DE2650011C3

DE2650011C3 - Bedienungseinrichtung für Fahrradgangschaltungen

Info

Publication number: DE2650011C3
Application number: DE2650011A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Hedrich Hans Eberhard Dipl-Ing 2000 Hamburg
Current assignee: Hedrich Hans Eberhard Dipl-Ing 2000 Hamburg
Priority date: 1976-10-30
Filing date: 1976-10-30
Publication date: 1979-11-08
Also published as: IT1087120B; US4194408A; DE2650011A1; DE2650011B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bedienungseinrichtung für Fahrradgangschaltungen, bei der durch einen Handhebel über ein Zugglied bzw. Zugglieder (Seil, Gestänge usw.) eine federbelastete Schalteinrichtung betätigt wird. Aufgabe der Erfindung isi eine Verbesserung von Bedienungseinrichtungen zur Handschaltung von Fahrradgangschaltungen, vorzugsweise Kettenschaltungen, um die Rastung des Handhebels angenehmer zu gestalten und die Möglichkeit zu eröffnen, z.B. 10-Gangschaltungen durch nur einen Handhebel zu bedienen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Zugglied an einem Pendelhebel angreift, der ein Rastglied aufweist, das an mindestens einer mittels des Handhebels drehbaren Kurvenscheibe mit Rastkerben anliegt.

Um einen Handhebel für Fahrradgangschaltiingen mit einer Rastung auszustatten, ist es aus den US-Patentschriften 33 62 238 und 33 94 604 bekannt, den Handhebel oder eine Halterung desselben mit Rastlöchern zu versehen, die den einzelnen Schaltstellungen entsprechen und das jeweils andere Teil mit einer in den Rastlöchern zusammenwirkenden Rastkugel zu versehen, um so die Schalteinrichtung in den einzelnen Gängen festzuhalten. Diese Lösung weist jedoch den Nachteil auf, daß die Feder der Gang;:chal tung über das Betätigungsseil ein dauernd vorhandenes Moment um die Handhebelachse erzeugt, wodurch die Rastung mit zunehmender Seilkraft immer unsicherer wird. Weiterhin ist aus der GB-Patentschrift 6 61 843 eine Bedienungseinrichtung mit einer Kurvenscheibe bekannt, die um die Tretlagerachse drehbar gelagert ist und mittels eines Mitnehmers durch Rücktrittbewegung gedreht wird. Diese Bedienungseinrichtung weist eine zyklische Reihenfolge der Gänge auf, was sich im praktischen Betrieb als sehr nachteilig erweist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hai: den Vorteil, daß es hierbei möglich ist, das Moment der Seilkraft um die Handhebelachse zum Verschwinden zu bringen und daß somit die Rastung des Handhebels mit zunehmender Seilkraft immer sicherer wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist die Anordnung zweier mittels eines Handhebels drehbarer Kurvenscheiben, die über Hebel auf zwei getrennte Zugglieder wirken. Hierdurch wird die Möglichkeit

ίο eröffnet, z.B. eine 10-GangschaItung durch nur einen, anstatt wie bisher durch zwei Handhebel, zu bedienen. Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß in mindestens einem Gang die Rastung des Handhebels durch nur eine von beiden Kurvenscheiben übernommen wird. Durch gezielte Anwendung dieser Maßnahme ergibt sich der Vorteil, daß sich die erforderlichen Kurvenverläufe auf kleineren Kurvenscheiben unterbringen lassen. Eine weitere Maßnahme, die dem gleichen Zweck dient, besteht darin, daß die Winkelteilung der Rastkerben in geringen Grenzen ungleichmäßig ausgeführt ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist auch zur Bedienung von Nabenschaltungen geeignet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fi g. 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Bedienungseinrichtung,

Fig.2 eine praktische Ausführung einer Einrichtung nach Fig. I in perspektivischer Ansicht und in zerlegtem Zustand,

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer Kettenschaltung mit Zahnkranz- und Kettenblattumschaltung,

F i g. 4 eine Tabelle zur Erläuterung einer Schaltsystematik für eine Schaltung nach F i g. 3,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Bedienungseinrichtung für eine Schaltung nach Fig.3 in teilweise zerlegtem Zustand,

Fig. 6 eine Kurvenscheibe zum Steuern der Kettenblattschaltung und

Fig. 7 eine Kurvenscheibe zum Steuern der Zahnkranzschaltung.

Fig. 1 zeigt im Prinzip eine an einem Rahmenrohr 1 befestigte erfindungsgemäße Bedienungseinrichtung, z. B. für eine 5-Gang-Kettenschaltung mit einem Handhebel 2, zwei rahmenfesten Zapfen 3 und 6, einer um den Zapfen 3 mittels des Hebels 2 drehbaren Kurvenscheibe 4 und einem um den Zapfen 6 drehbaren Pendelhebel 7 mit einer Rolle 10 und einem Nippel 8, in dem das Zugseil 9 angreift. Die Kurvenscheibe 4 weist Rastkerben 51 bis 55 auf, die derart auf einer Spirale angeordnet sind, daß die Rastkerbe 51 den geringsten und die Rastkerbe 55 den größten radialen Abstand zur Achse des Zapfens 3 aufweist. Wird nun eine Schalteinrichtung üblicher Art, bei der z. B. die Kette durch eine eingebaute Rückholfeder zu den kleinen und durch einen Seilzug zu den großen Zahnkränzen geführt wird, durch die erfindungsgemäße Einrichtung über das Seil 9 betätigt, so bewegt sich die Kette bei einer Drehung des Hebels 2 im Uhrzeigersinn zu den kleinen Zahnkränzen und umgekehrt. Dabei wird der jeweils geschaltete Gang durch den Abstand der Rolle 10 zur Achse des Zapfens 3 bestimmt, der sich aus der Form der Kurvenscheibe 4 ergibt. Bei dieser Einrichtung ist die Rastung um so deutlicher, je kräftiger die Rückholfeder eingestellt ist. Der Drehbereich des Handhebels 2 wird durch die Anschlagkanten 11 und 12 begrenzt.

F i g. 2 zeigt eine Ausführung einer Bedienungsein-

richtung nach FMg. 1 perspektivisch in teilweise zerlegtem Zustand. Am Rahmenrohr 1 ist der Zapfen 3 mit dem Vierkantsockei 14 angelötet Eine Trägerplatte 15 mit dem Zapfen 6 wird mit der Vierkantöffnung auf den Vierkantsockel 14 geschoben. Der Hebel 7 ist mit der Bohrung 16 auf den Zapfen 6 geschoben und durch die auf das Gewinde 17 aufgeschraubte Hutmutter 18 axial gesichert Die Kurvenscheibe 4 weist Vertiefungen 19 auf, in die entsprechende Vorsprünge des Hebels 2 eingreifen. Die Scheibe 4 und der Hebel 2 sind uurch vier Nieiv- 20 miteinander verbunden und auf dem Zapfen 3 gelagert. Die Sicherung in axialer Richtung erfolgt durch die Scheibe 21, die durch die in das Gewinde 22 eingeschraubte Schraube 23 gehalten wird. Der zweiflachförmige Durchbruch 24 in der Scheibe 21 paßt auf den entsprechend geformten Ansatz des Zapfens 3. Hierdurch ist sichergestellt, daß sich die Schraube 23 im Betrieb nicht lockert.

Fig. 3 zeigt eine Prinzipdarstellung einer 10-Gangschaltung mit den auf der Tretlagerachse 25 angeordneten Kettenblättern A und B und den auf der Hinterradachse 26 angeordneten Zahnkränzen a bis e. Hierbei erfolgt die Umschaltung der Kette auf die einzelnen Kettenblätter bzw. Zahnkränze zunächst durch zwei eigenständige Handhebel. In diesem Beispiel sind die Zähnezahlen so gewählt, daß sich beim Umschalten der Kette von einem Kettenblatt auf das andere ein 5-Gänge-Schritt und beim Umschalten von einem Zahnkranz auf einen benachbarten ein 1-Gang-Schritt ergibt. Die hierbei möglichen Kettenblatt-Zahnkranz-Kombinationen sind in der Tabelle nach F i g. 4 zusammengestellt. Aus dieser Schaltsystematik ersieht man, daß beim Durchschalten vom 1. bis zum 5. Gang nur die Zahnkranzschaltung zu betätigen ist, und zwar vom Zahnkranz a auf den Zahnkranz e. Beim Schalten vom 5. in den 6. Gang sind jedoch beide Handhebel zu betätigen, wobei die Kette mittels der Zahnkranzschaltung wieder auf den Zahnkranz a und mittels der Kettenblattschaltung vom Kettenblatt A auf das Kettenblatt B geschaltet wird. Die folgenden Gänge, vom 6. bis zum 10, ergeben sich durch Weiterschalten der Kette vom Zahnkranz a auf den Zahnkranz e. Beim Zurückschalten ergibt sich entsprechendes. Bei einer anderen Schaltsyslematik ergibt sich beim Umschalten der Kettenblätter ein 1-Gang-Schritt und beim Umschalten von einem Zahnkranz auf einen benachbarten ein 2-Gänge-Schritt. Die Bedienung einer derartigen Schaltung ist noch schwieriger als die der vorgenannten, da zum Schalten der Hälfte aller Cänge beide Handhebel betätigt werden müssen. Da der Fahrer durch diesen Bedienungsaufwand sehr in Anspruch genommen wird, kann er dem Fahr- bzw. Renngeschehen nicht immer seine ungeteilte Aufmerksamkeit zuwenden.

F i g. 5 zeigt demzufolge eine Weiterbildung der Erfindung z.B. für eine 10-Gangschaltung, die darin besteht, daß zwei Kurvenscheiben, eine für die Kettenblatt- und eine für die Zahnkranzschaltung, durch einen gemeinsamen Handhebel betätigt v/erden. In der Figur ist die Einrichtung teilweise zerlegt dargestellt mit dem Zapfen 30, zwei Hebeln 32 und 33, die mittels eines Bolzens 43 an eine Trägerplatte 31 angelenkt sind, der Scheibe 34, den beiden Kurvenscheiben 35 und 36, dem Handhebel 37, der Scheibe 38 und der Schraube 39. In montiertem Zustand ist die Platte 31 mit der quadratischen Öffnung auf den Vierkantsockel des Zapfens 30 aufgesetzt. Die beiden Kurvenscheiben 35 und 36 sind in die Schlitze 40 des Handhebels 37 eingeführt und durch die beiden Niete 41 befestigt. Die Scheibe 34, der Handhebel 37 mit den Kurvenscheiben 35 und 36 sowie die Scheibe 38 sind auf den Zapfen 30 geschoben und durch die Schraube 39, die in das Gewinde 42 des Zapfens 30 eingeschraubt ist, axial gesichert Die dem Zweiflach des Zapfens 30 angepußte Form des Durchbruchs in der Scheibe 38 verhindert ein Lockern der Schraube 39 im Betrieb. Im montierten Zustand üben die Federn der Kettenblatt- bzw. Zahnkranzschaitung über die Seile 44 und 45 Zugkräfte auf die Hebel 32 und 33 aus, so daß sich die Rollen 46 und 47 an die Kurvenscheiben 35 und 36 anlegen. Hierdurch ist die Kettenblattschaltung von der Kurvenscheibe 35 und die Zahnkranzschaltung von der Kurvenscheibe 36 abhängig. Bei Anwendung der Systematik nach den Fig.3 und 4 und bei Beachtung, daß durch ein Einholen von Seillänge mittels des Handhebels die Kette zu dem großen Kettenblatt B geführt wird, ergibt sich die prinzipielle Form der Kurvenscheibe 35 entsprechend Fig. 6. Hier ist diese Kurvenscheibe im Zusammenwirken mit der Rolle 46, dem Hebel 32 und dem Seil 44 gezeigt. Die gezeigte Stellung des Handhebels 37 entspricht dem 1. Gang. Bei Drehung des Handhebels 37 im Uhrzeigersinn bis einschließlich zum 5. Gang wird die Kette auf dem kleinen Kettenblatt A belassen. Beim Weiterschalten in diesem Sinne wird beim Übergang vom 5. zum 6. Gang infolge der Form der Kurvenscheibe 35 eine definierte Seillänge eingeholt, so daß die Kette auf das große Kettenblatt B geschaltet wird. Dieses wird dann entsprechend Fig.4 bis zum 10. Gang beibehalten. Fig. 7 zeigt die entsprechenden Zusammenhänge für die Kurvenscheibe 36, die die Zahnkranzschaltung steuert. Hier wird die Kette durch Drehung des Handhebels 37 im Uhrzeigersinn — infolge der Form der Kurvenscheibe 36 — durch Freigabe von Seillänge zu den kleineren Zahnkränzen geschaltet. Im 5. Gang hat die Kette alle anderen Zahnkränze passiert und befindet sich auf Zahnkranz e. Beim Übergang vom 5. zum 6. Gang wird dann infolge der Form der Kurvenscheibe 36 eine definierte Seillänge eingeholt, um die Kette vom Zahnkranz e zurück auf den Zahnkranz a zu schalten. Beim Weiterschalten wird dann jeweils so viel Seillänge freigegeben, daß sich die Kette im 10. Gang wieder auf dem Zahnkranz e befindet. Dadurch, daß die Stellung der Kettenblattschaltung in jedem Gang durch einen anderen Teil der Kurvenscheibe 35 bestimmt wird, kann der beim Durchschalten der Zahnkränze variierende Fluchtwinkel der Kette durch entsprechende Gestaltung der Kurvenscheibe 35 berücksichtigt werden. Hierdurch ergibt sich in jedem Gang automatisch die erforderliche Freigängigkeit zwischen Kette und Führungsteil der Kettenblattschaltung. Auf diese Weise ist eine Kettenschaltung mit Zahnkranz- und Kettenblattschaltung sehr einfach mit nur einem Handhebel zu bedienen.

Zur Vereinfachung der Konstruktion können die Rollen 10, 46 und 47 durch einfache G'ieitelemente ersetzt werden. Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß in mindestens einem Gang die Rastung des Handhebels durch nur eine von beiden Kurvenscheiben übernommen wird. Durch gezielte Anwendung dieser Maßnahme ergibt sich der Vorteil, daß sich die erforderlichen Kurvenverläufe auf kleineren Kurvenscheiben unterbringen lassen. Eine weitere Maßnahme, die dem gleichen Zweck dient, besteht darin, daß die Winkelteilung der Rastkerben in geringen Grenzen ungleichmäßig ausgeführt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bedienungseinrichtung für Fahrradgangschaltungen, bei der durch einen Handhebel über ein Zugglied bzw. Zugglieder (Seil, Gestänge usv/.) eine federbelastete Schalteinrichtung betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugglied an einem Pendelhebel (7, 32, 33) angreift, der ein Rastglied (Rollen 10, 46, 47) aufweist, das an mindestens einer mittels des Handhebels (2, 37) drehbaren Kurvenscheibe (4,35, 36) mit Rastkerben (51,52,54,55) anliegt.

2. Bedienungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mittels des Handhebels (37) drehbare Kurvenscheiben (35,36) an.geordnet sind, die über Hebel (32, 33) auf zwei getrennte Zugglieder (Seile 44,45) wirken.

3. Bedienungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer Schaltstellung nur eine der Kurvenscheiben (35, 36) eine Rastkerbe aufweist.

4. Bedienungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung der Rastkerben (51, 52, 54, 55) ungleichmäßig ausgeführt ist.