DE3823740C2 - - Google Patents
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- DE3823740C2 DE3823740C2 DE3823740A DE3823740A DE3823740C2 DE 3823740 C2 DE3823740 C2 DE 3823740C2 DE 3823740 A DE3823740 A DE 3823740A DE 3823740 A DE3823740 A DE 3823740A DE 3823740 C2 DE3823740 C2 DE 3823740C2
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- B62M11/145—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears built in, or adjacent to, the bottom bracket
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gangschaltung
für ein Fahrrad und insbesondere eine solche
Gangschaltung für ein Fahrrad, die rund um eine
Kurbelwelle vorgesehen ist, welche drehbar am Fahrradrah
men gelagert ist, und ein Planetengetriebe
aufweist.
Im allgemeinen weist die Gangschaltung
eine vordere,
sowie eine
hintere Gangschalteinrichtung auf.
Die herkömmliche vordere Gangschalteinrichtung,
wie sie in der japanischen OS
Sho 62-99 293 offenbart ist, ist so aufgebaut, daß ein
zylindrisches Befestigungsteil rund um die Kurbelwelle
vorgesehen ist, mehrere Sonnenräder unabhängig drehbar
rund um das Befestigungsteil getragen sind, Planetenräder,
die mit den Sonnenrädern in Eingriff bringbar sind, an
einem scheibenartigen Träger gelagert sind, der am Kur
belarm befestigt ist, ein Kettenrad mit einer Innenver
zahnung, die in Eingriff mit den Planetenrädern bringbar
ist, drehbar vorgesehen ist, zwischen den jeweiligen
Sonnenrädern und dem Befestigungsteil unabhängig schwenk
bar mehrere Sperrklinken vorgesehen sind, um die Drehung
der Sonnenräder zu sperren oder freizugeben, und ein
zylindrisches Steuerteil mit Bohrungen vorgesehen ist,
in denen die Spitzen der Sperrklinken aufgenommen sind,
so daß beim Verdrehen des Steuerteils zwangsweise jede
Sperrklinke in Freigeberichtung betätigt wird.
Um die Sperrklinken in der
Freigaberichtung zu betätigen, wird bei der herkömmlichen Gangschalteinrichtung das
Steuerteil von Hand betätigt, so daß dann, wenn der Fahr
radgang in jenen Zustand von Hand geändert wird, in wel
chem das Kettenrad durch eine Tretkraft angetrieben wird,
das Wechseln des Ganges durch das Steuerteil sehr schwer
erfolgt, wobei das Problem erzeugt wird, daß das Schalten
des Ganges nur schwer durchzuführen ist.
Im einzelnen bedeutet das, daß in jenem Fall, in welchem
die Tretkraft vom Kurbelarm durch den
Träger und die Planetenräder auf das Kettenrad übertragen wird, um
das Kettenrad in jenem Zustand anzutreiben, in welchem
die Drehungen der Sonnenräder durch die Sperrklinken ge
hemmt sind, deshalb, weil eine Reaktionskraft, die durch
die Drehung eines jeden Planetenrades erzeugt wird, auf
den Abschnitt der Sperrklinke, der in das Sonnenrad ein
greift, einwirkt, selbst dann, wenn das Steuerteil be
tätigt wird, die Sperrklinken sich in Freigaberichtung
nur schwer betätigen lassen, was dazu führt, daß die Gang
steuerung, wenn die Tretkraft das Kettenrad antreibt,
sich nur sehr schwer durchführen läßt.
Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
daß bei einer gattungsgemäß gestalteten Gangschaltung die
Tretkraft des Fahrers so eingekuppelt werden kann, daß selbst unter
Last leicht und in beliebiger Weise der Gang gewechselt werden
kann.
Die erfindungsgemäße Gangschalteinrichtung,
die an einer Kurbelwelle vorgesehen ist, und
drehbar am Fahrradrahmen gelagert ist, ist versehen mit:
einer Befestigungsachse, die am Fahrradrahmen befestigt
ist, mehreren Sonnenrädern mit unterschiedlicher Zähnezahl,
die unabhängig drehbar an der Befestigungsachse getragen
sind, einem Antriebsteil, das gemeinsam mit der Kurbel
welle drehbar ist, Planetenrädern mit einer unterschiedlichen
Anzahl von Zähnen, die mit den Zähnen der
Sonnenräder in Eingriff bringbar sind, wobei die Planeten
räder drehbar am Antriebsteil gelagert sind, einem ange
triebenen Drehteil, das innen Zähne aufweist, die mit den
Zähnen einer der Planetenräder kämmen und
am Außenumfang mit mindestens einem Kettenrad versehen
ist und drehbar am Antriebsteil getragen ist, mehreren
Sperrklinken, die schwenkbar an der Befestigungsachse
getragen sind und zum Sperren oder Freigeben der Drehung
eines jeden Sonnenrades vorgesehen sind, einem Steuerteil,
das drehbar zwischen der Befestigungsachse und der Kurbel
welle getragen ist und mehrere Kupplungsklinken auf
weist, um die Sperrklinken in der Sperr- und Freigabelage
beweglich zu steuern, um es den Kupplungsklinken zu er
möglichen, sich von den jeweiligen Sperrklinken weg und
gegen diese hin zu bewegen, einer Klinkensteuereinheit,
die am Außenumfang der Kupplungsachse vorgesehen ist, so
daß die Kurbelwelle sich dreht, um die Kupplungsklinken
zu betätigen, welche gegen die Sperrklinken in Freigebe
richtung in bezug auf die Sonnenräder bewegt werden,
und einer Freistellungs-Halteeinrichtung, um die Sperr
klinken in der Freigabelage so zu halten, daß sie bezüg
lich der Sonnenräder nicht gesperrt sind.
Wird die Kurbelwelle durch die Drehkraft zur Drehung angetrieben,
so kann das Steuerteil betätigt werden, wobei die
Kupplungsklinken durch die Kurbelwelle bewegt werden,
wodurch eine Klinkensteuerung an der Kurbelwelle die Kupplungsklinken
betätigt und die Sperrklinken infolge der Betätigung
der Kupplungsklinken in Freigaberichtung wirksam
werden, so daß jedes Sonnenrad frei drehbar ist.
Somit
wird die Drehkraft vom Antriebsteil
durch die Planetenräder auf das Kettenrad übertragen, wobei es dem Ketten
rad ermöglicht wird, mit verringerter Drehzahl gedreht
zu werden. In diesem Fall ist das Steuerteil ohne Beziehung
zu jeder Sperrklinke betätigbar, und jede Sperrklinke
kann zwangsweise in Freigaberichtung durch die Verwendung
der Drehung der Kurbelwelle betätigt werden, wobei das
Steuerteil ohne weiteres den Fahrradgang ändern kann.
Wenn das Steuerteil in Rückwärtsrichtung betätigt wird,
dann kommen die Sperrklinken von den Kupplungsklinken
frei und sperren die Drehung eines jeden Sonnenrads, so
daß die Tretkraft vom Antriebsteil auf das Kettenrad
durch die Planetenräder übertragen wird, wobei das Ketten
rad mit der erhöhten Geschwindigkeit gedreht wird.
Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden beschrieben.
In der Zeichnung ist:
Fig. 1 ein Längsschnitt durch ein
Ausführungsbeispiel einer Gangschalt
einrichtung,
Fig. 2 ein Teilquerschnitt
längs der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Frontan
sicht, die jenen Zustand zeigt, in welchem ein Steuerteil
Kupplungsklinken trägt,
Fig. 4 eine teilweise geschnittene Frontan
sicht lediglich einer Befestigungsachse,
Fig. 5 eine teilweise geschnittene Seitenan
sicht lediglich der Befestigungsachse, und
Fig. 6 bis 8 jeweils eine Darstellung von einem
Betriebszustand der Gangschalteinrichtung.
Es erfolgt nun die detaillierte Beschreibung;
die in den Zeichnungen gezeigte Gangschalteinrich
tung hat vier Gänge, wobei ein Antriebsteil 1 mit einer
Kurbelwelle 11 verbunden ist, die im Tret
lagerrohr B am Fahrradrahmen gelagert ist, einem Paar Kur
belarmen 12, die an den beiden axialen Enden der Kurbel
welle 11 vorgesehen sind, und einem scheibenartigen Über
tragungsteil 13, das an einem Bund eines Kurbelarms 12
sitzt. Eine zylindrische Achse 6,
die am unteren Tretlagerrohr B unverdrehbar getragen ist,
ist wie eine Hülse auf die Kurbelwelle 11
aufgesetzt, drei Sonnenräder 21, 22 und 23 mit
unterschiedlicher Zähnezahl sind unabhängig drehbar
auf der festen Achse 6 gelagert, Planetenräder 31, 32
und 33, die sich voneinander in der Zähnezahl unterschei
den und mit den Sonnenrädern 21 bis 23
kämmen, sind am Übertragungsteil 13 durch eine Dreh
achse 14 gelagert, ein angetriebenes Drehteil 4, das
am Innenumfang Innenzähne 41 aufweist, die mit dem Plane
tenrad 32 in Eingriff bringbar sind, sowie am Außenumfang
ein Kettenrad 42, ist drehbar am Übertragungsteil 13 durch
Rollen 5 getragen, drei Sperrklinken 71, 72 und 73 zum
Sperren oder Freigeben der Drehung des jeweiligen Sonnen
rads 21 bis 23 sind unabhängig schwenkbar an der festen
Achse 6 getragen, ein zylindrisches Steuerteil 8 ist
drehbar im Inneren der festen Achse 6 gelagert, drei
Kupplungsklinken 91, 92 und 93, die durch die Betätigung
des Steuerteils 8 ausgelöst werden, um die Sperrklinken
71 bis 73 in der Sperr- und Freigabelage zu steuern, sind
am Steuerteil 8 in einer solchen Zuordnung vorgesehen, daß
sie sich in Umfangsrichtung zur Kurbelwelle 11 bewegen,
und am Außenumfang der Kurbelwelle 11 sind Klinkensteue
rungen 15 vorgesehen, die zwangsweise die Kupplungsklinken
91 bis 93 durch die Drehung der Kurbelwelle 11 betätigen,
um hierdurch die Sperrklinken 71 bis 73 in Freigeberich
tung zu betätigen.
Bei der oben erwähnten Anordnung ist die Kurbelwelle 11,
wie in Fig. 2 gezeigt, im Querschnitt am Außenumfang
eines Zwischenabschnitts beispielsweise fünfeckig ausge
bildet, wobei die Klinken-Steuereinrichtungen 15 gebildet
werden. Jede Ecke hiervon greift in die jeweilige Kupp
lungsklinke 91 bis 93 ein, um sie zu steuern. Es kann
gemäß einer anderen Ausführungsform auch nur eine Klinken-
Steuereinrichtung 15 vorgesehen sein.
Die Sonnenräder 21 bis 23 sind aus Scheiben gebildet, die
jeweils am Außenumfang eine große Anzahl von Zähnen und
am Innenumfang Klinkenzähne 21 a, 22 a und 23 a aufweisen,
und die parallel zueinander am Außenumfang der festliegen
den Achse 6 gelagert sind.
Zwischen dem Außenumfang am einen axialen Ende des Sonnen
rads 21 für den niedrigen Gang mit einer kleineren Zähne
zahl und der innenseitigen Fläche des Übertragungsteils 13
ist ein Freilauf vorge
sehen, der eine der Rückwärtsdrehung entgegenwirkende
Klinke 10 a, Klinkenzähne 10 b, die hiermit in Eingriff
bringbar sind, und eine Klinkenfeder 10 c aufweist, um die
die Rückwärtsdrehung verhindernde Klinke 10 a gegen die
Klinkenzähne 10 b anzustellen.
Der Planetenrädersatz 31 bis 33 ist einstückig ausgebildet
und drehbar am Übertragungsteil 13 durch eine Drehachse
14 gelagert. Das in der Zeichnung gezeigte Ausführungs
beispiel ist mit zwei Sätzen von Planetenrädern versehen,
die symmetrisch angeordnet sind.
Das angetriebene Drehteil 4 weist am Außenumfang ein
Kettenrad 42 auf und ist als Ring ausgebildet, der am In
nenumfang des einen axialen Endes die Innenzähne 41 auf
weist und am Innenumfang des anderen axialen Endes dreh
bar am Übertragungsteil 13 durch die Verwendung zweier
Paare von Rollen 5 gelagert ist, die drehbar an
beiden Umfangsseiten des Planetenrades 33 durch eine
jeweilige Tragachse 16 gelagert sind, wie in Fig. 2 ge
zeigt.
Die Sperrklinken 71 bis 73 sind jeweils mit einem Ein
griffsabschnitt versehen, der mit den jeweiligen Klinken
zähnen 21 a bis 23 a in Eingriff bringbar ist, sowie Berüh
rungsabschnitten zur Anlage gegen die jeweiligen Kupp
lungsglieder 91 bis 93, und sind in einer Durchgangsausnehmung
61 aufgenommen, die an der festen Achse 6 vorgesehen
ist. Es trägt eine Schwenkachse 62 schwenkbar die
Sperrklinken 71 bis 73 an ihrem mittleren Abschnitt,
wobei die Sperrklinken 71 bis 73 in Richtung des
Eingriffs mit den Klinkenzähnen 21 a bis 23 a durch erste Klinken
federn 74, 75 und 76 belastet sind, die zwischen der
jeweiligen Sperrklinke 71 bis 73 und der festen Achse 6
vorgesehen sind.
Das Steuerteil 8 ist an einem axialen Zwischenabschnitt
mit einer Durchgangsausnehmung 81 versehen, in welcher die
Kupplungsklinken 91 bis 93 aufgenommen sind, und am ei
nen axialen Ende mit einem Arm 82, der aus dem einen Ende
der festen Achse 6 nach außen übersteht, so daß infolge
des Zugs an einem Betätigungsdraht (nicht gezeigt), der
am Arm 82 befestigt ist, die Kupplungsklinken 91 bis 93
gegen die Sperrklinken 71 bis 73 geschwenkt werden.
Zwischen dem Steuerteil 8 und der festen Achse 6 ist
eine Rückstellfeder (nicht gezeigt) gezeigt, um das Steu
erteil 8 in Rückstellrichtung zu belasten, so daß dann,
wenn der Betätigungsdraht nachgelassen wird, das Steuer
teil 8 entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. 2 durch die
ihre Ausgangslage einnehmende Rückstellfeder geschwenkt wird.
Die Kupplungsklinken 91 bis 93, wie in Fig. 2 gezeigt,
sind in der Länge unterschiedlich und sind gegen die
Sperrklinken 71 bis 73 durch zweite Klinkenfedern 94, 95
und 96 belastet, die zwischen den Kupplungsklinken 91 bis
93 und dem Steuerteil 8 vorgesehen sind, wobei sie mit
den Spitzen die Sperrklinken 91 bis 93 an deren Berüh
rungsabschnitten berühren.
Die Federkraft der jeweiligen zweiten Klinkenfeder 94 bis
96 ist größer als jene der jeweiligen ersten Klinkenfeder
74 bis 76. Wenn das Steuerteil 8 betätigt wird, um die
Kupplungsklinken 91 bis 93 in Berührung mit den Sperr
klinken 71 bis 73 zu bringen, wenn keine Antriebskraft
auf die Kurbelwelle 11 übertragen wird, dann können die
Sperrklinken 71 bis 73 durch die zweiten Klinkenfedern
94 bis 96 aus der Sperrlage in die Freigabelage in bezug
auf die Sonnenräder 21, 22 und 23 verbracht werden.
In jenem Fall, in dem eine Antriebskraft auf die Kurbel
welle 11 übertragen wird und deren Reaktionskraft auf
die Sperrklinken 71 bis 73 einwirkt, die in Eingriff mit
den Sonnenrädern 21, 22 und 23 stehen, wird selbst dann,
wenn das Steuerteil 8 betätigt wird, um die Kupplungs
klinken 91 bis 93 mit den Sperrklinken 71 bis 73 in
Berührung zu bringen, jede Sperrklinke 71 bis 73 eine
größere Betätigungskraft erfordern, um aus dem Eingriff
freizukommen, und zwar infolge der Gegenwirkung auf die
Antriebskraft, die auf die Sperrklinken 71 bis 73 ein
wirkt. In diesem Fall werden die Kupplungsklinken 91 bis
93, die in Berührung mit den Sperrklinken 71 bis 73
stehen, zwangsweise in Freigaberichtung der Sperrklinken
71 bis 73 durch die Schubwirkung der Klinkensteuerung 15
geschwenkt, die durch die Drehung der Kurbelwelle 11
verursacht wird. Als Ergebnis wird der Eingriff der je
weiligen Sperrklinken 71 bis 73 einfach durch Verwendung
der Antriebskraft der Kurbelwelle 11 gelöst.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind die Kupp
lungsklinken 91 bis 93 parallel zur Durchgangsausnehmung
81 angeordnet und schwenkbar durch eine Schwenkachse 83
gelagert.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 2
eine scheibenartige Abdeckung, die an den Drehachsen 14 und 16 und damit am Übertragungsteil 13
angebracht ist, 3
und 7 bezeichnet Dichtungsringe, sowie 17 einen Halter,
um die die Rückwärtsdrehung verhindernde Klinke 10 a am
Übertragungsteil 13 zu halten.
Die in Fig. 2 gezeigte Gangschaltein
richtung befindet sich im Zustand des höchsten Ganges.
Die Kupp
lungsklinken 91 bis 93 sind in bezug auf die Sperrklinken
71 bis 73 zurückgezogen, so daß selbst dann, wenn sich
die Kurbelwelle 11 dreht, die Sperrklinken 71 bis 73
nicht in Freigaberichtung betätigt werden. Die Sperr
klinken 71 bis 73 greifen in die Klinkenzähne 21 a bis
23 a ein, um die Drehungen der Sonnenräder 21 bis 23 in
bezug auf die feste Achse 6 zu sperren. Dementsprechend
wird die Pedalkraft auf die Planetenräder durch den
Kurbelarm 12, das Übertragungsteil 13 und die Drehachse
14 übertragen, wobei die schnelle Drehung des Planeten
rades 33 für den Hochgeschwindigkeitsgang auf das ange
triebene Drehteil 4 übertragen wird, um das Kettenrad 42
mit hoher Drehzahl zu drehen.
Als nächstes wird in jenem Fall, in dem vom 4. Gang
auf den
3. Gang übergewechselt wird, am Betäti
gungsdraht gezogen, um das Steuerteil 8 im Uhrzeiger
sinn in Fig. 2 zu schwenken, und die längste Kupplungs
klinke 93 wird in Berührung mit der Sperrklinke 73 ge
bracht. Dementsprechend schwenkt, wenn sich die Kurbel
welle 11 dreht, wie in Fig. 6 gezeigt, die Kupplungs
klinke 93 gegen die Sperrklinke 73 durch Wir
kung der Klinkensteuerung 15, wobei die Sperrklinke 73
entsprechend der Kupplungsklinke 93 in Freigaberichtung
schwenkt. Als Ergebnis ist nur das Sonnenrad 23 für die
hohe Geschwindigkeit in bezug auf die feste Achse 6 frei
drehbar. Die Tretkraft durch das Treten in die Pedale
wird auf das Planetengetriebe durch den Kurbelarm 12, das
Übertragungsteil 13 und die Drehachse 14 übertragen, wo
bei sich das Planetenrad 32 für die mittlere Drehzahl
relativ zum Sonnenrad 22 für die mittlere Geschwindigkeit
dreht und die Drehung des Planetenrades 32 für die mitt
lere Geschwindigkeit übertragen wird, wobei das Kettenrad
42 bei hoher oder mittlerer Geschwindigkeit gedreht wird.
Wenn als nächstes vom 3. Gang
auf den 2. Gang
umgeschaltet wird, wird am Betätigungsdraht gezogen,
um das Steuerteil 8 im Uhrzeigersinn in Fig. 6 noch wei
ter zu drehen, um die Kupplungsklinke 92 mit mittlerer
Länge in Berührung mit der Sperrklinke 72 zu bringen.
Wenn dementsprechend sich die Kurbelwelle 11 dreht, wie
in Fig. 7 gezeigt, dann schwenken die Kupplungsklinken
92 und 93 gegen die Sperrklinken 72 und 73 durch die
Klinkensteuerung 15, und die Sperrklinken entsprechend
den Kupplungsklinken 92 und 93 werden in der jeweiligen
Freigaberichtung verschwenkt. Als Ergebnis können die
Sonnenräder 22 und 23 für die hohe und mittlere Geschwin
digkeit sich in bezug auf das Befestigungsteil 6 frei
drehen. Dementsprechend wird die Tretkraft auf die Plane
tenräder durch den Kurbelarm 12, das Übertragungsteil 13
und die Drehachse 14 übertragen, so daß das Planetenrad
31 für die langsame Geschwindigkeit sich relativ zum
Sonnenrad 21 für die langsame Geschwindigkeit dreht und
die Drehung des Planetenrades 31 für die langsame Ge
schwindigkeit auf das angetriebene Drehteil 4 übertragen
wird, wobei das Kettenrad 42 mit langsamer Geschwindig
keit gedreht wird.
Wenn vom 2. Gang
auf den 1. Gang umgeschaltet werden soll,
wird am Betätigungsdraht gezogen, um das Steuerteil 8
in Fig. 7 im Uhrzeigersinn zu schwenken, so daß die
kürzeste Kupplungsklinke 91 in bezug auf die Sperrklinke
71 schwenkt. Wenn sich die Kurbelwelle 11 dreht, wie in
Fig. 8 gezeigt, werden dementsprechend die Kupplungs
klinken 91 bis 93 gegen die Sperrklinken 71 bis 73 ge
schwenkt. Als Ergebnis schwenken sich die Sperrklinken
71 bis 73 entsprechend den Kupplungsklinken 91 bis 93
in der jeweiligen Freigeberichtung, wobei die Sonnenräder
21 bis 23 dann in bezug auf das festliegende Teil 6 frei
drehbar sind. Die Klinke 10 a zum Verhindern der Rückwärts
drehung und die Klinkenzähne 10 b gelangen miteinander in
Eingriff, so daß das Sonnenrad 21 sich nicht relativ zum
Übertragungsteil 13 drehen kann, und zwar durch die Span
nung einer Antriebskette, die in Eingriff mit dem Ketten
rad steht. In anderen Worten, wenn das Sonnenrad 21 frei
drehbar ist, dann wird die Spannung der Kette vom Ketten
rad 42 über die Planetenräder 32 und
31 auf das Sonnenrad 21 so übertragen, daß sich das Sonnenrad 21 im Uhrzeiger
sinn in Fig. 8 relativ bezüglich dem Übertragungsteil 13
drehen kann, wobei der Freilauf,
der durch die die Rückwärtsdrehung verhindernde
Klinke 10 a und die Klinkenzähne 10 b gebildet ist, dazu
bestimmt ist, die Relativdrehung des Sonnenrads 21 relativ
zum Übertragungsteil 13 zu hemmen. Dementsprechend drehen
sich in diesem Fall der Kurbelarm 12, das Übertragungsteil
13, die Drehachse 14 und die Planetenräder 31, 32 und 33
sowie das angetriebene Drehteil 4 einheitlich miteinander,
wobei das angetriebene Drehteil 4 dreht, um nicht im
Verhältnis 1:1 mit dem antreibenden Teil 1 beschleunigt
zu werden.
Wenn der Gang von der Betriebsart mit hoher Geschwindig
keit in die Betriebsart mit kleiner Geschwindigkeit um
geschaltet wird, wie oben erwähnt, wird das Steuerteil 8
betätigt, um die Kupplungsklinken 91 bis 93 ungeachtet
der Sperrklinken 71 bis 73 zu bewegen, wobei die Kupp
lungsklinken 91 bis 93 durch die Klinkensteuerung 15 und
durch Verwendung der Drehung der Kurbelwelle 11 verschwenkt
werden, um hierbei zwangsweise die Sperrklinken 71 bis 73
in der Freigeberichtung zu betätigen. Somit ist selbst
dann, wenn das Kettenrad 42 durch die Pedalkraft angetrie
ben wird, das Steuerteil 8 mit Leichtigkeit betätigbar.
Wenn der Gang von der Betriebsart mit kleiner Geschwindig
keit in die Betriebsart mit hoher Geschwindigkeit umge
schaltet wird, dann wird der Betätigungsdraht nachgelas
sen, um das Steuerteil 8 um ein vorbestimmtes Maß mittels
der Federkraft der Rückstellfeder zurückzustellen, wobei
die Kupplungsklinken 91 bis 93 in bezug auf die Sperr
klinken 71 bis 73 zurückfahren und die Kupplungsklinken
91 bis 93 selbst dann, wenn sich die Kurbelwelle 11 dreht,
nicht über das konstante Maß gegen die Sperrklinken
schwenken. Dementsprechend kommen die Sperrklinken 71 bis
73 von den Kupplungsklinken 91 bis 93 frei und greifen in
die Klinkenzähne 21 a bis 23 a ein, wobei die Sonnenräder
21 bis 23 in ihrer Drehung gesperrt sind. Dementsprechend
wird die Tretkraft auf das angetriebene Teil 4 durch die
Planetenräder übertragen, die im Eingriff mit den gesperr
ten Sonnenrädern stehen, so daß das Kettenrad 42 sich in allen
Gängen dreht.
Es können gemäß einer anderen Ausführungsform beim obigen
Beispiel die Sperrklinken 71 bis 73 und die Kupplungs
klinken 91 bis 93 separat gelagert sein. In diesem Fall
können die Kupplungsklinken 91 bis 93 in der Länge gleich
sein.
Die Kupplungsklinken 91 bis 93 können, statt sich in Um
fangsrichtung der Kurbelwelle zu bewegen, auch axial
hierzu bewegen.
Es kann in ähnlicher Weise auch eine Gangschalteinrich
tung mit zwei, drei, fünf oder mehr Gängen
gebaut werden.
Wie aus dem Obigen ersichtlich, ist die
Gangschalteinrichtung so aufgebaut, daß die
Sonnenräder 21 bis 23 getrennt drehbar an der Kurbel
welle 11 gelagert sind, die Planetenräder 31 bis 33, die
hiermit in Eingriff bringbar sind, am antreibenden Teil 1
gelagert sind, das angetriebene Drehteil 4 vorgesehen
ist, das die Innenzähne aufweist, die mit mindestens
einem Planetenrad in Eingriff stehen,
Sperrklinken 71 bis 73 zum Sperren oder Freigeben
der Sonnenräder schwenkbar vorgesehen sind, die
Kupplungsklinken 91 bis 93 durch das Steuerteil 8
betätigt werden und zum Steuern der Sperrklinken vorge
sehen sind und die Übertragungssteuerung 15 am Außenumfang
der Kurbelwelle 11 vorgesehen ist, wie oben erwähnt, wo
bei das Steuerteil 8 ungeachtet der Sperrklinken 71 bis
73 betätigbar ist und die Sperrklinken 71 bis 73 zwangs
weise in Freigaberichtung durch Ausnutzen der Drehung
der Kurbelwelle bewegt werden können. Somit kann selbst
dann, wenn das angetriebene Drehteil 4 durch das Treten
in die Pedale angetrieben wird, die Gangschaltung durch
das Steuerteil mühelos durchgeführt werden.
Claims (7)
1. Gangschalteinrichtung für ein Fahrrad, die an einer drehbar am
Fahrradrahmen gelagerten Kurbelwelle vorgesehen ist, mit den folgenden
Merkmalen:
- a) eine festliegende Achse (6), die am Rahmen (B) befestigt ist,
- b) eine Anzahl von Sonnenrädern (21, 22, 23), die sich in der Zähnezahl unterscheiden und unabhängig drehbar an der festliegenden Achse (6) gelagert sind,
- c) ein Antriebsteil (1), das drehtfest mit der Kurbelwelle (11) verbunden ist,
- d) Planetenräder (31, 32, 33), mit unterschiedlichen Zähnezahlen, die mit den Sonnenrädern (21, 22, 23) kämmen, und die drehbar am Übertragungsteil (13) und damit am Antriebsteil (1) gelagert sind,
- e) ein angetriebenes, rotierendes Teil (4) mit Innenzähnen (41), die mit den Zähnen (32) eines der Planetenräder (31, 32, 33) kämmen und am Außenumfang mit mindestens einem Kettenrad (42) versehen ist und drehbar am Antriebsteil (1) gelagert ist,
- f) eine Anzahl von Sperrklinken (71, 72, 73), die schwenkbar an der festliegenden Achse (6) gelagert sind und zum Sperren und Freigeben der Drehungen der Sonnenräder (21, 22, 23) dienen,
- g1) ein Steuerteil (8), das drehbar zwischen der festliegenden Achse (6) und der Kurbelwelle (11) getragen ist und die Sperrklinken (71, 72, 73) in der Sperrlage und der Freigabelage steuert, wobei das Steuerteil (8) drehbetätigt wird, und die Sperrklinken (71, 72, 73) bewegt,
dadurch gekennzeichnet,
daß
- g2) das Steuerteil (8) eine Anzahl von Kupplungsklinken (91, 92, 93) aufweist, die die Sperrklinken (71, 72, 73) in der Sperrlage bzw. der Freigabelage steuern, wobei die Kupplungsklinken (91, 92, 93) von den Sperrklinken (71, 72, 73) weg bzw. zu diesen hin bewegt werden,
- h) eine Klinkensteuerung (15) am Außenumfang der Kurbelwelle (11) vorgesehen ist, um durch deren Drehung die Kupplungsklinken (91, 92, 93) so zu betätigen, daß sie sich den Sperrklinken (71, 72, 73) in ihrer Freigaberichtung in bezug auf die Sonnenräder (21, 22, 23) nähern, und
- i) Klinkenfedern (94, 95, 96) die Sperrklinken (71, 72, 73) in der Freigabelage in bezug auf die Sonnenräder (21, 22, 23) freigegeben halten.
2. Gangschalteinrichtung für ein Fahrrad nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Steuerteil (8) in bezug auf die Kurbelwelle (11) in Um
fangsrichtung beweglich gelagert ist, und daß die Kupp
lungsklinken (91, 92, 93) mit Eingriffsabschnitten ver
sehen sind, die mit den Sperrklinken (71, 72, 73) so in
Eingriff bringbar sind, daß der Eingriffsabschnitt an
jede der Kupplungsklinken (91, 92, 93) stufenweise mit
jeder der Sperrklinken (71, 72, 73) infolge der Umfangs
bewegung des Steuerteils (8) in Eingriff gelangt.
3. Gangschalteinrichtung für ein Fahrrad nach Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein
griffsabschnitt einer jeden Kupplungsklinke (91, 92,
93) in Umfangsrichtung versetzt ist.
4. Gangschalteinrichtung für ein Fahrrad nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß jede der
Sperrklinken (71, 72, 73) schwenkbar an einer ersten Schwenkachse
(62) getragen ist, daß jede der Kupplungsklinken (91, 92, 93)
schwenkbar an einer zweiten Schwenkachse (83) gelagert ist, und daß
jede Kupplungsklinke (91, 92, 93) in der Länge unterschiedlich
ist.
5. Gangschalteinrichtung für ein Fahrrad nach einem
der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Sperrklinken (71, 72, 73) mit ersten
Klinkenfedern (74, 75, 76) versehen sind, die die Sperr
klinken in Richtung des Eingriffs mit den jeweiligen
Sonnenrädern (21, 22, 23) belasten, daß die Kupplungsklin
ken (91, 92, 93) mit zweiten Klinkenfedern (94, 95, 96)
versehen sind, die die Kupplungsklinken in Richtung des
Eingriffs mit den jeweiligen Sperrklinken belasten, und
daß jede der zweiten Klinkenfedern mit einer Federkraft
versehen ist, welche die der ersten Klinkenfedern so überwindet,
daß die Federkraft der zweiten Klinkenfeder geeignet ist,
jede der Sperrklinken in der Freigebelage in bezug auf
das Sonnenrad ungesperrt zu halten.
6. Gangschalteinrichtung für ein Fahrrad nach einem
der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß ein Freilauf
(10 a, 10 b) zwischen dem Sonnenrad (21) mit der
kleinsten Zähnezahl
und dem Antriebsteil (1) vorgesehen ist.
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