DE10016700A1 - Getrieberaddurchmesserverstelleinrichtung - Google Patents

Abstract

Üblicherweise wird beim Fahrradfahren die menschliche Leistung über ein Getriebe an die benötigte Leistung angepaßt. Die Übersetzung ergibt sich dabei aus dem Verhältnis der auf den Zahnrädern vorhandenen Zähnezahlen. Das Übertragungsverhältnis wird nach einer bekannten Erfindung durch ein segmentiertes Getrieberad, deren Zahnradsegmente durchmesserverstellbar sind, verändert. Nachteilig ist das Stillsetzen des Getrieberades beim Schalten und das Vor- oder Rückwärtstreten der Tretkurbel oder das Einbringen einer von außen aufzuprägenden Hilfskraft zum Schalten. Die neue Verstelleinrichtung soll eine fein einstellbare Verstellung der Segmente bei fortwährendem Vorwärtsdrehen des Getrieberades ermöglichen. DOLLAR A Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchmesserverteilung eines aus radial verschiebbaren Segmenten bestehenden Rades, das in Getrieben, insbesondere bei Fahrrädern, eingesetzt werden kann. Dabei ist eine Durchmesserverstellung unter Beibehalten der Drehrichtung und des Drehens des Getrieberades möglich. Dieses wird erreicht durch mehrere mit radialen (1, 2) und/oder spiralförmigen (3, 4) Nuten ausgestattete gegeneinander verdrehbar angeordnete Scheiben zwischen denen die Radsegmente (5) radialverschiebbar und formschlüssig über Stifte (6, 7) gehalten werden und beim Schaltvorgang wahlweise die mit spiralförmigen Nuten versehenen Scheiben durch Bremsen (12, 13) abgebremst werden. DOLLAR A Die Vorrichtung eignet sich für durchmesserverstellbare Getrieberäder in ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Beim Fahradfahren wird die menschliche Leistung, grob gekennzeichnet durch das Produkt aus Tretkraft mal Tretzahl je Zeiteinheit, über ein Getriebe zwischen Tretkurbel und Hinterrad an die benötigte Leistung, d. h. an das Produkt aus Vortriebskraft mal Fahrgeschwindigkeit des Fahrrades und Fahrers, angepaßt. Üblicherweise erfolgt die Übertragung der Leistung mit einer speziell geformten Kette, wobei die Tretkurbeln fest mit einem Zahnrad, dem Kettenrad, und das Hinterrad mit einem in der Regel kleineren Zahnrad, dem Ritzel, verbunden sind. Die Übersetzung des Getriebes ergibt sich dabei aus dem Verhältnis der auf den Zahnrädern vor­ handenen Zähnezahlen. Im allgemeinen Fall ergibt sich das Übersetzungsverhältnis aus dem Verhältnis der Durchmesser der in einem Getriebe gepaarten Räder. Das Übertragungsverhält­ nis wird nach der bekannten Erfindung (DE 33 18 278 - Regelbarer Kettenantrieb) dadurch verändert, daß "das Kettenrad in vier Segmente unterteilt ist, von denen lediglich zwei 180° gegenüberliegende mit der Kette entsprechenden Zähnen versehen sind, während sämtlich Segmente gemeinsam zwischen einem kleinsten Durchmesser und einem größten Durchmes­ ser durch Spindelantrieb radial verschiebbar sind". In den Ansprüchen 2 bis 5 wird ein Kegel­ radgetriebe zum Antrieb der Spindeln beschrieben und in Anspruch 6 eine Rasterung der Schaltstellungen. Nachteilig bei der Erfindung ist das notwendige Stillsetzen des Kettenrades und dieses in einer Stellung zur umlaufenden Fahradkette, daß nur ein Zahnsegment eingreift. Weiterhin nachteilig ist, daß das Schalten tw. (beim Hoch- oder Herunterschalten) entweder durch Rückwärtstreten der Tretkurbel oder durch eine von außen (über ein Schaltgetriebe) einzubringende Hilfskraft erfolgen muß. Diese Art des Schaltvorganges ist physiologisch und psychologisch nachteilig beim Radfahren, d. h. es wird eine hohe Konzentration und Zeit für das Schalten abverlangt.

Folgerichtig liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Stellvorrichtung für ein segmentiertes Getrieberad zu schaffen, das eine beliebig fein einstellbare Verstellung der Lage der Segmente zwischen einem kleinsten und größten Durchmesser bei fortwährendem Vorwärtstdrehen des mit der Tretkurbel verbundenen Getrieberades ermöglichen kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Tretkraft auf die Kurbel beim Vorwärtstreten kurzzeitig für das Gangschalten, so wie es gewohnheitsmäßig bei den in Gebrauch befind­ lichen Ketten- und Nabenschaltungen üblich ist, benutzt wird und die Hilfskraft für das Betätigen der Bremsen zum Schalten den üblichen handkraftbetätigten Schaltungen angepaßt werden kann. Weiterhin ist es möglich bei einem Einsatz in einem Fahrradantrieb mit Freilauf den Gang beim Stehen des Fahrrades umzulegen.

Der Gegenstand der Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend näher beschrieben:

Fig. 1 Darstellung des Getrieberades.

Fig. 2 Darstellung der Führungsscheibe 1 und 2, die identisch sind.

Fig. 3 Darstellung der Stellscheibe 3 und 4, die identisch sind.

Fig. 4 Darstellung der kraftschlüssigen Verbindung, gleichzeitig Rasterung.

Fig. 5 Darstellung der formschlüssigen Verbindung, gleichzeitig Rasterung.

Fig. 6 Darstellung der reibschlüssigen Verbindung, gleichzeitig Rasterung.

Die Führungsscheiben 1 und 2 sind drehfest mit der Welle verbunden und haben radiale Führungsnuten. Die Radialbewegung der Segmente 5 wird mit Hilfe der Stifte 6 und 7 realisiert. Der Stift 7 läuft nur in den Nuten der Führungsscheiben 1 und 2. Der Stift 6 läuft in den Nuten der Führungsscheiben 1 und 2 und den Nuten der Stellscheiben 3 und 4. Die Stell­ scheiben 3 und 4 sind drehbar auf der Welle gelagert und besitzen spiralförmig angeordnete Nuten. Die Spiralen der Stellscheiben 3 und 4 sind bezüglich der gemeinsamen Drehrichtung der Welle 14 gegensinnig orientiert durch seitenverdrehtes Aufstecken auf die Welle 14. Die Achse des Zahnrades 8 liegt radial zur Welle. Seine Lagerung ist auf den Führungsscheiben 1 und 2 befestigt. Mit Hilfe von auf den Stellscheiben 3 und 4 angebrachten Verzahnungen 9 und 10 wird die kinematische Verbindung zwischen den Stellscheiben 3 und 4 gewährleistet. Mit der Rasterung 11 wird die Lage zwischen den Stellscheiben 3 und 4 und den Führungs­ scheiben 1 und 2 festgelegt. Durch Betätigen der Bremsen 12 und 13 werden die Stellscheiben 3 oder 4 in ihrer Bewegung abgebremst oder stillgesetzt.

Wenn sich die Welle 14 dreht und beide Bremsen (12, 13) gelöst sind, drehen sich die Führungsscheiben 1 und 2 sowie die Stellscheiben 3 und 4 mit gleicher Geschwindigkeit. Alle Segmente 5 befinden sich auf einem vorgegebenem Radius. Beide Führungsscheiben (1, 2) sind verdrehfest auf der Welle angebracht und beide Stellscheiben (3, 4) sind form- oder kraft- oder reibschlüssig mit den Führungsscheiben verbunden.

Sobald eine der beiden Bremsen betätigt wird (bei formschlüssiger Verbindung zusätzliche Entrasterung notwendig), verlangsamt eine der beiden Stellscheiben ihre Drehgeschwindig­ keit und die andere, über das Zahnrad 8 mit ihr verbundene, Stellscheibe erhöht ihre Drehge­ schwindigkeit. Aufgrund dieser relativen Bewegung der Stellscheiben zueinander werden die Bolzen 6 in den Spiralnuten der Stellscheiben und die Bolzen 5 und 6 in den Radialnuten der Führungsscheiben 1 und 2 und somit die Segmente 5 radial verschoben.

Claims (7)

1. Durchmesserstellbares Getrieberad für Kettengetriebe mit einem in mindestens zwei Segmente unterteilten Getrieberad, deren Abstand von der Welle veränderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente gemeinsam zwischen einem kleinsten und größten Durchmesser durch Verdrehen mindestens zweier mit gegensinnig angeordneten spiralartigen Nuten ausge­ statteten Lagerscheiben gegenüber mindestens einer mit radialen Nuten ausgestatteten Lagerscheibe radial verschiebbar angeordnet sind, die Segmente in den Nuten form­ schlüssig geführt werden, die Lagerscheibe mit $en radialen Nuten drehfest mit der Welle verbunden ist, die mit den spiralartigen Nuten versehenen Lagerscheiben drehbar zur Welle angeordnet sind und durch mindestens ein Zahnrad zwischen ihnen in ihrer Dreh­ bewegung zwangsgeführt werden, die Segmente jeweils nach innen und außen verschoben werden, indem jeweils eine der beiden mit spiralartigen Nuten versehenen Lagerscheiben abgebremst wird und über das zwischen ihnen befindliche Zahnrad eine entgegengesetzte Drehbewegung ausgelöst wird, die mit radialen Nuten ausgestattete Lagerscheibe lösbar mit mindestens einer mit spiralartigen Nuten ausgestatteten Lagerscheibe verbunden ist.

2. Durchmesserstellbares Getrieberad nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine Arretierung der Radialverschiebung nach festgelegten aber beliebig wählbaren Gangsprüngen erfolgt.

3. Durchmesserstellbares Getrieberad nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine Lagefixierung der gegeneinander verdrehbar angeordneten mit radialen Nuten ausgestatteten Lagerscheibe gegenüber der mit spiralförmigen Nuten ausgestatteten Lagerscheibe außerhalb der Schaltvorgangszeit erfolgt.

4. Durchmesserstellbares Getrieberad nach Anspruch 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Lagefixierung durch eine kraftschlüssige Verbindung erreicht wird.

5. Durchmesserstellbares Getrieberad nach Anspruch 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Lagefixierung durch eine reibschlüssige Verbindung erreicht wird.

6. Durchmesserstellbares Getrieberad nach Anspruch 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Lagefixierung durch eine formschlüssige Verbindung erreicht wird.

7. Durchmesserstellbares Getrieberad nach Anspruch 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Lagefixierung und Rasterung durch die selben Teile erreicht wird.