DE848016C

DE848016C - Tretkurbelantrieb fuer Fahrraeder, Motorfahrraeder u. dgl.

Info

Publication number: DE848016C
Application number: DEM5010A
Authority: DE
Inventors: Jean Raymond Barthelemy Monge
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1946-11-30
Filing date: 1950-07-04
Publication date: 1952-09-01

Description

Tretkurbelantrieb für Fahrräder, Motorfahrräder u. dgl.

Die hrfin(lttng betritit einen Tretkurbelantrieb für

Fahrräder, Motorfahrräder «. (lgl., dem eine neuartige

Getriebeanordnrmg zwischen den treibenden und den

getriebenen Teilen zttgrtmde liegt, die auch für andere

Zweck(- brmitzt «"erdet kann.

@@"@üircn(1 bei @retkurl>elantricl>en die eitizt,ltten Ge-

trie@tetci@c. @@'ic @retkurlttlaclise, Freilauf und Wech:el-

getrieltc. ilmlich ati unterschic(ilichen Stellen ange-

Ordnet sin(i, keniizeicl)net sich (lic Erfindung da(lnrch,

daß diese Aittrieb;teile, gegebenenfalls auch Zubeii<ir-

vorrichtungcn, wie 5tr(>nierzeuger, Geschwindigkeits-

messer und eine Dieb,taltl;icherungsvorrichtung, in

einem gc@clil()sseticn (@eh@iuse vereinigt sind. Das

@1'cdi:dgctricl>e kann hierbei »ach Bedarf als Mchr-

@ttnggctrid>e ausgebildet sein.

Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung

ist die (las Gc,hause durchsetzende Tretkurbelachse zu-

gleich auch als Halter für Planetenräder ausgebildet,

die an gleichlaufend zur Tretkurbelachse liegenden

Achszapfen sitzen und mit Verzahnungen von ver-

scliie(l(@n(,n Teilkreisdurchmessern mit ain Gehäuse

drehbar gelagerten, einzeln daran jedoch blockierbaren

Zahnkränzen im Eingriff stehen und außerdem auch

ein oder mehrere auf der Tretkurbelachse sitzende

llittclräder abtreiben, die ihre Drehbewegung auf das

für den Antrieb des Fahrrades od. dgl. vorgesehene

Kettenrad übertragen.

liestelit das Wechselgetriebe aus einem Dreigang-

getricbe, -#o wei-en die gleichlaufend zur Tretkurbel-

Planetenräder vorzu,g:,#vei>e drei

Verzahnungen verschiedener Teilkreisdurchmesser auf, die mit drei im Gehäuse frei drehbaren, jedoch einzeln am Gehäuse blockierbaren Zahnkränzen im Eingriff stehen, wobei die Verzahnung mit dem größten Teilkreisdurchmesser außerdem mit einem auf der Tretkurbelachse umlaufenden und mit dem Kettenrad fest verbundenen Mittelrad im Eingriff steht.

Besteht das `'Wechselgetriebe aus einem Vierganggetriebe, so brauchen die gleichlaufend zur Tretkurbelachse angeordneten Planetenräder zur Erzielung einer gedrängten Getriebeausführung nur zwei Verzahnungen verschiedener Teilkreisdurchmesser aufzuweisen, die mit zwei im Gehäuse frei drehbaren, einzeln daran blockierbaren Zahnkränzen im Eingriff stehen, wobei jede der beiden Planetenradverzahnungen außerdem auch mit einem zugeordneten Mittelrad kämmt und diese -Mittelräder über ein Klinkengesperre und eine Klinkenkupplung mit dem Kettenrad in Verbindung stehen.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung kann das Kettenrad innen als Bremstrommel ausgebildet sein und einen den Stromerzeuger antreibenden Zahnkranz tragen. Um die Bremstrommel gegen Ölzutritt aus dem Wechselgetriebe zu schützen, kann das Gehäuse zwischen dem Wechselgetriebe und dem Kettenrad eine durch eine Membran od. dgl. gebildete Trennwand aufweisen. Indessen kann jedoch die Bremstrommel mit dem Kettenrad auch außerhalb des Gehäuses angeordnet sein.
Die Zeichnung zeigt Beispiele für die Ausführung des Tretkurbelantriebes nach der Erfindung, und zwarzeigt Fig. i ein mit dem Antrieb nach der Erfindung ausgerüstetes Fahrrad, schematisch dargestellt, Fig.2 einen mit einem Dreiganggetriebe ausgerüsteten Tretkurbelantrieb nach der Erfindung im Längsschnitt, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie a-a von Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie b-b von Fig. 2 mit abweichender Antriebsausbildung für den Stromerzeuger, Fig. 5 die schematische Darstellung eines Fahrrades, dessen Tretkurbelantrieb zusätzlich mit einem Geschwindigkeitsmesser und einer Diebstahlsicherung versehen ist, Fig. 6 einen Tretkurbelantrieb nach der Erfindung im Längsschnitt, dessen Wechselgetriebe als Vierganggetriebe ausgebildet ist, Fig. 7 eine abgeänderte Ausführung des Dreiganggetriebes der Fig. 2, Fig. 8 eine abgeänderte Ausführung des Vierganggetriebes der Fig. 6, Fig. 9 einen Schnitt nach Linie c-c durch das Getriebe nach Fig.8 in größerem Maßstab bei eingerückter Stellung, Fig. io die gleichen Teile in ausgerückter Stellung und Fig. ii einen Teilquerschnitt eines für einen Fahrradhilfsmotor konstruierten Tretkurbelantriebes.
Das den Tretkurbelantrieb aufnehmende Gehäuse i wird normalerweise zwischen den Tretkurbeln angeordnet in der Weise, daß an ihm die drei Rahmenstangen 2, 3, 4 des Fahrrades angreifen (Fig. i). Die Achse 8 des Tretlagers durchsetzt das Gehäuse i von einer Wand zur anderen. Die übliche Anordnung der Tretkurbeln, ihre Abmessungen und ihr Abstand sollen beibehalten werden.
Das Gehäuse kamt je nach der Anzahl der verwendeten Zahnräder für eine beliebige Anzahl von Getriebegängen eingerichtet werden. Im nachstehenden werden zwei Ausführungsformen beschrieben, und zwar für ein Dreigang- und ein Vierganggetriebe.
Bei dem Dreiganggetriebe nach den Fig. 2, 3 und 4 sind im Innern des Gehäuses i drei gegebenenfalls auf Kugellagern gelagerte Zahnkränze 5, 6 und 7 frei drehbar. Die das Gehäuse von einer Wand zur anderen durchsetzende Achse 8 der Tretkurbeln dreht sich in Kugellagern 9 und trägt die Tretkurbeln io. Mit der Achse aus einem Stück bestehend sind zwei Arme i r, die Achszapfen 12 tragen, an denen Planetenräder 13 gelagert sind. Jedes Planetenrad hat drei Verzahnungen von verschiedenen Teilkreisdurchmessern, die mit den drei Zahnkränzen 5, 6, 7 im Eingriff stehen. Die Planetenräder kämmen mit ihrer größten Verzahnung außerdem mit einem Mittelrad 14, das mit dem Kettenrad 15 fest verbunden ist. Der aus 14 und 15 bestehende Bauteil läuft auf Kugellagern 16 und dreht sich um die Tretkurbelachse B.
Eine Membran 17 unterteilt das Gehäuse in eine das Kettenrad 15 und die Bremse 18 enthaltende Kammer und in eine andere abgedichtete Kammer, in der sich die in einem Ölbad laufenden Zahnräder befinden.
Die Arbeitsweise ist wie bei jedem Umlaufgetriebe. Wenn der große Zahnkranz 5 mittels einer Klinke, die an einem Sperrad i9 angreift, am Gehäuse blockiert wird und die Tretkurbeln in Bewegung gesetzt werden, drehen sich die Planetenräder 13 um ihre Achsen und treiben das Mittelrad 14 sowie das Kettenrad 15 an, womit man den ersten Gang erhält. Wenn man mittels einer am Sperrad 2o angreifenden Klinke den mittleren Zahnkranz 6 blockiert, erhält man den zweiten Gang. Wird mittels einer am Sperrad 21 angreifenden Klinke der kleine Zahnkranz 7 blockiert, so erhält man den dritten Gang.
Hält man beim Fahren die Tretkurbeln still, so setzt das vom Hinterrad des Fahrrades angetriebene Kettenrad 15 seine Drehung fort. Die von dem Mittelrad 14 angetriebenen Planetenrider i3 drehen sich um ihre Achsen und bringen ihrerseits die Zahnkränze 5, 6, 7 in entgegengesetzter Richtung mit geringer Geschwindigkeit in Umlauf. Die an den Sperrädern i9, 20, 21 angreifenden Klinken vermitteln einen Freilauf, so daß das Kettenrad am Hinterrad mit diesem fest verbunden sein kann.

Da das hintere Kettenrad mit dem Hinterrad fest verbunden ist, können die Bremskräfte durch die Kette übertragen werden. Die Bremse i8 ist im Innern der Trommel 21' angeordnet, z. B. als Backenbremse, ähnlich wie im Kraftwagenbau, kann jedoch auch außen an der Trommel angreifen, z. B. als Backen- oder Bandbremse. Der Stromerzeuger .22 wird durch die Trommel 21' angetrieben, z. B. durch ein Kegelzahnrädergetriebe, wobei die Achse des Strornerzeuger; senkrecht zur Tretkurbelachse ist (Fig. 2), oder durch das Kettenrad 15 (Fig. 4), wobei die Achse des Stromerzeugers parallel zur Achse der Tretkurbel verläuft.

In beiden Fällen kann eine geeignete L'bersetzung vor-

gesehen sein, tun dem Rotor des Stromerzeugers eine

geeignete Geschwindigkeit zu erteilen.

Der Geschwindigkeitsmesser 23 (Fig.5) wird in

ähnlicher Weise angetrieben wie der Stromerzeuger und

kann auf dem Gehäuse in der U eise befestigt werden,

daß sein :\iitrieb durch eine biegsame Welle entfällt.

Die _lnzeigesk<ila wird in diesem Falle so angeordnet,

daß sie von dem Radfahrer leicht abgelesenwerdsn kann.

Die Diebstahlsicherung mit Geheimschloß hat den

Zweck, einen Hauptteil im Innern des Gehäuses zu

bl(:ckieren. Sic kann z. 13. die Tretkurbel mit Hilfe eines

bei 24 (11g. 2) sperrenden Riegels oder das Hinterrad

mit Hilfe cüu#, Riegels 25 blockieren, der zwischen die

Zähne des l@ettenrades (1i-. 5) geschoben wird. Die

icherungscinricütung kann gleichzeitig zum Fest-

machen oder Freigelen des 1?odes einer gewölinliclien

1>iebstalilsidierungskettemitverwendetwerdcn. Ferner

kann ini Gchätise eine Doppelnut zum Einführen einer

Komtnillplattc w1. ((g1. vorgesehen sein, die nur heraus-

@rez<@!"en «-erden kann. wenn man den Schlüssel für die

Diebstahlsicherung besitzt. Ferner kann die Luft-

punil>e <in den R<ilinienrohrcn 3 oder 4 (Fig. r) be-

festigt und glciclifalls durch die Diebstahlsicherung in

der Weise gesichert «erden, daß sie sich nur mit dein

zugeliiirigen @clilü,sel oder ini Besitz des Verschluß-

geheininisse; abnehmen läßt.

:1n eiuni Gelüiuse i können auch noch weitere Zühe-

hörteile angebracht werden, z. B. eine automatische

Klingel, denn Bet;itigung mittels eines Bowdenzuges

erfolgen kann.

Bei !lein Vierganggetriebe nach Fig. 6 sind nur zwei

äußere Z@ilinkr:inze 26 und 27 verwendet. Jedes

Planetenrad 2S trägt nur zwei Verzahnungen und steht

mit zwei Mittelrädern 29 und 3o im Eingriff. Die beiden

Mittelräder 2o, 3i> sind finit der Bremstrommel 31 und

mit dein Kettenrad 32 nicht fest, sondern über eine

Klinkeneinrichtung verbunden, die einen Freilauf ein-

schaltet. Jedes dieser Mittelräder kann das Kettenrad

32 <uiti-eil>en. jedoch von diesem nicht angetrieben

werden. Das Mittelrad 29 ist außerdem mittels einer

besonderen, durch Bowdenzug betätigten Stellvor-

richtung auskuppelbar, die das :lusheben der Klinke 33

gestattet. Diese Stellvorrichtung wird durch einen

Ring 34 gebildet, der mit einem Nicken 3j im Wege

des finit der Klinke 33 fest verbundenen Hebels 36

liegt. Der Rin' 34 sitzt niit gleitender Reibung auf der

Nabe der Brcinstro@inmel 3i und hat selbst eine Brems-

fläche, auf die eine an sich bekannte, durch Bowdenzug

betätigte Bremstromiinel 37 wirken kann. Beim An-

ziehen der Bremse 37 wird der Ring 34 gebremst, wobei

der den Hebel 36 bet;itigende Nicken 35 das Einrasten

der Klinke 3,; bewirkt. Der Ring 34 wird in dieser

Stellung durch ein mittels eine, Bowdenzuges zu be-

tätigendes, nicht dargestelltesKlinkengesperregehalten.

Wird der Ring 34 durch Betätigung dieses Klinken-

gesperres freigegeben, ,o bringt ihn eine nicht darge-

stellte Rückluilfeder in seine Ausgangsstellung zurück.

Durch . liiheben der Klinke 33 wird das Mittelrad 29

ausgerückt, so daß es sich frei dreht, ohne das Ketten-

rad 32 anzutreiben. Letzteres wird durch das mit einer

Freilaufvorrichtung verseheneMittelrad3oangetrieben.

Ist dabei der große Zahnkranz 26 blockiert und der

kleine Zahnkranz 27 frei drehbar, so arbeitet das Gei triebe über 26, 28, 30, 32 im ersten Gang. Durch Blockieren des kleinen Zahnkranzes 27 und Freigeben des großen Zahnkranzes 26 erhält man über 27, 28, 3o, 32 den zweiten Gang.

Befindet sich die Klinke 33 in nicht angehobener Stellung, so wird das Kettenrad 32 durch (las Mittelrad 29 angetrieben, während sich das Mittelrad 3o mit geringerer Drehzahl entgegengesetzt im Freilauf dreht und keine Änderung herbeiführt. Ist hierbei der große Zahnkranz 26 blockiert, während der kleine Zahnkranz 27 frei drehbar bleibt, so erhält man über 26, 28, 29, 32 den dritten Gang. Durch das Blockieren des kleinen Zahnkranzes 27 und Freigeben des großen Zahnkranzes 26 erhält man über 27, 28, 29, 32 den vierten Gang.
Alle anderen Getriebeteile des Gehäuse; sind mit denen des Dreiganggetriebegehäuses gleich. Da gemäß Fig.6 die Klinkenbetätigungsvorrichtung 33 des Wechselgetriebes innerhalb der Bremstrommel 31 untergebracht ist, sind die Bremsbacken außerhalb der Trommel 31 angeordnet.
Bei der Ausführung nach Fig.7 ist der Gehäusedeckel 38 so angebracht, daß das Kettenrad mit der Bremstroniniel außerhalb des Gehäuses liegt. Das Kugellager 39 des Gehäusedeckels liegt hier an der Nabe 40 der Bremstrommel an, die über ein im Ölbad des Gehäuses laufendes Zahnrad 41 den Stromerzeuger antreibt. niese; Zahnrad 41 kann für den Antrieb weiterer Zubehörteile verwendet werden, z. B. einer automatischen Klingel, eines Geschwindigkeitsmessers oder eines Kilometerzähler.
Bei dem Vierganggetriebe nach Fig. 8 ist der Gehäusedeckel ebenfalls so angeordnet, daß er zwischen dem Wechselgetriebe und dem mit der Bremstrommel versehenen Kettenrad 45 liegt. Da es aber in diesem Falle nicht vorteilhaft ist, die Klinkenbetätigungsvorrichtung 43 in der Bremstrommel 42 unterzubringen, kommt die in den Fig. 9 und io dargestellte Vorrichtung zur Anwendung. In Fig.8 sind verschiedene Kugellager durch einfache Gleitlager ersetzt, wodurch sich jedoch nichts an der Wirkungsweise des Getriebes ändert.

Die Klinke 43 kann nicht unmittelbar durch einen Bowdenzug betätigt werden, da sie an einem Teil 44 befestigt ist, der sich im Gehäuse mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Kettenrad dreht. Die sich daraus ergebende Schwierigkeit wird in folgender Weise behoben: An dem Gehäuse ist eine Doppelklinke 46, die von einem Bowdenzug betätigt wird, schwenkbar gelagert. Der Arm 46' dieser Doppelklinke trifft beim Vorbeigang des Ringes 47 auf einen an diesem befindlichen Anschlag 47', wodurch (fier Ring für kurze Zeit blockiert wird, so daß er sich gegenüber dem weiterlaufenden Klinkenträgerring 44 verdreht. Hierdurch wird eine Rückholfeder 48 gespannt, die die Teile 47 und 44 in ihre Ausgangsstellungen zurückzuführen sucht. Ein mit dem Teil 44 fest verbundener Nocken 44' liebt den Klinkenarm 46' an und begrenzt hierdurch die Verdrehung des Ringes 47 gegenüber dem Ring 44. Schließlich verriegelt eine an dein Ring 47 angeordnete Federklinke 49 den Ring 44 und verhindert eine Rückkehr in die Ausgangsstellung.

Die @-crdrclzung des Ringes 47 gcgenüb @r (lctiz Ri:"g

44 hat weiterhin zur Folge, (1a13 die @u(lurhlinlce 43, die

angehoben war, nun in einen Zahn des Sperrades; 5o

einrastet. Hierdurch erhält inan den L@bcrga ng

eiticr Geschwindigkeitsstufe in die andere.

Zum Ausklinken der Klinke 43 (Fig. io) wird die

Doppelklinke 46 in umgekehrter Richtung gedreht. Die

Doppelklinke 46 trifft dann mit ihrem AI-111 46" beim

Drehen des Ringes 47 auf die I@li:il:(4ct, (1i- fit 'urch

entriegelt wird. Dies hat zur Folg,', d,'13 der i47

durch die Feder 48 in seine @usgatigsstellun` zrzrüci;-

geführt wird, wobei die Klinke .f3 mit dein Sperrad 5o

außer Eingriff kommt und das Zalrnra(l 51 frcigegci)°:i

wird.

Die beschriebenen Vorrichttm,ci; l:ii,inezi auch bei

Fahrrädern mit Hilfsmotor angcwundet werden. 1)"r

Motor kann dabei atn Gehäuse desTretkurbelantriebes

oder auch an anderer Stelle befestigt wer.-leu. L'ri:il)-

hängig von der Anordnung dc.s Motor. ist es jedoch

wichtig, daß der Antrieb des Fahrrades nach ßelicl>en

entweder durch die Tretkurbeln allein ohne Motor oder

durch den :Motor allein ohne die Tretkurbeln oder

gleichzeitig durch den Motor und die Trctkurbcln

erfolgen kann, wobei die Schaltmiiglichkeit dus Ge-

triebe; erhalten bleibt, selbst wetm der Antrieb durch

den Motor allein erfolgt. Um deti Motor durch die

Tretkurbeln in Gang bringen zu k@tizicti, sind die Tret-

kurbeln gemäß Fig. ii an einer Achse 52 unat>lzängig

von dem Planetenradträger gelagert. Der l'latictetiraa-

tr;iger kann entweder durch die Tretkurbeln mittels

eines bei 53 angeordneten Klirikenfreilatrfs oder l1nmit-

telbar durch den Motor über das Kettenrad 54 allge-

trieben werden.

Da die beschriebenen Vorrichtungen eine Cber-

g ins Schnelle bewirken, kann eilt klciries Ketten-

s -etzuii

rad am Gehäuse des l'rctkurbelatitriebes imd ein

großes Kettenrad am Hinterrad verwendet werden.

Hierdurch ergibt sich eine beachtliche Verminderung

der durch die Kette aufzutielznnenden Kräfte tzid eizi

erhöhter @` irkungsgra(1 der Bremse.

Claims

PATENTANSPRfcnR: i. Tretkurbelantrieb für Fahrr:ider, Motorfahr- räder u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Tretkurbelachse, der Freilauf und (las Wechsel- getriebe, gegebenenfalls auch der Stromerzeuger, Geschwindigkeitsmesser und die Diebstahlsiche- rungsvorrichtung in einem geschlossenezi Gehäuse vereinigt sind. 2. Trctkurbclantrieb Bach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselgctrie bc aus einem 1)r^iganggetriebe besteht und die das Gcli;iuse (i) durchsetzende Tretkurbelachse (8) an sielt gegen- überliegenden Armen (ii) gleichlaufend zur Tret-

kurl)da chic (12 `@ tnit frei drt@t- bar (hzrati g(,lagcrten 1'lanrt:,tr-;i@lern (13) aufweist, die je mit drei N'crz@zlititttigen verschiedener Teil- krcisdurclttnesscr mit (lroi im Gch@iuse frei dreh- baren, jedoch einzeln au dun (i@lt;iu;c blockierbaren Zahnkränzen (,5, 6, 7) im EingriFt stelzen, wobei die \'er,%alinung mit dem gri@l@ten I'cilkrcisdurcliincsscr ziul.icr(lern mit cincin auf clcr Tretkurbelachse uni- laufcnAen und mit denn licttciira(1 (15) fest ver- 1>uti(letici Mittelrad (r4) im Fiiigriff steht. 3. Tretkurbelantrieb wich deti Ansprüchen i und 2, dadurch g@kcniz(ichi et, daß das Ketten- rad (15) innen als 13rcmanzmm@1 (21') ausgebil(let ist und einen den Stronu#rzcugur (22) antreibende;i Zahzikranz tr@igt. 4. Tretkurl)(2lantricl) hach Anspruch 2, dadurch gekeniizeiclizict, (1a13 (Las Guh;iu.se (i) zwischen dem @N'eciz;elgetriebe (_5 bis 14) und (lern Kettenrad (15) ei;ie Mernbrati (17) od. dgl. aufweist, die das Ab- schleudern von 01 aus denn @@-cclzselt;ctricbe auf die Breznsc @erlzin(lcrt. Trctkurbelantricb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das @Vcdzsclgetriebe aus einem Vier ganggetriebe i)estclzt und die das Geh:iuse (1) durchsetzende @rctkurbeladz.se (@) an sich gegez)- überlicgenden Armen (r r) gleichlaufend zur Tret- kurbelaclzse 1ic#,`run<Ic Achsz@zl)fen (12) mit frei drehbar daran @rela,z;ertcn 1'la;icterir<iclerti (28) aUf- weist, die je mit zwei Vcrzahiitlzmen Teilkreisdurchmesser mit zwei im Gehäuse frei drehbaren, jedoch cinzclt; daran blockierbaren Zahnkränzen (26, 27) im Eitigrifi stelzen, wobei die Verzahnung mit denn klcinczn Teilkreisdurchinesser mit einem Mittelrad (3o) kämmt, (las über ein nur in einer wirketudes lilizil;eti;-esperre (33) mit den] Kettenrad ( 32) in \'crl)iiidutig steht, während die @-erz(ziztittzi" zeit (l( in grol3cii Tcilkreis- durchmesser mit eizieni \littelrctcl (2c)) kämmt, das mit dem Kettcnr@z(1 (32) über eine von Hand be- tätigte Klinkenkupplung (35, 3t>) ist. t). Tretkurbelantrieb »ach .\inspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß (nie ßreinstromrnel außerhalb des Gehüus(#.s ;tzigeor(ltict ist (Fi,@f.7 und 8). 7. Tretkurbelanti-ieb nach Anspruch i zur Ver- wendung für ein Fahrrad mit Hilfsmotor, gekenn- zeichnet durch eine im GchJuse drehbar gelagerte Planetenradträgerachsc (>3) und eine innerhalb der- selben drehbar atigec@r(lnete Tretkurbelachse (52), (nie mit dem Planetenradtr@igcr über ein in einer Richtung wirketidcs hlitil;cii;fcsperre verbunden ist, wobei auf der Achse (los Planetenradtr:iers außerlialb des Gehäuses cm Kettcnzahtirad (5d) zur Aufnahme der Antriebskraft des Motors an- geordnet ist.