DE10200701A1 - Kombinierte Gangwechsel-und Bremssteuereinheit für ein Fahrrad - Google Patents

Abstract

Kombinierte Gangwechsel- und Bremssteuereinheit für ein Fahrrad, mit DOLLAR A einem an der Griffstange des Lenkers des Fahrrads festlegbaren Stützkörper (12), DOLLAR A einem an dem Stützkörper (12) um eine erste Achse (16) schwenkbar montierten Bremssteuerhebel (14), DOLLAR A einer mit dem Stützkörper (12) verbundenen Gangwechsel-Steuereinheit (18), die eine um eine zweite Achse (22), die im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Achse (16) ist, drehbar ist, wobei die Gangwechseleinheit (18) einen Ratschenmechanismus mit einem an der Welle (20) befestigten Zahnrad (26) und einer kämmenden, mit einem Verbindungselement (36) verbundenen Einheit (28) zu einer freien Drehbewegung auf der zweiten Achse (22) aufweist, und DOLLAR A einem Gangwechselhebel (58), der dem Ratschenmechanismus (26, 28) zum Steuern der Rotation der Welle (20) um die zweite Achse operativ zugeordnet ist. DOLLAR A Der Gangwechselhebel (58) ist für seine Schwingbewegungen an dem Verbindungselement (36) befestigt um die zweite Achse (22).

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine kombinierte Gangwechsel- und Bremssteuerein­ heit für ein Fahrrad. Präziser gesagt, bezieht sich diese Erfindung auf eine kombinierte Einheit des Typs, wie er vom Anmelder in EP 0 504 118 beschrieben wurde. Dieses Do­ kument beschreibt eine kombinierte Steuereinheit mit einem Stützkörper verbunden mit einem Bremssteuerhebel, der um eine erste Achse schwenkt, und eine Gangwechsel- Steuereinheit, die mit dem Stützkörper verbunden ist. Diese Steuereinheit umfasst einen Gangwechselhebel, der um eine zweite Achse schwenkt, die orthogonal in Bezug auf die erste Achse ist, um einen Gang zu wechseln. Der Gangwechselhebel ist unmittelbar hinter dem Bremssteuerhebel angeordnet und frei, in derselben Richtung, wie letzterer zu schwenken, um eine Behinderung der Bremssteuerbewegung zu vermeiden.

Die früher beschriebene Einheit enthält eine Welle, die um die zweite Achse drehbar ist und mit einem Steuerkabel eines Kettenwerfers operiert. Die Rotation der Welle wird durch einen Ratschenmechanismus gesteuert, der ein Zahnrad aufweist, das fest an der Welle angeordnet ist. Der Gangwechselhebel steuert die Rotation der Welle mittels einer Einheit, welche mit dem Zahnrad in kämmendem Eingriff ist. Bei der bekannten Lösung ist die Einheit, die in kämmendem Eingriff mit dem Zahnrad steht, schwenkbar verbun­ den mit einem Verbindungselement, das auf der Welle montiert ist, so dass es in Bezug auf die zweite Achse frei drehen kann. Der Gangwechselhebel ist so angeordnet, dass er an der Einheit, die in kämmendem Eingriff mit dem Zahnrad steht, schwingen kann. In den Ausgangskonditionen steht die kämmende Einheit mit den Zähnen des Zahnrads nicht in Kontakt. Wenn der Gangwechselhebel um die zweite Achse schwingt, muss der Hebel über einen kleinen Winkelhub bewegt werden, um die kämmende Einheit in Kon­ takt mit den Zähnen zu bringen. Nach diesem kleinen Leerhub erzeugt die weitere Schwenkbewegung des Gangwechselhebels eine Rotation, deren Amplitude gleich ist der Amplitude der Welle, dank des Kontaktes zwischen der kämmenden Einheit und den Zähnen.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Gangwechsel-Steuereinheit anzugeben, die in ih­ rem Aufbau einfacher und kosteneffektiver ist als die bekannte Lösung, und bei der der Winkelhub des Gangwechselhebels reduziert ist, der erforderlich ist, um die kämmende Einheit in Kontakt mit den Zähnen zu bringen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine kombinierte Steuereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Diese Erfindung wird nachstehend detailliert erläutert anhand der Beschreibung, die Be­ zug nimmt auf die beiliegenden Figuren, die in nicht einschränkendes Beispiel verdeutli­ chen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Steuereinheit,

Fig. 2 einen Schnitt in der Ebene II-II in Fig. 1,

Fig. 3, 4 und 5 Schnitte ähnlich denen von Fig. 2, wobei die Steuereinheit in drei unter­ schiedlichen operativen Konfigurationen illustriert ist,

Fig. 6 eine Perspektivansicht des Teils, der in Fig. 1 durch einen Teil VI hervorge­ hoben ist, und

Fig. 7 eine perspektivische Explosionsansicht der in Fig. 6 gezeigten Komponen­ ten.

Eine kombinierte Gangwechsel- und Bremssteuereinheit 10 eines Wettbewerbsfahrrads gemäß Fig. 1 arbeitet essentiell wie die in der früheren Patentanmeldung EP 0 504 118 desselben Anmelders beschriebene, wobei hiermit auf alle die Aspekte rückbezogen wird, die in der nachfolgenden Beschreibung nicht ausdrücklich erläutert werden.

Die integrierte Steuereinheit 10 weist einen Stützkörper 12 mit nicht gezeigten Mitteln zum Befestigen an der Griffstange des Lenkers eines Fahrrads auf (nicht gezeigt). Am Stützkörper 12 ist ein Bremssteuerhebel 12 schwenkbar angebracht, der sich um eine erste, durch einen Zapfen 16 gebildete Achse verstellen lässt. Auf bekannte Weise ist ein Ende eines Bremssteuerkabels an einem oberen Ende des Bremssteuerhebels 14 verankert.

Der Stützkörper 12 trägt eine Gangwechseleinheit 18. Die Gangwechseleinheit 18 ( Fig. 6 und 7) umfasst eine Welle 20, die drehbar verbunden ist mit dem Stützkörper 12, und zwar um eine zweite Achse 22, die entweder orthogonal oder im Wesentlichen or­ thogonal bezüglich der Schwenkachse 16 des Bremssteuerhebels 14 liegt. Die Welle 20 trägt eine Scheibe (nicht gezeigt), auf welche ein Endabschnitt eines Steuerkabels eines vorderen oder hinteren Kettenwerfers des Fahrrads aufgewunden ist. Die Rotation der Welle in einer ersten Richtung, angezeigt durch einen Pfeil 26 in den Fig. 2a, 3a und 4a, wickelt zusätzlich mehr von dem Kettenwerfer-Steuerkabel auf die Scheibe, während eine Rotation der Welle 20 in der entgegengesetzten Richtung bezüglich der durch den Pfeil 24 angedeuteten Richtung, das Steuerkabel des Kettenwerfers mehr freigibt. Der Mechanismus, der die Rotation der Welle 20 in der Richtung, die dem Pfeil 24 entge­ gengesetzt ist, steuert, wird hier nicht beschrieben, da dies nicht in den Schutzbereich dieser Erfindung gehört. Dieser Mechanismus kann ausgebildet sein, wie dies im Detail in EP 0 504 118 beschrieben ist, oder, alternativ, wie in einer gleichzeitigen Patentan­ meldung offenbart, die vom gleichen Anmelder am heutigen Tag mit dem gleichen Titel eingereicht ist. Hingegen wird der Mechanismus nachstehend beschrieben, der die Ro­ tation der Welle 20 um die Achse 22 in der Richtung des Pfeils 24 steuert.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 wird die Rotationswelle 20 in der durch den Pfeil 24 angedeuteten Richtung durch einen Ratschenmechanismus gesteuert, der ein Zahnrad 26 und eine kämmende Einheit 28 aufweist. Das Zahnrad 26 ist an der Welle 20 befestigt und weist sägezahnartige Zähne 30 auf. Die kämmende Einheit 28 umfasst einen Zahn 32, der bestimmt ist zur Zusammenarbeit mit den Zähnen 30, und einen vom Zahn 32 beabstandeten Fortsatz 34, der wie nachstehend erläutert funktioniert. Die kämmende Einheit 28 trägt ein Verbindungselement 36, das im Wesentlichen die Ges­ talt einer Verbindungsstange hat. In der in den Figuren illustrierten Ausführungsform ist das Verbindungselement 36 hergestellt aus gepresstem, gebogenem Metallblech. Es besitzt zwei im Wesentlichen ringförmige, zueinander weisende Abschnitte 40, die an der Welle 20 in Bezug auf das Zahnrad 26 an gegenüberliegenden Seiten angreifen. Das Verbindungselement 36 ist so an der Welle 20 montiert, dass es in Bezug auf die Achse 22 frei drehbar ist. Unter Bezugnahme auf Fig. 7 sind die beiden ringförmigen Abschnitte 40 des Verbindungselementes 36 jeweils mit einer Verlängerung 42 verse­ hen, wobei die beiden Verlängerungen 42 durch eine Basis 44 verbunden sind. Die Verlängerungen 42 haben aufeinander ausgerichtete Bohrungen 46. Die kämmende Einheit 28 ist mit einer Bohrung 48 ausgestattet, die einen Zapfen 50 aufnimmt, der sei­ nerseits in die ausgerichteten Bohrungen 46 der Verlängerungen 42 eingreift. Die Achse des Zapfens 50 ist entweder parallel oder im Wesentlichen parallel zu der zweiten Ach­ se 22. Die kämmende Einheit 28 ist mit dem Verbindungselement 36 derart verbunden, dass sie um den Zapfen 50 frei schwingen kann. Ein elastisches Element, beispielswei­ se bestehend aus einer zusammengedrückten Schraubenfeder 52, ist zwischen der Ba­ sis 44 und der kämmenden Einheit 28 angeordnet, um die kämmende Einheit 28 zu ei­ ner Position zu beaufschlagen, in welcher der Zahn 32 in die Zähne 30 des Zahnrads 26 eingreift.

Unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 7 ist eine der beiden Verlängerungen 42 des Verbindungselementes 36 (die nach vorne weisende) mit einem Paar Flanschen 54 ver­ sehen, die zueinander parallel sind und zueinander weisen und aufeinander ausgerich­ tete Bohrungen 56 enthalten. An den Flanschen 54 des Verbindungselementes 36 ist mittels eines Zapfens 60 ein Gangwechselhebel 58 schwenkbar montiert. Die Achse des Zapfens 60 ist entweder orthogonal oder im Wesentlichen orthogonal zu der zweiten Achse. Bezugnehmend auf die Fig. 6 und 7 ist das obere Ende des Gangwechsel­ hebels 58 gabelförmig ausgebildet. Es greift an den Flanschen 54 an, derart, dass der Gangwechselhebel 58 an dem Verbindungselement 36 zu einer Schwingbewegung um die Achse 22 befestigt ist. Umgekehrt ist der Gangwechselhebel 58 frei, bezüglich des Verbindungselementes 36 um den Zapfen 60 zu oszillieren. Auf diese Weise hat der Gangwechselhebel 58 die Möglichkeit, der Schwingbewegung des Bremssteuerhebels 14 um die erste Achse, die materiell durch den Zapfen 16 repräsentiert ist, frei zu folgen. Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 kooperiert das Verbindungselement 16 mit einer Rückstellfeder 62, die danach trachtet, das Verbindungselement 36 und den Gangwechselhebel 58 in die in den Fig. 2 und 3 gezeigte Ausgangsstellung zurück­ zubringen, nachdem der Gangwechselhebel 58 nach einer Schwingbewegung um die Achse 22 in der durch den Pfeil 24 gezeigten Richtung freigegeben ist. Eine zweite Rückstellfeder 64 kooperiert mit dem Gangwechselhebel 58 und trachtet, den Gangwech­ selhebel zu der in Fig. 1 gezeigten Position zu bringen, nach einer Schwenkung um den Zapfen 60 als Folge einer Bremssteuerbewegung des Bremssteuerhebels 14.

Die Operation der erfindungsgemäßen Steuereinheit wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 3, 4 und 5 beschrieben. Fig. 3 zeigt die Ausgangsposition des Gangwech­ selhebels 58. Wie oben erwähnt, ist die dem Verbindungselement 36 zugeordnete Rückstellfeder bestrebt, das Verbindungselement in der Richtung entgegengesetzt zu der durch den Pfeil 24 angedeuteten Richtung zu drehen. In der in Fig. 3 gezeigten Ausgangsposition steht der Fortsatz 34 der kämmenden Einheit 28 an der inneren Flä­ che 62 des Stützkörpers 12 an, wobei er die kämmende Einheit 28 in einer Position hält, in der der Zahn 32 der kämmenden Einheit 28 im Eingriff ist mit den Zähnen 30. Die in­ nere Fläche 62 des Stützkörpers 12 definiert auch einen Hubendanschlag, gegen wel­ chen der Gangwechselhebel 58 durch die Aktion der dem Verbindungselement 36 zu­ geordneten Rückstellfeder gedrückt wird, um auf diese Weise eine Referenzposition für den Gangwechselhebel 58 zu definieren.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 drückt der Radfahrer gegen den Gangwechselhebel 58 in der durch den Pfeil 64 angedeuteten Richtung, um diesen zu verschwenken und in einer bestimmten Schaltrichtung zu schalten. Die Schwenkbewegung des Gangwechselhe­ bels 58 generiert eine Schwingbewegung, deren Amplitude gleich der des Verbindungs­ elementes 36 ist, unter Berücksichtigung, dass der Gangwechselhebel 58 und das Ver­ bindungselement 36 zu einer Schwingbewegung um die Achse 22 aneinander befestigt sind. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist nach einer kleinen Schwingbewegung des Verbindungs­ elementes 36 um die Achse 22 in der durch den Pfeil 24 angedeuteten Richtung der Fortsatz 34 der kämmenden Einheit 28 von der inneren Fläche 62 des Stützkörpers 12 beabstandet. Konsequent werden unter der Aktion der zusammengedrückten Feder 52 die kämmende Einheit 28 um den Zapfen 50 schwenken und der Zahn 32 in die Zähne 30 eingreifen. Ausgehend von der in Fig. 4 gezeigten Position erzeugt die weitere Schwenkbewegung des Gangwechselhebels 58 um die Achse 22 in der Richtung des Pfeils 24 eine Drehung der Welle 20 um die Achse 22, und zwar dank des Kontaktes zwischen der kämmenden Einheit 28 und den Zähnen 30. Fig. 5 illustriert die Position des Gangwechselhebels 58 am Ende seiner Schwenkbewegung. Der Radfahrer kann die Amplitude der Schwenkbewegung des Gangwechselhebels 58 wählen in Abstim­ mung auf die Anzahl der Gangstufen, die er schalten möchte. Ausgehend von der Kon­ figuration in Fig. 5, stellt die dem Verbindungselement 36 zugeordnete Rückstellfeder das Verbindungselement und den Gangwechselhebel 58 in die in Fig. 3 gezeigte Aus­ gangsposition zurück, sobald der Radfahrer den Gangwechselhebel 58 loslässt, wäh­ rend die Welle 20 durch einen Rückhaltemechanismus in der neuen Position festgelegt bleibt, welcher hier nicht beschrieben wird. Eine Gangschaltung in der entgegengesetz­ ten Richtung wird vorgenommen mittels eines Knopfes (nicht gezeigt), der so angeord­ net ist, dass er den Festhaltemechanismus lösen kann.

Durch Vergleich der Fig. 3 und 4 ergibt sich, dass der Gangwechselhebel 58 nur ü­ ber einen sehr kleinen Winkelhub bewegt zu werden braucht, um kämmende Einheit 28 in Kontakt mit den Zähnen 30 zu bringen. Eine Reduktion des Annäherungshubes des Gangwechselhebels 58 ist jedoch vorteilhaft, da sie den aktiv nutzbaren Hub des Gang­ wechselhebels vergrößert, und da es, konsequenterweise, unter an sich gleichen Kondi­ tionen dann möglich ist, den Durchmesser der Scheibe zu reduzieren, auf welche der Endabschnitt des Steuerkabels für den Kettenwerfer aufgewickelt ist.

Claims (8)

1. Kombinierte Gangwechsel- und Bremssteuereinheit für ein Fahrrad, mit
einem an der Griffstange des Lenkers des Fahrrads festlegbaren Stützkörper (12),
einem an dem Stützkörper (12) um eine erste Achse (16) schwenkbar montierten Bremssteuerhebel (14),
einer mit dem Stützkörper (12) verbundenen Gangwechsel-Steuereinheit (18), umfassend eine Welle (20), die um eine zweite Achse (22) drehbar ist, welche entweder orthogonal oder im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Achse (16) liegt, wobei die Gangwechseleinheit (18) einen Ratschenmechanismus mit einem Zahnrad (26) enthält, das drehfest mit der Welle (20) verbunden ist, und eine kämmende Einheit (28), die mit einem Verbindungselement (36) verbunden ist, welches zu einer freien Bewegung auf der zweiten Achse (22) angeordnet ist, und
einem dem Ratschenmechanismus (26, 28) operativ zugeordneten Gangwechsel­ hebel (58) zum Steuern der Rotation der Welle (20) um die zweite Achse (22),
dadurch gekennzeichnet, dass der Gangwechselhebel (58) für Schwingbewe­ gungen um die zweite Achse (22) solid an dem Verbindungselement (36) befestigt ist.

2. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gangwechselhebel (58) an dem Verbindungselement (36) um eine Achse (60) schwenkbar ist, die entweder orthogonal oder im Wesentlichen orthogonal zu der zweiten Achse (22) ist.

3. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kämmende Einheit (32) um eine Achse (50) an dem Verbindungselement (36) schwenkbar ist, welche entweder parallel oder im Wesentlichen parallel zu der zweiten Achse (22) ist, und dass der kämmenden Einheit (32) elastische Mittel (52) zugeordnet sind, die da­ nach trachten, die kämmende Einheit (28) zu einer Eingriffsposition mit dem Zahn­ rad (26) zu verschwenken.

4. Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kämmende Einheit (28) einen Fortsatz (34) aufweist, der in einer Ausgangsposition des Gangwech­ selhebels (28) an einer inneren Fläche (62) des Stützkörpers (12) anliegt, um die kämmende Einheit (28) in einer bezüglich des Zahnrads (26) gelösten Position und gegen die Aktion der elastischen Mittel (52) zu halten.

5. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsele­ ment (36) im Wesentlichen die Form einer Verbindungsstange hat.

6. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsele­ ment (36) zwei Elemente umfasst, welche in Bezug auf das Zahnrad (26) an ge­ genüberliegenden Seiten angeordnet und im Wesentlichen ringförmig (40) sind.

7. Einheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen ringförmigen Elemente (40) jeweils mit einer Verlängerung (42) ausgestattet sind, und dass die Verlängerungen (42) gegenseitig über eine Basis (44) verbunden sind.

8. Einheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Verlängerun­ gen (42) mit einem Paar Flanschen (54) ausgestattet ist, die zueinander parallel sind und zueinander weisen, und an denen der Gangwechselhebel (58) schwenk­ bar angeordnet ist.