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Geschwindigkeitswechselgetriebe, insbesondere für Fahrräder.
Es sind bereits Geschwindigkeitswechselgetriebe für Fahrräder bekannt, bei welchen durch Rückwärtsdrehen der Tretkurbeln das Übersetzungsverhältnis zwischen Kurbelwelle und Kettenrad geändert werden kann. Dabei ist gewöhnlich für jeden Wechsel ein ständig in Eingriff stehendes Räderpaar vorgesehen,, dessen eines Rad auf der Tretkurbelwelle und das andere auf einer Vorgelegewelle angeordnet ist. Die Räder der Vorgelegewelle sind miteinander fest verbunden. Zum Wechseln des Übersetzungsverhältnisses sind in radialen Bohrungen der Tretkurbelwelle untergebrachte federbelastete Klinken vorgesehen, welche von einer in einer axialen Bohrung dieser Welle angeordneten Daumenwelle beim Rückwärtstreten in oder ausser Eingriff mit einem der auf der Kurbelwelle sitzenden Wechselräder gebracht werden.
Diese Vorrichtungen weisen verschiedene Mängel auf. So ist z. B. bei drei vorgesehenen Geschwindigkeitsstufen ein unmittelbarer Wechsel von beispielsweise der ersten auf die dritte nicht möglich. Es ist unumgänglich, zuerst die dazwischenliegende, zweite Geschwindigkeitsstufe ein-
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schwindigkeitswechselgetriebe ist ferner derart, dass die den Wechsel herbeiführenden Klinken oft nur zur Hälfte in Eingriff mit den ihnen zugeordneten Wechselrädern gebracht werden und bis zum nächsten Wechsel in dieser Stellung arbeiten. Sie werden deshalb überbeansprucht und brechen oft. Auch bei der Tretkurbelwelle sind zufolge der durch die zahlreichen Quer-und Längsbohrungen bedingten Schwächung Brüche nicht selten.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Geschwindigkeitswechselgetriebe der erwähnten Art, welches jedoch die genannten Nachteile nicht aufweist. Es ermöglicht ein unmittelbares Einschalten der gewünschten Geschwindigkeit durch einmaliges Rückwärtsdrehen der Tretkurbelwelle, wobei eine oder mehrere Geschwindigkeitsstufen übersprungen werden können. Die Form der Klinken und ihre Anordnung auf der Kurbelwelle sind derart gewählt, dass letztere keine Bohrungen mehr aufweist und die in Wirkung tretenden Klinken stets in vollkommenen Eingriff mit ihren zugehörigen Wechselrädern gelangen.
Das erfindungsgemässe Geschwindigkeitswechselgetriebe zeichnet sich dadurch aus, dass die genannten Klinken je zwei vollständig in die Tretkurbelwelle versenkbare Daumen aufweisen, welche auf einer gemeinsamen, in einer Längsnut dieser Welle gelagerten Achse sitzen und von denen der eine mit einem ihm zugeordneten, drehbar auf der Tretkurbelwelle angeordneten Wechselrad zusammenarbeitet, während der andere mit einer Umschaltscheibe in Wirkungsverbindung steht, welche beim Rückwärtsdrehen der Tretkurbelwelle die Klinken nacheinander in und ausser Eingriff mit den ihnen zugeordneten Wechselrädern bringt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Getriebe, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie in-il in Fig. 1, Fig. 3 einen der Fig. 2 ähnlichen Querschnitt mit den dargestellten Teilen in einer andern Stellung und Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 1.
Das dargestellte Geschwindigkeitswechselgetriebe ist für drei Geschwindigkeitsstufen eingerichtet. Mit 1 ist die Tretkurbelwelle bezeichnet, 2 sind die fest mit ihr verbundenen Tretkurbeln und 3, 4 und 5 drehbar auf dieser angeordnete, den vorgesehenen Geschwindigkeiten entsprechende Zahnräder. Letztere stehen in ständigem Eingriff mit Zahnkränzen 7 a, 7 b, 7 c eines auf einer Vorgelegewelle 8 angeordneten Zwischenrades 7. Die Kurbelwelle ist einerseits in einem Kugellager 21
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Kugellager 22. Beide Kugellager 21 und 22 sind in Schilden 24 und 25 gefasst. Ein Mantel 23 schliesst das Getriebe nach aussen ab. Schilde und Mantel werden durch Schrauben 26 zusammengehalten.
Regelmässig über den Umfang der Kurbelwelle verteilt sind drei Mitnehmerklinken, von denen jede zwei auf einer gemeinsamen Achse 9 c, 10 c, 11 c sitzende Daumen 9 a-9 b, 10 a-10 b, 11 a-11 b aufweist. Die Achsen 9 c, 10 c, 11 c liegen in parallelen Längsnuten der Tretkurbelwelle und sind einerseits in einem Bund 19 der letzteren und einem auf dieser aufgezogenen Ring 20 gelagert. Die b-Daumen sind alle in einer lotrecht zur Tretkurbelwelle stehenden Ebene angeordnet, während je ein a-Daumen gegenüber einem der Zahnräder 3, 4 und 5 liegt, der Daumen 9 a gegenüber dem Rad 3, der Daumen 10 a gegenüber dem Rad 4 und der Daumen 11 a gegenüber dem Rad 5.
Sämtliche Daumen sind in Ausnehmungen 1 b der Tretkurbelwelle versenkbar, Die a-Daumen können in noch zu beschreibender Weise mit den Zahnrädern 3, 4 und 5 wechselweise in und ausser Eingriff gebracht werden, um über diese Räder und die entsprechenden Zahnkränze des Zwischenrades 7 eine Antriebsverbindung mit variablem Übersetzungsverhältnis zwischen Tretkurbelwelle und Kettenrad 6 zu ermöglichen. Die genannten Zahnräder besitzen zu diesem Zwecke sechs regelmässig über den Umfang der Räderbohrung verteilte, mit den a-Daumen zusammenarbeitende Ausschnitte 3 a, 4 a, 5 a.
Die b-Daumen stehen unter dem Einfluss von Federn 13, welche das Bestreben haben, erstere aus den Ausnehmungen 1 b der Kurbelwelle herauszustossen. Über den b-Daumen ist auf der Kurbelwelle eine Umschaltscheibe 12 drehbar angeordnet, welche einen an ihre Bohrung angrenzenden kurvenförmigen Ausschnitt 12 c aufweist, welcher am einen Ende allmählich in die Bohrung übergeht und am andern Ende mit dieser einen Absatz 12 d bildet, Der Ausschnitt 72 c der Scheibe ermöglicht das Herausstossen eines b-Daumens, wenn sie sich gegenüber einem derselben befindet. Er ist so beschaffen, dass nicht mehr als ein b-Daumen auf einmal aus den entsprechenden Ausnehmungen1 b herausgestossen werden kann.
Die Umschaltscheibe 12 weist zwei in verschiedenen Ebenen liegende, miteinander verstiftete Zackenkränze 12 a und 12 b auf, deren Zacken gegeneinandergerichtet sind.
Auf der Vorgelegewelle 8 ist eine Rückhaltescheibe 14 angeordnet, welche einen federbeinflussten, auf dem Zackenkranz 12 a aufliegenden Sperrzahn 15 trägt und bis zum Anschlag mit den Schrauben 16 und 17 gedreht werden kann. Die Rückhaltescheibe weist auf der einen Hälfte eine Zacke 14 a und auf der andern ein mit einer Rast 14 b versehenes Kurvenprofil auf, gegen welches sich ein federbelasteter Hebel 18 legt. Befindet sich die Rückhaltescheibe in der in Fig. 2 dargestellten Endstellung, so steht die Zacke 14 a im Bereich des Zackenkranzes 12 b der Umschaltscheibe und der Hebel 18 liegt in der Rast 14 b. In der andern, in Fig. 3 gezeigten Endlage dagegen ist die Zacke 14 a ausserhalb des Bereiches des Kranzes 12 b und der Hebel 18 aus der Rast 14 b herausgehoben.
Um die Scheibe 14 aus der ersten in die zweite Stellung zu bringen, ist eine dem Druck des Hebels 18 entsprechende Kraft erforderlich.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende : Es sei angenommen, die dem Zahnrad 4 entsprechende Mitnehmerklinke sei in Wirkung, d. h. der Daumen 10 a sei mit einem der Ausschnitte 4a in Eingriff. Dann haben der Daumen 10 b gegenüber der Umschaltscheibe und die Organe 14 und 15 die in Fig. 3 gezeigte Stellung. Das Übersetzungsverhältnis sei auf die nächstfolgende Stufe zu bringen.
Zu diesem Zwecke wird die Kurbelwelle um ein Drittel einer Umdrehung im Sinne des Pfeiles 28 zurückgedreht. Dabei wird die auf ihr sitzende Umsehaltseheibe durch Reibung mitgenommen, stösst mit einer Zacke 12 a am Sperrzahn 15 an und dreht die Rückhaltescheibe 14 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung. Die Umschaltscheibe wird infolgedessen am Weiterdrehen verhindert. Der in den Ausschnitt 12 c hineinragende Daumen 10 b gelangt aus dessen Bereich und wird von der Umschaltscheibe in die für ihn vorgesehene Aussparung der Tretkurbelwelle niedergedrückt. Dadurch wird der entsprechend Klinkendaumen 10 a ebenfalls in die ihm zugeordnete Aussparung der Kurbelwelle versenkt und so ausser Eingriff mit dem Zahnrad 4 gebracht.
An Stelle des Daumens 10 b kommt nun der ihm bei rückläufiger Drehung folgende Daumen 11 b gegenüber den Ausschnitt 12 c zu stehen und wird durch seine Feder 13 aus der für ihn vorgesehenen Aussparung der Kurbelwelle gehoben, sofern der mit ihm zusammenarbeitende Daumen 11 a in einen Ausschnitt 5 a des Zahnrades 6 einfallen kann. Ist dies nicht der Fall, so verbleibt der Daumen 11 b in seiner niedergehaltenen Lage.
Die Tretkurbelwelle wird nun wieder (im Sinne des Pfeiles 27) vorwärtsgedreht, wobei die Umschaltscheibe 12 durch die Zacke 14 a am Mitdrehen verhindert wird, weil der Hebel 18 in die
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die Rückhaltescheibe entgegen der Wirkung des Hebels 18 in die in Fig. 3 gezeigte ursprüngliche Lage zurückgeführt. Die Teilung der Einschnitte 3 a, 4 a, 6 a der auf der Tretkurbelwelle sitzenden Räder beträgt etwa die Hälfte der Bogenlänge des Ausschnittes 12 e, so dass im oben erwähnten Falle, wo nach dem Wechsel der neu aufkommende c-Daumen nicht in einen entsprechenden Ausschnitt (3 a, 4 a, 5 a) einfallen kann, dies beim anschliessenden Vorwärtstreten möglich wird.
Gelangt am Ende der Rückwärtsdrehung der Kurbelwelle die Umschaltscheibe in eine solche Stellung gegenüber den b-Daumen, dass der dem Ausschnitt 12 c gegenüberstehende Daumen von dem allmählich in die Bohrung auslaufenden Teil desselben niedergehalten wird, so wird er bei dem nun wieder einsetzenden Vorwärtsdrehen der Kurbelwelle zufolge der Feststellung der Umsehaltscheibe
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durch die Rückhaltescheibe bis zum Anschlag mit dem Absatz 12 cl gebracht, in welcher Stellung ein vollkommener Eingriff des entsprechenden a-Daumens stets möglich ist. Es ist also Vorsorge getroffen, dass in keinem Falle eine Mitnehmerklinke nicht oder nur teilweise eingreifen kann.
Will man bei der Geschwindigkeitsänderung eine Stufe überspringen, so genügt es, wie aus der Zeichnung ohne weiteres hervorgeht, die Tretkurbelwelle statt um ein Drittel um zwei Drittel rückwärts zu drehen. Dabei vollziehen sich die bereits beschriebenen Vorgänge, mit dem Unterschied, dass der der übersprungenen Stufe entsprechende b-Daumen am Ausschnitt 12 c vorbeigeführt wird, so dass er nur kurz in diesen einspringen kann, sogleich aber wieder von der Umschaltscheibe in die Ausnehmung der Kurbelwelle niedergedrückt wird. Erst dem folgenden b-Daumen wird durch Anhalten der letzteren der Eingriff in den Ausschnitt 12 c ermöglicht.
Es ist klar, dass nach der beschriebenen Bauart auch zwei-oder mehr als dreistufige Gesehwindigkeitswechselgetriebe gebaut werden können. Auch können andere Teile anders ausgeführt sein, als in der Zeichnung dargestellt ist, ohne aus dem Rahmen der Erfindung herauszutreten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Geschwindigkeitswechselgetriebe, insbesondere für Fahrräder, bei welchem die Geschwindig- keitsänderung durch Rückwärtsdrehen der Tretkurbeln erreicht wird, wobei ein mit dem Kettenrad in Verbindung stehendes Wechselgetriebe durch federbeeinflusste Klinken der Tretkurbelwelle gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinken je zwei vollständig in die Tretkurbelwelle (1) ver-
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Längsnut dieser Welle gelagerten Achse (9 c, 10 c, 11 e) sitzen, und von denen der eine mit einem ihm zugeordneten, drehbar auf der Tretkurbelwelle angeordneten Wechselrad (.
3, 4, 5) zusammenarbeitet, während der andere mit einer Umschaltseheibe (12) in Wirkungsverbindung steht, welche beim Rückwärtsdrehen der Tretkurbelwelle die Klinken nacheinander in und ausser Eingriff mit den ihnen zugeordneten Wechselrädern bringt.