DE4231761A1

DE4231761A1 - Schubstange für Schwenkbewegungen

Info

Publication number: DE4231761A1
Application number: DE19924231761
Authority: DE
Inventors: Rainer Fey; Albert Dipl Ing Thein
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: SRAM Deutschland GmbH
Priority date: 1992-09-23
Filing date: 1992-09-23
Publication date: 1994-03-24
Anticipated expiration: 2012-09-24
Also published as: DE4231761C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Schubstange als Getriebekomponente zur direkten Erzeugung schwenkender Bewegungen, insbesondere für eine elektromechanische Fahrrad-Gangschaltung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Schubstangen als Übertragungselemente von Bewegungen sind be kannt, ebenso solche, die als Zahnstangen ausgebildet sind. Speziell beim Antrieb von Schwenkhebeln bei Kettenschaltungen und bei motorisch angetriebenen Kraftfahrzeugelementen, wie Zentralverriegelungen, Fensterhebern etc., werden teilweise Hebelsysteme verwendet, die, da sie ausschließlich für die Be wegungsübertragung konstruiert sind, zwar billig, jedoch platz raubend eingesetzt werden. Auch war es bisher schwierig, von einem Festpunkt aus elektromotorisch Schwenkbewegungen, bei spielsweise an einem Parallelogramm einer Kettenschaltung, zu erzeugen, ohne Relativbewegungen in der Hebelmechanik in Kauf zu nehmen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schubstange zu finden, die die Schwenkbewegungen von Schwenkhebeln ohne äußer liche von der Bewegungsrichtung abweichende Raumbewegungen von einem Getriebe antreibbar macht.

Die Lösung der Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des An spruchs 1 beschrieben. Als vorteilhaftes Konstruktionsdetail bei der als Ausführungsbeispiel herangezogenen Kettenschaltung ergibt sich die Möglichkeit, das gekapselte Getriebe mit dem frei liegenden Parallelogramm über die besagte Schubstange in der Weise zu verbinden, daß nur geringe Mittel erforderlich sind, das gekapselte Getriebe am Austrittsfenster im Gehäuse für die Schubstange während ihrer Bewegung gegen Schmutz abzu dichten.

Da die gekrümmte Schubstange als Hohlradsegment mit einem nicht vorhandenen Drehpunkt, also als Getriebeelement anzusehen ist, ergibt sich eine Einsparung an Teilen im Untersetzungsgetriebe und die Möglichkeit der weiteren Miniaturisierung des Getrie bes, was bei Fahrradkomponenten von Bedeutung ist.

Weitere vorteilhafte Merkmale hinsichtlich der funktionsbestim menden Ausgestaltung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines mit Skizzen veran schaulichten Ausführungsbeispiels einer elektromechanisch ver stellbaren Kettenschaltung für Fahrräder veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine Skizze mit dem geöffneten Gehäuse für den elektromechanischen Antrieb und die Elemente für die Steuerung des Parallelogramms einer Ketten schaltung;

Fig. 2 den Antrieb gemäß Fig. 1 mit einer Stellung des Parallelogramms in der gegenüberliegenden Extrem position;

Fig. 3 eine Schubstange mit modifizierten Anschlag verhältnissen.

Für einen elektromechanischen Antrieb 1, beispielsweise einer Kettenschaltung, ist ein Gehäuse 2 vorgesehen, welches über ein Gelenk 9 direkt oder aber über eine Lasche 4 mit dem hier nicht veranschaulichten Fahrradrahmen verbunden ist. Dieses Gehäuse 2 ist beispielsweise mit einem hier nicht gezeigten Deckel ver schließbar und beinhaltet einen Elektromotor 5 und ein Getrie be 3, das aus einem Antriebsritzel 7, einem Getrieberad 21, einem Antriebsrad 23 und schließlich aus einer Schubstange 25 mit einer Verzahnung 27 besteht. Das Gehäuse 2 weist einen Fortsatz 6 auf, auf dem zwei Schwenkhebel 11 und 13 mit Gelen ken 17 und 19 schwenkbar gelagert sind. Die Schwenkhebel 11 und 13 bilden zusammen mit dem Fortsatz 6 und einem unteren Gelenk kopf 15, mit welchem diese Schwenkhebel 11 und 13 über Gelenke 29 und 31 verbunden sind, ein an sich bekanntes Parallelogramm.

Das Getriebe 3 ist mit einem der beiden Schwenkhebel - hier 11 - über die Schubstange 25 verbunden, welche in der Nähe des Ge lenkes 29 am unteren Gelenkkopf 15 eine Koppelstelle 33 auf weist, die durch eine mit der Schubstange 25 verbundene Koppel buchse 35 in Gelenkform ausgebildet ist. Die Konturen der Schubstange weisen Krümmungen mit Radien auf, deren gemeinsamer Mittelpunkt das Gelenk 17 darstellt. Innerhalb des Getriebes 3 ist die Lage der Schubstange 25 dadurch definiert, daß diese mit dem Rücken auf einem Gegenlager 37 abrollt, während sie auf der konkaven Seite mit ihrer Verzahnung 27 am Antriebsrad 23 festgehalten wird. Wird der Elektromotor 5 bestromt, so dreht sich mit seinem Antriebsritzel 2 auch das mit diesem über Schneckenverzahnung verbundene Getrieberad 21 und das mit diesem starr verbundene Antriebsrad 9, wodurch sich die Schub stange 25 langsam zwischen dem Antriebsrad 23 und dem Gegenla ger 37 hindurchbewegt. Sie tut dies solange, wie der Motor läuft, längstens aber bis die Nase 4 gegen den Anschlag 47 oder gegen das Gegenlager 37 anläuft. Die Anschläge 37 und 41 können zum Zwecke der Justierung der Schaltung verstellbar sein, wo durch es möglich wird, ein mit dem unteren Gelenkkopf 15 ver bundenes Kettenleitwerk 39 so zu justieren, daß die Kette genau zwischen dem größten und dem kleinsten Zahnkranz des hier nicht dargestellten Zahnkranzpaketes an der Hinterradnabe hin und her umwerfbar ist. Der Elektromotor 5 arbeitet als Schrittmotor und stoppt in jeder gewünschten Stellung, wodurch sich die vom Fahrer beispielsweise durch Knopfdruck gewählten Gänge einstel len.

Die Koppelstelle 33 kann an jeder beliebigen Stelle des Schwenkhebels 11 angeordnet sein; die Funktion des Antriebs hinsichtlich der Größe der Schaltschritte und der übertragbaren Kräfte wird aber um so besser, je größer der Abstand der Kop pelstelle 33 vom Gelenk 17 ist. Dies bedeutet auch einen größe ren Krümmungsradius der Schubstange 25 und dadurch eine höhere Untersetzung im Getriebe 3. Innerhalb des Bewegungsspielraumes ragt die Schubstange 25 nur so weit aus einem Fenster 51 im Ge häuse 2 heraus, wie es aufgrund der jeweiligen Parallelogramm stellung notwendig ist. Durch die hohe Übersetzung des selbst hemmenden Getriebes 3 kann durch zeitlich definierte Laufdauer des Motors die jeweils für den gewünschten Gang erforderliche Stellung des unteren Gelenkkopfes 15 angefahren werden. Mit diesem ist das vorerwähnte Kettenleitwerk 39 über ein Gelenk 49 in an sich bekannter Weise verbunden, wobei das Gelenk 39 eine hier nicht gezeigte Feder enthält, die zum Spannen der hier ebenfalls nicht gezeigten Antriebskette das Kettenleitwerk 39 verdreht.

Eine Ausführungsvariante gemäß Fig. 3 steht für die übrigen Ausführungsvarianten, die sich von den in den Fig. 1 und 2 dar gestellten Endanschlägen unterscheiden. Hier wird innerhalb des Getriebes 3 ein gehäusefester Anschlagbolzen 43 angebracht, der mit einem in den Radien der Schubstange 25 ausgeführten Lang loch 45 zusammenwirkt und in den Extremstellungen je einen An schlag ermöglicht. Der Anschlagbolzen 43 durchgreift im gezeig ten Beispiel gemäß Fig. 3 die Schubstange 25 und ist erforder lichenfalls in seiner Lage verstellbar, wodurch sich die be reits vorher beschriebene Justierung des Kettenleitwerkes 39 zum Zahnkranzpaket darstellen läßt.

Claims

1. Schubstange als Getriebekomponente zur Erzeugung schwenken der Bewegungen, insbesondere für eine elektromechanische Fahrrad-Gangschaltung, die ein am Rahmen befestigtes, einen Elektromotor und ein Untersetzungsgetriebe enthaltendes Ge häuse aufweist, welches mit zwei Schwenkhebeln und einem unteren Gelenkkopf ein Parallelogramm bildet, wobei am unteren Gelenkkopf ein Kettenleitwerk drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schubstange (25) den elektromechanischen Antrieb (1) mit einem der beiden Schwenkhebel (11) des Parallelogramms verbindet und eine Krümmung aufweist, deren Radius dem Abstand vom Gelenk (17) zur Koppelstelle (33) entspricht.

2. Schubstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromotorischer Antrieb (1) in einem Gehäuse (2) an geordnet ist, welches im wesentlichen staub- und schmutz dicht verschließbar ist, und welches ein Fenster (51) für die Schubstange (25) aufweist, das der Stärke der Schub stange (25) zuzüglich eines Bewegungsspiels entspricht.

3. Schubstange nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (25) eine Verzahnung (27) aufweist, die mit einem Antriebsrad (23) zusammenwirkt.

4. Schubstange nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schubstange (25) durch ein Gegenlager (37) in Verbindung mit dem Antriebsrad (23) und der Koppel stelle (33) als Segment eines Getrieberades wirkt.

5. Schubstange nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Koppelstelle (33) über die Koppelbuchse (35) als Gelenk ausgebildet ist, welches theoretisch keine Winkelbewegung durchläuft.

6. Schubstange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelstelle (33) den Schwenkhebel (11) und die Schub stange (25) starr verbindet.

7. Schubstange nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schwenkhebel (11) und die Schubstange (25) einteilig ausgebildet sind.

8. Schubstange nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schubstange (25) im Inneren des Gehäuses (2) in ihrem Hub durch eine Nase (21) begrenzt wird, die einmal gegen einen Anschlag (47) und einmal gegen das Gegenlager (37) anläuft.

9. Schubstange nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schubstange (25) ein Langloch (45) auf weist, welches ein Anschlagbolzen (43) durchgreift und so die beiden Extremstellungen der Schubstange (25) festlegt.