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Fahrrad.
Gegenstand der Erfindung ist ein Fahrrad, bei welchem die Bewegung des Tretwerks an das hintere Treibrad mittels einer Übertragung mit länglichem Kettenrad übertragen wird. Bei derartigen Fahrrädern ist das längliche Kettenrad mit dem Tretwerk fest verbunden und treibt über eine Kette ein auf der Achse des hinteren Treibrades fest sitzendes Ritzel an.
Infolge verschiedener, ihnen anhaftender Nachteile fanden derartige Fahrräder keine weitere Verbreitung. Das längliche Rad zwingt den Fahrer die Pedale mit veränderlicher Geschwindigkeit zu drehen und verursacht ein unangenehmes Schwanken der Kette ; anderseits ist die Herstellung von länglichen Kettenrädern, für welche besonderes Werkzeug erforderlich ist, mit Schwierigkeiten verbunden. Die Erfindung bezweckt die Behebung dieser Nachteile und die Herstellung einer Übertragung mit länglichem Kettenrad, welche es ermöglicht, die am Rade angreifende Triebkraft stets aufs beste zu verwerten.
Erfindungsgemäss wird in die Übertragung mit länglichem Kettenrad, zwischen dem Tretwerk und dem hinteren Treibrad des Fahrrades, ein Triebwerk mit stetigem Drehsinn eingeschaltet. Diese Anordnung ermöglicht es, auf flachem oder leicht unebenem Gelände während der ganzen Umdrehungsdauer des länglichen Kettenrades die gleiche hohe Winkelgeschwindigkeit des Tretwerkes beizubehalten, wodurch eine ebenso regelmässige Bewegung wie mit einem kreisrunden Kettenrad erzielt wird.
Wächst aber der Fahrwiderstand an, beispielsweise bei einer Steigerung, so kann der seine Fahrt verlangsamende Fahrer die Tretkraft so ausüben, dass das Tretwerk, wie bei der gewöhnlichen Übertragung mit länglichem Kettenrad, mit einer veränderlichen Winkelgeschwindigkeit umläuft, welche umgekehrt proportional dem die Kette jeweils angreifenden Arm des Kettenrades ist. Bei geringer Geschwindigkeit weist diese Veränderlichkeit nicht die bei grosser Geschwindigkeit empfindlichen Nachteile auf. Diese Nachteile können noch weiter verringert werden, wenn man für das Verhältnis zwischen der kleinen und der grossen Achse des Kettenrades einen hohen Wert, etwa 86-90% wählt.
Bei einem solchen Verhältnis ist der erzielte Wirkungsgrad demjenigen einer Übertragung mit kreisrundem Kettenrad merklich überlegen, ohne dass dabei der übliche Rhythmus des Pedaltrittes beeinträchtigt wird.
Unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit ist es vorteilhaft, während desjenigen Teiles der Umdrehung, wo der Fuss die grösste Kraft ausübt, die Winkelgeschwindigkeit des Tretwerkes so gering zu halten, wie dies der Umriss des länglichen Kettenrades gestattet. Zu diesem Zweck werden erfindungsgemäss die Tretkurbeln so befestigt, dass sie hinter dem kleinsten Halbmesser des Kettenrades einen Winkel von etwa 350 bilden. Es hat sich nämlich gezeigt, dass diese Stellung der Tretkurbel das höchste Übertragungsverhältnis sichert, während auch die Triebkraft am grössten ist. Dies hat seinen Grund darin, dass die vom Fahrer ausgeübte Kraft schräg gerichtet ist, und nicht senkrecht. wie man es früher annahm, als man bei älteren Vorrichtungen die Tretkurbeln in der Richtung der kleinen Achse des länglichen Kettenrades anbrachte.
Zwischen dem Kettenrad und dem das hintere Rad antreibenden Ritzel kann man eine Vorrichtung einschalten, welche die Spannung der über das längliche Kettenrad laufenden Kette gleichmässig erhält.
Zweckmässig dient diese Vorrichtung als Kettenführung an einem Punkt der Linie, welche zwei Punkte verbindet, von denen der eine auf der durch die Mitte des Ritzels gehenden Lotrechten liegt, u. zw. in einer dem mittleren Durchmesser des länglichen Kettenrades gleichen Entfernung unterhalb des höchst-
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gelegenen Punktes des Ritzels, während der andere der beiden Punkte auf der durch die Mitte des Kettenrades gehenden Lotrechten, in einer dem mittleren Halbmesser des Kettenrades gleichen Entfernung unterhalb des Mittelpunktes desselben liegt.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Umriss des länglichen Kettenrades aus zwei Halbkreisen zusammengesetzt, deren gegenüberliegende Enden durch zwei kurze, gerade oder nahezu gerade Teile untereinander verbunden sind. Eine solche Form ist der elliptischen Form überlegen, da die Veränderung des Hebelarms in der Nähe des grössten Halbmessers des Kettenrades langsamer als bei einem rein elliptischen Umriss stattfindet. Ausserdem können derartig gestaltete Kettenräder nach den bei kreisrunden Kettenrädern üblichen Verfahren hergestellt werden. Vorteilhaft kann man auch ein solches Kettenrad mit einer kreisrunden Verstärkungsrippe versehen, so dass die Herstellung auf sehr einfache Weise möglich ist.
In der Zeichnung ist beispielsweise ein Fahrrad mit einer Übertragung gemäss der Erfindung, sowie einige Einzelheiten derselben, dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 das Fahrrad im Aufriss, Fig. 2 die Übertragung in schematischer Darstellung in vergrössertem Massstabe und Fig. 3 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zum Regeln der Kettenspannung. Die Fig. 4und 5 stellen zwei Ausführungsformen des länglichen Kettenrades gemäss der Erfindung dar.
Das Tretwerk 3 des Fahrrades 2 (Fig. 1) ist mit einem länglichen Kettenrad 4 fest verbunden, über welches eine Kette 5 gelegt ist, die auch über ein kreisrundes Ritzel 6 läuft. Letzteres treibt die Achse 7 des hinteren Treibrades 8 an, u. zw. mit Hilfe eines Triebwerkes 9 mit stetigem Drehsinn, welches in Fig. 2 in Gestalt eines mit der Achse 7 fest verbundenen Sperrades 9 a und einer auf dem Ritzel 6 sitzenden Klinke 9 b dargestellt ist. Infolge der Zwischenschaltung dieses Triebwerkes 9 zwischen dem länglichen Kettenrad 4 und der hinteren Achse 7, ist es möglich, die Pedale mit einer wesentlich gleichbleibenden Winkelgeschwindigkeit umlaufen zu lassen, welche der geringsten Winkelgeschwindigkeit, d. h. derjenigen des grössten Halbmessers des länglichen Kettenrades, entspricht.
Um der angewandten Triebkraft die grösste Wirksamkeit zu sichern, werden die Tretkurbeln 3 hinter dem kleinsten Halbmesser 4 a des Kettenrades 4 befestigt (Fig. 2), mit welchem sie einen unver- änderlichen Winkel von etwa 30 bis 450 bilden, beispielsweise 360 im Falle eines Rades mit fünf Befestigungspunkten 18 (Fig. 4 und 5). Die Anwendung der höchsten Triebkraft stimmt infolgedessen mit dem Antrieb der Kette durch den dem grössten Halbmesser 4 b des Kettenrades entsprechenden Teil der Zahnung überein.
Zum Regeln der Spannung der Kette 5 dient eine Vorrichtung mit einem festen Punkt 10 (Fig. 3), dessen Lage folgendermassen bestimmt wird : Fig. 3 zeigt, voll ausgezogen, die Lage des Kettenrades 4 mit seinem grössten Durchmesser 4 g-4 h in lotrechter Stellung und, in punktierten Linien, die Lage desselben Rades, wenn sein kleinster Durchmesser 4 j-4 Je lotrecht steht. Da der Abstand 6 b-4 g grösser ist als der Abstand 6 b-4 j, so wird der Unterschied dadurch ausgeglichen, dass der Punkt 10 so gewählt wird, dass der Abstand 10-4 k grösser ist als der Abstand 10-4 h, und dass die Unterschiede
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Wenn diese Gleichheit in der Praxis für die beiden dargestellten Stellungen des Kettenrades 4 erreicht ist, so gilt dies auch im wesentlichen für alle Zwischenstellungen des Kettenrades.
Diesen Bedingungen wird entsprochen, wenn der Punkt 10 auf der geraden Linie 11-12 liegt, deren Punkt 11 auf der durch den Mittelpunkt 6 d des Ritzels 6 gehenden Lotrechten liegt, u. zw. in einer Entfernung unterhalb des höchsten Punktes 6 b des Ritzels, die gleich ist dem mittleren Durchmesser (halbe Summe des grössten und des kleinsten Durchmessers) des Kettenrades 4 ; der Punkt 12 liegt in gleicher Entfernung von den Punkten 4 hund 4 Je, d. h. auf der durch den Mittelpunkt 4 m des Kettenrades 4 gehenden Lotrechten, u. zw. in einer Entfernung, unterhalb dieses Mittelpunktes, welche dem mittleren Halbmesser des Kettenrades gleicht.
In der Praxis besteht die Kettenführung 10 vorteilhaft aus einem kleinen Ritzel, das von einem elastischen Stab 19 getragen wird, welcher am Rahmen des Fahrrades, annähernd in der Mitte zwischen dem Kettenrad 4 und dem Ritzel 6 angebracht ist.
Das in Fig. 4 dargestellte Kettenrad 4 weist einen Umriss auf, der aus zwei durch kurze gerade Strecken 15, 16 miteinander verbundenen Halbkreisen 13, 14 zusammengesetzt ist. Wenn der Abstand zwischen den Mittelpunkten 13 a, 14 a der beiden Halbkreise einen Zoll beträgt, so kann jeder der geradlinigen Teile 15, 16 je einen Zahn tragen, der in derselben Weise hergestellt ist, wie die beispielsweise zwölf um je einen Zoll voneinander abstehenden Zähne eines jeden der Halbkreise 13, 14.
Anstatt streng geradlinig zu sein, können die Teile 15, 16 auch annähernd geradlinig gestaltet werden. Sie können auch ohne Zähne gelassen werden, da die Kette stets mit mindestens einem der benachbarten Zähne 13 b, 14 b in Eingriff steht.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind die Halbkreise 13, 14 mit um je einen halben Zoll voneinander abstehenden Zähnen versehen, die Mittelpunkte 13 a, 14 a sind aber, wie im vorherigen Beispiel,
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werden ; in diesem Falle können ihre Zähne, wie diejenigen des Kettenrades nach Fig. 4, mit demselben Werkzeug hergestellt werden, wie die Zähne der Halbkreise,
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In den Kettenrädern gemäss den Fig. 4 und 5 betragen die Verhältnisse zwischen dem kleinsten und dem grössten Halbmesser 88. 5% bzw. 86-4%. Ein Verhältnis dieser Grössenordnung ist für den Wirkungsgrad der Übertragung besonders vorteilhaft und beeinträchtigt nicht den üblichen Rhythmus des Pedaltritts.
Einem etwaigen Verwinden der Kettenräder wird durch eine kreisrunde, zur Achse ± se 4 d des Kettenrades konzentrische und die Zahnung am Ende des kleinsten Halbmessers berührende Rippe 17 vorgebeugt. Die baulichen Einzelheiten der nur beispielsweise beschriebenen Vorrichtung können selbstverständlich Änderungen erfahren, ohne das hiedurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Fahrrad, bei welchem die Bewegung des Tretwerkes an das hintere Treibrad mittels einer Übertragung mit länglichem Kettenrad übermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein an sich bekanntes Triebwerk (9) mit stetigem Drehsinn in die Übertragung mit länglichem Kettenrad (4) zwischen dem Tretwerk und dem hinteren Treibrad (8) eingeschaltet ist.