DE8617044U1 - Tretkurbeltrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tretkurbeltrieb für ein Fahrzeug als Zweirad, Dreirad oder Motorfahrrad, .mit einer in einem Tretlager gelagerten treibenden Zahnscheibe und einer an einer Radnabe koaxial angeordneten angetriebenen Zahnscheibe.

Bei derartigen Fahrzeugen, wie Fahrrädern, ist üblicherweise ein Kettentrieb zur übertragung der Antriebskraft der fahrenden Person auf das Hinterrad verwendet. Solche Kettentriebe haben zunächst einen Wirkungsgrad von etwa 95t, der bei mangelhafter Schmierung und infolge von Abnutzung bald auf etwa 7o% absinkt. Die Kette erfordert im Laufe der Zeit eine gewisse Pflege, sie muß stets gut geschmiert sein. Infolgedessen bildet die Kette stets eine Ursache für Verschmutzung des Radfahrers, was sich besonders ungünstig dann auswirkt, wenn die Kette abgesprungen ist und mit den Händen wieder auf die treibende und auf die antreibende Zahnscheibe aufgelegt werden muß. Aber auch im normalen Betrieb kann sich ein Radfahrer an der Kette die Hose verschmutzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Tretkurbeltrieb die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden. Es soll ein Tretkurbeltrieb geschaffen werden, der einen möglichst hohen Wirkungsgrad und eine große Betriebssicherheit -des*: Ai}&äi<M>.es:.a.uf weist.

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Diese Aufgäbe wird erfindungsgemäß bei einem Tretkurbeltrieb, bei dem die treibende Zahnscheibe und die angetrieben Zahnscheibe mittels eines umlaufenden Zahnriemens miteinander verbunden sind, dadurch gelöst, daß die Verzahnung der angetriebenen Zahnscheibe als geringfügig verkleinerte Scheibenverzahnung einer dem Zahnriemen entsprechenden Scheibenverzahnung hergestellt ist.

Antriebe mit derartigen Zahnriemen weisen als Gummiantriebe, wie Keilriemenantriebe, einen wesentlich höheren Wirkungsgrad, beispielsweise bis zu 98 % auf. Sie verhalten sich auch während längerer Betriebszeit unbeeinflußt von unterschiedlich starken Belastungen und behalten dabei ihren hbhen Wirkungsgrad bei.

Außerdem besteht bei der Verwendung eines aus einem gummielastischen Werkstoff mit eingelagertem Textilgewebe aufgebauten Zahnriemen eine absolute Wartungsfreiheit. Der Zahnriemen längt sich nicht wie eine Kette. Ein Verschleiß ist kaum meßbar. Vor allem braucht der Zahnriemen aber nicht geschmiert zu werden, so daß die Verschmutzungsgefahr ausscheidet. Der Zahnriemen kann mühelos, so wie eine Kette beim Auflegen auf die Zahnscheiben gehandhabt werden.

Da die Verhältnisse beim Fahrrad mit einer großen treibenden Zahnscheibe und einer kleineren angetriebenen Zahnscheibe beim Kettentrieb gerade umgekehrt sind, wie bei üblichen Zahnriementrieben₃ bei denen das treibende Rad einen kleinen Durchmesser und das angetriebene Rad einen größeren Durchmesser hat, lag die Verwendung eines Zahnriemens im Zusammenwirken mit den angegebenen

Za&nscheiben für den Antrieb eines Fahrrades nicht nähe. In Versuchen hat sich ergeben, daß bei einer kleinen angetriebenen Zahnscheibe, die dieselbe Verzahnungsart hat, wie der Zahnriemen und die treibende größere Zahnscheibe, bei stark pulsierenden Zugkräften im Zahnriemen, beispielsweise beim Anfahren oder Bremsen, ein Durchtreten, auch Überspringen genannt, des Zahnriemens auftrat. Bei diesem Vorgang erfolgt ein Herausklettern der Zähne des Zahnriemens aus den Zahnmulden der angetriebenen Zahnscheibe bei starkem Treten. Hierbei gelangen die Zähne des Zahnriemens schlieBlich auf die Spitzen der Zähne der Zahnscheibe, sie klettern, und rutschen schließlich in die jeweils nächste Zahnmulde der Zahnscheibe hinein. Es ergibt sich also ein schlupfähnlicher Vorgang. Eine Verbreiterung des Zahnriemens und der Zahnscheibe ist aus PlatzgrUnden uninteressant, da am Fahrrad ein möglichst schmaler Antrieb erwünscht ist. Auch die Verwendung einer am Zahnriemen außen anliegenden Andrückrolle im Einlaufbereich der angetriebenen Zahnscheibe bringt noch keine befriedigenden Ergebnisse.

Bei der Herstellung der angetriebenen Zahnscheibe wird also beispielsweise das spanende Werkzeug an der Bearbeitungsmaschine so eingestellt, daß lediglich die Verzahnungsdurchmesser geringfügig kleiner gearbeitet werden, als sie dem Zahnprofil des Zahnriemens entsprechen müßten und als sie auch bei der treibenden Zahnscheibe ausgeführt sind, während die Verzahnungsart im übrigen nicht geändert wird.

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Bei dieser Verkleinerung wird bevorzugt eine gleichmäßige relative Verkleinerung des Kopfkreisdurchmessers, des Nenndurchmessers (Teilkreisdurchmessers) und des Fußkreisdurchmessers eingestellt. Diese Verkleinerung der Durchmesser bei sonst gleicher Form der Verzahnung der angetriebenen Zahnscheibe hat bei dem Zahnriementrieb das überraschende Ergebnis gebracht, daß die Zähne des Zahnriemens nicht mehr aus den Zahnmulden der

S angetriebenen Zahnscheibe herausgeklettert sind.

Die am Tretlager angeordnete größere treibende Zahnscheibe ist dabei dem Zahnprofil des Zahnriemens entsprechend unverändert ausgeführt geblieben.

Bevorzugt kann die gleichmäßige relative Verkleinerung des Kopfkreisdurchmessers, des Nenndurchmessers

und des Fußkreisdurchmessers jeweils 1% betragen, um das gewünschte Ergebnis des störungslosen Antriebsbetriebes zu erzielen.

Mit den am Fahrrad üblichen Antriebsabinessungen wirkt sich die Verkleinerung der Durchmesser so aus, daß der Abstand einer Zahnmulde von der benachbarten Zahnmulde in Umfangsrichtung etwa um o,1 mm kleiner wird. Damit wird auch der Platz in der Zahnmulde für den Zahn des Zahnriemens kleiner, so daß sich eine andere Lage des Zahnes des Zahnriemens in der Zahnmulde der angetriebenen Zahnscheibe ergibt. Gleichlaufend mit dem Abstand zweier benachbarter Zahnmulden ändert sich in entsprechender Weise der Abstand zweier benachbarter Zahnköpfe.

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Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines

Fahrrades mit einem Zahnriementrieb;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Zahnriementriebs f

des Fahrrades; _i;

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^v Fig. 3 einen Axialschnitt durch den Zahnkranz

einer angetriebenen Zahnscheibe des Fahrrades; -.

Fig. 4 einen Radialschnitt durch den Zahnkranz |

gemäß Linie IV-IV der Fig. 3; '

Fig. 5 schematisch das Zusammenwirken des Zahnriemens mit der treibenden Zahnscheibe;

Fig. 6 schematisch das Zusammenwirken des v( Zahnriemens mit der angetriebenen

Zahnscheibe.

Bei einem Tretlager eines Fahrrades (¹Io) sind die Tretkurbeln (11) mit einer treibenden Zahnscheibe

(12) verbunden. Eine an der Radnabe (13) des H int err ade H angeordnete angetriebene !Zahnscheibe

(14) ist mit der treibenden zahnscheibe (13) über einen Zahnriemen ( 15) ^rcxüunden.

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Bei diesem Tretkurbelantrieb ist ebenso, wie bei einem üblichen Fahrrad-Kettentrieb die treibende Zahnscheibe (12) im Durchmesser größer als die angetriebene Zahnscheibe (14). Einer Fahrradkette entspricht der über beide Scheiben gespannte Zahnriemen (15). Dieser ist aus einem gummielastischen Werkstoff mit eingelagertem Textilgewebe aufgebaut, ähnlich einem üblichen Keilriemen.

Während die Verzahnung der treibenden Zahnscheibe (12) genau der Verzahnung des Zahnriemens (15) entspricht, ist erfindungsgemäß die Verzahnung der angetriebenen Zahnscheibe (14) geringfügig verändert ausgeführt. Diese Veränderung ist dadurch entstanden, daß sowohl der Kopfkreisdurchmesser (16) jedes Zahns (19) als auch der Fußkreisdurchmesser (18) jeder Zahnmulde (20) als auch der Nenndurchmesser (17) der Verzahnung der. angetriebenen Zahnscheibe um 1 % kleiner ausgeführt sind, als es der Verzahnung des Zahnriemens (15) entspricht. Damit ergibt sich eine gegenüber der Anordnung des Zahnriemens (15) an der treibenden Zahnscheibe (12) veränderte Anordnung dieses Riemens an der angetriebenen Zahnscheibe (14). Die Zähne des Zahnriemens (15) liegen unter teilweiser Einhaltung von Zwischenräumen anders in den Zahnmulden (20) der angetriebenen Zahnscheibe (14) an. Umfangreiche Versuche haben nun ergeben, daß bei dieser anderen Anordnung ein Herausklettern der Zähne des Zahnriemens (15) aus den Zahnmulden (20) der angetriebenen Zahnscheibe auch bei stark pulsierenden Zugkräften in dem Zahnriemen (15) nicht mehr erfolgt. Der Zahnriementrieb ist daher für den Fahrradbetrieb mit stark

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pulsierenden Zugkräften im Zahnriemen₃ wie sie infolge des zeitlich veränderlichen Tretens und insbesondere beim Anfahren oder Bremsen auftreten, besonders geeignet.

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Claims (1)

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   Schutzanaprüche

   1. Tretkurbeltrieb für Zwei- oder Dreiräder mit einer in einem Tretlager zu lagernden treibenden Zahnscheibe und einer an der Radnabe koaxial anzuordnenden Zahnscheibe, gekennzeichnet durch einen die treibendoZahnscheibe (12) und die anzutreibende Zahnscheibe (14) verbindenden Zahnriemen (15).

   2. Tretkurbeltrieb gemäß Anspruch 1 , dadurch

   ! gekennzeichnet, daß die Verzahnung der <.y

   - anzutreibenden Zahnscheibe (14) als geringfügig

   verkleinerte Scheibenverzahnung einer dem Zahnriemen (15) entsprechenden Scheibenverzahnung ausgebildet ist.

   3~ Tretkurbeltrieb nach den Ansprüchen ! und 2 ,

   dadurch &sfgr;«kennzeichnet, daß bei der verkleinerten Ausführung der Verzahnung der anzutreibenden Zahnscheibe (14) jeweils der Kopfkreisdurchmesser (17) und der Fußkreisdurchmesser (18) gleich relativ verkleinert ist.

   4. Tretkurbeltrieb nach den Ansprüchen l bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die relative Verkleinerung des Kopfkreisdurchmessers (16), des Nenndurchmessers (17) und des Fußkreisdurchmessers (18) jeweils etwa 1% beträgt.

   5· Tretkurbeltrieb nach den Ansprüchen 1 bis h,

   dadurch gekennzeichnet, daß im radialen Schnitt der anzutreibenden Zahnscheibe (14) jede zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen (19) befindliche Zahnmulde (2o) von einem Kreisbogen begrenzt ist.

   6. Tretkurbeltrieb nach den Ansprüchen 1 bis 5,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnriemen (15) &bull; aus einem gummielastischen Werkstoff mit '■ eingelagertem Textilgewebe besteht.

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