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Seilzugeinrichtungen
werden an Fahrrädern häufig eingesetzt.
Sie dienen zur mechanischen Betätigungsübertragung
von den Betätigungsorganen zu
den betätigenden
Komponenten, wie Bremsen, Kettenschaltungen und Getriebenaben.
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Bei
Getriebenaben besteht dabei die Notwendigkeit, eine Trennung an
dieser Seilzugeinrichtung vornehmen zu können, z. B. im Fall eines Reifenschadens
am Hinterrad. Soll bei einem eingetretenen Reifenschaden eine Reparatur
vorgenommen werden, so wird zunächst
das Hinterrad ausgebaut. Dabei darf die exakte Einstellung der Schalteinrichtung
nicht verloren gehen. Diese Einstellung ist bei einer Verlegung
eines Seiles ohne Seilhülle
an die exakte Positionierung der Nabenachse im Verhältnis zum
Fahrradrahmen gebunden und muss beim Wiedereinbau des Hinterrades
wieder hergestellt werden. Da mit der Positionierung der Nabenachse
an einem Kettenantrieb ohne Kettenspanner, wie bei einer Getriebenabe,
auch die Kettenspannung reguliert wird, kommt es häufig vor,
dass die Nabenachse nach dem Wiedereinbau eine leicht veränderte Position
einnimmt. Aus diesem Grund wird bei Seilzugeinrichtungen für Getriebenaben
in den meisten Fällen auch
die Seilhülle
bis zur Getriebenabe verlegt, um diese Probleme gar nicht erst entstehen
zu lassen. Ein erheblich größerer Montageaufwand
ist zu betreiben, wenn die Seilzugeinrichtung getrennt werden muss,
da dann sowohl die Seilhülle
als auch das Zugseil selbst zu trennen sind.
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In
EP 1 388 491 ist die Seilhülle bis
zu einem Gehäuse
verlegt, in dem sich an den Enden des Seiles spezielle Kuppelteile
befinden, die miteinander gekoppelt sind. Im Falle der Trennung
der Seilzugeinrichtungen werden die Kuppelteile voneinander getrennt.
Um zu vermeiden, dass im normalen Betrieb die Kuppelteile auskoppeln,
ist in das Gehäuse
eine Hülse
integriert, die in Seilzugrichtung über die Kuppelteile geschoben
wird und so verhindert, dass sich die Kuppelteile in Querrichtung
voneinander trennen. In
US 6,349,614 liegt
eine Abwandlung eines Bajonettverschlusses vor. Die Kuppelteile
werden vor dem Trennen gegeneinander verdreht, und danach können sie
in Achsrichtung auseinander gezogen werden. Die genannten Einrichtungen
sind sowohl in der Herstellung als auch in der Handhabung aufwändig.
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Es
ist Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Seilzugkupplung für eine Seilzugeinrichtung
an Fahrrädern
zu schaffen, die sowohl einfach im Aufbau als auch kostengünstig in
der Herstellung und sicher in der Anwendung ist. Die Funktion der
einzelnen Komponenten ist selbsterklärend, so dass sie auch ohne detaillierte
Instruktionen gehandhabt werden können.
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Die
Seilzugeinrichtung mit der erfindungsgemäßen Seilzugkupplung wird zwischen
einem Betätigungsorgan
und der Getriebenabe eingesetzt. Als Betätigungsorgane werden Hebel
oder Drehgriffe verwendet, die am Lenkerbügel montiert sind und sich
in Reichweite des Fahrradfahrers befinden, um von diesem betätigt zu
werden. Es wird in der Regel ein Seil eingeholt, gegen die Rückstellkraft
einer Rückholfeder
z. B. in der Nähe
der Getriebenabe. Entlang der Seilzugeinrichtung werden Zugkräfte durch
das Seil und Druckkräfte
durch die Seilhülle übertragen.
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Die
Getriebenabe weist einen Betätigungsmechanismus
auf, an dem die Betätigungskraft
vom Seilzug eingeleitet wird. Weiterhin ist mit der Achse der Getriebenabe
ein Verbindungsteil verbunden, an dem sich die Seilhülle abstützt. Bei
einer Demontage des Hinterrades bleibt die Justierung von Seilzugeinrichtung
und Getriebenabe auch dann erhalten, wenn sich nach dem Wiedereinbau
des Hinterrades die Achse der Nabe nicht wie vor der Demontage wieder an
der gleichen Position befindet. Es ist ausreichend, wenn das Seilhüllen-Ende
wieder exakt an die Position im Verhältnis zur Nabenachse gebracht
wird, in der sie vor der Demontage war. Das ist mit der Anordnung
einer Seilhüllenabstützung an
einem zur Nabenhülse
fixierten Verbindungsteil reproduzierbar möglich. Außerdem wird das Schaltseil
zur Übertragung
der Zugkräfte,
vom Betätigungsorgan
hin zum Betätigungsmechanismus
des Getriebes, in der Nabe bzw. am Betätigungsmechanismus fixiert.
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Bei
dieser erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung
wird die Tatsache genutzt, dass die Rückholfeder in der Getriebenabe
unter Vorspannung steht und das Bestreben hat, das Seil zur Nabe
hin bzw. in die Nabe hinein zu ziehen. Mit Hilfe dieser Rückstellkraft
wird verhindert, dass sich die Komponenten der Seilkupplung im normalen
Betrieb lösen.
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Eine
für das
Auskoppeln notwendige Bewegung der Kupplungskomponenten in eine
Richtung quer zur Seilrichtung ist nicht möglich, wenn sie sich in der
durch die Rückholfeder
gesicherten Anschlagsposition befinden. Damit sichert die vorgespannte
Rückholfeder,
dass es nicht zu einem unbeabsichtigten Lösen der, an der Seilzugeinrichtung
befindlichen Seilzugkupplung kommen kann.
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Nur
durch eine manuelle Operation, mit dem Überwinden der Rückstellkraft
der Rückholfeder
im Betätigungsmechanismus
am Ende des Schaltseiles, ist ein Auskoppelvorgang möglich. Dazu
sind die Kupplungskomponenten entsprechend geformt, und zwar am
Schaltseil, am Seilzug und an der Seilhülle.
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Die
Kupplungskomponenten am Schaltseil und am Seilzug weisen komplementäre Formen
auf. Sie greifen ineinander ein und können nur in einer Richtung
quer zur Seilrichtung getrennt werden. Dies kann nur erfolgen, wenn
die in Seilrichtung wirkende Zugkraft aufgehoben wird, durch die
die Kupplungskomponenten im montierten Zustand ineinander gezogen
werden.
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Analoges
trifft auf die Seilhülle
zu, entlang der eine, von der Rückholfeder
aufgebrachte, Druckkraft die Kupplungskomponenten mit komplementären Formen
ineinander drückt
und so ein ungewolltes Auskoppeln verhindert. Da eine Seilhüllenabstützung von
dem fest auf der Nabenachse montierten Verbindungsteil getrennt
werden kann, ist ein anschließender
Auskoppelvorgang der Kupplungskomponenten an der Seilzugeinrichtung
einfach durchführbar.
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Bevorzugt
wird beim Verriegeln der geöffneten
Seilzugeinrichtung zuerst das Schaltseil mit dem Seilzug gekoppelt
und danach die Seilhülle
am Verbindungsteil eingehängt.
Obwohl es auch grundsätzlich
möglich
ist, zuerst die Seilhülle
am Verbindungsteil einzuhängen,
und danach erst die beiden, mit jeweils einer Kupplungskomponente
ausgestatteten Seilenden zu verbinden. Die bevorzugte Handhabungsweise
ergibt sich jeweils aus der am Fahrrad vorhandenen Zugänglichkeit
der Kupplungskomponenten am Seil und an der Seilhülle.
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Die
Wirkungsweise und weitere Vorteile werden aus der Beschreibung der
bevorzugen Ausführungsformen
der Erfindung ersichtlich.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnung
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Anhand
mehrerer Figuren wird ein Ausführungsbeispiel
einer mit einer Seilzugkupplung ausgerüsteten Seilzugeinrichtung zur
weiteren Erläuterung der
Erfindungsmerkmale gezeigt:
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1 zeigt
einen Schnitt durch eine Getriebenabe mit einer Seilzugkupplung
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2 zeigt
die Seilzugkupplung mit einem Schnitt durch die Seilhülleneinhängung
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3a zeigt
eine 3D-Ansicht eines Hakenteiles
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3b zeigt
eine alternative Ausführung
des Hakenteiles
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4 zeigt
den Einsatz für
die Seilzugkupplung
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5 zeigt
eine Ansicht der Seilzugkupplung mit der Seilhülleneinhängung
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Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
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In 1 wird
eine Getriebenabe 1 mit 3 Gangstufen gezeigt,
die mit der erfindungsgemäßen Seilzugkopplung
zusammen verwendet werden kann. Zum Umschalten der Gänge wird
am Fahrradlenker ein Betätigungsorgan
z. B. ein Schalter betätigt,
wobei in der Seilzugeinrichtung ein Seilzug gegen die Rückstellkraft
einer Rückholfeder 17 gezogen
oder nachgelassen wird. Das Betätigungselement 15 wird
in der Getriebenabe 1 in Längsrichtung der Nabenachse 18 verschoben,
dabei werden im Getriebemechanismus Klinkenfreiläufe aus- und eingeschaltet.
Der Betätigungsmechanismus 3 in
der Getriebenabe 1 wird vom Betätigungselement 15 und der
Rückholfeder 17 gebildet.
Das Schaltseil 16 wird am Betätigungselement 15 fixiert
und entlang der Nabenachse 18 nach außen und über eine Umlenkung geführt. Am
Ende des Schaltseiles 16 befindet sich der Einsatz 10,
der in das Hakenteil 11 eingerastet ist. Die hier nicht
gezeigte Seilhülle
wird am Ende, des an der Nabenachse 18 befestigten, Verbindungsteiles 12 eingehängt.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
wird die Getriebenabe 1 durch eine Zugbetätigung am Schaltseil 16 umgeschaltet,
die Rückholfeder 17 zieht
das Schaltseil 16 in das Nabeninnere. Es ist auch eine
Abwandlung möglich,
bei der die Getriebenabe 1 durch Druckelemente, wie z.
B. Druckstangen, betätigt
wird. Dann ist es notwendig, das Schaltseil 16 im Verhältnis zur
Nabenachse 18 zu fixieren und die Druckkraft der Seilhülle für die Betätigung zu
nutzen.
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2 zeigt
die Seilzugkupplung mit einem Schnitt durch die Seilhülleneinhängung 8.
Die Seilzugeinrichtung 4 erstreckt sich von einem Betätigungsorgan
am Lenker bis hin zum Betätigungsmechanismus
in der Getriebenabe 1. Sie weist einen Seilzug 6 und
eine Seilhülle 5 auf,
wobei der Seilzug 6 Zugkräfte und die Seilhülle 5 Druckkräfte übertragen.
Am Verbindungsteil 12, das wie in 1 gezeigt
an der Nabenachse befestigt ist, wird die Seilhülleneinhängung 8 abgestützt. Dabei
wird das Verbindungsteilende 28 formschlüssig in
einer Tasche 23 aufgenommen. Die Seilhülleneinhängung 8 weist eine
Seilhüllenaufnahme 7 mit
einem Hüllenwiderlager 21 auf, ebenso
eine Seilpassage 22. Der Seilzug 6 überträgt die Zugkräfte über die
Seileinhängung 9 auf
ein Schaltseil 16, das mit dem Betätigungsmechanismus im Inneren
der Getriebenabe verbunden ist. Die Seileinhängung 9 wird durch
einen Einsatz 10 und ein Hakenteil 11 gebildet,
die lösbar
miteinander verbunden sind. Das Hakenteil 11 wird mittels
einer Klemmschraube am Seilzug 6 fixiert. Der Einsatz 10 sitzt fest
am Ende des Schaltseiles 16 und ist mit einem Kopfabschnitt 24,
einem Halsabschnitt 25 einem Einfädelquerschnitt 30 sowie
einem Distanzabschnitt 27 ausgestattet. Hierbei weist der
Distanzabschnitt 27 zur besseren Handhabung einen relativ
großen
Außendurchmesser
auf, während
der Durchmesser des Einfädelquerschnittes 30 kleiner
ist als der des Halsabschnittes 25 und dieser ist wiederum
kleiner als der Durchmesser des Kopfabschnittes 24.
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In
einer anderen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Seilzugkupplung
ist das Hakenteil 11 am Schaltseil 16 befestigt
und der Einsatz 10 dem Seilzug 6 zugeordnet. Für die Befestigung
von Hakenteil 11 und Einsatz 10 am Seilzug 6 bzw. Schaltseil 16 kommen
neben der dargestellten lösbaren
Verbindung mit einer Klemmschraube auch andere lösbare und unlösbare Verbindungen
in Frage.
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3a zeigt
das Hakenteil 11, dessen Einführöffnung 19 auf die
Kontur des Einsatzes, insbesondere auf den Halsabschnitt und der
Abstand der Haltebögen 29 auf
den Einfädelquerschnitt
abgestimmt ist. Der Aufnahmebereich für den Einsatz ist am Hakenteil 11 angewinkelt
und bildet den Anschlag 14. Beim Verbinden von Einsatz
und Hakenteil kann der Einsatz z. B. am Distanzabschnitt gehalten
werden und das Hakenteil über
den Einfädelquerschnitt geschoben
werden, der gerade durch die Engstelle der gegenüberliegenden Haltebögen passt.
Anschließend
wird der Halsabschnitt in die Einführöffnung geschoben bis der Kopfabschnitt
am Anschlag 14 anliegt. Die Vorspannung der Rückholfeder,
die in Schaltzugrichtung bzw. in Richtung L wirkt, verhindert ein
ungewolltes Lösen
dieser formschlüssigen Verbindung.
Dabei sitzt der Halsabschnitt in der Einführöffnung 19 und kann
in Richtung Q weder durch den Engpass an den Haltebögen 29 noch
gegen den Führungsabschnitt 13 bewegt
werden, da der Kopfabschnitt größer ist
als der Halsabschnitt und somit nicht durch den Führungsabschnitt 13 passt.
Am Hakenteil 11 befindet sich noch eine Bohrung zur Befestigung
des Seilzuges mittels einer Klemmschraube. Damit der Seilzug mit
dem Schaltseil fluchtet, ist der Bereich der Bohrung am Hakenteil
in Richtung Haltebögen 29 nach
vorne versetzt.
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3b zeigt
eine gestalterische Alternative zum Hakenteil 11 in 3a.
Hierbei ist der Haltebogen 29 geschlossen und erlaubt somit
keine Auskloppelbewegung quer zur Seilrichtung. Beim Einhängen des
Einsatzes wird das Schaltseil gestrafft und dabei die Rückholfeder
soweit gespannt, bis der Einsatz durch die Einführöffnung 19 geschoben
und der Halsabschnitt in den Führungsabschnitt 13 einrasten kann.
Dabei kann sich die Rückholfeder
leicht entspannen, trotzdem ist noch eine ausreichende Federspannung
vorhanden, um ein sicheres Anliegen des Kopfabschnittes am Anschlag 14 zu
gewährleisten.
Bei dieser Variante kann der Einfädelquerschnitt am Einsatz entfallen.
Zur Bildung eines Anschlages 14 weist das Hakenteil 11 eine Öffnung zum
Aufnehmen des Halsabschnittes 25 des Einsatzes 10 auf, die
kleiner ist gegenüber
dem Kopfabschnitt 24 des Einsatzes. Durch den Anschlag
wird die Bewegung des Einsatzes 10 in Längsrichtung des Seiles begrenzt.
Der Führungsabschnitt 13 verhindert
mit seiner Formgebung, dass sich der Einsatz quer zur Seilrichtung
bewegen und zwischen der ausgekoppelten und der eingekoppelten Position
wechseln kann. Eine Bewegung des Einsatzes in Längsrichtung des Schaltseiles
relativ zum Hakenteil 11 ist möglich. Das wird durch entsprechende
Formgebung von Kopfabschnitt, Führungsabschnitt 13 und
Halsabschnitt erreicht. Der Kopfabschnitt gleitet bei einer Bewegung des
Einsatzes in Schaltseilrichtung am Führungsabschnitt 13 entlang.
Außerdem
gleitet der Halsabschnitt am Haltebogen 29 entlang.
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Die
einzelnen Operationen bei der Auskopplung verlaufen umgekehrt wie
beim Einkoppeln. Es werden zunächst
der Einsatz und das Hakenteil in Längsrichtung des Seiles aufeinender
zu bewegt, wobei sich der Kopfabschnitt am Führungsabschnitt 13 entlang
bewegt. Kommt der Halsabschnitt (3a) oder
der Kopfabschnitt ( 3b) in die axiale Position der
Einführöffnung 19,
kann durch eine Bewegung in einer Richtung quer zum Seilzug ausgekoppelt
werden.
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Eine
Einkoppeloperation kann nur abgeschlossen werden, und eine Auskoppeloperation kann
nur begonnen werden, wenn der Einsatz und das Hakenteil 11 entgegen
der Kraft der Rückholfeder
aufeinander zu bewegt worden sind, denn die Rückholfeder hält den Seilzug
ständig
unter Vorspannung, wodurch der Einsatz an den Anschlag 14 gedrückt wird.
Zweckmäßigerweise
wird vor dem Aus- und Einkoppeln von Einsatz und Hakenteil 11 das
Betätigungsorgan
in die Ausgangsstellung gebracht, in der die Rückholfeder am meisten entspannt
ist. Damit wird sichergestellt, dass die Rückholfeder für das Ausführen der
Koppeloperation auch genügend
weit zusammengedrückt
werden kann. Durch diese Bedingungen kann sichergestellt werden,
dass sich die Kupplung nicht selbsttätig löst, was für einen sicheren Betrieb der
Seilzugeinrichtung zu verhindern ist.
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4 zeigt
den Einsatz 10 mit dem Kopfabschnitt 24, dem Halsabschnitt 25,
dem Einfädelquerschnitt 30 und
dem Distanzabschnitt 27. Hierbei werden die Durchmesser
der Abschnitte am Einsatz 10 so dimensioniert, dass der
Einfädelquerschnitt 30 durch
den Engpass an den gegenüberliegenden
Haltebögen
in 3a hindurch geschoben werden kann und der Halsabschnitt 25 durch
den Führungsabschnitt
passt. Der Durchmesser des Kopfabschnittes 24 ist so dimensioniert,
dass ein sicheres Abstützen am
Anschlag des Hakenteiles ermöglicht
wird. Der Durchmesser des Distanzabschnittes 27 sollte
möglichst
groß sein,
um die Handhabung des Einsatzes 10 beim Einkoppelvorgang
zu erleichtern. Für
die Handhabung der Seilzugkupplung ist es an sich ungünstig, dass
sich der Einsatz 10 und das Hakenteil im eingekoppelten
Zustand in unmittelbarer Nähe
der Verbindungsteiles befinden. Dadurch bestehen ungünstige Voraussetzungen
für das
Zusammenfügen von
Einsatz 10 und Hakenteil, denn es ist nur wenig Raum zur
Verfügung,
um sie mit der Hand zu ergreifen und sie entgegen der Kraft der
Rückholfeder
aufeinander hin zu bewegen. Dieses Problem wird umgangen, da die
Seilhüllenabstützung und
das Verbindungsteil voneinander getrennt werden können. Am Ende
eines Einkoppelvorganges wird die Seilhüllenkupplung mit den Fingern
erfasst, über
das Ende des Verbindungsteiles hinweg gehoben, wobei die Rückholfeder
gespannt wird. Anschließend
wird die Öffnung
in der Seilhüllenabstützung über das
Verbindungsteilende bewegt, wobei sich die Rückholfeder wieder entspannt.
Mit Unterstützung
der Rückholfeder
bleiben der Einsatz 10 und das Hakenteil miteinender gekoppelt.
Am Beginn eines Auskoppelvorganges werden die Schritte in umgekehrter
Reihenfolge ausgeführt.
Das Ein- und Auskoppeln von Einsatz 10 und Hakenteil kann
bei entkoppelter Seilhülle leicht
vorgenommen werden, weil Einsatz 10 und Hakenteil dann
aus dem Bereich in der Nähe
des Verbindungsteiles heraus gebracht werden können, z. B. indem die mit den
Fingern erfasste Seilhüllenkupplung
weg geschwenkt wird. Damit die Seilhüllenabstützung bequem erfasst werden
kann, ist sie mit einer entsprechend geformten, die Betätigungsrichtung
berücksichtigende
Griffpartie ausgestattet.
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Mit
einer entsprechenden Gestaltung des Einsatzes 10 mit der
Anordnung eines Distanzabschnittes 27 ist es für das Einkoppeln
des Einsatzes 10 am Hakenteil nicht notwendig, den Einsatz 10 aus der
Nähe des
Verbindungsteiles zu bringen. Die gabelförmige Öffnung am Hakenteil kann zwischen
das Verbindungsteil und den Einsatz 10 gebracht werden,
wodurch ein Einkoppeln zwischen Einsatz 10 und Hakenteil
möglich
wird. Zudem bietet der Distanzabschnitt 27 mit seinen großen Außenabmessungen
auch günstige
Voraussetzungen zu seinem Ergreifen mit den Fingern. An Stelle des
hier dargestellten Einfädelquerschnittes 30 kann
auch ein Paar gerader, quer zur Seilrichtung verlaufender Nuten Verwendung
finden. Dann ist allerdings eine genaue Orientierung des Einsatzes 10 relativ
zum Hakenteil bei den Ein- und Auskoppeloperationen erforderlich.
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5 zeigt
eine Ansicht der Seilzugkupplung bzw. Seileinhängung mit der Seilhülleneinhängung 7.
Die Funktion ist wie in 2 beschrieben. Diese Seilhülleneinhängung 7 ist
mit zur besseren Handhabung mit einer Griffpartie 26 ausgestattet. Diese
Griffpartie 26 erweitert sich in Richtung Seilhülle 5 um
das Abziehen bzw. Aushängen
der Seilhülleneinhängung 12 vom
Verbindungsteil 12 zu erleichtern.
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Weitere
Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Seilzugkupplung
für eine
Seilzugeinrichtung sind möglich.
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- 1
- Getriebenabe
- 2
- Betätigungsorgan
- 3
- Betätigungsmechanismus
- 4
- Seilzugeinrichtung
- 5
- Seilhülle
- 6
- Seilzug
- 7
- Seilhüllenaufnahme
- 8
- Seilhülleneinhängung
- 9
- Seileinhängung
- 10
- Einsatz
- 11
- Hakenteil
- 12
- Verbindungsteil
- 13
- Führungsabschnitt
- 14
- Anschlag
- 15
- Betätigungselement
- 16
- Schaltseil
- 17
- Rückholfeder
- 18
- Nabenachse
- 19
- Einführöffnung
- 20
- Seilhüllen-Ende
- 21
- Hüllenwiderlager
- 22
- Seilpassage
- 23
- Tasche
- 24
- Kopfabschnitt
- 25
- Halteabschnitt
- 26
- Griffpartie
- 27
- Distanzabschnitt
- 28
- Verbindungsteilende
- 29
- Haltebogen
- 30
- Einfädelquerschnitt
- L
- Seilrichtung
- Q
- Richtung
quer zur Seilrichtung
- E
- eingekoppelte
Position
- A
- ausgekoppelte
Position