DE107164C

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Publication number: DE107164C
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Description

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PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Ausbildung der durch D. R. P. 91055 geschützten Antriebvorrichtung, bei der die Reibung vermindert werden soll.The subject of the present invention is an embodiment of the by D. R. P. 91055 protected drive device in which the friction is to be reduced.

Obwohl sich die Vorrichtung auch zur Bewegung irgend welcher anderer Maschinen eignet, ist in den beiliegenden Zeichnungen zur Veranschaulichung des ErOndungsgedankens die Anwendung an einem Fahrrad erläutert.
, Die Vorrichtung besteht aus Kurbeln und Kurbelzapfen an der Hinterradachse, aus Zahnrädern auf der Tretkurbelachse und aus gegabelten Schubstangen für die genannten Achsen, wobei die Anordnung so getroffen ist, dafs die Kurbeln am Hinterrad innerhalb des Radrahmens liegen und die Zahnräder mit Rollen gegen die Reibung versehen sind, während die Enden der gegabelten Schubstangen mittelst maulartiger Oeffnungen den Eingriff mit den Enden herbeiführen; jedes dieser Enden weist entweder einen kreisförmigen äufseren Umfang auf, welcher -über ebene wagerechte Flächen des als Führung dienenden Rahmens vor- und rückwärts gleitet, oder einfach einen Arm mit einem eingelenkten Träger; durch diese Anordnung soll der Eingriff der Zahnradrollen in die genannten maulartigen Oeffnungen, ebenso wie ihr Austritt aus denselben möglichst geräuschlos erfolgen, sowie die durch die Bewegung der hinteren Kurbeln entstehende Ungleichheit des von den Schubstangen zurückgelegten Weges ausgeglichen und auf diese Weise die Bewegung des Zahnrades zu einer möglichst gleichmäfsigen gestaltet werden.Although the device is also suitable for moving any other machine, the application to a bicycle is explained in the accompanying drawings to illustrate the concept of the invention.
The device consists of cranks and crank pins on the rear wheel axle, of gears on the crank axle and forked push rods for the axles mentioned, the arrangement being such that the cranks on the rear wheel lie within the wheel frame and the gears with rollers against the friction are provided, while the ends of the forked push rods bring about engagement with the ends by means of mouth-like openings; Each of these ends has either a circular outer circumference, which slides back and forth over flat, horizontal surfaces of the frame serving as a guide, or simply an arm with a pivoted support; Through this arrangement, the engagement of the gear rollers in the mentioned mouth-like openings, as well as their exit from the same as silently as possible, as well as the inequality of the path covered by the push rods caused by the movement of the rear cranks compensated and in this way the movement of the gear be designed as uniform as possible.

In den beiliegenden Zeichnungen istIn the accompanying drawings is

Fig. ι die Seitenansicht eines mit der Neuerung ausgestatteten Fahrrades, und zwar mit einer Schubstange.Fig. Ι the side view of a bicycle equipped with the innovation, namely with a push rod.

Fig. 2 ist ein Grundrifs der Vorrichtung theilweise im Schnitt in vergröfsertem Mafsstabe. Fig. 2 is a plan view of the device, partly in section, on an enlarged scale.

Fig. 3 ist der Aufrifs zur Fig. 2, und zwar mit der Kurbel am Hinterrad in ihrer hintersten Stellung, das Gehäuse im Schnitt.Fig. 3 is the Aufrifs to Fig. 2, with the crank on the rear wheel in its rearmost Position, the housing in section.

Fig. 4 ist eine ähnliche Ansicht mit weggelassenem Zahnrad mit der Hinterradkurbel in ihrer vordersten Lage.FIG. 4 is a similar view with the gear removed with the rear wheel crank in FIG their foremost position.

Fig. 5 ist in noch gröfserem Mafsstabe ein senkrechter Querschnitt durch den Kurbelzapfen der Vorrichtung.Fig. 5 is, on an even larger scale, a vertical cross section through the crank pin the device.

Fig. 6 ist ein wagerechter Schnitt durch die Tretkurbelachse und die Stutzen des Gehäuses.Fig. 6 is a horizontal section through the crank shaft and the socket of the housing.

Fig. 7 veranschaulicht den oberen Bolzen des Innenrahmens mit den Gliedern zur Verbindung der maulartigen Oeffnungen der Schubstange in noch gröfserem Mafsstabe.Figure 7 illustrates the upper bolt of the inner frame with the links for connection the mouth-like openings of the push rod on an even larger scale.

Fig. 8 ist ein Schnitt durch eine maulartige Oeffnung.Fig. 8 is a section through a mouth-like opening.

Fig. 9 ist eine Seitenansicht der zwei Zahnräder und der die Verbindung derselben bewirkenden, die Nabe tragenden T-förmigen Arme, welche dazu bestimmt sind, die Lager für die Röllchen in Abständen von 30⁰ von einander zu. bilden.Fig. 9 is a side view of the two gears and the coupling of the same, T-shaped arms carrying the hub, which are intended to close the bearings for the rollers at intervals of 30 ^° from one another. form.

Fig. 10 ist eine vergröfserte Darstellung der oberen Hälfte von Fig. 3.FIG. 10 is an enlarged view of the upper half of FIG. 3.

Fig. 11 ist eine Darstellung der Kurbel des Hinterrades.Figure 11 is an illustration of the rear wheel crank.

Fig. 12 ist eine Seitenansicht eines gespaltenen Augenlagers der Tretkurbelachse mit dem Verbindungsbolzen desselben.Figure 12 is a side view of a split Eye bearing of the crank axle with the connecting bolt of the same.

Fig. ι 3 ist ein senkrechter Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der Construction nach Fig. 5.Fig. 3 is a vertical cross section through another embodiment of the construction according to FIG. 5.

Fig. 14 ist eine Seitenansicht von Fig. 13 in kleinerem Mafsstabe, das Gehäuse im Schnitt.FIG. 14 is a side view of FIG. 13 on a smaller scale, the case in section.

Fig. 15 ist ein wagerechter Schnitt durch den hinteren Theil der einen Schubstange nach der geänderten Construction.Fig. 15 is a horizontal section through the rear part of one push-rod according to the modified construction.

Fig. 16 ist ein horizontaler Schnitt durch das hintere Ende eines Gliedes eines Paares der Schubstangen.Fig. 16 is a horizontal section through the rear end of one link of a pair of Figs Push rods.

Fig. 17 ist ein senkrechter Schnitt durch das maulartige Verbindungsglied nach der geänderten Construction.Fig. 17 is a vertical section through the jaw-like connector according to the modified Construction.

Fig. 18 ist eine vergröfserte Darstellung der oberen Hälfte von Fig. 14.FIG. 18 is an enlarged view of the upper half of FIG. 14.

Das doppelte Zahnrad, welches sich in der Mitte der Kurbelwelle b der Tretkurbeln befindet, besteht zweckmäfsig aus zwei dreieckigen Gestellen C und C². Die Zähne c der einzelnen Räder stehen gleich weit, und zwar etwa 30⁰ von einander ab. Zwischen den dreieckigen Gestellen befindet sich eine Tragnabe c², welche drei T-förmige Arme trägt; die Enden dieser Arme bilden den einen Stützpunkt für die Achsen der Rollen r, während die Zähne der Räder selbst den anderen Stützpunkt für die Enden der Rollenachsen bilden; natürlich sind die Enden der Arme nach auswärts gebogen, um die Rollen r aufnehmen zu können. Die Zahnräder C C² und die mittlere Nabenplatte c² bilden zusammen eine Art Zahnrad, welches mittelst Bolzen gegen eine Rundscheibe geschraubt ist, die von einer Muffe 6 absteht, welche an die inneren Enden der beiden Theile der Kurbelachse b geschraubt ist. An jedem inneren Ende der Muffe ist der innere Ring 7 mit dem Kugellager befestigt, während die Lagertassen 8 dieser Führungen gegen die innere Fläche des Augenlagers 9 geschraubt sind, welches die Rahmenstangen A und Ä¹ verbindet. Das äufsere Ende dieses Lagers ist gespalten und die beiden vorstehenden Lappen durch Bolzen 18 verbunden, mittelst welcher man die Lagertassen anziehen kann. An der Innenseite jedes der Augenlager 9 ist ein rechteckiger Rahmen 10 befestigt, welcher der Gewichtsverminderung wegen aus starkem Blech ausgestanzt ist; die Verbindung zwischen dem Lager 9 und diesem Rahmen wird durch einen radial vom Lager ausgehenden Arm 11 hergestellt, durch welchen ein Bolzen 12 in die Platte 10 eingeschraubt wird; die beiden Rahmen 10 (vergl. Fig. 5 und 7) sind mit einander an den Enden durch Bolzen 13 verbunden, welche durch eine Reihe kurzer Muffen 14 reichen, auf denen die Glieder 15 eingelenkt sind. An den gegenüberliegenden Enden jedes dieser Glieder sind die Mäuler f² eingehängt, deren jedes einen Schlitz f zur Aufnahme der Rollen r der Zahnräder aufweist.The double gear, which is located in the middle of the crankshaft b of the pedal cranks, expediently consists of two triangular frames C and C ² . The teeth c of the individual wheels are equidistant, about 30 ^° from each other. Between the triangular frames there is a support hub c ² , which carries three T-shaped arms; the ends of these arms form one point of support for the axes of the rollers r, while the teeth of the wheels themselves form the other point of support for the ends of the roller axes; of course, the ends of the arms are bent outwards to accommodate the rollers r . The gears C C ² and the central hub plate c ² together form a kind of gear wheel which is screwed by means of bolts against a circular disk which protrudes from a sleeve 6 which is screwed to the inner ends of the two parts of the crank axle b . At each inner end of the sleeve the inner ring 7 is attached to the ball bearing, while the bearing cups 8 of these guides are screwed against the inner surface of the eye bearing 9 which connects the frame bars A and A ¹ . The outer end of this bearing is split and the two protruding tabs are connected by bolts 18, by means of which the bearing cups can be tightened. On the inside of each of the eye bearings 9, a rectangular frame 10 is attached, which is punched out of thick sheet metal to reduce weight; the connection between the bearing 9 and this frame is made by an arm 11 extending radially from the bearing, through which a bolt 12 is screwed into the plate 10; the two frames 10 (see FIGS. 5 and 7) are connected to one another at the ends by bolts 13 which extend through a series of short sleeves 14 on which the links 15 are pivoted. At the opposite ends of each of these links the mouths f ^{2 are} suspended, each of which has a slot f for receiving the rollers r of the gears.

Zur Verbindung der Mäuler f¹ mit den vorderen Enden der Gabelstang'en F und G ist jedes dieser Enden mit einem weiten Augenlager ausgestattet, welches Kugellager enthält, während der Innenkreis der genannten Lager an einem Arm f³ . befestigt ist, welcher mit dem Maul f¹ parallel läuft, jedoch in einem gewissen Abstand von diesem angeordnet ist, um dem Zahnrad, das vorbeipassirt, den Eintritt in diesen Zwischenraum zu gestatten, wenn die Rollen r in die Mäuler eintreten. Jedes Maul ist durch ein Glied 15 gestützt; die äufseren Umfange dieser Mäuler haben die Form von Kreissegmenten, mit welchen sie über horizontale Führungsplatten 16 gleiten. Die Enden dieser Platten sind auf die Bolzen 13 aufgezogen, so dafs die Innenflächen eines Paares von solchen Platten als Führungen für die Seiten der Mäuler f'² dienen, deren Gleitflä'chen am besten aus gehärtetem Stahl hergestellt werden und einen um ein Weniges geringeren Durchmesser haben als der segmentartige Körper der Mäuler, wodurch der rückwärtige "Theil dieser letzteren gut unterstützt ist, sowohl am Umfange als an seinen Seiten.To connect the mouths f ¹ to the front ends of the fork rods F and G , each of these ends is equipped with a wide eye bearing, which contains ball bearings, while the inner circle of said bearings on an arm f ³ . is attached, which runs parallel to the mouth f ¹ , but is arranged at a certain distance therefrom in order to allow the gear that passes by to enter this space when the rollers r enter the mouths. Each mouth is supported by a member 15; the outer circumferences of these mouths are in the form of segments of a circle with which they slide over horizontal guide plates 16. The ends of these plates are mounted on the bolts 13, the inner surfaces of a pair of such plates DAF as guides for the sides of the mouths f ^'2 are used whose Gleitflä'chen are made of hardened steel at best and a smaller diameter by a small amount have as the segment-like body of the mouths, whereby the rear part of the latter is well supported, both on the circumference and on its sides.

Zur übersichtlicheren Darstellung ist in Fig. 5 nur ein Maul im Eingriff mit dem Zahnrad gezeigt; thatsächlich jedoch wiederholt sich die Anordnung der Kugellager und der Mäuler an jedem Ausläufer der Schubstangen an beiden Seiten des Fahrrades. Die Oberflächen der Schlitze f sind mit hartem Stahlfutter versehen, das durch Schwalbenschwanzverbindung festgehalten wird.For a clearer representation, only one mouth in engagement with the gear is shown in FIG. 5; In fact, however, the arrangement of the ball bearings and the jaws is repeated on each extension of the push rods on both sides of the bicycle. The surfaces of the slots f are provided with a hard steel lining which is held in place by a dovetail joint.

Die Entfernung zwischen den Enden der Ausläufer der Schubstange F wird durch einen Arm F² hergestellt, die Ausläufer werden durch die segmenartig geformten, rückwärts liegenden Theile der Mauler/"² getragen. Diese letzteren sind durch die Glieder 15 und die Führungsplatten 16 geführt..The distance between the ends of the extensions of the push rod F is made by an arm F ² , the extensions are carried by the segment-like shaped, rearwardly lying parts of the Mauler / " ^2. These latter are guided by the links 15 and the guide plates 16.

Das Zahnrad und die mit demselben in Verbindung stehenden Theile sind in einem Gehäuse 3 eingeschlossen, welches den Zweck hat, Staub und Schmutz fern zu halten. Das Gehäuse hat an seinem rückwärtigen Theil zwei Oeffnungen auf jeder Seite zum Durchtritt der Gabelstangen F und G, welche Oeffnungen gegen Staub und Schmutz durch Einlagen von elastischem Gummi oder Stoffdichtungen abgedichtet sein können, die die Gabelstangen eng umschliefsen. Innerhalb der äufseren Lagertassen 8 sind an den Enden der Muffen 6 der Tretkurbelwelle Dichtungsringe 17 vorgesehen, welche den Zutritt von Staub und Schmutz an diesen Stellen vereiteln. EndlichThe gear wheel and the parts connected to it are enclosed in a housing 3, which has the purpose of keeping away dust and dirt. The rear part of the housing has two openings on each side for the fork rods F and G to pass through, which openings can be sealed against dust and dirt by inserts of elastic rubber or fabric seals which tightly enclose the fork rods. Within the outer bearing cups 8, sealing rings 17 are provided at the ends of the sleeves 6 of the pedal crankshaft, which prevent the entry of dust and dirt at these points. Finally

sind Ringe 5 an den Enden der Muffen 6 vorgesehen, welche den Zweck haben, ein Verstreuen der Kugeln zu verhindern. Das doppelflä'chige Zahnrad CC'² wird an dem von der Muffe 6 ausgehenden Ring durch drei kleine Bolzen festgehalten, und die drei das genannte Rad zusammensetzenden Theile sind an entsprechenden Punkten zwischen der Nabe und den Enden der Trägerarme mit einander verbunden.rings 5 are provided at the ends of the sleeves 6, which have the purpose of preventing the balls from scattering. The doppelflä'chige gear CC ^'2 is held at the outgoing of the sleeve 6 ring by three small studs, and the three said wheel composing parts are connected at corresponding points between the hub and the ends of the support arms with each other.

Wie schon wiederholt erwähnt, ist die gegenseitige Lage der das Zahnrad zusammensetzenden Theile derartig gewählt, dafs Winkel von 30° entstehen; die Einhaltung dieser Lage ist dadurch vollkommen gewährleistet, dafs die Zusammenstellung des Rades erfolgt, bevor es auf die Welle aufgebracht wird.As already mentioned repeatedly, the mutual position is the one that composes the gearwheel Parts chosen in such a way that angles of 30 ° arise; compliance with this situation is this completely ensures that the assembly of the wheel takes place before it is applied to the shaft.

Die Ausführungsform der Erfindung, welche in den Fig. 13 bis 18 dargestellt ist, weist zwei nach innen zusammengebogene Rahmen 10 auf, welche ebenfalls an den oberen und unteren Enden durch Bolzen 13 mit einander in Verbindung stehen. Diese gehen durch die genannten Rahmen und sind in die Enden von konischen Muffen 14 eingeschraubt, deren Innenumfang mit Kugelführungen für die Kugeln ausgestattet ist, welche an den äufseren Enden des Maules/² untergebracht sind. Jedes Maul besitzt einen Schlitz/ zur Aufnahme der Rollen r des Zahnrades. An den äufseren Enden dieser Oeffnungen sind Glieder fⁱ des Innenkonus vorgesehen, welche mit den anderen Gliedern/⁵ einstellbar mittelst der Mittelschrauben f⁶ und der Verbindungsbolzen f verbunden sind.The embodiment of the invention, which is shown in FIGS. 13 to 18, has two inwardly bent frames 10, which are also connected to one another at the upper and lower ends by bolts 13. These go through the frames mentioned and are screwed into the ends of conical sleeves 14, the inner circumference of which is equipped with ball guides for the balls, which are accommodated ^{at the outer ends of the mouth / 2.} Each mouth has a slot / for receiving the rollers r of the gear. At the outer ends of these openings, links f ^{i of} the inner cone are provided, which are connected to the other links / ⁵ adjustable by means of the central screws f ⁶ and the connecting bolt f .

Die hinteren Enden eines jeden Armes der Schubstangen F und G sind unabhängig von einander am Kurbelzapfen der hinteren Radwelle eingelenkt. Die Enden der Schubstangen greifen scheerenartig über einander, wodurch erreicht wird , dafs ein kleines Mafs von Drehung der von einander unabhängigen Punkte eintritt, zum Zwecke, den kleinen Bogen, welchen die Mäuler bei ihrer Bewegung beschreiben, auszugleichen. Bei dem Betrieb der Vorrichtung wird durch das Auf- und Abwärtsschwingen der hinteren Enden der Schubstangen F und G das Gleiten der Mäuler f² an ihren vorderen Enden über die Führungsplatten 16 verursacht, wodurch die Mäuler selbst stets in die richtige Lage gebracht werden, um eine der Rollen des Zahnrades entweder aufzunehmen oder freizugeben, so dafs der Antrieb der einzelnen Theile geräuschlos erfolgt.The rear ends of each arm of the push rods F and G are pivoted independently of one another on the crank pin of the rear wheel shaft. The ends of the push rods grip one another like scissors, whereby it is achieved that a small amount of rotation of the mutually independent points occurs, for the purpose of compensating for the small arc which the mouths describe as they move. In operation of the device is caused by the up and down swinging of the rear ends of the push rods F and G, the sliding of the jaws f ² at their front ends over the guide plates 16, whereby the jaws themselves are always brought into the correct position to a the rollers of the gear either to take up or to release, so that the drive of the individual parts is noiseless.

Da thatsächlich in gewissen Momenten die Rollen eines der Zahnräder auf der einen Seite bei dem Antrieb aufser Eingriff mit dem Schlitz des Maules /² treten müssen, ist eine Verdoppelung der ganzen Vorrichtung zur Bewegung der hinteren Radachse zwecks Erzielung einer ununterbrochenen Bewegung vorgesehen. Andererseits ist die Reibung auf ein Minimum reducirt, da sich ja zu gleicher Zeit immer nur eine Rolle des Zahnrades oder Theile von zwei Rollen mit den Mäulern in Berührung befinden.Since in fact at certain moments the rollers of one of the gears on one side of the drive must come into engagement with the slot of the mouth / ² , a doubling of the entire device for moving the rear wheel axle is provided for the purpose of achieving uninterrupted movement. On the other hand, the friction is reduced to a minimum, since only one roller of the gear wheel or parts of two rollers are in contact with the mouths at any one time.

Der Vortheil, welcher auf der achsialen Anordnung nur eines Zahnrades beruht, besteht darin, dafs eine gleichmäfsige Beeinflussung der Lager auf Zug und Druck erreicht wird und nur ein Schutzkasten gegen Staub erforderlich ist; da das Zahnrad aufserdem auf einer Muffe aufgekeilt ist, welche direct in den Lagern äufruht und mit den eingeschraubten Kurbeln starr zusammenhängt, so ist die Gefahr einer Beschädigung der Kurbelwelle gehoben und somit auch eine solche der Zahnräder.The advantage, which is based on the axial arrangement of only one gear, consists in that an even influence of the bearings on tension and pressure is achieved and only a protective box against dust is required; because the gear wheel is also on a sleeve is keyed, which rests directly in the bearings and with the screwed-in cranks rigidly related, the risk of damage to the crankshaft is increased and thus also one of the gears.

Claims

Patent claim:

An embodiment of the drive device for bicycles and the like, protected by Patent No. 91055, by means of push rods, characterized by a gear wheel consisting of two triangular frames (C and C ² ^ l, wedged on the center of the crankshaft, the teeth of which serve as a carrier for small rollers (r ) serve with which mouths (f ² ) located at the ends of the push rods come into engagement.

1 sheet of drawings.