DE122249C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen einer Antrieb- und. Bremsvorrichtung, die vielfach bei Fahrrädern benutzt wird und unter der Bezeichnung »Freilauf«- Vorrichtung bekannt ist. Bei diesen Vorrichtungen sind gewöhnlich zwei Gesperre angeordnet, von denen das eine beim Vorwärtstreten antreibend wirkt, während das zweite beim Rückwärtstreten die Bremse anzieht. Ein wesentlicher Zweck der Erfindung besteht darin, die Vorrichtung als in sich geschlossenes Ganzes so auszubilden, dafs die diese Vorrichtung tragende Radnabe in bereits fertige Räder eingebaut werden kann, wobei die Nabe des Hinterrades durch eine der Erfindung gemäfs construirte Nabe ersetzt wird. Eine besondere Verbindung zwischen dem zur Bremsimg dienenden Theil der Vorrichtung und dem Gestellrahmen des Fahrzeuges, wie bei den bekannten Ausführungsformen derartiger Vorrichtungen, ist nicht erforderlich.

Gemäfs vorliegender Erfindung ist die Einrichtung derart getroffen, dais die treibende und bremsende Kraft zwischen denselben Theilen der Vorrichtung in Wirkung tritt, beispielsweise zwischen dem Kettenrade oder einem anderen durch die Tretkurbeln angetriebenen Theile und einer an der Nabe angebrachten Widerlagsfläche.

In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt:

Fig. ι zeigt zur Hälfte einen Längsschnitt und zur Hälfte eine Ansicht der Vorrichtung.

Fig. 2 ist eine ähnliche Darstellung wie Fig. ι bei abgenommenem Kettenrade.

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Fig. 3 und 4 stellen Einzelheiten des Kettenrades und der mit diesem verbundenen Theile dar.

Fig. 5 und 6 sind Einzeldarstellungen eines' zur Aufnahme, der Laufkugeln dienenden Lagerringes.

Fig. 7 und 8 veranschaulichen Einzelheiten der Bremsscheibe und der mit dieser verbundenen Scheibe.

Die angetriebene Achse 1 trägt eine Fufsstütze 2, welche auf ihr unter Zwischenschaltung eines Stellringes 3 gegen die Gabel 4 des Gestellrahmens verschraubt ist. Dieser wiederum liegt auf der anderen Seite gegen einen Stellring 5 an. Die Achse 1 trägt weiter eine Muffe 6, die mit zwei kegelförmig abgeschrägten Flächen versehen ist, welche eine Laufrinne für eine Reihe von Kugeln 7 bilden und gegen welche die Kugeln durch einstellbare Lagerringe 8 mit kegelförmig abgeschrägten Lagerflächen mittelst einer Mutter 9 üblicher Art angedrückt werden können. Die Stellringe und die Mutter 9 werden von einer trommelartig ausgebohrten Nabe 10 umgeben und wirken mit anderen Stellringen 8 zusammen, die an einer Muffe 11 am anderen Ende der Nabe angebracht sind und eine Reihe von Kugeln 7 aufnehmen, welche auf kegelförmigen Laufflächen einer Muffe 12 laufen. Der äufsere der beiden letztgenannten Stellringe 8 stöfst gegen eine Anschlagfläche einer Muffe 13, welche mit einer äufseren, abgeschrägten Fläche 55 versehen und bei 14 in die Nabe 10 verschraubt ist. Die Nabe 10 ist mit einem erweiterten Theil oder Stutzen 15

versehen, welcher am äufseren Ende einen Ansatz 16 trägt, der auf sen und innen kegelförmig abgeschrägt ist und daher im Querschnitt doppelkeilförmig ist. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht der Stutzen 15 aus einem Theil mit der Nabe 10; derselbe kann jedoch auch aus einem besonderen Stück aus Phosphorbronce oder einem anderen geeigneten Stoff gefertigt und auch mit Leder ausgefüttert sein. Der Doppelkeil 16 greift in eine entsprechend gestaltete Nuth des Kettenrades 17 oder eines anderen Getriebetheiles, beispielsweise eines Kegelrades, falls ein Kegelgetriebe verwendet wird. Das Kettenrad besteht aus einem ausgebohrten Ringe, welcher mit einer Laufrinne zur Aufnahme einer Reihe von Kugeln 18 versehen ist. Diese Laufrinne besitzt eine doppeltkegelförmige Lauffläche, während die Kugeln auf einer abgeschrägten Hülse 19 laufen, welche auf der Muffe 13 verschiebbar ist. Ein Federdraht 20 (Fig. 3) in Form eines Ringes verhindert das Herausfallen der Kugeln bei Abnahme des Kettenrades, wie dies bei Kugellagern vielfach bekannt ist, so dafs die Kugeln mit der Hülse 19 in dem Kettenrade bleiben. In dem freien Raum, welcher in dem Stutzen 15 zwischen der Hülse 19 und der Muffe 10 bleibt, wird die Muffe 13 von einer Spiralfeder 21 umgeben, die bestrebt ist, die Hülse 19 in der Achsrichtung nach aufsen zu schieben.

An der Umfläche der Bohrung des Kettenrades sind eine Reihe von gekrümmten Flächen 22 angeordnet, deren Krümmung der Rundung der in denselben laufenden Kugeln angepafst ist. Die äufsere, kegelförmige Abschrägung 55 der Muffe 13 dient als Lagerfläche für eine Reihe von Kugeln 24, die zwischen diesen Flächen und den gekrümmten Flächen 22 des Kettenrades laufen und in ein Gehäuse 25 (Fig. 5 und 6) eingeschlossen sind, welches aus einem Ring besteht, der mit einer Reihe von Löchern oder Bohrungen zur Aufnahme je einer Kugel versehen ist. Der Ring 25 ist an den Rändern der Löcher oder Bohrungen umgebördelt, um die Kugeln in dem Ringe festzuhalten, dafs sie sich frei drehen können. Die Löcher werden zuerst in diesem Ringe von der Gröise der Kugeln hergestellt und die Kanten auf einer Seite aufgerieben oder umgelegt, danach werden die Kugeln von der anderen Seite eingelegt und die Kanten auf jener Seite umgelegt, um die Kugeln in Stellung zu halten.

An der äufseren Umfläche dieses Lagerringes ist eine Nuth angebracht, in welche ein federnder Draht 50 eingreift, der etwas länger als die Nuth ist, so dafs er gewöhnlich etwas über dieselbe hinausragt, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Ein Ende des Drahtes ist nach abwärts gebogen und in einen Ausschnitt 51

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eingeführt, während das andere Ende 52 nach aufwärts gebogen und in eine Bohrung des Kettenrades 17 eingeführt ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Der Lagerring 25 wird in das Kettenrad eingebracht, wenn das letztere von den übrigen Theilen abgenommen ist; die Enden des federnden Drahtes werden alsdann in Stellung gebracht und der Lagerring etwas gedreht, um den federnden Draht zu spannen bezw. zusammenzudrücken. Wenn sämmtliche Theile sich in richtiger Stellung befinden, liegen die Kugeln 24 gegenüber den tiefsten Stellen der gekrümmten Flächen 22, so dafs der Lagerring und die Kugeln gemeinsam mit dem Kettenrade in den freien Raum zwischen der Muffe 13 und dem Stutzen 15 (s. Fig. 2) eingeführt und über die äufsere schräge Fläche 55 der Muffe 13 hinweggeschoben werden können, so dais sie in die in Fig. 1 gezeichnete Lage gelangen. Der Lagerring wird hierbei nach rückwärts gedreht und die Kugeln 24 werden von den tiefsten Stellen der gekrümmten Flächen des Kettenrades in Klemmstellung nach einer flacheren Stelle der gekrümmten Flächen verschoben, so dais die Kugeln stets in wirksamer Stellung gehalten werden. Diese federnde Einstellung des Ringes 25 ist indessen bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung.

Auf das andere Ende der Achse 1 ist eine Mutter 29 aufgeschraubt, durch welche ein Stellring 30 gegen den anderen Schenkel der Gabel 4 angedrückt wird, die durch eine auf die Achse aufgeschraubte Mutter 31 in Stellung gehalten wird. Diese Mutter 31 hat einen äufseren Ansatz, welcher an seiner inneren Seite bei 41 kegelförmig ausgedreht ist und einen vortretenden Stift 42 trägt (s. Fig. 7). Auf der Achse 1 ist eine Scheibe 34 lose verschiebbar, welche die Mutter 31 umfaist und eine innere Vertiefung 43 erhält, so dafs ein gehäuseartiger Theil 44 gebildet wird. In diese Vertiefung ist ein federnder, geschlitzter Ring 45 eingesetzt, welcher mit einer mit der kegelförmigen Bohrung 41 übereinstimmenden Abschrägung versehen ist. Der Stift 42 ragt in den Ausschnitt des Ringes 45 hinein, dessen gegenüberliegendes oder inneres Ende gegen eine Unterlagsscheibe 47 stöfst, welche lose drehbar auf die Achse 1 aufgesetzt ist und deren innere Fläche mit dem abgeschrägten Ende der Innenfläche des Gehäusetheiles 44 ein Lager für eine Reihe von Kugeln 46 eines Kugellagers bildet. Die Scheibe 34 ist mit einer Reihe gekrümmter Flächen 35 versehen, in der Weise, dafs die Tiefe der gekrümmten Flächen von einem Ende nach dem anderen zu allmählich abnimmt und diese Flächen spiegelbildartig zu den gekrümmten Flächen 22 des Kettenrades gestaltet sind. Auf jeder dieser gekrümmten Flächen 35 läuft eine

Kugel 36, welche durch einen Lager^rmg 37 (Fig· 7 ^und 8) iⁿ Stellung gehalten wird, der mit Bohrungen in ähnlicher Weise versehen ist wie der Lagerring 25. Dieser Lagerring 37 ist in dem gehäuseartigen Theil 44 der Scheibe 34 lose drehbar und kann mit dieser Scheibe umlaufen.

Wenn die Kugeln 36 sich an den flachsten .Stellen der gekrümmten Flächen 35 befinden, stofsen dieselben an die Flächen 40 des Kettenrades an (s. Fig. 3). Nach Abnahme einer der Muttern an den Enden der Achse kann die letztere von der Unterlagsscheibe 31 abgeschraubt und abgenommen werden, so dais alle Theile einzeln von der Nabe abgenommen werden können.

Wenn sich die Theile in Antriebstellung befinden, wird eine vermehrte oder Vorwärtsbewegung des Kettenrades gegenüber der Bewegung der Radnabe Veranlassung sein, dafs die Kugeln 24 an den gekrümmten Flächen 22 nach den flachsten Stellen derselben emporsteigen, wobei sie gleichzeitig an der schrägen Fläche 55 der Muffe 13 entlang gleiten, so dafs sie festgeklemmt werden, wodurch dein Lagerring eine Bewegung in Längsrichtung oder seitlicher Richtung ertheilt und dieser nach links verschoben wird. Hierdurch kommen die kegelförmigen Flächen des Kettenrades 17 in Eingriff mit dem Ansatz 16 der Nabe, wie in Fig. 1 dargestellt ist, worauf alsdann diese beiden Theile mit einander umlaufen und sich um die Hülse 19 drehen. Das Kugellager wird -gleichzeitig entgegen der Wirkung der Feder 21 seitlich verschoben.

Wenn die Nabe rascher läuft als das Kettenrad, was beispielsweise erfolgt, wenn die Tretkurbeln durch die Füfse stillgehalten werden, verschieben sich die Kugeln 24 nach rückwärts gegen die tiefsten Stellen der gekrümmten Flächen, wobei durch die Feder 21 die Muffe 19, das Kugellager, das Zahnrad und der Lagerring nach rechts verschoben werden, so dafs eine Bewegung in entgegengesetztem Sinne erfolgt. Das Kettenrad 17 wird infolge dessen äuiser Eingriff mit dem Theil 16 gebracht, so dafs'die Nabe und das Rad frei umlaufen können. Die Fläche 40 des Kettenrades kommt in Eingriff mit den Kugeln 36 der Scheibe 34.

Wenn eine Bremswirkung erzielt werden soll, wird das Kettenrad in entgegengesetztem Sinne gedreht, was zur Folge hat, dafs die Kugeln 36 gegen die flachsten Stellen der gekrümmten Flächen 35 verschoben werden. Das Kettenrad wird dann durch die Kugeln 36 in seitlicher Richtung verschoben und kommt wieder in Eingriff mit dem Ansatz 16, welcher mithin sowohl zum Antrieb als auch zum Bremsen dient. Da das Kettenrad durch den Druck auf die Tretkurbeln und die Kugeln 36 zurückgehalten wird, so wird die Nabe gebremst. Die Bremswirkung kann durch Druck auf die Tretkurbeln geregelt werden. Zu diesem Zwecke könnte die Scheibe 34 fest mit der Achse 1 verbunden sein, um einen festen Anschlag zu bilden, der den Druck der Kugeln 36 aufnimmt. Es ist jedoch zweckmäfsig, die Anordnung in der Weise zu treffen, dais eine Rückwärtsbewegung' des Rades oder Fahrzeuges möglich' ist, um einen unzulässigen Längsdruck des Kettenrades auf die Kugeln in den Lagerflächen der Scheibe 34 zu vermeiden. Die letztere ist deshalb mit dem federnden Ring 45 versehen, welcher eine genügende Stärke erhält, um die Scheibe in Stellung zu halten und einen Anschlag bildet, dessen Stärke für eine Bremsung ausreichend ist. Beim Auftreten eines zu starken Druckes kann jedoch eine Drehung der Theile gegen einander erfolgen, um ein Abbrechen irgend eines Theiles zu verhüten. Die Verschiebung erfolgt durch den auf die Scheibe wirkenden Druck, welcher durch das Kugellager auf das innere Ende des federnden Ringes 45 übertragen wird, dessen Kegelfläche alsdann gegen die kegelförmige Bohrung 41 der Mutter 31 derart angedrückt wird, dais ein geringes Zusammendrücken des federnden Ringes in Richtung seines Durchmessers erfolgt, wobei der äuisere Druck auf die Scheibe 34 aufgehoben wird und die letztere sich gegen die' Mutter 31 drehen kann. Das Kugellager ist vorgesehen, um die Reibung thunlichst zu verringern und eine Drehung der Scheibe 34 zu ermöglichen. Der in die Oeffnung des federnden Ringes 45 hineinragende Stift 42 verhindert eine Drehung des Ringes, so dafs dieser Ring in gespanntem Zustande in Eingriff mit der Scheibe 34 ist und die letztere gegen die Mutter andrückt, ohne dais eine Drehung erfolgen kann. Die auf die Scheibe 34 ausgeübte Bremswirkung ist für gewöhnlich nicht ausreichend, um ein Zusammendrücken des federnden Ringes zu veranlassen, welches lediglich durch eine unzulässige Erhöhung des Druckes bewirkt werden kann.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Eine Antrieb- und Bremsvorrichtung für Freilauffahrräder, bei denen zwischen den: Kettenrade und dem Hinterrade ein beim Vorwärtstreten wirkendes Antriebgesperre und auiserdem ein das Kettenrad beim Rückwärtstreten seitlich verschiebendes Bremsgesperre angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dais das als ein Theil einer Reibungskupplung ausgebildete Kettenrad (17) mit dem an der Hinterradnabe festen anderen Theil (16) der Reibungskupplung sowohl beim Antrieb als auch beim

   Bremsen in Eingriff gelangt, zu welchem Zwecke das Kettenrad durch das radial verschiebbare Antriebgesperre (24) beim Vorwärtstreten und durch das in axialer Richtung wirkende Bremsgesperre (36) beim Rückwärtstreten in demselben Sinne seitlich verschoben und gegen die Hinterradnabe gepreist wird.
2. 2. Eine Ausführungsform der unter 1. gekennzeichneten Antrieb- und Bremsvorrichtung, bei welcher die Kugeln des Antriebgesperres einerseits in bekannter Weise an geneigten Flächen des inneren Umfanges der Kettenradnabe, andererseits an der Kegelfläche (55) einer an der Treib-

   radnabe festen Hülse (13). Widerlager finden, wobei die seitliche Verschiebung· des Kettenrades beim Antrieb durch Herabgleiten der Kugeln an der Kegelfläche hervorgerufen wird.
3. 3. Eine Ausführungsform der unter 1. gekennzeichneten Antrieb- und Bremsvorrichtung, bei welcher die Widerlagsscheibe (34) für die Kugeln des Bremsgesperres durch eine Feder (45) derart an der Drehung gehindert wird, dafs die Scheibe bei normalem Bremsdruck fest steht, bei zu stark werdendem Druck aber sich drehen kann und dadurch eine übermäfsige Beanspruchung verhindert.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.