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Mehrgängiges Wechselgetriebe, insbesondere für Fahrräder Die Erfindung
bezieht sich auf ein insbesondere für Fahrräder bestimmtes Getriebe, bei dem man
wahlweise mehrere Gänge mit verschiedenen Geschwindigkeiten einschalten kann.
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Bekannte Getriebe dieser Art sind vorzugsweise derart konstruiert,
daß man beim Schalten ein Kettenrad verschiebt und es mit dem einen oder dem anderen
von mehreren in einem Getriebekasten gelagerten Zahnrädern in Eingriff bringt. Diese
Geschwindigkeitswechselgetriebe sind jedoch ziemlich kompliziert und daher kostspielig
herzustellen; sie arbeiten beim Schalten häufig nicht eindeutig und einwandfrei
und lassen sich praktisch nur dann stoßfrei betätigen, wenn z. B. bei Fahrradgetrieben
der Radfahrer vorsorglich auf Freilauf gegangen ist, also den Antrieb des Hinterrades
unterbrochen hat. Demgegenüber bezweckt die Erfindung, ein insbesondere in ein Fahrrad
einzubauendes Wechselgetriebe für vorzugsweise drei Geschwindigkeiten zu schaffen,
das einerseits einfach zu fertigen ist und andererseits einen geschmeidigen Schaltvorgang
gewährleistet und durch die Bewegung eines einzigen Hebels geschaltet werden kann.
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Das Getriebe nach der Erfindung baut sich wie folgt auf: Eine der
Gangzahl des Getriebes entsprechende Anzahl von Zahnkränzen verschiedenen Durchmessers,
teils innen, teils außen verzahnt, ist starr mit dem Antriebsrad, vorzugsweise dem
Kettenrad einer Fahrradhinterachse, verbunden und exzentrisch zu dieser Achse angeordnet.
In jeden dieser Zahnkränze greift ein ihm zugeordneter Zahnkranz ein, der fest mit
je einem Sperrzahnkranz verbunden iisb, wobei beide letztgenannten
Zahnkranzgruppen
konzentrisch zur Achse des angetriebenen Rades drehbar in einem mit diesem starr
verbundenen Gehäuse gelagert sind. Zur Kupplung dieses Gehäuses und damit zur Übertragung
des Antriebsdrehmomentes auf die angetriebene Achse mit der Geschwindigkeit, die
dem jeweils eingeschalteten Gang des Getriebes entspricht, sind Sperrklinken vorgesehen,
die in denjenigen Sperrzahnkranz eingreifen, der mit dem Zahnkranz der jeweils gewählten
Getriebestufe verbunden ist.
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Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert,
das in der Zeichnung dargestellt ist, und zwar in der Hauptsache in Fig. i und .2,
von denen Fig. i den Schnitt nach Linie I-I der Fig. 2 und Fig. 2 einen axialen
Längsschnitt durch die Hinternabe eines mit dem neuen Getriebe ausgerüsteten Fahrrades
veranschaulicht. Weitere Einzelheiten sind in den Fig. 3 bis i i dargestellt,
auf deren Bedeutung an den entsprechenden Stellen der Beschreibung hingewiesen wird.
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Der Antrieb der Nabe des Hinterrades erfolgt in üblicher Weise mittels
einer vom Tretkurbelgetriebe bewegten Kette, die das Kettenrad i, dessen Nabe auf
einem Ansatz der Achse io in Kugellagern 9 läuft, in Drehung versetzt. Starr
mit dem Kettenrad i verbunden, und zwar durch Befestigung auf einer Scheibe:2 bzw.
einer zweiten Scheibe 8 mittels Bolzen 7, sind drei Zahnkränze 3,4
und 5, von denen die Kränze 3 und 5 mit Außen-, der Kranz 4
mit Innenverzahnung versehen sind. Die Räder 1, 3, 4 und 5 laufen
um die Achse 0'
um, die exzentrisch zur Achse 0 der Hinterradnabe liegt.
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Mit jedem der Räder 3, 4, 5 steht ein entsprechend innen
oder außen verzahntes Zahnrad 11, 13, 15 in ständigem Eingriff, und
zwar 11 mit 3,
13 mit 4 und 15 mit 5. Starr mit jedem der Zahnräder
11, 13, 15 ist je ein Sperrklinkenzahnrad 12, 14, 16 verbunden, und zwar
12 mit 11, 14 mit 13
und 16 mit 15.
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Die drei Räderpaare 11, 1:2 bzw. 13, 14 bzw. 15,
16 sind auf
je einem Kugelkranz in den tellerartigen Teilen 17 bzw. 18 eines Gehäuses
gelagert, das durch einen Gehäuseteil ig abgeschlossen ist und sämtliche Getrieberäder
3 bis 16 dicht umschließt; zur Sicherung der miteinander verschraubten Gehäuseteile
17 und ig dient ein Mutterring 20. Am einer zum Gehäuse gehörenden Ringscheibe:2i
greift der mit :2:2 bezeichnete Speichensatz des Hinterrades an, während der andere
Speichensatz in üblicher Weise an einem Flansch am entgegengesetzten Ende der Nabe
angreift. Die Drehachse der Räderpaare i i, 12 und 13, 14 sowie 15, 16 und
des Gehäuses ist die Mittelachse 0 der Hinterradnabe.
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Wie Fig. i erkennen läßt, sind die beiden größeren Sperräder 16 und
14 mit ihren gleichsinnig verlaufenden Sperrzahnflanken einander gegenüber angeordnet,
und zwar (vgl. Fig.2) in der gleichen Ebene. Zwischen ihnen liegt eine Sperrklinke:23,
die in den Fig. 4, 5 und 6 näher veranschaulicht ist. Gemäß Fig.
5, die den Schnitt nach Linie V-V der Seitenansicht in Fig. 4 wiedergibt,
ist die Klinke 23
schwingend in einem Ring 24 gelagert, der fest in eine Bohrung
des Gehäuseteils 17 eingesetzt ist. In ihrer mittleren Lage, in der sie sich
außer Eingriff befindet (F'ig. 4), wird die Klinke 23 von einem Stift
28 gehalten, der durch eine Ausnehmung des Gehäuseteils 17 hindurch in eine
Rast der Klinke 23 eingreifen kann und unter der Wirkung einer Andruckfeder
29 steht, die in einem Gehäuse 3o des Teils 17 ihr Widerlager hat (vgl. besonders
Fig. 6,
die den,Schnitt nach Linie VI-VI der Fig. 5 zeigt). Die Sperrklinke
23 steht ferner in Verbindung mit einer Feder 3 1 (Fig. 4 und
5), die an einem Stift 3:2
des Gehäuseteils 17 gelagert ist.
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In das kleinste, innenverzahnte Sperrad 12 (Fig. 1, 2 und 4) kann
eine am Gehäuseteil 18 auf einem Stift 26 (Fig. 4) gelagerte, nicht willkürlich
steuerbare Sperrklinke 25 eingreifen, und zwar unter der Wirkung einer Andruckfeder
27. Die Flanken des Sperrades verlaufen in einer solchen Richtung und die
Klinke 26 ist derart angeordnet, daß bei Stillstand der Tretkurbel und damit
des Kettenrades i der Freilauf möglich ist.
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Das Getriebe zum Schalten der Sperrklinke 23
ist in Fig. 2 sowie
in der Seitenansicht der Fig. 3
veranschaulicht und wie folgt ausgebildet:
Undrehbar mit der Klinke 23 verbunden ist ein außerhalb am Gehäuseteil 17
gelagerter Hebel 33
(Fig. 5), in dessen erheblich größer bemessenes
Auge ein Stift 40 am Ende eines Stößels 39 eingreift, der radial verschieblich
in einem Gehäuseteil 38 der Hinterradnabe gelagert ist und an dessen innerem
Ende ein im Gehäuse 38 gelagerter Winkelhebel 36 angreift. Mit seinem
anderen Schenkel greift der Winkelhebel 36 in die Ringnut einer Muffe
35 ein, die durch einen Seilzug 34 gegen die Wirkung einer Feder 41 in der
Nabe axial verschoben werden kann. Mit seinem anderen Ende ist das Drahtseil 34
an einem Hebel 4:2 befestigt (Fig. 9 bis i i), der in einem an den Fahrradrahmen
45 anklemmbaren Gehäuse 44 gelagert ist, das zu seiner Festlegung in den Schaltstellungen
mit einem Rastsegment 43 versehen ist.
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Fig. 4 zeigt die steuerbare Sperrklinke:23 in ihrer Mittellage, in
der sie durch das Einrasten des Federstiftes 28 (Fig. 5 und
6) gehalten wird. In ihr gibt sie die beiden Sperräder 16 und 14 frei, die
hierbei lose umlaufen, während die Mitnahme über die Klinke 25 im Eingriff
mit dem Sperrade 12 erfolgt, wodurch der kleinere Gang des Getriebes mit der niedrigsten
Geschwindigkeit eingeschaltet ist. Hierbei ist davon auszugehen, daß die drei Klinkenräder
12, 14 und 16 mit entsprechend abgestufter Geschwindigkeit umlaufen.
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Das Spiel des Stiftes 40 (Fig.:2 und 3) im Auge des Hebels
33 läßt hierbei ein Ausschwingen der jetzt im Freilauf arbeitenden Klinke:23
zu.
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Zur Einschaltung des mittleren Ganges wird die Klinke 23 durch
entsprechendes Umlegen des Hebels 4:2 über das Schaltgetriebe 34 bis 40 in die Lage
nach Fig. 7 geschwenkt, in der sie mit dem Sperrrade 16 im Eingriff steht,
das über die Zahnräder 5
und 15 das Gehäuse 17, 18 mitnimmt.
Hierbei arbeitet die Klinke 25 im Freilauf, da die Urnfa-ngsgeschwindigkeit
des Gehäuses auf jeden Fall größer als diejenige des Sperrades 12 ist.
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Durch Umlegen des Hebels 42 in die entgegengesetzte Rast des Gehäuses
43, 44 wird die Klinke 23 unter der Wirkung der Feder 41 in die Lage nach
Fig. 8 geschwenkt und dadurch mit dem Sperrad 1,4 in Eingriff gebracht, womit
die größere Geschwindigkeit des Getriebes eingeschaltet ist. Die Klinke
25 arbeitet auch hierbei im Freilauf.
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Die Schaltung des Getriebes nach der Erfindung ist zuverlässig und
eindeutig; sie arbeitet weich und stoßfrei. Das Getriebe ist aus einfachen Einzelteilen
aufgebaut, die 1,eijeht herzustellen sind-. So
lassen sichdie Zahn- und Sperräder
mit Stanzwerkzeugen herstellen. Wie insbesondere Fig. :2 erkennen läßt, ist das
gesamte Getriebe konstruktiv auf sehr geringem Raum zusammenzudrängen. Die Ausbildung
des Gehäuses ermöglicht die Lagerung der in ihm umlaufenden Teile auf Kugelkränzen,
wodurch die innere Reibung des Getriebes wesentlich verringert wird.