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Wechselgetriebe für Fahrräder u. dgl.
Die Erfindung betrifft ein auf der Hinterradaehse angeordnetes Wechselgetriebe für Fahrräder u. dgl., durch welches ermöglicht werden soll, das Übersetzungsverhältnis zwischen Tretkurbel und Hinterrad je nach der geforderten Leistung und Geschwindigkeit innerhalb gewisser Grenzen abzu- ändern.
Es gibt eine Reihe von Ausführungen, durch welche das Übersetzungsverhältnis der aufzuwendenden Kraft angepasst wird. Man hat auch schon selbsttätig arbeitende Stellvorrichtungen eingebaut, die die Übersetzung verändern, also den Gangwechsel vornehmen, je nach der Kraft, mit welcher der Radfahrer die Tretkurbel betätigt. Erwünscht ist aber eine Anpassung der Umstellung an die jeweilige Geschwindigkeit des Rades, wobei man zweckmässig die Anpassung einstellbar macht, so dass je nach der Körperkraft des Radfahrers der Gangwechsel früher oder später vorgenommen wird, wobei weiter der selbsttätige Gangwechsel ganz ausgeschaltet werden kann, wenn die Verhältnisse es erfordern und dann entweder die grosse oder die kleine Übersetzung dauernd eingeschaltet bleibt.
Die Selbsttätigkeit in Anpassung an die Geschwindigkeit des Rades kann durch einen Zentrifugalregler erreicht werden, wie dies auch schon bei einer früheren Ausführungsform bekannt geworden ist.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, dass nur dann das Wechselgetriebe wirklich gut arbeiten kann, wenn das Getriebe aus den einfachsten Teilen aufgebaut und in jedem Fahrrad üblicher Art angebracht werden kann. Es sind also Hebelübertragungen, Kettenspannvorrichtungen oder gar die Anwendung mehrerer Ketten zu vermeiden. Es ist weiter bei der Anwendung des Zentrifugalreglers darauf Rücksicht zu nehmen, dass dieser nur als Schaltelement dient.
Erfindungsgemäss wird daher das Wechselgetriebe aus zwei aneinanderliegenden, mit Freilauf versehenen Radkränzen, einem Radkranz mit kleinerem und einem Radkranz mit grösserem Durchmesser gebildet, die exzentrisch so aneinanderliegen und deren Zähne so gestaltet sind, dass die Zähne beider Räder von denselben Gliedern der Antriebskette gefasst werden, wobei der grosse Zahnkranz wie bei den gebräuchlichen Ausführungen über den Freilauf das Hinterrad antreibt, während der kleinere nur dann in Tätigkeit tritt, wenn sein Freilauf durch eine selbsttätig bei einer einstellbaren Geschwindigkeit sich schaltende Kupplung mit der Nabe verbunden wird. Die exzentrische Verbindung der beiden aneinanderliegenden Zahnkränze erfolgt durch eine Kreuzkupplung, deren Reibung durch Einbau von Rollen in die Nuten verringert werden kann.
Als Kupplung zwischen dem kleinen Zahnkranz und der Nabe dient eine Klinke, welche unter der Wirkung einer Schwungmasse entgegen einer Feder mit einstellbarer Spannung eingeschaltet wird. Die Schwungmasse kann festklemmbar sein, so dass alsdann der Gangwechsel bei Überschreiten der eingestellten Geschwindigkeit unterbleibt. Die Anordnung wird zweckmässig so getroffen, dass die Regelvorrichtung an einer Speiche des Hinterrades angebracht wird und dann eine Stange auf die Kupplungsklinke arbeitet, die als Sperrklinke nur in der Laufrichtung wirksam ist.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch die Zahnkränze und die Kreuzkupplung, Fig. 2 ist ein Schaubild der Teile nach Fig. 1 in auseinandergezogener Stellung, Fig. 3 veranschaulicht einen Grundriss des Getriebes mit den angeschlossenen Teilen des Fahrrades, Fig. 4 stellt einen Schnitt durch die selbsttätige Schaltvorrichtung dar und Fig. 5 ist ein Sehaubild der Anordnung des Getriebes mit Sehaltvorrichtung mit einem Ausschnitt des Hinterrades.
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Mit der Hinterradnabe wird der innere Laufring 1 des kleinen Kranzrades 2 fest verbunden.
Auf dem Laufring kann sich das Kranzrad 2 über den Kugelringen 3, 4 frei drehen. Die Verbindung zwischen Kranzrad 2 und Laufring 1 und so mit der Hinterradnabe erfolgt durch eine nur in der Laufrichtung wirksame Klinke 5, welche um Zapfen 6 drehbar ist und durch Zug am Hebel in die Klinkenverzahnung im Innern des Kranzrades 2 einfällt. Auf dem Laufring befinden sich zwei Keile 8 und 8'.
Die Verbindung zwischen dem Laufring 1 und dem grossen Kranzrad wird durch eine Kreuzkupplung 9 ermöglicht, die als Ringscheibe ausgebildet ist und auf beiden Seiten mit Nuten versehen ist, wobei die Nuten der einen Seite die der andern Seite im rechten Winkel kreuzen. Die Keile 8 und 8'legen sich in die Nuten 10 der einen Seite, während die Nuten 10'der andern Seite zur Aufnahme entsprechender Keile 18 am Laufring 15 des grossen Kranzrades 12 dienen. Die Nutenreibung in der Kreuzkupplungsscheibe kann durch die Rollen 21'vermindert werden.
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mit der gewöhnlichen Freilaufeinrichtung mit dem Laufring 15 in Verbindung.
Der Laufring 15 seinerseits läuft mit Kugelringen 16, 17 auf dem Exzenter 19, das in solcher Stellung am Fahrradrahmen unbeweglich sitzt, dass die Zahnkränze der Kranzräder 2 und 12 mit ihren Teilkreisen sich dort berühren, wo die Kette an den Zahnkränzen angreift. Die Stärke der Zähne 20 und 22 der Zahnkränze 2 und 12 ist so gewählt, dass ein Kettenglied einer normalen Fahrradkette über beide aneinanderliegenden Zahnkränze in der Breite hinwegreicht.
Wird nunmehr die Kurbel des Fahrrades gedreht, dann bewegt diese die beiden Kranzräder 2 und 12. Während das Kranzrad 2 sich frei auf dem Laufring 1 dreht, ist das Kranzrad 12 zunächst mit dem Laufring 15 gekuppelt, da der Freilauf nur in Tätigkeit tritt, wenn der Laufring 15 eine grössere Drehgeschwindigkeit besitzt als das zugehörige Kranzrad. Durch die Kreuzkupplung überträgt sich die Drehung von Kranzrad 12 und Laufring 15 auf den Laufring 1 und damit auf die Nabe des Hinterrades.
Soll jetzt die Übersetzung umgeschaltet werden, dann wird durch Zug am Hebel 7 die Klinke 5 in die Innenverzahnung des kleinen Kranzrades 8 eingedrückt, wodurch sieh dann der Laufring 1 mit grösserer Geschwindigkeit zu drehen anfängt. Die grössere Drehgeschwindigkeit überträgt sich durch die Kreuzkupplung auch auf den Laufring 15, so dass der Freilauf zwischen Laufring 15 und dem grossen Kranzrad 12 zur Wirkung kommt und das Kranzrad 12 nur noch lose mitläuft.
Damit die Umschaltung selbsttätig erfolgt, befindet sich am Hebel 7 die Stange 24, welche zu einer Schwungmasse 25 führt, die in einer Hülse 27 gelagert ist, welche an einer Speiche 28 des Hinterrades mittels der Verschraubungen 32 und 32'befestigt wird. Die Schwungmasse 25 wird durch eine Feder 26 festgehalten, deren Spannung durch eine Druckschraube 29 mit Gegenmutter 11 eingestellt werden kann. Infolgedessen wird die Schwungmasse mittels der Stange 24 die Klinkenkupplung zwischen dem Laufring 1 und dem kleinen Kranzrad 2 einschalten, sobald die Drehgesehwindigkeit des Hinterrades gross genug geworden ist, dass die Schwungkraft der Masse 25 die Spannung der Feder 26 überwindet.
Die Einstellung kann je nach den Körperkräften des Fahrers erfolgen, so dass ein kräftiger Fahrer die selbsttätige Umschaltung schon bei geringer Geschwindigkeit zur Wirkung kommen lassen wird, während ein weniger kräftiger Fahrer die Feder stärker spannt, damit die Umschaltung auf den schnellen Gang nicht zu früh erfolgt.
Damit der Fahrer in der Lage ist, die selbsttätige Umschaltung vollständig auszuschalten, ist in der Hülse 27 die Klemmschraube 30 angebracht, mit welcher die Schwungmasse 25 in jeder der Endlagen festgeklemmt werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Auf der Hinterradachse angeordnetes Wechselgetriebe für Fahrräder u. dgl., bei dem die selbsttätige Änderung des Übersetzungsverhältnisses durch eine entgegen einer Feder unter dem Einfluss der Fliehkraft verschiebbare Masse erfolgt, gekennzeichnet durch zwei verschieden grosse Zahn-
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einander verbunden sind, dass ihre Teilkreis sich auf einem Teil des Umfanges berühren, und die so dicht nebeneinander liegen, dass ihre Zähne gleichzeitig von denselben Gliedern der Antriebskette (21) umfasst werden, wobei der grosse Zahnkranz (12) über den Freilauf das Hinterrad antreibt, während der kleinere Zahnkranz (2) durch eine schaltbare Kupplung über seinen Freilauf mit der Nabe verbunden ist.