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WO2020169136A1 - Schaltpedal und schalthebel - Google Patents

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Info

Publication number
WO2020169136A1
WO2020169136A1 PCT/DE2020/000023 DE2020000023W WO2020169136A1 WO 2020169136 A1 WO2020169136 A1 WO 2020169136A1 DE 2020000023 W DE2020000023 W DE 2020000023W WO 2020169136 A1 WO2020169136 A1 WO 2020169136A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sleeve
carrier
pedal
shift
gearshift
Prior art date
Application number
PCT/DE2020/000023
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Fritz Klein
Original Assignee
Fritz Klein
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fritz Klein filed Critical Fritz Klein
Publication of WO2020169136A1 publication Critical patent/WO2020169136A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K23/00—Rider-operated controls specially adapted for cycles, i.e. means for initiating control operations, e.g. levers, grips
    • B62K23/08—Rider-operated controls specially adapted for cycles, i.e. means for initiating control operations, e.g. levers, grips foot actuated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M25/00—Actuators for gearing speed-change mechanisms specially adapted for cycles
    • B62M25/02—Actuators for gearing speed-change mechanisms specially adapted for cycles with mechanical transmitting systems, e.g. cables, levers
    • B62M25/06—Actuators for gearing speed-change mechanisms specially adapted for cycles with mechanical transmitting systems, e.g. cables, levers foot actuated

Definitions

  • the invention relates to a gearshift pedal for the gearshift lever of a single-lane or multi-lane motor vehicle, the gearshift pedal having a support and a sleeve rotatably mounted on the support.
  • the invention further relates to a gearshift lever for a single-track or multi-track motor vehicle, comprising a lever arm and at least one gearshift pedal, which is rotatably mounted on the gearshift lever about its axial direction.
  • Generic shift levers are used to change the gear ratio of the transmission of single-track motor vehicles, such as motorcycles or scooters, or of multi-track motor vehicles, such as so-called trikes or quads, the motor vehicle driver operating the gear lever with one foot.
  • the shift levers are designed in such a way that a shifting process can take place quickly and without great effort, so that the motor vehicle can be optimally guided with regard to the gear ratio that is appropriate in a driving situation and any change that may be necessary.
  • such a shift lever is arranged on the motor vehicle in such a way that it is operated with the toes of a foot by being pushed up to increase the gear ratio (upshifting), or pushed down to decrease the gear ratio (Gear down).
  • the shift lever comprises a lever arm and a shift pedal which is attached to the lever arm and extends at right angles from it.
  • a further lever arm is attached to the fulcrum of one lever arm, one lever arm extending forward and the other lever arm extending backward.
  • a switching process can also be triggered by actuating the rearwardly extending lever arm with the shift pedal attached to it by the heel of a foot of the motor vehicle driver.
  • the shift pedal of the lever arm extending to the rear is pivotably connected to it, so that the motor vehicle driver can choose whether to use his toes or the Heel of a foot would like to trigger a switching process by optionally pivoting the switching pedal of the lever arm extending backwards into the desired position.
  • This cushion prevents the rubber coating of the gearshift pedal from leaving traces of abrasion and impressions on the shoe. In addition, the cushion reduces the slack in the motor vehicle driver's muscles and the associated sore muscles.
  • the pad has a rigid base plate and padding made of foamed rubber or flexible neoprene. Two loops are fixed on the base plate, with the help of which the pad can be arranged on a gearshift pedal. The disadvantage of this cushion is that it has to be purchased separately.
  • the pad is arranged between the gearshift pedal and the driver's shoe, which reduces the radius of motion for triggering a gearshift, which can result in inadvertent actuation of the gearshift lever, and which causes a vehicle driver rer does not adopt a relaxed foot position before shifting to prevent upshifting too early.
  • the cushion has the disadvantage that the actuation of a shift lever equipped with this cushion is unfamiliar to most drivers of corresponding motor vehicles and this therefore meets with rejection. Furthermore, there is still sliding friction between the cushion and the driver's shoe. From the patent application publication US 201 1/247444 A1 an actuating lever for a shift linkage is known which can be pivoted about a pivot point, a footrest at one end and a lever arm being articulated to the transmission at the other end.
  • an angular switch pedal is known, which allows pivoting to a small extent.
  • the pivoting mobility is limited by a pin and a stop surface.
  • the gearshift pedal does not roll on the user's footwear, which is why the gearshift pedal and footwear still rub against each other when upshifting, thereby on the one hand the surface of the footwear is worn and on the other hand the user's muscles tire with repeated gearshifts.
  • a gearshift pedal is known, the gearshift pedal being rotatably mounted in both directions.
  • the shift pedal rolls off the driver's footwear when shifting up, but there is a risk that the driver of the motor vehicle will slip off the shift pedal when shifting down. This problem is practically unavoidable in motor vehicles with footrests not in front, such as racing motorcycles.
  • the invention is based on the object of providing an improved gearshift pedal and an improved gearshift lever, in which the gearshift pedal rolls on a user's footwear when upshifting, but eliminates the risk of slipping when downshifting regardless of the type of vehicle and the position of the gearshift pedal on the vehicle is.
  • a shift pedal with the features of claim 1 and a shift lever with the features of claim 5 are provided. Further refinements of the shift pedal according to the invention and the shift lever according to the invention are the subject of the dependent claims.
  • the shift pedal according to the invention is characterized in that the carrier and the sleeve have locking elements that interact in the circumferential direction of the carrier,
  • the sleeve on the carrier can only be rotated over an angular range in both directions of rotation which is a fraction of 360 °, and the switching pedal can be rolled over this angular range on a user's footwear, or
  • the sleeve which is otherwise rotatable in both directions of rotation, locks when the gearshift pedal is stepped, so that the gearshift pedal can only be rolled off on its upper side when it is lifted through the footwear.
  • both the carrier and the sleeve have interacting locking elements, so that the rotational movement of the sleeve on the carrier is limited to a certain angular range.
  • the locking elements are preferably designed as a projection and corresponding stops.
  • the gearshift pedal when the user steps on the gearshift pedal, the gearshift pedal also rolls on the sole of the footwear, but only in a limited angular range, which is a fraction of 360 °, so that the rotary movement of the sleeve is immediately blocked when shifting down , namely after the sleeve has rotated that fraction of 360 °.
  • the sleeve cannot roll over the entire sole of the user's footwear and the user cannot use the shift pedal when downshifting slide off.
  • the sleeve can be rotated in the aforementioned angular range both during upshifts and downshifts.
  • the locking elements are preferably spaced from one another in the circumferential direction of the carrier, so that the angular range is limited. the angular range can be different depending on the design of the shift pedal due to the choice of the positions of the locking elements, whereby the shift pedal can be adapted to different types of vehicle in which the position of the shift lever is different.
  • the locking elements interact in the circumferential direction of the carrier because the sleeve rotates on the carrier and consequently moves along the circumferential direction (the circumferential direction includes both directions of rotation) of the carrier.
  • the carrier and the sleeve have projections.
  • the projections block the further rotation of the sleeve when the projections come into contact with one another.
  • the interacting locking elements are designed as a groove and projection, one of which is formed on the sleeve and the other on the carrier, the projection engaging in the groove and a rotation angle limitation results from the dimensions of the groove.
  • At least one elastic element is preferably arranged between the carrier and the sleeve, which is elastically deformed when the sleeve is rotated from its initial position (zero point position) and whose restoring force turns the sleeve back into its initial position as soon as no external rotational force is exerted on the sleeve .
  • an elastic element can be arranged between the locking elements, in addition to the return of the sleeve to its starting position, too far rotation of the sleeve is blocked when the elastic element is compressed or stretched to such an extent that its restoring force prevents further rotation of the sleeve.
  • the elastic element can be, for example, a leaf spring, a spiral spring or a block made of an elastically deformable material.
  • separate actuating elements can be arranged on the sleeve and the carrier, which deform the elastic element when the sleeve is rotated out of its starting position.
  • one or more of the locking elements themselves are elastically deformable, wherein the sleeve can be rotated over an angular range until the restoring force of the elastic locking element, which is continuously deformed during the rotation, is a further rotation of the sleeve is blocked and the sleeve is also moved back into its starting position when no external rotational force is exerted on the sleeve.
  • the angular range can be limited. A distance between the locking elements in the circumferential direction can also be present.
  • a leaf spring extending into the interior of the sleeve can be arranged on the sleeve, whereas the carrier has a projection which presses against the leaf spring when the sleeve is rotated.
  • the leaf spring and the projection are the interacting locking elements.
  • the locking elements of the sleeve and carrier only work together when the user steps on the gearshift pedal, i.e. when shifting down, whereas the sleeve on the carrier can be rotated as desired when upshifting, i.e. there is no limitation of the angle of rotation or the direction of rotation is.
  • the sleeve can roll on the upper side of the user's footwear when shifting up, whereas any rotational movement of the sleeve is blocked when shifting down, so that slipping is avoided.
  • This functionality can be realized in that the sleeve is moved against the carrier when shifting up and / or down transversely to the axis of rotation.
  • an elastic element preferably a spring
  • the carrier has grooves and the sleeve has projections arranged on its inner surface (or vice versa). These grooves and projections form the locking elements cooperating in the circumferential direction.
  • the sleeve and the carrier can be received by a further outer sleeve, which is provided with a desired design, consists of a non-slip material or has anti-slip elements, for example made of rubber or in the form of a corresponding surface structure.
  • the angular range by which the sleeve can be rotated on the carrier before the locking elements prevent further rotation is preferably ⁇ 180 ° or less, preferably ⁇ 90 ° or less, starting from a zero position.
  • the angular range can also be ⁇ 45 ° or less, ⁇ 30 ° or less or ⁇ 15 ° or less. Because the sleeve actually only rotates through a small angle when shifting up, so that the angle range can be selected to be small without losing the advantageous effect of rolling on the footwear when shifting up.
  • an angular range as possible through which the sleeve can rotate on the carrier is advantageous in order to prevent slipping when downshifting.
  • An angular range of ⁇ 90 ° has proven to be advantageous because the gearshift pedal with this angular range has the desired effects on numerous different motorcycles
  • the locking elements can be implemented in various ways. It can be provided that the carrier and the sleeve have a circular cross-sectional shape and the locking elements extend from the carrier and the sleeve in the form of projections or are designed as interlocking projections and grooves. In these configurations, the blocking elements form stops, the carrier and sleeve otherwise having a circular cross-sectional shape.
  • the carrier and an opening in the sleeve that receives the carrier can have a non-rotationally symmetrical cross-sectional shape, so that the sleeve can only be rotated over a limited angular range because of the cross-sectional shapes of the carrier and the sleeve.
  • the non-rotationally symmetrical cross-sectional shape can be an ellipse or a polygon, preferably a triangle, a square or a rectangle.
  • locking elements designed as projections are integrated into the cross-sectional shape, so to speak.
  • an elastic element can be arranged between the carrier and the sleeve, preferably between a blocking element arranged on the carrier and a blocking element arranged on the sleeve. It can further be provided that at least one locking element is in contact with at least one elastic element, which causes. The elastic element causes the sleeve to return to the starting position (zero point position) after a rotation or displacement transverse to the axis of rotation.
  • the elastic element can be a metal body, for example a metallic spring, a rubber block or a silicone block. If other materials have sufficient elasticity, they can also be used to form the elastic element.
  • a first side of the carrier has a smooth surface and at least one first locking element is arranged on a second side of the carrier opposite the first side, with at least one second locking element corresponding to the first locking element on an inner surface of the sleeve Locking element is arranged.
  • the sleeve can rotate on the carrier when upshifting, namely in both directions of rotation, because the underside of the carrier has a smooth surface and consequently locking elements present on the inner surface of the sleeve slide or roll on the surface of the underside of the carrier, so that there is no blocking effect.
  • the (second) locking elements present on the inner surface of the sleeve interact with those (first) locking elements which are located on the top of the carrier.
  • the at least one first locking element is preferably designed as a recess, depression or groove.
  • the at least one second locking element can be designed as an elevation on the inner surface of the sleeve, the elevation engaging the recess, depression or groove on the upper side of the carrier when the user steps on the sleeve when downshifting.
  • the sleeve comprises a bearing, the bearing elements of which interact with the at least one first locking element in the form of a recess, depression or groove.
  • the bearing is a needle roller bearing
  • the bearing elements are cylindrical pins (so-called needles) that fit into the Recess, recess or groove engage when the user steps on the sleeve, whereby a rotational movement of the sleeve is locked when downshifting.
  • the shape of the first locking element must of course be adapted to the shape of the bearing elements.
  • this functionality can also be achieved with a barrel or ball bearing.
  • This design in which the bearing elements of a bearing interact with the at least one locking element of the carrier and therefore the bearing elements are also locking elements, is considered to be particularly advantageous because the bearing allows for a low-friction rotation of the sleeve on the carrier when upshifting and for another Locking of the rotary movement when downshifting causes, ie the bearing elements have a double function.
  • the sleeve can also, independently of the functionality just described (rotatability in both directions when upshifting, locking of the rotational movement in both directions when downshifting) comprise a bearing for receiving the carrier, so that the rotation of the sleeve on the carrier, which should always take place when upshifting is as low-friction as possible.
  • the bearing can be a ball, barrel or needle bearing or a bearing bush.
  • the invention also relates to a shift lever with a rotatable on the shift lever gelager th shift pedal.
  • the shift lever according to the invention is characterized in that the shift pedal and the lever arm have locking elements interacting in the circumferential direction of the shift pedal,
  • the shift pedal can only be rotated over an angular range in both directions of rotation which is a fraction of 360 °, and the shift pedal can be rolled over this angular range on a user's footwear, or
  • gearshift pedal which is otherwise rotatable in both directions of rotation, locks when the gearshift pedal is stepped, so that the gearshift pedal can only be rolled off on its upper side when it is lifted through the footwear.
  • the angular range by which the Wennpe dal can be rotated before the locking elements prevent further rotation, starting from a zero position ⁇ 180 ° or less, preferably ⁇ 90 ° or less, ⁇ 45 ° or less, ⁇ 30 ° or less or ⁇ 15 ° or less.
  • the same functionality is achieved in terms of the rotatability of the shift pedal as in the previously described inventive Shift pedal (according to claims 1 to 4), except that the functionally essential components are not exclusively integrated in the shift pedal, but are distributed between the shift pedal and the shift lever.
  • a locking element protrudes from the shift pedal into a recess in the shift lever, the boundary of the recess forming a further locking element so that the shift pedal can only be rotated until the locking element arranged on the shift pedal delimits the recess reached.
  • At least one elastic element can be arranged in the recess, which element - as mentioned above - can be a metal body, for example a metal spring, a rubber block or a silicone block.
  • the elastic deformability of the elastic element causes the shift pedal to return to its starting position (zero point position) after a shift process.
  • the lever arm can also comprise a bearing for receiving a bearing section of the shift pedal.
  • the bearing can be a ball, barrel or needle bearing or a bearing bush.
  • the bearing can be used to enable a low-friction rotation of the shift pedal. However, it can also be used to block a rotation of the shift pedal if a user steps on the shift pedal when downshifting.
  • an upper side of the bearing section can be provided with a smooth surface, while a lower side of the bearing section is provided with at least one locking element in the form of a recess, depression or groove, with a bearing element (ball, barrel or needle) in the recess, depression or groove intervenes when a user steps on the shift pedal, so that a rotation of the shift pedal is possible in both directions when shifting up and is locked when shifting down.
  • a bearing element ball, barrel or needle
  • At least one locking element can be arranged on the bearing section of the gearshift pedal in the form of a protrusion, which interacts with a correspondingly shaped receiving opening of the gearshift lever.
  • at least one locking element likewise designed as a protrusion, can be arranged so that the gearshift pedal can rotate is prevented beyond a certain angular range.
  • At least one elastic element can also be arranged in the receiving opening, so that the shift pedal returns to its starting position after a shifting process.
  • the elastic element can also be a metal body, for example a metal spring, a rubber block or a silicone block.
  • the bearing portion of the shift pedal and the receiving opening of the Shift lever have non-rotationally symmetrical cross-sectional shapes, for example the shape of an ellipse or a polygon, such as a triangle, a square or a rectangle.
  • at least one elastic element can be arranged between the bearing section of the gearshift pedal and the receiving opening of the gearshift lever in order to bring about a return of the gearshift pedal to its starting position after the end of a shifting operation.
  • the elastic element can be a metal body, such as an elastic spring, a rubber block or a silicone block.
  • Fig. 1 shows an exploded view of an exemplary embodiment of a shift pedal according to the invention
  • Fig. 2 shows a sectional view of the embodiment from Fig. 1 in the assembled state
  • Fig. 3 to 4 show sectional views of a second embodiment of a erfindungsge MAESSEN shift pedal
  • Fig. 5 shows schematic views of selected components of the second Auss approximately example
  • Fig. 6 shows a perspective view of a third embodiment of a shift pedal according to the invention
  • Fig. 7 shows a perspective view of a fourth embodiment of a shift pedal according to the invention.
  • Fig. 8 shows a perspective view of a fifth embodiment of a shift pedal according to the invention.
  • Fig. 9 shows a side view of a motorcycle which is equipped with a
  • Shift pedal or a shift lever according to the invention is equipped.
  • the shift pedal 1 comprises a support 1 1 in the form of a shaft, which consists of the two parts 1 1 1, 1 12, which can be screwed together. However, the two-part design of the carrier 11 is not absolutely necessary.
  • the shift pedal further comprises a sleeve 12, which is arranged on the carrier 11, the carrier 11 extending through the sleeve 12.
  • a bearing 13 in the form of a needle bearing is received by the sleeve 12 and arranged in a receiving opening 121 of the sleeve 12, so that the sleeve 12 can be rotated with little friction on the carrier 11.
  • the carrier 11 has a locking element in the form of a stop 11 and the sleeve 12 has a locking element in the form of a stop 122.
  • Two elastic elements 14 are arranged between the stops 1 13, 122, which have the effect that the sleeve 12 returns to the starting position after being rotated in one of the two possible directions of rotation. So that the elastic elements are held stationary, the carrier 11 has a section 114 with a larger diameter, so that the elastic elements 14 cannot be displaced in the axial direction.
  • the bearing 13 is inserted into the receiving opening 121 of the sleeve 12, the bearing 13 and the sleeve 12 cannot be rotated against one another due to a frictional connection.
  • the sleeve 12 is placed on the part 112 of the carrier 11. Then the part 11 of the carrier 11 is inserted through an opening 123 of the sleeve 12 and screwed to the part 112 of the carrier 11, the two elastic elements 14 between the sleeve 12 and the section 114 of the part 111 of the carrier 11 are arranged.
  • the sleeve 12 can now be rotated on the carrier 11 in both directions of rotation until the stop 122 has brought about the maximum compression of the elastic elements 14.
  • that elastic element 14, which has been compressed in the rotation of the sleeve 12 in a certain direction of rotation pushes the sleeve 12 back into its starting position.
  • the carrier 11 also has a fastening section 11 with a thread formed on its surface. By means of the fastening section 113, the shift pedal 1 is fastened to the shift lever of a vehicle.
  • the carrier 1 1 also has an area 1 15 with a larger diameter on which serves as a counter bearing for the sleeve 12 and in which a groove 1 16 is formed at the same time.
  • a sealing O-ring 16 is arranged in the groove 116 and prevents the ingress of dust and moisture.
  • the illustrated gearshift pedal 1 further comprises an outer sleeve 17 with a through-hole and a closure cap 18.
  • the outer sleeve 17 is placed on the carrier 11 and the sleeve 12, the area 115 of the carrier 11 together with the sealing O-ring 16 a lower opening 172 of the outer sleeve closes.
  • the closure cap 18 is inserted into an opening 171 of the outer sleeve 17.
  • a groove 181 is formed in the closure cap 18, in which a further sealing O-ring 19 is arranged, which likewise prevents the penetration of dirt and moisture.
  • FIG. 2 shows a sectional view of the exemplary embodiment from FIG. 1 in the assembled state.
  • the two parts 1 1 1, 1 12 of the carrier 11 are screwed together and the elastic elements 14 are arranged between the sleeve 12 and the section 114 of the carrier.
  • the section 1 14 of the carrier 1 1 has an angular recess 1 17 in its end face, with the help of which the part 1 1 1 can be screwed into the part 1 12 by means of a corresponding wrench.
  • the bearing 13 is arranged in the receiving opening 121 of the sleeve 12 and rests against the carrier 11, so that the bearing elements, which in the present case have the shape of needles, roll on its surface and thereby cause a low-friction and thus low-wear rotation of the sleeve 12 enable the carrier 13.
  • FIG. 3 to 5 show cross-sectional views of a second exemplary embodiment of a shift pedal 200 according to the invention.
  • the shift pedal 200 comprises a carrier 201 and a sleeve 202.
  • the sleeve 202 is arranged on the carrier 201.
  • the carrier 201 has a fastening section 201 1 with a thread and a bearing section 2012.
  • the carrier 201 further comprises a counter-bearing section 2014 fastened to the bearing section 2012 with a screw 2013.
  • An outer sleeve 205, on which a cylindrical shift rubber 206 is arranged, is pushed over the carrier 201 and the sleeve 202.
  • the outer sleeve 205 always rotates together with the sleeve 202 and the shift rubber 206 arranged on the outer sleeve 205 ensures that the outer sleeve 205 is on a user's footwear when Upshift unrolls and does not slide on this.
  • the carrier 201 has an area 2015 with a larger diameter on which the sleeve 202 rests, so that the sleeve 202 is arranged between the area 2015 and the counter-bearing section 2014. Between the carrier 201 and the outer sleeve 205, a sealing O-ring 207 is arranged in a groove in the area 2015 of the carrier 201, which O-ring prevents the penetration of moisture and dirt.
  • the carrier 201 finally has an open-ended spanner attachment 2016 in the form of opposing millings between the fastening section 201 1 and the area 2015, so that the shift pedal 201 can be screwed to a shift lever by means of an open-ended wrench and the fastening section 201 1.
  • a pin 2041 is arranged on the counter bearing section 2014. This pin 2041 protrudes into a recess 2021 which is formed in the end face of the sleeve 202 facing the counter bearing section 2014.
  • the radial boundary surfaces (not shown in the sectional drawing) serve as a stop for the pin 2041, whereby the rotation of the sleeve 202 is limited to a certain angular range depending on the length of the recess 2021 in the circumferential direction of the sleeve 202.
  • a spiral spring 203 is arranged on the carrier 201 between the sleeve 202 and the counter bearing section 2014. Furthermore, a pin 2042 is arranged on the sleeve 202 and on the counter-bearing section 2014 of the carrier 201, which pins bear against the ends 2031 of the spiral spring 203, so that the rotational movement of the sleeve 202 is transmitted to the spiral spring 203 and the latter is elastically deformed.
  • the ends 2031 of the coil spring 203 extend away from the turns of the coil spring 203, the pins 2042 being between the ends 2031 of the coil spring 203 and both pins can come into contact with both ends 2031 so that the coil spring 203 is rotated when the sleeve 202 is elastically deformed in both directions and has the desired restoring effect (see FIG. 5).
  • the functionality of the shift pedal 201 is that the outer sleeve 205 can be rotated together with the sleeve 202 in both directions of rotation, but only in a certain angular range, which depends on the length of the recess 2021 (in the circumferential direction of the sleeve 202).
  • the outer sleeve 205 automatically moves back into its starting position (zero point position). This is achieved by that the two pins 2042 are in contact with the ends 2031 of the spiral spring 203, each pin 2042 in contact with both ends 2031.
  • the sleeve 202 and thus the pin 2042 fastened to the sleeve 202 is rotated, one end 2031 is rotated relative to the other end 2031, the pin 2042 fastened to the counter bearing section 2014 serving as a counter bearing on which the other end 2031 of the spiral spring rests 203 is supported (see Figure 5).
  • the spiral spring 203 is elastically deformed, which is why the deflected end 2031 automatically returns to its starting position as soon as no external rotational force is exerted on the sleeve 202 via the outer sleeve 205.
  • the sleeve 202 is rotated via the pin 2042 attached to it and finally also assumes its starting position (zero point position). With a rotation starting from the zero point position in the opposite direction of rotation, the other end 2031 of the spiral spring 203 is deflected, so that the desired restoring effect is also achieved.
  • the pin 2041 fastened to the counter bearing section 2014 of the carrier 201 and the radial boundary surfaces of the recess 2021 (ie the surfaces which limit the recess 2021 in the circumferential direction of the sleeve 202) of the sleeve 202 are the interacting locking elements, their interaction rotating the sleeve 202 locks beyond a predetermined angular range.
  • the gearshift pedal 200 also includes two washers 208, which are arranged on both sides of the spiral spring 203, and a washer 209, which is located between the sleeve 202 and the area 2015 of the carrier 201 is arranged. These washers 208, 209 serve to reduce the friction and wear in the event of a relative movement of the components of the shift pedal 200 that are in contact with them.
  • the counter bearing section 2014 has a central opening 2017 through which the screw 2013 can be guided. With the help of the screw 2013, the counter bearing section 2014 is attached to the bearing section 2012, which for this purpose has a recess with an internal thread, so that the sleeve 202 is arranged on the bearing section 2012 and between the area 2015 and the counter bearing section 2014. Furthermore, the counter bearing section 2014 has holes 2018. In the upper hole 2018 one of the pins 2042 is arranged and in the lower hole 2018 the pin 2041 is arranged (the terms "above” and “below” are not to be interpreted restrictively and are only used for description based on the drawings).
  • the recess 2021 and a bore 2022 are formed in the sleeve 202, one of the pins 2042 being arranged in the bore 2022.
  • the pin 2041 extends into the recess 2021, so that the rotational movement of the sleeve 202 is limited by the radial boundary surfaces of the recess 2021.
  • FIG. 5 shows a schematic view of the spiral spring 203 and the pins 2042 in the zero position of the sleeve 202 (central part of the picture) and when the sleeve 202 is rotated in different directions of rotation, the left part of the picture showing a counterclockwise rotation of the sleeve 202 and the right Partial figure shows a clockwise rotation of the sleeve 202. It can be seen from FIG.
  • the upper pin 2042 which is attached to the sleeve 202, deflects one end 2031 of the spiral spring 203 when the sleeve 202 is rotated in one of the possible directions of rotation, while the upper pin 2042 when the sleeve 202 is rotated the other end 2031 of the spiral spring 203 deflects in the opposite direction of rotation.
  • the lower pin 2042 which is fastened to the counter bearing section 2014 of the carrier 201 and consequently has a fixed position, serves in both cases as a support for the non-deflected end 2031 of the spiral spring 203.
  • the restoring force of the spiral spring 203 causes the upper pin 2042 always returns to its starting position as soon as no more external rotational force is exerted on the sleeve 202 and consequently the sleeve 202 returns to the zero position.
  • FIG. 6 shows a perspective view of a third exemplary embodiment of a shift pedal 300 according to the invention, which has a carrier 301 and a sleeve 302.
  • an outer sleeve can be arranged on the sleeve 302 which comes into contact with a user's footwear, but which is not shown in FIG. 6 for the sake of simplicity.
  • a shift rubber can be arranged on the outer sleeve, or the outer sleeve can have a surface structure such as corrugation to enable good contact with the user's footwear, so that the outer sleeve rolls off the footwear instead of sliding on it.
  • the carrier 301 has a protrusion 3011 which extends in the axial direction (parallel to the axis of rotation) and which has an elongated cross-sectional shape (length> width).
  • a leaf spring 3021 is attached to the sleeve 302, which extends through the sleeve 302 and is inserted into two opposing slots 3022.
  • the projection 301 1 has a flat surface 30111 facing the leaf spring 3021, and the leaf spring 3021 has a flat central section 3021 1. In the zero position of the sleeve 302, the central section 30211 of the leaf spring 3021 rests on the surface 3011 1 of the projection 3011, whereby the sleeve 302 is held stable in the zero position.
  • the surface 301 1 1 and the central section 3021 1 have approximately the same length.
  • the middle section 3021 1 merges on both sides into sections 30212 inclined away from the projection 301 1, the ends of which are arranged in the slots 3022 in order to fasten the leaf spring 3021 to the sleeve 302.
  • the leaf spring 3021 is pressed against the projection, elastically deforming.
  • the sleeve 302 returns to its starting position (zero point position) because of the restoring force of the leaf spring 3021.
  • the projection 301 1 of the carrier 301 and the leaf spring 3021 of the sleeve 302 are the circumferential direction of the carrier 301, i. upon rotation of the sleeve 302 relative to the carrier 301, locking elements interacting. Accordingly, one of the locking elements itself is elastically deformable, whereas the locking elements in the exemplary embodiments described above are rigid.
  • FIG. 7 shows a perspective view of a fourth exemplary embodiment of a shift pedal 400 according to the invention, which has a carrier 401.
  • a thread is formed on the fastening section 4011 in order to be able to fasten the carrier 401 to a shift lever.
  • a sleeve (not shown) is arranged on the bearing section 4012 of the carrier 401, which sleeve also extends over the region 4015 of the carrier 401.
  • a groove 4019 is formed, in which at least one leaf spring (not shown) is arranged.
  • a projection arranged on the inner surface of the sleeve extends into the groove 4019, so that the rotation of the sleeve is limited to an angular range which corresponds to the length of the groove 4019 (in the circumferential direction of the carrier 401) because the projection moves when the sleeve is rotated can move within the groove 4019, but cannot be moved out of the groove 4019.
  • the projection In the zero position of the sleeve, the projection is in the middle of the groove 4019.
  • the projection of the sleeve and the groove 4019 of the carrier 401 are the locking elements which interact in the circumferential view of the carrier 401.
  • a movement of the projection in the groove 4019 also results in an elastic deformation of the (at least one) leaf spring which is arranged in the groove 4019 and consequently between the locking elements, so that the sleeve returns to the zero point position due to the restoring force of the leaf spring.
  • FIG. 8 shows a perspective view of a fifth exemplary embodiment of a shift pedal 500 according to the invention, which comprises a carrier 501 and a sleeve 502.
  • the carrier has a smooth underside. In its upper side, grooves are formed next to one another, distributed in the circumferential direction.
  • the terms “upper side” and “lower side” relate to the illustration in FIG. 8.
  • projections 5021 are formed distributed in the circumferential direction.
  • FIG. 9 shows a side view of a motorcycle 10 which is equipped with a shift pedal 1 according to the invention (exemplarily for one of the shift pedals described) or a shift lever 2 according to the invention.
  • a gearshift pedal is arranged on the gearshift lever 2 via a bearing section, the gearshift pedal and the lever arm of the gearshift lever 2 having interlocking elements that interact in the circumferential direction of the gearshift pedal, so that the gearshift pedal can only be rotated in both directions over an angular range that is a fraction of 360 °, and the shift pedal can be rolled off on a user's footwear.
  • the gearshift pedal which is otherwise rotatable in both directions of rotation, can lock when the gearshift pedal is stepped on due to locking elements interacting in the circumferential direction of the gearshift pedal, so that the gearshift pedal only rolls on its upper side when it is lifted through the footwear when shifting up, but not when the gearshift pedal is stepped on Downshifting unrolls on the sole of the footwear.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltpedal (1, 200, 300, 400, 500) für den Schalthebel eines einspurigen oder mehrspurigen Kraftfahrzeugs, wobei das Schaltpedal (1, 200, 300, 400, 500) einen Träger (11, 201, 301, 401, 501) und eine auf dem Träger (11, 201, 301, 401, 501) drehbar gelagerte Hülse (12, 202, 302, 402, 502) aufweist. Das Erfindungsgemäße Schaltpedal ist dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (11, 201, 301, 401, 501) und die Hülse (12, 202, 302, 402, 502) in Umfangsrichtung des Trägers (11, 201, 301, 401, 501) zusammenwirkende Sperrelemente aufweisen, wobei die Hülse (12, 202, 302, 402, 502) auf dem Träger (11, 201, 301, 401, 501) nur über einen Winkelbereich in beide Drehrichtungen drehbar ist, der ein Bruchteil von 360° ist, und das Schaltpedal (1, 200, 300, 400, 500) auf einem Schuhwerk eines Benutzers über diesen Winkelbereich abrollbar ist, oder wobei die ansonsten in beide Drehrichtungen drehbare Hülse (12, 202, 302, 402, 502) bei einem Tritt auf das Schaltpedal (1, 200, 300, 400, 500) sperrt, sodass das Schaltpedal (1, 200, 300, 400, 500) nur beim Anheben durch das Schuhwerk auf dessen Oberseite abrollbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen sind einige der funktionswesentlichen Komponenten in dem Schalthebel (2) integriert, sodass der Schalthebel (2) die gleiche Funktionalität aufweist wie das erfindungsgemäße Schaltpedal.

Description

Schaltpedal und Schalthebel
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Schaltpedal für den Schalthebel eines einspurigen oder mehrspurigen Kraftfahrzeugs, wobei das Schaltpedal einen Träger und eine auf dem Träger drehbar gelagerte Hülse aufweist. Die Erfindung betrifft ferner einen Schalthebel für ein einspuriges oder mehrspuriges Kraftfahrzeug, umfassend einen Hebelarm und zumindest ein Schaltpedal, welches drehbar um dessen Axialrichtung an dem Schalthebel gelagert ist.
Stand der Technik
Gattungsgemäße Schalthebel dienen der Umstellung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes von einspurigen Kraftfahrzeugen, wie Motorrädern oder Motorrollern, oder von mehrspu rigen Kraftfahrzeugen, wie sogenannten Trikes oder Quads, wobei der Kraftfahrzeugführer den Schalthebel mit einem Fuß betätigt. Dabei sind die Schalthebel so gestaltet, dass ein Schaltvorgang schnell und ohne großen Kraftaufwand erfolgen kann, sodass das Kraftfahrzeug hinsichtlich des in einer Fahrsituation passenden Übersetzungsverhältnisses und einer gegebenenfalls nötigen Änderung desselben optimal geführt werden kann.
In der Regel ist ein solcher Schalthebel derart an dem Kraftfahrzeug angeordnet, dass er mit den Zehen eines Fußes betätigt wird, indem er nach oben gedrückt wird, um das Übersetzungsverhältnis zu vergrößern (Hochschalten), oder nach unten gedrückt wird, um das Übersetzungsverhältnis zu verkleinern (Herunterschalten). Dazu umfasst der Schalthebel einen Hebelarm und ein Schaltpedal, welches an dem Hebelarm befestigt ist und sich rechtwinklig von diesem erstreckt. Es ist aber auch bekannt, zum Beispiel aus der Patentanmeldungsveröffentlichung DE 10 2009 015 710 Al, eine Schaltvorrichtung mit zwei Hebelarmen, von denen jeder ein Schaltpedal aufweist, auszugestalten. Dabei ist an dem Drehpunkt des einen Hebelarmes ein weiterer Hebelarm befestigt, wobei sich ein Hebelarm nach vorne erstreckt und der andere Hebelarm nach hinten. Bei dieser Schaltvorrichtung kann ein Schaltvorgang auch durch Betätigung des sich nach hinten erstreckenden Hebelarmes mit dem daran befestigten Schaltpedal durch die Ferse eines Fußes des Kraftfahrzeugführers ausgelöst werden. Gemäß der genannten Druckschrift ist das Schaltpedal des sich nach hinten erstreckenden Hebelarmes schwenkbar it diesem verbunden, sodass der Kraftfahrzeugführer die Wahl hat, ob er mit den Zehen oder der Ferse eines Fußes einen Schaltvorgang auslösen möchte, indem er das Schaltpedal des sich nach hinten erstreckenden Hebelarmes wahlweise in die gewünschte Position verschwenkt.
Bei Schalthebeln, deren Schaltpedal zur Bedienung mit den Zehen eines Fußes vorgesehen ist, besteht das Problem, dass das Schaltpedal beim Hochdrücken während des Hochschaltens auf dem Schuh des Kraftfahrzeugführers entlang gleitet, wodurch einerseits ein Reibungswiderstand zu überwinden ist und andererseits eine unerwünschte Abnutzung der Oberseite des Schuhs des Kraftfahrzeugfuhrers erfolgt. Ferner verbleibt auch ein Abrieb der Gummiummantelung, welche Schaltpedale häufig auf weisen, auf der Oberseite des Schuhs. Die Überwindung des Reibungswiderstandes beansprucht die Muskulatur des Kraftfahrzeugführers, wodurch dieser Effekt zur Erlahmung der Muskulatur beiträgt und so den Bedienkomfort des Kraftfahrzeu ges schmälert. Die Abnutzung des Schuhs und der Abrieb auf dem Schuh schmälern nachteilig dessen optisches Erscheinungsbild. Zur Lösung dieses Problems schlägt die Patentschrift US 5687617 A ein Polster vor, welches mittels zweier Schlaufen mit dem Schaltpedal verbunden werden kann, sodass zwischen dem Schuh des Kraftfahrzeugfuhrers und dem Schaltpedal stets das Polster angeordnet ist.
Dieses Polster verhindert, dass eine Gummiummantelung des Schaltpedals auf dem Schuh Abriebspuren und Eindrücke hinterlässt. Darüber hinaus vermindert das Polster die Erlahmung der Muskeln des Kraftfahrzeugfuhrers und damit einhergehenden Muskelkater. Das Polster weist eine starre Grundplatte und eine Polsterung aus geschäumtem Gummi oder biegsamen Neopren auf. An der Grundplatte sind zwei Schlaufen festgelegt, mit deren Hilfe das Polster an einem Schaltpedal angeordnet werden kann. Nachteilig an diesem Polster ist zunächst, dass es separat erworben werden muss. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Polster zwischen dem Schaltpedal und dem Schuh des Kraftfahrzeugführers angeordnet ist, wodurch der Bewegungs radius zur Auslösung eines Schaltvorganges verkleinert ist, was eine unbeabsichtigte Betätigung des Schalthebels zur Folge haben kann, und dadurch bewirkt, dass ein Kraftfahrzeugfuh- rer vor dem Schaltvorgang keine entspannte Fußhaltung einnimmt, um ein zu frühes Hochschalten zu verhindern. Ferner weist das Polster den Nachteil auf, dass die Betätigung eines mit diesem Polster ausgestatteten Schalthebels für die meisten Führer von entsprechenden Kraft fahrzeugen ungewohnt ist und dieses daher auf Ablehnung stößt. Im Übrigen kommt es immer noch zu Gleitreibung zwischen dem Polster und dem Schuh des Kraftfahrzeugfuhrers. Aus der Patentanmeldungsveröffentlichung US 201 1/247444 Al ist ein Betätigungshebel für ein Schaltgestänge bekannt, welches um einen Drehpunkt verschwenkbar ist, wobei an einem Ende eine Fußauflage und an einem anderen Ende ein Hebelarm zum Getriebe angelenkt ist.
Aus der Gebrauchsmusterschrift JP 53 38 748 U ist ein eckiges Schaltpedal bekannt, welches in geringem Umfang eine Schwenkbeweglichkeit ermöglicht. Die Schwenkbeweglichkeit wird durch einen Stift und eine Anschlagfläche begrenzt. Allerdings rollt das Schaltpedal nicht auf dem Schuhwerk des Benutzers ab, weswegen Schaltpedal und Schuhwerk beim Hochschalten immer noch aneinander reiben und dadurch zum einen die Oberfläche des Schuhwerks ver schlissen wird und zum anderen die Muskeln des Benutzers bei wiederholten Schaltvorgängen ermüden.
Aus der CN 103 507 897 A ist ein Schaltpedal bekannt, wobei das Schaltpedal in beide Richtungen drehbar gelagert ist. Dadurch rollt das Schaltpedal zwar beim Hochschalten auf dem Schuhwerk des Kraftfahrzeugfiihrers ab, jedoch besteht die Gefahr, dass der Kraftfahrzeugfüh- rer beim Herunterschalten von dem Schaltpedal abrutscht. Dieses Problem ist bei Kraftfahrzeugen mit nicht-vorgelagerten Fußrasten, wie beispielsweise Rennmotorrädem, praktisch nicht zu vermeiden.
Schließlich ist aus der Patentschrift EP 31 19668 Bl ein Schaltpedal bekannt, das in eine Dreh richtung drehbar ist, sodass das Schaltpedal beim Hochschalten auf der Oberseite des Schuh werks eines Benutzers abrollt, während das Schaltpedal beim Herunterschalten blockiert, sodass das Schuhwerk des Benutzers nicht von dem Schaltpedal abrutscht, wenn der Benutzer auf das Schaltpedal tritt. Bei dieser Lösung stellt sich jedoch das Problem, dass nur bei Fahrzeugen mit vorgelagerten Fußrasten eine zufriedenstellende Funktionalität des Schaltpedals erreicht wird, da die Drehbewegung des Schaltpedals beim Herunterschalten nur dann blockiert wird und das Schuhwerk des Benutzers beim Herunterschalten nicht abrutscht. Als Chopper bezeich- nete Motorräder weisen häufig vorgelagerte Fußrasten auf. Bei Motorrädern, die so ausgelegt sind, dass der Fahrer seine Beine in der Sitzposition stark anwinkelt, wie etwa bei Rennmotorrädern, und der Schalthebel entsprechend angeordnet ist, kann es dazu kommen, dass das Schaltpedal beim Herunterschalten auf der Sohle des Schuhwerks abrollt, anstatt zu blockieren, und das Schuhwerk des Fahrers dementsprechend beim Herunterschalten abrutscht. Dies liegt daran, dass der Schalthebel beim Hochschalten eher nach vorne als nach oben gedrückt wird und beim Herunterschalten dementsprechend eher nach hinten als nach unten. Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Schaltpedal und einen verbesserten Schalthebel bereitzustellen, bei denen das Schaltpedal beim Hochschalten zwar auf dem Schuhwerk eines Benutzers abrollt, jedoch die Gefahr des Abrutschens beim Herunterschalten unabhängig von dem Fahrzeugtyp und der Position des Schaltpedals an dem Fahrzeug beseitigt ist.
Erfindungsgemäße Lösung
Zur Lösung der Aufgabe ist ein Schaltpedal mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie ein Schalthebel mit den Merkmalen des Anspruches 5 vorgesehen. Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schaltpedals und des erfindungsgemäßen Schalthebels sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Schaltpedal ist dadurch gekennzeichnet, dass der Träger und die Hülse in Umfangsrichtung des Trägers zusammenwirkende Sperrelemente aufweisen,
wobei die Hülse auf dem Träger nur über einen Winkelbereich in beide Drehrichtungen drehbar ist, der ein Bruchteil von 360° ist, und das Schaltpedal auf dem Schuhwerk eines Benutzers über diesen Winkelbereich abrollbar ist, oder
wobei die ansonsten in beide Drehrichtungen drehbare Hülse bei einem Tritt auf das Schaltpedal sperrt, sodass das Schaltpedal nur beim Anheben durch das Schuhwerk auf dessen Oberseite abrollbar ist.
Demnach gibt es bei der Ausgestaltung eines Schaltpedals grundsätzlich zwei Möglichkeiten, das Problem des Abrutschens beim Herunterschalten zu beseitigen. Bei der ersten Möglichkeit weisen sowohl der Träger als auch die Hülse zusammenwirkende Sperrelemente auf, sodass die Drehbewegung der Hülse auf dem Träger auf einen bestimmten Winkelbereich begrenzt wird. Vorzugsweise sind die Sperrelemente als Vorsprung und korrespondierende Anschläge ausgebildet. Dadurch kann die Hülse beim Hochschalten auf dem Schuhwerk eines Benutzers abrol- len und dementsprechend eine Gleitreibung zwischen dem Schuhwerk und dem Schaltpedal vermieden werden. Beim Herunterschalten, wenn also der Benutzer auf das Schaltpedal tritt, rollt das Schaltpedal zwar auch auf der Sole des Schuhwerks ab, jedoch nur in einem begrenzten Winkelbereich, der ein Bruchteil von 360° ist, sodass die Drehbewegung der Hülse beim Her unterschalten alsbald blockiert wird, nämlich nachdem sich die Hülse um jenen Bruchteil von 360° gedreht hat. Folglich kann die Hülse nicht über die gesamte Sole des Schuhwerks des Benutzers abrollen und der Benutzer beim Herunterschalten nicht auf dem Schaltpedal abrutschen. Demnach ist die Hülse bei der ersten Möglichkeit in dem genannten Winkelbereich sowohl beim Hoch- als auch beim Herunterschalten drehbar. Die Sperrelemente sind vorzugsweise in Umfangsrichtung des Trägers voneinander beabstandet, sodass der Winkelbereich begrenzt ist. der Winkelbereich kann durch die Wahl der Positionen der Sperrelemente je nach Ausführung des Schaltpedals verschieden ausfallen, wodurch das Schaltpedal an unterschiedliche Fahrzeugtypen, bei denen die Stellung des Schalthebels verschieden ist, anzupassen.
Die Sperrelemente wirken in Umfangsrichtung des Trägers zusammen, weil sich die Hülse auf dem Träger dreht und folglich entlang der Umfangsrichtung (die Umfangsrichtung umfasst beide Drehrichtungen) des Trägers bewegt. Um die Drehbewegung der Hülse auf dem Träger auf einen Winkelbereich < 360° einzuschränken, kann vorgesehen sein, dass der Träger und die Hülse Vorsprünge aufweisen. Bei einer Drehung der Hülse blockieren die Vorsprünge abhängig von ihrer Position nach einer Drehung der Hülse um einen bestimmten Winkelbereich die weitere Drehung der Hülse, wenn die Vorsprünge aneinander zur Anlage kommen. Es kann auch vorgesehen sein, dass die zusammenwirkenden Sperrelemente als Nut und Vorsprung ausgebildet sind, von denen eines an der Hülse und das andere an dem Träger ausgebildet ist, wobei der Vorsprung in die Nut eingreift und sich eine Drehwinkelbegrenzung aus den Abmessungen der Nut ergibt.
Vorzugsweise ist zwischen dem Träger und der Hülse zumindest ein elastisches Element angeordnet, das bei einer Drehung der Hülse aus ihrer Ausgangsstellung (Nullpunktstelluog) elastisch deformiert wird und dessen Rückstellkraft die Hülse wieder in ihre Ausgangsstellung zurückdreht, sobald keine äußere Drehkraft mehr auf die Hülse ausgeübt wird. Dazu kann ein elastisches Element zwischen den Sperrelementen angeordnet sein, wobei neben der Rückstellung der Hülse in ihre Ausgangstellung eine zu weite Drehung der Hülse blockiert wird, wenn das elastische Element soweit komprimiert oder gedehnt ist, dass dessen Rückstellkraft eine weitere Drehung der Hülse verhindert. Bei dem elastischen Element kann es sich beispielsweise um eine Blattfeder, eine Spiralfeder oder einen Block aus einem elastisch deformierbaren Material handeln. Alternativ können neben den Sperrelementen separate Betätigungselemente an der Hülse und dem Träger angeordnet sein, welche das elastische Element bei einer Drehung der Hülse aus ihrer Ausgangsstellung deformieren.
Ferner kann vorgesehen sein, dass eines oder mehrere der Sperrelemente selbst elastisch deformierbar sind, wobei die Hülse über einen Winkelbereich gedreht werden kann bis die Rückstellkraft des bei der Drehung immer weiter deformierten, elastischen Sperrelementes eine weitere Drehung der Hülse blockiert und die Hülse auch wieder in ihre Ausgangsstellung be wegt, wenn keine äußere Drehkraft mehr auf die Hülse ausgeübt wird. Durch die Wahl der Elastizität und/oder Form des (zumindest einen) elastischen Sperrelementes kann der Winkel bereich begrenzt werden. Ein Abstand zwischen den Sperrelementen in Umfangsrichtung kann zusätzlich vorhanden sein. Beispielweise kann an der Hülse eine sich in den Innenraum der Hülse erstreckende Blattfeder angeordnet sein, wohingegen der Träger einen Vorsprung auf weist, der bei einer Drehung der Hülse gegen die Blattfeder drückt. In diesem Fall sind die Blattfeder und der Vorsprung die zusammenwirkenden Sperrelemente.
Demgegenüber wirken bei der zweiten Möglichkeit die Sperrelemente von Hülse und Träger nur dann zusammen, wenn der Benutzer auf das Schaltpedal tritt, also beim Herunterschalten, wohingegen die Hülse auf dem Träger beim Hochschalten beliebig drehbar ist, also weder eine Begrenzung des Drehwinkels noch der Drehrichtung gegeben ist. Auch bei dieser Möglichkeit kann die Hülse beim Hochschalten auf der Oberseite des Schuhwerks eines Benutzers abrollen, wohingegen beim Herunterschalten jedwede Drehbewegung der Hülse blockiert wird, sodass ein Abrutschen vermieden wird. Verwirklicht werden kann diese Funktionalität dadurch, dass die Hülse gegen den Träger beim Hoch- und/oder Herunterschalten quer zur Drehachse verschoben wird. Auch bei dieser Ausgestaltung der Erfindung kann zwischen dem Träger und der Hülse ein elastisches Element, vorzugsweise eine Feder, angeordnet sein, sodass die Hülse gegenüber dem Träger stets wieder eine Ausgangsposition einnimmt, wenn der Benutzer nicht mit seinem Schuhwerk gegen die Hülse drückt. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Träger Nuten und die Hülse an ihrer Innenfläche angeordnete Vorsprünge aufweist (oder umgekehrt). Diese Nuten und Vorsprünge bilden die in Umfangsrichtung zusammenwirkenden Sperrelemente.
Bei beiden Ausgestaltungsmöglichkeiten gemäß Anspruch 1 und 5 werden die mit der Erfin dung angestrebten Wirkungen erreicht:
1 . Durch das Abrollen des Schaltpedals auf dem Schuhwerk eines Fahrzeugführers wird eine Gleitreibung zwischen dem Schaltpedal und dem Schuhwerk des Fahrzeugfuhrers vermieden, sodass sowohl das Schuhwerk als auch die Muskulatur des Fahrzeugführers beim Hoch schalten geschont werden. Zudem lassen sich die Gänge spürbar leichter einlegen. Weil sich die Hülse des Schaltpedals bei jedem Hochschalten nur um einen kleinen Winkel dreht, kann die Hülse trotz der Drehwinkelbegrenzung gemäß der Erfindung ungehindert auf dem Schuh werk des Fahrzeugfuhrers abrollen, sodass die genannten vorteilhaften Wirkungen durch die Drehwinkelbegrenzung nicht beeinträchtigt werden.
2. Die Gefahr des Abrutschens von dem Schaltpedal beim Heainterschalten ist gebannt, weil entweder die Drehung der Hülse auf einen begrenzten Winkelbereich begrenzt ist oder die Drehung der Hülse beim Herunterschalten blockiert wird.
Die Hülse und der Träger können von einer weiteren Außenhülse aufgenommen sein, welche mit einem gewünschten Design versehen ist, aus einem rutschfesten Material besteht oder Anti- Rutsch-Elemente, beispielsweise aus Gummi oder in Form einer entsprechenden Oberflächen struktur, aufweist.
Bevorzugt beträgt der Winkelbereich, um den die Hülse auf dem Träger drehbar ist bevor die Sperrelemente eine weitere Drehung verhindern, ausgehend von einer Nullpunktstellung ±180° oder weniger, vorzugsweise ±90° oder weniger. Der Winkelbereich kann auch ±45° oder we niger, ±30° oder weniger oder ±15° oder weniger betragen. Denn tatsächlich dreht sich die Hülse beim Hochschalten nur um einen kleinen Winkel, sodass der Winkelbereich klein gewählt werden kann, ohne der vorteilhaften Wirkung des Abrollens auf dem Schuhwerk beim Hochschalten verlustig zu gehen. Andererseits ist ein möglichst kleiner Winkelbereich, um den sich die Hülse auf dem Träger drehen kann, zu Verhinderung eines Abrutschens beim Herunterschalten vorteilhaft. Ein Winkelbereich von ±90° hat sich als vorteilhaft erwiesen, weil das Schaltpedal mit diesem Winkelbereich bei zahlreichen verschiedenen Motorrädern die gewünschten Wirkungen aufweist
Die Sperrelemente können in verschiedener Weise verwirklicht sein. So kann vorgesehen sein, dass der Träger und die Hülse eine kreisrunde Querschnittsform aufweisen und sich die Sperrelemente von dem Träger und der Hülse in Form von Vorsprüngen erstrecken oder als ineinander greifende Vorsprünge und Nuten ausgebildet sind. Bei diesen Ausgestaltungen bilden die Sperrelemente Anschläge, wobei Träger und Hülse im Übrigen eine kreisrunde Querschnittsform aufweisen. Alternativ können der Träger und eine den Träger aufnehmende Öffnung der Hülse eine nicht-rotationsymmetrische Querschnittsform aufweisen, sodass die Hülse wegen der Querschnittsformen von Träger und Hülse nur über einen begrenzten Winkelbereich gedreht werden kann. Bei der nicht-rotationsymmetrischen Querschnittsform kann es sich um eine Ellipse oder ein Polygon, vorzugsweise ein Dreieck, ein Quadrat oder ein Rechteck, handeln. Bei allen diesen Querschnittsformen sind als Vorsprünge ausgebildete Sperrelemente sozusagen in die Querschnittsform integriert. Wie bereits erwähnt worden ist kann zwischen dem Träger und der Hülse ein elastisches Ele ment angeordnet sein, vorzugsweise zwischen einem an dem Träger angeordneten Sperrelement und einem an der Hülse angeordneten Sperrelement. Es kann ferner vorgesehen sein, dass zumindest ein Sperrelement mit wenigstens einem elastischen Element in Kontakt steht, wodurch bewirkt wird. Das elastische Element bewirkt, dass die Hülse nach einer Verdrehung oder Verschiebung quer zur Drehachse wieder in die Ausgangsstellung (Nullpunktstellung) zurückkehrt. Denn bei einer Verdrehung der Hülse gegenüber dem Träger oder einer Verschiebung der Hülse gegenüber dem Träger quer zur Drehachse wird das elastische Element komprimiert. Nach Beendigung eines Schaltvorganges nimmt das elastische Element wieder seine ursprüngliche Form an und bringt dadurch die Hülse wieder in ihre Ausgangstellung vor dem Schaltvorgang. Bei dem elastischen Element kann es sich um einen Metallkörper, beispiels weise eine metallische Feder, einen Gummiblock oder einen Silikonblock handeln. Sofern andere Materialien eine ausreichende Elastizität haben, könne auch diese zur Ausbildung des elas tischen Elementes verwendet werden.
In besonderer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass eine erste Seite des Trägers eine glatte Oberfläche aufweist und auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Trä gers zumindest ein erstes Sperrelement angeordnet ist, wobei auf einer Innenfläche der Hülse zumindest ein zu dem ersten Sperrelement korrespondierendes zweites Sperrelement angeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung kann sich die Hülse auf dem Träger beim Hochschalten deswegen drehen, und zwar in beide Drehrichtungen, weil die Unterseite des Trägers eine glatte Oberfläche aufweist und folglich auf der Innenfläche der Hülse vorhandene Sperrelemente auf der Oberfläche der Unterseite des Trägers gleiten oder abrollen, sodass es zu keiner Sperrwirkung kommt. Wenn der Benutzer dagegen auf die Hülse beim Herunterschalten tritt, wirken die auf der Innenfläche der Hülse vorhandenen (zweiten) Sperrelemente mit jenen (ersten) Sperrelementen zusammen, die sich auf der Oberseite des Trägers befinden. Vorzugsweise ist bei dieser Ausgestaltung das zumindest eine erste Sperrelement als Ausnehmung, Vertiefung oder Nut ausgebildet. Das zumindest eine zweite Sperrelement kann als Erhebung auf der Innenfläche der Hülse ausgebildet sein, wobei die Erhebung in die Ausnehmung, Vertiefung oder Nut auf der Oberseite des Trägers eingreift, wenn der Benutzer beim Herunterschalten auf die Hülse tritt. Darüber hinaus kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Hülse ein Lager umfasst, des sen Lagerelemente mit dem zumindest einen ersten Sperrelement in Form einer Ausnehmung, Vertiefung oder Nut Zusammenwirken. Wenn das Lager beispielsweise ein Nadellager ist, handelt es sich bei den Lagerelementen um zylindrische Stifte (sogenannte Nadeln), welche in die Ausnehmung, Vertiefung oder Nut eingreifen, wenn der Benutzer auf die Hülse tritt, wodurch eine Drehbewegung der Hülse beim Herunterschalten gesperrt wird. Dazu muss die Form des ersten Sperrelementes natürlich an die Form der Lagerelemente angepasst sein. Des Weiteren kann diese Funktionalität auch mit einem Tonnen- oder Kugellager erreicht werden. Diese Aus gestaltung, bei der Lagerelemente eines Lagers mit dem zumindest einen Sperrelement des Trägers Zusammenwirken und daher die Lagerelemente zugleich Sperrelemente sind, wird als besonders vorteilhaft angesehen, da das Lager zum einen eine reibungsarme Drehung der Hülse auf dem Träger beim Hochschalten und zum anderen eine Sperrung der Drehbewegung beim Herunterschalten bewirkt, d.h. die Lagerelemente haben eine doppelte Funktion.
Die Hülse kann auch unabhängig der soeben beschriebenen Funktionalität (Drehbarkeit in beiden Richtungen beim Hochschalten, Sperren der Drehbewegung in beide Richtungen beim Herunterschalten) ein Lager zur Aufnahme des Trägers umfassen, damit die Drehung der Hülse auf dem Träger, die jedenfalls beim Hochschalten stets erfolgen soll, möglichst reibungsarm ist. Bei dem Lager kann es sich um ein Kugel-, Tonnen- oder Nadellager oder um eine Lagerbüchse handeln.
Die Erfindung betrifft ferner einen Schalthebel mit einem drehbar an dem Schalthebel gelager ten Schaltpedal. Der erfindungsgemäße Schalthebel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltpedal und der Hebelarm in Umfangsrichtung des Schaltpedals zusammenwirkende Sper relemente aufweisen,
wobei das Schaltpedal nur über einen Winkelbereich in beide Drehrichtungen drehbar ist, der ein Bruchteil von 360° ist, und das Schaltpedal auf dem Schuhwerk eines Benutzers über diesen Winkelbereich abrollbar ist, oder
wobei das ansonsten in beide Drehrichtungen drehbare Schaltpedal bei einem Tritt auf das Schaltpedal sperrt, sodass das Schaltpedal nur beim Anheben durch das Schuhwerk auf dessen Oberseite abrollbar ist.
Auch bei dem erfindungsgemäßen Schalthebel kann der Winkelbereich, um den das Schaltpe dal drehbar ist bevor die Sperrelemente eine weitere Drehung verhindern, ausgehend von einer Nullpunktstellung ±180° oder weniger, vorzugsweise ±90° oder weniger, ±45° oder weniger, ±30° oder weniger oder ±15° oder weniger betragen.
Bei dem erfindungsgemäßen Schalthebel wird hinsichtlich der Drehbarkeit des Schaltpedals die gleiche Funktionalität erreicht, wie bei dem zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Schaltpedal (nach den Ansprüchen 1 bis 4), nur dass die funktionswesentlichen Komponenten nicht ausschließlich in dem Schaltpedal integriert sind, sondern auf das Schaltpedal und den Schalthebel verteilt sind. So kann etwa vorgesehen sein, dass ein Sperrelement von dem Schaltpedal in eine Ausnehmung in dem Schalthebel hineinragt, wobei die Begrenzung der Ausnehmung ein weiteres Sperrelement bildet, sodass das Schaltpedal nur soweit gedreht werden kann, bis das an dem Schaltpedal angeordnete Sperrelement die Begrenzung der Ausnehmung erreicht. Ferner kann in der Ausnehmung zumindest ein elastisches Element angeordnet sein, bei dem es sich - wie zuvor erwähnt - um einen Metallkörper, beispielsweise eine Metallfeder, einen Gummiblock oder einen Silikonblock handeln kann. Die elastische Deformierbarkeit des elastischen Elementes bewirkt, dass das Schaltpedal nach einem Schaltvorgang wieder in seine Ausgangsstellung (Nullpunktstellung) zurückkehrt.
Auch kann der Hebelarm ein Lager zur Aufnahme eines Lagerabschnittes des Schaltpedals umfassen. Bei dem Lager kann es sich um ein Kugel-, Tonnen- oder Nadellager oder um eine Lagerbüchse handeln. Das Lager kann zum einen dazu dienen, eine reibungsarme Drehung des Schaltpedals zu ermöglichen. Es kann aber auch dazu dienen, eine Drehung des Schaltpedals zu sperren, wenn ein Benutzer beim Herunterschalten auf das Schaltpedal tritt. Dazu kann eine Oberseite des Lagerschabschnittes mit einer glatten Oberfläche versehen sein, während eine Unterseite des Lagerabschnittes mit zumindest einem Sperrelement in Form einer Ausnehmung, Vertiefung oder Nut versehen ist, wobei ein Lagerelement (Kugel, Tonne oder Nadel) in die Ausnehmung, Vertiefung oder Nut eingreift, wenn ein Benutzer auf das Schaltpedal tritt, sodass eine Drehung des Schaltpedals beim Hochschalten in beide Richtungen möglich ist und beim Herunterschalten gesperrt wird.
Darüber hinaus kann an dem Lagerabschnitt des Schaltpedals zumindest ein Sperrelement an in Form eines Vorsprunges geordnet sein, welches mit einer entsprechend geformten Aufhah- meöfihung des Schalthebels zusammenwirkt ln der Aufnahmeöffiiung kann beispielsweise zumindest ein ebenfalls als Vorsprung ausgebildetes Sperrelement angeordnet sein, sodass eine Drehung des Schaltpedals über einen bestimmten Winkelbereich hinaus verhindert wird. In der Aufnahmeöffnung kann ebenfalls zumindest ein elastisches Element angeordnet sein, sodass das Schaltpedal nach einem Schaltvorgang wieder in seine Ausgangstellung zurückkehrt. Bei dem elastischen Element kann es sich gleichfalls um einen Metallkörper, beispielsweise eine metallische Feder, um einen Gummiblock oder einen Silikonblock handeln. Ferner besteht die Möglichkeit, dass der Lagerabschnitt des Schaltpedals und die Aufnahmeöffnung des Schalthebels nicht-rotationssymmetrische Querschnittsformen haben, beispielsweise die Form einer Ellipse oder eines Polygons, wie ein Dreieck, ein Quadrat oder ein Rechteck. Auch bei dieser Ausgestaltung kann zwischen dem Lagerabschnitt des Schaltpedals und der Aufnahmeöffnung des Schalthebels zumindest ein elastisches Element angeordnet sein, um eine Rückkehr des Schaltpedals in dessen Ausgangsstellung nach Beendigung eines Schaltvorganges zu bewirken. Auch hier kann es sich bei dem elastischen Element um einen Metallkörper, wie eine elastische Feder, einen Gummiblock oder einen Silikonblock handeln.
Figurenliste
Fig. 1 zeigt eine Explosionsansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemä ßen Schaltpedals,
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 in zusammengebautem Zustand,
Fig. 3 bis 4 zeigen Schnittansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsge mäßen Schaltpedals,
Fig. 5 zeigt schematische Ansichten ausgewählter Komponenten des zweiten Ausfüh rungsbeispiels,
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines er findungsgemäßen Schaltpedals,
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltpedals,
Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltpedals und
Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht eines Motorrads, welches mit einem erfindungsgemäßen
Schaltpedal oder einem erfmdungsgemäßen Schalthebel ausgestattet ist.
Ausführungsbeispiele Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Allerdings ist die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt.
Fig. 1 zeigt eine Explosionsansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltpedals 1 . Das Schaltpedal 1 umfasst einen Träger 1 1 in Form einer Welle, die aus den beiden Teilen 1 1 1, 1 12 besteht, welche zusammenschraubbar sind. Die zweiteilige Ausbildung des Trägers 1 1 ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Das Schaltpedal umfasst ferner eine Fiülse 12, welche auf dem Träger 1 1 angeordnet ist, wobei sich der Träger 1 1 durch die Hülse 12 hindurch erstreckt. Ein Lager 13 in Form eines Nadellagers ist von der Hülse 12 aufgenommen und in einer Aufnahmeöffhung 121 der Hülse 12 angeordnet, sodass die Hülse 12 rei bungsarm auf dem Träger 1 1 verdreht werden kann. Zur Begrenzung der Drehbewegung weist der Träger 1 1 ein Sperrelement in Form eines Anschlags 1 13 und die Hülse 12 ein Sperrelement in Form eines Anschlags 122 auf. Zwischen den Anschlägen 1 13, 122 sind zwei elastische Elemente 14 angeordnet, welche bewirken, dass die Hülse 12 nach einer Verdrehung in eine der beiden möglichen Drehrichtungen wieder in die Ausgangsstellung zurückkehrt. Damit die elastischen Elemente ortsfest gehalten werden, weist der Träger 11 einen Abschnitt 1 14 mit größerem Durchmesser auf, sodass die elastischen Elemente 14 nicht in Axialrichtung verschoben werden können. Für den Zusammenbau wird das Lager 13 in die Aufnahmeöffnung 121 der Hülse 12 gesteckt, wobei das Lager 13 und die Hülse 12 aufgrund eines Reibschlusses ge geneinander nicht verdreht werden können. Anschließend wird die Hülse 12 auf den Teil 1 12 des Trägers 11 gesteckt. Sodann wird der Teil 1 1 1 des Trägers 1 1 durch eine Öffnung 123 der Hülse 12 gesteckt und mit dem Teil 112 des Trägers 11 verschraubt, wobei die beiden elasti schen Elemente 14 zwischen der Hülse 12 und dem Abschnitt 114 des Teils 111 des Trägers 11 angeordnet sind. Nun kann die Hülse 12 auf dem Träger 1 1 in beide Drehrichtungen soweit verdreht werden, bis der Anschlag 122 die maximale Kompression der elastischen Elemente 14 bewirkt hat. Nach Beendigung des Schaltvorganges, d.h. wenn kein Drehmoment mehr auf die Hülse 12 wirkt, drückt dasjenige elastische Element 14, welches bei der Drehung der Hülse 12 in eine bestimmte Drehrichtung komprimiert worden ist, die Hülse 12 wieder in ihre Ausgang stellung zurück. Dadurch rollt die Hülse 12 beim Hochschalten auf der Oberseite des Schuhwerkes eines Benutzers ab. Beim Herunterschalten rollt die Hülse zwar auch auf der Sole des Schuhwerks ab, aber nicht soweit, dass es zu einem Abrutschen von dem Schaltpedal 1 kommt, da der Drehwinkel begrenzt ist. Der Träger 1 1 weist ferner einen Befestigungsabschnitt 1 13 mit einem auf dessen Oberfläche ausgebildeten Gewinde auf. Mittels des Befestigungsabschnittes 113 wird das Schaltpedal 1 an dem Schalthebel eines Fahrzeugs befestigt. Der Träger 1 1 weist zudem einen Bereich 1 15 mit größerem Durchmesser auf welcher als Gegenlager für die Hülse 12 dient und in dem zugleich eine Nut 1 16 ausgebildet ist. In der Nut 116 ist ein Dichtungs-O-Ring 16 angeordnet, der das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit verhindert.
Das dargestellte Schaltpedal 1 umfasst ferner eine Außenhülse 17 mit einer Durchgangsbohrung sowie eine Verschlusskappe 18. Die Außenhülse 17 wird auf den Träger 1 1 und die Hülse 12 gesteckt, wobei der Bereich 1 15 des Trägers 1 1 zusammen mit dem Dichtungs-O-Ring 16 eine untere Öffnung 172 der Außenhülse verschließt. Die Verschlusskappe 18 wird in eine Öff nung 171 der Außenhülse 17 gesteckt. In der Verschlusskappe 18 ist eine Nut 181 ausgebildet, in welcher ein weiterer Dichtungs-O-Ring 19 angeordnet ist, der ebenfalls das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit verhindert. Zwischen der Außenhülse 17 und der Hülse 12 besteht eine Reibschluss, sodass die Hülse 12 stets zusammen mit der Außenhülse gedreht wird.
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht des Ausführungsbeispiels aus Figur 1 in zusammengebautem Zustand. Die beiden Teile 1 1 1 , 1 12 des Trägers 1 1 sind zusammengeschraubt und die elastischen Elemente 14 sind zwischen der Hülse 12 und dem Abschnitt 114 des Trägers angeordnet. Der Abschnitt 1 14 des Trägers 1 1 weist eine kantige Vertiefung 1 17 in dessen Stirnfläche auf, mit deren Hilfe der Teil 1 1 1 in den Teil 1 12 mittels eines entsprechenden Schlüssels geschraubt werden kann. Das Lager 13 ist in der Aufnahmeöffhung 121 der Hülse 12 amgeordnet und liegt an dem Träger 1 1 an, sodass die Lagerelemente, welche vorliegend die Gestalt von Nadeln haben, auf dessen Oberfläche abrollen und dadurch eine reibungsarme und somit verschleiß arme Drehung der Hülse 12 auf dem Träger 13 ermöglichen.
Fig. 3 bis 5 zeigen Querschnittsansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltpedals 200. Das Schaltpedal 200 umfasst einen Träger 201 und eine Hülse 202. Die Hülse 202 ist auf dem Träger 201 angeordnet. Der Träger 201 weist ein Befestigungsab schnitt 201 1 mit einem Gewinde und einen Lagerabschnitt 2012 auf. Der Träger 201 umfasst ferner einen mit einer Schraube 2013 an dem Lagerabschnitt 2012 befestigten Gegenlagerab schnitt 2014. Über den Träger 201 und die Hülse 202 ist eine Außenhülse 205 geschoben, auf der wiederum ein zylindrischer Schaltgummi 206 angeordnet ist. Die Außenhülse 205 dreht sich stets zusammen mit der Hülse 202 und der auf der Außenhülse 205 angeordnete Schaltgummi 206 stellt sicher, dass die Außenhülse 205 auf dem Schuhwerk eines Benutzers beim Hochschalten abrollt und nicht auf diesem gleitet. Der Träger 201 weist einen Bereich 2015 mit einem größeren Durchmesser auf, an dem die Hülse 202 anliegt, sodass die Hülse 202 zwischen dem Bereich 2015 und dem Gegenlagerabschnitt 2014 angeordnet ist. Zwischen dem Träger 201 und der Außenhülse 205 ist in dem Bereich 2015 des Trägers 201 ein Dichtungs-O-Ring 207 in einer Nut angeordnet, welcher das Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz verhindert. Der Träger 201 weist schließlich zwischen dem Befestigungsabschnitt 201 1 und dem Bereich 2015 einen Maulschlüsselansatz 2016 in Form von gegenüberliegenden Anfräsungen auf, sodass das Schaltpedal 201 mittels eines Maulschlüssels und des Befestigungsabschnittes 201 1 an einen Schalthebel geschraubt werden kann.
Ein Stift 2041 ist an dem Gegenlagerabschnitt 2014 angeordnet ist. Dieser Stift 2041 ragt bis in eine Ausnehmung 2021 hinein, die in der dem Gegenlagerabschnitt 2014 zugewandten Stirnfläche der Hülse 202 ausgebildet ist. Die radialen Begrenzungsflächen (in der Schnittzeichnung nicht gezeigt) dienen als Anschlag für den Stift 2041, wodurch die Drehung der Hülse 202 auf einen bestimmten Winkelbereich abhängig von der Länge der Ausnehmung 2021 in Umfangsrichtung der Hülse 202 begrenzt ist.
Damit die Hülse 202 nach einer Drehung in eine der beiden möglichen Drehrichtungen wieder in ihre Ausgangsstellung (Nullpunktstellung) zurückkehrt, ist auf dem Träger 201 zwischen der Hülse 202 und dem Gegenlagerabschnitt 2014 eine Spiralfeder 203 angeordnet. Ferner ist an der Hülse 202 und an dem Gegenlagerabschnitt 2014 des Trägers 201 jeweils ein Stift 2042 angeordnet, welche an den Enden 2031 der Spiralfeder 203 anliegen, sodass die Drehbewegung der Hülse 202 auf die Spiralfeder 203 übertragen und diese elastisch deformiert wird. Die Enden 2031 der Spiralfeder 203 erstrecken sich von den Windungen der Spiralfeder 203 fort, wobei sich die Stifte 2042 zwischen den Enden 2031 der Spiralfeder 203 befinden und beide Stifte mit beiden Enden 2031 in Kontakt kommen können, sodass die Spiralfeder 203 bei einer Drehung der Hülse 202 in beide Richtungen elastisch deformiert wird und die gewünschte Rückstellwirkung hat (sieh Figur 5).
Die Funktionalität des Schaltpedals 201 besteht darin, dass die Außenhülse 205 zusammen mit der Hülse 202 in beide Drehrichtungen gedreht werden kann, allerdings nur in einem bestimmten Winkelbereich, welche von der Länge der Ausnehmung 2021 (in Umfangsrichtung der Hülse 202) abhängt. Wenn die die Drehung bewirkende äußere Kraft nicht mehr auf die Außenhülse 205 wirkt, d.h. wenn der Schaltvorgang beendet ist, bewegt sich die Außenhülse 205 automatisch wieder in ihre Ausgangsstellung (Nullpunktstellung). Dies wird dadurch erreicht, dass die beiden Stifte 2042 an den Enden 2031 der Spiralfeder 203 anliegen, wobei jeder Stift 2042 an beiden Enden 2031 anliegt. Wird die Hülse 202 und damit der an der Hülse 202 befes tigte Stift 2042 gedreht, wird ein Ende 2031 gegenüber dem anderen Ende 2031 verdreht, wobei der an dem Gegenlagerabschnitt 2014 befestigte Stift 2042 als Gegenlager dient, an dem sich das andere Ende 2031 der Spiralfeder 203 abstützt (siehe Figur 5). Bei diesem Vorgang wird die Spiralfeder 203 elastisch deformiert, weswegen das ausgelenkte Ende 2031 automatisch in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, sobald keine äußere Drehkraft mehr auf die Hülse 202 über die Außenhülse 205 ausgeübt wird. Bei dieser Rückstellbewegung wird die Hülse 202 über den an ihr befestigten Stift 2042 gedreht und nimmt schließlich ebenfalls ihre Ausgangsstellung (Nullpunktstellung) ein. Bei einer Drehung ausgehend von der Nullpunktstellung in die entgegengesetzte Drehrichtung wird das andere Ende 2031 der Spiralfeder 203 ausgelenkt, sodass die gewünschte Rückstell Wirkung ebenfalls erzielt wird.
Dementsprechend sind bei diesem Ausfuhrungsbeispiel der an dem Gegenlagerabschnitt 2014 des Trägers 201 befestigte Stift 2041 und die radialen Begrenzungsflächen der Ausnehmung 2021 (d.h. die Flächen, die die Ausnehmung 2021 in Umfangsrichtung der Hülse 202 begrenzen) der Hülse 202 die zusammenwirkenden Sperrelemente wobei deren Zusammenwirken eine Drehung der Hülse 202 über einen vorgegebenen Winkelbereich hinaus sperrt.
Fig. 4 zeigt eine Explosions-Schnittansicht der Komponenten des Schaltpedals aus Figur 3. Neben den bereits beschriebenen Komponenten umfasst das Schaltpedal 200 noch zwei Unterlegscheiben 208, welche beidseitig der Spiralfeder 203 angeordnet sind, und eine Unterleg scheibe 209, welche zwischen der Hülse 202 und dem Bereich 2015 des Trägers 201 angeordnet ist. Diese Unterlegscheiben 208, 209 dienen dazu, die Reibung und den Abrieb bei einer Relativbewegung der mit ihnen in Kontakt befindlichen Komponenten des Schaltpedals 200 zu vermindern.
Der Gegenlagerabschnitt 2014 weist eine zentrale Öffnung 2017 auf, durch welche die Schraube 2013 geführt werden kann. Mit Hilfe der Schraube 2013 wird der Gegenlagerabschnitt 2014 an dem Lagerabschnitt 2012 befestigt, der dazu eine Vertiefung mit einem Innen gewinde aufweist, sodass die Hülse 202 auf dem Lagerabschnitt 2012 sowie zwischen dem Bereich 2015 und dem Gegenlagerabschnitt 2014 angeordnet ist. Ferner weist der Gegenlagerabschnitt 2014 Bohrungen 2018 auf. In der oberen Bohrung 2018 ist einer der Stifte 2042 an geordnet und in der unteren Bohrung 2018 ist der Stift 2041 angeordnet (die Begriffe "oben" und "unten" sind nicht einschränkend auszulegen und dienen nur der Beschreibung auf Grundlage der Zeichnungen).
In der Hülse 202 sind die Ausnehmung 2021 und eine Bohrung 2022 ausgebildet, wobei in der Bohrung 2022 einer der Stifte 2042 angeordnet ist. Der Stift 2041 erstreckt sich in zusammengebautem Zustand des Schaltpedals 200 in die Ausnehmung 2021, sodass durch die radialen Begrenzungsflächen der Ausnehmung 2021 eine Begrenzung der Drehbewegung der Hülse 202 erreicht wird.
Figur 5 zeigt eine schematische Ansichten der Spiralfeder 203 und der Stifte 2042 in der Null punktstellung der Hülse 202 (mittiges Teilbild) und bei einer Drehung der Hülse 202 in verschiedene Drehrichtungen, wobei das linke Teilbild eine Drehung der Hülse 202 entgegen dem Uhrzeigersinn und das rechte Teilbild eine Drehung der Hülse 202 im Uhrzeigersinn zeigt. Figur 5 kann entnommen werden, dass der obere Stift 2042, welcher an der Hülse 202 befestigt ist, bei einer Drehung der Hülse 202 in eine der möglichen Drehrichtungen ein Ende 2031 der Spiralfeder 203 auslenkt, während der obere Stift 2042 bei einer Drehung der Hülse 202 in die entgegengesetzte Drehrichtung das andere Ende 2031 der Spiralfeder 203 auslenkt. Der untere Stift 2042, welcher an dem Gegenlagerabschnitt 2014 des Trägers 201 befestigt und folglich eine feste Position hat, dient in beiden Fällen als Anlage für das nicht-ausgelenkte Ende 2031 der Spiralfeder 203. Die Rückstellkraft der Spiralfeder 203 bewirkt, dass der obere Stift 2042 stets wieder in seine Ausgangstellung zurückkehrt, sobald keine äußere Drehkraft mehr auf die Hülse 202 ausgeübt wird und folglich die Hülse 202 wieder in die Nullpunktstellung zurückkehrt.
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines dritten Ausfuhrungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltpedals 300, welches einen Träger 301 und eine Hülse 302 aufweist. Auch bei diesem Ausfuhrungsbeispiel kann auf der Hülse 302 eine Außenhülse angeordnet sein, welche mit dem Schuhwerk eines Benutzers in Kontakt kommt, die jedoch in Figur 6 der einfachen Darstellung halber nicht gezeigt ist. Auf der Außenhülse kann, wie bei allen anderen Ausftih- rungsbeispielen und unabhängig von den weiteren konstruktiven Details, ein Schaltgummi angeordnet sein oder die Außenhülse kann eine Oberflächenstruktur wie eine Riffelung aufweisen, um einen guten Kontakt mit dem Schuhwerk des Benutzers zu ermöglichen, sodass die Außenhülse auf dem Schuhwerk abrollt, anstatt auf diesem zu gleiten. Der Träger 301 weist einen sich in Axialrichtung (parallel zur Drehachse) erstreckenden Vor sprung 3011 auf, welcher eine längliche Querschnittsform (Länge > Breite) aufweist. An der Hülse 302 ist eine Blattfeder 3021 befestigt, welche sich durch die Hülse 302 erstreckt und in zwei gegenüberliegende Schlitze 3022 gesteckt ist. Der Vorsprung 301 1 weist eine der Blattfe der 3021 zugewandte, flache Fläche 30111 auf und die Blattfeder 3021 weist einen flachen Mittelabschnitt 3021 1 auf. In der Nullpunktstellung der Hülse 302 liegt der Mittelabschnitt 30211 der Blattfeder 3021 an der Fläche 3011 1 des Vorsprunges 3011 an, wodurch die Hülse 302 stabil in der Nullpunktstellung gehalten wird. Die Fläche 301 1 1 und der Mittelabschnitt 3021 1 weisen in etwa die gleiche Länge auf. Der Mittelabschnitt 3021 1 geht beidseits in von dem Vorsprung 301 1 weggeneigte Abschnitte 30212 über, deren Ende in den Schlitzen 3022 angeordnet sind, um die Blattfeder 3021 an der Hülse 302 zu befestigen. Wenn die Hülse 302 auf dem Träger 301 gedreht wird, wird die Blattfeder 3021 gegen den Vorsprung gedrückt, wobei sie sich elastisch deformiert. Sobald keine äußere Kraft mehr auf die Hülse 302 wirkt, kehrt die Hülse 302 wegen der Rückstellkraft der Blattfeder 3021 in ihre Ausgangsstellung (Nullpunktstellung) zurück.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der Vorsprung 301 1 des Trägers 301 und die Blattfeder 3021 der Hülse 302 die in Umfangsrichtung des Trägers 301, d.h. bei einer Drehung der Hülse 302 gegenüber dem Träger 301, zusammenwirkenden Sperrelemente. Demnach ist eines der Sperrelemente selbst elastisch deformierbar, wohingegen die Sperrelemente bei den zuvor beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen starr sind.
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines vierten Ausfuhrungsbeispiels eines erfindungs gemäßen Schaltpedals 400, das einen Träger 401 aufweist. An dem Befestigungsabschnitt 4011 ist ein Gewinde ausgebildet, um den Träger 401 an einem Schalthebel befestigen zu können. Auf dem Lagerabschnitt 4012 des Trägers 401 wird eine Hülse (nicht gezeigt) angeordnet, wel che sich auch über den Bereich 4015 des Trägers 401 erstreckt. In dem Bereich 4015 ist eine Nut 4019 ausgebildet, in welcher zumindest eine Blattfeder (nicht gezeigt) angeordnet ist. In die Nut 4019 erstreckt sich ein an der Innenfläche der Hülse angeordneter Vorsprung, sodass die Drehung der Hülse auf einen Winkelbereich begrenzt ist, der der Länge der Nut 4019 (in Umfangsrichtung des Trägers 401 ) entspricht, weil sich der Vorsprung bei einer Drehung der Hülse zwar innerhalb der Nut 4019 bewegen kann, jedoch nicht aus der Nut 4019 heraus bewegt werden kann. In der Nullpunktstellung der Hülse befindet sich der Vorsprung in der Mitte der Nut 4019. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der Vorsprung der Hülse und die Nut 4019 des Trägers 401 die in Umfangsichtung des Trägers 401 zusammenwirkenden Sperrelemente. Eine Bewegung des Vorsprungs in der Nut 4019 hat aber auch eine elastische Deformation der (zumindest einen) Blattfeder zufolge, welche in der Nut 4019 und folglich zwischen den Sperrelementen angeordnet ist, sodass die Hülse aufgrund der Rückstellkraft der Blattfeder wieder in die Nullpunktstellung zurückkehrt.
Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltpedals 500, das einen Träger 501 und eine Hülse 502 umfasst. Der Träger weist eine glatte Unterseite auf. In seiner Oberseite sind nebeneinander in Umfangsrichtung verteilt Nuten ausgebildet. Die Begriffe "Oberseite" und "Unterseite" beziehen sich auf die Darstellung in Figur 8. An der Innenfläche der Hülse 502 sind in Umfangsrichtung verteilt Vorsprünge 5021 ausgebildet. Beim Hochschalten übt ein Benutzer mit seinem Schuhwerk von unten einen Druck auf die Hülse 502 auf. Weil die Vorsprünge 5021 dabei gegen die glatte Unterseite des Trägers 501 gedrückt werden, kann die Hülse 502 beim Hochschalten auf dem Schuhwerk des Benutzers abrollen. Beim Herunterschalten tritt der Benutzer auf das Schaltpedal 500 und übt daher einen Druck von oben auf die Hülse 502 aus. Dabei werden die Vorsprünge 5021 in die Nuten 5011 gedrückt, sodass die Hülse 502 auf dem Träger 501 nicht gedreht werden kann.
Dementsprechend sind bei diesem Ausführungsbeispiel die Nuten 501 1 des Trägers 501 und die Vorsprünge 5021 der Hülse 502 die in Umfangsrichtung des Trägers 501 zusammenwir kenden Sperrelemente. Fig. 9 zeigt schließlich eine Seitenansicht eines Motorrads 10, welches mit einem erfindungsgemäßen Schaltpedal 1 (exemplarisch für eines der beschriebenen Schaltpedale) oder einem erfindungsgemäßen Schalthebel 2 ausgestattet ist. ln letzterem Falle ist ein Schaltpedal über einen Lagerabschnitt an dem Schalthebel 2 angeordnet, wobei das Schaltpedal und der Hebelarm des Schalthebels 2 in Umfangsrichtung des Schaltpedals zusammenwirkende Sperrelemente aufweisen, sodass das Schaltpedal nur über einen Winkelbereich in beide Dreh richtungen drehbar ist, der ein Bruchteil von 360° ist, und das Schaltpedal auf dem Schuhwerk eines Benutzers abrollbar ist. Alternativ kann das ansonsten in beide Drehrichtungen drehbare Schaltpedal bei einem Tritt auf das Schaltpedal aufgrund von in Umfangsrichtung des Schaltpedals zusammenwirkenden Sperrelementen sperren, sodass das Schaltpedal nur beim Anheben durch das Schuhwerk beim Hochschalten auf dessen Oberseite abrollt, jedoch nicht bei einem Tritt auf das Schaltpedal beim Herunterschalten auf der Sohle des Schuhwerks abrollt. Bezugszeichenliste
1 Schaltpedal 202 Hülse
1 1 Träger 2021 Ausnehmung
1 1 1 Teil 2022 Bohrung
1 12 Teil 203 Spiralfeder
1 13 Anschlag 2031 Ende
114 Abschnitt 2041 Stift
1 15 Bereich 2042 Stift
116 Nut 205 Außenhülse
12 Hülse 206 Schaltgummi
121 Aufnahmeöffhung 207 Dichtungs-O-Ring
122 Anschlag 208 Unterlegscheibe
123 Öffnung 209 Unterlegscheibe
13 Lager 300 Schaltpedal
14 elastisches Element 301 Träger
16 Dichtungs-O-Ring 301 1 Vorsprung
17 Außenhülse 3011 1 Fläche
171 Öffnung 302 Hülse
172 Öffnung 3021 Blattfeder
18 Verschlusskappe 30211 Mittelabschnitt
181 Nut 30212 Abschnitt
19 Dichtungs-O-Ring 3022 Schlitz
2 Schalthebel 400 Schaltpedal
10 Motorrad 401 Träger
200 Schaltpedal 4011 Befestigungsabschnitt
201 Träger 4012 Lagerabschnitt
2011 Befestigungsabschnitt 4015 Bereich
2012 Lagerabschn itt 4019 Nut
2013 Schraube 500 Schaltpedal
2014 Gegenlagerabschnitt 501 Träger
2015 Bereich 502 Hülse
2016 Maulschlüsselansatz 5021 Vorsprung
2017 Öffnung 5011 Nut
2018 Bohrung

Claims

Patentansprüche
1. Schaltpedal (1 , 200, 300, 400, 500) für den Schalthebel eines einspurigen oder mehr spurigen Kraftfahrzeugs, wobei das Schaltpedal (1, 200, 300, 400, 500) einen Träger (1 1 , 201, 301 , 401 , 501) und eine auf dem Träger (1 1 , 201 , 301 , 401 , 501 ) drehbar gelagerte Hülse (12, 202, 302, 402, 502) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Träger (11, 201, 301, 401, 501) und die Hülse (12, 202, 302, 402, 502) in Umfangsrichtung des Trägers (1 1, 201, 301, 401, 501) zusammenwirkende Sperrelemente aufweisen, wobei die Hülse (12, 202, 302, 402, 502) auf dem Träger (1 1 , 201, 301, 401, 501) nur über einen Winkelbereich in beide Drehrichtungen drehbar ist, der ein Bruchteil von 360° ist, und das Schaltpedal (1 , 200, 300, 400, 500) auf einem Schuhwerk eines Benutzers über diesen Win kelbereich abrollbar ist, oder
wobei die ansonsten in beide Drehrichtungen drehbare Hülse (12, 202, 302, 402, 502) bei einem Tritt auf das Schaltpedal (1 , 200, 300, 400, 500) sperrt, sodass das Schaltpedal (1, 200, 300, 400, 500) nur beim Anheben durch das Schuhwerk auf dessen Oberseite abrollbar ist.
2. Schaltpedal (1, 200, 300, 400, 500) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Träger (1 1 , 201, 301 , 401 , 501) und die Hülse (12, 202, 302, 402, 502) eine kreisrunde Querschnittsform aufweisen und sich die Sperrelemente von dem Träger (1 1, 201 , 301 , 401, 501) und der Hülse (12, 202, 302, 402, 502) parallel zur Drehachse der Hülse (12, 202) und/oder senkrecht dazu erstrecken,
oder der Träger (11, 201, 301, 401, 501) und eine den Träger (11, 201, 301, 401, 501) aufneh mende Öffnung der Hülse (12, 202, 302, 402, 502) eine nicht-rotationssymmetrische Quer schnittsform aufweisen.
3. Schaltpedal (1, 200, 300, 400, 500) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine erste Seite des Trägers (11, 201, 301, 401, 501 ) eine glatte Oberfläche aufweist und auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Trägers (1 1, 201, 301 , 401 , 501) zumindest ein erstes Sperrelement angeordnet ist, wobei auf einer Innenfläche der Hülse (12, 202, 302, 402, 502) zumindest ein zu dem ersten Sperrelement korrespondierendes zweites Sperrelement angeordnet ist.
4. Schaltpedal (1 , 200, 300, 400, 500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Hülse (12, 202, 302, 402, 502) ein Lager zur Aufnahme des Trägers (11, 201, 301 , 401 , 501) umfasst.
5. Schalthebel (2) für ein einspuriges oder mehrspuriges Kraftfahrzeug, umfassend einen He belarm und zumindest ein Schaltpedal, welches drehbar um dessen Axialrichtung an dem Schalthebel gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schaltpedal und der Hebelarm in Umfangsrichtung des Schaltpedals zusammenwirkende Sperrelemente aufweisen,
wobei das Schaltpedal nur über einen Winkelbereich in beide Drehrichtungen drehbar ist, der ein Bruchteil von 360° ist, und das Schaltpedal auf dem Schuhwerk eines Benutzers über diesen Winkelbereich abrollbar ist, oder
wobei das ansonsten in beide Drehrichtungen drehbare Schaltpedal bei einem Tritt auf das Schaltpedal sperrt, sodass das Schaltpedal nur beim Anheben durch das Schuhwerk auf dessen Oberseite abrollbar ist.
6. Schalthebel (2) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Hebelarm ein Lager zur Aufnahme eines Lagerabschnittes des Schaltpedals umfasst.
7. Schaltpedal (1, 200, 300, 400, 500) oder Schalthebel (2) nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass
der Winkelbereich ausgehend von einer Nullpunktstellung kleiner als ±180°, vorzugsweise ±90° oder weniger, beträgt.
8. Schaltpedal ( 1, 200, 300, 400, 500) oder Schalthebel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Träger (11, 201, 301, 401 , 501) und der Hülse (12, 202, 302, 402, 502) ein elas tisches Element angeordnet ist, vorzugsweise zwischen einem an dem Träger (1 1 , 201, 301 , 401 , 501) angeordneten Sperrelement und einem an der Hülse (12, 202, 302, 402, 502) angeordneten Sperrelement und/oder
zumindest ein Sperrelement mit wenigstens einem elastischen Element (14) in Kontakt steht.
9. Schaltpedal (1 , 200, 300, 400, 500) oder Schalthebel (2) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das elastische Element (14) ein Metalikörper, ein Gummiblock oder ein Silikonblock ist.
10. Schaltpedal (1 , 200, 300, 400, 500) oder Schalthebel (2) nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass
das Lager ein Kugel-, Tonnen- oder Nadellager oder eine Lagerbüchse ist.
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