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Mit einem in das angetriebene Rad eines Fahrrades eingebauten Motor vereinigte und von diesem angetriebene Freilaufbremsnabe, vorzugsweise mit Rilektrittbremse.
Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einem in das getriebene Fahrzeugrad eingebauten Motor vereinigte und von diesem angetriebene Freilaufnabe mit Rücktrittbremse, bei der das Rückdrehmoment des Motors durch ein federndes Zwischenglied auf einen Schenkel der Rahmengabel übertragen wird.
Bei dem bekannten Fahrradhilfsmotor dieser Art besteht das zum Übertragen des Rückwirkungs- momentes seiner Antriebskraft auf den Rahmen und zum Dämpfen der Schwingungen des Motorblockes um die Nabe dienende federnde Zwischenglied aus einer Dämpfungsfeder, die einerseits mit dem Motorblock und anderseits durch einen Bolzen mit dem Fahrradrahmen verbunden ist.
Es hat sich herausgestellt, dass bei dieser bekannten Anordnung durch die stossende Arbeitsweise des verwendeten Einzylindermotors immer noch verhältnismässig starke Stösse und Erschütterungen auf den Fahrradrahmen übertragen werden und somit der durch diese Federaufhängung erstrebte Kräfteausgleich nicht möglich ist. Eine derartige Anordnung verbürgt im übrigen auch, insbesondere bei unsachgemässer Bedienung des Motors durch Laien, wie das der grösste Teil der Benutzer von Fahrrädern ist, keine genügende Sicherheit gegen Bruch oder Verformungen des mit der Dämpfungsfeder verbundenen Rahmenrohres. Weiter bedingt die Anordnung des federnden Zwischengliedes aussen am Motorblock eine hinreichend starke Ausbildung des Motor-bzw.
Getriebegehäuses, da die zu übertragenden Kräfte zunächst vom Gehäuse aufgenommen werden müssen. Die hier in Betracht kommenden Hilfsmotoren für Fahrräder werden zumeist in Leichtmetall ausgeführt, um das Gewicht möglichst niedrig zu halten ; eine Gewichtsersparnis bedeutet hier neben einer Materialersparnis einen nicht unwesentlichen Vorteil. Die aussen angeordnete Dämpfungsfeder ist ferner den Witterungseinflüssen und der Verschmutzung ausgesetzt, wodurch die Lebensdauer und das sichere Arbeiten derselben beeinträchtigt wird.
Die Erfindung berücksichtigt diese Umstände und schafft eine praktisch einwandfrei arbeitende, besonders vorteilhafte Lösung der Aufgabe des unmittelbaren Antriebes einer Freilaufbremsnabe durch einen drehbar auf der Hinterradachse gelagerten Fahrradhilfsmotor, dessen Rückdrehmoment mittels eines federnden Zwischengliedes auf einen Schenkel der Rahmengabel übertragen wird.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass das Motorrückdrehmoment über Federglieder auf ein Glied übertragen wird, welches mit einem durch den Bremsarm gegen Verdrehung gesicherten Teil der Freilaufbremsnabe undrehbar verbunden ist.
Infolge dieser Anordnung wird das Motorrüekdrehmoment vom Motor-bzw. Getriebegehäuse nicht unmittelbar auf den Fahrradrahmen übertragen, sondern über die Freilaufbremsnabe, wodurch günstigerer Kräfteausgleich erfolgt. Im Normalfall kann das Rückdrehmoment nunmehr in einfacher Weise über den Bremsarm auf den Rahmen übertragen werden. Der Rahmen wird durch die erfindungsgemässe Anordnung des Federgliedes ganz beträchtlich gegenüber der vorgeschlagenen bekannten Anordnung entlastet. Erschütterungen des Rahmens sind dabei in weitgehendem Masse beseitigt.
Bei unsachgemässer Bedienung des Motors, d. h. einem plötzlichen Bremsen ohne Drosselung der Gaszufuhr oder ohne Ausrückung der Kupplung, wird in derartigen Sonderfällen das Motorrückdrehmoment in sicherer Weise ohne Rückwirkung auf den Fahrzeugrahmen von den Bremsglieder der Nabe aufgenommen, d. h. es werden die vom Motorrückdrehmoment ausgeübten Kräfte in bezug auf den Rahmen aufgehoben. Die Gefahr einer Verformung oder gar eines Bruches des Rahmens ist damit ausgeschlossen.
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Das dem Bremsmoment entgegengerichtete MotoiTüekdrehmoment beeinflusst zwar das Bremsmoment entsprechend in seiner Wirkung im Sinne einer Verringerung, doch ist das hier praktisch ohne Bedeutung, da die wirksame Bremsleistung an einer Freilaufbremsnabe auch unter Berücksichtigung dieser Verringerung stets in genügender Weise ausgeübt werden kann, weil einerseits das Übersetzungsverhältnis zwischen der Tretkurbel und dem Bremsglied der Nabe ohne weiteres ausreichend gewählt werden kann und anderseits an der Tretkurbel ein beliebiger Weg zur Verfügung steht.
Die erfindungsgemässe Anordnung des Gliedes, auf welches das Motorrückdrehmoment über Federglieder übertragen wird, bei der die Angriffsstelle dieses Gliedes ohne weiteres zwischen der Nabe und der Übertragungsstelle der Antriebskraft auf dem Nabenkörper angeordnet werden kann, hat gegenüber dem eingangs erwähnten, vorbekannten Konstruktionsvorschlag den weiteren Vorteil, dass der Motorblock eine wesentlich geringere Verstärkung zur Übertragung der vom Motorrückdreh- moment herrührenden Kräfte erfordert. Die durch die Erfindung geschaffene Vereinigung des Federgliedes mit der Bremsnabe ergibt mithin im Hinblick auf den bekannten Vorschlag auch eine Gewichtsersparnis.
Die Erfindung ermöglicht ferner eine räumlich günstige Anordnung der verschiedenen Teile und insbesondere auch der Federorgane, welche gekapselt innerhalb des Motor-bzw. Getriebegehäuses liegen. Die so geschützten Federorgane bedürfen daher keiner besonderen Pflege.
Die Freilaufnabe nach der Erfindung kann demgemäss z. B. derart ausgebildet werden, dass die mit dem festgestellten Teil der Bremse, z. B. dem Lagerkonus, verbundenen, durch den Schlitz der Rahmengabel geführten Kraftübertragungsorgane aus Zapfen bestehen, die in Ausnehmungen des Bremsarmes eingreifen, und dass das Glied zur Aufnahme des Motorrüekdrehmomentes aus einem, mit einem unter Zwischenschaltung von Federn das Motor-bzw. Getriebegehäuse federnd abstützenden Hebel versehenen, den Lagerkonus zweckmässig glockenförmig übergreifenden Tragekörper besteht, welcher mit Ausnehmungen versehen ist, durch die die genannten Zapfen zur Verbindung des Tragekörpers mit dem Lagerkonus der Nabe hindurchgesteekt sind.
Die eingekapselte Anordnung aller beweglichen Glieder trägt weiter auch zu einer Geräuschdämpfung bei. Zur Abfederung des mit dem Motorrückdrehmoment belasteten Gliedes werden bei einer vorzugsweisen Ausführung Schraubenfedern verwendet, welche am Ende des erwähnten Hebels an gegenüberliegenden Seiten angreifen und zum Schutz gegen bleibende Verformung auf einem sogenannten Federkreuz sitzen, das die Zusammendrückung der Federn begrenzt. Dieses Federkreuz
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gedämpft werden.
Auf den das Motorrüekdrehmoment aufnehmenden Hebel können gemäss der Erfindung Hilfsvorrichtungen einwirken, die durch Widerstände, Puffer od. dgl. die Drehbewegung des Hebels zu- sätzlieh, vorzugsweise mit progressiver Wirkung, dämpfen.
Die Erfindung gestattet trotz der gedrängten Bauart des Gesamtaggregates eine leichte Unter-
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äussere Einflüsse völlig geschützt angeordnet sind.
Sofern eine solche Hilfsvomchtung z. B. aus einer gleichwirkend mit der ederung angeordneten mechanischen Reibungsdämpfvorriehtung besteht, venirsachen die Reibscheiben im Betrieb leicht ein starkes Pfeifgeräuseh, welches gleichfalls durch die gekapselte Anordnung wirksam gedämpft wird.
Die Freilaufnabe nach der Erfindung ermöglicht schliesslich noch, dass der einerends mit dem Rahmen verbundene, die erwähnten Zapfen leicht lösbar übergreifende Bremsarm an seinem freien Ende als Kettenspanner ausgebildet wird. Das ist insofern von besonderem Vorteil, als ein Nachspannen der Kette erfolgen kann, ohne dass im Gegensatz zu dem eingangs erwähnten bekannten Vorschlag der Anlenkung der Dämpfungsfeder an den Rahmen irgendwelche Glieder vom Rahmen, abgesehen von einem geringen Lösen der Achsmuttern, gelöst werden müssen.
In der Zeichnung ist die erfindungsgemässe Anordnung der Triebradnabe mit Freilauf und Rücktrittbremse und mit Dämpfungsvorrichtung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Fig. 1 ist ein waagerechter Axialschnitt der Freilaufnabe mit Bremse mit dem auf ihr relativ drehbaren Getriebegehäuse des im Fahrzeugrad eingebauten Antriebsmotors. Fig. 2 stellt die innere Ansicht des Deckels des Getriebegehäuses mit einem Schnitt durch einen Lagerkonus und die Radaehse dar. Fig. 3 zeigt die Ansieht des Befestigungshebels der gegen Drehung zu sichernden Teile in seiner Stellung zur Rahmengabel und zur Nabe. Fig. 4 ist die Draufsicht und teilweise ein Schnitt des Eingriffs dieses Hebels mit den Befestigungsteilen.
Fig. 5 zeigt die Draufsicht auf eine ähnliche Ausführung, bei der der Hebel gleichzeitig als Kettenspannvorriehtung ausgeführt ist. Fig. 6 veranschaulicht schematisch die Einrichtung zur Abfederung der rückwirkenden Momente und entspricht ungefähr der Fig. 2. Die Fig. 7 bis 9 zeigen in schematischer Darstellung Hilfsvorkehrungen mit progressivem Dämpfungscharakter, die in Verbindung mit der Abfederung angewendet werden können.
In dem Axialschnitt nach Fig. 1 ist eine bekannte Konstruktion einer Freilaufnabe mit Riiektrittbremse dargestellt, bei der auf der Radachse 11 ein Antriebskörper 12 gelagert ist, der das Kettenrad 13 für den Tretkurbelantrieb trägt. Die Freilaufkupplung besteht aus einer auf dem Antreiber versehraubbaren Kupplungsmuffe M, während die Bremse von einem hülsenförmigen Körper 15 ge-
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bildet wird, der von einem verschiebbaren Spreizkegel 16 und einem feststehenden Spreizkörper 17 gespreizt werden kann. Mit dem zuletzt genannten Spreizkörper ist die Bremshülse 15 undrehbar verbunden. Diese Anordnung liegt in der Nabenbüchse 18, die auf den Teilen 12 und 17 mittels Kugellager drehbar ist.
Mit der Nabenbüchse 18 ist ein schüsselförmiger Träger 19 gegen Relativdrehung mittelbar fest verbunden, in dessen äusserem Rand in Durchbrechungen 20 die Speichen des Rades eingesetzt werden. Auf der Nabenbüehse 18 ist ferner ein Zahnrad 21 starr befestigt, das mit andern Zahnrädern und Kupplungen das nur teilweise dargestellte Wechselgetriebe bildet, mittels dessen der Antrieb von dem nicht gezeichneten Motor auf die Nabenbüchse. M und damit auf das Triebrad übertragen wird.
Dieses Wechselgetriebe ist in dem mit dem Motor fest verbundenen, auf der Nabenbüchse drehbaren Getriebegehäuse 22 eingebaut.
Bei einer solchen Anordnung muss das Rüekwirkungsmoment des Antriebes vom Motorblock auf den Fahrzeugrahmen übertragen werden. Zu diesem Zwecke erstreckt sich von einem glockeförmigen, auf dem Lager- und Spreizkörper 11 starr befestigten Tragekörper 25 ein Hebel 26 in das Getriebegehäuse, wo er in beiden Drehrichtungen durch Federn 27 abgestützt wird (Fig. 1 und 2).
Auf diese Weise werden die Schwingungen des Motorblocks und das Rückwirkungsmoment des Antriebes durch die Teile 27, 26 und 25 auf den Körper 17 übertragen, der seinerseits mit dem Rahmen undrehbar verbunden ist. Die Verbindung des Lagerkegels mit dem Rahmen wird in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel durch von dem Lagerkegel 17 naeh aussen ragende zapfenförmige Vorsprünge 28, auf die der glockenförmige Tragekörper 25 mittels eines annährend waagrecht verlaufenden, in seiner Höhe den
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gehalten wird, hergestellt, während die undrehbare Sicherung des Lagerkegels am Fahrzeugrahmen durch die gleichen durch den Schlitz des Hintergabelendes. 34 hindurch und in einen Schlitz des das Drehmoment weiter übertragenden Armes :
11 ragenden Vorsprünge 28 stattfindet. Der Bremsarm M ist durch eine Achsmutter 32 nebst den übrigen Teilen auf der Achse 11 festgeklemmt ; sein freies Ende umfasst mit einer Klaue 3. 3 ein Rahmenrohr R.
Diese Befestigungsanordnung bietet in verschiedener Hinsicht Vorteile. Der Bremsarm 31 hat bei dieser Anordnung nicht nur das Bremsmoment beim Rückwärtstreten, sondern auch das Rückwirkungsmoment des Antriebes auf den Fahrzeugrahmen R zu übertragen. Aus räumlichen Gründen ist es oft nicht möglich, diesen Hebel unmittelbar an dem Lagerkonus innerhalb der Hintergabel unterzubringen. Die gezeigte Anordnung sieht deshalb die Anbringung des Hebels ausserhalb der Hintergabel vor und wendet hiezu kräftige Zapfen 28 an, die sämtliche mit dem Lagerkegel zu verbindenden Teile durchsetzen. Bei dieser Anordnung ist es sehr einfach, das Hinterrad herauszunehmen, weil
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und die Achse 11 ausgeführt sein, wie in den Fig. 3 und 4 veranschaulicht ist.
Ferner kann zur besseren Sicherung des Tragekörpers 25 auf dem Lagerkegel 17 die übliche Achsmutter. 30 nebst einer Sicherungscheibe dienen und es kann, wie in Fig. 2 mit gestrichelten Linien dargestellt ist, der Tragekörper 25 ausserdem durch Schrauben 35 an dem Lagerkegel angeschraubt sein.
Fig. 5 veranschaulicht auch die Verlängerung des Kopfes des Bremsarmes 31 zur Benutzung dieses Teils als Kettenspannvorriehtung. Fig. 6 zeigt schematisch die Anordnung des Motors in bezug auf die Nabe und die Abfederungsvorrichtung nach Fig. 2.
In den Fig. 7 bis 9 ist die Anwendung einer Hilfsvorrichtung mit progressivem Dämpfungscharakter zur Unterstützung der Abfederung dargestellt. Fig. 7 veranschaulicht eine Reibvorrichtung zwischen dem federnd belasteten Hebel 26 und dem in begrenztem Masse schwenkbaren Getriebegehäuse 22. Hier ist ausser den beiden Federn 27 am Ende des Hebels ein Bügel 40 vorgesehen, der gegen eine federnd angedrückte Reibfläche wirkt. Fig. 8 stellt die Abfederung in Verbindung mit einem Luftpuffer dar ; statt dessen kann aber auch ein Flüssigkeitspuffer mit Ausgleichsraum angewendet werden. Fig. 9 zeigt eine Vorrichtung, ähnlich wie Fig. 7, bei der ein auf der Seitenfläche des Hebels 26 angeordneter federnd gestützter Reibkörper 48 an einer vertieften Stelle, z.
B. der Wand des Getriebegehäuses 22 anliegt und bei der Schwingung des Gehäuses an diesem entlang bewegt wird.
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können vielmehr Abänderungen in verschiedener Beziehung verwendbar sein. Beispielsweise kann die Verbindung zwischen dem Lagerkegel und dem Übertragungsarm mit andern Vorkehrungen erhalten werden. Der Motoreinbau ist ferner in Verbindung mit einer andern Freilaufbremsnabe ausführbar.
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