DE69107792T2

DE69107792T2 - Schnellöseklemmvorrichtung für ein Fahrrad.

Info

Publication number: DE69107792T2
Application number: DE69107792T
Authority: DE
Inventors: Masashi Nagano
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1990-11-16
Filing date: 1991-11-13
Publication date: 1995-10-26
Anticipated expiration: 2011-11-14
Also published as: DE69107792D1; EP0486002B1; JP2958378B2; US5447362A; JPH04183602A; EP0486002A1

Description

ALLGEMEINES ZUR ERFINDUNG

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schnellöseklemmvorrichtung, insbesondere für ein Fahrrad, welche eine eine Spannwelle mit einem Gewindeabschnitt an einem Ende, eine auf dem anderen Ende der Spannwelle angebrachte Festspanneinrichtung, und eine auf dem Gewindeabschnitt angebrachte Klemmeinrichtung zum Festspannen eines Gegenstands zwischen der Festspanneinrichtung und der klemmeinrichtung aufweist.

STAND DER TECHNIK

Bei einer herkömmlichen Schnellöseklemmvorrichtung dieser Art weist die Klemmvorrichtung eine Mutter auf, die mit dem Gewindeabschnitt in Eingriff steht, ein relativ zur Mutter axial bewegliches Kontaktteil, welches eine Kontaktfläche aufweist, und ein zwischen der Mutter und dem Kontaktteil angeordnetes elastisches Element. Bei der in der japanischen Offenlegungsschrift JP-OS Nr. 1981-304 beispielsweise beschriebenen Vorrichtung ist die Mutter mit dem Kontaktteil so verbunden, daß die beiden Elemente relativ zueinander nicht drehbar und unter Drehung des Kontaktteils nahe aufeinander zu beweglich sind. Ein zwischen der Mutter und dem Kontaktteil angeordnetes elastisches Element wird dabei durch die Bewegung der Mutter und des Kontaktteils zueinander hin verformt, um eine auf ein Objekt bzw. einen Gegenstand aufgebrachte Spannkraft einzustellen. Diese Spannkraft kann anhand des Betrags nachgeprüft werden, um den die Mutter relativ zum Kontaktteil übersteht, bzw. anhand des Betrags der Bewegung der Mutter auf der Spannwelle. Das bei dieser Vorrichtung verwendete elastische Element besitzt eine hohe Elastizität, um so eine hohe Spannkraft aufzubringen. Infolgedessen ist die auf das Objekt aufgebrachte Spannkraft durch eine geringfügige axiale Verschiebung der Mutter über einen weiten Bereich veranderlich. Deshalb ist es äußerst schwierig, eine Feineinstellung der Spannkraft vorzunehmen und dabei auf den Betrag, um den die Mutter relativ zum Kontaktteil übersteht, bzw. auf den Betrag der Bewegung der Mutter auf der Spannwelle zu achten, da der zu beobachtende Unterschied zu klein ist.
Da die Mutter und das Kontaktteil zusammen drehbar sind, muß außerdem das Kontaktteil, das in starkem Reibungskontakt mit dem Objekt steht, beim Anziehen der Mutter gedreht werden. Dies erschwert nicht nur die Drehbewegung, sondern beschädigt auch die Berührungsflächen auf dem Objekt und dem Kontaktteil.
Die aus dem Vorstehenden zu entnehmende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst.
Bei der genannten Konstruktion wird eine relative Verlagerung zwischen Mutter und Kontaktteil zu Anzeigezwecken vetstärkt, damit der Betrag einer Verformung des elastischen Elements präzise nachgeprüft werden kann. Auf diese Weise läßt sich eine Spann- bzw. Klemmkraft mit Hilfe der Mutter fein einstellen, wodurch das festzuklemmende Objekt rasch und einfach mit einer korrekten Spannkraft festgezogen werden kann.
Als Gelenkmechanik zum Verstärken der Verschiebung wird insbesondere eine einfach aufgebaute Einhebelmechanik, als erfindungsgemäße Form der Vorrichtung zum Vetstärken der Verschiebung vorgeschlagen. Diese Hebelmechanik verstärkt eine relative axiale Verschiebung zwischen der Mutter und dem Kontaktteil zur Ausgabe an die Verschiebungs-Anzeigeeinrichtung. Die Einhebelmechanik umfaßt ein hin- und herbewegliches Teil mit einem Drehpunkt, einem Eingangspunkt und einem Ausgangspunkt, der sich in größerem Abstand vom Drehpunkt befindet als der Eingangspunkt. Der Drehpunkt wird von der Mutter definiert, und der Eingangspunkt ist ein Druckpunkt auf einem Verschiebungs-Eingangsring, der sich vom Kontaktteil aus erstreckt, wobei eine Verschiebung des Ausgangspunkts der Anzeigeeinrichtung zugeführt wird, die ein in axialer Richtung bewegliches rohrförmiges Teil ist, das gelenkig mit dem Ausgangspunkt des hinund herbeweglichen Teils verbunden ist.
Das hin- und herbewegliche Teil kann eine Tellerfeder sein. In diesem Fall vereinfacht sich die Konstruktion noch weiter insofern, als eine externe Spanneinrichtung nicht benötigt wird, da das hin- und herbewegliche Teil an sich eine innewohnende Spannkraft zur Berührung mit dem Kontaktteil besitzt.
Weitere Merkmale und Vortelle der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Ansicht einer Schnellöseklemmvorrichtung zur Verwendung bei einem Fahrrad entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 zeigt eine Klemmeinrichtung vor Erreichen der Klemmwirkung im vertikalen Schnitt,
Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 2,
Fig. 4A zeigt eine schematische Ansicht einer Tellerfeder in einem ersten Verschiebungszustand, wobei die Feder als Einrichtung zum Verstärken der Verschiebung fungiert,
Fig. 4B ist eine schematische Darstellung eines zweiten Verschiebungszustands der Tellerfeder,
Fig. 5 zeigt einen senkrechten Schnitt durch die Klemmeinrichtung,
Fig. 6 ist eine teilweise vertikal geschnittiene Ansicht einer Schnellöseklemmvorrichtung, insbesondere einer Klemmeinrichtung, entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schnellöseklemmvorrichtung, wie sie für die Montage einer Fahrradnabe verwendet wird. Diese Schnellöseklemmvorrichtung 1 weist einen rohrförmigen Korpus 2, eine gleitend auf dem rohrförmigen Korpus 2 gleitend angeordnete Spannwelle 3, eine auf einem Ende der Spannwelle 3 angebrachte Festspanneinrichtung 4, eine mit einem Schraubgewinde 3a (Fig. 2), das auf dem anderen Ende der Spannwelle 3 ausgebildet ist, in Eingriff stehende Klemmeinrichtung 5 zum Verstellen, und innenliegende Kontaktteile 6 auf, die auf gegenüberliegenden Enden des rohrförmigen Korpus 2 für den Kontakt mit nach innen gekehrten Flächen auf Gabelenden 80 eines Fahrrads angebracht sind. Diese Gabelenden 80 stellen ein festzuspannendes Objekt dar. Auf dem rohrförmigen Korpus 2 ist eine Nabe 8 so angebracht, daß sie über Lager 7 relativ zu diesem drehbar ist. Die Festspanneinrichtung 4 weist dabei ein Gehäuse 9 mit einer Kontaktfläche für den Kontakt mit einer außenliegenden Fläche auf einem der Gabelenden 80 auf. In das Gehäuse 9 erstreckt sich ein Betätigungshebel 10 in der Weise, daß er um eine zur Spannwelle 3 senkrechte Achse drehbar ist. Eine (hier nicht dargestellte) an sich bekannte Nockenmechanik ist zwischen einem proximalen bzw. innenliegenden Ende des Betätigungshebels 10 und einem Ende der Spannwelle 3 vorgesehen. Wird der Betätigungshebel 10 umgedreht, verengt die bekannte Nockenmechanik in Längsrichtung der Spannwelle 3 einen freien Raum zwischen dem Gehäuse 9 und dem innenliegenden und diesem gegenüber liegenden Kontaktteil 6. Infolgedessen wird die Vorrichtung so an die Gabelenden 80 gespannt, daß der gesamte Aufbau als feststehende Einheit gehalten wird.
Gemäß Fig. 2 weist die Klemmeinrichtung 5 eine Mutter 13, die mit dem Schraubengewinde 3a in Eingriff steht, ein Kontaktteil 14 zum Kontakt mit dem anderen Gabelende 80, und elastische Elemente 15 auf, die zwischen der Mutter 13 und dem Kontaktteil 14 angeordnet sind. Die Klemmeinrichtung 5 weist, wie nachstehend noch im einzelnen erläutert wird, außerdem eine Einrichtung 24 zum Verstärken der Verschiebung auf, die dazu dient, eine relative axiale Verschiebung zwischen der Mutter 13 und dem Kontaktteil 14 zu vergrößern, sowie eine Einrichtung 16 zum Anzeigen einer verstärkten Verschiebung.
Auf der Mutter 13 ist ein Betätigungsring 17 so angebracht, daß er zum Drehen der Mutter 13 relativ zum Kontaktteil 14 drehbar ist. Insbesondere weist der Betätigungsring 17 eine Viezahl von Vorsprüngen 19 auf, die auf seiner Innenwandung angeformt sind und mit einer Vielzahl von Vertiefungen 18 in Eingriff stehen, die auf der Außenwandung der Mutter 13 ausgebildet sind, was aus Fig. 3 ersichtlich ist. Damit sind der Betätigungsring 17 und die Mutter 13 nicht relativ zueinander verdrehbar. Die Mutter 13 wird so gedreht, daß sie sich entlang des Schraubengewindes 3a zum Gabelende 80 hin bewegt Gleichzeltig bewegt sich der Betätigungsring 17 ebenfalls in axialer Richtung. Wie Fig. 2 zeigt, ist auf dem Kontaktteil 14 eine gerändelte Kontaktfläche 20 gegenüber dem Gabelende 80 ausgebildet, um so den Widerstand beim Kontakt mit dem Gabelende 80 zu erhöhen. Das Bezugszeichen 13a in Fig. 2 bezeichnet eine geschlitzte Mutter aus Kunststoff, die mit dem Schraubengewinde 3a in Eingriff steht, um ein Lockern der Mutter 13 zu verhindern. Das Bezugszeichen 39 bezeichnet einen Federlagerring, der auf einer abgestuften Außenwandung der Mutter 13 angebracht ist.
Die elastischen Elemente 15 weisen zwei Tellerfedern auf, die zwischen dem Kontaktteil 14 und einer auf dem Schraubengewinde 3a angebrachten Hülse 21 in axialer Richtung zusammengedrückt werden können. Das Kontaktteil 14 ist in Form eines Rings ausgebildet, der in einen zwischen einem Außenumfang der Mutter 13 und einem Innenumfang des Betätigungsrings 17 belassenen Ringraum so eingesetzt ist, daß er um die Spannwelle 3 und entlang deren Achsrichtung verlagerbar ist. Das Kontaktteil 14 wird mittels eines Anschlagrings 40 in seiner Stellung gehalten.
Die Mutter 13 trägt eine Bezugshülse 22, die in Umfangsrichtung auf einem ihrer außenliegenden Enden angebracht ist. Außerdem ist zwischen der Mutter 13 und dem Betätigungsring 17 ein Anzeigerohr 23 gleitend befestigt. Das Anzeigerohr 23 beszt ein äußeres Ende, das über dem Anzeigerohr 23 liegt. In dem Anzeigerohr 23 ist eine Vielzahl von Ausschnitten 25 zur Aufnahme der Vorsprünge 19 auf dem Betätigungsring 17 ausgebildet. Ein innenliegendes Ende des Anzeigerohrs 23 erstreckt sich in einen zwischen dem Betätigungsring 17 und der Mutter 13 gebildeten Ringraum.
Die Vorrichtung 24 zum Verstärken der Verschiebung ist im Prinzip aus einer Tellerfeder 28 aus Kunststoff gebildet, deren äußerer Umfang 29 mit einem ersten Eingriffsteil 26 in Eingriff steht, das auf der Innenseite des Betätigungsrings 17 gebildet ist, während ihr Innenumfang mit einem zweiten Eingriffsteil 27 in Eingriff steht, das auf dem innenliegenden Ende des Anzeigerohrs 23 ausgebildet ist. Die Tellerfeder 28 befindet sich im Kontakt mit einem Verschiebungs-Eingangsring 31, der vom Kontaktelement 14 aus in eine zur Kontaktfläche 20 entgegengesetzte Richtung verläuft. Der Verschiebungs-Eingangsring 31 besitzt eine Kontaktposition P zur Berührung mit der Tellerfeder 28, die nahe dem äußeren Umfang 29 der Tellerfeder 28 liegt. Eine relative Verschiebung zwischen dem ersten Eingriffsteil 26 und dem Verschiebungs-Eingangsring 31, die sich aus einer Drehung des Betätigungsrings 17 ergibt, wird nach dem Hebelprinzip vergröbert und an das zweite Eingriffsteil 27 des Anzeigerohrs 23 übermittelt. Die sich vergrößernde Verschiebung läßt sich mit dem Auge anhand des Betrags der Bewegung des äußeren Endes des Anzeigerohrs 23 auf der Bezugshülse 22 nachprüfen und bestätigen. Es versteht sich von selbst, daß die Anzeigeeinrichtung 16 aus der Bezugshülse 22 und dem Anzeigerohr 23 besteht Vorzugsweise ist auf der Außenseite der Bezugshülse 22 eine farbige Skaleneinteilung zur Anzeige des Betrags der jeweiligen Spannung vorgesehen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird in vorstehend erläuterter Weise die Tellerfeder 28 als Einhebelmechanik verwendet. Wie Fig. 4A und 4B zeigen, kann die Tellerfeder 28 auf zweierklei Weise eingesetzt werden. Fig. 4A zeigt eine Einsatzform, bei der ein Bereich der Verschiebung vor einer Verlagerung der Tellerfeder 28 über ein abgeflachtes Stadium zur gegenüberliegenden Seite eingesetzt wird. Diese Verwendungsform ist in den Fällen geeignet, in denen eine zu erfassende Verlagerung des Verschiebungs-Eingangsrings 31 einen kleinen Betrag aufweist. Fig. 4B zeigt dagegen eine Einsatzform, bei der ein Bereich der Verschiebung nach der Verlagerung der Tellerfeder 28 über das abgeflachte Stadium zur gegenüberliegenden Seite eingesetzt wird. Diese Einsatzform ist dann geeignet, wenn eine zu erfassende Verlagerung des Verschiebungs-Eingangsrings 31 einen großen Betrag aufweist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird nun der Verschiebemodus der Tellerfeder 28 entsprechend Fig. 4B eingesetzt. Wird nach Drehung des Betätigungsrings 17 in Spannrichtung der Betätigungshebel 10 umgedreht, so bewegt sich die Bezugshülse 22 zum Kontaktelement 14 hin, während sich das Anzeigerohr 23 von diesem weg bewegt, wobei die äußeren Enden der Bezugshülse 22 und des Anzeigerohrs 23 sich nahe zueinander hin bewegen, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Wegen der entgegengestzten Bewegung der Bezugshülse 22 und des Anzeigerohrs 23, und infolge der Wirkung der Einrichtung 24 zum Verstärken der Verschiebung wird die Verlagerung zwischen den Enden der Bezugshülse 22 und des Anzeigerohrs 23 viel größer als die Verschiebung zwischen dem Kontaktelement 14 und der Mutter 13, wodurch die Nachprüfung durch Inaugenscheinnahme vereinfacht wird. Anschließend kann der Betätigungsring nach Bedarf soweit gedreht werden, bis eine Feineinstellung der elastischen Verformung der elastischen Elemente 15 bzw. der Spannkraft der Schnellöseklemmvorrichtung 1 erreicht wird.
Fig. 6 zeigt nun eine schnell lösbare Klemmvorrichtung entsprechend einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Diese Klemmvorrichtung umfaßt ein becherförmiges Kontaktteil 114 mit durchbohrtem Boden, sowie eine Mutter 113, die auf die Spannwelle 3 aufgeschraubt und in dem becherförmigen Kontaktteil 114 angeordnet ist. Das Kontaktteil 114 und die Mutter 113 sind koaxial zur Spannwelle 3 angeordnet, die durch den durchbohrten Boden des Kontaktteils 114 verläuft. Das Kontaktteil 114 und die Mutter 113 sind über eine Führungseinrichtung miteinander verbunden, welche einen Stift und eine Vertiefung aufweist (die an sich bekannt ist), so daß die beiden Telle axial beweglich, nicht jedoch relativ zueinander verdrehbar sind. Bei dieser Konstruktion veranlaßt das Kontaktteil 114 bei Drehung ein Anpressen des Kontaktteils 114 über das elastische Teil 115 gegen ein Objekt durch die Mutter 113. Das Kontaktteil 114 weist einen oder mehrere Schlitze 33 auf, die in Umfangsrichtung auf seiner zylindrischen Wandung verteilt sind. Der bzw. jeder Schlitz 33 konvergiert in axialer Richtung umso stärker, je weiter er sich von der zylindrischen Wandung aus nach innen erstreckt. In dem bzw. jedem Schlitz 33 ist ein Anzeigeteil 34 angeordnet, dessen äußeres Ende sich in eine Eingriffsvertiefung 35 erstreckt, die in der Mutter 113 so ausgebildet ist, daß ein außeliegendes bzw. distales Ende 34a des Anzeigeteils 34 in axialer Richtung hin- und herbeweglich ist. Eine relative Verlagerung zwischen dem Kontaktteil 114 und der Mutter 113 infolge einer Drehung des Kontaktteils 114 führt zu einer Schwenkbewegung des außenliegenden Endes 34a des Anzeigeteils 34 um einen Drehpunkt, der von einer Ecke 33a des Schlitzes 33 gebildet wird, der innerhalb der zylindrischen Wandung ausgebildet ist. Infolgedessen wird die relative Verschiebung zwischen dem Kontaktteil 114 und der Mutter 113 zur Nachprüfung und Bestätigung verstärkt. Vorzugsweise wird das Anzeigeteil 34 mittels einer Spanneinrichtung in eine Ausgangsstellung gespannt.
Bei der Einrichtung 24 zum Verstärken der Verschiebung wird bei beiden vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen eine Einhebelmechanik eingesetzt, doch kann auch eine Doppel- oder Dreifachhebelmechanik eingesetzt werden. Stattdessen ist es auch möglich, eine Nockenmechanik, einen Zahnstangentrieb oder dergleichen einzusetzen.
Die erfindungsgemäße Schnellöseklemmvorrichtung ist nicht nur auf die Montage einer Fahrradnabe beschränkt, sondern kann auch in vielen anderen Einsatzbereichen wie beispielsweise zur Einstellung der Sattelhöhe verwendet werden.

Claims

1. Schnellöseklemmvorrichtung (1) für ein Fahrrad, welche folgendes aufweist.

eine Welle mit einem Gewindeabschnitt (3a) an einem Ende;

eine auf dem anderen Ende der Welle (3) angebrachte Festspanneinrichtung (4);

eine auf dem Gewindeabschnitt (3a) angebrachte Klemmeinrichtung (5) mit

einer Mutter (13) im Eingriff mit dem Gewindeabschnitt (3a),

einem relativ zur Mutter (13) axial beweglichen Kontaktteil (14), welches eine Kontaktfläche (20) aufweist, und mit

einem zwischen der Mutter (13) und dem Kontaktteil (14) angeordneten elastischen Element (15), wobei nach Betätigung der Klemmeinrichtung (5) dessen Kontaktfläche (20) zur Festspanneinrichtung (4) hin bewegbar ist,

gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (24) zum Verstärken der Verschiebung, welche die relative Verschiebung zwischen der Mutter (13) und dem Kontaktteil (14) verstärkt, und

eine Einrichtung (16) zum Anzeigen der Verschiebung, welche die durch die Verstärkungseinrichtung (24) vetstärkte Verschiebung anzeigt,

wobei die Einrichtung zum Verstärken der Verschiebung als Gelenkmechanik zum Verstärken der Verschiebung ausgebildet ist, welche eine relative axiale Verschiebung zwischen der Mutter (13) und dem Kontaktteil (14) zur Ausgabe an die Einrichtung zum Anzeigen der Verschiebung verstärkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktteil (14) und die Mutter (13) koaxial zur Welle (3) so angeordnet sind, daß sie um die Welle relativ zueinander drehbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Kontaktteils (14) gerändelt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (24) zum Vetstärken der Verschiebung einen auf der Mutter (13) vorgesehenen Nocken und ein auf dem Kontaktteil (14) angeordnetes Gleitstück aufweist, wobei eine axiale Verschiebung des Nockens verstärkt und auf das Gleitstück übertragen wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkmechanik zum Verstärken der Verschiebung als Einhebelmechanik ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einhebelmechanik ein Schwingteil mit einem Gelenkpunkt, einem Antriebspunkt und einem Abtriebspunkt aufweist, der vom Gelenkpunkt weiter entfernt ist als der Antriebspunkt, wobei der Gelenkpunkt durch die Mutter (13) definiert ist und ein Druckpunkt auf einem Verschiebeantriebsring (31) ist, der sich vom Kontaktteil (14) aus erstreckt, während eine Verschiebung des Abtriebspunkts auf die Einrichtung (16) zum Anzeigen der Verschiebung übertragen wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingteil eine Tellerfeder (28) ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (16) zum Anzeigen der Verschiebung ein axial bewegliches rohrförmiges Teil (23) aufweist, welches gelenkig mit dem Abtriebspunkt des Schwingteils verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil (23) eine äußere Umfangsfläche mit einer farbigen Skaleneinteilung entsprechend den Klemmkräften aufweist.