DE179072C - - Google Patents

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 63«. GRUPPECLASS 63 «. GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. September 1904 ab.Patented in the German Empire on September 21, 1904.

Es sind bereits Umlaufräderwechselgetriebe mit Freilauf und Gegentretbremse bekannt, bei denen der Wechsel der Übersetzung durch kurzes Gegentreten, erfolgt, bei jeder Übersetzung Freilauf stattfindet und durch längeres Gegentreten eine Bremse in Tätigkeit gesetzt wird. Auch die bei dem vorliegenden Getriebe benutzte Verbindung des die Umlaufräder tragenden Ringes mit demEpicyclic gears with freewheel and counter pedal brake are already known, where the translation is changed by briefly stepping on it, every time Translation freewheel takes place and by pressing for a long time a brake is activated is set. The connection of the used in the present transmission the ring carrying the planetary gears with the

ίο den Antrieb und die Bremsung der Nabe bewirkenden federnden Körper mittels Schraubengewindes ist nicht mehr neu. Endlich ist es auch bekannt, bei Umlaufrädergetrieben den Wechsel der Übersetzung durch Verschieben des inneren Zentralrades mittels Schraubengewindes herbeizuführen. Die Erfindung wird diesen bekannten Anordnungen gegenüber lediglich in der durch den Patent-Anspruch gekennzeichneten baulichen Ausbildung eines solchen Wechselgetriebes gesehen. ίο the drive and the braking of the hub causing the resilient body by means of screw thread is not new anymore. Finally it is also known for epicyclic gears bring about the change of the translation by moving the inner central wheel by means of a screw thread. The invention is compared to these known arrangements only in that by the patent claim marked structural training of such a gearbox seen.

Fig. ι zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes. Fig. Ι shows a partial longitudinal section through an embodiment of the subject invention.

Fig. 2 bis 4 stellen verschiedene Einzelteile dar.Figs. 2 to 4 show different items.

Die Radnabe ι ruht auf Kugellagern 2, 3. Die Schale des Kugellagers 3 ist an dem mit dem Kettenrad verbundenen Ring 9 befestigt, der auf dem Kugellager 4 gelagert ist. Die beiden Lagerschalen 5 und 7 sind auf der Achse festgeschraubt; die Lagerschale 5 ist außerdem in gebräuchlicher Weise durch einen Arm 6 mit dem Fahrradgestell starr verbunden. Innerhalb der Radnabe 1 ist in bekannter Art ein federnder, schraubenförmig gewundener Körper 17 angeordnet, der an jedem Ende mit einem festen Ring 15, 16 verbunden ist. Der Körper 17 mit seinen beiden Ringen umgibt die fest in seinen Ring 15 geschraubte Hülse 18. Beim Antrieb der Radnabe in der Vorwärtsrichtung legt sich der Ring 15 mit seiner konischen Außenfläche ΐζ^α an die innere Wandung i^a der Radnabe und kuppelt sie durch Reibung, während bei Verschiebung des Körpers 17 nach links diese Reibung aufgehoben wird, dagegen die Fläche 18" der Hülse 18 mit der Fläche ζ^α der feststehenden Lagerschale 5 in Berührung kommt. Diese Verschiebungen werden mit Hilfe eines Ringes 13 bewirkt, welcher sich gegen die Fläche 1
mit dem Ring 16The wheel hub ι rests on ball bearings 2, 3. The shell of the ball bearing 3 is attached to the ring 9 connected to the chain wheel, which ring is mounted on the ball bearing 4. The two bearing shells 5 and 7 are screwed onto the axle; the bearing shell 5 is also rigidly connected to the bicycle frame in a customary manner by an arm 6. Inside the wheel hub 1, a resilient, helically wound body 17 is arranged in a known manner, which is connected to a fixed ring 15, 16 at each end. The body 17 with its two rings surrounding the firmly bolted in its ring 15 sleeve 18. When driving the wheel hub in the forward direction, the ring sets 15 with its conical outer surface ^ΐζ α to the inner wall of i ^a of the wheel hub and coupling it by friction, while when the body 17 is displaced to the left, this friction is eliminated, whereas the surface 18 ″ of the sleeve 18 comes into contact with the surface ζ ^{α of} the fixed bearing shell 5. These displacements are brought about with the aid of a ring 13 which moves against the surface 1
with the ring 16

Schraubengewindes verbunden ist. Bei Vorbezw. Rückwärtsdrehung des Ringes 13 werden infolge der durch das Schraubengewinde bedingten seitlichen Verschiebung die Schraubengänge des Körpers 17 entweder auseinandergespreizt oder zusammengepreßt, bis in dem ersteren Falle sich der Ring 16 gegen eine' Mutter 19 auf der Hülse 18 anlegt oder im anderen Falle der Ring 15 weiter nach links gedrückt wird und dadurch die Hülse 18 in Berührung mit der Lagerschale 5 bringt.Screw thread is connected. With Vorbezw. Reverse rotation of the ring 13 will be as a result of the lateral displacement caused by the screw thread, the screw threads of the body 17 either spread apart or compressed until in in the former case the ring 16 rests against a nut 19 on the sleeve 18 or in the other case the ring 15 is pushed further to the left and thereby the Brings sleeve 18 into contact with the bearing shell 5.

Der Antrieb erfolgt, wie üblich, von dem mit dem Ring 9 verbundenen Kettenrad aus sowie mittels eines an dem Ring 9 befestigten Zahnkranzes io und überträgt sich vermittels der auf Zapfen 14 des Ringes 13 angeordneten Zahnräder (Planetenräder) 11 entwederThe drive takes place, as usual, from the chain wheel connected to the ring 9 and by means of a ring gear attached to the ring 9 and is transmitted by means of of the gears (planet gears) 11 arranged on pin 14 of ring 13 either

^jb der Nabe 1 anlegt und des Körpers 17 mittels ^{jb of} the hub 1 and the body 17 by means of

5555

unmittelbar oder bei im Betrieb befindlichem Planetengetriebe mittelbar auf den Ring 13. Die Zähne der Zahnräder 11 stehen beständig in Eingriff mit den Zähnen des Zahnkranzes 10 und auch mit den Zähnen eines gleitbar auf der Achse 8 angeordneten Zahnrades 12, des sogenannten Zentralrades. Letzteres sitzt zwischen dem in der festen Lagerschale 7 angeordneten Konus 21 und dem in der Hülse 18 befindlichen Konus 20 lose auf der Radachse und ist an beiden Seiten innen konisch ausgedreht, so daß es sich auf den einen oder anderen Konus 20 oder 21 aufschieben kann. Um zwischen dem Zentralrad und den erwähnten Konussen eine vollkommen sichere Kupplung zu erreichen, ist das Zentralrad 12 an den beiden Endflächen mit Zähnen i2^a, 12* ausgestattet, welche in entsprechende Zähne 2O^a, 2i^a des Konus 20 bezw. 21 eingreifen können. Der Konus 20 ist mit linksgängigem Gewinde versehen und lose in die mit entsprechendem Muttergewinde versehene Hülse 18 eingeschraubt und kann, sobald das Getriebe durch Gegentreten rückwärts gedreht und dadurch das Zentralrad 12 vorwärts gedreht wird, sich aus dem Gewinde der Hülse 18 herausschrauben (nach rechts Fig. 1). Bei dieser Bewegung des Konus 20 nach rechts wird das mit ihm gekuppelte Zentralrad 12 durch das sich hinausschraubende Gewinde ebenfalls nach rechts geschoben und gelangt hierdurch in Kupplungseingriff mit dem Konus 21. Bei dieser Verschiebung des Konus 20 wird eine an diesem und der mit der Hülse 18 starr verbundenen Mutter 19 (Fig. 3 bei ic/) befestigte Feder 20* gespannt. Sobald das Rückwärtstreten aufhört, sucht sich die Feder 20* wieder zu entspannen und bewegt hierbei den Konus 20 nach seiner Anfangsstellung (Fig. 1) zurück, wobei aber das Zentralrad 12 mit dem Konus 21 gekuppelt bleibt, und zwar unter Einwirkung einer Federplatte 22, 23, die weiter unten beschrieben ist. Der Konus 21 ist mit Rechtsgewinde lose in die auf der Achse festsitzende Lagerschale 7 geschraubt und steht ebenfalls unter Einwirkung einer Feder 21*, welche einerseits an dem Konus, andererseits an dem mit Lagerschale 7 starr verbundenen Ring 7^a (Fig. 4 bei J^b) befestigt ist. Wird das Kettenrad in der der Pfeilrichtung g^a entgegengesetzten Richtung, also rückwärts gedreht, so findet die vorhin erwähnte Ver-Schiebung des Zentralrades 12 auf den Konus 21 zu und die Kupplung beider Teile statt. Wird dann das Kettenrad wieder nach vorwärts, also in der Pfeilrichtung g^a, gedreht, so dreht der Zahnkranz 9 die Planetenräder 11 nach vorwärts, die bestrebt sind, das Zentralrad 12 nach rückwärts zu drehen. Da dieses aber mit dem Konus 21, der durch sein Rechtsgewinde in die feststehende Lagerschale 7 hineingeschraubt ist, gekuppeli ist, so muß es stillstehen, wodurch die Planetenräder 11 gezwungen werden, sich auf dem Zentralrad abzurollen und die Scheibe 13 sowie die Nabe 1 mit der geringeren Geschwindigkeit anzutreiben. directly or indirectly when the planetary gear is in operation on the ring 13. The teeth of the gears 11 are constantly in engagement with the teeth of the ring gear 10 and also with the teeth of a gear 12 slidable on the axis 8, the so-called central gear. The latter sits loosely on the wheel axle between the cone 21 located in the fixed bearing shell 7 and the cone 20 located in the sleeve 18 and is turned out conically on both sides so that it can slide onto one or the other cone 20 or 21. In order to achieve a completely secure coupling between the central wheel and the cones mentioned, the central ^{wheel 12 is equipped on the two end faces with teeth i2 a} , 12 *, which respectively fit into corresponding teeth 2O ^a , 2i ^{a of} the cone 20. 21 can intervene. The cone 20 is provided with a left-hand thread and is loosely screwed into the sleeve 18, which is provided with a corresponding nut thread, and can unscrew itself from the thread of the sleeve 18 as soon as the gear is rotated backwards by stepping against it and the central wheel 12 is thereby rotated forwards (to the right Fig . 1). During this movement of the cone 20 to the right, the central wheel 12 coupled to it is also pushed to the right by the screwing out thread and thereby comes into coupling engagement with the cone 21 rigidly connected nut 19 (Fig. 3 at ic /) attached spring 20 * tensioned. As soon as the backward pedaling stops, the spring 20 * tries to relax again and moves the cone 20 back to its starting position (Fig. 1), but the central wheel 12 remains coupled to the cone 21, under the action of a spring plate 22, 23, which is described below. The cone 21 is screwed loosely with a right-hand thread into the bearing shell 7, which is firmly seated on the axle, and is also under the action of a spring 21 *, which is attached to the cone on the one hand and to the ring 7 ^a rigidly connected to the bearing shell 7 on the other (Fig. 4 at J ^b ) is attached. If the chain wheel is rotated in the opposite direction to the direction of the arrow g ^a , that is, backwards, the aforementioned displacement of the central wheel 12 towards the cone 21 and the coupling of the two parts takes place. If the chain wheel is then rotated forwards again, that is to say in the direction of the arrow g ^a , the ring gear 9 rotates the planet gears 11 forwards, which tend to rotate the central wheel 12 backwards. But since this is connected to the cone 21, which is screwed into the fixed bearing shell 7 through its right-hand thread, it must stand still, whereby the planet gears 11 are forced to roll on the central gear and the disc 13 and the hub 1 with the drive at a lower speed.

Wird das Kettenrad 9 wieder rückwärts gedreht, so wird das Zentralrad 12 vorwärts getrieben. Dabei dreht es den mit ihm gekuppelten Konus 21 aus der Lagerschale 7 heraus und wird selbst durch diese Schraubenverschiebung nach links geschoben, so daß es wieder mit dem Konus 20 in Verbindung tritt. Durch die Schraubenverschiebung des Konus 21 wird die an ihm befestigte Feder 2ϊ^έ gespannt, die nach Lösung der Kupplung zwischen dem Zentralrad 12 und dem Konus 21 diesen durch sein Rechtsgewinde in die feste Lagerschale 7 hineinschraubt.If the chain wheel 9 is rotated backwards again, the central wheel 12 is driven forward. It rotates the cone 21 coupled to it out of the bearing shell 7 and is itself pushed to the left by this screw displacement, so that it comes into contact with the cone 20 again. As a result of the screw displacement of the cone 21, the spring 2ϊ έ ^{attached to it is} tensioned, which, after the coupling between the central wheel 12 and the cone 21 has been released, screws it into the fixed bearing shell 7 through its right-hand thread.

Zwischen dem Ring 10 und dem Ring 9 ist eine federnde Platte 22, 23 angeordnet, welche stets nach der einen oder anderen Seite ausgebaucht ist und in eine kreisförmige Rille I2^C des Zahnrades 12 eingreift. Die Platte besteht aus den beiden Hälften 22, 23 (Fig. 2), damit sie in die Rille I2^C eingebracht werden kann. Die Ausbauchung kann von der einen Seite der Mittellinie der Scheibe nach der anderen bei Durchbiegung der Scheibe verlegt werden. Die hierbei entstehende Federwirkung dient dazu, die Kupplung zwischen dem Zahnrad 12 und einem der Konusse 20,21 zu beschleunigen und aufrecht zu erhalten.A resilient plate 22, 23 is arranged between the ring 10 and the ring 9, which is always bulged to one side or the other and ^{engages in a circular groove I2 C of} the gear wheel 12. The plate consists of two halves 22, 23 (Fig. 2) so that they can be introduced into the groove I2 ^C. The bulge can be relocated from one side of the center line of the pane to the other as the pane deflects. The resulting spring action serves to accelerate and maintain the coupling between the gear wheel 12 and one of the cones 20, 21.

Die Wirkungsweise des Wechselgetriebes ist folgende:The mode of operation of the gearbox is as follows:

Wird das Kettenrad in der Pfeilrichtung g^a gedreht und befinden sich die sämtlichen Teile in der in Fig. 1 veranschaulichten Lage, so wird auf dem mit dem Zentralrad 12 gekuppelten Konus 20 eine rückwärts wirkende Kraft ausgeübt und Konus 20, der durch die Feder 20^έ bereits vollständig in die Hülse 18 hineingeschraubt ist, wird sich in letzterer festklemmen. Es sind also in der Lage nach Fig. ι Zahnrad 11, Zentralrad 12, Konus 20, Hülse 18 und Körper 17 fest miteinander no gekuppelt. Die Radnabe 1 wird sich daher mit derselben Geschwindigkeit drehen wie das Kettenrad. Wird das Kettenrad angehalten, so wird durch das Gewinde zwischen ' Ring 16 und Ring 13 der Ring 16 des federnden Körpers 17 und Hülse 18 nach der Lagerschale 5 zu verschoben. Infolge der zwischen der Lagerschale und der Hülse 18 auftretenden Reibung wird Hülse 18 mit dem Körper 17 festgehalten. Damit wird auch die Verbindung zwischen Körper 17 und der Radnabe 1 aufgehoben, so daß sich die Rad-When the sprocket in the direction of the arrow g ^a rotated and are the all parts shown in Fig. 1 illustrated position, a rearward acting force is applied to the coupled to the central wheel 12 cone 20 and cone 20 which by the spring 20 ^έ is already fully screwed into the sleeve 18, will become stuck in the latter. So there are in the position according to Fig. Ι gear 11, central wheel 12, cone 20, sleeve 18 and body 17 firmly coupled to each other. The wheel hub 1 will therefore rotate at the same speed as the chain wheel. If the chain wheel is stopped, the thread between the ring 16 and ring 13 moves the ring 16 of the resilient body 17 and the sleeve 18 towards the bearing shell 5. As a result of the friction occurring between the bearing shell and the sleeve 18, the sleeve 18 is held in place with the body 17. This also removes the connection between body 17 and wheel hub 1, so that the wheel

nabe frei von der Berührung mit den stillstehenden Getriebeteilen auf den Kugellagern 2, 3 drehen kann.hub free of contact with the stationary gear parts on the ball bearings 2, 3 can rotate.

Wird dann das Kettenrad in der der Pfeilrichtung g^a entgegengesetzten Richtung gedreht, so rufen die Planetenräder Ii eine Drehung des Zentralrades 12 hervor, so daß sich dieses in der Pfeilrichtung g^a, und zwar mit dem Konus 20 dreht und hierbei unter Zusammenpressung der Feder 20* nach rechts (Fig. 1) geschoben wird, da bei dieser Drehung der Konus 20 sich infolge seines Linksgewindes aus der Hülse 18 herausschraubt. Hierdurch kommt das Zahnrad 12 in der vorher beschriebenen Weise mit dem Konus 21 in Kupplung, und es sind dann die beiden Konusse 20, 21 untereinander durch das Zahnrad 12 gekuppelt. Bei der Verschiebung des Zahnrades 12 wurde auch die federnde Platte 22, 23 mit ihrer Ausbauchung in der Bewegungsrichtung durchgedrückt, so daß sie das Zahnrad 12 in der verschobenen Lage . so lange sichert,. bis sie wieder nach der entgegengesetzten Seite durchgedrückt wird.If the sprocket is then rotated in the direction opposite to the direction of the arrow g ^a , the planetary gears Ii cause a rotation of the central wheel 12, so that it rotates in the direction of the arrow g ^a with the cone 20 and with the compression of the spring 20 * is pushed to the right (Fig. 1), since during this rotation the cone 20 is unscrewed from the sleeve 18 due to its left-hand thread. As a result, the gear wheel 12 comes into coupling with the cone 21 in the manner described above, and the two cones 20, 21 are then coupled to one another by the gear wheel 12. During the displacement of the gear 12, the resilient plate 22, 23 was also pressed through with its bulge in the direction of movement, so that it the gear 12 in the displaced position. so long backs up. until it is pushed through to the opposite side again.

Gleichzeitig wird aber auch der federnde Körper 17 durch dieses Rückwärtsbewegen des Kettenrades in seinen Windungen auseinander gespreizt, so daß letztere mit der Innenfläche der Radnabe 1 in reibende Berührung kommen und die Radnabe gebremst wird. Dadurch, daß das Zahnrad 12 bei der Bremswirkung stets mit den beiden Konussen in fest gekuppelter Stellung sich befinden muß, wird während der Bremsung der Ring 13 immer nur mit der niedrigen Geschwindigkeit angetrieben. Es ist somit für den Fahrer möglich, sehr nachdrücklich zu bremsen. At the same time, however, there is also the resilient Body 17 by this backward movement of the sprocket in its turns apart spread, so that the latter with the inner surface of the wheel hub 1 in frictional contact come and the wheel hub is braked. The fact that the gear 12 at the Braking effect is always with the two cones in a firmly coupled position must, the ring 13 is always only at the low speed during braking driven. It is thus possible for the driver to brake very forcefully.

Sobald die Rückwärtsdrehung des Kettenrades aufhört, wirkt keine Kraft mehr auf das Zahnrad 12, so daß Konus 20 nicht mehr das Bestreben hat, sich infolge seines Linksgewindes aus der Hülse 18 herauszuschrauben. Es kann folglich jetzt die durch die Verschiebung des Konus 20 gespannte Feder 20* in Wirkung treten; sie bewirkt, daß der Konus 20 in seine Anfangsstellung (nach links) geschoben wird, ohne das Zahnrad 12 mitzunehmen, welches dann nur noch mit dem Konus 21 gekuppelt ist. Das Zahnrad 12 wird durch die in der vorher beschriebenen Weise durchgedrückte Platte22, 23 an einer unbeabsichtigten Verschiebung geAs soon as the backward rotation of the sprocket stops, there is no more force the gear 12, so that cone 20 no longer has the tendency to move as a result of his Unscrew left-hand thread from the sleeve 18. It can therefore now get through the displacement of the cone 20 tensioned spring 20 * come into effect; she causes that the cone 20 is pushed into its initial position (to the left) without the gear 12 to take with you, which is then only coupled to the cone 21. The gear 12 is pushed through in the manner described above by the plate 22, 23 due to an unintentional shift

hindert. Wird dann das Kettenrad wiederum in der Pfeilrichtung g^a gedreht, so wird die 55 Kraft bei stillstehendem Zentralrad durch die auf letzterem sich abwälzenden Planeten räder auf die Zapfen 14 des Ringes 13 übertragen und somit, da dann der federnde Körper 17 wieder in seine Anfangsstellung zurück- 60 geschoben worden ist, die Radnabe mit niedriger Geschwindigkeit in der Pfeilrichtung g^a angetrieben. Will man dann wieder die größere Geschwindigkeit erreichen, so muß zunächst das Kettenrad rückwärts ge- 65 dreht werden, wodurch in der vorher er ^ wähnten Weise das Zahnrad 12 durch Konus 21 auf den Konus 20 geschoben und die federnde Platte 22, 23 nach der anderen Seite durchgedrückt wird. Wird dann das 70 Kettenrad wieder in der Pfeilrichtung g^a angetrieben, so wird der Konus 21 von dem Zahnrad 12 entkuppelt und sämtliche Getriebeteile nehmen wiederum die in Fig. 1 dargestellte Stellung ein, bei welcher, wie 75 vorhin erwähnt, die größere Übersetzung eingeschaltet ist.hinders. If the sprocket is then rotated again in the direction of the arrow g ^a , the force is transmitted to the pin 14 of the ring 13 when the central wheel is stationary by the planet wheels rolling on the latter and thus the resilient body 17 then returns to its initial position - 60 has been pushed, the wheel hub is driven at low speed in the direction of arrow g ^a . If one then wants to reach the higher speed again, the chain wheel must first be rotated backwards, whereby the gear wheel 12 is pushed through the cone 21 onto the cone 20 and the resilient plate 22, 23 one after the other Side is pushed through. If the chain wheel is then driven again in the direction of arrow g ^a , the cone 21 is decoupled from the gear wheel 12 and all gear parts again assume the position shown in FIG .

Claims (1)

Patent-Anspruch:Patent claim: Wechselgetriebe für Fahrräder mit Freilauf und Gegentretbremse, bei welchem der Wechsel der Übersetzung durch kurzes Rückwärtstreten und achsiales Verschieben des an seinen Stirnflächen mit Kupplungszähnen (i2^a, 12*) versehenen inneren Zentralrades (12) erfolgt, wodurcli diese Kupplungszähne bei der einen Übersetzung mit entsprechenden Zähnen des antreibenden Teiles, bei der anderen mit go entsprechenden, am Gestell festen Zähnen in Eingriff gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kupplungszähnen des verschiebbaren Zentralrades gegenüberstehenden Kupplungszähne (2O^a, 2i^a) an verschiebbaren Kupplungsteilen (20, 21) angeordnet sind, von denen der eine (20) durch Linksgewinde mit dem antreibenden Teil, der andere durch Rechtsgewinde mit dem Gestell verbunden ist und auf beiden Seiten Kupplungsteil und Gewindemuffe mit den beiden Enden einer sich beim Verschieben des Kupplungsteiles nach dem inneren Zentralrad zu spannenden Schraubenfeder fest verbunden ist.Change gear for bicycles with freewheel and counter pedal brake, in which the gear ratio is changed by briefly stepping backwards and axially shifting the inner central gear (12), which is provided ^{with clutch teeth (i2 a, 12 *) on its end faces, where these clutch teeth with the one gear ratio} Teeth of the driving part, in which the other teeth fixed to the frame corresponding to go are brought into engagement, characterized in that the coupling teeth (2O ^a , 2i ^a ) opposite the coupling teeth of the sliding central wheel are arranged on sliding coupling parts (20, 21) of which one (20) is connected to the driving part by a left-hand thread, the other is connected to the frame by a right-hand thread, and the coupling part and threaded sleeve are firmly connected to the two ends of a helical spring that is tensioned when the coupling part is moved towards the inner central wheel is. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.1 sheet of drawings.