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Die
Erfindung betrifft einen Schalter als Fernbedienung für den Wechsel
von Gangstufen an einem Schaltgetriebe insbesondere Fahrrad-Schaltgetriebe,
dessen Gangstufen ratschenartig durch zwei Betätigungshebel mittels zweier
Schaltseile geschaltet werden, wobei ein erster Betätigungshebel
sequenziell in die kleineren Gänge
schaltet und ein zweiter Betätigungshebel
sequenziell in die größeren Gänge schaltet.
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Beschreibung
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Zum
Wechsel von Übersetzungen
finden bei Fahrrädern
Schaltgetriebe Verwendung, die vom Lenker aus geschaltet werden
können.
Als Betätigungsmittel
kommen Schaltseile zur Anwendung, die den vom Fahrer vorgegebenen
Schaltwunsch vom Schalter zum Schaltgetriebe übertragen. Sollen die Schaltbefehle
möglichst
direkt und schnell erfolgen, wird sowohl für das Hochschalten in die größeren Gänge als
auch für
das Herunterschalten in die kleineren Gänge jeweils ein Schaltseil
vorgesehen, welches zum Betätigen
aus dem Schaltgetriebe um eine bestimmte Länge heraus gezogen werden muss. Das
Schaltseil für
die entgegengesetzte Schaltrichtung wird dabei gleichzeitig in das
Schaltgetriebe eingezogen.
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Einfache
Schalter in Form von Dreh-Schaltgriffen zum Ansteuern eines solchen
Schaltgetriebes bestehen aus einer um den Lenker angeordneten Seilspule
zur Aufnahme von zwei Schaltseilen, an welcher drehfest ein Griffstück befestigt
ist. Zum Betätigen
des Schaltgetriebes umgreift der Fahrer das Griffstück und verdreht
es um einen bestimmten Winkel nach vorn oder nach hinten und legt
damit entsprechend Drehrichtung und -winkel einen um eine oder mehrere
Gangstufen kleineren oder größeren Gang
im Schaltgetriebe ein.
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Diese
Art der Ansteuerung bringt einige ergonomische Nachteile mit sich.
Um genügend Schaltkraft
für das
Einlegen des gewünschten
Ganges unter Antriebslast aufbringen zu können, muss das Griffstück einen
ausreichend großen
Außendurchmesser
und ein Profil aufweisen, welches ein Durchrutschen das Griffstücks auch
bei Verschmutzung oder Nässe
in der Hand verhindert, so dass mit geringen Greifkräften auf
Dauer ermüdungsfrei
geschaltet werden kann. Eine solche, für das Betätigen optimierte Form des Griffstücks wird
von vielen Fahrern beim reinen Festhalten des Griffstücks zwischen den
Schaltvorgängen
als unbequem und störend empfunden.
Darüber
hinaus können
z. B. durch Fahrbahnstöße ungewollte
Schaltvorgänge
durch das ständige
Umgreifen des Griffstücks
während
der Fahrt eingeleitet werden. Gleichzeitiges Wechseln von Gangstufen
und Bremsen mit der Schalt-Hand sind kaum möglich.
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Ein
weiterer Nachteil eines solchen Dreh-Schaltgriffs besteht darin,
dass er aufgrund seiner notwendigen axialen Baulänge bei der Montage lediglich über gerade
Lenkerenden geschoben werden kann. Somit ist die Verwendung z. B.
an Rennrad- oder Sonderlenkern nicht möglich und die Anordnung des
Schaltgriffs um den Lenker bedingt einen großen Reibdurchmesser für Seilspule
und Griffstück,
was zu erhöhten
Schaltkräften
und beschleunigtem Verschleiß führt.
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Demnach
liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, den Schalter der eingangs
beschriebenen Gattung so aus zu bilden, dass die Betätigungselemente
des Schalters von dem Lenker-Griff funktional getrennt sind und
der Schalter eine Befestigungsmöglichkeit
am Lenker aufweist, welche an beliebig gebogenen Lenkern montiert
werden kann.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruchs 1 und des Anspruchs
11. Diese stellen von einander unabhängige Lösungen dar.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Gesamtansicht des Schalters und mittels Schaltseilen angesteuertem
Schaltgetriebe
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2 eine
Ausführungsvariante 1a des
erfindungsgemäßen Schalters
mit Kegelradverzahnung
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3 eine
Detailansicht von Betätigungshebel
mit Freilauf
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4 eine
Ausführungsvariante 1b des
erfindungsgemäßen Schalters
mit Rastierungseinheit
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5 eine
Ausführungsvariante 1c des
erfindungsgemäßen Schalters
mit innerhalb der Seilspule angeordneter Stirnradverzahnung
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6 eine
Draufsicht auf die Getriebestufe von Ausführungsvariante 1c
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7 eine
Ausführungsvariante 1d des
erfindungsgemäßen Schalters
mit außerhalb
der Seilspule angeordneter Strinradverzahnung
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8 eine
Draufsicht auf die Getriebestufe von Ausführungsvariante 1d
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9 eine
Gesamtansicht von Schalter 1e mit einem zweiten Schalter
als Fernbedienung über ein
Schaltseil und mittels zweier Schaltseile angesteuertem Schaltgetriebe 2
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10 eine
Ausführungsvariante 1e des
erfindungsgemäßen Schalters
mit einer Seilspule und zwei Klinkenverzahnungen
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11 eine
Ausführungsvariante 1f des
erfindungsgemäßen Schalters
mit einer Seilspule und einer gemeinsamen Klinkenverzahnung
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Ausführungsvarianten 1a–1d gezeigt
in 1 bis 8
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Schalter
mit zwei Betätigungshebeln
welche über
je einen Freilauf auf je eine Seilspule zur Aufnahme eines Schaltseils
wirken und einer zwischen beiden Seilspulen angeordneten Getriebestufe,
welche bei Verdrehung einer Seilspule die andere Seilspule um den
gleichen Drehwinkel in die entgegengesetzte Richtung verdreht.
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Ausführungsvarianten 1e–1f gezeigt
in 9 bis 11
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Erster
Schalter mit einer Seilspule zur Aufnahme von zwei Schaltseilen
in entgegengesetztem Wickelsinn und einer Betätigung der Seilspule über einen
Freilauf mittels einem im Schalter integrierten Betätigungshebel
und einer Betätigung
der Seilspule über
einen zweiten Freilauf in gegensinniger Drehrichtung mittels einem
Hebel, welcher über
einen in einem separaten zweiten Schalter angeordneten Betätigungshebel
als Fernbedienung für
den ersten Schalter betätigt
wird.
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Das
Schaltgetriebe 2 besitzt mehrere Schaltstufen, welche sequenziell über zwei
Schaltseile 3 und 3a geschaltet werden können. Wird
an Schaltseil 3 gezogen, so werden im Schaltgetriebe 2 je
nach Länge
des eingezogenen Schaltseils 3 eine oder mehrere Schaltstufen
in Richtung kleinere Gänge
geschaltet. Gleichzeitig wird Schaltseil 3a in das Getriebe
um den gleichen Betrag eingezogen, wie Schaltseil 3 herausgezogen
wird. Dieser Vorgang kann wiederholt werden, bis die kleinste Schaltstufe eingelegt
ist und kein Schaltseil mehr eingezogen werden kann.
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Wird
an Schaltseil 3a gezogen, so werden analog zu Schaltseil 3 größere Gänge eingelegt
und Schaltseil 3 wird in das Getriebe eingezogen.
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Der
erfindungsgemäße Schalter 1 dient
dazu, im Schaltgetriebe 2 z. B. vom nicht dargestellten Lenker
eines Fahrrades als Fernbedienung durch Betätigen der Betätigungshebel 109 bzw. 109a Gangstufen
zu wechseln. Dazu ist der Schalter mittels Montageschelle 10 und
Verschlussschraube 125 am Lenker montiert.
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In
einem Gehäuse 110a des
Schalters 1a ist um eine gehäusefeste Achse 105 eine
Seilspule 4 drehbar gelagert angeordnet, welche an ihrem äußeren Umfang
eine Seilnut 101 zur Aufnahme eines Schaltseils 3 aufweist.
Weiterhin weist die Seilspule 4 eine zur Seilnut konzentrische
Klinkenverzahnung 102 des Freilaufs 6, sowie eine
Kegelradverzahnung 103 der Getriebestufe 8 auf.
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Um
die Mittelebene des Gehäuses 110a spiegelbildlich
angeordnet befindet sich eine ebenfalls auf der Achse 105 drehbar
gelagerte, analog zu Seilspule 4 aufgebaute Seilspule 4a,
bestehend aus Seilnut 101a zur Aufnahme eines Schaltseils 3a,
einer Klinkenverzahnung 102a des Freilaufs 6a,
sowie einer Kegelradverzahnung 103a der Getriebestufe 8. Auf
einem in dieser Mittelebene angeordneten, gehäusefesten Kegelradträger 106 sind
ein oder mehrere Kegelräder 104 drehbar
gelagert aufgenommen, die sowohl mit Kegelradverzahnung 103 von
Seilspule 4 als auch mit Kegelradverzahnung 103a von
Seilspule 4a kämmen
und eine Drehbewegung von Seilspule 4 um die Achse 105 bezogen
auf das Gehäuse 110a in
eine Drehbewegung von Seilspule 4a um den gleichen Winkelbetrag
in die entgegengestzte Drehrichtung bewirken. Schaltseile 3 und 3a sind
an einem Ende jeweils fest an den Seilspulen 4 und 4a angebunden,
verlaufen abschnittweise über
die Seilnut und verlassen das Gehäuse 110a durch die
Seilausgänge 111 und 111a in
Richtung Schaltgetriebe 2, welches eine Rastierungseinheit
aufweist.
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Im
unbetätigten
Zustand werden die beiden Betätigungshebel 109 und 109a jeweils
mittels ihnen zugeordneten Rückholfern 117 und 117a gegen
den gehäusefesten
Hebelanschlag 122 gedrückt.
In dieser Position sind die an den Betätigungshebeln 109 und 109a drehbar
gelagerten Klinken 107 und 107a durch das gehäusefeste
Ausspurblech 108 nicht im Eingriff mit den Klinkenverzahnungen 102 und 102a der
Seilspulen 4 und 4a. Die beiden Seilspulen 4 und 4a werden
durch die wahlweise im Schalter 1 integrierte Rastierung 5 oder
die im Schaltgetriebe 2 integrierte Rastierung (nicht dargestellt)
gegen Verdrehen gesichert.
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Wird
der Betätigungshebel 109 gegen
die Kraft der Rückholfeder 117 betätigt, wird
zunächst
die Klinke 107 über
das Ende des Ausspurblechs 108 bewegt, so dass die Klinkenfeder 116 die
Klinke 107 in die Klinkenverzahnung 102 drückt. Jeder
weitere Betätigungsweg
des Hebels 109 wird über
die Klinke 107 und die Klinkenverzahnung 102 auf
die Seilspule 4 übertragen
wodurch das Betätigungsseil 3 eingezogen
wird und einen Schaltvorgang im Schaltgetriebe 2 auslöst. Ist
die Betätigung
abgeschlossen, wird der Betätigungshebel 109 durch
die Kraft der Rückholfeder 117 in
seine Ausgangsposition gegen den Hebelanschlag 122 zurück bewegt.
Dabei erfolgt ein Überholen
des Klinkenfreilaufs 6, da die Seilspule 4 aufgrund
der Rastierung in ihrer Position gehalten wird. Bevor der Hebel 109 gegen
den Anschlag 122 gedrückt
wird, erreicht die Klinke 107 das Ausspurblech 108 und
wird von diesem gegen die Kraft der Klinkenfeder 116 außer Eingriff
mit der Klinkenverzahnung 102 gebracht.
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Beinhaltet
das Schaltgetriebe 2 keine Rastierungseinheit, so kann
eine Rastierungseinheit 5 in den Schalter 1b integriert
vorgesehen sein. Dazu befindet sich auf der Seilspule 4b eine
Rastierung 112, in deren Vertiefungen eine am Gehäuse 110b angeordnete,
durch die Rastfeder 114 angefederte Rastkugel 113 eingreifen
kann und die Seilspule 4b in vorgegebenen, den einzelnen
Gangstufen des Schaltgetriebes 2 zugeordneten Positionen
gegen die Kraft der Rastfeder 114 fest halten kann und
damit ein ungewollter, nicht durch Betätigung von Betätigungshebel 109 oder 109a eingeleiteter
Schaltvorgang im Schaltgetriebe 2 verhindert wird.
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Da
die Betätigungskraft
zum Wechseln von Schaltstufen in Schaltgetriebe 2 direkt über die
mittels Freilauf 6 bzw. 6a betätigte Seilspule 4a bzw. 4b erfolgt
und dadurch der Kraftfluss nicht über die Getriebestufe 8 geleitet
wird, müssen
die Kegelräder von
Getriebestufe 8 nicht sehr stabil ausgeführt sein. Lediglich
im Fall von Missbrauch oder z. B. einem Sturz ist es möglich, dass
beide Schaltseile mit großer
Kraft aus dem Gehäuse 110b heraus
gezogen werden. Um in diesem Fall die Getriebestufe 8 nicht zu
zerstören
kann der Kegelradträger 106a nicht formschlüssig sondern
kraftschlüssig über eine
entsprechende Befestigung 9 im Gehäuse 110b fixiert werden,
so dass bei für
die Getriebestufe 8 unzulässig hoher Kraft der Kegelradträger im Gehäuse 110b verdreht
wird um so die Getriebestufe 8 vor Beschädigung zu
schützen.
Zur Wiederherstellung der Funktionstüchtigkeit des Schalters 1b muss
lediglich bei geöffnetem
Gehäuse 1b der
Kegelradträger 106b wieder
in die Ursprungsposition zurück
gedreht werden.
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Eine
alternative Möglichkeit
zur Drehrichtungsumkehr mit Kegelrädern wie bei Schalter 1a und 1b besteht
in der Verwendung von Stirnrädern für die Getriebestufe 8a wie
in Schalter 1c. Dazu ist an Seilspule 4c statt
dem Kegelrad 103 von Seilspule 4 ein innenverzahntes
Hohlrad 121 angeordnet, welches mit einem im Gehäuse 110c gelagerten,
radial innerhalb der Seilspule 4c angeordneten Stirnrad 119 von
Seilspule 4c kämmt.
Analog zu Schalter 1a ist im Gehäuse 110c spiegelbildlich
zu Seilspule 4c eine Seilspule 4d angeordnet,
welche ein innenverzahntes Hohlrad 121a aufweist. Dieses
Hohlrad 121a kämmt
mit einem im Gehäuse 110c gelagerten,
radial innerhalb der Seilspule 4d angeordneten Stirnrad 119a,
welches zur Drehrichtungsumkehr mit Stirnrad 119 kämmt.
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Statt
der radial innerhalb der Seilspulen 4c und 4d angeordneten
Stirnräder 119 und 120 können auch
Stirnräder 120 und 120a für Getriebestufe 8b vorgesehen
sein, welche radial außerhalb
der Seilspulen 4e und 4f im Gehäuse 110d gelagert
sind. Hierbei ist besonders vorteilhaft, dass die mit den Stirnrädern 120 und 120a kämmenden
Stirnräder 102b und 102c von
Seilspulen 4e und 4f zusätzlich die Funktion der Klinkenverzahnungen
für die
Freiläufe 6 und 6a übernehmen
und so eine kostengünstige
Bauweise möglich
ist.
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In
einer alternativen Ausführungsform
erfolgt die Getriebetätigung
analog zu 1 jedoch ist bei Schalter 1e und 1f der
im Schalter 1a bis 1e integrierte Betätigungshebel 109a durch
einen in einem separaten zweiten Schalter 7 angeordneten
Betätigungshebel 109b ersetzt,
welcher über
das Schaltseil 3a den Schalter 1e/1f fern
bedient.
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Eine
Ausführungsvariante
mit einer gemeinsamen Seilspule 4g zur Aufnahme beider
Schaltseile 3 und 3a ist möglich, wenn die Freiläufe 6b und 6c in gegensinniger
Drehrichtung auf die Seilspule 4g wirken. Dafür ist Betätigungshebel 109 zur
direkten manuellen Betätigung
durch den Fahrer vorgesehen, Hebel 123 ist zur Betätigung über ein
weiteres Schaltseil 3b mittels einfachem Hebel 7 an
der entgegengesetzten Lenkerseite zur manuellen Betätigung von
Betätigungshebel 109b mit
der anderen Hand vorgesehen.
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Dazu
verbindet Schaltseil 3b den in Schalter 1e/1f angeordneten
Hebel 123 mit in Schalter 7 angeordneten Hebel 124.
Die Seilausgänge 111 und 111a verlassen
bei dieser Variante das Gehäuse 110e und 110f tangential
in entgegengesetzter Richtung.
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Wird
die Klinkenverzahnung 102b der Seilspule 4h symmetrisch
ausgelegt, so können
beide Freiläufe 6 und 6a von
Schalter 1f auf diese gemeinsame Klinkenverzahnung 102b wirken,
wodurch eine axial besonders kompakte und kostengünstige Ausführung des
erfindungsgemäßen Schalters
möglich ist.
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- 1
- Schalter
- 1a,
b, c, d
- Schalter
- 2
- Schaltgetriebe
- 3
- Schaltseil
- 3a,
b
- Schaltseil
- 4
- Seilspule
- 4a,
b, c, d, e, f, g, h
- Seilspule
- 5
- Rastierungseinheit
- 6
- Freilauf
- 6a,
b, c
- Freilauf
- 7
- Schalter
- 8
- Getriebestufe
- 8a,
b
- Getriebestufe
- 9
- Befestigung
- 10
- Montageschelle
- 101
- Seilnut
- 101a
- Seilnut
- 102
- Klinkenverzahnung
- 102a,
b, c
- Klinkenverzahnung
- 103
- Tellerrad
- 103a
- Tellerrad
- 104
- Kegelrad
- 105
- Zentralachse
- 106
- Kegelradträger
- 107
- Klinke
- 107a
- Klinke
- 108
- Ausspurblech
- 108a,
b
- Ausspurblech
- 109
- Betätigungshebel
- 109a,
b
- Betätigungshebel
- 110
- Gehäuse
- 110a,
b, c, d, e, f
- Gehäuse
- 111
- Seilausgang
- 111a
- Seilausgang
- 112
- Rastierung
- 113
- Rastkugel
- 114
- Rastfeder
- 115
- Hebelöffnung
- 115a
- Hebelöffnung
- 116
- Klinkenfeder
- 117
- Rückholfeder
- 118
- Stirnrad
- 119
- Stirnrad
- 119a
- Stirnrad
- 120
- Stirnrad
- 120a
- Stirnrad
- 121
- Hohlrad
- 121a
- Hohlrad
- 122
- Hebelanschlag
- 123
- Hebel
- 124
- Hebel
- 125
- Verschlussschraube
-
Zusammenfassung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Schalter als Fernbedienung
für den
Wechsel von Gangstufen an einem Schaltgetriebe insbesondere Fahrrad-Schaltgetriebe,
dessen Gangstufen ratschenartig durch zwei Betätigungshebel mittels zweier
Schaltseile geschaltet werden, wobei ein erster Betätigungshebel
sequenziell in die kleineren Gänge schaltet
und ein zweiter Betätigungshebel
sequenziell in die größeren Gänge schaltet.