DE69500508T2

DE69500508T2 - Rastfeder für Drehhandgriff-Betätigungseinrichtung

Info

Publication number: DE69500508T2
Application number: DE69500508T
Authority: DE
Inventors: John David Cheever; Michael W Larson; Tymme Andreas Laun; Sam Patterson; William M Yaney
Original assignee: SRAM LLC
Current assignee: SRAM LLC
Priority date: 1994-03-07
Filing date: 1995-03-06
Publication date: 1997-12-04
Anticipated expiration: 2015-03-07
Also published as: EP0676325A3; EP0676325A2; DE676325T1; JPH0844450A; US5662000A; ES2087053T3; ES2087053T1; CN1111584A; DE69500508D1; EP0676325B1

Description

Die Erfindung betrifft einen drehbaren Fahrradhandgriffgangschalter für die Verwendung mit einem Bewegungsübertragungssystem des Bowdentypes (Steuerseil innerhalb einer Röhre). Insbesondere betrifft die Erfindung eine Rastfeder für die Verwendung in einem drehbaren Fahrradhandgriffgangschalter für die Betätigung eines Kettengangschaltungssystems eines Fahrrades.
Eine Ausführungsform eines Verstellbetätigungselementes, das in üblicherweise drehbar an einer Lenkstange befestigt und so angeordnet ist, daß der Radfahrer nicht eine Hand von dem herkömmlichen Lenkstangengriff entfernen muß, um das Betätigungselement zu bedienen, ist in dem am 7. April 1992 erteilten US-Patent 5,102,372 offenbart, das drei von den Erfindern dieser Anmeldung erteilt worden ist und das von dem Anmelder dieser Anmeldung angemeldet worden ist. Der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert auf diesem Dokument. Eine ebenfalls anhängige Europäische Patentanmeldung (Veröffentlichungs-Nr.: 0 671 318), die ebenfalls auch von dem Anmelder dieser Anmeldung angemeldet worden ist, legt eine Verbesserung des Betätigungssystems dar, das in dem US-Patent 5,102,372 dargelegt ist. Die in der ebenfalls anhängigen Anmeldung dargelegte Verbesserung ist zum Teil darauf gerichtet, den mechanischen Vorteil eines drehbaren Griffbetätigungssystem zu maximieren, indem der Radius minimiert wird, um den das Steuerseil gezogen wird. Um eine vollständige Lehre des Aufbaus und der notwendigen Betätigungselemente eines Fahrradkettengangschaltungssystems und insbesondere eines, das von einem drehbaren Griffbetätigungssystem betätigt wird, anzugeben, wird der Leser auf das oben genannte Patent und die ebenfalls anhängige Patentanmeldung verwiesen.
Die drehbaren Griffbetätigungssysteme, die in dem oben zitierten Patent und der anhängigen Patentanmeldung offenbart sind, weisen zwei Hauptkomponenten auf, die drehbar zueinander ausgebildet sind. In den umfangseitig sich gegenüberstehenden Oberflächen der beiden Hauptkomponenten sind Vertiefungen vorgesehen. Diese Vertiefungen wirken mit einer Feder zusammen, um vordefinierte Positionen der beiden Hauptkomponenten zueinander festzulegen. Dabei entsprechen die vorbestimmten Positionen vorbestimmten Verstellungspositionen der Gangschaltungskette.
Wie im Patent und in den Fig. 1 und 2 dieser Anmeldung dargestellt ist, war in der Vergangenheit die Feder aus einem Kunststoffelement gebildet, konnte jedoch nach der US-A-5, 102, 372 aus einer Metallfeder entsprechend einer nicht offenbarten Weise gebildet sein. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, weist die Kunststoffeder 200 Füße 202 und 204 auf, die in einem Federhohlraum 206 angeordnet sind, und eine Schaltverlängerung 208 steht im Eingriff mit einer Einrastvertiefung 210, die im Einrastvertiefungsrad 212 ausgebildet ist. Die Einrastvertiefungen 210 weisen unterschiedliche Steigungswinkel auf der Seite der Einrastvertiefung auf, die in Richtung des Loslassens des Steuerseils gerichtet ist, und der Seite der Einrastvertiefung auf, die in Richtung des Anziehens des Steuerseus gerichtet ist. Diese Winkeldifferenz wurde vorgesehen, um im wesentlichen die Drehmomente auszugleichen, die notwendig sind, um den Griff aus einer Einrastvertiefung herauszudrehen, da die Spannung des Steuerseils, die in vorgegebener Weise durch den Kettenschaltungsmechanismus erzeugt wird, den drehbaren Griff in Richtung des Loslassens des Steuerseils anzieht.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, sind räumliche Begrenzungen vorgesehen, um die Einrastbewegung zu erreichen. Die Krümmung des Handgriffes und die Krümmung des Einrastvertiefungsrades lassen einen vorbestimmten schmalen ringförmigen Spalt frei. Daher wurde notwendigerweise eine Blattfeder in diesem Raum verwendet, um die Einrastbewegung zu ermöglichen, und eine Kunststoffblattfeder wurde als erstes dafür ausgewählt. Dabei hat sich herausgestellt, daß die Kunststoffeder 200, wenn sich die Schaltverlängerung bzw. Einrastung 208 zwischen den Vertiefungen befindet, dazu neigt, wegen des Kaltflusses des Kunststoffes, der durch die kontinuierliche Belastung hervorgerufen wird, sich plastisch zu verformen. Das bedeutet, daß dann, wenn die Einrastung 208 zwischen den Vertiefungen angeordnet ist, diese in Richtung des Mittelpunktes des Griffes gedrückt wird, wobei die Blattfederteile 214 gestreckt werden. Diese Deformation kann zu einem Verlust der vorgespannten Kontaktkraft zwischen den Einrastungen 208 und den Vertiefungen 210 führen. Das Drehmoment, das für ein Loslösen einer Einrastung 208 notwendig ist, ist eine Funktion aus der Federvorspannung, den Kontaktwinkeln und der Steifheit der Blattfederteile 214 der Kunststoffeder. Wenn die Vorspannungskraft der Feder signifikant verringert wird, wird somit auch das Drehmoment für das Loslösen signifikant verringert.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel aus dem Stand der Technik, das in Fig. 2 dargestellt ist, werden die Blattfederteile 214 der Kunststoffeder 200 dann, wenn die Einrastung 208 in einer Vertiefung 210 angeordnet ist, von einem Paar von Füßen 216 unterstützt, die mit einem entsprechend angeordnetem Paar von Verlängerungen 218 innerhalb des Rohlraumes 206 in Eingriff stehen. Mit diesem Ausführungsbeispiel wird beabsichtigt, die Vorspannungskraft der Feder aufrecht zu erhalten, wenn die Einrastung 208 in einer Vertiefung 210 angeordnet ist.
Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein drehbares Handgriffbetätigungssystem mit einer verbesserten Rastfeder anzugeben, das die Nachteile der früher verwendeten Kunststoffblattfedem überwindet. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Rastfeder anzugeben, die aus einem Federmetall hergestellt ist und die so ausgebildet ist, daß die Schaltverlängerung oder Einrastung der Feder nicht an einer Stelle mit maximaler Belastung in der Feder angeordnet ist. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aus einem Federmetall hergestellte Rastfeder so auszubilden, daß die Bewegung der Einrastung relativ zum Fuß der Feder asymetrisch verläuft und somit unterschiedliche Betätigungsdrehmomente für unterschiedliche Drehrichtungen ermöglicht, wenn die Einrastung mit dem Einrastvertiefungsrad wechselwirkt, das symmetrische Vertiefungen aufweist. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rastfeder anzugeben, die in einfacher Weise aus einem Federmetall hergestellt werden kann und die in einem drehbaren Handgriffbetätigungsmechanismus für ein Fahrradkettengangschaltungssystem eingebaut werden kann.
Erfindungsgemäß ist ein drehbarer Fahrradhandgriffgangschalter mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1 vorgesehen, der die Merkmale des Kennzeichnungsteils von Anspruch 1 aufweist.
Die Rastfeder ist aus einem Federmetall hergestellt und mit einem langgestreckten Bodenelement, das ein erstes und zweites Ende aufweist, und mit einem vom ersten Ende vorstehenden Arm ausgebildet, der sich über das langgestreckte Bodenelement erstreckt. Das freie Ende des Arms kann so gebogen sein, daß es ein mit einer Vertiefung eingreifendes Element oder Einrastung mit einem Scheitelpunkt aufweist, der sich in eine vom Bodenelement weggerichteten Richtung erstreckt. Ein erstes drehbares Element weist eine Oberfläche auf, die zylindrisch sein kann, und in der eine langgestreckte Vertiefung für die Aufnahme des Bodens der Rastfeder ausgebildet ist. Ein zweites Element ist gegenüber dem ersten Element drehbar ausgebildet und weist eine zweite Oberfläche auf, die allgemein zylindrisch sein kann, und die radial außerhalb der ersten Oberfläche angeordnet ist. Eine Reihe von benachbart angeordneten Vertiefungen ist in der zweiten Oberfläche ausgebildet, die mit der Einrastung oder der mit einer Vertiefung eingreifenden Eingriffselement der Feder in Eingriff gebracht werden, wenn das erste Element relativ zum zweiten Element gedreht wird. Durch die Auswahl des Materials und des Querschnittes des Federmetalls, aus dem die Feder hergestellt ist, und durch Auswahl der Geometrie der Feder und der Geometrie der Vertiefungen kann die Kraft bestimmt werden, die notwendig ist, um das erste Element gegenüber dem zweiten Element zu drehen. Darüber hinaus können die Kräfte, die für eine Drehung in unterschiedliche Richtungen notwendig sind, aufgrund der Geometrie der Feder unterschiedlich ausgestaltet sein, um die Rückholkraft des Steuerseus der Kettengangschaltung auszugleichen, so daß das Drehmoment ausgeglichen wird, das fur eine Drehung des ersten Elementes in jede Richtung aufgebracht werden muß. In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Feder anstatt aus einem langen Streifen aus einem zylindrischen Federdraht hergestellt, während die Feder ansonsten dieselbe Form wie die Feder des ersten Ausführungsbeispieles aufweist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das langgestreckte Bodenelement gebogen ausgestaltet, so daß nur das erste und das zweite Ende mit dem Boden der langgestreckten Vertiefung in Eingriff stehen. Vorzugsweise sind das erste und zweite Ende als gebogene Teile ausgebildet, wobei der Scheitelpunkt jedes Bogens auf der Seite des langgestreckten Bodenelements angeordnet ist, die den Scheitelpunkt des Bogens des Bodenteils gegenüberliegend angeordnet ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 im Querschnitt ein drehbares Handbetätigungssystem für ein Kettengangschaltungssystem eines Fahrrades mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Kunststoffrastfeder,
Fig. 2 in Querschnitt ein drehbares Handgriffbetätigungssystem für ein Kettengangschaltungssystem eines Fahrrades mit einem weiteren aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsbeispiel einer Kunststoffrastfeder,
Fig. 3 eine perpektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen drehbaren Handgriffbetätigungssystems für ein Kettengangschaltungssystem eines Fahrrades,
Fig. 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung des in Fig. 3 dargestellten drehbaren Handgriffbetätigungssystems,
Fig. 5 im Querschnitt entlang der Linie 5 - 5 in Fig. 4 das erste erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel des drehbaren Handgriffbetätigungssystems in einer ersten Betriebsposition,
Fig. 6 in einem teilweisen Querschnitt entlang der Linie 5 - 5 in Fig. 4 das erste erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel des drehbaren Handgriffbetätigungssystems in einer zweiten Betriebsposition,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Rastfeder,
Fig. 8 eine vergrößerte Teilansicht im Querschnitt eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der Rastfeder in einer Position, die ähnlich zu der in Fig. 5 dargestellten Position ist,
Fig. 9 eine perpektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Rastfeder, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist, und
Fig. 10 eine perpektivische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rastfeder.
Mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 werden die Komponenten eines drehbaren Handgriffbetätigungssystems und dessen Zusammenbau einschließlich eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Rastfeder 46 beschrieben. Ein drehbares Handgriffbetätigungssystem 10 wird an einer Lenkstange 12 angeordnet. Das Teil der Lenkstange 14, das in Fig. 3 nach links sich erstreckend dargestellt ist, ist mit der Fahrradlenkstange (nicht dargestellt) verbunden. Die Lenkstange 12 erstreckt sich auch bis zur linken Seite des Systems 10, wie in Fig. 3 dargestellt ist, um den herkömmlichen Handgriff zu tragen, der normalerweise am Ende der Lenkstange angeordnet ist.
Das System 10 weist zwei Hauptkomponenten, namlich ein Gehäuse 16, das mit der Lenkstange 12 verbunden ist, und einen drehbaren Griff 18 auf. Das Gehäuse 16 weist eine lange Röhre oder Domstange 20 auf, die mit Schlichtpassung auf der Lenkstange 12 aufgenommen ist. Das Gehause ist mit einer Tasche (nicht dargestellt) auf der rechten Seite, wie in Fig. 3 dargestellt, für die Aufnahme einer U-förmigen Klammer 22 ausgebildet, die das Gehäuse 16 an der Lenkstange 12 befestigt. Die Klammer 22 ist an der Lenkstange mit einem Bolzen 24 befestigt, der locker durch ein Loch 26 in einem Ansatz der Klemme verläuft und mit einem Gewinde in einem Loch 28 in Eingriff steht, das in dem anderen Ansatz der Klemme vorgesehen ist.
Eine Führungsröhre 30 für das Steuerseil ist als Teil des Gehäuses 16 ausgebildet. Die Führungsröhre 30 ist an seinem distalen Ende mit einem äußeren Gewinde 32 versehen, das mit einem internen Gewinde zusammenpaßt, das an einem Verbindungselement 34 vorgesehen ist. Das Verbindungselement 34 verbindet einen Kabelschlauch 36 mit der Führungsröhre 30 für das Steuerseil. Ein Aufnahmeteil 40 für die Feder ist benachbart zur sich radial erstreckenden Wand 38 des Gehäuses 16 die Röhre 20 umgebend angeordnet. In der allgemein zylindrischen Oberfläche des die Feder aufnehmenden Aufnahmeteils 40 ist eine langgestreckte Vertiefung 42 ausgebildet, die ein erstes Teil 44 einer Feder 46 aufnimmt, wobei ein zweites Teil dieser Feder mit dem drehbaren Griff 18 zusammenwirkt, um vorbestimmte Positionen des drehbaren Griffes 18 zu definieren. Das erste Teil 44 der Feder 46 ruht in der Vertiefung 42, während eine konvexe Biegung oder Arretierung 48 im zweiten Teil der Feder in Vertiefungen 50, 52 und 54 eingreifbar ist, die in der inneren, im wesentlichen zylindrischen oder umfangseitigen Oberfläche der Wand 56 des drehbaren Griffes 18 ausgebildet sind. Wie weiter mit Bezug auf die Fig. 5 und 6 beschrieben wird, definiert die Wechselwirkung der Einrastung 48 der Feder 46 mit den Vertiefungen 50, 52 und 54 Positionen des drehbaren Griffes 18 in Bezug auf das Gehäuse 16, die den gewünschten Eingriffpositionen des Kettenschaltungsmechanismus entsprechen.
Der drehbare Griff 18 ist mit einem äußeren Griffteil 58 und einem angrenzenden vergrößerten Teil 60 ausgebildet, auf dem Nummern gedruckt sein können, wie mit 1, 2 und 3 in Fig. 3 dargestellt ist, die drei Betriebspositionen der Handgriffanordnung definieren, wenn sie in Bezug auf eine Indexmarkierung 62 auf dem Gehäuse 10 angeordnet sind. Nicht nur die Wand 56 erstreckt sich in Richtung der linken Seite des Handgriffteils 58, wie in Fig. 4 dargestellt ist, sondern auch ein das Steuerseil aufnehmendes und eingreifendes Teil 64 des drehbaren Griffes 18. Ein Steuerseil 66 ist hinter einer sich radial erstreckenden Wand 68 des Teils 64 und einer sich radial erstreckenden Oberfläche 70 des vergrößerten Teils 60 angeordnet. Das Steuerseil ruht auf einer Spule 72 mit veränderlichem Radius, die zwischen dem Wandteil 68 und der sich radial erstreckenden Oberfläche 70 ausgebildet ist. Der Radius, bei dem die Drehung des drehbaren Griffes 80 auf das Steuerseil 66 einwirkt, wird als Spulenradius bezeichnet. Daher ist ein Schlitz mit variabler radialer Höhe zwischen dem Wandteil 68 und der sich radial erstreckenden Oberfläche 70 gebildet, um die Spule 72 zu bilden. Die radiale Höhe des Schlitzes am Ende 74 des Schlitzes ist geringfügig größer als der Durchmesser des Steuerseils 66.
Ein Halter 76 ist mit dem Ende des Steuerseus verbunden, um zu verhindern, daß es durch den Schlitz gezogen wird. Die Spule 72 führt bei 78 nach außen, wo das Steuerseil 66 aus dem Schlitz heraustritt, wobei die radiale Höhe des Schlitzes deutlich höher als der Durchmesser des Steuerseils ist. Während in Fig. 4 das Steuerseil im Eingriff stehend mit der radial außen gelegenen Oberfläche des Schlitzes dargestellt ist, wenn das System zusammengebaut ist und Spannung am Steuerseil anliegt, liegt es an der radial innen gelegenen Oberfläche oder Spule 72 an, wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist.
Während das Steuerseil 66 in dem im Griffteil 18 ausgebildeten Schlitz befestigt und das erste Teil der Feder 44 in der langgestreckten Vertiefung 42 angeordnet ist, wird der Griff mit dem Gehäuse 16 in Richtung des Pfeiles so zusammengebaut, daß die Wand 56 in einem Raum 80 zwischen einer äußeren Wand 83 des Gehäuses 16 und dem die Feder aufnehmenden Aufnahmeteil 40 aufgenommen wird. Um den Zusammenbau zu komplettieren, wird eine Abdeckung 84 auf dem offenen Teil der Führungsröhre 30 für das Steuerseil angeordnet und an dieser Stelle durch eine Schraube 86 befestigt, die mit einem Gewinde in einem Loch 88 in Eingriff steht, das in einer Verlängerung 90 ausgebildet ist, die von dem Gehäuse 16 vorsteht.
Mit Bezug auf die Fig. 5 und 6 wird im folgenden die Rolle näher beschrieben, die von der erfindungsgemäßen Feder 46 bei der Erzeugung des Drehmomentes für die Rotation und für das Definieren vorgegebener Positionen des drehbaren Griffes 18 gespielt wird. Die Rastfederanordnung des drehbaren Griffbetätigungssystems weist eine nach innen gerichtete, im allgemeinen zylindrische Wand 48 auf, in der Vertiefungen 50, 52 und 54 ausgebildet sind. Die Anzahl der Vertiefungen entspricht der Anzahl der Positionen, die für die Betätigung des Kettenschaltungsverstellsystems benötigt wird. Ein Teil des drehbaren Griffbetätigungssystems weist die Röhre 20 und ein die Feder haltendes Teil auf, das eine nach außen gerichtete, im allgemeinen zylindrische Obeffläche aufweist, in der eine die Feder aufnehmende, langgestreckte Vertiefung 42 ausgebildet ist. Wie im Querschnitt in den Fig. 5 und 6 und in der perpektivischen Darstellung in Fig. 7 dargestellt ist, ist die Feder 46 mit einem ersten Teil in Form eines langgestreckten Bodenelementes 44 ausgebildet, dessen erstes und zweites Ende 92 und 94 entsprechend in einer im wesentlichen halbkreisförmigen Form ausgebildet sind. Ein Arm 96 steht von dem ersten Ende 92 der Feder 46 ab und erstreckt sich frei über das Bodenelement 44, um der Feder eine Gesamtform in Form eines engen U zu geben. Ein gebogenes Teil oder Einrastung 48 ist am freien Ende 98 des Armes 96 als mit einer Vertiefung eingreifendes, in Bezug auf das Bodenteil 44 nach außen konvexes Element ausgebildet. Das freie Ende des Armes 96 ist nach innen in Richtung des ersten oder Bodenelementes 44 gebogen.
Das Bodenelement 44 der Feder 46 ist so gebogen, daß es an die Krümmung des Bodens der langgestreckten Vertiefung 42 angepaßt ist. Wie am besten in Fig. 6 zu erkennen ist, sind die Enden 100 und 102 der langgestreckten Vertiefung 42 in einem größeren Abstand voneinander beabstandet angeordnet, als die Entfernung zwischen den Enden der gebogenen Teile 92 und 94 der Feder. Wenn das das Steuerseil haltende und eingreifende Teil 64 in Bezug auf das die Feder aufnehmende Teil 40 gedreht wird, wird die Feder in der langgestreckten Vertiefung 42 in Richtung der Rotation des die Feder haltenden Teils 40 gedreht, bis entweder das Ende 100 oder das Ende 102, das sich in Richtung des entsprechenden Endes 92 und 94 der Feder bewegt, in Eingriff damit steht. Das Ende 100 wird dabei in einen Eingriff mit dem ersten Ende 92 der Feder bewegt, wie in Fig. 5 dargestellt ist, wenn das die Feder tragende Teil 40 relativ zur äußeren Wand 56 in Richtung des Pfeiles A aufgrund der Drehung des drehbaren Griffes verstellt wird. Wenn das die Feder haltende Teil 40 in entgegengesetzter Richtung relativ zur Wand 56 in Richtung des Pfeils B, wie in Fig. 6 dargestellt, verstellt wird, wird das Ende 102 der langgestreckten Vertiefung 42 sich in den Eingriff mit dem zweiten Ende 94 der Feder bewegen.
Da das mit der Vertiefung eingreifende Eingriffselement 48 nahe dem freien Ende des langgestreckten Armes 96 ausgebildet ist, hängt die Kraft, die notwendig ist, um es in oder aus den Vertiefungen oder Einrastungen 50, 52 oder 54 zu bewegen, die symmetrisch um ihren Scheitelpunkt herum ausgebildet sind, von der Richtung der Drehung ab. Insbesondere wird eine geringe Kraft benotigt, um die Feder 46 in Richtung des Pfeiles B in Fig. 6 zu verstellen, wobei die abgeschrägte Kante 104 der Einrastung 48 mit den abgeschrägten Teilen einer der Vertiefungen 50, 52 oder 54 in Eingriff steht. Das bedeutet, daß eine einseitig eingespannte Belastung ausgeübt wird, um den Arm 96 zu verbiegen und das in Eingriff stehende Teil 48 aus dem Eingriff mit jeder der beabstandet angeordneten Vertiefungen 50, 52 und 54 zu drücken, wenn der drehbare Griff 18 relativ zum Gehäuse 16 in einer Richtung vom ersten Ende 92 des Bodenteils 44 in Richtung des zweiten Endes 94, wie in Fig. 6 dargestellt ist, bewegt wird. In dieser Weise wird eine geringe Kraft benotigt, um die Einrastung 48 herabzudrücken und daher bewegt sich der Arm wie auch die Einrastung 48 aus einer Vertiefung heraus.
In entgegengesetzter Richtung wird, wie in Fig. 5 dargestellt ist, eine Knicklast ausgeübt, um den Arm 96 durchzubiegen und das mit einer Vertiefung in Eingriff stehende Teil 48 aus dem Eingriff mit einer der Vertiefungen 50, 52 und 54 zu drücken, wenn der drehbare Griff 18 in umgekehrter Richtung relativ zum Gehäuse 16 bewegt wird. Die Feder 46 bietet daher der Drehung in Richtung A, wie in Fig. 5 dargestellt, einen größeren Widerstand entgegen. Die in Eingriff stehende Seite der Einrastung 48, die sich als Verlängerung 98 fortsetzt, liegt an einer abgeschrägten Kante einer Vertiefung 50, 52 oder 54 an, um somit eine Kraft durch den Arm 96 und die Biegung 92 auf das Ende 100 der Vertiefung auszuüben. Während die Einrastung 48 herabgedrückt wird, wenn sie aus der Vertiefung oder der Einrastung sich aufgrund fortgesetzter Drehung des drehbaren Griffes 18 herausbewegt, ist eine größere Kraft notwendig, um dieses auszuführen, als für die Drehung in Richtung des Pfeiles B.
Wenn die Feder 46 derart ausgebildet ist, können die Vertiefungen 50, 52 und 54 symetrisch ausgebildet sein, während gleichzeitig unterschiedliche Grade von Widerstand gegen die Drehung in unterschiedliche Richtungen erzeugt werden, wobei die Kraft der Rückholfeder des Kettengangschaltungsmechanismus ausgeglichen wird. Das bedeutet, wobei für einen Moment der Einfluß der Spannung des Kettenschaltungssteuerseils 66 vernachlässigt wird, daß dann, wenn das mit einer Vertiefung in Eingriff stehende Teil oder Einrastung 48 in einer eingerasteten Position angeordnet ist, wie beispielsweise in einer Vertiefung 52 wie in Fig. 6 dargestellt, der Benutzer ein größeres Drehmoment auf den drehbaren Griff 18 ausüben muß, um die Einrastung 48 aus der Vertiefung 52 in Richtung des Loslösens des Seils zu drücken (d.h. entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. 6), als notwendig ist, um die Einrastung 48 aus der Vertiefung 52 in Richtung des Anziehens des Steuerseils zu drücken (d.h. im Uhrzeigersinn in Fig. 6). Diese Differenz bei den notwendigen Drehmomenten kann nun verwendet werden, um die Spannung auszugleichen, die von dem Kettengangschaltungssteuerseil 66 durch die Kettenschaltungsfeder (nicht dargestellt) ausgeübt wird. In dieser Weise wird durch die Verwendung der Rastfeder 46 das Drehmoment, das auf den Handgriff 18 ausgeübt werden muß, um das Kettenschaltungssteuerseil 66 zu ziehen, gleich groß oder identisch wie das Drehmoment eingestellt, das auf den Handgriff 18 ausgeübt werden muß, um das Kettenschaltungssteuerseil 66 zu lösen. Daher wird es für einen Benutzer genauso einfach sein, herunter- wie heraufzuschalten.
Da das Metall, aus dem die Feder 46 gebildet ist, einen präzise vorgegebenen Fließpunkt aufweist, der die elastische und die plastische Verformung trennt, kann die Feder in einfacher Weise ausgestaltet werden, um immer innerhalb ihres elastischen Bereiches zu arbeiten. Daher wird das Problem der Federermüdung bei einer Kunststoffeder verhindert. Weil die Steifigkeit der Feder beispielsweise durch Veränderung der Dicke des Federblattes bestimmt werden kann, kann eine Feder ausgebildet werden, die eine hohe Kontaktkraft mit der Oberfläche zwischen den Vertiefungen aufweist, wenn sie zusammengedrückt wird, aber eine relativ geringe Vorspannung aufweist, wenn sie in den Vertiefungen 50, 52 und 54 anliegt. In der Lage zu sein, die Feder in dieser Weise zu gestalten, weist Vorteile auf. Beispielsweise kann die Feder so ausgestaltet sein, daß sich der drehbare Griff 18 frei in Richtung des Loslassens des Steuerseils dreht, bis die Einrastung 48 der Feder die Vorderwand einer der Vertiefungen 50, 52 oder 54 erreicht, die der gewünschten Steuerposition für eine bestimmte Zahnradposition entspricht.
Insoweit, wie die Form des Bodens der Vertiefungen mit der Form des Scheitelpunktes der Einrastung 48 auf der Feder 46 paßt, um in dieser Weise präzise eine zentrierte Position zu definieren, kann die Krümmung der Vertiefung, so wie sie in die umfangseitige Oberfläche zwischen den Vertiefungen übergeht, einen größeren Radius aufweisen, um so eine geringere Abnutzung sowohl der Einrastung 48 als auch der Vertiefungen und der Oberflächen der Wand 56, die dabei in Eingriff steht, zu bewirken. Das Drehmoment, das für die Drehung von einer vorbestimmten Position in eine andere notwendig ist, kann teilweise durch den Winkel definiert werden, den die Seitenwände der Vertiefungen 50, 52 und 54 mit dem Radius der Wand 56, der zwischen den Vertiefungen verläuft, einnehmen.
Mit Bezug auf die Fig. 8 und 9 wird im folgenden ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Feder beschrieben. Die Feder 106 ist ähnlich zu der Feder 46, wie sie in den Fig. 4 bis 7 dargestellt ist, wobei das erste Ende der Feder 106 gebogen ist und mit einem Arm 108 versehen ist. Weiterhin ist ein konvexe Biegung oder Einrastung 110 und eine Verlängerung 112 am freien Ende des Arms 108 ausgebildet. Das zweite Ende 114 der Feder 106 ist mit einem radial vorstehenden Teil 116 ausgebildet. Das die Feder aufnehmende Teil 40 ist mit einem umfangseitig vorstehenden Teil oder Barriere 118 versehen, die sich radial außerhalb und über die langgestreckte Vertiefung 42 und das freie Ende 120 des radial vorstehenden Teils 116 der Feder erstreckt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das zweite Ende der Feder 114 vor einem Anheben durch den Eingriff des freien Endes 120 mit der Barriere 118 geschützt. Dadurch, daß das Anheben des zweiten Endes 114 der Feder verhindert wird, wenn das die Feder aufnehmende Element 40 in jede der Richtungen im Bezug auf die Wand 56 entsprechend der Drehung des drehbaren Griffes 18 verstellt wird, wird durch die Einrastung 110 eine Kraft erzeugt, wenn sich die Einrastung in oder aus der Vertiefungen 50, 52 und 54 herausbewegt, wobei die Kraft genauer gesteuert werden kann.
Mit Bezug auf Fig. 10 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in Fig. 10 dargestellt ist, besteht die Feder 46 aus einem zylindrischen Draht. Wie im Fall des ersten Ausführungsbeispiels, das in den Fig. 4 bis 7 dargestellt ist und des zweiten Ausführungsbeispiels, das in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, kann die von der Feder ausgeübte Kraft, wenn sie sich in oder aus der Vertiefungen 50, 52 und 54 herausbewegt, durch Auswahl der Eigenschaften des Federdrahtes bestimmt werden, einschließlich der von Durchmesser abhängigen Spannkraft etc., und von der Ausbildung der Feder einschließlich der Anzahl der Spiralen der Feder, der Länge des Arms etc. Wie in Fig. 10 dargestellt ist, ist die Feder aus einem einzelnen Stück eines zylindrischen Federstahistabes hergestellt. Das erste Ende 130 der Feder ist als Paar von Wendeln ausgebildet. Das innere Ende jeder Wendel steht als Arm 132 vor, an deren Enden jeweils ein im wesentlichen rechteckiges Teil 134 ausgebildet ist. Die Seite 136 des rechteckigen Teils 134 bildet eine Einrastung 136, die mit den Vertiefungen 50, 52 und 54 sowie mit der zylindrischen Oberfläche dazwischen in Eingriff stehen kann. Die äußeren Wendeln sind mit gebogenen Verlängerungen 138 und 140 ausgebildet, die das Bodenelement der Feder bilden. Umgebogene Teile 142 und 144 sind an den freien Enden der bogenförmigen Verlängerungen ausgebildet, um radial vorstehende Verlängerungen ähnlich zu denen des in den Fig. 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiels darzustellen.
Während die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt worden sind, sollte es für jeden Fachmann deutlich sein, daß wir lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen drehbaren Handgriffsbetätigungssystems dargestellt haben. Veränderungen können in dem System durchgeführt werden, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung, wie er beansprucht wird, zu verlassen. Die angefügten Ansprüche sollen daher sämtliche solche Veränderungen und Modifikationen, die in den Bereich der vorliegenden Erfindung, wie sie beansprucht wird, abdecken.

Claims

1. Drehbarer Fahrradhandgriffgangschalter (10) für eine Befestigung an einer Lenkstange (10) eines Fahrrades, wobei der Schalter (10) ein gespanntes Steuerseil (66) in eine von einer Mehrzahl von vorbestimmten Positionen linear anzieht oder freigibt, wobei jede der Positionen den Eingriff eines entsprechenden Ganges eines Fahrradschaltgetriebes bewirkt, wobei der Schalter (10) ein erstes und zweites Element (16, 18) aufweist, die koaxial zueinander angeordnet sind, wobei das Element (18) des ersten und zweiten Elementes (16, 18) in beide entgegengesetzten Drehrichtungen drehbeweglich gegenüber dem anderen Element (16) ausgebildet ist, um vorbestimmte Positionen relativ zueinander festzulegen, die den Positionen des Steuerseils entsprechen, wobei jedes Element (16, 18) eine dem anderen Element (16, 18) gegenüberstehende Obeffläche aufweist,

wobei die Oberfläche des ersten Elementes (16) eine darin ausgebildete verlängerte Vertiefung (42) für die Aufnahme einer aus einem Federmetall hergesetllten Rastfeder (46, 106) aufweist, wobei die verlängerte Vertiefung (42) einen verlängerten Boden und Seitenwände (100, 102) aufweist, die an den Enden des verlängerten Bodens angeordnet sind und sich allgemein in Richtung des zweiten Elementes (18) erstrecken, wobei die Oberfläche des zweiten Elementes (18) eine Serie von darin ausgebildeten, beabstandet angeordneten Vertiefungen (50, 52, 54) aufweist, dadurch gekennzeichnet,

daß die Feder (46, 106) aufweist,

ein verlängertes Bodenelement (44; 138, 140) mit einem ersten (92, 130) und einem zweiten Ende (94, 114), wobei das verlängerte Bodenelement (44; 138, 140) in der Vertiefung (42) angeordnet ist,

einen Arm (96, 108, 132), der vom ersten Ende (92) des verlängerten Bodenelementes (44; 138, 140) vorsteht, wobei der Arm (96, 108, 132) ein freies Ende (98, 112) aufweist und sich so entlang des verlängerten Bodenteils (44; 138, 140) erstreckt, daß es radial von dem verlängerten Bodenelement (44; 138, 140) beabstandet angeordnet ist und

ein Eingriffselement (48, 107, 136) für den Eingriff mit einer Vertiefung, das in der Nähe des freien Endes (98, 112) ausgebildet ist, wobei das Eingriffselement (48, 110, 136) für den Eingriff mit einer Vertiefung mit der Oberfläche des zweiten Elementes (18) in Eingriff steht, wenn eines der ersten und zweiten Elementen (16, 18) relativ zum anderen bewegt wird, und sich in eine der Vertiefungen (50, 52, 54) bewegt, wenn es mit diesen ausgerichtet wird.

2. Drehbarer Fahrradhandgriffgangschalter nach Anspruch 1, wobei das erste Element (16) mit einem Zurückhalteelement (118) ausgebildet ist, das vom verlängerten Boden der verlängerten Vertiefung (42) beabstandet angeordnet ist und diesen überdeckt, und wobei die Feder (42) mit einer Verlänge rung ausgebildet ist, die vom zweiten Ende (94, 114) in Richtung des Zurückhaltelementes (118) vorsteht, wobei die Verlängerung ein freies Ende (120) aufweist, das mit dem Zurückhalteelemente (118) in Eingriff steht, um das zweite Ende (94, 114) des verlängerten Bodens der Feder nahe dem verlängerten Boden der Vertiefung (42) zu halten.

3. Drehbarer Fahrradhandgriffgangschalter nach Anspruch 1 oder 2, wobei das verlängerte Bodenelement (44) gebogen ausgebildet ist, so daß nur das erste und das zweite Ende mit dem Boden der verlängerten Vertiefung in Eingriff steht.

4. Drehbarer Fahrradhandgriffgangschalter nach Anspruch 3, wobei die ersten und zweiten Enden (92, 94) des verlängerten Bodenelementes (44) als gebogene Elemente ausgebildet sind, wobei der Mittelpurikt des Bogens jedes gebogenen Elementes auf der anderen Seite des verlängerten Bodenelementes als der Mittelpunkt des Bogens des Bodenelementes angeordnet ist.

5. Drehbarer Fahrradhandgriffgangschalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Eingriffselement (48, 136) für den Eingriff mit einer Vertiefung mit einer gebogenen Oberfläche ausgebildet ist, die mit den Vertiefungen (50, 52, 54) eingreifbar ausgebildet ist.

6. Drehbarer Fahrradhandgriffgangschalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die relative Bewegung des ersten und zweiten Elementes (16, 18) relativ zueinander so ausgestaltet ist, daß dann, wenn die Oberfläche des zweiten Elementes, die eine Serie von beabstandet angeordneten Vertiefungen aufweist, relativ zur Oberfläche des ersten Elementes, das die verlängerte Vertiefung aufweist, in die Richtung bewegt wird, in der der Arm sich über das verlängerte Bodenelement (44) erstreckt, eine geringere Kraft notwendig ist, um das Eingriffselement (48, 136) für den Eingriff mit einer Vertiefung aus einer eingegriffenen Vertiefung herauszubewegen, als dann, wenn das erste und zweite Element in die andere Richtung relativ zueinander bewegt werden.

7. Drehbarer Fahrradhandgriffgangschalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Rastfeder aus einem verlängerten Streifen aus Federmetall hergestellt ist.

8. Drehbarer Fahrradhandgriffgangschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Rastfeder aus einem verlängerten Teil aus Federmetalldraht hergestellt ist.

9. Drehbarer Fahrradhandgriffgangschalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Seitenwände der verlängerten Vertiefung (42) mit einem Abstand beabstandet sind, der größer als die gesamte Länge der Rastfeder (46, 106) ist, um eine Bewegung der Rastfeder innerhalb der verlängerten Vertiefung zu ermöglichen.

10. Drehbarer Fahrradhandgriffgangschalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Eingriffselement (48, 110) für den Eingriff mit einer Vertiefung am Arm (96, 108) angeordnet ist, so daß eine einseitige Belastung ausgeübt wird, um den Arm durchzubiegen und dann das Eingriffselement für den Eingriff mit einer Vertiefung aus dem Eingriff mit einer der beabstandet angeordneten Vertiefungen (50, 52, 54) zu drücken, wenn das zweite Element relativ zum ersten Element in einer Richtung vom ersten Ende des Basiselementes in Richtung des zweiten Endes gedreht wird, und wobei eine Knicklast ausgeübt wird, um den Arm durchzubiegen und das Eingriffselement für den Eingriff mit einer Vertiefung aus dem Eingriff mit der beabstandet angeordneten Vertiefung zu drücken, wenn das zweite Element relativ zum ersten Element in entgegengesetzter Richtung gedreht wird, wobei die Knicklast, die für ein Herausdrücken des Eingriffselementes für den Eingriff mit einer Vertiefung aus dem Eingriff mit der beabstandet angeordneten Vertiefung notwendig ist, größer als die einseitige Last ist, die notwendig ist, um das Eingriffselement für den Eingriff mit einer Vertiefung aus dem Eingriff mit dem benachbart angeordneten Vertiefung zu drücken.