DD256855A1 - Schaltbarer antriebszahnkranz - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Aenderung des Uebersetzungsverhaeltnisses bei Kettentrieben und ist vor allem bei muskelgetriebenen Fahrzeugen anwendbar. Der Antriebszahnkranz besteht aus zwei in entgegengesetzte Richtungen weisenden, auf der Tretlagerwelle befestigten Auslegern, an denen je ein Zahnsegment in Rotationsebene schwenkbar angelenkt ist. Der am Umfang vorhandene Abstand zwischen den Zahnsegmenten wird von der Kette in frei gestreckter Laenge ueberbrueckt. Gleichfalls auf der Tretlagerwelle, aber drehbar gelagert, befindet sich ein Nocken. Eine zum Zahnsegment gehoerende Stuetzscheibe gleitet mit ihrem freien Ende auf dem Umfang des Nockens, der eine Relativverdrehung zum Antriebszahnkranz erfaehrt, wenn ein am Fahrzeugrahmen seitlich verschiebbar gelagerter Schaltstift waehrend der Antriebsbewegung in eine von mehreren Querbohrungen des Nockens gelangt. Mit der Rueckfuehrung des Schaltstiftes in seine Ausgangsposition ist der Schaltvorgang beendet. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist zur Anwendung bei muskelgetriebenen Fahrzeugen (Fahrrädern) vorgesehen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist ein Antriebszahnkranz bekannt, der aus drei einzelnen Zahnsegmenten besteht. Im Zustand ihres größten wirksamen Durchmessers sind sie — auf den Umfang bezogen — etwa um das Maß ihrer Verzahnungslänge voneinander entfernt. In den freien Zwischenräumen verläuft die Kette gestreckt. Ein nach innen gerichteter Fortsatz jedes Zahnsegmentes trägt an seinem freien Ende ein Ritzel; alle drei Ritzel befinden sich im Eingriff mit einem zentralen Zahnrad, dessen Verdrehung dazu führt, daß die Zahnsegmente unter Verkleinerung ihres wirksamen Durchmessers über die Ritzel zum Zentrum hin bzw. an ihm vorbei bewegt werden. Die L-förmige Ausbildung des Zahnsegmentes mit Fortsatz bietet den nötigen Raum für das Ritzel des benachbarten Fortsatzes (US-PS 4,260,386; Int. Cl. F16 H 9/24).

Die beschriebene Lösung ist infolge der vier benötigten Zahnräder einschließlich der unerläßlichen seitlichen Führungen für die Zahnsegmente sehr aufwendig. Zudem muß — insbesondere durch die unvermeidliche Verschmutzung — mit einer relativ großen Störanfälligkeit gerechnet werden, da außerdem die von der Kette auf die Zahnsegmente ausgeübte Radialkraft in der Regel von nur einem Zahn jedes Ritzels übertragen werden muß.

Ziel der Erfindung

Durch Anwendung der Erfindung soll ein schaltbarer Antriebszahnkranz ermöglicht werden, der sich mit geringerem Aufwand herstellen läßt und eine große funktionell Zuverlässigkeit aufweist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen für muskelgetriebene Fahrzeuge geeigneten Antriebszahnkranz zu schaffen, dessen wirksamer Durchmesser sich in kleinen Stufen auf einfache Weise verändern läßt und der bei jeder Übersetzung totpunktoptimiert funktioniert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Tretlagerwelle mit zwei in entgegengesetzte Richtungen weisenden Auslegern verbunden ist, an deren freien Enden je ein in der Rotationsebene schwenkbares Zahnsegment angelenkt ist. Dieses besitzt eine nach innen gerichtete, auf dem Umfang eines Nockens, verdrehbar auf der Tretlagerwelle gelagert, gleitende Stützstrebe. Beide Enden jedes Zahnsegmentes sind zahnlos ausgebildet. Vorzugsweise das nicht am Ausleger angelenkte Ende jedes Zahnsegmentes ist nach innen gerundet ausgebildet. Eine zweckmäßige Vervollkommnung kann durch ein Zwischenglied erfolgen, das am freien Ende des Zahnsegmentes in der Rotationsebene verschwenkbar angelenkt, am Ausleger des anderen Zahnsegmentes verschiebbar abgestützt und mit einem der Kettenführung dienenden äußeren Profil versehen ist. Eine am Zahnsegment bzw. Zwischenglied angreifende Feder dient der Fixierung der schwenkbaren Teile sowie der Verstärkung des Kontakts zwischen Stützstrebe und Nocken. Der steuernde Umfang des Nockens besteht aus gegeneinander z. B. durch Vertiefungen abgesetzten, einen Rasteffekt bewirkenden Stufungen, deren Abstand zweckmäßigerweise auf die Kettenteilung abgestimmt ist. Die Seitenfläche des Nockens weist Querbohrungen auf, die parallel zur Tretlagerwelle verlaufen, zu dieser einen gleichen Abstand besitzen und für den Eingriff eines verschiebbar am Fahrzeugrahmens fixierten Schaltstiftes gedacht sind.

Der Schaltvorgang wird mit dem manuell ausgelösten Eingriff des Schaltstiftes in eine der Querbohrungen des Nockens eingeleitet.

Bei andauernder Betätigung des Kettentriebes kommt es zu einer Relativverdrehung des Nockens, der über seinen Außenumfang ein Verschwenken der Zahnsegmente und somit einen vergrößerten bzw. verkleinerten wirksamen Durchmesser derselben bewirkt. Danach ist der Schaltstift in seine Ausgangslage zu rückzuführen. Das Schalten ist nicht auf die nächstfolgende Stufe beschränkt und kann in jeder Drehrichtüng erfolgen.

Ausführungsbeispiel

Anhand einer Zeichnung, die einen Antriebszahnkranz eines Kettentriebes in Seitenansicht zeigt, wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Auf der Tretlagerwelle 1 sind neben dem Kurbelarm 2 die Ausleger 3 so befestigt, daß sie in entgegengesetzte Richtungen weisen. An den freien Endender Ausleger 3 befinden sich Gelenkpunkte 4für in der Rotationsebene schwenkbare Zahnsegmente 5. Jedes Zahnsegment 5 besitzt eine zur Tretlagerwelle 1 gerichtete Stützstrebe 6, die auf dem Umfang eines Nockens 7 aufliegt, der drehbar auf der Tretlagerwelle 1 sitzt. Der Umfang des Nockens 7 besteht aus einzelnen, durch Vertiefungen voneinander abgesetzten Stufungen 8, so daß beim Verdrehen des Nockens 7 ein Rasteffekt entsteht. Die Stufungen 8 entsprechen zweckmäßigerweise der Kettenteilung. Um ein Verdrehen zu ermöglichen, weist der Nocken 7 in die Seitenfläche eingebrachte Querbohrungen 9 auf, die im Wirkungsbereich eines am Fahrzeugrahmen verschiebbar befestigten Schaltstiftes liegen. Gelangt der Schaltstift durch den Schaltvorgang in eine dieser Querbohrungen 9, dann kommt es infolge der andauernden Antriebsbewegung von Kurbelarm 2 bzw. Auslegern 3 zu einer Relativverdrehung des Nockens 7 und die Stützstreben 6 gleiten auf die nächste Stufung 8, was eine veränderte Übersetzung zur Folge hat. Eine am freien Ende des Zahnsegmentes 5 sowie am anderen Ausleger 3 angelenkte Feder 10 sorgt für eine gleichmäßige Auflage der Stützstrebe 6 auf dem Umfang des Nockens 7 (obere Hälfte des Ausführungsbeispieles).

Den Abstand zwischen den Zahnsegmenten 5 überbrückt die Kette 14 in frei gestrecktem Zustand. Sofern der Kurbelarm 2 so angeordnet ist, daß er diesen freien Kettenabschnitt kreuzt, kommt es bei den vertikal orientierten Stellungen des Kurbelarmes 2 zu günstigeren Hebelverhältnissen gegenüber dem üblicherweise kreisförmigen Zahnkranz.

In der unteren Hälfte des Ausführungsbeispieles wird gezeigt, daß ein am freien Ende eines Zahnsegments 5 angelenktes Zwischenglied 11 bis zum Ausleger 3 des anderen Zahnsegments 5 reicht, dort zwischen Stiften 12 fixiert ist und durch eine Feder 13 unter Spannung gehalten wird. Das Zwischenglied 11 dient der Kettenführung.

Claims (8)

1. Schaltbarer Antriebszahnkranz, bestehend aus einzelnen, zusammen einen gleichmäßig unterbrochenen Umfang bildenden Zahnsegmenten, die jeweils einen radial nach innen orientierten Fortsatz mit daran befestigtem Ritzel aufweisen, das durch Eingriff in ein zentrales, verstellbares Zahnrad eine Vergrößerung oder Verkleinerung des kettenwirksamen Durchmessers erlaubt, gekennzeichnet dadurch, daß die Tretlagerwelle (1) auf der Antriebsseite zwei zusammen einen gestreckten Winkel bildende Ausleger (3) besitzt, an deren freien Enden je ein in der Rotationsebene schwenkbares Zahnsegment (5) angelenkt ist, das eine nach innen gerichtete, auf dem Umfang eines auf der Tretlagerwelle (1) verdrehbar sitzenden Nockens (7) gleitende Stützstrebe (6) aufweist.

2. Antriebszahnkranz nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß beide Enden jedes Zahnsegmentes (5) zahnlos ausgebildet sind.

3. Antriebszahnkranz nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß vorzugsweise das nicht am Ausleger (3) angelenkte Ende jedes Zahnsegmentes (5) nach innen gerundet ausläuft.

4. Antriebszahnkranz nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das freie Ende des Zahnsegmentes (5) einen Anlenkpunkt für ein am Ausleger (3) des anderen Zahnsegmentes (5) verschiebbar abgestütztes Zwischenglied (11) besitzt.

5. Antriebszahnkranz nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Zwischenglied (11) ein der Kettenführung dienendes äußeres Profil aufweist.

6. Antriebszahnkranz nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß am Zahnsegment (5) bzw. Zwischenglied (11) eine den Kontakt von Stützstrebe (6) und Nocken (7) verstärkende Feder (10; 13) angreift.

7. Antriebszahnkranz nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß der mit der Stützstrebe (6) kontaktierende Umfang des Nockens (7) aus gegeneinander z. B. durch Vertiefungen abgesetzten, einen Rasteffekt bewirkenden Stufungen (8) besteht.

8. Antriebszahnkranz nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Seitenfläche des Nockens (7) parallel mit einheitlichem Abstand zur Tretlagerwelle (1) angeordnete Querbohrungen (9) aufweist, die im Wirkungsbereich eines am Fahrzeugrahmen verschiebbar angeordneten Schaltstiftes liegen.