Schaltvorrichtung für Nabenübersetzungen von Fahrrädern. Bei bekannten Schaltvorrichtungen für Nabenübersetzungen von Fahrrädern wird die in der Hinterrädachse axial verschiebbare Schaltstange in der Regel mittels einer Nette und einem anschliessenden Gestänge, das bis in Reichweite der Hände des Fah rers am Rahmen entlang geführt ist,
durch Handbetätigung gesteuert. Die genannten Übertragungsteile unterliegen, wie die Erfah rung gezeigt hat, erheblichem Verschleiss, da sie bei der Schaltung des öftern überbean- eprucht werden; ausserdem bedarf der Schalt vorgang einer gewissen Handfertigkeit und muss gefühlsmässig erfolgen, und zwar unter Unterbrechung des Fahrradantriebes während der Schaltperiode.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Schaltvorrichtung für Nabenübersetzun- gen von Fahrrädern, die dadurch gekenn- zeichnet ist,
dass die in der Hinterradachse axial verschiebbare Schaltstange über einen mit dem Hinterradantrieb .in Eingriff stehenden und einen einseitigen Freilauf aufweisenden Schrittschalter nur beim Rückwärtsdrehen der Tretkurbel vom Antrieb mitgenommen wird, dagegen beim Vorwärtstreten in ihrer Lage verbleibt.
Hiermit lässt sich eine Schal tung durch blosses Rückwärtstreten der Dreh kurbel von einem Gang zum andern durch führen, ohne dass Anforderungen an die Ge schicklichkeit zum gefühlsmässigen Hantieren des Fahrers gestellt werden.
Insbesondere ist dadurch die Bedingung, dass während des Schaltvorganges der Antrieb unterbrochen sein soll, zwangläufig erfüllt, weil der Um drehungssinn der Drehkurbel beim Schalten entgegengesetzt ist von demjenigen beim An trieb. Da das ganze Übertragungsgestänge für die Hand erspart ist, fallen fliese sehwa chen, beschädigungsgefährdeten Konstruk- tionsteile weg.
Zweckmässig ist der Schrittschalter mit der axial verschiebbaren. Schaltstange derart getrieblich verbunden, dass bei jedem Steuer schritt die Nabenübersetzung jeweils um eine Übersetzungsstufe weitergeschaltet wird in einer auf- und abwärts, gehenden Reihenfolge, die sich endlos wiederholt.
Das Übersetzungs- verhältnis zwischen dem Hinterradantrieb und dem Schaltstangenhub wird- vorteilhaft so gewählt, dass zur Ausführung eines Schaltschrittes mindestens eine Tretkurbel- umdrehung erforderlich ist. Hierdurch lässt sich vermeiden, dass etwa ungewollt durch nur geringfügiges Rückwärtstreten der Tret kurbel eine -Übersetzungsänderung herbei geführt wird.
Der Fahrer muss schon eindeu tig eine Schaltung beabsichtigen, wenn -er eine volle Umdrehung der Tretkurbel im Rückwärtssinne ausführt. Ausserdem lässt sich hierdurch ein. günstiges Abgrenzen der einzelnen Schaltschritte erreichen, indem bei spielsweise jeder Umdrehung nach rückwärts eine Schaltstufe zugeordnet ist, so dass also der Fahrer z.
B. durch Ausführung zweier Um drehungen nach rückwärts hintereinander die Übersetzung um zwei Stufen weiterschalten kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine mit der Schaltstange gekuppelte, ihr gegenüber aber drehbare Schalthülse relativ zur Hin terachse dreh- und längsverschiebbar, welche Schalthülse beim Schalten gegenüber der Hinterradachse schrittweise gedreht wird und durch einen Steuernocken und Steuerflächen zur Ausführung der zur Übersetzungsschal- tung erforderlichen axialen Schalthübe ge zwungen wird. Hierbei wird zweckmässig der Steuernocken auf einer Lagerbüchse angeord net,
die auf das eine Ende der Hinterrad= achse in verschiedenen Drehlagen feststell bar aufgesteckt ist und auf der die mit den Steuerflächen ausgerüstete Schalthülse dreh bar und längsverschiebbar gelagert ist.
Die Steuerung der Schaltstange erfolgt zweckmässig über eine parallel zur Hinter radachse drehbar gelagerte Schrittschalter- welle, die z. B. mit dem Hinterradkettenrad oder unmittelbar mit der Antriebskette des Hinterrades in Eingriff steht.
Es empfiehlt sich, die Schrittschalterwelle drehbar in einem Halter zu lagern, der mittels einer Bohrung auf das eine Ende der Hinterrad a.chse aufgesteckt und mittels eines Anschla- ges in die zur Aufnahme der Hinterradachse dienende Rahmengabel eingeschoben ist.
Der Halter lässt sieh dann ohne weiteres in ein- griffsgerechtem Abstand von der Hinter- radachse an jedem normalen Fahrrad anbrin gen, so dass es keiner besonderer Befesti gungsvorsprünge und dergleichen am Rah men bedarf.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Steuerung der Schaltstange mittels einer Schalthülse vorgenommen, die von der Schrittschalterwelle aus dadurch betätigt wird,- dass die Schalthülse mit aus ihrem Mäntel vorstehenden Mituehmerrippen ver- iehen ist,
mit denen mindestens ein Mitneh- merarm einer auf dem äussern Ende der Schrittschalterwelle mit einseitigem Frei lauf angeordneten Antriebshülse zusammen arbeitet.
Jedoch könnte die Anordnung auch so getroffen werden, dass auf dem Mantel der Schalthülse ein Zahnkranz und am äussern Ende der Schrittschalterwelle ein mit dem Zahnkranz in getrieblicher Verbindung ste- hendes Antriebszahuradsegment mit einseiti gem Freilauf angeordnet ist.
An Stelle einer Schalthülse kann vorteilhaft auch eine un mittelbare Steuerung der Schaltstange von der Schrittschalterwelle aus dadurch erfol gen; dass auf dem äussern Ende der Schritt schalterwelle eine einen einseitigen Frei lauf aufweisende Steuerscheibe angeordnet ist, deren y Aussenrand mit den einzelnen Schalthüben der Schaltstange entsprechenden Schraubengangteilstücken versehen ist, die beim Schalten auf einem Ansatz der Schalt stange gleiten.
Hierbei empfiehlt es sich, entweder den Ansatz in axialer Richtung federnd mit der Schaltstange zu verbinden oder aber die Steuerscheibe axial federnd auf der Schrittschalterwelle zu lagern.
Die Erfindung ist in der Zeichnung bei spielsweise dargestellt.
Fig. 1 zeigt in Ansicht die Hinterradachs- partie des Fahrrades.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht hierzu im. Schnitt nach der Linie :AB der Fig. 1.
In Fig. 3 ist in der gleichen Darstellungs weise wie Fig. 2 eine andere Ausführungs- form veranschaulicht.
Gemäss Fig. 1 und 2 ist das Hiriterrad- kettenrad ca mit zwei nach aussen vorstehen- den Zapfen a1 und az versehen, die beim Drehen des Zahnkranzes mit dem am innern Ende der Schrittschalter@.velle b angebrach ten Ritzel b, das,
wie aus Fig. 1 hervor- geht, sternförmig mit fünf Zacken ausge rüstet ist, zusammenarbeiten. Die Schritt schalterwelle b ist im Halter c gelagert,
der mittels einer Bohrung auf die Hinterrad- ach-se d aufgesteckt ist und mittels eines An satzes e1 in die Rahmengabel e hineingreift, in der die Radachse d in üblicher Weise ge lagert ist. Zwischen dem Ritzel b,
. und dem Halter c ist die Druckfeder b2 mit leichter Vorspannuug eingesetzt, unter Zwischen- schaltung der Scheibe c@. Diese Einrichtung dient als Reibungsbremse für die Scbritt- schalterwelle b und dient zu deren schnellen Arretierung, damit sie beim Antrieb durch- die Zapfen a,
und ä= nach Passieren der Zäp- fen sofort stehenbleibt -und nicht weiter- schwingt. Auf dem äussern Ende der Schritt schalterwelle b ist mit einseitigem Freilauf die Antriebshülse f drehbar gelagert und durch den Deckel b3 gehalten.
Sie trägt die aus Fig. 1 ersichtlichen beiden Mitnehmer- arme f, und<B>f i,.</B> Der Freilauf ist, wie Fig. 1 bei abgenommener Scheibe b3 zeigt, durch die federnd in einem Ausschnitt der Schritt- schalterwell.e <I>b</I> gelagerte Sperrklinke b4 und die in der Nabe der- Antriebshülse f angeord neten Aussparungen f " gebildet, so dass also die Antriebshülse f nur mitgenommen wird..
wenn die Schrittschalterwelle in der in Fig. 1 eingetragenen Drehrichtung angetriebenwird. Diese Drehrichtung entspricht dem Rück wärtslauf des Hinterradzahnkranzes a, ge mäss dem auf Fig. 1 eingetragenen Pfeil.
Die Mitnehmerarme f,, f 2 arbeiten beim Drehen der Schrittschalterwelle b in der ein getragenen Pfeilrichtung mit den Mitnehmer- rippen g, der Schalthülse g zusammen. Diese ist auf einer Lagerbüchse h dreh- und längsverschiebbar gelagert.
Die Lagerbüchse h ist auf den zylindrischen Schaft der Mutter i aufgesteckt, die auf die Hinterradachse aufgeschraubt ist und mit ihrem Flansch i, den Halter c in der Gabel c, festklemmt, wo gegen ihr weiterer Flansch i, mit nicht dar gestellten Zähnen versehen ist, in deren Zwi schenraum entsprechende zahnartige Fort sätze in der Stirn der Lagerbüchse h passend eingreifen, so dass also die Lagerbüchse h. durch axiales Herausziehen und Schwenken in verschiedenen Drehlagen auf die Mutter i aufsteckbar ist.
Dies ist zu dem Zwecke vorgesehen, um den auf dem Mantel der La gerbüchse h befestigten, nach aussen vorste henden Steuernocken h1 bei der Montage im mer in die gleiche Lage bringen zu können, gleichgültig, ob die Mutter i stärker oder schwächer angezogen ist. Die Lagerbüchse h und ihr Steuernocken h, haben also eine gegenüber der Schaltachse feststehende Lage.
Mit dem Steuernocken h, arbeiten die Steuerflächen g2 zusammen, die sich in der innern Stirnseite der Schalthülse g befinden und die in Fig. 2 .durch gestrichelten, ge schweiften Linienzug g2 veranschaulicht sind.
Diese Flächen bestehen aus aneinander gereihten s'chraubengang'ähnlichen Teilen, deren Verlauf und insbesondere deren Stei gung so bemessen ist, dass jedem zwischen je einer Rast liegenden Teilstück eine Steigung zukommt, die gleich der Hublänge ist, um die die Schaltstange- k der Übersetzung in der Hinterradnabe längsverschoben werden muss, um von einem Übersetzungsgang in den andern zu schalten. Entsprechend den dies bezüglichen Einzelhüben für die Schaltstange k sind auch die Flächen g. bemessen.
Zwi schen die Schalthülse g und den Kopf k, der Schaltstange k 'sind das Spurlager k, und die Ausgleichsfeder g3 geschaltet, und zwar ist die Ausgleichsfeder zu dem Zwecke vor gesehen, damit sich die Schaltstange k ent sprechend ihren Eingriffsverhältnissen in den Übersetzungsteilen der Nabe frei ergeben kann und also der Axialbewegung der Hülse g nicht zwangläufig zu folgen braucht.
Die Vorrichtung arbeitet folgendermassen: Wird das Hinterrad durch die Tretkur bel angetrieben,' dann wird der Hinterrad- zahnkranz entgegen der Pfeilrichtung der Fig. 1. durch die nicht dargestellte Kette in normaler Weise gedreht.
Hierbei drehen die Zapfen, % und<I>a,</I> bei ihrem jedesmaligen Durchgang das Ritzel b, jeweils um eine Zahnteilung entgegen dem in Fig. 1 ein geträgenen Pfeil. Die Schrittschalterwelle b folgt dieser Drehung, jedoch läuft die Klinke b4 gegenüber der Antriebshülse f frei, so dass letztere an der Drehung nicht teilnimmt.
Infolgedessen wird also beim Vorwärtstre- ten des Fahrrades die Schaltstange k nicht beeinflusst.
Soll die Mersetzung um eine Stufe vor- wärtsgeschaltet'werderi, fann betätigt derFah- r6r die Tretkurbel in. Rückwärtsgang, so dass der Hinterradzalinkranz a in der in Fig. 1 eingetragenen Pfeilrichtung gedreht wird.
Die Zapfen ä, und a2 bringen das Ritzel b,<B>um</B> -einen der Durchgangszahl dieser Zap fen entsprechenden Winkel in Drehung, und zwar - in der in Fig. 1 dargestellten Pfeil richtung.
Diese Drehung überträgt sich ver möge -'der Sperrklinke b4 und der entspre- chenden Rasten f3 auf die Antriebshülse f, die mittels der Mitnehmerarme <I>f</I> z und f, mit der in deren- Bahn liegenden Mitnehmerrippe g,
in Eingriff treten und dadurch die Schalt hülse g um einen entsprechenden Schritt in der in Fig. 1 dargestellten Pfeilrichtung in Drehung versetzen.
Dementsprechend wäl zen sich die Steuerflächen g, der innern Stirnseite der Schalthülse g auf dem fest stehenden Steuernocken h, ab, wodurch sich die Schalthülse g axial um einen dem dies bezüglichen Teilstück der Steuerfläche - ent sprechenden Hub axial verschiebt. Die Schalthülse g bleibt dann in, der am Ende dieser Teilsteuerfläche angeordneten Raste auf dem Steuernocken k, stehen.
Der von der Schalthülse g- bei dieser Bewegung ausge führte Axialhub überträgt sich mittels der Feder g3 und Spurlag r k. auf den Kopf k, der Schaltstange k, so dass diese, welche in üblicher Federzug ins Naben innere gezogen wird,
dementsprechend den Schalthub "ausführt und dadurch die #Über- setzung in der Nabe des Hinterrades um die entsprechende Stufe aufwärts oder abwärts schaltet. In. dieser Übersetzungsstufe ver bleibt die Vorrichtung, bis ein neuer Schalt vorgang durch: Rückwärtstreten der Tretkur bel vom Fahrer eingeleitet wird.
Die Steuer fläche g2 wird zweckmässig so vorgesehen, dass sich die Gänge der Übersetzung in ihrer natürlichen Ordnung aneinanderreihen, so dass z.
B. bei fortlaufender Betätigung vom ersten Gang in den zweiten, von diesem in den dritten- aufwärts geschaltet wird und dann anschliessend vom- dritten wieder in den zweiten und von hier in den ersten abwärts geschaltet wird, worauf sich das Spiel in der selben Reihenfolge wiederholt.
Bei der Wusfülirungsform nach Fig. 3 ist die Schrittschalterwelle b in gleicher leise gelagert und angetrieben vorgesehen, wie an Hand der Fig. l 'und 2 vorstehend beschrie ben.
Äuf .dem äussern Ende der lalle sitzt mit einem einseitigen Freilauf, und zwar gleichsinnig antreibbär wie in Fig. 1 mit dem Pfeil für die AntriebshüIse f veran- s e hauliellt,
eine Steuersel#eibe m. Diese ist auf ihrem Umfange mit einer ringsum laufenden Leiste m, versehen, die in schraubenförmigen Schweifungen verläuft, wobei zwischen den einzelnen Schraubenlinienteilstücken Rasten vorgesehen sind.
Die Steigung der einzelnen Teile ist, wie an Hand von Fig. 1 und Fig. 2 für die Steuerfläche g, erläutert, unmittelbar dem Hub der Schaltstange k angepasst. Auf dieser sitzt axial frei verschiebbar - eine Hülse<I>n,</I> die mit einem Ansatz n, versehen ist. Zwischen der Hülse n und dem Kopf k, der Schaltstange ist eine Ausgleichsfeder n2 geschaltet.
Wie ersichtlich, gleitet beim Drehen der Steuerscheibe m die Leiste m, am Ansatz n, entlang und verschiebt dabei diesen und infolgedessen auch die Hülse n um einen ent sprechenden Hub in axialer Richtung. Durch die Schrittschalterwelle b wird die Steuer scheibe m bei jedesmaliger Betätigung um einen Steuerschritt gedreht, der einer Gang stufe entspricht. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung- ergibt sich mit Rücksicht auf dae vorher an Hand der Fig. 1 und 2 Aus geführte ohne weiteres.