DE102016010874B4

DE102016010874B4 - Getriebegang für ein Fahrrad mit eingebauten Funktionen einer Überholungskupplung und einer Bremsung sowie Verfahren zur Bremsung eines Fahrrads

Info

Publication number: DE102016010874B4
Application number: DE102016010874.6A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Degtjarew Alexander De
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2016-09-01
Publication date: 2021-11-18
Anticipated expiration: 2036-09-02
Also published as: RU2016135442A; RU2634601C2; DE102016010874A1

Abstract

Getriebegang für ein Fahrrad mit eingebauten Funktionen einer Überholungskupplung und einer Bremsung, enthaltend ein Antriebsrad und einen getriebenen Stern (28), die von einer Kette (29) erfasst sind, wobei zur Nutzung der Funktion der Bremsung eine Rotationsrichtung des getriebenen Sterns (28) geändert werden muss,gekennzeichnet durch ein universelles selbstzentriertes System, welches eine mediale Gründung (1) und eine äußere Gründung (2) mit einer gemeinsamen und unveränderlichen Achse der Rotation aufweist,wobei der getriebene Stern (28) auf der äußeren Gründung (2) befestigt ist,wobei auf den Gründungen (1, 2) rotierbar befestigte Sterne (13, 14, 15; 9, 10, 11), Rollen oder Scheiben sequentiell von einer geschlossenen weiteren Kette (5), Riemen oder Tau verbunden sind,wobei Zahnräder (16, 17, 18), die auf den Sternen (13, 14, 15), Rollen oder Scheiben einer (1) der Gründungen (1, 2) befestigt sind, gezahnten Eingriff mit einem Zahnrad (20) auf einer Abgabewelle (12) haben,wobei Sterne (10, 11), Rollen oder Scheiben einer (2) der Gründungen (1, 2) mit ihren Achsen der Rotation auf einer Feder (19) befestigt und linear verschiebbar entlang dieser Gründung (2) sind, welche einen geänderten geometrischen Mittelpunkt aufweist, sowiegeometrische Mittelpunkte der Gründungen (1, 2) sich im Mittelpunkt eines Kreises befinden, der durch die Achsen der Rotation der Sterne (13, 14, 15; 9, 10, 11), Rollen oder Scheiben dieser Gründungen (1, 2) geht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Transmissionen mit unendlichen Ketten.
Es ist ein mechanischer stufenloser Getriebegang ( RU 2 018 746 C1 , F 16 H 15/00 29/22, 02.07.90) bekannt. Der Getriebegang enthält eine Eingangswelle und eine Abgabewelle, einen Umformer, einen Mechanismus zur Veränderung einer Exzentrizität und die Lenkung einer Umsteuerung. Der Umformer ist in Form eines Generators mit flexiblen Wellen, flexiblen Rädern und harten Rädern ausgeführt, die mit den flexiblen Rädern mittels gefederter elastischer Arbeitskörper zusammenwirken. Die DE 20 2014 001 152 U1 offenbart einen Fahrradantrieb, bei dem durch eine Anordnung von Federbeinen eine Über- oder Untersetzung des Zahnkranzes mit den Pedalen entsteht und sich automatisch an einer an der Antriebsscheibe entstehenden Last anpasst. Die WO 95/03503 A1 offenbart ein stufenlos verstellbares formschlüssiges Satellitengetriebe mit eingebauten Freiläufen. Die DE 20 2014 002 922 U1 offenbart ein System der wechselseitigen Verbindung zweier Wellen, die mittels Bremsung eines Bremszahnrades mit Hilfe einer Bremsmuffe oder eines Bremsklotzes ausgeführt wird. Mängel der beschrieben Konstruktionen sind die nicht hohe Zuverlässigkeit und die Komplexität der Konstruktionen.
Es ist ein mehrgängiger stufenloser Antrieb eines Fahrzeuges, vorzugsweise eines Fahrrades, enthaltend ein Antriebsrad mit variablem Radius und einen getriebenen Stern bekannt. Der Stern ist von einer Kette erfasst, die ein Gerät zur Spannung hat. Das Antriebsrad mit variablem Radius enthält eine auf der Pedalwelle aufgestellte und mit ihr verbundene harte Platte. Die Platte hat auf einer Achse eingerichtete Sterne, die von der Kette erfasst sind. ( RU 2 048 365 C1 ). Ein Mangel dieser Erfindung ist die Notwendigkeit eines periodischen Wechsels der Sterne, die mit der Kette zusammenwirken.
Ein Ziel der Erfindung ist die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses ohne Wechsel der Sterne, die mit der Kette zusammenwirken, um den Antrieb zu bilden, sowie das Ausführen von Funktionen einer Überholungskupplung und einer Bremsung durch den Getriebegang.
Das gesetzte Ziel wird durch einen Getriebegang für ein Fahrrad nach Anspruch 1 oder ein Verfahren zur Bremsung eines Fahrrads nach Anspruch 2 erreicht. In einem Getriebegang für ein Fahrrad mit eingebauten Funktionen einer Überholungskupplung und einer Bremsung, enthaltend ein Antriebsrad und einen getriebenen Stern, die von einer Kette erfasst sind, ist der getriebene Stern auf einer äußeren Gründung eines universellen selbstzentrierten Systems befestigt. Das universelle selbstzentrierte System hat übereinstimmende Achsen der Rotation von Gründungen und einen geänderten geometrischen Mittelpunkt einer der Gründungen. Zahnräder, die auf Sternen, Rollen oder Scheiben einer der Gründungen befestigt sind, haben gezahnten Eingriff mit einem Zahnrad auf einer Abgabewelle. Der geometrische Mittelpunkt der Gründungen befindet sich im Mittelpunkt eines Kreises, der durch die Achsen der Rotation der Sterne, Rollen oder Scheiben der Gründung geht.
In dem stufenlosen Getriebegang wird ein universelles selbstzentriertes System mit einer gemeinsamen und unveränderlichen Achse der Rotation von Gründungen, enthaltend eine äußere Gründung und eine mediale Gründung, und auf den Gründungen rotierbar befestigten Sternen, Rollen oder Scheiben, die sequentiell von einer geschlossenen Kette, Riemen oder Tau verbunden sind, benutzt. Die mediale und äußere Gründung haben die gemeinsame und unveränderliche Achse der Rotation. Die Sterne, Rollen oder Scheiben einer der Gründungen sind linear verschiebbar entlang der Gründung. Die gemeinsame und unveränderliche Achse der Rotation der Gründungen ist durch Fixation dieser Gründungen auf ein Rotationslager realisiert. Die lineare Verschiebung der Sterne, Rollen oder Scheiben wird dadurch gewährleistet, dass die Achsen der Rotation der Sterne, Rollen oder Scheiben auf Federn befestigt sind. Eine Eingangswelle ist mit der äußeren Gründung verbunden und enthält einen Stern, der das drehende Moment von Pedalen wahrnimmt. Das drehende Moment wird auf eine Abgabewelle, die mit der Buchse eines Rads verbunden ist, aufgrund der Vorwärtsbewegung der geschlossenen Kette, des Riemens oder des Taus, durch welche die Sterne, Rollen oder Scheiben auf der medialen und äußeren Gründung verbunden sind, übergeben. Die Verbindung mit der Abgabewelle ist verwirklicht durch gezahnten Eingriff des Zahnrades auf der Abgabewelle mit den Zahnrädern, die auf den Sternen, Rollen oder Scheiben einer der Gründungen des universellen selbstzentrierten Systems befestigt sind.
In einem Beispiel der konkreten Erfüllung hat ein Getriebegang für ein Fahrrad mit eingebauten Funktionen der Überholungskupplung und der Bremsung ein universelles selbstzentriertes System mit einer gemeinsamen und unveränderlichen Achse der Rotation von Gründungen, die eine mediale Gründung 1 und eine äußere Gründung 2 umfassen. Die mediale Gründung 1 und die äußere Gründung 2 sind durch ein Lager 3 verbunden. Die mediale Gründung 1 und die äußere Gründung 2 sind relativ zueinander winkelverschieblich bezüglich der gemeinsamen Achse, die mit einer Abgabewelle 12 übereinstimmt. Die Abgabewelle 12 ist auf der medialen Gründung 1 mit Hilfe eines Lagers 21 rotierbar befestigt. Auf der äußeren Gründung 2 sind Sterne 9, 10, 11 rotierbar bezüglich von Achsen 6, 7, 8 befestigt. Die Achsen 7 und 8 sind auf einer Feder 19 befestigt, was es diesen Achsen ermöglicht, zusammen mit den Sternen 10 und 11 entlang von Falzen 25 und 26 verschoben zu werden. Auf der medialen Gründung 1 sind Sterne 13, 14, 15 mit der Möglichkeit, sich bezüglich von Achsen 22, 23, 24 zu drehen, befestigt. Die Sterne 9, 14, 10, 15, 11, 13 sind von einer geschlossenen Kette 5 sequentiell verbunden. Auf den Sternen 13, 14, 15 sind Zahnräder 16, 17, 18 rotierbar bezüglich der Achsen 22, 23, 24 befestigt. Die Zahnräder 16, 17, 18 haben gezahnten Eingriff mit einem Zahnrad 20, das auf der Abgabewelle 12 befestigt ist. Der Bogen eines Kreises, der durch die Achsen 6, 7, 8 geht, bestimmt einen geometrischen Mittelpunkt der äußeren Gründung 2, der um die Größe eines Abschnittes 4 abgesetzt ist. Der geometrische Mittelpunkt der äußeren Gründung 2 stimmt mit dem geometrischen Mittelpunkt der medialen Gründung 1 und mit der Achse der Abgabewelle 12 überein, wenn die Sterne 10 und 11 der Abgabewelle 12, wie gezeigt in 6 und 8, maximal genähert sind. Eine Spannung der Kette 5 verwirklicht sich durch Winkelwendung der medialen Gründung 1 bezüglich der äußeren Gründung 2. Auf 2 ist der geometrische Mittelpunkt der äußeren Gründung 2 um die Größe des Abschnittes 4 bezüglich des geometrischen Mittelpunktes der medialen Gründung 1 abgesetzt. Die Buchse 27 eines Rades ist auf der Abgabewelle 12 befestigt. Ein drehendes Moment von Pedalen wird von der Kette 29 auf einen Stern 28, der auf der äußeren Gründung 2 befestigt ist, übergeben. Das Übersetzungsverhältnis verändert sich je nach der Belastung auf der Abgabewelle 12. Ist die Belastung auf der Abgabewelle 12 für die volle Kompression der Feder 19 ausreichend, so ist die Winkelgeschwindigkeit der Abgabewelle 12 gleich null. Dabei stimmen die geometrischen Mittelpunkte der Gründungen 1, 2 überein.
Wenn die geometrischen Mittelpunkte der äußeren Gründung 2 und der medialen Gründung 1, wie gezeigt in 6 und 8, übereinstimmen, drehen sich die mediale Gründung 1 und die äußere Gründung 2 mit identischer Winkelgeschwindigkeit, während sich alle Sterne und die Zahnräder nicht drehen und auch die Kette 5 entlang dem Perimeter nicht verschoben wird. Die Winkelgeschwindigkeit der Abgabewelle 12 ist gleich null. Wenn die geometrischen Mittelpunkte der Gründungen 1, 2, wie gezeigt in 1, 2 und 4, nicht übereinstimmen, so wird die Kette 5 entlang dem Perimeter verschoben, alle Sterne und die Zahnräder drehen sich und das drehende Moment von den Zahnrädern 16, 17, 18 wird auf das Zahnrad 20 und die Abgabewelle 12 übergeben. Dabei ist die Summe der Vektoren von Kräften a, b, c, wie gezeigt in 3, nicht gleich null.
Das drehende Moment von der Abgabewelle 12 wird nicht auf eine Eingangswelle oder auf die Gründungen 1, 2 des universellen selbstzentrierten Systems übergeben. Die Wirkung dieses drehenden Momentes führt nur zur Verschiebung der Kette 5. Für die Nutzung der Funktion der Bremsung muss man die Richtung der Rotation des Sterns 28 ändern, wobei das bereitgestellte drehende Moment auf die Abgabewelle 12 angewandt wird und dem existierenden drehenden Moment auf dem Rad des Fahrrades entgegengesetzt ist.
Figurenliste

1 zeigt einen Getriebegang für ein Fahrrad mit eingebauten Funktionen einer Überholungskupplung und einer Bremsung.
2 zeigt den Getriebegang für ein Fahrrad mit den eingebauten Funktionen einer Überholungskupplung und einer Bremsung bei nicht übereinstimmenden geometrischen Mittelpunkten von Gründungen.
3 zeigt die Addition der Vektoren von Kräften, die auf Sterne der Gründungen wirken.
4 zeigt die Vektoren der Kräfte, die auf die Sterne der Gründungen wirken.
5 zeigt Gründungen eines universellen selbstzentrierten Systems.
6 zeigt den Getriebegang für ein Fahrrad mit den eingebauten Funktionen einer Überholungskupplung und einer Bremsung in isometrischer Ansicht.
7 zeigt den Getriebegang für ein Fahrrad mit den eingebauten Funktionen einer Überholungskupplung und einer Bremsung seitens eines getriebenen Sternes.
8 zeigt die Anordnung der Sterne und einer Kette beim Zusammentreffen der geometrischen Mittelpunkte der Gründungen des universellen selbstzentrierten Systems.

Bezugszeichenliste

1: mediale Gründung
2: äußere Gründung
3: Lager
4: Abschnitt
5: Kette
6, 7, 8: Achse
9, 10, 11: Stern
12: Abgabewelle
13, 14, 15: Stern
16, 17, 18: Zahnrad
19: Feder
20: Zahnrad auf der Abgabewelle
21: Lager
22, 23, 24: Achse
25, 26: Falz
27: Buchse
28: getriebener Stern
29: Kette

Claims

Getriebegang für ein Fahrrad mit eingebauten Funktionen einer Überholungskupplung und einer Bremsung, enthaltend ein Antriebsrad und einen getriebenen Stern (28), die von einer Kette (29) erfasst sind, wobei zur Nutzung der Funktion der Bremsung eine Rotationsrichtung des getriebenen Sterns (28) geändert werden muss, gekennzeichnet durch ein universelles selbstzentriertes System, welches eine mediale Gründung (1) und eine äußere Gründung (2) mit einer gemeinsamen und unveränderlichen Achse der Rotation aufweist, wobei der getriebene Stern (28) auf der äußeren Gründung (2) befestigt ist, wobei auf den Gründungen (1, 2) rotierbar befestigte Sterne (13, 14, 15; 9, 10, 11), Rollen oder Scheiben sequentiell von einer geschlossenen weiteren Kette (5), Riemen oder Tau verbunden sind, wobei Zahnräder (16, 17, 18), die auf den Sternen (13, 14, 15), Rollen oder Scheiben einer (1) der Gründungen (1, 2) befestigt sind, gezahnten Eingriff mit einem Zahnrad (20) auf einer Abgabewelle (12) haben, wobei Sterne (10, 11), Rollen oder Scheiben einer (2) der Gründungen (1, 2) mit ihren Achsen der Rotation auf einer Feder (19) befestigt und linear verschiebbar entlang dieser Gründung (2) sind, welche einen geänderten geometrischen Mittelpunkt aufweist, sowie geometrische Mittelpunkte der Gründungen (1, 2) sich im Mittelpunkt eines Kreises befinden, der durch die Achsen der Rotation der Sterne (13, 14, 15; 9, 10, 11), Rollen oder Scheiben dieser Gründungen (1, 2) geht.
Verfahren zur Bremsung eines Fahrrads, umfassend: Bereitstellen eines Getriebegangs für das Fahrrad, enthaltend ein Antriebsrad und einen getriebenen Stern (28), die von einer Kette (29) erfasst sind, sowie ein universelles selbstzentriertes System, welches eine mediale Gründung (1) und eine äußere Gründung (2) mit einer gemeinsamen und unveränderlichen Achse der Rotation aufweist, wobei der getriebene Stern (28) auf der äußeren Gründung (2) befestigt ist, wobei auf den Gründungen (1, 2) rotierbar befestigte Sterne (13, 14, 15; 9, 10, 11), Rollen oder Scheiben sequentiell von einer geschlossenen weiteren Kette (5), Riemen oder Tau verbunden sind, wobei Zahnräder (16, 17, 18), die auf den Sternen (13, 14, 15), Rollen oder Scheiben einer (1) der Gründungen (1, 2) befestigt sind, gezahnten Eingriff mit einem Zahnrad (20) auf einer Abgabewelle (12) haben, wobei Sterne (10, 11), Rollen oder Scheiben einer (2) der Gründungen (2) mit ihren Achsen der Rotation auf einer Feder (19) befestigt und linear verschiebbar entlang dieser Gründung (2) sind, welche einen geänderten geometrischen Mittelpunkt aufweist, sowie geometrische Mittelpunkte der Gründungen (1, 2) sich im Mittelpunkt eines Kreises befinden, der durch die Achsen der Rotation der Sterne (13, 14, 15; 9, 10, 11), Rollen oder Scheiben dieser Gründungen (1, 2) geht; und Ändern einer Rotationsrichtung des getriebenen Sterns (28).