DE20015824U1

DE20015824U1 - Shift mechanism for the change gear of a bicycle

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Publication number: DE20015824U1
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Priority date: 2000-09-12
Filing date: 2000-09-12
Publication date: 2001-01-04
Anticipated expiration: 2010-09-13

Description

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Michael BELKE · \ . &Ggr; ' * I :"··". 4345/2Michael BELKE · \ . &Ggr;' * I :"··". 4345/2

DESCRIPTION Shifting mechanism for the gearbox of a bicycle

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schaltmechanismus entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a switching mechanism according to the preamble of claim 1.

Gangschaltungen für Fahrräder, die ein Wechselgetriebe beinhalten, sind in der Form einer Kettenschaltung mit unterschiedlichen Zahnkränzen oder als Nabenschaltung mit mehreren Planetenradsätzen bekannt. Sie sind im Regelfall mit dem Hinterrad baulich zusammengefasst und ermöglichen eine stufenweise Änderung der Übersetzungsverhältnisse zwischen einer Tretkurbel einerseits und der Achse des Hinterrades andererseits. Lediglich im Fall der Kettenschaltung ist es auch bekannt, im Bereich der Tretkurbel mehrere Zahnkränze vorzusehen. Zur Betätigung einer solchen Gangschaltung dient im Allgemeinen ein Seilzug, der über einen, häufig mit der Lenkstange verbundenen und sich im Griffbereich des Fahrers befindlichen Handhebel betätigbar ist.Gear shifts for bicycles that include a change gear are known in the form of a derailleur with different sprockets or as a hub gear with several planetary gear sets. They are usually structurally combined with the rear wheel and enable a gradual change in the gear ratio between a pedal crank on the one hand and the axle of the rear wheel on the other. Only in the case of derailleur gears is it also known to provide several sprockets in the area of the pedal crank. A cable is generally used to operate such a gear shift, which can be operated via a hand lever that is often connected to the handlebar and located within the rider's reach.

Ein Wesensmerkmal einer Kettenschaltung ist beispielsweise, dass ein problemloses Schalten nur während der Fahrt möglich ist. Nach Maßgabe der aktuellen Steigungsverhältnisse kann ein Anfahren somit mühevoll ausfallen. Beim Fahren in der Ebene bzw. bei leichtem Gefälle gestaltet sich das Schalten bei einer durch zahlreiche Zahnkränze sowohl auf der Achse des Hinterrades als auch auf der Achse der Tretkurbel gekennzeichneten Gangschaltung für den ungeübten Fahrer schwierig mit Hinblick auf die Wahl eines geeigneten Übersetzungsverhältnisses.One of the key features of a derailleur gear system is that it is only possible to change gears while riding. Depending on the current gradient, starting off can be difficult. When riding on flat ground or on a slight slope, changing gears with a gear system characterized by numerous sprockets on both the rear wheel axle and the pedal crank axle is difficult for the inexperienced rider when it comes to choosing a suitable gear ratio.

Es ist vor diesem Hintergrund die Aufgabe der Erfindung, einen Schaltmechanismus für ein Wechselgetriebe eines Fahrrades zu entwerfen, der in Abkehr von dem eingangs dargelegten Stand der Technik ein bequemeres und insbesondere dem aktuellen Fahrzustand angepassteres Fahren ermöglicht. GelöstAgainst this background, the object of the invention is to design a switching mechanism for a change gear of a bicycle which, in departure from the state of the art described at the beginning, enables more comfortable riding and, in particular, better adapted to the current riding condition.

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ist diese Aufgabe bei einem solchen Schaltmechanismus durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.This object is achieved in such a switching mechanism by the features of the characterising part of claim 1.

Erfindungswesentlich ist hiernach, dass ein Schaltbolzen vorgesehen ist, der mit dem, zur Betätigung des Wechselgetriebes eingesetzten Seilzug in Verbindung steht und der selbsttätig in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrrades bewegbar ist. Dies bedeutet, dass nach Maßgabe der aktuellen Fahrradgeschwindigkeit der Schaltbolzen unterschiedliche Schaltstellungen einnimmt, wobei diese Bewegung des Schaltbolzens die Steuergröße für dasThe essential feature of the invention is that a switching bolt is provided which is connected to the cable used to operate the gear change and which can be moved automatically depending on the speed of the bicycle. This means that the switching bolt assumes different switching positions depending on the current bicycle speed, whereby this movement of the switching bolt is the control variable for the

&iacgr;&ogr; vorhandene Wechselgetriebe im Rahmen der Fahrradgangschaltung bildet. Dem Schaltbolzen kann auf diesem Wege nach Maßgabe einer vorgebbaren Schaltcharakteristik ein Schaltweg zugeordnet sein, beginnend mit dem Anfahrzustand und in Richtung auf höhere Geschwindigkeiten hin fortschreitend mit einer steigenden Übersetzung der Drehzahlen von Tretkurbel und angetriebenen Hinterradachse verbunden ist und auf diesem Wege mit einem komfortablen Anfahren auch ein dementsprechend komfortables und insbesondere angepasstes Fahren in der Ebene bzw. bei leichtem Gefälle ermöglicht. Die dem Wechselgetriebe eigenen Fahrtstufen werden nach Maßgabe der genannten Charakteristik somit selbsttätig eingestellt. Erfindungswesentlich ist lediglich, dass in geeigneter Weise die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrrades erfasst und als Eingangsgröße mittels des Schaltmechanismus in eine Schaltbewegung umgesetzt wird, die auf den Schaltbolzen übertragen wird.&iacgr;&ogr; existing change gear in the context of the bicycle gear shift. In this way, the shift bolt can be assigned a shift path according to a predeterminable shift characteristic, starting with the starting state and progressing towards higher speeds, is connected to an increasing ratio of the speeds of the pedal crank and the driven rear wheel axle and in this way enables a comfortable start and a correspondingly comfortable and in particular adapted driving on the flat or on a slight gradient. The gear ratios specific to the change gear are thus automatically set according to the aforementioned characteristics. The only essential thing of the invention is that the current speed of the bicycle is recorded in a suitable manner and converted as an input variable by means of the switching mechanism into a switching movement that is transmitted to the shift bolt.

Der Schaltbolzen ist entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 2 in definierten Positionen elastisch verrastbar. Diese Positionen befinden sich entlang des Verschiebeweges des Schaltbolzens und bieten den Vorteil einer gewissen Stabilität einmal eingestellter Übersetzungsverhältnisse.The shift pin can be elastically locked in defined positions according to the features of claim 2. These positions are located along the displacement path of the shift pin and offer the advantage of a certain stability of the gear ratios once they have been set.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3 ist eine Steuermasse vorgesehen, die entgegen einer elastischen Rückstellkraft auslenkbar ist und die mit dem Schaltbolzen in Wirkverbindung steht. Die Auslenkung der Steuermasse erfolgtAccording to the features of claim 3, a control mass is provided which can be deflected against an elastic restoring force and which is in operative connection with the switching bolt. The deflection of the control mass takes place

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drehzahlabhängig, somit nach Maßgabe einer auf diese einwirkenden Zentrifugalkraft, die durch eine elastische Rückstellkraft ausgeglichen wird.speed-dependent, thus in accordance with a centrifugal force acting on it, which is compensated by an elastic restoring force.

Entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 4 und 5 sind vorzugsweise zwei 5 oder mehr Steuermassen exzentrisch bezüglich der Drehachse des einen Rades des Fahrrades, beispielsweise des hinteren Rades vorgesehen, wobei die Steuermassen mit der Feder gekoppelt sind, welche sich innerhalb der Anordnung der Steuermassen befindet. Letzteres ermöglicht eine außerordentlich bauvolumensparende Bauweise des Schaltmechanismus. In jedem Fall ist eineAccording to the features of claims 4 and 5, preferably two or more control masses are provided eccentrically with respect to the axis of rotation of one wheel of the bicycle, for example the rear wheel, wherein the control masses are coupled to the spring, which is located within the arrangement of the control masses. The latter enables an extremely volume-saving design of the switching mechanism. In any case, a

&iacgr;&ogr; radial einwärts oder radial auswärts gerichtete Bewegung einer Steuermasse infolge der auf sie einwirkenden Fliehkraft mit einer dementsprechenden Kompression bzw. Expansion der genannten Feder verknüpft, so dass sich in Abhängigkeit von einer eventuellen Vorspannung der Feder ein einfacher, insbesondere justierbarer Funktionszusammenhang zwischen der Fahrradgeschwindigkeit einerseits und dem jeweils aktivierten Übersetzungsverhältnis andererseits ergibt.&iacgr;&ogr; radially inward or radially outward movement of a control mass as a result of the centrifugal force acting on it is linked to a corresponding compression or expansion of the said spring, so that, depending on a possible preload of the spring, a simple, in particular adjustable functional relationship is obtained between the bicycle speed on the one hand and the respective activated transmission ratio on the other.

Die Merkmale der Ansprüche 6 und 7 sind auf eine vorteilhafte konstruktive Konkretisierung des Erfindungsgegenstands gerichtet. Die genannte Feder ist hiernach koaxial zu der genannten Drehachse angeordnet, so dass die, funktional zwischen der Steuermasse/den Steuermassen angeordnete Übertragungseinrichtung mit der Maßgabe ausgebildet ist, dass radiale Bewegungen der Steuermassen in axiale, auf die Feder auszuübende Bewegungen und umgekehrt umsetzbar sind. Zu diesem Zweck steht die Übertragungseinrichtung mit einer Steuerscheibe in Verbindung, deren axiale Bewegung auf das eine Ende der Feder übertragbar ist. Die Steuerscheibe befindet sich somit gleichermaßen in einer koaxialen Anordnung zu der genannten Drehachse. Das der Steuerscheibe gegenüberliegende Ende der Feder ist unter Zwischenanordnung der Übertragungseinrichtung an der einen Stirnwand des Gehäuses befestigt. Die Übertragungseinrichtung als solche wird durch Hebel gebildet, die an ihren Enden gelenkig mit der Steuermasse bzw. der Stirnseite des Gehäu-The features of claims 6 and 7 are directed towards an advantageous constructive specification of the subject matter of the invention. The spring mentioned is arranged coaxially to the axis of rotation mentioned, so that the transmission device arranged functionally between the control mass/the control masses is designed with the proviso that radial movements of the control masses can be converted into axial movements to be exerted on the spring and vice versa. For this purpose, the transmission device is connected to a control disk, the axial movement of which can be transferred to one end of the spring. The control disk is thus also in a coaxial arrangement to the axis of rotation mentioned. The end of the spring opposite the control disk is fastened to one end wall of the housing with the transmission device arranged between them. The transmission device as such is formed by levers, the ends of which are articulated to the control mass or the end face of the housing.

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ses bzw. der Steuerscheibe in Verbindung stehen. Die axiale Bewegung der Steuerscheibe ihrerseits ist auf den Schaltbolzen übertragbar.ses or the control disc. The axial movement of the control disc can in turn be transferred to the switching bolt.

Zum Zweck der Einstellung einer bestimmten Charakteristik des Schaltvorganges ist die Vorspannung der Feder entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 8 justierbar. Dies zielt darauf ab, über die Vorspannung der Feder letztendlich die Geschwindigkeiten vorzugeben, bei denen eine Umschaltung der Übersetzungsverhältnisse stattfindet. Praktisch kann diese Justierung der Vorspannung in beliebigerweise erfolgen.For the purpose of setting a specific characteristic of the switching process, the preload of the spring is adjustable according to the features of claim 8. This aims to ultimately specify the speeds at which a change in the gear ratios takes place via the preload of the spring. In practice, this adjustment of the preload can be carried out in any way.

Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 9 hingegen kann die Vorspannung der Feder stufenweise über einen dem Fahrer unmittelbar zugänglichen Handschalthebel erfolgen. Dies wiederum eröffnet die Möglichkeit die Charakteristik der Schaltvorgänge nach Maßgabe wählbarer, insbesondere stufenweise vorgebbarer Eigenschaften durch den jeweiligen Nutzer des Fahrrads vorzugeben.According to the features of claim 9, however, the preload of the spring can be carried out in stages via a manual gearshift lever that is directly accessible to the driver. This in turn opens up the possibility of specifying the characteristics of the gearshift processes according to selectable, in particular step-by-step, properties by the respective user of the bicycle.

Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 10 sind sämtliche Funktionselemente des erfindungsgemäßen Schaltmechanismus in einem Gehäuse zusammengefasst, das seinerseits baulich mit der Nabe beispielsweise des Hinterrades des Fahrrads zusammengefasst ist. Die eröffnet eine äußerst kompakte und insbesondere das optische Erscheinungsbild wenig verändernde Bauweise.According to the features of claim 10, all functional elements of the switching mechanism according to the invention are combined in a housing, which in turn is structurally combined with the hub of, for example, the rear wheel of the bicycle. This opens up an extremely compact design that changes the visual appearance very little.

Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, den erfindungsgemäßen Schaltmechanismus in einem Gehäuse unterzubringen, welches mit der Nabe des Vorderrades zusammengefasst ist. Darüber hinaus können die genannten Funktionselemente auch unmittelbar mit der Tretkurbel zusammenwirken. In jedem Fall bildet ein Schaltbolzen das Ausgangsglied des Schaltmechanismus, dessen Schaltbewegung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrrades erfolgt und der das Koppelglied zu dem Seilzugsystem der GangschaltungIn principle, however, it is also possible to accommodate the switching mechanism according to the invention in a housing which is combined with the hub of the front wheel. In addition, the functional elements mentioned can also work directly with the pedal crank. In any case, a switching bolt forms the output element of the switching mechanism, the switching movement of which takes place depending on the speed of the bicycle and which forms the coupling element to the cable system of the gear shift.

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des Fahrrades bildet. Eine den jeweiligen Fahrverhältnissen angepasste Übersetzung stellt sich somit selbsttätig ein.of the bicycle. A gear ratio adapted to the respective driving conditions is thus automatically set.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 11 unterliegt der Schaltbolzen nicht der Drehbewegung des jeweiligen Rades, dessen Drehzahl seine Schaltbewegung beeinflusst. Dies ist konstruktiv auf unterschiedliche Weisen realisierbar und aus praktischen Gründen insbesondere zur Ankopplung eines Seilzugsystem zweckmäßig.According to the features of claim 11, the switching pin is not subject to the rotational movement of the respective wheel, the speed of which influences its switching movement. This can be implemented in different ways in terms of construction and is particularly useful for practical reasons for coupling a cable pull system.

&iacgr;&ogr; Der Schaltbolzen ist ferner entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 12 mit Kerben versehen, die hauptsächlich der Verrastung des Schaltbolzens in bestimmten Schaltstellungen dienen. Zur Verrastung dient eine Rastkugel, die federbelastet mit diesen Kerben in Eingriff gebracht wird, wobei entsprechend der auf den Schaltbolzen ausgeübten Schaltkraft jedoch eine Verdrängung der Rastkugel aus der Kerbe möglich ist. Beispielsweise kann der Zahl der Kerben der Zahl der zu aktivierenden Schaltstufen der Fahrradgangschaltung entsprechen. &iacgr;&ogr; The shift pin is further provided with notches according to the features of claim 12, which mainly serve to lock the shift pin in certain switching positions. A locking ball is used for locking, which is brought into engagement with these notches under spring load, whereby the locking ball can be displaced from the notch depending on the switching force exerted on the shift pin. For example, the number of notches can correspond to the number of gears to be activated on the bicycle gearshift.

Man erkennt aus obigen Ausführungen, dass in dem erfindungsgemäßen Schaltmechanismus ein System zur Verfügung gestellt wird, durch welches dem Fahrer jeweils solche Übersetzungsverhältnisse automatisch zur Verfügung gestellt werden, die ein bequemes Fahren ermöglichen. Der erfindungsgemäße Schaltmechanismus kann modular aufgebaut sein und als Zubehörteil zu einem herkömmlichen Fahrrad konzipiert sein. Dies ermöglicht eine einfache Nachrüstung eines Fahrrades im Sinne eines automatisierten Gangwechsels.It can be seen from the above that the shifting mechanism according to the invention provides a system through which the driver is automatically provided with gear ratios that enable comfortable riding. The shifting mechanism according to the invention can be modular and designed as an accessory for a conventional bicycle. This enables a bicycle to be easily retrofitted with automated gear changing.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf das in den Zeichnungen schematisch wiedergegebene Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the embodiment shown schematically in the drawings.

Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen, für ein Fahrrad bestimmten Getriebeschaltmechanismus;Fig. 1 is a side view of the gear shift mechanism according to the invention for a bicycle;

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Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Getriebeschaltmechanismus entsprechend der Schnittebene H-Il der Fig. 1Fig. 2 is a sectional view of the gear shift mechanism according to the section plane H-II of Fig. 1

Mit 1 ist schematisch das Gehäuse des Schaltmechanismus bezeichnet, welches baulich mit der Nabe des Hinterrades des Fahrrads zusammengefasst sein kann. Das Gehäuse weist global eine zylindrische Gestalt auf, die umfangsseitig geschlossen ausgebildet ist und aus deren beiden Stirnseiten außenseitig mit Gewindeabschnitten versehene Hohlzapfen 2 herausragen. Der &iacgr;&ogr; bezogen auf die Zeichnungsfig. 1 rechtsseitige Hohlzapfen 2 ist innerhalb des Gehäuses 1 in einer Hohlwelle 3 fortgeführt, die sich koaxial zu einer Drehachse 4 des Gehäuses 1 erstreckt, und zwar nach Maßgabe einer solchen Länge, die beispielsweise größer als 50 % der Länge des Gehäuses 1 entspricht. The housing of the switching mechanism is schematically designated 1, which can be structurally combined with the hub of the rear wheel of the bicycle. The housing has a general cylindrical shape, which is closed on the circumference and from whose two end faces hollow pins 2 provided with threaded sections protrude on the outside. The hollow pin 2 on the right-hand side with respect to the drawing Fig. 1 is continued within the housing 1 in a hollow shaft 3, which extends coaxially to a rotation axis 4 of the housing 1, in accordance with a length which corresponds, for example, to greater than 50% of the length of the housing 1.

Der bezogen auf die Zeichnungsfig. 1 linksseitige Hohlzapfen 2 kann sich ebenfalls bis in das Gehäuse 1 hineinerstrecken. Beide Hohlzapfen 2 sind mittels Lagerscheiben 5, die außenseitig an den Stirnseiten des Gehäuses 1 anliegen und in dieser Position mittels Muttern 6 gehalten werden, die mit den genannten Gewindeabschnitten im Eingriff stehen, in ihren Anlagepositionen an dem Gehäuse 1 gesichert.The hollow pin 2 on the left-hand side in relation to the drawing Fig. 1 can also extend into the housing 1. Both hollow pins 2 are secured in their contact positions on the housing 1 by means of bearing disks 5, which rest on the outside of the end faces of the housing 1 and are held in this position by means of nuts 6, which engage with the threaded sections mentioned.

Mit 7 ist ein Schaltbolzen bezeichnet, der von dem linksseitigen Ende des Gehäuses 1 ausgehend durch den dortigen Hohlzapfen 2 hindurch in das Gehäuse 1 hineingeführt ist und innerhalb desselben endseitig eine Ringscheibe trägt. Der Schaltbolzen 7 ist im Übrigen durch eine Steuerscheibe 9 hindurchgeführt, die auf ihrer, der linksseitigen Stirnseite des Gehäuses 1 abgekehrten Seite an der genannten Ringscheibe 8 anliegt. Die Steuerscheibe 9 steht somit mit dem Schaltbolzen 7 in Verbindung und es kann über die Ringscheibe 8 eine zur linken Seite (Fig. 1) hin gerichteter Kraft auf die Steuerscheibe 9 ausgeübt werden. Umgekehrt kann über die Steuerseite 9 eine Kraft zur rechten Seite hin auf die Ringscheibe 8 ausgeübt werden.7 designates a switching pin which is guided from the left-hand end of the housing 1 through the hollow pin 2 there into the housing 1 and has an annular disk inside it at the end. The switching pin 7 is also guided through a control disk 9 which rests on the said annular disk 8 on its side facing away from the left-hand front side of the housing 1. The control disk 9 is thus connected to the switching pin 7 and a force directed towards the left side (Fig. 1) can be exerted on the control disk 9 via the annular disk 8. Conversely, a force can be exerted on the annular disk 8 towards the right side via the control side 9.

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Mit 10 sind zwei oder mehr, rotationssymmetrisch bezüglich der Drehachse 4 angeordnete Steuermassen bezeichnet, die über Hebel 11 einerseits mit der Steuerscheibe 9 und andererseits mit der rechtsseitigen Stirnwand des Gehäuses 1 in Verbindung stehen. Die Verbindungen der Hebel 11 mit den Steuermassen 10 einerseits sowie der genannten Stirnwand des Gehäuses bzw. der Steuerscheibe 9 sind jeweils gelenkig ausgebildet, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird.10 designates two or more control masses arranged rotationally symmetrically with respect to the axis of rotation 4, which are connected via levers 11 on the one hand to the control disk 9 and on the other hand to the right-hand front wall of the housing 1. The connections of the levers 11 with the control masses 10 on the one hand and with the said front wall of the housing or the control disk 9 are each designed to be articulated, which will be discussed in more detail below.

&iacgr;&ogr; Mit 12 ist eine innerhalb des Gehäuses 1 angeordnete, auf der Hohlwelle 3 geführte Feder bezeichnet, deren eines Ende an der Innenseite der rechtsseitigen Stirnwand des Gehäuses 1 und deren gegenüberliegendes Ende an der Steuerscheibe 9 abgestützt ist. Ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten Position der Feder 12 kann somit eine Verschiebung der Steuerscheibe 9 in Richtung des Pfeiles 13 lediglich unter weiterer Kompression der Feder 12 erfolgen. Die Feder ist somit als Druckfeder konzipiert, die sich in der Einbauposition unter einer mechanischen Vorspannung befindet.&iacgr;&ogr; 12 designates a spring arranged inside the housing 1 and guided on the hollow shaft 3, one end of which is supported on the inside of the right-hand end wall of the housing 1 and the opposite end on the control disk 9. Starting from the position of the spring 12 shown in Fig. 1, the control disk 9 can thus be moved in the direction of the arrow 13 only with further compression of the spring 12. The spring is thus designed as a compression spring which is under mechanical prestress in the installed position.

Die linksseitige Lagerscheibe 5 ist mit einer sich radial erstreckenden Gewindebohrung versehen, in die eine Schraube 14 eingesetzt ist, die unter Zwischenanordnung einer Feder 15 auf eine Rastkugel 16 einwirkt, die zum elastischen Verrasten mit den genannten außenseitigen Kerben des Schaltbolzens bestimmt ist. Auch hierauf wird im Folgenden noch näher eingegangen werden.The left-hand bearing disk 5 is provided with a radially extending threaded bore into which a screw 14 is inserted, which acts on a locking ball 16 with the interposition of a spring 15, which is intended for elastic locking with the aforementioned external notches of the switching bolt. This will also be discussed in more detail below.

Das, aus dem Hohlzapfen 2 herausragende Ende des Schaltbolzens 7 ist im jeden Fall zur Anbindung an einen, zur Betätigung einer Gangschaltung bestimmten Kabelzug eingerichtet, wobei die genannten Kerben des Schaltbolzens 7 jeweils Schaltstufen darstellen, in denen die Rastkugel 16 verrastbar ist. Bei der genannten Gangschaltung kann es sich um eine Kettenschaltung mit unterschiedlichen Zahnkränzen oder auch eine Nabenschaltung mit mehreren Planetenradsätzen handeln.The end of the shift pin 7 protruding from the hollow pin 2 is in any case designed to be connected to a cable pull intended for operating a gear shift, wherein the notches of the shift pin 7 each represent gear stages in which the locking ball 16 can be locked. The gear shift mentioned can be a derailleur with different sprockets or a hub gear with several planetary gear sets.

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Wesentlich ist, dass das System der Steuermassen 10 einschließlich der mit diesen verbundenen Hebeln 11 sowie der Steuerscheibe 9 der Drehzahl des Hinterrades des Fahrrades unterliegt, so dass auf die Steuermassen 10 nach Maßgabe eben dieser Drehzahl Zentrifugalkräfte in Richtung der Pfeile 17 einwirken. Diese Kräfte wiederum bewirken eine radiale Auslenkung der Steuermassen 10, die über die Hebel 11 auf die Steuerscheibe 9 übertragen wird, und der somit die Kraft der Feder 12 entgegenwirkt. Eine Auslenkung erfolgt somit dann und in dem Ausmaß, in dem eine Zentrifugalkraft die Kraft der Feder 12It is essential that the system of control masses 10, including the levers 11 connected to them and the control disk 9, is subject to the speed of the rear wheel of the bicycle, so that centrifugal forces act on the control masses 10 in the direction of the arrows 17 in accordance with this speed. These forces in turn cause a radial deflection of the control masses 10, which is transmitted via the levers 11 to the control disk 9, and which is thus counteracted by the force of the spring 12. A deflection therefore occurs when and to the extent that a centrifugal force exceeds the force of the spring 12.

&iacgr;&ogr; übersteigt. Eine Auslenkung wird über die Steuerscheibe 9 auf die Ringscheibe 8 und damit auf den Schaltbolzen 7 übertragen, so dass eine Auslenkbewegung der Steuermassen 10 in Richtung der Pfeile 17 in eine Schaltkraft in Richtung der Pfeile 18 umsetzbar ist. Durch die Kerben des Schaltbolzens 7, die mit der Rastkugel 16 elastisch verrastbar sind, ist eine gewisse Stufung der Schaltvorgänge nach Maßgabe der Stufen der vorhandenen Gangschaltung gegeben.&iacgr;&ogr; exceeds. A deflection is transmitted via the control disk 9 to the ring disk 8 and thus to the switching pin 7, so that a deflection movement of the control masses 10 in the direction of the arrows 17 can be converted into a switching force in the direction of the arrows 18. The notches in the switching pin 7, which can be elastically locked with the locking ball 16, provide a certain gradation of the switching processes in accordance with the stages of the existing gearshift.

So führt eine große Drehzahl bezüglich der Drehachse 4 zu einer dementsprechend starke Auslenkung der Steuermassen 10 und der Bereitstellung einer dementsprechenden Schaltkraft in Richtung der Pfeile 18 sowie einer dementsprechenden Verschiebung des Schaltbolzens 7. Umgekehrt führt eine Verminderung der Drehzahl unter der Wirkung der über die Feder 12 erzeugten Rückstellkraft zu einer entgegengesetzten Bewegung des Schaltbolzens 7.Thus, a high rotational speed with respect to the rotational axis 4 leads to a correspondingly strong deflection of the control masses 10 and the provision of a corresponding switching force in the direction of the arrows 18 as well as a corresponding displacement of the switching pin 7. Conversely, a reduction in the rotational speed under the effect of the restoring force generated by the spring 12 leads to an opposite movement of the switching pin 7.

Hinsichtlich der Integration des erfindungsgemäßen Schaltmechanismus in die Lagerkonstruktion des Hinterrades eines Fahrrads bestehen zahlreiche Variationsmöglichkeiten. Wesentlich in diesem Zusammenhang ist jedoch lediglich, dass die Steuermassen 10 nebst Hebel 11 sowie der Steuerscheibe 9 mit drehenden Teilen in fester Verbindung stehen, wohingegen beispielsweise der Schaltbolzen 7 nebst diesem zugeordneter Ringscheibe 8 zweckmäßigerweise undrehbar angeordnet sind. Undrehbar gegenüber dem Gehäuse 1 sind auch die Lagerplatten 5.There are numerous possible variations with regard to the integration of the switching mechanism according to the invention into the bearing structure of the rear wheel of a bicycle. The only important thing in this context, however, is that the control masses 10 together with the lever 11 and the control disk 9 are firmly connected to rotating parts, whereas, for example, the switching bolt 7 together with the ring disk 8 associated with it are expediently arranged so that they cannot rotate. The bearing plates 5 are also non-rotatable relative to the housing 1.

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Zur Justierung der Schaltkraft, die in Richtung der Pfeile 18 über den Schaltbolzen 7 geschwindigkeitsabhängig zur Verfügung steht, ist die Feder 12 in geeigneter Weise mittels zeichnerisch nicht näher dargestellter Mechanismen komprimierbar. Dies kann beispielsweise über einen Schraubmechanismus geschehen, über welchen - ausgehend von der rechten Seite der zeichnerischen Darstellung der Fig. 1 - eine höhere Kompression der Feder 12 einstellbar ist, so dass eine einer zentrifugalkraftbedingten Auslenkung der Steuermassen 10 eine dementsprechend höhere Rückstellkraft gegenübersteht. Zu Justierung kann auch die Schraube 14 in Verbindung mit der Rastkugel 16 sowie den Kerben des Schaltbolzens 7 benutzt werden.To adjust the switching force, which is available in the direction of the arrows 18 via the switching bolt 7 depending on the speed, the spring 12 can be compressed in a suitable manner using mechanisms not shown in detail in the drawing. This can be done, for example, using a screw mechanism, via which - starting from the right-hand side of the drawing in Fig. 1 - a higher compression of the spring 12 can be set, so that a deflection of the control masses 10 caused by centrifugal force is counteracted by a correspondingly higher restoring force. The screw 14 in conjunction with the locking ball 16 and the notches of the switching bolt 7 can also be used for adjustment.

Man erkennt aus obigen Ausführungen, dass aufbauend auf den Schaltbewegungen einer herkömmlichen, bei Fahrrädern eingesetzten Gangschaltung, deren einzelne Gänge über einen Seilzug geschaltet werden, durch Integration des erfindungsgemäßen Schaltmechanismus eine drehzahlabhängig selbsttätig wirksame Schaltung gegeben ist, die die Aktivierung einer, den jeweiligen Fahrverhältnissen automatisch angepassten Fahrtstufe ermöglicht.It can be seen from the above that, based on the switching movements of a conventional gearshift used in bicycles, whose individual gears are switched via a cable, the integration of the switching mechanism according to the invention results in an automatically operating speed-dependent switching which enables the activation of a driving level which is automatically adapted to the respective driving conditions.

Mittels eines, dem Fahrer umgänglichen Handschalthebels, dessen Schaltpositionen verrastbar sind, kann außerdem über einen Seilzug die Charakteristik der Feder 12 verändert werden, vorzugsweise stufenweise. Der genannte Seilzug kann über einen aus dem rechtsseitigen Hohlzapfen 2 herausragenden Steuerbolzen 19 mit einem Verstellmechanismus der Feder 12 in VerbindungBy means of a manual gearshift lever which is accessible to the driver and whose gearshift positions can be locked, the characteristics of the spring 12 can also be changed, preferably in stages, via a cable pull. The cable pull can be connected to an adjustment mechanism of the spring 12 via a control bolt 19 protruding from the right-hand hollow pin 2.

25 stehen.25 stand.

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Claims

1. Shifting mechanism for representing the shifting movements of a change gear of a bicycle which can be operated via a cable pull, characterized by a shifting bolt ( 7 ) which can be moved automatically according to the speed of the bicycle and which is in operative connection with the cable pull.

2. Switching mechanism according to claim 1, characterized in that the switching bolt ( 7 ) can be elastically locked in individual positions, each corresponding to a defined displacement path.

3. Switching mechanism according to claim 1 or 2, characterized by at least one control mass ( 10 ) which can be deflected counter to an elastic restoring force depending on the speed in order to generate the switching force and which is connected to the switching bolt ( 7 ).

4. Switching mechanism according to claim 3, characterized in that the control mass ( 10 ) is arranged eccentrically with respect to the axis of rotation ( 4 ) of one wheel of the bicycle, that the control mass ( 10 ) is connected to the wheel in a torsionally rigid but radially deflectable manner and that a spring ( 12 ) is provided to provide the elastic restoring force, which is connected to the control mass ( 10 ) by means of a transmission device in such a way that radial movements of the control mass ( 10 ) are linked to a compression or expansion of the spring ( 12 ).

5. Switching mechanism according to claim 4, characterized in that two or more control masses ( 10 ) of identical design are provided in a rotationally symmetrical distribution with respect to the axis of rotation ( 4 ) and that the spring ( 12 ) is located within this arrangement of the control masses ( 10 ).

6. Switching mechanism according to claim 4 or 5, characterized in that the at least one control mass ( 10 ) and the said spring ( 12 ) are located within a cylindrical housing ( 1 ) which is also subject to rotation about the axis of rotation ( 4 ), that each control mass ( 10 ) is attached in an articulated manner to one end wall of this housing ( 1 ) via a first lever ( 11 ) and to a control disk ( 9 ) via a second lever ( 11 ), that the spring ( 12 ) extends coaxially to the axis of rotation ( 4 ), is supported at one end on the end wall of the housing ( 1 ) and at its other end on the control disk ( 9 ), and that the control disk ( 9 ) is movable axially with respect to the axis of rotation ( 4 ) under compression or expansion of the spring ( 12 ) in accordance with the radial deflection of the control mass ( 10 ).

7. Switching mechanism according to claim 6, characterized in that the axial movement of the control disc ( 9 ) can be transferred to the switching bolt ( 7 ).

8. Switching mechanism according to one of claims 4 to 7, characterized in that the preload of the spring ( 12 ) is adjustable.

9. Switching mechanism according to claim 8, characterized in that the preload of the spring ( 12 ) is adjustable stepwise by means of a manual switching lever.

10. Shifting mechanism according to one of the preceding claims 9, characterized in that the housing ( 1 ) together with the said arrangement of the control masses ( 10 ), the control disk ( 9 ) and the shift bolt ( 7 ) is structurally combined with the hub of the rear wheel of the bicycle.

11. Switching mechanism according to one of the preceding claims 7 to 10, characterized in that the switching bolt ( 7 ) is movable exclusively axially with respect to the axis of rotation ( 4 ) and is not subject to the rotational movement of the housing ( 1 ).

12. Switching mechanism according to one of the preceding claims 2 to 11, characterized in that the switching bolt ( 7 ) is provided with notches which are intended for elastic locking with a spring-loaded locking ball ( 16 ).