 bildet, und un­ terscheidet sich stattdessen von den anderen Lösungen, welche eine Anzeige des Arbeitszustands des Getriebesystems auf einer elektronischen Anzeigevorrichtung ermöglichen, dadurch, daß ein Sensor, welcher direkt mit der Gangwechsel- Steuervorrichtung verbunden ist, verwendet wird. Zugleich ist die Vorrichtung insofern einfacher und zuverlässiger als die oben beschriebenen Vorrichtungen des Stands der Technik, als diese einen Potentiometersensor verwendet, welcher die zuvor beschriebene vereinfachte Struktur aufweist.

Selbstverständlich betrifft die vorliegende Erfindung so­ wohl das Getriebesystem, welches die zuvor erwähnte Sensorein­ richtung verwendet, als auch die zuvor erwähnte Sensoreinrich­ tung, für sich selbst betrachtet.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung hervor, welche lediglich zum Liefern ei­ nes nichtbegrenzenden Beispiels vorgesehen ist, und wobei:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Fahrrads ist, wel­ ches ein erfindungsgemäßes Getriebesystem verwendet;

Fig. 2 eine Ansicht eines Details des in Fig. 1 darge­ stellten Fahrrads in einem vergrößerten Maßstab ist, welche die Positionierung der Sensorvorrichtung, welche den Gegen­ stand der vorliegenden Erfindung bildet, darstellt;

Fig. 3 und 4 zwei Schnittansichten der erfindungsgemä­ ßen Sensorvorrichtung sind;

Fig. 5 eine Schnittansicht gemäß der Linie V-V von Fig. 3 ist;

Fig. 6 eine Variante der Vorrichtung von Fig. 2 dar­ stellt;

Fig. 7 eine schematische perspektivische Ansicht der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Vorrichtung ist; und

Fig. 8 ein Diagramm der elektrischen Kanäle ist, welche in der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Vorrichtung vorge­ sehen sind.

In der Zeichnung bezeichnet die Ziffer 1 ein gesamtes Wettkampf-Fahrrad, bei welchem das erfindungsgemäße Getriebe­ system angewandt wird. Es ist jedoch offensichtlich, daß das erfindungsgemäße System bei jedem Fahrradtyp angewandt werden kann. Das Fahrrad 1 umfaßt eine Zahnradkette 2, welche derart gestaltet ist, daß ein Eingriff davon an einer Gruppe von Ket­ tenrädern 3, welche mit dem Hinterrad verbunden sind, und an einer Gruppe von Kurbelrädern 4, welche mit den Kurbelarmen des Fahrrads verbunden sind, erfolgt. Ein selektiver Eingriff der Kette 2 an den Kettenrädern 3 wird durch eine hintere Ket­ tenschaltung 5 gesteuert, während ein selektiver Eingriff der Kette 2 an den vorderen Kurbelrädern 4 durch eine vordere Ket­ tenschaltung 6 gesteuert wird. Die hintere Kettenschaltung 5 wird durch eine (in der Zeichnung nicht sichtbare) Steuervor­ richtung 7, welche mit dem Stützgehäuse des Bremshebels 8, welcher auf der rechtshändigen Seite der Griffstangen ange­ bracht ist, verbunden ist, gesteuert. Ferner ist mit der Vor­ richtung 7 ein Steuerhebel 9 verbunden, welcher hinter dem Bremshebel angeordnet ist. In gleicher Weise wird die vordere Kettenschaltung 6 durch eine (in der Zeichnung nicht sichtba­ re) Steuervorrichtung, welche mit dem Hebel der linkshändigen Bremse verbunden und mit dem (in der Zeichnung gleichfalls nicht sichtbaren) Steuerhebel versehen ist, gesteuert. Die Vorrichtung 7 zum Steuern der hinteren Kettenschaltung 5 ist mit der letzteren mittels eines flexiblen Steuerkabels 10 ( Fig. 2) verbunden. Die Abschnitte des flexiblen Kabels 10, wel­ che nicht innerhalb von Fahrradteilen angeordnet sind, sind innerhalb von Abschnitten einer Ummantelung 11 angeordnet.

In Fig. 2 bezeichnet die Ziffer 7 die Anordnung zum Steu­ ern der hinteren Kettenschaltung, welche durch den Hebel 9, welcher hinter dem Bremshebel 8 angeordnet ist, gesteuert wird. Die Bezugsziffer 12 bezeichnet den Körper einer elektro­ nischen Anzeigevorrichtung, welche an den Griffstangen ange­ bracht ist und welche gemäß einer selbst bekannten Technik derart gestaltet ist, daß diese verschiedene Parameter, welche durch einen eingebauten Rechner in Verbindung mit entsprechen­ den Sensorvorrichtungen verarbeitet werden, wie etwa welche für Geschwindigkeit, zurückgelegte Entfernung, Trittrhythmus etc., anzeigt. Die Anzeigevorrichtung 12 ist ferner derart gestaltet, daß diese das Kettenrad 3 und das Kurbelrad 4, welche jeweils mittels der hinteren Kettenschaltung 5 und der vorde­ ren Kettenschaltung 6 ausgewählt sind, anzeigt. Zu diesem Zweck ist eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung 13 mit dem flexiblen Kabel 10, welches die hintere Kettenschaltung 5 steuert, verbunden. Die Vorrichtung 13 kann bei jedem Zwi­ schenpunkt des Kabels zwischen der Steuervorrichtung 7 und der hinteren Kettenschaltung 5 angebracht werden. In gleicher Wei­ se ist eine ähnliche Sensorvorrichtung mit dem flexiblen Ka­ bel, welches die vordere Kettenschaltung 6 steuert, verbunden, um eine Anzeige des Kurbelrads 4, welches mittels der vorderen Kettenschaltung 6 ausgewählt ist, zu ermöglichen. In der fol­ genden Beschreibung wird ausschließlich auf den Aufbau und die Anordnung des Sensors, welcher mit der hinteren Kettenschal­ tung 5 verbunden ist, Bezug genommen, wobei es offensichtlich ist, daß die gleiche Beschreibung in gleicher Weise in dem Fall der vorderen Kettenschaltung gilt.

Insbesondere in den Fig. 3-5 umfaßt die Sensorvorrich­ tung 13 eine Hülle 14 mit einer im wesentlichen länglichen und röhrenförmigen Gestalt mit einer Kappe 14a. An den Enden davon weist die Hülle 14 zwei Auflageflächen 15 zum Aufnehmen der Enden jeweiliger Abschnitte einer Ummantelung 11 des flexiblen Steuerkabels auf. Das Kabel 10 verläuft mitten durch die Hülle 14, wobei dieses durch Endlöcher 16 verläuft, welche an den Enden eines inneren Hohlraums 17 mit einem rechteckigen Quer­ schnitt ausgebildet sind. Innerhalb des Hohlraums 17 ist ein Bezugselement 18, welches zwei Backen 19, 20 umfaßt, welche mittels einer Schraube 21 zusammen gehalten werden, derart an­ gebracht, daß dieses gleiten kann. Die zwei Backen 19, 20 sind derart an einem Abschnitt des flexiblen Kabels 10 angeklemmt, daß das Bezugselement 18 zusammen mit dem flexiblen Kabel 10 innerhalb der Hülle 14 beweglich ist, wobei sich die flexible Hülle 14 stattdessen in einer festen Position befindet (hinge­ gen das flexible Kabel 10 beweglich ist), da diese fest mit den Abschnitten einer Ummantelung 11 verbunden ist. Selbstver­ ständlich kann die Vorrichtung 13 auch in einer derartigen Weise angeordnet werden, daß eine der Enden-Auflageflächen 15 das Kabel einer Ummantelung 11 aufnimmt, während das andere Ende der Hülle 14 direkt an einem Teil (beispielsweise einem Rahmen) des Fahrrads angebracht ist, wie in Fig. 2 darge­ stellt.

In Fig. 3 trägt das Bezugselement 18 einen beweglichen Kontakt 22, welcher an elektrisch leitenden Kanälen 23, welche durch die Oberfläche des Hohlraums 17 getragen werden, glei­ tet. Wie aus Fig. 4 und Fig. 8 (welche die zwei Seiten der Karte, welche die Kanäle 23 trägt, in einer Ebene aufgefaltet darstellt) zu ersehen ist, sind ein erster Kanal 23a und ein zweiter Kanal, welcher aus einer Reihe leitender Kontaktstel­ len 23b, welche mit Widerständen 23c verbunden sind, besteht, vorgesehen. Der bewegliche Kontakt 22 verbindet den Kanal 23a mit einer Kontaktstelle 23b, wobei derart ein Signal verfügbar gemacht wird, welches die Position des beweglichen Kontakts 22 anzeigt. Elektrokabel 24 verbinden die Vorrichtung 13 mit der elektronischen Steuereinheit an dem Fahrrad. Die zuvor erwähn­ te Anordnung ermöglicht folglich, daß ein Sensor eines Poten­ tiometertyps auf der Grundlage der Messung des elektrischen Widerstands der Vorrichtung erhalten wird, wobei sich der elektrische Widerstand ändert, wenn sich die Position des be­ weglichen Kontakts 22 an dem elektrischen Kanal 23 ändert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist daher einerseits den Vor­ teil der Möglichkeit, an einem beliebigen Punkt längs des fle­ xiblen Steuerkabels der Kettenschaltung zwischen der Steuer­ vorrichtung und der Kettenschaltung angeordnet zu werden, auf und gewährleistet zugleich die Einfachheit, verminderte Kosten und die Zuverlässigkeit eines Sensors eines Potentiometertyps.

Fig. 6 stellt eine weitere mögliche Anordnung der Sen­ soranordnung 13 dar.

Selbstverständlich können ohne Voreingenommenheit gegen­ über dem Prinzip der Erfindung die Einzelheiten des Aufbaus und der Ausführungsbeispiele in weitem Umfang von dem, was in der vorliegenden Schrift zum Zweck des Lieferns eines Bei­ spiels beschrieben und dargestellt ist, abweichen, ohne da­ durch den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims (7)

1. Gangwechselsystem für Fahrräder, umfassend:
eine Kettenschaltung (5, 6) zum Steuern eines selektiven Eingriffs einer Fahrradkette an einer Vielzahl von Zahnrädern (3, 4);
eine Steuervorrichtung (7) zum Steuern der Kettenschaltung (5)
ein flexibles Steuerkabel (10), welches die Steuervorrich­ tung (7) mit der Kettenschaltung (5) verbindet;
eine elektronische Anzeigevorrichtung (12) zum Anzeigen des Arbeitszustands des Gangwechselsystems; und
einen Sensor (13) zum Erfassen der Arbeitsposition der Steuervorrichtung (7), welcher derart gestaltet ist, daß die­ ser beim Ausgang ein Signal, welches die Position anzeigt, ausgibt und das Signal zu der elektronischen Anzeigevorrich­ tung (12) sendet, wobei der Sensor (13) mit dem flexiblen Ka­ bel (10) verbunden ist und umfaßt:
eine Hülle (14), durch welche das flexible Kabel (10) ver­ läuft;
ein Bezugselement (18), welches zusammen mit dem Kabel (10) innerhalb der Hülle (14) beweglich ist; und
eine Meßeinrichtung zum Erfassen der Position des Be­ zugselements (18) bezüglich der Hülle (14), dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung aus einem Potentiometersensor, welcher einen beweglichen Kontakt (22), welcher durch das Bezugselement (18) getragen wird, aufweist, und mindestens einem elektrisch leitenden Kanal (23), welcher innerhalb der Hülle (14) des Sensors (13) getragen wird, woran der bewegliche Kontakt (22) in einer derartigen Weise befe­ stigt ist, daß dieser gleiten kann, besteht.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zuvor erwähnte Sensorvorrichtung (13) in einer beliebigen Po­ sition längs des flexiblen Steuerkabels (10) zwischen der Steuervorrichtung (7) und der Kettenschaltung (5) angeordnet ist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zuvor erwähnte Hülle einen inneren Hohlraum (17) aufweist, in welchem das zuvor erwähnte Bezugselement (18) derart ange­ bracht ist, daß dieses gleiten kann, wobei der innere Hohlraum an den Enden durch Wände mit Löchern (16) zum Durchgang des flexiblen Steuerkabels (10) abgeschlossen wird, wobei minde­ stens eines der Löcher den Boden einer Auflagefläche (15) bil­ det, welche derart gestaltet ist, daß diese ein jeweiliges En­ de einer Ummantelung (11) für das Kabel aufnimmt.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zuvor erwähnte Bezugselement (18) zwei Backen (19, 20) umfaßt, welche an dem flexiblen Steuerkabel (10) mittels einer Schrau­ be (21) angeklemmt werden.

5. Sensorvorrichtung zum Erfassen der Arbeitsposition ei­ nes Fahrrad-Gangwechselsystems, umfassend:
eine Hülle (14), welche derart gestaltet ist, daß sich diese in einer festen Position befindet, bezüglich welcher ein flexibles Kabel (10) zum Steuern einer Kettenschaltung (5) des Fahrrads beweglich ist, wobei das Kabel (10) durch die Hülle (14) verläuft;
ein Bezugselement (18), welches zusammen mit dem Kabel (10) innerhalb der Hülle (14) beweglich ist; und
eine Sensoreinrichtung zum Erfassen der Position des Be­ zugselements (18) bezüglich der Hülle (14); dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung aus ei­ nem Potentiometersensor, welcher einen beweglichen Kontakt (22), welcher durch das Bezugselement (18) getragen wird, auf­ weist, und mindestens einem elektrisch leitenden Kanal (23), welcher innerhalb der Hülle (14) des Sensors (13) getragen wird, woran der bewegliche Kontakt (22) in einer derartigen Weise befestigt ist, daß dieser gleiten kann, besteht.

6. Sensorvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die zuvor erwähnte Hülle einen inneren Hohlraum (17) aufweist, in welchem das zuvor erwähnte Bezugselement (18) derart angebracht ist, daß dieses gleiten kann, wobei der Hohlraum an dessen Enden durch Wände mit Löchern (16) zum Durchgang des flexiblen Steuerkabels (10) abgeschlossen wird, wobei die Wände die Böden von Auflageflächen (15) bilden, wel­ che derart gestaltet sind, daß diese jeweilige Enden einer Um­ mantelung (11) für das Kabel aufnehmen.

7. Sensorvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das zuvor erwähnte Bezugselement (18) zwei Backen (19, 20) umfaßt, welche an dem flexiblen Steuerkabel (10) mit­ tels einer Schraube (21) angeklemmt werden.