DE4033890A1 - Mehrgangschalter fuer uebersetzungsgetriebe an fahrraedern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrgangschalter zum Wechsel der Übersetzungen bei Übersetzungsgetrieben an Fahrrädern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zwei-Hebel-Schalter, die es ermöglichen, durch Betätigung des einen Hebels in der einen Richtung, vorzugsweise in der, die gegen den Federzug des Bowdenzugseils gerichtet ist, in einem oder mehreren Schritten die Gänge zu schalten und durch Betäti­ gung des anderen Hebels meistens schrittweise den Zug wieder freizugeben, sind bei Fahrrädern hauptsächlich im asiatischen Raum bekannt. Ziel der beim ersten Hinsehen komplizierten Lö­ sung ist das genaue stufenweise Schalten, das bei Ein-Hebel- Schaltern besonders beim Nachlassen des Bowdenzugseils dem un­ geübten Fahrradlenker meistens nicht gelingt, da Zwischenstufen übersprungen werden, wenn die Schaltbewegung nicht weggenau er­ folgt.

Zwei-Hebel-Schalter sind z. B. bekannt aus der EPA 03 61 335, wo mit dem Haupthebel gegen den Federzug des Getriebes das Bowden­ zugseil aufgewickelt wird, und mit dem Freigabehebel in Schalt­ schritten Gang für Gang wieder freigegeben wird. Hier wird beim Schalten durch Aufwickeln vom System nicht definiert, welcher Gang als nächster folgt. Der ungeübte Fahrer kann durch einen starken Druck einen Gang ungewollt überspringen, andererseits kann er nur schrittweise in der Gegenrichtung schalten.

In ähnlicher Weise arbeitet das in der GB 20 12 893 A vorge­ schlagene System, wo mit dem Haupthebel in der Richtung gegen den Getriebefederzug geschaltet und mit dem Freigabehebel Gang für Gang jeweils freigegeben wird. Es handelt sich hier um einen Schrittschalter in beiden Richtungen mit dem Nachteil, daß hier auch in Richtung gegen den Federzug des Getriebes mit jeder Betätigung des Haupthebels immer nur ein Gang geschaltet werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, auch für den ungeübten Fahrer einen Schalter zu entwickeln, der vorzugsweise bei Fahrradge­ trieben mit drei Gängen keine Zweifel beim Schalten der Gänge läßt, weder hinsichtlich des Schaltdruckes noch des Schaltweges für den gewünschten Gang.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 beschrieben.

Die Vorteile einer derartigen Lösung liegen in der Eindeutig­ keit der Schaltvorgänge, in der Möglichkeit, jede gewünschte Gangstufe mit einem einzigen Schalterdruck zu erreichen, unge­ achtet der Position, die die Schalter zu diesem Zeitpunkt haben und in der Herstellbarkeit mit der für die Blechbearbeitung üb­ lichen Stanz- und Prägetechnik.

Der Zusammenbau des Schalters wird in den folgenden Figuren dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 den Schalter im Zusammenbau in der Ansicht von vorn;

Fig. 2 den Schalter in der Ansicht von oben in Drehachsrichtung gesehen mit allen Funktionsteilen und mit eingeschalte­ tem ersten Gang;

Fig. 3 den Schalter-Zusammenbau im Schnitt durch die Drehachse;

Fig. 4 den Schalter von oben gesehen mit seinen Funktionsteilen unter Hervorhebung der Seilscheibe;

Fig. 5 den Schalter von oben gesehen mit seinen Funktionsteilen unter Hervorhebung des Hebels für den ersten Gang;

Fig. 6 den Schalter von oben gesehen mit seinen Funktionsteilen unter Hervorhebung des Hebels für den zweiten Gang;

Fig. 7 den Schalter von oben gesehen mit seinen Funktionsteilen unter Hervorhebung des Freigabehebels für den dritten Gang;

Fig. 8 den Hebel für den zweiten Gang mit seiner angebogenen Mitnahme.

Als weiteres mögliches Ausführungsbeispiel ist eine Schalter­ variante in den folgenden Figuren dargestellt. Es zeigen:

Fig. 9 die Schaltervariante im Zusammenbau in der Ansicht von vorn;

Fig. 10 die Schaltervariante in der Ansicht von oben in Drehrichtung gesehen mit allen Funktionsteilen und mit eingeschaltetem 1. Gang;

Fig. 11 die Schaltervariante von oben gesehen mit seinen Funktionsteilen unter Hervorhebung der Seilscheibe;

Fig. 12 die Schaltervariante von oben gesehen mit seinen Funktionsteilen unter Hervorhebung des Hebels für den 1. Gang;

Fig. 13 die Schaltervariante von oben gesehen mit seinen Funktionsteilen unter Hervorhebung des Hebels für den 2. Gang;

Fig. 14 die Schaltervariante von oben gesehen mit seinen Funktionsteilen unter Hervorhebung des Freigabehebels für den 3. Gang;

Fig. 15 den Freigabehebel für den 3. Gang mit der Darstellung der Drehsperre.

Es soll zunächst der Schalter, dargestellt in Fig. 1-8, näher beschrieben werden:
Wird mit 21 die Lenkstange des Fahrrades bezeichnet, so um­ schließt diese eine Rohrschelle, die über die Drehachse 5 mit den beiden Führungsplatten 17 und 19 fest verbunden ist. In diese Verbindung eingeschlossen ist das Kunststoffgehäuse 1, welches aber an der Funktion keinen Anteil hat. Es sind noch drei weitere Achsen parallel zur Drehachse 5 im Schalter ange­ ordnet: Das Widerlager 41 für die Abstützung der Bowdenzug­ kräfte, der Drehsperrenbolzen 15 zur Lagerung der Drehsperre 11 mit deren Feder 13 sowie der Anschlagbolzen 31. Diese Achsen sind an ihren beiden Enden nach abgeschlossener Montage des Schalters angeprägt, um die beiden Führungsplatten 17 und 19 verwindungssteif miteinander zu verbinden.

Auf der Drehachse 5 ist die Seilscheibe 51 derart angeordnet, daß ihre Mitte mit dem Eintritt des Seiles 3 im Widerlager 41 fluchtet. Die Seilscheibe 51 besteht aus drei Blechen, von de­ nen die zwei äußeren das Seilführen und den Nippel aufnehmen, von denen das mittlere zur Seilführung, zur Anlage der Feder 55 sowie zur Bildung von Anschlägen und der Lagerung bestimmt ist. Die Seilscheibe 51 wird flankiert von dem Hebel für den zweiten Gang 81, der mit der Seilscheibe 51 nur über die lappenähnlich angebogene Mitnahme 89 in Wirkverbindung treten kann (siehe auch Fig. 8). Der Hebel für den zweiten Gang 81 ist durch die Feder für den Hebel für den zweiten Gang 83, die sich um die Drehachse schlingt und sich am Anschlagbolzen 31 abstützt, gegen die Betätigungsrichtung angefedert, um bei Entlastung in die Bereitschaftsstellung zurückzukehren. Der Hebel für den zweiten Gang 81 hat einen Entlastungsanschlag 88, der mit dem Anschlagbolzen 31 in Wirkverbindung tritt. Ferner bewirkt der Anschlag 87 eine Drehwegbegrenzung, wenn er den Anschlagbolzen 31 berührt. Der Zahn 85 stellt eine Raste für die Drehsperre 11 dar, die bei Betätigung des Hebels vor Erreichen dieser Raststellung von der Spitze des Zahns 85 ganz ausgesteuert wird.

An die rohrschellenferne Seite der Seilscheibe 51 schmiegt sich der Hebel für den ersten Gang 71, an welchem funktionell analog zum Hebel für den zweiten Gang 81 eine Feder für den Hebel für den ersten Gang 73, eine Mitnahme 79, einen Entlastungsanschlag 78, einen Anschlag 77 sowie einen Zahn 75 angeordnet ist.

Der der Rohrschelle 23 am nächsten liegende Freigabehebel für den dritten Gang 91 ist durch seine koaxial angeordnete Feder für den Hebel für den dritten Gang 93 in Richtung Bereit­ schaftsstellung angefedert. Auch hier gibt es einen drehwegbe­ grenzenden Anschlag 97, einen Entlastungsanschlag 98 und einen Zahn 95. Im Gegensatz zu den beiden vorgenannten Hebeln gibt es hier keine Mitnahme, da es sich lediglich um eine Freigabe die­ ser beiden Hebel handelt, also keine aktive Beeinflussung der Seilscheibe 51 erfolgt.

Die Funktion läßt sich wie folgt beschreiben: Der erste Gang wird durch Niederdrücken des Hebels für den ersten Gang 71 ein­ gelegt. In Fig. 5 ist diese Situation herausgestellt. Beim Nie­ derdrücken ist der Zahn 75 am Schaft der Drehsperre 11, die übrigens so breit ist, daß sie mit allen Heben in Wirkverbin­ dung treten kann, entlanggelaufen und hat diese derart angeho­ ben, daß sich kein Zahn 85 oder 95 der beiden anderen Hebel 81 oder 91 mehr eingerastet halten kann und daß nun der vormals eingeschaltet gewesene Hebel von seiner Feder 83 oder 93 in seine Bereitschaftsstellung zurückgezogen wird. Das Nieder­ drücken wird begrenzt vom Auflaufen des Anschlags 77 auf den Anschlagbolzen 31. Hier hat sich der Zahn 75 an der Drehsperre 11 vorbeibewegt, die nun unter den Zahn 75 einrastet und den Hebel für den ersten Gang 71 nicht mehr in seine Bereitschafts­ stellung zurückkehren läßt. Diese Drehbewegung hat aber auch die Mitnahme 79 auf ihrer Kreisbahn in Marsch gesetzt, die über den Mitnahmeanschlag 57 der Seilscheibe 51 diese in die in Fig. 4 dargestellte Position verdreht. Mit ihr verdreht hat sich die Einhängeöse 53 und somit der Nippel 9, mit welchem das Seil 3 aus dem Bowdenzug 7 gezogen und das Fahrradgetriebe in den er­ sten Gang geschaltet wird.

Wird nun beispielsweise der Hebel für den zweiten Gang 81, der sich in Bereitschaftsstellung befinden muß, niedergedrückt, bis sein Anschlag 87 den Anschlagbolzen 31 berührt, so läuft sein Zahn 85 am Schaft der Drehsperre 11 entlang und hebt diese aus, so daß der vorher gedrückte Hebel für den ersten Gang 71 durch den Entzug seiner Rastung zuerst vom Federzug des Seils 3 und dann von der Feder für den Hebel für den ersten Gang 73 in seine Bereitschaftsstellung zurückgeführt wird. Die Drehsperre 11 legt sich nun unter den Zahn 85 und bewirkt dadurch, daß die Seilscheibe 51 mit ihrem Mitnahmeanschlag 57 gegen die Mitnahme 89 stößt und am weiteren Zurückdrehen gehindert wird. Der so eingeschaltete zweite Gang wird durch die Betätigung des Frei­ gabehebels für den dritten Gang 91 auf die vorbeschriebene Weise in den dritten Gang überführt, wobei die Seilscheibe 51 - veranlaßt durch den Federzug des Seils 3 - ihre Position des dritten Ganges dadurch einnimmt, daß sie mit ihrem Mitnahmean­ schlag 57 an die beiden Mitnahmen 79 und 89 gezogen wird. Der Freigabehebel für den dritten Gang 91 befindet sich dann in der niedergedrückten Stellung.

Es wird nun auf die Fig. 9 bis 15 Bezug genommen, wo eine Schaltervariante gezeigt wird, die im Unterschied zum vorher beschriebenen Schalter mit einer Drehsperre 111a und 111b aus­ gestattet ist, die nicht mehr selbständig operiert, sondern einteilig mit dem Freigabehebel 191 verbunden ist. Fig. 15 zeigt die beiden Drehsperre-Elemente, von denen 111a die Ra­ stung mit den beiden Hebeln 171 und 181 übernimmt, wohingegen das Element 111b lediglich eine Anschlagfunktion hat, was in Fig. 13 deutlich wird, wo sich 111b an den Hebel 181 anlehnt. Der Drehsperrenbolzen 115 liegt im Gegensatz zum vorher be­ schriebenen Schalter näher an der Drehachse 105, da die Hebel für den 1. Gang 171 und für den 2. Gang 181 die Drehsperre 111a und teilweise auch 111b umgreifen. Analog zum vorher beschrie­ benen Schalter werden der 1. und 2. Gang durch Niederdrücken des jeweiligen Hebels erreicht, wobei der Freigabehebel 191 für den 3. Gang sich jedesmal in Druckrichtung hin- und in Ent­ lastungsrichtung herbewegt, da die jeweiligen Zähne 175 und 185 die Drehsperre 111a verdrehen und zum Ausklinken des jeweils vorher eingeklinkten Hebels veranlassen. Allen Heben gemeinsam ist je ein Entlastungsanschlag 178, 188 und 198. Ebenso werden alle Hebel und die Seilscheibe 151 von Federn 155, 173, 183 und 193 angefedert. Beim Betätigen werden die Hebel für den 1. und 2. Gang 171 und 181, mit ihren Anschlägen 177 und 187 gegen den Anschlagbolzen 131 geführt, wobei sie jeweils mit ihren Mit­ nahmen 179 und 189 die Seilscheibe 151 über deren Mitnahmean­ schlag 157 analog zum vorgenannten Schalter mitnehmen. Schließ­ lich wird das Seil 103 des Bowdenzuges 107 mit seinem Nippel 109 in einer Ausbuchtung der Seilscheibe 151 verankert, wobei hier keine extra angebogene Einhängeöse erforderlich ist. Die Anordnung der Lenkstange 121, der Rohrschelle 123 sowie des Ge­ häuses 101 mit seinen Führungsplatten 117 und 119 entspricht dem vorbeschriebenen Schalter in Anordnung und Funktion.

Schließlich ist es dem System eigen, daß die Schaltwege der He­ bel für die einzelnen Gänge unterschiedlich groß sind: klein für den 3. Gang, da es sich hier lediglich um die Auslöse­ funktion handelt, mittel für den 2. Gang und groß für den 3. Gang. Dies entspricht auch dem Zugbedarf des Bowdenzugseils bei den einzelnen Gängen.

Claims (9)

1. Mehrgangschalter zum Wechsel der Übersetzungen bei Über­ setzungsgetrieben an Fahrrädern, insbesondere bei Dreigang- Naben, mit folgenden Merkmalen:

• - Ein Gehäuse mit einer Befestigung am Lenker des Fahrrades umschließt die Betätigungsvorrichtung.
• - Der Schalter steuert den Gangwechsel der Getriebenabe über das Seil eines Bowdenzugs.
• - Das Seil wird beim Schalten auf eine Seilscheibe aufge­ rollt, wobei die Stufung der Gänge über formschlüssige und steuerbare Rasten erfolgt,

dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Seil (3, 103) ver­ bundene Seilscheibe (51 , 151) unabhängig auf der Drehachse (5, 105) gelagert ist und nur mittelbar mit den Hebeln für den 1. und 2. Gang (71, 171 und 81 , 181) über deren Mit­ nahmen (79, 179 und 89, 189) in Wirkverbindung steht, wobei der Federzug des Seils (3, 103) des Bowdenzuges (7, 107) für die ständige Berührung zwischen dem Mitnahmeanschlag (57, 157) an der Seilscheibe (51, 151) und mindestens einer der beiden Mitnahmen (79, 179 und 89, 189) sorgt.

2. Mehrgangschalter mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1, da­ durch gekennzeichnet, daß soviel Hebel im Schalter ange­ ordnet sind, wie das Fahrradgetriebe Gangstufen hat.

3. Mehrgangschalter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schaltweg eines jeden Hebels durch Anschläge begrenzt und gleichzeitig definiert wird.

4. Mehrgangschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hebel (71, 81, 91) in der Bereitschaftsstellung mit seinem Entlastungsanschlag (78, 88 und 98) und in der Schaltstellung am Anschlag (77, 87 und 97) anliegt.

5. Mehrgangschalter nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein einziger Anschlagbolzen (31) als Ge­ genlager für sowohl die Entlastungsanschläge (78, 88 und 98) als auch für die "aktiven" Anschläge (77, 87 und 97) genügt.

6. Mehrgangschalter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine einzige Drehsperre (11, 111a) durch ihre konstruktive Ausführung mit den am Schaltvorgang be­ teiligten Hebeln (71, 171 und 81, 181, sowie 91) zusammen­ wirkt.

7. Mehrgangschalter nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drehsperre (11, 111a) durch Vorbei­ drehen eines Zahnes, beispielsweise (85, 185) kurzzeitig soweit verdreht wird, daß der vorher dort rastende Zahn, beispielsweise (75, 175) ausgeklinkt und der zugehörige Hebel (71, 171) durch Federkraft in die Bereitschaftsstel­ lung zurückgeführt wird.

8. Mehrgangschalter nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drehsperre (111a, 111b) bei der Schaltervariante gemäß den Fig. 9 bis 15 mit dem Frei­ gabehebel 191 einteilig verbunden ist.