DE2922560C2

DE2922560C2 - Einrichtung zum Betätigen eines Umwerfers einer Fahrrad-Kettenschaltung

Info

Publication number: DE2922560C2
Application number: DE2922560A
Authority: DE
Inventors: Etsuyoshi Sakai Osaka Watarai
Original assignee: Shimano Industrial Co Ltd
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1978-06-02
Filing date: 1979-06-01
Publication date: 1984-01-05
Also published as: JPS54158567A; GB2025003A; JPS595926B2; GB2025003B; DE2922560A1; US4259879A

Description

dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung als zur Rastenscheibe (3) in radialer Richtung hin und von dieser weg bewegliches Arretierglied (4) ausgebildet iii, das nur unter einer vorbestimn τ Zugspannung des Drahtzuges (W) in Eingriff mit der Rastenscheibe bringbar ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß bei Verwendung eines Bowdenzüge, dessen Draht (W)zm Schalthebel (2) befestigt ist die Hülle (O) derart am Arretierglied (4) abgestützt ist daß dieses von der Hülle gegen die Rastenscheibe (3) gedrückt wird.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Rastenscheibe (3) eine Rändelung (31) aufweist und daß das Arretierglied (4) einen in diese einfallende Sperrzahn aufweist

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Diese bekannte Einrichtung (DE-OS 16 05 783) weist einen Schalthebel auf, mit welchem drehfest ein Wickelkörper für das Schaltseil verbunden ist Relativ und koaxial zu diesen Teilen verdrehbar ist eine "Räsienscheibe angeordnet, die einzelne Rasiveriiefungen aufweist deren gegenseitige Abstände den Abständen zv/ischen den Schaltstellungen des Umwerfers der Fahrrad-Kettenschaltung entsprechen. Mit den Vertiefungen ist eine Rastkugel in Eingriff bringbar. Anstelle der Kugel könnte auch eine Rastklinke verwendet werden.

Diese Rastenanordnung erzeugt einen gewissen Widerstand, der dafür sorgt daß unter bestimmten Betriebsbedingungen die Rastenscheibe vom Schaltarm mitgenommen wird.

Die uckainiic E.m luiuuiig isi mii dem Umwerfer der

Kettenschaltung über einen Zugdraht bzw. Bowdenzug verbunden, dessen effektive Länge sich durch Dehnung des Zugdrahts, durch Verstellung des Umwerfers oder durch Verkürzung der den Zugdraht führenden, äußeren > Umhüllung andern kann, so daß dej Umwerfer-dann

•Tnicht Inehr in die richtigen Schaltstellungen kommt,

auch wenn dcr'Schalthebe! genau nach Rastenstellung

betätigt wird, so daß sich die Schaltung nur ,noch unsauber schalten laßt

Einem geübtem Fahrer fällt es nicht schwer, diesen Schaiüehler auszugleichen, indem er etwa jeweils um ein Stück über die Rasten bzw. statt deren oder zusätzlich zu diesen angebrachte Markierungen hinausschaltet. Ungeübteren Fahrern fällt dies jedoch schwer, so daß die Gefahr einer Beschädigung des Umwerfers besteht

Für den Ausgleich der obenerwähnten Längenänderung ist bei der eingangs genannten, bekannten Einrichtung eine Stellschraube an der Einrichtung selbst

ίο vorhanden. Ein genauer Ausgieich der Längenänderung ist dabei nur durch Betätigen dieser Stellschraube von Hand bzw. mittels eines Werkzeuges erzielbar, wobei es gerade dem ungeübten Fahrer schwerfällt zu erkennen, wann eine Längenänderung eingetreten ist und die Nachstellung so vorzunehmen, daß die neu eingestellte Länge wieder der ursprünglich beabsichtigten Länge entspricht

Um diesem Nachteil abzuhelfen, wurden Einrichtungen ähnlich jener der eingangs genannten Art bekannt bei welchen Vorkehrungen zum selbsttätigen Nachstellen der genannten Längenänderung getroffen sind -

(CH-PS 4 00 803, DE-AS 24 36 934).

Wenn bei diesen Einrichtungen durch Anziehen des -Zugdrahtes die letzte Schaltposition erreicht wird, wenn also somit die größte Federbelastung durch den Umwerfer auf dem Zugdraht liegt dann muß bei diesen Einrichtungen der Schalthebel über die letzte, genannte Schaltposition hinaus noch ein Stück weiterbewegt werden, und es muß zusätzlich Kraft zuai Aufwickeln des Zugdrahtes in del Einrichtung aufgebracht werden. Hierbei greift eine Arretiervorrichtung ein, welche den Aufwickelmechanismus für den Zugdraht derart verstellt daß dessen Längenänderung ausgeglichen wird. Allerdings kann eine derartige Nachstellung auch dann stattfinden, wenn noch keine entsprechende Längenänderung des Zugdrahtes aufgetreten ist Die Vorkehrung zum Nachstellen des Zugdrahtes bewirkt in diesen Fällen das genaue Gegenteil ihres eigentlichen Zwekkes: Die ursprünglich korrekt eingestellte Schaltung wird durch unangebrachte Verkürzung des Zugdrahtes verändert, so daß der Umwerfe·· n^ch Vornahme der Verstellung nicht mehr in der Lage i>,_t, die ordnungsgemäßen Schaltpositionen anzufahren. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Einrichtung dahingehend weiter:-ubilden, daß der Drahizug bei der Verwendung der Einrichtung selbsttätig derart genau nachgestellt wird, daß stets die genauen Stellungen des Umwerfers der Kettenschaltung en eichbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Der wesentliche Unterschied zwischen der erfinriungsgemäßen Einrichtung und den bekannten, selbsttätigen Nachstelleinrichtungen, die oben erwähnt sind, liegt darin, daß die Nachstellung nicht dann vorgenommen wird, wenn der Zugdraht seiner größten Belastung unieriiegi, sondern vielmehr dann, wenn eine Schaiiposition erreicht ist in der der Zugdraht seiner geringsten Belastung ausgesetzt ist In dieser Position wirkt die dann noch verbleibende Restspannung des Zugdrahtes auf die Arretierung derart ein daß bei Unterschreiten einer vorgegebenen Resispannung-diese Arretierung bei der nächsten, einyetzenden Schaltbewegung so lange gelost wird, bis die dieser Schaltposition entsprechende Restspannung erreicht ist. Dann greift die Arretierung ein und verhindert eine weitere Veränderung der effektiven Länge des Zugseiles, und zwar unabhängig

davon, wie hoch die Kraft ist, die in irgendeiner beliebigen Schaltposition auf den Schalthebel ausgeübt ist und so lange, bis wieder eine derartige Dehnung eingesetzt hat, daß der obenbeschriebene Nachstellvorgang erneut stattfindet.

Somit schafft die Erfindung eine Betätigungseinrichtung, welche in der Lage ist, eine durch Dehnung des Zugdrahtes oder durch zusammenziehen der Hülle desselben hervorgerufene Änderung der effektiven Länge des Zugdrahts selbsttätig auszugleichen und den Schalthebel anschließend in der jeweiligen Schaltstellung festzuhalten, wcdurch eine sichere Betätigung des Schalthebels und eine zuverlässige Überführung der Antriebskette mittels des Umwerfers gewährleistet ist.

Der Rastenanordnung kann eine Einrichtung für die Sichtanzeige zugeordnet sein, welche eine Ai. ih,' von Markierungen umfaßt, deren Abstand? drm S—^.ltstellungen entsprechen, sowie einen damit zusammenwirkenden Zeiger. Wie bereits eingangs vermerkt, dient die Rastenanordnung nicht nur dazu, di. inzelnen Schalt-Stellungen spürbar anzuzeigen uiiu iestzuhalten, sondern auch dazu, den zur Mitna^T:" der Rastenscheibe rdureh den Schalthebel erforderlichen Widerstand ^zwischen diesen Teilen zu erzeugen.
i Zusätzlich oder anstelle davon kann eine Teller oder !Schraubenfeder zur Erzeugung eines Reibungswiderstands vorhanden sein. In jedem FaIEe muß der ^Widerstand größer sein als die Stärke der Rückholfeder ?des Umwerfers, damit der Schalthebel sicher in seiner !jeweiligen Stellung festgehalten wird.

-~_z Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der ErHnidung anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Betätigungseinrichtung in einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 eine Seitenansicht derselben,

Fig.3 eine vergrößerte Teil-Schnittansicht derselben,

Fig.4 und 5 Teile der Betätigungseinrichtung zur Erläuterung der Wirkungsweise derselben,

F i g. 6 eine schematisierte Teil-Vorderansicht einer gegenüber Fig. 1 und 2 abgewandelten Ausführungsform,

F i g. 7 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform und

Fig.8 eine Seitenanansicht der Ausführungsform nach F ig. 7.

Die in F i g. 1,2 und 7, S gezeigten AüsfünrurigsfcTnen einer Betätigungseinrichtung weisen jeweils ein Befestigungsteil 1, ein^n Schalthebel 2. eine Rjstenscheibe 3 und ein Arretierglied 4 auf.

Das Befestigungsteil 1 ist aus Blech geformt und mittels einer an seiner Rückseite angeordneten Halteeinrichtung, etwa einer i-llemmschelie 1 ί, an einem (nicht gezeigten) Teil eines Fahrradrahmens befestigbar. An seinem seitlichen Rand hat das Befestigungsteil 1 einen Anschlag 12 zum Begrenzen des Schwenkbereichs des Schalthebels 2. An seinem mittleren Teil hat

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Gewindebohrung oder eine hervorstehende Welle, auf welcher der Schalthebel 2 dann drehbar gelagert ist. In der in Fig. 3 gezeigten Ausführung isi eine Buchse 14 auf die Erhebung 13 aufgeschoben und .nittels einer in deren Gewindebohrur.g {.eschraubten Schraube 15 am 3efestigungsteil 1 befestigt.

Der Schalthebel 2 ist schwenkbar auf der Buchse 14 65., gelagert. In der in F ι g. 1 und 2 ge/.eigtcn ersten Aüsführungsförni· hat der Schalthebel 2 an seinem Fußteil eine Nut 21 für die Aufnahme eines Zugdrahts

W. welcher mit einem Ende W\ am Fußtei! des Schalthebels 2 befestigt ist und diesen betäiigungsübertragend mit einem Umwerfer am Hinterrad oder am Tretlager des Fahrrads verbindet Durch Verschwenken des Schalthebels 2 ist der Umwerfer über den Draht W betätigbar.

Der Schalthebel 2 ist in F i g. 1 und 7 im Uhrzeigersinn oder im Gegenzeigersinn betätigbar. Beim Verschwenken des Schalthebels 2 im Gegenzeigersinn wird der Zugdrahl W entgegen dem Widerstand der Rückholfeder des Umwerfers angezogen und in der Nut 21 aufgewickelt Durch Verschwenken des Schalthebels 2 im Uhrzeigersinn wird der Zugdraht dagegen unter der Belastung durch die Rückholfeder aas der Nut 21 abgewickelt In jedem Falle wird auf den Zugdrah* W die zur sachgemäßen Betätigung des Umwerfers notwendige Zugkraft ausgeübt

In der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 ist die Rastenscheibe 3 nahe dem Befestigungsteil t auf der Buchse 14 gelagert, so daß sie relativ zum Befestigungsteil 1 frei drehbar und relativ zum Schalthebel 2 uater ^Überwindung eines Widerstands verdrehbar ist welcher größer ist als die von der fif-ckholfeder des Umwerfers ausgeübte Kraft, wodurch die Rastenscheibe 3 durch die Zugspannung des Zugdrahtes W relativ -φιτα ßefestigungsteil 1 feststellbar ist
-- Die Rastenscheibe 3 hat entlang ihrem äußeren Umfang eine Rändelung 31 und zwischen dem Umfang und dem Mittelpunkt eine größere Anzahl von Rasten in ⁷ Form von Durchbohrungen oder Vertiefungen 32, deren gegenseitige Umfaiigsabstände den Abständen zwi-7J;chen den Schaltstellungen entsprechen (F i g. 4, 5). Ihr gegenüber ist eine Scheibe 22 drehfest mit dem Schalthebel 2 verbunden. Die Scheibe 22 trägt ein mit den Rasten 32 in Eingriff bringbares Rastglied 23 in Form einer Kugel oder einer Klinke, welche durch ein elastisches Glied, etwa eine Blattfeder 24 belastet ist. Der Schalthebel 2 ist der Rastenscheibe 3 gegenüberstehend frei drehbar auf der Buchse 14 gelagert.

Das Rastglied 23 und die Rasten 32 dienen dazu, den Schalthebel 2 in seinen Schaltstellungen festzunähen. Der durch die Feder 24 bewirkte elastische Eingriff des Rast-jlieds 23 mit jeweils einer Raste 23 erzeugt zwischen der Rastscheibe 3 und dem Schalthebel 2 einen Drehwiderstand, welcher beim Verschwenken des Schalthebels 2 relativ zur Rastenscheibe .? überwunden "werden muß.

Solange die Zugspannung des Zugdrahts W glek:h einem vorbestimmten Wert ist oder diesen übersteigt wird sie dazu ausgenutzt, die Rastenscheibe 3 relativ zum Befestigungsteil 1 festzuhalten. Das dazu verwendete Arretierglied 4 hat an einem Ende einen Sitz 41 für die äußere Hülle O des Zugdrahts W. und an seinem mittleren Teil einen Schlitz 42, mit welchem es verdrehbar und längsverschieblich auf einer fest mit dem Befestigungsteil 1 verbundenen Schraube 5 od. dergl. geführt ist. Beim Verschwenken des Schalthe-

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Betätigung der Kettenschaltung wirkt die der Zugspannung des Drahts W entgegengesetzte Reaktionskraft über die Hülle O um! den Sitz 41 auf das Arretierglied 4, so daß dieses mit seiner Spitze in Eingriff mit der '-'Rändelung 31 der Rastenscheibe 3 gehalten wirr!. Der ",Schwenkbereich.des Arretierglieds~4 ist'dülch /7wei am Befestigurtgsteil 1 angebrachte' /Anschlag?¹" 16, 17 begrenzt Durch den Eingriff dts Arretierglieds 4 ist die Rasferibcheibc 3 som/t unverdrehbar gegenüber dem Bcfestigungsleil 1 festgehalten.

In der beschriebenen Anordnung ist der durch den Eingriff des Rastglieds 23 mit den Rasten 32 auf die Rastenscheibe 3 ausgeübte Drehwiderstand R größer als die von der Rückholfeder ausgeübte Kraft F. Die Zugspannung des Drahts Wund damit die von der Hülle O übertragene Reaktionskraft ist gleich der Kraft F, so daß sich die die Rastenscheibe 3 durch den Eingriff des 'Arretierglieds 4 festhaltende Kraft als das Produkt aus dem Reibungsfaktor M und der Zugspannung bzw. .-.Reaktionskraft oder der Kraft f ergibt.

.. Der Reibungsfaktor M ist dementsprechend so _ί;· .eingestellt, daß die Haltekraft MF größer ist als der ' Widerstand R. solange die Zugspannung des Drahts W den vorbestimmten Wert übersteigt, d. h. so lange der Zugdraht W bzw. die die Hülle O die richtige effektive Länge haben.

In Anbetracht des Vorstehenden greift die als Klinke ausgebildete Spitze des Arretierglieds 4 vorzugsweise in der in F i g. 4 und 5 dargestellten Weise an der Rändelung 31 der Rastenscheibs 3 an. Sofern die Haltekraft auch auf andere Weise erzielbar ist, kann die Rändelung 31 jedoch auch entfallen.

Bei einer Dehnung des Zugdrahts W oder beim Zusammenziehen der Hülle O. d.h. also bei einer Änderung der effektiven Länge des Drahts W verringert sich dessen Zugspannung und damit die Haltekraft MF. Dadurch wird der Drehwiderstand R größer als die Haltekraft, so daß die Rastenscheibe 3 beim Verschwenken des Schalthebels 2 zur Betätigung der Kettenschaltung gemeinsam mit dem Schalthebel 2 verdreht wird. Dies kommt dadurch zustande, daß die Abnahme der Zugspannung zu einer Verringerung der Reaktionskraft führt, so daß das Arretierglied 4 von der Rastenscheibe 3 abhebt (Fig.5). Dadurch ist die Rastenscheibe 3 dann relativ zum Befestigungsteil 1 frei verdrehbar und tvird vom Schalthebel 2 mitgenommen.

Die Stellung der Rastenscheibe 3 bleibt dabei relativ zum Schalthebel 2 unverändert, so daß die dazwischen liegende Rastanordnung nicht in Wirkung tritt und der Schalthebel 2 über einen vergrößerten Bereich verschwenkbar ist

Auf diese Weise wird der Schalthebel 2 so weit verschwenkt, bis die effektive Längung des Zugdrahts W ausgeglichen ist Dadurch erreicht oder übersteigt dann die Zugspannung des Drahts W wieder .den vorbestimmten Wert, wodurch das Arretierglied 4 wieder in Eingriff mit der Rändelung 31 der Rastenscheibe 3 kommt und diese erneut festhält (F ig-4).

In diesem Zustand ist der Schalthebel 2 dann wieder relativ zur Rastenscheibe 3 verschwenkbar, so daß die Rastanordnung in Wirkung treten kann, um den Schalthebel 2 in der jeweils gewählten Schaltstellung festzuhalten.

Zusätzlich zu dieser aus dem Rastglied 23 und den Rasten 32 bestehenden Radanordnung oder an deren Stelle kann eine Sichtanzeige für die Schaltstellungen vorgesehen sein, mit an der Rastenscheibe 3 angeordneten Markierungen und einem am Schalthebel 2 oder an der Scheibe 22 angeordneten Zeiger. Anstelle des Rastglieds 23 und der Rasten 32 kann daDei eine Telleroder Schraubenfeder vorhanden sein, welche den Schalthebel 2 oder die Scheibe 22 in reibschlüssiger Anlage an der Rastenscheibe 3 hält, um auf diese Weise den notwendigen Drehwiderstand zu erzeugen.

Während! der Schwenkbereich des Arrelierglieds 4 in der Ausführungsform nach Fig. 1 durch die Anschläge 16 und 17 begrenzt ist, zeigt Fig.6 eine Ausführungsform, in welcher das am Befestigungsteil 1 angelenkte Arretierglicd 4 eine mit einem Anschlag 43a versehene, iVerschwenkbare Klinke 43 trägt. Bei der Betätigung des Schalthebels 2 zum Nachlassen des Zugdrahts Wist die Klinke 43 über ihren Anschlag 43a starr mit dem: Arretierglicd 4 verbunden und dadurch in Eingriff mit -^!der Rändelung 31 der Rastenscheibe 3 gehalten.
T'- Die in F i g. 7 und 8 dargestellte weitere Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der ersten dadurch, daß der Zugdraht hier keine Hülle O hat und dementsprechend keine Reaktionskraft vorhanden ist. Die Rastenscheibe J ist hier relativ zum Schalthebel 2 frei drehbar und gegen der vorstehend definierten Drehwiderstand R gegenüber dem Befestigungsteil 1 verdrehbar. Gegenüber dem Schalthebel 2 ist die Rastenscheibe 3 unverdrehbar festgehalten, solange die Zugspannung des Drahi > W gleich dem vorbestimmten Wert ist oder diesen übersteigt.

Das Arretierglied 4 ist hier mittels eines Stifts 6 am Schahs Λ 2 angelenkt Das Ende W\ des Zugdrahts W ist am Arretierglied 4 befestigt Dieses greift mit seiner Spitze an der Rändelung 31 am äußeren Umfang der Rastenscheibe 3 an. Eine der Rastenscheibe 3 gegenüber am Befestigungsteii 1 befestigte Scheibe 7 trägt ein durch eine Feder 24 belastetes Rastglied 23.

Läßt bei dieser zweiten Ausführungsform die Zugspannung des rv-'-ts aufgrund einer effektiven Längung desselben bis zur Unterschreitung des vorbestimmten Werts nach, so läßt sich zunächst der Schalthebel 2 allein verschwenken, um die Lose des Drahts VKaufzunehmen. Die Rastenscheibe 3 wird dabei von der zwischen ihr und der Scheibe 7 vorhandenen Rastanordnung 23,32 festgehalten.

Ist dann die Lose des Zugdrahts W durch das Verschwenken des Schalthebels 2 so weit aufgenommen, daß seine Zugspannung den vorbestimmten Wert erreicht oder übersteigt dann kommt die Spitze des Arretierglieds 4 wieder in Eingriff mit der Rändelung 31 der Rastenscheibe 3, so daß diese bewegungsübertragend mit dem Schalthebel 2 verbunden wird und sich zusammen mit diesem dreht Dabei tritt dann die Rastanordnung 23,32 in Wirkung, um den Schalthebel 2 Ln der gewünschten Schaltstellung festzuhalten.

In dieser Ausführu;igsform ist das Arretierglied 4, wie beschrieben, am Schahhebel 2 angelenkt Es ist jedoch auch möglich, das Arrelierglied 4 zwischen dem Schalthebel 2 und der Rastenscheibe 3 verdrehbar auf der Schalthebelwelle zu lagern. Dabei ist dann τ-vjschen dem Schalthebel 2 und dem Arretierglied 4 eine Betätigungseinrichtung vorgesehen, weiche das Arretierglied 4 in Eingriff mit dem Schalthebel 2 und der Rastenscheibe 3 hält und diese beiden Teile bewegungsübertragend miteinander verbindet solange die Zugspannung des Drahts gleich dem vorbestimmten Wert ist oder diesen übersteigt

Ferner können anstelle des Rastglieds 23, der Feder 24 und der Rasten 32 in der zweiten Ausführungsform auch andere Einrichtungen zum Ausrichten des Schalthebels in den Schaltstellungen und zum Erzeugen des notwendigen Drehwiderstands vorhanden sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Betätigen eines mit einer Rückstellfeder versehenen Umwerfers einer Fahrrad-Kettenschaltung mittels eines Drahtzuges, mit den folgenden Merkmalen:

— ein Befestigungsteil, das eine Hebelwelle trägt,

— ein Schalthebel, der drehbar auf der Hebelwelle gelagert ist

— eine Rastenscheibe, die bezüglich dem Befestigungsteil und dem Schalthebel drehbar ist und mit diesem in Eingriff bringbare Rasten trägt, weiche den Schaltstellungen des Umwerfers entsprechen, und

— eine Arretierung für die Drehung der Rastenscheibe, die beim Schalten mit dieser in Eingriff bringbar ist,