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Die Erfindung betrifft einen Schaltaktor, mit einem elektrischen Linearantrieb, der in einem Gehäuse aufgenommen ist, das an einer Axialseite durch einen Deckel verschlossen ist, der eine Öffnung für ein Betätigungselement aufweist.
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Derartige Schaltaktoren werden bei Fahrrädern und E-Bikes eingesetzt und erhöhen den Schaltkomfort für den Fahrer. Der von der Anmelderin entwickelte Schaltaktor kann sowohl bei Fahrrädern mit Getriebenabe als auch mit Kettenschaltung eingesetzt werden. In Verbindung mit einem Sensortretlager können Schaltvorgänge automatisch erfolgen, so dass eine vollautomatische Schaltbetätigung realisiert werden kann. Neben der Trittfrequenz kann dabei auch die vom Fahrer abgegebene Leistung berücksichtigt werden. In Abhängigkeit der Fahrsituation bestimmt eine Steuerung die richtige Übersetzung sowie einen optimalen Schaltzeitpunkt und betätigt die Schaltung des Fahrrads.
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Der Schaltaktor umfasst ein Gehäuse, in dem ein elektrischer Antriebsmotor aufgenommen ist, der mit einem Linearantrieb gekoppelt ist. Dieser als Spindeltrieb ausgebildete Linearantrieb verschiebt eine Spindelmutter axial, an der ein Betätigungselement wie ein Bowdenzug befestigt ist, das mit der Schaltung gekoppelt ist.
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Das Gehäuse und der Deckel müssen so ausgebildet sein, dass ein leichtes Öffnen möglich ist, um das Betätigungselement, insbesondere den Bowdenzug, zu montieren, so dass dieses anschließend sicher gehalten ist. Zusätzlich soll ein Öffnen auch zu einem späteren Zeitpunkt möglich sein, z. B. um den Bowdenzug zu ersetzen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schaltaktor anzugeben, dessen Gehäuse einfach geöffnet werden kann, um das Betätigungselement zu montieren.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Schaltaktor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Betätigungselement an dem Deckel gehaltert ist und dass das Gehäuse eine eine Montageöffnung des Gehäuses abdeckende und das Betätigungselement sichernde Kappe aufweist.
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Ein einfaches Montieren des Betätigungselements und dessen sicherer Halt werden bei dem erfindungsgemäßen Schaltaktor durch zwei Maßnahmen erreicht. Einerseits ist das Betätigungselement an dem Deckel gehaltert, wodurch eine form- oder kraftschlüssige Verbindung geschaffen wird. Auf diese Weise ist das Betätigungselement, genauer gesagt dessen Endabschnitt, fest mit dem Deckel verbunden. Bei einer Linearbewegung der Spindelmutter wird somit das Betätigungselement entsprechend mitgenommen, wodurch ein Schaltvorgang ausgelöst wird. Zusätzlich weist der erfindungsgemäße Schaltaktor eine Kappe auf, die das Betätigungselement im montierten Zustand sichert. Das Betätigungselement ist somit verliersicher an dem Deckel gehaltert. Andererseits ist die Kappe lösbar, so dass das Betätigungselement bei Bedarf zugänglich ist und z. B. ersetzt werden kann.
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Bei dem erfindungsgemäßen Schaltaktor wird es bevorzugt, dass die Kappe an ihrer Innenseite einen Vorsprung aufweist, der im montierten Zustand in eine Nut des Deckels geklemmt ist, in der das Betätigungselement aufgenommen ist. Die in dem Deckel vorgesehene Nut ist so ausgebildet, dass das Betätigungselement darin eingesetzt werden kann. Auf diese Weise wird auch Spiel eliminiert, wodurch ein präzises Schalten der Gangschaltung ermöglicht wird. Der an der Innenseite der Kappe ausgebildete Vorsprung ist vorzugsweise quaderförmig ausgebildet und erstreckt sich in Längsrichtung des Gehäuses, so dass er in den Endabschnitt des Betätigungselements einsetzbar ist, wodurch die Kappe in der geschlossenen Position gehalten werden kann.
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Eine besonders bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Schaltaktors sieht vor, dass das Betätigungselement als Bowdenzug ausgebildet ist, dessen Ende einen Nippel aufweist. Der Bowdenzug wird so in die Nut des Deckels eingelegt, dass der am Ende angebrachte Nippel axial anliegt. Der Bowdenzug stützt sich somit mittels des Nippels axial ab und ermöglicht ein spielfreies Schalten.
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Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass die Kappe ein Sicherungselement aufweist, das in einer Hinterschneidung des Deckels aufgenommen ist und ein Lösen der Kappe von dem Deckel verhindert. Das Sicherungselement ist so ausgebildet, dass es eine gewisse Relativbewegung zwischen der Kappe und dem Deckel ermöglicht, nicht jedoch ein vollständiges Lösen der Kappe. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich die Kappe – gegebenenfalls vom Benutzer unbemerkt – löst. Falls es tatsächlich zu einem Lösen der Kappe kommt, wird diese dennoch durch das Sicherungselement gehalten.
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Besonders bevorzugt wird dabei eine Ausgestaltung, bei der das Sicherungselement des erfindungsgemäßen Schaltaktors als Anker ausgebildet ist, der einen Steg mit beidseitig abstehenden Vorsprüngen aufweist. Dieser Anker ist in Längsrichtung des Stegs relativ zu dem Deckel bewegbar, dazu weist der Deckel vorzugsweise eine Durchgangsöffnung für den Steg auf. Auf diese Weise kann der Steg des Sicherungselements praktisch vollständig in Längsrichtung aus dem Deckel gezogen werden, so dass die Kappe aus ihrer Montagestellung am Gehäuse in eine geöffnete Stellung bewegt werden kann. In diesem geöffneten Zustand ist die Montageöffnung des Gehäuses zugänglich, so dass das Betätigungselement montiert oder entfernt werden kann. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass die Kappe aufgrund des Sicherungselements verliersicher gehalten ist. Das Sicherungselement kann unterschiedlich geformt sein, neben einer Ausgestaltung als Anker, der einen Steg mit beidseitig abstehenden Vorsprüngen aufweist, kann das Sicherungselement auch als Steg mit einem verdickten Endabschnitt ausgebildet sein, der in der Hinterschneidung des Deckels aufgenommen ist und somit ein vollständiges Herausziehen des Sicherungselements aus dem Deckel verhindert. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann ein Endabschnitt des Sicherungselements auch fest mit dem Deckel verbunden sein. In dem Fall, wenn die Hinterschneidung des Deckels des erfindungsgemäßen Schaltaktors eine Durchgangsöffnung für den Steg aufweist, wird es bevorzugt, dass die Hinterschneidung im montierten Zustand von dem Gehäuse abgedeckt ist. Die Hinterschneidung kann sich somit in dem Deckel befinden, der im montierten Zustand in das Gehäuse eingesetzt ist, wodurch die sich an der Außenseite des Deckels befindende Hinterschneidung abgedeckt ist.
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Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass sich das Sicherungselement des erfindungsgemäßen Schaltaktors näherungsweise senkrecht von der Längsachse der Kappe erstreckt. Die Kappe kann somit bezogen auf die Längsachse des Gehäuses radial bewegt werden. Vorzugsweise ist das Sicherungselement, insbesondere dessen Steg, aus einem flexiblen Material hergestellt, beispielsweise aus einem weichen Kunststoffmaterial, das ein elastisches Verbiegen ermöglicht.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schaltaktors sieht vor, dass die Kappe aus einem flexiblen Kunststoffmaterial hergestellt ist. Vorzugsweise ist sowohl die Kappe als auch das mit ihr verbundene Sicherungselement aus dem elastischen oder flexiblen Kunststoffmaterial hergestellt. Das flexible Kunststoffmaterial weist den Vorteil auf, dass ein nachträgliches Lösen der Kappe ohne Werkzeug allein durch Biegen der Kappe möglich ist.
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Eine besonders zuverlässige Funktion ergibt sich, wenn die Kappe des erfindungsgemäßen Schaltaktors an ihrem dem Deckel entgegengesetzten Ende einen in Längsrichtung abstehenden Vorsprung aufweist, der im montierten Zustand das Gehäuse hintergreift. Dieser Vorsprung verhindert ein unerwünschtes Lösen des Endes der Kappe, das sich an dem dem Deckel entgegengesetzten Ende der Kappe befindet.
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Die Montageöffnung des erfindungsgemäßen Schaltaktors kann als an einem axialen Ende des Gehäuses angeordnetes Langloch ausgebildet sein, das eine Auflagefläche für die Kappe aufweist.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
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1 ein Ende eines erfindungsgemäßen Schaltaktors in einer perspektivischen Ansicht;
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2 die Befestigung des Deckels und der Kappe am Gehäuse;
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3 eine Ansicht der Kappe von unten;
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4 eine Seitenansicht der Kappe;
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5 eine Ansicht der Kappe in Axialrichtung;
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6 eine perspektivische Ansicht des Deckels und der Kappe; und
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7 eine perspektivische Ansicht eines Endabschnitts des erfindungsgemäßen Schaltaktors mit geöffneter Kappe.
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1 zeigt einen Endabschnitt eines Schaltaktors 1, der ein im Wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse 2 aufweist. In dem Gehäuse ist ein elektrischer Linearantrieb (nicht gezeigt) aufgenommen, umfassend einen Motor, der mit einem Planetengetriebe gekoppelt ist, das über eine Kupplung mit einer Spindel verbunden ist. Die Kupplung ist im Bereich einer Motorhalterung angeordnet, die Spindel ist in einem Wälzlager drehbar gelagert. Auf der Spindel läuft eine Spindelmutter, die mit einem Bowdenzug verbunden werden kann.
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In 1 erkennt man, dass der Endabschnitt des Gehäuses 2 durch einen Deckel 3 verschlossen ist, der eine Öffnung 4 für den Bowdenzug aufweist. Das Gehäuse 2 umfasst eine Kappe 5, die eine Montageöffnung verschließt und gleichzeitig den Bowdenzug sichert.
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2 zeigt das Gehäuse 2 und den Deckel 3 bei der Montage. Das Gehäuse 2 ist an seiner Außenseite zylinderförmig ausgebildet, die Innenseite ist als achtkantiges Profil geformt. Der Deckel 3 weist eine gewisse Ausdehnung in Axialrichtung auf und ist entsprechend gegengleich geformt, so dass er in der in 2 gezeigten Position in das Gehäuse 2 einschiebbar ist. Der Deckel 3 weist eine Ausnehmung 6 auf, die an dessen Außenseite ausgebildet ist und zur Aufnahme eines Ankers 7 dient, der fest mit der Kappe 5 verbunden ist. Die 3, 4 und 5 zeigen die Kappe 5 in einer Ansicht von unten, in einer Seitenansicht und in Axialrichtung. Der Anker 7 umfasst einen Steg 8, von dessen Ende sich beidseitig Vorsprünge 9 in entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Der Anker 7 ist somit T-förmig ausgebildet und wird in die Ausnehmung 6 des Deckels 3 eingesetzt, wie in 2 gezeigt ist. Beim Einsetzen des Deckels 3 in das Gehäuse 2 wird die Ausnehmung 6 abgedeckt, wodurch ein Lösen des Ankers 7 von dem Deckel 3 verhindert wird. 2 zeigt, dass sich an die Ausnehmung 6 des Deckels 3 eine Durchgangsöffnung 10 anschließt, die von dem Steg 8 durchsetzt wird. Im montierten Zustand, das heißt bei in das Gehäuse 2 eingeschobenem Deckel 3 kann die Kappe 5 von dem Deckel 3 gelöst werden, indem der mit der Kappe 5 verbundene Anker 7 die Durchgangsöffnung 10 passiert. Diese Bewegung wird allerdings gestoppt, sobald die Vorsprünge 9 des Ankers 7 an Innenflächen der Ausnehmung 6 anschlagen. Der Anker 7 bildet somit ein Sicherungselement, das in der eine Hinterschneidung bildenden Ausnehmung 6 des Deckels 3 aufgenommen ist und ein vollständiges Lösen der Kappe 5 von dem Deckel 3 verhindert.
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In 2 erkennt man, dass die Montageöffnung des Gehäuses 2 als Langloch 11 ausgebildet ist und eine Auflagefläche 12 für die Kappe 5 aufweist. Entsprechend der Form des Langlochs 11 ist die Auflagefläche 12 U-förmig ausgebildet. Die Kappe 5 ist an ihrem Außenumfang entsprechend gegengleich ausgebildet und weist eine Stufe auf, so dass die Kappe 5 das Langloch 11 formschlüssig und oberflächenbündig verschließt.
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Im Rahmen der Montage des Schaltaktors 1 an einem Fahrrad kann die Kappe 5 manuell angehoben werden, so dass die als Langloch 11 ausgebildete Montageöffnung des Gehäuses 2 zugänglich wird. In diesem geöffneten Zustand kann ein Bowdenzug durch die Öffnung 4 eingeführt werden. Durch Aufsetzen der Kappe 5 auf den Deckel 3 wird diese geklemmt.
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In 6 erkennt man, dass der Deckel 3 eine Nut 13 aufweist, in die ein im Wesentlichen zylinderförmiger Vorsprung 14 der Kappe 5 eingreift. In 3 ist gezeigt, dass die Kappe 5 an ihrem dem Deckel 3 entgegengesetzten Ende einen in Längsrichtung abstehenden Vorsprung 15 aufweist, der im montierten Zustand die Auflagefläche 12 des Gehäuses 2 hintergreift. Die Kappe 5 und der mit ihr einstückig ausgebildete Anker sind aus einem flexiblen Kunststoffmaterial hergestellt, so dass die Kappe 5 das Langloch 11 formschlüssig verschließt. In ähnlicher Weise kann der Vorsprung 14 an der Unterseite der Kappe 5 aufgrund seiner Elastizität in die Nut 13 gedrückt bzw. geklemmt werden, wodurch die Kappe 5 sicher gehalten wird.
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7 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt das Gehäuse 2 mit montiertem Deckel 3 und geöffneter Kappe 5. Zusätzlich ist ein Bowdenzug 16 gezeigt, der an seinem Ende einen Nippel 17 aufweist. In der Praxis ist der Bowdenzug 16 mit einer Hülle versehen, die jedoch in 7 nicht dargestellt ist. Der Bowdenzug 16 wird in der dargestellten Weise bei geöffneter Kappe 5 in das Langloch 11 eingesetzt. Dazu ist die Öffnung 4 des Deckels 3 oben offen. Beim Schließen der Kappe 5 wird der Vorsprung 14 an der Unterseite der Kappe 5 in die Nut 13 des Deckels geklemmt. Die Nut 13 ist so geformt, dass die an ihrem Ende eine Endkappe aufweisende Hülle des Bowdenzugs 16 in die Nut 13, deren Durchmesser sich nach innen verringert, eingesetzt werden kann. Im montierten Zustand wird der Bowdenzug 16 durch eine Zugkraft beaufschlagt, die durch eine Feder einer Gangschaltung des Fahrrads erzeugt wird. Durch die permanent wirkende Zugspannung wird der Bowdenzug axial gegen den Deckel 3 gezogen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltaktor
- 2
- Gehäuse
- 3
- Deckel
- 4
- Öffnung
- 5
- Kappe
- 6
- Ausnehmung
- 7
- Anker
- 8
- Steg
- 9
- Vorsprung
- 10
- Durchgangsöffnung
- 11
- Langloch
- 12
- Auflagefläche
- 13
- Nut
- 14
- Vorsprung
- 15
- Vorsprung
- 16
- Bowdenzug
- 17
- Nippel
