Selbsttätiges, stufenloses Übersetzungswechselgetriebe zum Ausgleich von schwankenden Belastungen und Tourenzahlen für Werkzeugmaschinen; Motorfahrzeuge - und insbesondere für Fahrräder. Es sind bereits Übersetzungswechsel getriebe für Fahrräder bekannt geworden, bei welchen beim Tretkurbellager zwischen .die Tretkurbel und das Antriebskettenrad ein Planetenrädergetriebe eingebaut ist, des sen Planetenräderträger mit der Kurbel fest verbunden ist. Die Planetenräder stehen dabei einerseits mit einem auf der Tretkurbelwelle gelagerten Sonnenrad und anderseits mit einem Innenzahnkranz am Kettenrad im, Ein griff.
Dabei sind Kupplungselemente vor- gesehen, welche erlauben, das Sonnenrad ent weder zu fixieren oder mit dem Planeten räderträger zu kuppeln. Ist das Sonnenrad festgelegt, so rollen die Planetenräder auf ihm ab.
Sie erhalten somit ausser der durch .den Planetenräderträger vermittelten, krei senden Bewegung noch eine Eigendrehung und übertragen ,die auf diese Weise erhöhte Geschwindigkeit :auf den Innenzahnkranz,des Kettenrades. Wird umgekehrt das 'Sonnen rad mit dem Planetenräderträger gekuppelt, so unterbleibt das Abrollen der Planeten räder auf dem Sonnenrad, und -das Kettenrad erhält die gleiche Umdrehungsgeschwindig keit wie der Planetenräderträger.
Dieses Übersetzungswechselgetriebe besitzt, somit zwei :Stufen, und für (den Übergäng von der einen auf die andere Stufe muss eine Kupp= Jung betätigt werden, Es besteht- die<B>Mög-</B> lichkeit, durch Einbau von Zwischenmecha nismen drei .oder auch mehr Stufen zu er halten. Der Aufbau eines solchen Über setzungsweehselgetriebes wird dadurch :aber rasch derart kompliziert, dass ,eine praktische Verwendung kaum mehr in Frage kommt.
Auf alle Fälle muss aber immer beim Über gang von einer auf eine .andere (Stufe :ein Schaltorgan betätigt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein. selbsttätiges, stufenloses Übersetzüugswechsel- getriebe zum Ausgleich von schwankenden Belastungen und Tourenzahlen für Werk- zeugmaschirien, Motorfahrzeuge und inAbe- sondere für Fahrräder,
mit einem zwischen die Antriebswelle und ein getriebenes Organ des Getriebes eingeschalteten Planetenräder- getriebe,dessen Planetenräder an einem mit der Antriebswelle fest verbundenen Planeten räderträger ;
gelagert sind und einerseits mit einem auf,der Antriebswelle frei drehbar ge lagerten Sonnenrad und anderseits mit einem am getriebenen Organ angeordneten Innen zahnkranz im Eingriff stehen, wobei mit dem Sonnenrad eine Bremsscheibe fest ver bunden ist, auf welcher ein urdrehbarer Bremsring, welcher mit einer Einrichtung zur Einstellung seiner Bremskraft versehen ist,
angeordnet ist.
Das Übersetzungswechselgetriebe gemäss der Erfindung zeichnet sich vor den bekann ten Übersetzungswechselgetrieben mit zwi schen die Antriebswelle und das getriebene Organ eingeschaltetem Planetenrädergetriebe dadurch aus,,dass es nicht nur zwei oder eine sehen beschränkte Anzahl von Übersetzungs stufen, sondern einen :stetigen Übergang,d. h.
also unendlich viele Zwischenstufen zwischen einer maximalen und .einer minimalen Über setzung, besitzt, und dass der Übersetzungs wechsel selbsttätig, ohne dass eine manuelle Betätigung irgendwelcher Schaltorgane not wendig ist, entsprechend den durch das Ge triebe zu übertragenden Kräften erfolgt.
Das Übersetzungsverhältnis wird automatisch in der denkbar besten Art den momentanen Be- triebsverhältnissen angepasst.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstan- des in Form eines Fahrradtretlagergetriebes schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen achsialen Schnitt und Fig. 2 eine Seitenansicht desselben.
Mit 1 ist ein Fahrradrahmen und mit 2 dessen Tretkurbellagergehäuse bezeichnet, in welchem die Tretkurbelwelle 3, an deren Enden,die Tretkurbeln 4 sitzen, gelagert ist. Mit der Tretkurbelwelle 3 ist ein Planeten- rädertrIger 5 in Formeiner Scheibe fest ver bunden.
An diesem Planetenräderträger 5 sind auf- Kugellagern die Planetenräder 6 gelagert. Auf der 'Tretkurbelwelle 3 ist eine Büchse 7 .auf Kugellagern freidrehbar an geordnet, mit welcher ein .Sonnenrad '8 fest verbunden ist.
Auf der Büchse 7 ist auf einem Kugellager ein Ring 9 gelagert, wel cher an einem äussern Kranz radial ausserhalb des 'Sonnenrades 8 mit e irrem Innenzahnkranz 10 versehen ist. Die Planetenräder 6 stehen einerseits mit diesem Innenzahnkranz 10 und anderseits mit den Zähnen des Sonnenrades 8 im Eingriff. Mit dem Ring 9 ist ein Ketten rad 11 fest verbunden,
über welches die Treibkette des Fahrrades läuft. Auf der Büchse 7 sitzt eine Bremsscheibe 12. fest, welche an ihrem Umfange eine Keilnute be sitzt.
In dieser Keilnute liegt ein Bremsring 13, welcher aus zwei Teilen besteht, die auf der einen Seite gelenkig miteinander verbun den sind.
Auf der andern Seite sind,die En den der beiden Teile des Bremsringes 13 durch eine Einrichtung verbunden, welche gestattet, mit Hilfe einer (Schraube 14 die Bremswirkung des Bremsringes 13 auf--die Bremsscheibe 12 einzustellen. Das die beiden Teile des Bremsringes 13 gelenkig verbim:
- dende Organ 15 kann beispielsweise durch eine Zugfeder gebildet sein. Der Bremsring 13 isst mittelst einer Lausche 1,6 mit dem Fahrradrahmen 1 so verbunden, dass er sich nicht drehen kann.
Alle Lager sind Kugel- lager, und die Verzahnungen sind Modul- verzahnungen mit geschliffenen Zähnen, wes halb die Reibungsverluste auf ein Minimum beschränkt werden.
Die Wirkungsweise des so beschriebenen Übersetzungswechselgetriebes istdie folgende: Bei kleiner Belastung, d. h. bei Fahrt in der Ebene oder bei kleiner Steigung, ergibt sich folgender Bewegungszustand: Mit der Tretkurbelwelle 3 wird der PlanetenAider- träger :5 gedreht.
Die Planetenräder 6 um- kreisen dass Sonnenrad B. Durch den Brems- ring 13, welcher auf die Bremsscheibe 12, die auf der Hülse 7, mit welchem ,das Sonnenrad 8 verbunden ist, festsitzt, einwirkt, wird. das Sonnenrad 8 festgelegt. Die Planetenräder 6 müssen deshalb auf ihm abrollen,
und sie übertragen deshalb auf den Innenzahnkranz 10 des Ringes 9, mit welchem :das Kettenrad 1.1 fest verbunden ist, nicht nur ihre um das Sonnenrad 8 kreisende Bewegung, sondern dazu noch ihre Eigendrehung, die eben durch ihr Abrollen auf dem Sonnenrad 8 zustande kommt. Der Ring 9 und mit ihm das Ketten rad 11 :drehen sich deshalb schneller als die Tretkurbelwelle B.
Hat der Innenzahnkranz 10 beispielsweise zweiundvierzig Zähne und das Sonnenrad 8 einundzwanzig Zähne, so wird sich der Ring 9 anderthalb Mal so schnell drehen wie die Tretkurbelwelle 3, da die Planetenräder 6 ausser der Umdrehung, welche aus ihrer um die Tretkurbelwelle 3 kreisenden Bewegung resultiert, während einer Umkreisung :des Sonnenrades 8 auf die sem einundzwanzig Zähne abrollen und diese Bewegung, welche einer halben Umdrehung des Ringes 9 entspricht, zusätzlich auf den Innenzahnkranz 10 übertragen. Bei dieser Bewegungsaxt ist,die Übersetzung am grössten.
Nimmt nun die Belastung zu, wie es beim Bergauffahren der Fall ist, .so wird der Zug der über das Kettenrad 11 laufenden Treib- kette grösser. Dies wirkt sich :dahin aus, dass der Rückdruck der Zähne des Innenzahn kranzes 10 auf die Zähne der Planetenräder 6 wächst und deren Drehung zu hindern sucht. Dieser ,gesteigerte Rückdruck wirkt sich zwischen den Zähnen der Planetenräder 6 und des Sonnenrades 8 in der Weise aus, dass die Planetenräder 6, deren Eigendrehung ein vergrösserter Widerstand entgegengesetzt wird, suchen, das 'Sonnenrad 8 mitzudrehen, anstatt auf ihm abzurollen.
Erreicht nun der Widerstand der Planetenräder 6 ge gen das Abrollen auf dem :Sonnenrad 8 eine bestimmte Grösse, so ist der Brems ring 1,3 nicht mehr imstande, die Brems scheibe 12 und damit das Sonnenrad 8 fest zuhalten. Die Bremsscheibe 12 beginnt sich im Bremsring 13 allmählich zu drehen, und das Sonnenrad beginnt also allmählich der kreisenden Bewegung der Planetenräder 6 zu folgen.
Die Planetenräder 6 müssen also nicht mehr den vollen Umfang des Sonnen rades 8 abrollen, und sie erhalten deshalb eine geringere Eigendrehung, übertragen also auch eine geringere Geschwindigkeit auf,den Innenzahnkranz 10 des Ringes 9 und somit auf das Kettenrad, mit andern Worten, die Übersetzung wird verringert. Je grösser die Belastung wird, desto schneller folgt das Sonnenrad 8 der kreisenden Bewegung :
der Planetenräder 6, bis es schliesslich die .gleiche Drehzahl erhält, -wieder Planetenräderträger 5, d. h.,die Tretkurbelwelle 3. In diesem Be- we,g-ungszustand unterbleibt ein Abrollen der Planetenräder 6 auf dem Sonnenrad 8 voll ständig. Die Planetenräder 6 übertragen so mit auf :den Innenzahnkranz 10 :des Ringes 9 lediglich ihre kreisende Bewegung, d. h. die Tretkurbelwelle 3 und der Ring 9, mit wel ehem das Kettenrad 11 fest verbunden ist, erhalten die gleiche Drehzahl.
Bei diesem Bewegungszustand ist die Übersetzung am kleinsten. Zwischen der grössten Übersetzung, bei welcher das ;Sonnenrad 8 feststeht, und der kleinsten Übersetzung, bei welcher das Son nenrad 8 die gleiche Tourenzahl hat wie die Tretkurbelwelle, besteht ein stetiger Über gang,
und die Übersetzung passt sich selbst tätig dem momentanen Belastungszustand am. Der Übersetzungswechsel erfolgt ohne irgend welche Betätigung eines Schaltorganes und ist lediglich abhängig von der Einstellung der Einrichtung, welche :gestattet, die Brems wirkung des Bremsringes 13 auf die Brems scheibe 12 mit Hilfe,der Schraube 14 einzu- stellen.
Die Wahl der minimalen Übersetzung, die nur von der Zähnezahl ,des ,antreibenden Kettenrades 11 und derjenigen des angetrie benen Kettenrades abhängt, wie auch die Wahl der maximalen Übersetzung ist in wei ten Grenzen frei.
Dabei können :gegebenen falls zweikränzige Planetenräder, :deren einer Kranz mit dem Sonnenrad und cderen anderer Kranz mit dem Innenzahnkranz im Eingriff steht, verwendet werden, welche es erlauben, die maximale Übersetzung wesentlich höher zu wählen, als dies bei Verwendung ein- kränziger Planetenräder möglich wäre.
Selbst- verständlich kann das Übersetzungswechsel- getrIebe auch mit einer Schutzhülle, welche lediglich das Kettenrad 11 frei lässt, versehen werden.
Das Übersetzungswechselgetriebe gemäss der Erfindung eignet sich auch für den An trieb verschiedener anderer -Maschinen, z. B. Werkzeugmaschinen bei welchen eine wech selnde Belastung, welcher das Übersetzungs- verhältnis angepasst werden :soll, vorkommt. Ein Beispiel hierfür stellt die Plandrehbank dar. Beim Plandrehen ändert sich die Schnitt- geschwindigkeit und damit die Belastung des Stahles mit dem Drehdurchmesser.
Durch Verwendung eines Übersetzungswechselgetrie- bes .gemäss der Erfindung kann hier erreicht werden, dass die Drehzahl der Maschine selbst tätig so reguliert wird, dass die Beanspru chung des ,Stahles nie eine bestimmte Grenze überschreitet.