DE69614795T2

DE69614795T2 - Fahrrad mit Beilagscheibe

Info

Publication number: DE69614795T2
Application number: DE69614795T
Authority: DE
Inventors: Kimitaka Takahama
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1995-09-26
Filing date: 1996-09-23
Publication date: 2002-07-04
Anticipated expiration: 2016-09-24
Also published as: CN1061617C; EP0766014B1; CN1151960A; JPH0988933A; EP0766014A1; DE69614795D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrrad, das eine Fahrradkabelbefestigungsplatte, die ein Fahrrad-Steuerkabel wie gemäß des Oberbegriffs aus Anspruch 1, aus DE-U-82 25 363 bekannt, befestigt, umfaßt.
Fahrrad-Steuerkabel umfassen normalerweise ein inneres Kabel, das in einem äußeren röhrenförmigen Gehäuse gleitet. Ein Ende des inneren Kabels ist normalerweise an der Steuervorrichtung befestigt und das andere Ende des Kabels ist an der gesteuerten Vorrichtung befestigt. Zum Beispiel kann das innere Kabel eines Umwerferkabels, das einen vorderen Umwerfer antreibt, durch einen Bolzen an einer der Pantograph- Verbindungen des Umwerfers befestigt werden. Das innere Kabel wird normalerweise durch eine unterlegscheibenähnliche Kabelbefestigungsplatte (auch Kabelhalteunterlegscheibe genannt) nach unten gehalten und befestigt. Wenn das innere Kabel jedoch durch eine solche Kabelbefestigungsplatte befestigt wird, kann es unter starker Spannung aufgrund des Fehlens einer Klemmkraft zwischen dem inneren Kabel und der Kabelbefestigungsplatte weggleiten. Bekannte Mittel, um dieses Problem in den Griff zu bekommen, bestehen darin, die Kabelbefestigungsplatte mit Vorsprüngen zu versehen, so daß diese Vorsprünge in das innere Kabel greifen und dieses befestigen, oder darin, die Stelle der rechten Verbindung, wo das Kabel befestigt werden soll, mit V-Rillen zu versehen. Damit die Vorsprünge und Rillen effektiv funktionieren, muß das Kabel präzise angeordnet sein.
Kundenansprüche verlangen ein leichtes Fahrrad, und die Hersteller bemühen sich darum, dieser Nachfrage nachzukommen, indem sie Materialien verwenden, die so beständig und leicht wie möglich sind. Zu diesem Zweck werden oft Aluminiumlegierungen verwendet. Wenn jedoch eine Aluminiumlegierung verwendet wird, um die Kabelbefestigungsplatte leichter zu gestalten, besteht eine ausgeprägte Tendenz, daß das innere Kabel, wie oben beschrieben, weggleitet. Da zudem eine herkömmliche Kabelbefestigungsplatte sich mit der Festspannkraft dreht, wenn das innere Kabel durch den Bolzen befestigt wird, ist es normalerweise integral mit einem Ausrücker oder dergleichen versehen, um diese Drehung zu verhindern, In diesem Fall muß während des Zusammenbaus auf die Befestigungsrichtung der Kabelbefestigungsplatte acht gegeben werden, wodurch der Zusammenbau komplizierter wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrrad, das eine Fahrradkabelbefestigungsplatte umfaßt, die, wie im zweiten Teil von Anspruch 1 beschrieben, ein Fahrrad-Steuerkabel mit einer starken Befestigungskraft und ohne Verwendung von Ausrückern auf der Befestigungsplatte an einem Fahrradteil befestigt.
Indem die Oberfläche auf diese Weise geformt wird, befestigt die Kabelbefestigungsplatte des Fahrrads der vorliegenden Erfindung das Steuerkabel sicher an der gesteuerten Vorrichtung mittels einer durch das spiralförmige Biegen des Kabels erzeugten Keilwirkung. Ungeachtet der rotierenden Winkelposition der Kabelbefestigungsplatte um den Bolzen erhält man im wesentlichen dieselbe Festspannkraft. Wenn die Spannung auf das Kabel, das von den Vorsprüngen und Rillen gegriffen wird, erhöht wird, wird eine einschränkende Kraft, welche das Weggleiten verhindert, schnell und exponentiell erzeugt. Zudem ist der Kontaktflächenbereich zwischen der Kabelbefestigungsplatte und dem Kabel größer.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines vorderen Umwerfers, der eine besondere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kabelbefestigungsplatte beinhaltet;
Fig. 2 ist eine Rückansicht des in Fig. 1 gezeigten Umwerfers;
Fig. 3A ist eine Vorderansicht einer besonderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kabelbefestigungsplatte;
Fig. 3B ist eine Seitenansicht der in Fig. 3A gezeigten Kabelbefestigungsplatte;
Fig. 3C ist eine Rückansicht der in Fig. 3A gezeigten Kabelbefestigungsplatte;
Fig. 4 ist eine Vorderansicht der in Fig. 3A gezeigten Kabelbefestigungsplatte, die verschiedene Positionen eines Steuerkabels darstellt;
Fig. 5A ist eine Vorderansicht einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kabelbefestigungsplatte;
Fig. 5B ist eine Seitenansicht der in Fig. 5A gezeigten Kabelbefestigungsplatte;
Fig. 5C ist eine Rückansicht der in Fig. 5A gezeigten Kabelbefestigungsplatte;
Fig. 6A ist eine Vorderansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kabelbefestigungsplatte;
Fig. 6B ist eine Seitenansicht der in Fig. 6A gezeigten Kabelbefestigungsplatte; und
Fig. 6C ist eine Rückansicht der in Fig. 6A gezeigten Kabelbefestigungsplatte.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung wird nun unter Verwendung eines vorderen Umwerfers als Beispiel beschrieben. Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, ist ein vorderer Umwerfer 1 mit einem Sitzrohrträger 2 versehen, der seinerseits aus einer Welle 3 und einer radialen Verlängerung 4, die sich integral mit der Welle 3 in ungefähr radialer Richtung erstreckt, geformt ist. Der Sitzrohrträger 2 wird an einem Fahrrad befestigt, so daß die kreisförmige Öffnung sich nach der unteren Trägeranordnung des Fahrrads ausrichtet.
Ein Träger 5 für den vorderen Umwerfer ist an dem äußeren Ende der radialen Verlängerung 4 befestigt. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Träger 5 für den vorderen Umwerfer mit einem vierteiligen Verbindungsmechanismus 6 versehen, und an dem bewegbaren Abschnitt des vierteiligen Verbindungsmechanismus 6 ist eine Kettenführungsplatte 7 befestigt. Die Kettenführungsplatte 7 kann sich in der axialen Richtung der Welle 3 vor- und rückwärts bewegen.
Das innere Kabel 9 eines Umwerferkabels, das verwendet wird, um den Umwerfer zu betätigen, wird an dem Verbindungsabschnitt 8 der Kettenführungsplatte 7 befestigt, indem es unter hohem Druck zwischen den Verbindungsabschnitt 8 und die Kabelbefestigungsplatte 11 geklemmt wird. Die Kabelbefestigungsplatte 11 wird mittels eines Bolzens 12 sicher an dem Verbindungsabschnitt 8 festgespannt.
Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kabelbefestigungsplatte 11 ist in den Fig. 3A, 3B und 3C dargestellt. In dieser Ausführungsform ist die Kabelbefestigungsplatte 11 eine ringförmige Scheibe, die in der Form eines kreisförmigen Rings geformt ist. Eine Seite, die Bolzenstirnfläche 13, ist im wesentlichen flach geformt. Die andere Seite, die Kabelstirnfläche 14, weist ein wellenförmiges Muster 15 auf. Dieses wellenförmige Muster 15 besteht aus zwei konzentrischen, kreisförmigen Rillen 16 und 17. Der Schnittwinkel der geneigten Oberflächen, die jede der kreisförmigen Rillen 16 und 17 ausmachen (der Winkel im Querschnitt in einem rechten Winkel zur Kabelstirnfläche 14, einschließlich Radius), beträgt ungefähr 80 bis 100 Grad. Vorzugsweise sollte dieser Winkel ungefähr 90 Grad betragen. Die Kabelbefestigungsplatte 11 ist aus einer Aluminiumlegierung hergestellt, um ihr Gewicht herabzusetzen.
Von seiner Mitte ausgesehen, erstreckt sich das wellenförmige Muster 15 in der Form von sich radial erweiternden, konzentrischen Wellen in eine radiale Richtung von der Mitte der Kabelbefestigungsplatte 11 aus. Während des Befestigens der Kabelbefestigungsplatte 11 an dem Verbindungsabschnitt 8 durch den Bolzen 12, braucht die Winkelposition der Kabelbefestigungsplatte 11 bezüglich des Verbindungsabschnitts 8, das heißt, die Winkelposition der Kabelbefestigungsplatte 11 um die Mitte, nicht fixiert zu werden. Wie zum Beispiel aus den Positionen A, B und C in Fig. 4 ersichtlich, ist der relative Drehwinkel um die Mitte des inneren Kabels 9 und die Kabelbefestigungsplatte 11 variabel. Trotz der Variabilität dieser relativen Drehwinkelposition, variiert die Beziehung des inneren Kabels 9 zu den Rillen 16 und 17 jedoch nicht. Aufgrund dieser Variabilität ist die Festspannkraft des inneren Kabels 9 konstant, was die Qualitätskontrolle erleichtert.
Die kontinuierlichen, spitzen (ungefähr 90 Grad), kreisförmigen Vorsprünge greifen das innere Kabel 9. Aufgrund einer Keilwirkung ist die Greifkraft oder Eingriffskraft umso größer, je größer die Spannung auf dem inneren Kabel 9 ist. Der Schnittwinkel der kreisförmigen Rille 16 und des inneren Kabels 9 verändert sich je nach Position des inneren Kabels 9 in Längsrichtung. Zum Beispiel schneidet das innere Kabel 9 bei der Position D die kreisförmige Rille 16 bei einem relativ großen Schnittwinkel und schneidet die kreisförmige Rille 17 bei einem relativ kleinen Schnittwinkel. Die Keilwirkung ist effektiver zu sehen, da das innere Kabel 9 so die kreisförmigen Rillen 16 und 17 auf komplexe Weise schneidet. Ein Vorsprung mit einem Winkel von ungefähr 90 Grad wird verbiegt sich nicht wie es bei Vorsprüngen mit größeren Winkeln der Fall sein kann und weist gegenüber Vorsprüngen mit kleineren Winkeln einen guten Eingriff auf. Eine Befestigungsplatte mit solchen Vorsprüngen vereint daher eine einer flachen, ebenen Platte ähnliche Stärke mit einem hohen Grad an Griff.
Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kabelbefestigungsplatte 11 ist in den Fig. 5A, 5B und 5C dargestellt. Wie bei der ersten Ausführungsform ist die Kabelbefestigungsplatte 11 eine ringförmige Scheibe, die in der Form eines kreisförmigen Rings geformt ist. Eine Seite, die Bolzenstirnfläche 13, ist im wesentlichen flach geformt. Die andere Seite, die Kabelstirnfläche 14, weist ein wellenförmiges Muster 15 auf. Dieses wellenförmige Muster 15 besteht aus vielen geraden Rillen 18 und geraden Vorsprüngen 19 in radialer Richtung. Der Schnittwinkel der geneigten Oberflächen, die jede der geraden Vorsprünge 19 ausmachen (der Winkel im Querschnitt in einem rechten Winkel zum Radius), sollte mehr als 80 und weniger als 100 Grad betragen. Vorzugsweise sollte dieser Winkel ungefähr 90 Grad betragen.
Die Kabelbefestigungsplatte 11 ist aus einer Aluminiumlegierung hergestellt, um ihr Gewicht zu verringern.
In dieser Ausführungsform hat das wellenförmige Muster 15 die Form von regulären, fortlaufenden Wellen in der Drehrichtung auf einem Kreis, der seine Mitte mit der Kabelbefestigungsplatte 11 teilt. Während des Befestigens der Kabelbefestigungsplatte 11 an dem Verbindungsabschnitt 8 durch den Bolzen 12 braucht die Winkelposition der Kabelbefestigungsplatte 11 bezüglich des Verbindungsabschnitts 8, das heißt, die Winkelposition der Kabelbefestigungsplatte 11 um die Mitte, nicht fixiert zu werden. Der relative Drehwinkel um die Mitte des inneren Kabels 9 und die Kabelbefestigungsplatte 11 ist variabel, doch trotz dieser Variabilität der relativen Drehwinkelposition, variiert die Beziehung des inneren Kabels 9 zu den geraden Rillen 18 und den geraden Vorsprüngen 19 nicht. Aufgrund dieser Variabilität ist die Festspannkraft des inneren Kabels 9 konstant, was die Qualitätskontrolle erleichtert.
Die kontinuierlichen, spitzen (ungefähr 90 Grad), linearen Vorsprünge greifen das innere Kabel 9. Aufgrund einer Keilwirkung ist die Greifkraft oder Eingriffskraft umso größer, je größer die Spannung auf dem inneren Kabel 9 ist. Der Schnittwinkel der Vielzahl von geraden Vorsprüngen 19 und des inneren Kabels 9 verändert sich je nach Position des inneren Kabels 9 in Längsrichtung. Die Keilwirkung ist effektiver zu sehen, da das innere Kabel 9 so die geraden Vorsprünge 19 auf komplexe Weise schneidet.
Eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kabelbefestigungsplatte 11 ist in den Fig. 6A, 6B und 6C dargestellt. Wie bei den anderen Ausführungsformen ist die Kabelbefestigungsplatte 11 eine ringförmige Scheibe, die in der Form eines kreisförmigen Rings geformt ist. Eine Seite, die Bolzenstirnfläche 13, ist im wesentlichen flach geformt. Die andere Seite, die Kabelstirnfläche 14, weist ein gewelltes Muster 15 auf. Dieses gewellte Muster 15 besteht aus einer Anzahl gerader Rillen 18 und gerader Vorsprünge 19 in radialer Richtung. Der Schnittwinkel der geneigten Oberflächen, die jede der geraden Vorsprünge 19 ausmachen (der Winkel im Querschnitt in einem rechten Winkel zum Radius), sollte mehr als 80 und weniger als 100 Grad betragen. Vorzugsweise sollte dieser Winkel ungefähr 90 Grad betragen. Die Kabelbefestigungsplatte 11 ist aus einer Aluminiumlegierung hergestellt, um ihr Gewicht zu verringern.
In dieser Ausführungsform hat das wellenförmige Muster 15 auch die Form von regulären, fortlaufenden Wellen in der Drehrichtung auf einem Kreis, der seine Mitte mit der Kabelbefestigungsplatte 11 teilt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von der zweiten Ausführungsform darin, daß ein Ringvorsprung 21 so auf der äußeren Umfangsseite bereitgestellt ist, daß er mit den geraden Vorsprüngen 19 in Kontakt ist. Die zweite und dritte Ausführungsform sind, was Tätigkeit und Wirkung anbelangt, fast gleich.
Eine Kabelbefestigungsplatte gemäß der ersten Ausführungsform wurde aus einer Aluminiumlegierung hergestellt und getestet. Die so hergestellte Kabelbefestigungsplatte aus der Aluminiumlegierung wies eine Dicke von 2 mm, eine Rillentiefe von 0,5 mm, einen Durchmesser von 11 mm und einen Mittenöffnungsdurchmesser von 5,2 mm auf. Der Vorsprungs- Querschnittswinkel betrug 90 Grad. Ein Kabel wurde an einem Verbindungsabschnitt eines vorderen Umwerfers unter Verwendung dieser Kabelbefestigungsplatte befestigt und es wurde ein Test durchgeführt. Die Platte wurde fünf Mal bei einer Drehkraft von 100 kg·cm festgespannt, und das Kabel riß nicht. Die statische Zugfestigkeit war ausreichend, als die Festspann-Drehkraft bei 50 kg·cm lag, und das innere Kabel glitt nicht weg. Das Ziehen bei 108 daN und 116 daN führte dazu, daß das äußere Gehäuse sich verbog. Die Beständigkeit bei wiederholter Benutzung wurde überprüft, und nach 10 000 Kabelanschlägen wurden keine Anomalien festgestellt. Ähnliche Ergebnisse wurden mit einer Kabelbefestigungsplatte erhalten, die gemäß der zweiten Ausführungsform hergestellt wurde.
Wenn wir den Reibungskoeffizienten zwischen der Aluminiumlegierungsoberfläche und dem Material der Beschichtungsschicht der Kabeloberfläche (wie etwa Zinn, Zink oder rostfreier Stahl) u sein lassen, dann wird der Winkel θ/2 (wobei A der Winkel der geneigten Oberfläche ist), bei dem die maximale Reibungskraft, zwischen dem Kabel und der geneigten Oberfläche des Vorsprungs erhalten wird, durch u = tan{(¹/&sub2;)θ} ausgedrückt. In den meisten dieser Fälle liegt der Reibungskoeffizient bei fast 1. In diesem Fall ist der Winkel, θ 90 Grad. Wenn dieser Winkel gewählt wird, ist anfänglich ein stärkerer Widerstand zu sehen, wenn Spannung auf das Kabel angelegt wird. Außerdem wird bei diesem Winkel, sogar wenn das Kabel schon wegzugleiten beginnen sollte, eine Keilwirkung von größerem Widerstand schnell und ausreichend aufgezeigt, und wenn der Winkel bei ungefähr 90 Grad liegt, ist der Vorsprungsabschnitt gegenüber Verbiegen widerstandsfähig und der Scherbereich (der Scherbereich in der mittleren Höhe der Vorsprungsspitze) weder zu groß noch zu klein, so daß der Vorsprung dem Scheren gegenüber widerstandsfähig ist. Wenn der Reibungskoeffizient etwas kleiner ist, kann der Winkel bei 80 Grad angelegt werden. Wenn der Reibungskoeffizient etwas größer ist, kann der Winkel bei 100 Grad angelegt werden.
Während Obengenanntes eine Beschreibung verschiedener erfindungsgemäßer Ausführungsformen ist, können weitere Abänderungen durchgeführt werden, ohne den Geist und Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Demzufolge sollte der Bereich der Erfindung nicht durch die bestimmten, offenbarten Strukturen begrenzt werden. Der wahre Bereich der Erfindung sollte vielmehr durch die nachfolgenden Ansprüche festgelegt werden.

Claims

1. Ein Fahrrad, bestehend aus einer Fahrradkabelbefestigungsplatte (11), die das Fahrrad-Steuerkabel (9) an einer Oberfläche befestigt, so daß sich das Kabel (9) zwischen der Befestigungsplatte (11) und der Oberfläche befindet, wobei die Befestigungsplatte (11) eine ringförmige Platte (11) mit einer unebenen Oberfläche (14) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die unebene Oberfläche (14) eine wellenförmige Oberfläche (15) umfaßt, die eine Vielzahl von um die ringförmige Platte (11) befindlichen Vorsprüngen (19, 21) zur Berührung mit dem Kabel (9) umfaßt, wobei der Schnittwinkel der geneigten Oberflächen, die jeweils einen Vorsprung ausmachen, zwischen ungefähr 80º und ungefähr 100º liegt.

2. Fahrrad gemäß Anspruch 1, wobei die Vorsprünge (19, 21) einen Querschnittswinkel von etwa 90º aufweisen.

3. Fahrrad gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Vorsprünge (19, 21) im wesentlichen gerade sind.

4. Fahrrad gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die wellenförmige Oberfläche (15) sich in radialer Richtung wellt.

5. Fahrrad gemäß Anspruch 4, wobei die wellenförmige Oberfläche (15) aus einer Vielzahl von konzentrischen, kreisförmigen Rillen (16, 17) geformt ist.

6. Fahrrad gemäß Anspruch 5, wobei die Rillen (16, 17) sich regelmäßig mit den Vorsprüngen (19, 21) abwechseln.

7. Fahrrad gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die wellenförmige Oberfläche (15) sich in einer Drehrichtung wellt.

8. Fahrrad gemäß Anspruch 7, wobei die wellenförmige Oberfläche (15) aus einer Vielzahl von sich radial erstreckenden Rillen (18) geformt ist.

9. Fahrrad gemäß Anspruch 8, wobei die Rillen (18) im wesentlichen gerade sind.

10. Fahrrad gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, weiter bestehend aus einem Umfangsvorsprung (21), der sich entlang dem Umfang der ringförmigen Platte (11) erstreckt.

11. Fahrrad gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die ringförmige Platte (11) Aluminium, eine Aluminiumlegierung oder eine andere leichte Legierung umfaßt.

12. Fahrrad gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die ringförmige Platte (11) eine Ringform aufweist.