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Umlaufräder-Wechselgetriebe
Die Erfindung hat zum Gegenstand ein Umlaufräder-Wechselgetriebe, das insbesondere zum Einbau in die Radnabe eines Fahrrades bestimmt ist, jedoch in seiner Anwendung nicht auf Fahrräder beschränkt ist.
Fahrrad, getriebe können im allgemeinen in zwei Klassen eingeteilt werden, nämlich in solche, bei denen mittels der Pedale eine Bremswirkung auf das treibende Rad des Fahrrades ausgeübt werden kann, und solche, bei denen dies nicht möglich ist. Bei der ersteren Klasse ist somit die Richtung des durch das Getriebe gehenden Kraftweges umkehrbar, bei letzterer Klasse hingegen nicht. In der letzteren Klasse sind ver- schiedene Mehrganggetriebe bekannt, insbesondere auch solche mit zwei Umlaufräder- sätzen. Diese Sätze können bei der einen Bauart in Serie geschaltet, u. zw. doppelt gekuppelt werden, während bei anderen Bauarten eine einzige Kupplung mit einfacher Differentialwirkung stattfindet.
Auch ist es bei solchen Getrieben bekannt, für beide Sätze einen gemeinsamen Kranz oder ein gemeinsames Sonnenrad vorzusehen, die mit Uolaufrädern mit zwei oder mehr Durchmessern in Eingriff stehen. Beispielsweise sind bei einer doppelten Kupplung beider Sätze Jas Sonnenrad und der Umlaufradträger des einen Satzes mit dem Umlaufradträger bzw. Kranz des anderen Satzes gekuppelt. Bei einer einfachen Kupplung ist z. B. das Sonnenrad des einen Satzes mit dem timiaufradträger des anderen Satzes gekuppelt.
Solche Getriebe weisen drei, vier, fünf oder mehr Gänge auf, sind auf geringem Raum zusammengebaut, haben geringes Gewicht und bieten somit reichliche
Möglichkeiten für Übersetzungsänderungen, wobei gegebenenfalls die Übersetzungen (bei Schnell- gängen) gegenüber dem direkten Gang höher sind als die Untersetzungen (bei Langsamgängen).
Anderseits weisen die Getriebe mit um- kehrbarem Kraftweg gewöhnlich bloss eine einzige Übersetzung auf. Allerdings ist es bereits bekannt, das Hinterrad eines Fahrrades beiderseits mit fixen Kettenrädern von verschiedenem Durch- messer zu versehen, so dass eine übersetzung- iinderung durch Wechsel dieser Räder erhalten werden kann. Es wurden auch Mehrgang- getriebe mit umkehrbarem Kraftweg vorge- schlagen, die zwei-und in gewissen Fällen dreiGänge aufweisen, jedoch waren in solchen Fällen bloss hohe und nuttlere Über-bzw. Untersetzungen erzielbar, ausser man erhielt eine unzulässige Erhöhung der Gesamtgrösse des Getriebes.
Durch die vorliegende Erfindung werden gewisse konstruktive Mängel und
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eines Mehrganggetriebes mit umkehrbare Kraftweg, das hiDjichdich Niedrigkeit der Übersetzung. kompakter Bauart, Festigkeit, geringem Gewicht, Leichtigkeit des Gangwechsels und in gewissen Fällen Anzahl der erzielbaren Vanationen die Vorteile der obgenannten Getriebe mit nicht umkehrbarem Kraftweg bietet. Ein solches Getriebe ist nicht nur bei Fahrrädern, sondern auch für andere umkehrbare Antriebe mit Vorteil anwendbar.
Die Erfindung betrifft ein Wechselgetriebe mit zwei nebeneinander liegenden Umlaufrädersätzen, bei dem das Antriebsorgan am Getriebeeingang wahlweise mit dem Umlaufradträger oder dem Kranz des ersten Satzes kuppelbar ist und beide Sätze hintereinander geschaltet werden oder aber der erste Satz allein in den Kraftweg geschaltet wird, während der zweite Satz leerläuft. Gemäss der Erfindung ist der Umlaufradträger des ersten
Satzes und der Kranz des zweiten Satzes ständig mit einem angetriebenen Organ am Getriebeausgang gekuppelt, während zwischen diesem Organ und dem Kranz des ersten Satzes keine Verbindung besteht.
Vorzugsweise wird be einem bekannten Ge- triebe, bei dem auf das angetriebene Organ am
Getriebeausgang eine von zwei Freilaufkupp- lungen in Form von Klinkentrieben wirkt, einer dieser Klinkentriebe weggelassen und der andere durch eine zwangsweise Verbindung ersetzt, die einen umkehrbare Antrieb ermöglicht. Durch eine solche Änderung wird zwar die Gesamtzahl der erzielbaren Geschwindigkeiten ein wenig herabgesetzt, jedoch wird dieser geringe Nachteil dadurch reichlich aufgewogen, dass für die übrigen Geschwindigkeiten die Vorteile der bekannten Konstruktionen erhalten bleiben.
Wenn hei der bekannten Konstruktion einer der Klinken- triebe zwischen dem Kranz des ersten Satzes und
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dem angetriebenen Organ, der andere Klinken- tdeb zwischen dem Umlaufradträger des ersten Satzes und dem angetriebenen Organ geschaltet ist, so erfolgt die Änderung derart, dass der Klinkentrieb des Kranzes weggelassen wird. Möglicherweise werden bei gewissen Abänderungen die erzielbaren Über-bzw. Untersetzungen nicht in jener Reihenfolge liegen, die aufeinanderfolgenden Zunahmen der Bewegung der Schaltglieder entsprechen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand im Längsschnitt beispielsweise dargestellt.
Eine zentrale, hohle Achse 1 wird durch Klemmteile 2 und 3 gegen Drehung gesichert. Am linken Ende dieser Achse ist mittels eines Kugellagers 4 der Stimteil 5 der das Getriebegehäuse bildenden Nabcnhülse 6 gelagert, deren gegenüberliegendes Ende mittels des Stirnteiles 7 und einem grösseren Kugellager 8 auf einem das Antriebskettenrad 9 a tragenden Ring 9 gelagert ist, der seinerseits mittels eines kleineren Kugellagers 10 auf dem rechten Ende der Achse 1 gelagert ist. Innerhalb des Gehäuses 6 sind zwei Umlaufrädersätze angeordnet, die der Einfachheit halber als "erster" und "zweiter" Satz be7. eichnet werden.
Der erste Satz besteht aus dem Kranz 11, den Umlauf rädern 12 und dem Sonnenrad 13, während der zweite Satz aus dem an der Innenseite des Stimteiles 5 ausgebildeten Zahnkranz 14, den Umlaufrädern 15 und dem ständig auf der Achse 1 auf gekeilten Sonnenrad 16 besteht. Der Kranz 11 wird vom inneren Ende des Ringes 9 und den Klauen 17 des Trägers 18 für die Umlaufräder 12 unterstützt. Der Träger 18 ist auf einer Hülse 19 gelagert, die mit dem Sonnenrad 13 aus einem Stück besteht oder fest verbunden ist.
Der Träger 18 besitzt einen Umfangsflansch 20, dessen Klauen mit Klauen am Ende des Stirnteiles 5 in Eingriff stehen.
Innerhalb der Hohlachse 1 ist eine Schaltstange 21 verschiebbar, die zwei Querkeile 22,23 trägt, von denen der eine 22 mit einer Hülse 24 in Verbindung steht, die eine drehbare Kupplungs- muffe fa oetätigt. Letztere kann entweder mit den Klauen 17 des Umlaufradträgers 18 oder
Klauen 26 an der Innenseite des Kranzes 11 in
Eingriff gelangen. Die Kupplungsmuffe 25 ist in ständigem Eingriff mit langen Klauen 9 h des Ringes 9. Der andere Keil 2. 1 steuert eine drehbare Hülse 27, deren äussere Klauen 28 ständig mit Klauen 13 a des Sonnenrades 13 in Eingriff stehen und wahlweise mit klauen pu
Träger 29 für die Umlauf räder 15 in Eingriff gebracht werden können.
Leere Klauen 30 der Hülse 27 können hingegen mit Klauen 31 der Achse 1 zum Stillsetzen der Hülse m Eingriff gelangen. Eine Feder 32 hält die Hülse 24, eine
Feder 33 die Hülse 27 in ihrer Ausgangsstellung.
Da die Antriebskraft auf den Stimteil 5 in beiden Richtungen wirken kann, ist er mi i : der
Nabenhülse nicht durch Einschrauben, sondern mittels Verkeilung umdrehbar verbunden.
Wenn die Schaltstange ! ; ad die Hülsen 24,27 Mch in der dargestellten Stellung befinden, geht der Kraft-elm vom Ring 9 zum Umlaufradträger 18 und von diesem über die Klauen des Flansches 20 direkt zur Nabenhülse 6. Der Kranz 11 rotiert mit erhöhter Geschwindigkeit in Vorwärtsrichtung, jedoch läuft er leer, da zwischen ihm und der Nabenhülse 6 keine Verbindung besteht.
Wenn die Kupplungsmuffe 25 nach rechts geschoben wird, so da# sie mit den Klauen 17 des Trägers 18 ausser Eingriff, hingegen mit den Klauen 26 des Kranzes 11 in Eingriff gelangt, so wird ein Langsamgang erhalten, wobei sich die Untersetzung aus dem Zusammenarbeiten beider Umlaufradsätze ergibt. Hiebei wird der Antrieb vom Ring 9 auf den Kranz 11 übertragen.
Da das Sonnenrad 16 festgelegt ist, rotieren alle anderen Zahnräder in derselben Richtung. Die Vorwärtsdrehung des Flansches 20 durch den Kranz 11 wird zufolge der Vorwärtsdrehung des Sonnenrades 13 geändert, da letzteres mit dem Umlaufradträger 29 gekuppelt ist.
Wenn nun die Schaìtsrange 2 í weiter nach rechts gezogen wird, so dass ihre Schulter 34 den Keil 23 mitnimmt, wird das Sonnenrad 13 des ersten Satzes mit dem Umiaufradträger des zweiten Satzes ausser Eingriff gebracht, hingegen durch Kupplung mit der Achse 1 stillgesetzt.
Es wird ein Langsamgang mit erhöhter Untersetzung erhalten, da sich die Vorwärtsdrehung des Flansches 20 unmmelbar aus dem Umlaufgetriebe ergibt, das aus dem Kranz 11, den Umlaufrädem 12 und dem Sonnenrad 13 besteht.
Dabei läuft der Umlaufradträger 29 des zweiten Satzes leer, da zwischen ihm und dem Sonnenrad 13 des ersten Satzes keine. Verbindung besteht.
Im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen bestehen noch folgende Unterschiede von geringerer Bedeutung. Die Hohlachse 1 weist einen grosseren Durchmesser auf und demgemäss ist die Einrichtung zur Betätigung der Kupplungsmuffe 25 geändert. Die Keile 22, 23 sind als runde Zapfen ausgebildet und ersterer ist an seinen Enden zwecks Eingriffes mit der Hülse 24 seitlich abgeflacht. Ferner ist der bei den bisherigen Ausführungen die Mitnahmeklinken tragende Teil des Kranzes zwecks Gewichtsersparung weggelassen.
Der bisher zur Aufnahme des DrurkM ds Keiles dienende, genutete Druckring ist durch einen vollen Ring innerhalb der Hülse 27 ersetzt.
Da bei einem Getriebe mit umkehrbarem Kraftweg ein toter (iang nach Möglichkeit vermieden werden soll, sind die verschiedenen Klauen in möglichst knappem Abstand angeordnet. Im besonderen steht die Hauptkupplungsmuffe 25 nicht mit den vorstehenden Enden der die Umlaufräder 12 tragenden Zapfen in Eingriff, in welchem Falle die Verdrehung zwischen aufein- ander folgenden Eingriffen relativ gross wäre, sondern mit an dem Umlaufradträger 18 selbst ausgebildeten Zähnen bzw. Klauen 17, die in viel geringerem Abstand vorgesehen sind.
Der Kraftweg kann auch von der Nabenhülse 6 zum Ring 9 verlaufen, d. h. die Bezeichnungen
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Getriebeeingang"und"Getriebeausgang"können miteinander vertauscht werden. In jede Falle kann das Getriebe in einem ortsfesten Gehäuse eingeschlossen sein, das nicht am Antrieb teilnimmt.