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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fahrräder und insbesondere Gangschaltmechanismen an Fahrrädern.
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Fahrräder werden gewöhnlich durch eine Kette angetrieben, die ein vorderes Zahnrad, das mit dem Pedal verbunden ist, mit einem hinteren Zahnrad, das mit dem Hinterrad verbunden ist, verbindet. Viele Fahrräder weisen vorne oder hinten mehrere Zahnräder auf, sodass verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen den vorderen und hinteren Zahnrädern gewählt werden können. An derartigen Fahrrädern umfasst ein Gangwechsel das Bewegen der Kette von einem Zahnrad zu einem anderen Zahnrad unter Verwendung eines Umwerfers. Der Umwerfer wird gewöhnlich durch einen Schalthebel gesteuert, der an dem Lenker montiert und über ein Schaltseil mit dem Umwerfer verbunden ist.
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Einige Fahrräder weisen Lenker auf, die an mehreren Positionen durch einen Benutzer gegriffen werden können. Ein Beispiel hierfür ist ein Zeitfahrrad, das gewöhnlich wenigstens zwei verschiedene Positionen zum Platzieren der Hände des Benutzers aufweist. An einer ersten Position sind die Hände weit voneinander beabstandet, während an einer zweiten Position die Hände eng zueinander beabstandet und weiter vorne positioniert sind. Die erste Position wird gewöhnlich verwendet, wenn der Fahrer eine bessere Lenkkontrolle wünscht oder aufstehen möchte, um mehr Kraft auf die Pedale auszuüben, während die zweite Position gewöhnlich verwendet wird, wenn der Fahrer eine aerodynamischere Fahrposition einnehmen möchte.
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Die vorliegende Erfindung gibt ein Fahrrad an, das die Betätigung des Gangschaltmechanismus von mehreren Positionen aus ermöglicht. Insbesondere umfasst das Fahrrad wenigstens zwei Räder, einen Rahmen, der an den zwei Rädern gehalten wird, eine Bremse, einen Gangschaltmechanismus (z. B. einen Kettenumwerfer), eine Schalteinheit (z. B. einen Schalthebel) zum Wechseln des Übersetzungsverhältnisses des Gangschaltmechanismus und einen Bremsmechanismus, der mit der Bremse und auch mit dem Gangschaltmechanismus (z. B. über ein Hilfsschaltseil zwischen einem Bremshebel und einem Schalthebel) gekoppelt ist. Vorzugsweise sind die Schalteinheit und der Bremsmechanismus an einer Lenkeranordnung montiert (z. B. ist die Schalteinheit an einer Erweiterung montiert und ist der Bremsmechanismus an einer Basisstange montiert).
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In einer Ausführungsform umfasst der Bremsmechanismus eine Bremshalterung, die fix an der Lenkeranordnung gesichert ist, eine Hebelbasis, die schwenkbar an der Bremshalterung für eine Drehung um eine erste Achse (z. B. eine Basisachse) montiert ist, und einen Bremshebel, der schwenkbar an der Hebelbasis für eine Drehung um eine zweite Achse (z. B. eine Hebelachse) montiert ist. Dank dieser Anordnung kann der Bremshebel effektiv in wenigstens zwei verschiedenen Ebenen bewegt werden. Vorzugsweise wird durch eine Bewegung des Bremshebels in einer der wenigstens zwei verschiedenen Ebenen die Bremse betätigt, während durch eine Bewegung des Bremshebels in der anderen der wenigstens zwei verschiedenen Ebenen der Gangschaltmechanismus betätigt wird.
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Vorzugsweise ist die Hebelbasis drehend relativ zu der Bremshalterung vorgespannt. Der Bremsmechanismus kann weiterhin ein Hilfsschaltseil umfassen, das derart an der Hebelbasis gesichert ist, dass eine Drehung der Hebelbasis eine Bewegung des Hilfsschaltseils veranlasst. Ein Bremsseil ist vorzugsweise durch die Bremshalterung und die Hebelbasis geführt und derart an dem Bremshebel gesichert, dass eine Bewegung des Bremshebels eine Bewegung des Bremsseils veranlasst.
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Weitere Aspekte der Erfindung werden durch die folgende ausführliche Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
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1 ist eine Seitenansicht eines Fahrrads gemäß der Erfindung.
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2 ist eine vergrößerte perspektivische Vorderansicht einer Lenkeranordnung an dem Fahrrad von 1.
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3 ist eine perspektivische Ansicht von rechts auf einen Bremsmechanismus an dem Fahrrad von 1.
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4 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Bremsmechanismus von 3.
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5 ist eine perspektivische Ansicht von Teilen der Lenkeranordnung von 2.
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Bevor im Folgenden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung im Detail erläutert werden, soll darauf hingewiesen werden, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die hier beschriebenen und in den Zeichnungen gezeigten Aufbauten und Anordnungen beschränkt ist. Die Erfindung kann auch durch verschiedene andere Ausführungsformen und auf andere Weise realisiert werden.
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1 zeigt ein Fahrrad 20 mit einem Hauptrahmen 22, einer vorderen Gabel 26, die drehbar durch den Hauptrahmen 22 gehalten wird, und einem Sitz 28, der durch den Hauptrahmen 22 gehalten wird. Vordere und hintere Umwerfer 30, 32 bewerkstelligen ein Gangschalten an dem Fahrrad 20. Der Hauptrahmen 22 und die Gabel 26 werden durch ein Hinterrad 34 und eine Vorderrad 36 gehalten. Eine Bremse 37 kann verwendet werden, um die Fahrtgeschwindigkeit des Fahrrads 20 zu steuern. Eine Lenkeranordnung 38 ist wie nachfolgend näher beschrieben mit der vorderen Gabel 26 gekoppelt.
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Die gezeigte Lenkeranordnung 38 umfasst einen Lenkervorbau 40, der mit der vorderen Gabel 26 gekoppelt ist, und eine Basisstange 42, die an dem Lenkervorbau 40 gesichert ist. Die gezeigte Basisstange 42 ist an dem Lenkervorbau 40 festgeklemmt, wobei sie aber auch einstückig mit dem Lenkervorbau 40 ausgebildet sein könnte. Die Basisstange 42 (allgemein als Hornlenker bezeichnet) umfasst zwei weit voneinander beabstandete Griffpositionen 44 (allgemein als „Drops” bezeichnet), die während des Fahrens durch den Benutzer gegriffen werden können. Die Drops 44 werden allgemein verwendet, wenn der Fahrer beschleunigt oder bergaufwärts fährt.
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Lenkererweiterungen 46 sind an der Basisstange 42 gesichert. Die gezeigten Erweiterungen 46 sind an der Basisstange 42 festgeschraubt, wobei sie aber auch einstückig mit der Basisstange 42 ausgebildet sein könnten. Die Erweiterungen 46 umfassen zwei eng zueinander beabstandete Griffpositionen 48, die während des Fahrens durch den Benutzer gegriffen werden können. Die eng zueinander beabstandeten Griffpositionen 48 werden gewöhnlich verwendet, um eine aerodynamische Fahrhaltung einzunehmen. In dieser Position ruhen die Unterarme des Fahrers auf den Armstützen 50, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.
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Jede Erweiterung 46 umfasst eine Hauptschalteinheit 52, 54, die einen der zwei Umwerfer 30, 32 schaltet. In der gezeigten Ausführungsform schaltet die rechte Schalteinheit 52 den hinteren Umwerfer 32 und schaltet die linke Schalteinheit 54 den vorderen Umwerfer 30. Die Hauptschalteinheiten 52, 54 werden im Wesentlichen in gleicher Weise betätigt, sodass hier nur die rechte Hauptschalteinheit 52 näher erläutert wird.
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Die rechte Hauptschalteinheit 52 umfasst eine Schaltbasis 56, die teilweise in dem Ende der entsprechenden Erweiterung 46 angeordnet ist, und einen Schalthebel 58, der schwenkbar an der Schaltbasis 56 befestigt ist. Ein Hauptschaltseil (nicht gezeigt) koppelt den Schalthebel 58 auf aus dem Stand der Technik bekannte Weise mit dem hinteren Umwerfer 32. Der Schalthebel 58 ist ein Ratschenhebel, der nach dem Schalten zu einer neutralen Position (in 2 gezeigt) zurückkehrt. Wenn zum Beispiel der gezeigte rechte Schalthebel 58 von der gezeigten neutralen Position (durch Strichlinien in 5 angegeben) nach unten bewegt wird, führt der hintere Umsetzer 32 ein Hochschalten durch. Und wenn der rechte Schalthebel 58 anschließend losgelassen wird, kehrt er zu der neutralen Position (in 2 gezeigt und durch durchgezogene Linien in 5 angegeben) zurück. Wenn der gezeigte rechte Schalthebel 58 nach oben bewegt wird, führt der hintere Umwerfer 32 ein Runterschalten durch. Und wenn der rechte Schalthebel 58 anschließend losgelassen wird, kehrt er zu der neutralen Position zurück. Der linke Schalthebel 54 schaltet den vorderen Umwerfer 30 in ähnlicher Weise. Der Grundaufbau für einen Ratschenschalthebel ist aus dem Stand der Technik bekannt und wird hier nicht näher beschrieben.
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Ein Bremsmechanismus 60, 62 ist an jedem Ende der Basisstange 42 gesichert. Jeder Bremsmechanismus 60, 62 umfasst einen Bremshebel 64, der schwenkbar an einer Hebelbasis 66 für eine Drehung um eine Hebelachse montiert ist. Der Bremshebel 64 kann durch einen Benutzer gegriffen werden, um ein Bremsseil 68 auf aus dem Stand der Technik bekannte Weise für eine Betätigung einer Fahrradbremse zu bewegen. Der linke Bremsmechanismus 62 betätigt die vordere Bremse 37, und der rechte Bremsmechanismus 60 betätigt eine hintere Bremse (nicht gezeigt). Die gezeigten Bremsseile 68 werden durch die Basisstange 42 geführt.
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Der rechte Bremsmechanismus 60 ist in 3 und 4 im größeren Detail gezeigt und umfasst weiterhin eine Bremshalterung 70, die an dem Ende der Basisstange 42 durch Keile 72 und eine Verankerungsschraube 74 gesichert ist. Insbesondere umfasst die Bremshalterung 70 eine stumpfkegelförmige Fläche 76, die in ein Ende der Keile 72 eingreift. Und auch die Verankerungsschraube 74 umfasst eine stumpfkegelförmige Fläche 78, die in das andere Ende der Keile 72 eingreift. Durch das Schrauben der Verankerungsschraube 74 in die Bremshalterung 70 werden die Keile 72 radial nach außen in einen Eingriff mit dem Inneren der Basisstange 42 gedrückt, um die Bremshalterung 70 an der Basisstange 42 zu sichern. Ein mit einem Gewinde versehenes Ende 80 (3) der Verankerungsschraube 74 umfasst eine hexagonale Öffnung 82, in die ein durch die Bremshalterung 70 eingeführtes hexagonales Werkzeug (nicht gezeigt) eingesteckt werden kann, um die Verankerungsschraube 74 festzuziehen.
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Ein Bremsbolzen 84 ist in die Bremshalterung 70 eingeschraubt und sieht einen fixen Aufbau zum Montieren der Hebelbasis 66 vor. Die Hebelbasis 66 ist für eine laterale Drehung an dem Bremsbolzen 84 um eine Basisachse montiert und wird durch eine Montageschraube 86 in ihrer Position gesichert. Die Hebelbasis 66 kann nach innen um die Basisachse von einer neutralen Position relativ zu der Bremshalterung 70 gedreht werden. Eine Drehfeder 88 ist zwischen der Bremshalterung 70 und der Hebelbasis 66 angeordnet, um die Hebelbasis 66 drehend zurück zu der neutralen Position vorzuspannen.
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Die Bremshalterung 70 umfasst einen ersten Schlauchstopp 90 einschließlich eines Lochs 92 (3) zum Aufnehmen eines Hilfsschaltseils 93 (5) und eine zylindrische Vertiefung 94 (4) zum Aufnehmen des Endes eines Hilfsschaltseilschlauchs 96 (5). Die Hebelbasis 66 umfasst eine Seilrille 98, die sich entlang des Umfangs um die Hebelbasis 66 herum erstreckt, und eine Seilverankerung 100 zum Sichern des Endes des Hilfsschaltseils 93 an der Hebelbasis 66. Das Hilfsschaltseil 93 ist an der Seilverankerung 100 gesichert (z. B. durch eine Klemme) und erstreckt sich um die Hebelbasis 66 in der Seilrille 98. Das Hilfsschaltseil 93 geht dann durch das Loch 92 hindurch und erstreckt sich in den Hilfsschaltseilschlauch 96.
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Das andere Ende des Hilfsschaltseilschlauchs 96 ist in einem zweiten Schlauchstopp 102 in der Nähe der rechten Schalteinheit 52 angeordnet. Der zweite Schlauchstopp umfasst ein Loch 104 zum Aufnehmen des Hilfsschaltseils 93 und eine zylindrische Vertiefung (nicht sichtbar) zum Aufnehmen des anderen Endes des Hilfsschaltseilschlauchs 96. Das Hilfsschaltseil 93 geht durch den zweiten Schlauchstopp 102 hindurch und ist um eine untere Seite des rechten Schalthebels 58 gewunden. Das Ende des Hilfsschaltseils 93 ist derart an dem rechten Schalthebel 58 gesichert, dass eine nach oben gerichtete Bewegung des Schalthebels 58 das Hilfsschaltseil 93 zieht.
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Die rechte Schalteinheit 52 kann jederzeit verwendet werden, um den hinteren Umwerfer 32 in einer Hochschaltungs- und in einer Runterschaltungsrichtung zu schalten, indem der rechte Schalthebel 58 jeweils nach unten oder nach oben bewegt wird. Nach dem Schalten wird der Schalthebel 58 durch einen Vorspannmechanismus (nicht gezeigt) zu seiner neutralen Position zurückversetzt.
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Der Bremshebel 64 kann nach innen gedreht werden (d. h. zu der Mittellinie des Fahrrads 20, durch Strichlinien in 5 angegeben), um ein Ziehen des Hilfsschaltseils 93 zu veranlassen, wodurch der rechte Schalthebel 58 nach unten gedreht wird (durch Strichlinien in 5 angegeben), was ein Hochschalten des hinteren Umwerfers 32 zur Folge hat. Sobald der Bremshebel 64 losgelassen wird, kehrt er aufgrund der Drehfeder 88 zu seiner neutralen Position zurück und kehrt der Schalthebel 58 zu seiner neutralen Position zurück. Es ist also deutlich, dass der gezeigte Bremshebel 64 als ein Hilfsschalthebel wirken kann, um ein Hochschalten des entsprechenden Umwerfers zu veranlassen. Dies ist insbesondere nützlich, wenn der Fahrer die Basistange 42 greift (z. B. während er auf den Pedalen steht), sodass der Fahrer seine Handposition nicht für ein Hochschalten wechseln muss.
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Die gezeigte Ausführungsform umfasst ein Hilfsschaltseil, das ein Hochschalten des hinteren Umwerfers unter Verwendung des Bremshebels vorsieht. Falls gewünscht, kann ein weiteres Hilfsschaltseil hinzugefügt werden, um ein Runterschalten des hinteren Umwerfers vorzusehen. Dies kann bewerkstelligt werden, indem das zusätzliche Hilfsschaltseil derart befestigt wird, dass eine nach außen gerichtete Drehung des Bremshebels das zusätzliche Hilfsschaltseil zieht, was eine nach oben gerichtete Drehung des entsprechenden Hauptschalthebels zur Folge hat. Alternativ hierzu kann ein Zweiwege-Betätigungsglied (z. B. ein mechanischer Verbindungsstangenaufbau oder eine Zweiwege-Seilzug) verwendet werden, um ein Hochschalten oder Runterschalten unter Verwendung eines einzelnen Stellglieds zu erzielen.
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Obwohl für die vorliegende Ausführungsform nicht beschrieben, kann der linke Bremsmechanismus derart aufgebaut sein, dass er als ein Hilfsschalthebel für eine Betätigung der linken Schalteinheit wirken kann. Ein derartiger Aufbau ermöglicht ein Schalten des vorderen Umwerfers unter Verwendung entweder der linken Schalteinheit oder des Bremshebels des linken Bremsmechanismus.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgenden Ansprüche verdeutlicht.
