-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Die
Erfindung betrifft Steuervorrichtungen für Fahrradgangschaltungen und
insbesondere eine Fahrradschaltsteuervorrichtung zur Steuerung einer gasbetätigten Schaltvorrichtung.
-
Die
US-Patentanmeldung Nr. 08/846,265, eingereicht am 29. April 1979,
mit dem Titel "Gas
Actuated Transmission for a Bicycle", offenbart verschiedene Ausführungsformen
einer gasbetätigten Schaltvorrichtung
für Fahrräder, bei
welcher luftgesteuerte Schaltventile in Form von Kippschaltern verwendet
werden, um bei einer gasbetätigten
Gangschaltung wahlweise ein Hochschalten oder Herunterschalten durchführen. Derartige
Schaltventile können
in verschiedenen Positionen auf dem Fahrrad angeordnet sein. Wenn
jedoch die Schaltventile als separate Einheiten ausgebildet sind,
dann kann es schwierig sein, die Schaltventile in ergonomischer Weise
zu positionieren.
-
Einige
Schaltsteuervorrichtungen verwenden zwei in unmittelbarer Nähe zueinander
angeordnete Hebel, um bei der Fahrradgangschaltung ein Hochschalten
bzw. Herunterschalten durchzuführen. Eine
derartige Vorrichtung ist beispielsweise im US-Patent Nr. 5,564,310
offenbart. Die in diesem Patent offenbarte Schaltvorrichtung beinhaltet
zwei Hebel, die in entgegengesetzten Richtungen arbeiten, um eine
Fahrradgangschaltung hochzuschalten oder herunterzuschalten. Eine
derartige Schaltvorrichtung ist sehr komfortabel, jedoch wurde ein
derartiger Komfort bisher noch nicht bei einer Schaltsteuervorrichtung
zur Steuerung einer gasbetätigten
Fahrradgangschaltung realisiert. EP-A-120 571 zeigt ein weiteres
Beispiel einer gasbetätigten
Schaltsteuerung.
-
INHALT DER
ERFINDUNG
-
Die
Erfindung betrifft eine Fahrradschaltsteuervorrichtung zur Steuerung
einer gasbetätigten Schaltvorrichtung,
welche konstruiert ist, um dem Fahrer eine möglichst einfache Verwendung
zu bieten. In einer Ausführungsform
der Erfindung beinhaltet eine Fahrradschaltsteuervorrichtung zur
Steuerung einer gasbetätigten
Schaltvorrichtung: ein Gehäuse;
ein Basiselement zur Befestigung des Gehäuses an einer Lenkstange; ein
erstes Gasventil-Betätigungselement;
ein zweites Gasventil-Betätigungselement;
ein mit dem Gehäuse
verbundenes erstes Schaltelement für eine Bewegung in einer ersten Richtung,
wobei das erste Schaltelement mit dem ersten Gasventil-Betätigungselement
funktionsmäßig verbunden
ist; und ein mit dem Gehäuse
verbundenes zweites Schaltelement für eine Bewegung in einer zweiten
Richtung, wobei das zweite Schaltelement mit dem zweiten Gasventil-Betätigungselement funktionsmäßig verbunden
ist, wobei die ersten und zweiten Schaltelemente derart angepasst
sind, dass das erste Schaltelement einer ersten Gasaustrittsöffnung komprimiertes
Gas zuführt
und das zweite Schaltelement einer zweiten Gasaustrittsöffnung komprimiertes
Gas zuführt.
-
In
einer spezielleren Ausführungsform
weist das erste Schaltelement einen mit dem Gehäuse verbundenen ersten Schalthebel
für eine
Drehung in einer ersten Richtung um eine erste Achse auf, und das
zweite Schaltelement weist ein mit dem Gehäuse verbundenes Schaltelement
für eine
Drehung in der zweiten Richtung um eine zweite Achse auf. Die erste
Richtung kann die gleiche sein wie die zweite Richtung oder die
erste Richtung kann der zweiten Richtung entgegengesetzt sein. Ein
erster Vorspannmechanismus kann vorgesehen sein, um den ersten Schalthebel
in eine erste Ruheposition vorzuspannen, und ein zweiter Vorspannmechanismus
kann vorgesehen sein, um den zweiten Schalthebel in eine zweite
Ruheposition vorzuspannen. Auf diese Weise können die ersten und zweiten
Schalthebel automatisch in ihre jeweiligen Ruhepositionen zurückkehren, nachdem
die Schaltoperation abgeschlossen ist.
-
Es
kann auch ein Basiselement zur Befestigung des Gehäuses an
einer Lenkstange vorgesehen sein. In diesem Fall kann das Basiselement
einen oder mehrere Schlitze beinhalten, um das Gehäuse am Basiselement
einstellbar zu befestigen. Um eine ergonomische Positionierung der
Schalthebel weiter zu erleichtern, kann das Gehäuse einen ersten Gehäuseteil,
der mit dem ersten Schalthebel verbunden ist, und einen separaten
zweiten Gehäuseteil
beinhalten, der mit dem zweiten Schalthebel verbunden ist. Die ersten
und zweiten Gehäuseteile können aneinander
befestigt sein, um die Schalthebel in einer gewünschten Orientierung relativ
zueinander zu positionieren.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt
eine spezielle Ausführungsform einer
Fahrradschaltsteuervorrichtung gemäß der Erfindung;
-
2 ist
eine Ansicht von oben der in 1 dargestellten
Schaltsteuervorrichtung;
-
3 ist
eine Ansicht entlang Linie III-III von 1;
-
4 ist
eine Ansicht entlang Linie IV-IV von 3, welche
eine spezielle Ausführungsform
eines Luftventils gemäß der Erfindung
in einem Ruhezustand zeigt;
-
5 ist
eine Ansicht des Luftventils von 4 in einem
Arbeitszustand;
-
6 zeigt
eine alternative Ausführungsform
einer Fahrradschaltsteuervorrichtung gemäß der Erfindung;
-
7 zeigt
eine weitere alternative Ausführungsform
einer Fahrradschaltsteuervorrichtung gemäß der Erfindung;
-
8 zeigt
eine weitere alternative Ausführungsform
einer Fahrradschaltsteuervorrichtung gemäß der Erfindung;
-
9 zeigt
eine weitere alternative Ausführungsform
einer Fahrradschaltsteuervorrichtung gemäß der Erfindung;
-
10 zeigt
eine weitere alternative Ausführungsform
einer Fahrradschaltsteuervorrichtung gemäß der Erfindung;
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
1 zeigt
eine spezielle Ausführungsform einer
Fahrradschaltsteuervorrichtung 10 gemäß der Erfindung, die angeschlossen
ist, um eine gasbetätigte
Fahrradgangschaltung, beispielsweise einen Umwerfer 14,
zu betätigen.
Der Umwerfer 14 kann in Übereinstimmung mit den Lehren
der US-Patentanmeldung Nr. 08/846,265, eingereicht am 29. April 1979,
mit dem Titel "Gas
Actuated Transmission for a Bicycle" aufgebaut sein, und auf diese sei hier
inhaltlich Bezug genommen. Beispielsweise kann der Umwerfer 14 einen
Herunterschalt-Gasstellantrieb 18, der durch komprimiertes
Gas betrieben wird, das er über
eine Gasleitung 22 empfängt,
und einen Hochschalt-Gasstellantrieb 26 beinhalten, der
durch komprimiertes Gas betrieben wird, das er über eine Gasleitung 30 empfängt. Der
Herunterschalt-Gasstellantrieb 18 und
der Hochschalt-Gasstellantrieb 26 bewegen eine Kettenführung 32 in
seitlicher Richtung, um eine (nicht dargestellte) Fahrradkette in
herkömmlicher
Weise umzulegen. Komprimiertes Gas, das durch einen Druckgaszylinder 34 zugeführt wird,
wird der Schaltsteuervorrichtung 10 über eine Zuführgasleitung 38 zugeführt und
wird dann wahlweise zu dem Herunterschalt-Gasstellantrieb 18 und dem
Hochschalt-Gasstellantrieb 26 durch die Schaltsteuervorrichtung 10 weitergeleitet.
-
Wie
in den 1 bis 3 dargestellt, beinhaltet die
Schaltsteuervorrichtung 10 ein Basiselement 14,
ein Gehäuse 42,
das einen ersten Gehäuseteil 44 und
einen zweiten Gehäuseteil 48 aufweist, und
Schaltelemente in Form von Schalthebeln 52 und 56.
Das Basiselement 40 weist einen Lenkstangen-Befestigungsbund 60 für eine Befestigung
der Schaltsteuervorrichtung 10 an einer Lenkstange 64 und
parallele ovale Schlitze 68 und 72 auf, um das Gehäuse 42 am
Basiselement 40 mittels Befestigungseinrichtungen 76 und 80 einstellbar
anzubringen. Die Schlitze 68 und 72 ermöglichen,
dass das Gehäuse 42 in
Richtung eines in 2 dargestellten Pfeiles eingestellt
werden kann, um die Länge
L1 zwischen dem Schalthebel 52 und der Mitte des Bundes 60 (und
somit der Lenkstange 64) zu verändern, um eine Anpassung an
die Größe der Hand
eines speziellen Fahrers vorzunehmen. Auch ermöglichen die Schlitze 68 und 72,
dass das Gehäuse 42 in
Richtung des Pfeiles B in Drehrichtung eingestellt wird, um eine
weitere Anpassung an bevorzugte Einstellungen verschiedener Fahrer
vorzunehmen. In dieser Ausführungsform
sind der erste Gehäuseteil 44 und der
zweite Gehäuseteil 48 als
separate Teile ausgebildet, die aneinander durch Befestigungseinrichtungen 76 und 80 befestigt
sind. Somit kann, wenn gewünscht,
der Abstand zwischen dem ersten Gehäuseteil 44 und dem
zweiten Gehäuseteil 48 in
Richtung des in 3 gezeigten Pfeiles C justiert
werden, um noch eine weitere Anpassung an die Vorlieben verschiedener
Fahrer vorzunehmen.
-
Der
erste Gehäuseteil 44 weist
eine erste Gaseinlassöffnung 84 zur
Aufnahme von komprimiertem Gas aus dem Druckgaszylinder 34 und
eine erste Gasauslassöffnung 88 auf,
welche dem Herunterschalt-Gasstellantrieb 18 komprimiertes
Gas zuführt. Der
Hebel 52 ist mit dem ersten Gehäuseteil 44 über einen
Schwenkschaft 92 schwenkbar verbunden, so dass der Hebel 52 in
einer Ebene P1 um eine Achse X in einer durch Pfeil D angegebenen
Richtung aus einer mit einer durchgezogenen Linie in 2 dargestellten
Ruheposition schwenkt. In ähnlicher
Weise weist der zweite Gehäuseteil 48 eine
erste Gaseinlassöffnung 92 zur
Aufnahme von komprimiertem Gas aus dem Druckgaszylinder 34 und
eine erste Gasauslassöffnung 96 auf,
welche dem Hochschalt-Gasstellantrieb 26 komprimiertes
Gas zuführt. Der
Hebel 56 ist mit dem zweiten Gehäuseteil 48 über einen
Schwenkschaft 100 schwenkbar verbunden, so dass der Hebel 56 in
einer Ebene P2 um eine Achse Y in einer durch Pfeil E angegebenen
Richtung aus einer mit einer durchgezogenen Linie in 2 dargestellten
Ruheposition schwenkt. In dieser Ausführungsform ist die Achse X
parallel zur Achse Y und die Ebene P1 ist parallel zur Ebene P2.
Wie später
noch detailliert erläutert
wird, kehrt jeder Hebel 52 und 56 nach der Schaltoperation
automatisch wieder in seine Ruheposition zurück.
-
4 ist
eine Ansicht entlang IV-IV in 3, welche
eine spezielle Ausführungsform
eines Gasventils 104 gemäß der Erfindung zeigt, das
innerhalb eines ersten Gehäuseteils 44 angeordnet
ist. Das Gasventil 104 wird verwendet, um wahlweise komprimiertes
Gas von der Gaseinlassöffnung 84 zur
Gasaunlassöffnung 88 weiterzuleiten.
Das Gasventil 104 ist in 4 im Ruhezustand
dargestellt, bei dem ein Strömen
des komprimierten Gases bei der Gaseinlassöffnung 84 zur Gasaustrittsöffnung 88 verhindert wird,
und das in 5 dargestellte Gasventil 104 befindet
sich in einem Arbeitszustand, bei dem das komprimierte Gas bei der
Gaseintrittsöffnung 84 zur Gasaustrittsöffnung 88 durchgelassen
wird. Der gleiche Typ von Gasventil (nicht dargestellt) ist in dem zweiten
Gehäuseteil 48 für eine Betätigung durch den
Hebel 56 angeordnet, so dass eine detaillierte Beschreibung
dieses Gasventils hier entfällt.
-
Wie
in 4 dargestellt, kommt ein Widerlager 108 am Schalthebel 82 in
Kontakt mit einem in einer Ventilbohrung 118 angeordneten
Gasventil-Betätigungselement 112.
Das Gasventil-Betätigungselement 112 ist
gleitend in Eingriff mit einem Ventilstift 116, der ebenfalls
in der Ventilbohrung 118 angeordnet ist. In der in 4 dargestellten
Position ist ein Freiraum 119 zwischen dem Gasventil-Betätigungselement 112 und
dem Ventilstift 116 aus später noch erläuterten
Gründen
angeordnet. Das Gasventil-Betätigungselement 112 ist
in ein ringförmiges
Gasabström-Kragenstück 120 eingesetzt,
das eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnete
Auslassöffnungen 124 aufweist,
welche ermöglichen,
dass der Herunterschalt-Gasbetätigungseinrichtung
zugeführtes
Gas nach der Schaltoperation abströmen kann. Eine O-Ring-Dichtung 128 ist
um die Außenumfangsfläche des
Gasbetätigungselementes 112 zwischen
einem ersten Widerlager 132 und einem zweiten Widerlager 136 montiert. Eine
Feder 140 ist zwischen dem ersten Widerlager 132 und
einem Widerlager 144 angeordnet, welches durch die Innenumfangsfläche der
Ventilbohrung 118 gebildet wird, um das Gasventil-Betätigungselement 112 nach
rechts vorzuspannen, um dadurch den Schalthebel 52 in die
in 4 dargestellte Ruheposition vorzuspannen. Der
Schalthebel 52 beinhaltet ein Bewegungsbegrenzungswiderlager 148,
das mit der Außenfläche des
ersten Gehäuseteils 44 in
Kontakt kommt, um die Drehung im Uhrzeigersinn des Schalthebels 52 zu
begrenzen und den Schalthebel 52 in seiner Ruheposition
zu positionieren. Der Schalthebel 56 weist ein ähnliches
(nicht dargestelltes) Widerla ger auf, um die Drehung des Schalthebels 56 im Gegenuhrzeigersinn
zu begrenzen und den Schalthebel 56 in seine Ruheposition
zu positionieren.
-
Eine
O-Ring-Dichtung 150 ist zwischen einem Widerlager 154 und
einem am Ventilstift 116 befindlichen Widerlager 158 angeordnet,
um mit einem durch die Innenumfangsfläche der Ventilbohrung 118 ausgebildeten
Widerlager 159 in Kontakt zu kommen, damit das Strömen von
Gas durch die Gaseinlassöffnung 84 durch
eine zur Gasaustrittsöffnung 88 führende mittlere
Passage verhindert wird. Eine Feder 166 ist zwischen einem
Widerlager 154 und einem auf einer Bohrungsabdeckschraube 174 befindlichen
Widerlager 170 angeordnet, um den Ventilstift 116 in
die in 4 dargestellte geschlossene Position vorzuspannen.
-
Im
Betrieb wird der Hebel 52 in die durch Pfeil D bezeichnete
Richtung gedreht, um den Umwerfer 14 in der Herunterschalt-Richtung
zu betätigen.
Da es einen Freiraum 119 zwischen dem Gasventil-Betätigungselement 112 und
dem Ventilstift 116 gibt, bleibt der Ventilstift 116 zu
Anfang als Ergebnis der Vorspannkraft der Feder 166 unbeweglich,
während
der O-Ring 128 auf dem Gasventil-Betätigungselement 112 mit
der Innenumfangsfläche der
Ventilbohrung 118 in Eingriff kommt, um ein Strömen von
Gas zum Abström-Kragenstück 120 zu
verhindern. Wird der Schalthebel 52 weitergedreht, drückt das
Gasventil-Betätigungselement 112 den Ventilstift 116 nach
links, wodurch der O-Ring 150 vom Widerlager 159 abhebt
und ermöglicht,
dass Gas von der Gaseintrittsöffnung 84 durch
die mittlere Passage 162 und durch die Gasaustrittsöffnung 188 strömt, um den
Herunterschalt-Gasstellantrieb 18 zu betätigen.
-
Danach
nimmt der/die Fahrerin) den Daumen oder Finger vom Schalthebel 52 und
der Schalthebel 52 dreht sich als Ergebnis der Vorspannung durch
Feder 170 automatisch im Uhrzeigersinn. Während dieser
Bewegung bewegt sich der Ventilstift 116 anfänglich nach
rechts, so dass der o-Ring 150 wieder in seinen Sitz auf
dem Widerlager 159 zurückkehrt,
um erneut zu verhindern, dass Gas von der Gaseinlassöffnung 184 durch
die mittlere Passage 182 strömt. Danach setzt das Gasventil-Betätigungselement 112 seine
Bewegung nach rechts fort, um den O-Ring 128 von der Innenumfangsfläche der Ventilbohrung 118 wegzubewegen,
um zu ermöglichen,
dass das komprimierte Gas, das den Herunterschalt-Gasstellantrieb 118 betätigt hat,
durch das Abström-Kragenstück 120 abströmt.
-
Die
Funktionsweise des im zweiten Gehäuseteil 48 angeordneten
Gasventils ist die gleiche.
-
Auch
wenn zuvor verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben wurden, können weitere Modifikationen
verwendet werden, ohne vom Gedanken und Schutzumfang der Erfindung
abzuweichen. Beispielsweise können
Größe, Form,
Ort oder Orientierung der verschiedenen Bauelemente nach Wunsch
verändert
werden. Die Funktionen eines einzigen Elementes können durch
zwei Elemente ausgeführt
werden, und umgekehrt.
-
6 zeigt
eine alternative Ausführungsform
einer Fahrradschaltsteuervorrichtung 200 gemäß der Erfindung.
In dieser Ausführungsform
ist ein Gehäuse 204 einstückig ausgebildet,
anstelle des aus zwei Stücken
bestehenden Gehäuses 42 der vorhergehenden
Ausführungsform.
Weiter ist die Drehebene P1 des Schalthebels 52 relativ
zur Drehebene P2 des Schalthebels 56 geneigt.
-
7 zeigt
eine weitere alternative Ausführungsform
einer Fahrradschaltsteuervorrichtung 300 gemäß der Erfindung.
In dieser Ausführungsform sind
die Schalthebel 52 und 56 so aufgebaut, dass sie
in die gleiche Richtung schwenken.
-
8 zeigt
eine weitere alternative Ausführungsform
einer Fahrradschaltsteuervorrichtung 400 gemäß der Erfindung.
Diese Ausführungsform
weist ein einstückiges
Gehäuse 404 ähnlich dem
Gehäuse 204 in 6 auf.
Jedoch gibt es bei dieser Ausführungsform
lediglich eine einzige Gaseinlassöffnung 408, welche
komprimiertes Gas den zwei im Gehäuse 404 angeordneten
Gasbetätigungsventilen
zuführt.
Eine einzige Bohrung im Gehäuse 404 kann verwendet
werden, um die zwei Gasbetätigungsventile
zu speisen.
-
9 zeigt
eine weitere alternative Ausführungsform
einer Fahrradschaltsteuervorrichtung 500 gemäß der Erfindung.
In dieser Ausführungsform wurden
die Schalthebel 52 und 56 durch Knöpfe 504 und 508 ersetzt,
die sich in die durch die Pfeile angegebenen entgegengesetzten Richtungen
bewegen. Selbstverständlich
können
die Knöpfe,
wenn gewünscht,
auf der gleichen Seite des Gehäuses
angeordnet werden, so dass sich die Knöpfe in die gleiche Richtung
bewegen.
-
10 zeigt
eine weitere alternative Ausführungsform
der Fahrradschaltsteuervorrichtung 500' gemäß der Erfindung. Diese Ausführungsform
verwendet ebenfalls Knöpfe 504' und 508', jedoch befinden
sich die Knöpfe
an entgegengesetzten Enden des Gehäuses.
-
Somit
versteht es sich, dass der Schutzumfang der Erfindung nicht durch
die offenbarten speziellen Strukturen eingeschränkt wird. Stattdessen ist der
tatsächliche
Schutzumfang der Erfindung durch die folgenden Ansprüche festgelegt.