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Die Erfindung betrifft ein Fahrrad-Tretlagergetriebe für Normal- und Bergfahrt, mit einem Planetengetriebe zwischen Tretkurbel und Antriebskettenrad, wobei ein Sonnenrad auf einem Flansch der Tretkurbel und diese auf einer Tretlagerwelle fixiert ist und wobei auf dem Flansch der Tretkurbel ausserdem ein fest mit dem Antriebskettenrad verbundener Planetenradträger drehbar gelagert ist, mit einem in einem axial verschieblichen Hohlradträger eingepressten Hohlrad, das in ständigem Eingriff mit mittels einer Achse auf dem Planetenradträger gelagerten Planetenrädern steht, wobei die einen Enden der Achsen der Planetenräder als vorstehende Formköpfe ausgebildet sind, und wobei der Hohlradträger auf Höhe der Achsenformköpfe gleichmässig über den Umfang verteilte Ausnehmungen mit Stegen dazwischen aufweist,
sodass er durch axiale Verschiebung wahlweise entweder zwecks Sperrens des Planetengetriebes auf diese Formköpfe oder zwecks Nützens der Getriebeuntersetzung auf von der Innenwand des Getriebegehäuses vorstehende Formköpfe von Bolzen aufgeschoben werden kann.
Ein Getriebe nach der US-PS 2, 066. 952, dessen Prinzip ähnlich ist, würde einen geänderten Fahrradrahmen erfordern, wäre gewichtlich schwer und in der Herstellung aufwendig. Es ist Aufgabe meiner Erfindung, ein Zweiganggetriebe zu schaffen, das leicht an jedes moderne Fahrrad montiert werden kann und das trotz einfacher Herstellung von geringem Gewicht und sicher zu schalten ist. Es muss im Berggang die Drehzahl des Kettenrades auf 25 bis 45 Prozent der Pedaldrehzahl herabsetzen und damit den von der Hinterradnabe bestimmten Entfaltungsbereich des Rades verdoppeln können, ohne dass dabei die Rücktrittbremsfähigkeit verloren geht.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Getriebegehäuse mittels einer verlängerten Lagerschale mit Bund an das Tretlagergehäuse geschraubt und mit einer Lasche gegen Verdrehung gesichert ist, dass die Axialverschiebung des Hohlradträgers mittels eines aus einem Klauenring und einem Federring gebildeten Schaltrings erfolgt, der locker den Innenrand des Hohlradträgers umfasst, und dass die Stege zwischen den Ausnehmungen des Hohlradträgers schräg gefräst Flanken aufweisen, die beim Einrasten auf die gegengleich schräg geformten Flanken der Achsenformköpfe von diesen vollends an den Planetenradträger gezogen werden, während sie vor dem Einrasten auf den an der Innenseite des Getriebegehäuses vorstehenden Bolzenformköpfen an deren leicht gerundeten Köpfen gegebenenfalls so lange abgleiten,
wie sie während des Schaltvorgangs noch von den Achsenformköpfen mitgenommen werden.
Die Axialbewegung des Schaltrings wird durch dessen tangentiale Drehung in den Schlitzen des mit zwei Laschen durch Öffnungen im Getriebegehäuse gesteckten und mit dem Federdrahtbügel gesicherten Schrägschlitzringes bewirkt, wobei der Verdrehbegrenzer das Rückherausdrehen des Schaltrings bzw. das Schleifen am Sonnenrad verhindert. Bei Getriebeausführungen, die für die Unterbringung des Schrägschlitzringes keinen Platz haben, kann die Axialbewegung des Schaltringes durch eine ausserhalb des Getriebegehäuses angebrachte Parallelogramm- Schaltung bewirkt werden.
In den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Die Figuren zeigen :
Fig. 1 : Schnitt durch das im Normalgang stillgelegte Getriebe.
Fig. 2 : Getriebesektor in der Schnittlinie ("A") der Fig. 1.
Fig. 3 : Untere Hälfte der Fig. 1, Getriebe mit eingelegtem Berggang.
Fig. 4 : Aus den Fig. 1 bis 3 nicht erkennbare Einzelheiten.
Fig. 5 : Getriebevariante mit Parallelogramm-Schaltung.
Das mit Ausnahme des Zähnebereichs einseitig auf halbe Dicke ausgesparte Sonnenrad (18) ist auf eckigem Sitz unverdrehbar mit der Mutter (19) an den Flansch der rechten Tretkurbel (17) geschraubt und dient dabei auch als Seitenhalt für den Planetenradträger (14), der mittels der Kugellager (15,16) auf diesem Flansch gelagert ist. An der Aussenseite des Planetenradträgers (14) ist mit den Schrauben (11) das gekröpfte Kettenrad (10) angeschraubt. An seiner Innenseite laufen die Planetenräder (13) auf den Planetenradachsen (12), deren Köpfe besonders geformt sind und über die Planetenräder vorstehen (Fig. 1,3, 5).
Das in ständigem Eingriff mit den Planetenrädern (13) befindliche Hohlrad (9) ist in den Hohlradträger (8) eingepresst. Der Hohlradträger (8) hat im Bereich der Planetenradachsen (12) zwischen Ausnehmungen verbliebene Stege mit derart schräg gefrästen Flanken, dass sich diese Flanken in beiden Drehrichtungen exakt an die Formköpfe der Planetenradachsen (12) anlegen können (Fig. 2). Der innere Rand des Hohlradträgers (8) wird locker von den äusseren Klauen des Klauenrings (21) und des in diesen Klauenring mittels Zusammendrücken seiner Enden eingehängten Federrings (20) umfasst, die zusammen den Schaltring bilden (Fig. 4,5).
Das Getriebegehäuse (6), in das auf Höhe der Planetenradachsen in tangential gleichmässigen Abständen Bolzen mit Formköpfen (7) eingenietet sind, ist mit einer um die Blechstärke des Getriebegehäuses (6) verlängerten Lagerschale mit Bund (3) an das Tretlagergehäuse (1) geschraubt (Fig. 1, 3). Es trägt, von innen nach aussen durchgesteckt und mit dem federnden Drahtbügel (5) gesichert, den Schrägschlitzring (4). Die Lasche (23) stützt es am hinteren unteren rechten Rahmenrohr gegen Verdrehung ab (Fig. 4).
Die inneren Schrägklauen des Klauenrings (21) laufen in den Schrägschlitzen des Ringes (4). Der Verdrehbegrenzer (22) sitzt, gesichert durch die eingehängten Enden der Federn (24) und (25), auf dem aus dem Bogenschlitz des Getriebegehäuses (6) hervorstehenden Schaltende des Klauenrings (21). Das Unterteil des Verdrehbegrenzers (22) stösst an das Ende des Bogenschlitzes, ehe sich der Schaltring (20,21) durch den Zug der Rückzugsfeder (24) wieder aus den Schrägschlitzen des Ringes (4) herausdrehen oder am Sonnenrad (18) schleifen kann.
Solange die Rückzugfeder (24) den Schaltring (20,21) in der durch den Verdrehbegrenzer (22) fixierten
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Endstellung festhält, drücken die äusseren Klauen des Ringes (21) den Hohlradträger (8) in axialer Richtung auf den Planetenradträger (14) und die Formköpfe der Planetenradachsen (12) schlüpfen in die Ausnehmungen des Hohlradträgers (8). Die Schräge der Achsenformköpfe (12) zieht den mitgenommenen Hohlradträger (8) danach satt anliegend an die Planetenräder (13). Dabei können die drückenden Klauen des Klauenrings (21) nicht mehr und die Klauen des Federrings (20) noch nicht am inneren Rand des Hohlradträgers (8) schleifen. Das Getriebe liegt still und das Kettenrad (10) dreht mit gleicher Drehzahl wie die Tretkurbel (17).
Die am Ende des Schaltseiles sitzende Schaltzugfeder (25) ist kräftiger als die Rückzugfeder (24) und überwindet beim Schalten deren Zugkraft. Sobald sie den Schaltring (20,21) in die andere Endstellung dreht, ziehen die Klauen des Federrings (20) den Hohlradträger (8) von den Achsenformköpfen (12) ab und pressen ihn an die Wand des Getriebegehäuses (6). Nach dem Einrasten auf die Bolzenformköpfe (7) liegt der Hohlradträger (8) gegen Verdrehung fest und die vom Sonnenrad (18) getriebenen Planetenräder (13) rollen an den Zähnen des Hohlrades (9) ab. Dadurch dreht der Planetenradträger (14) mit dem Kettenrad (10) langsamer als die Tretkurbel (17). Die in Fig. 1 bis 4 dargestellte Getriebeversion hat ein Zahnzahlverhältnis Sonnenrad : Hohlrad von 2 : 3 und damit eine Untersetzung auf 40 % der Kurbeldrehzahl.
Wenn die Stege des Hohlradträgers (8) im Schaltvorgang bei der Axialbewegung auf die Achsenformköpfe (12) oder auf die Bolzenformköpfe (7) stossen, wird dies von den Federn (24,25) elastisch geduldet, bis nach geringer Weiter- oder Rückdrehung der Tretkurbel das Einrasten erfolgen kann. Die Rundung der Bolzenköpfe (7) gibt dabei den immer zum drehenden Teil gehörenden Achsenformköpfen (12) den Vorrang und lässt die Stege des Hohlradträgers (8) so lange abgleiten, wie sie von den Achsenformköpfen (12) noch mitgenommen werden. Dadurch kann der Planetenradträger (14) mit dem Kettenrad (10) nicht leer drehen oder blockiert werden, wenn sich das Hohlrad (8) während seiner axialen Verschiebung in einer Zwischenstellung befindet.
In der Fig. 5 ist eine Getriebeversion mit einer Untersetzung auf 25 % der Kurbeldrehzahl dargestellt. Deren Zahnzahlverhältnis 1 : 3 lässt das Sonnenrad (18) so klein werden, dass der Schrägschlitzring (4) keinen Platz mehr hat. Deshalb wird die Axialverschiebung des Schaltrings (20,21) mittels einer Parallelogramm-Schaltung bewirkt.
PATENTANSPRÜCHE 1. Fahrrad-Tretlagergetriebe für Normal- und Bergfahrt, mit einem Planetengetriebe zwischen Tretkurbel und Antriebskettenrad, wobei ein Sonnenrad auf einem Flansch der Tretkurbel und diese auf einer Tretlagerwelle fixiert ist und wobei auf dem Flansch der Tretkurbel ausserdem ein fest mit dem Antriebskettenrad verbundener Planetenradträger drehbar gelagert ist, mit einem in einem axial verschieblichen Hohlradträger eingepressten Hohlrad, das in ständigem Eingriff mit mittels einer Achse auf dem Planetenradträger gelagerten Planetenrädern steht, wobei die einen Enden der Achsen der Planetenräder als vorstehende Formköpfe ausgebildet sind, und wobei der Hohlradträger auf Höhe der Achsenformköpfe gleichmässig über den Umfang verteilte Ausnehmungen mit Stegen dazwischen aufweist,
sodass er durch axiale Verschiebung wahlweise entweder zwecks Sperrens des Planetengetriebes auf diese Formköpfe oder zwecks Nutzens der Getriebeuntersetzung auf von der Innenwand des Getriebegehäuses vorstehende Formköpfe von Bolzen aufgeschoben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (6) mittels einer verlängerten Lagerschale mit Bund (3) an das Tretlagergehäuse (1) geschraubt und mit einer Lasche (23) gegen Verdrehung gesichert ist, dass die Axialverschiebung des Hohlradträgers (8) mittels eines aus einem Klauenring (21) und einem Federring (20) gebildeten Schaltrings (20,21) erfolgt, der locker den Innenrand des Hohlradträgers (8) umfasst, und dass die Stege zwischen den Ausnehmungen des Hohlradträgers (8) schräg gefräst Flanken aufweisen,
die beim Einrasten auf die gegengleich schräg geformten Flanken der Achsenformköpfe (12) von diesen vollends an den Planetenradträger (14) gezogen werden, während sie vor dem Einrasten auf den an der Innenseite des Getriebegehäuses (6) vorstehenden Bolzenformköpfen (7) an deren leicht gerundeten Köpfen gegebenenfalls so lange abgleiten, wie sie während des Schaltvorgangs noch von den Achsenformköpfen (12) mitgenommen werden.