DE19612519A1 - Hydraulisches Getriebe für Fahrräder - Google Patents
Hydraulisches Getriebe für FahrräderInfo
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Description
Die Erfindung richtet sich auf ein hydraulisches Getriebe für Fahrräder mit einer
an der Tretkurbelwelle angeordneten Hydropumpe, deren Vorlaufleitung zu min
destens einem, mit der Nabe eines Rades gekoppelten Hydromotor und von dort
in Form eines Kreislaufs zur Rücklaufleitung der Hydropumpe zurückgeführt ist;
sofern an der Nabe jedes Rades ein eigener Hydromotor vorhanden ist, so sollten
dieselben innerhalb des Hydraulikkreislaufs bevorzugt parallel geschalten sein.
Ein gattungsgemäßes Hydraulik-Fahrradgetriebe ist bspw. in der DE-PS 41 39 422
offenbart. Dort ist auf der Tretlagerachse eine vorwiegend als Pumpe betrie
bene Hydraulikmaschine angeordnet, die über Hydraulikleitungen mit überwie
gend motorisch betriebenen Hydraulikmaschinen gekoppelt ist, deren Drehteil mit
der Nabe je eines Rades drehfest gekoppelt sind, während die betreffenden Ge
häuse an der betreffenden Fahrradgabel festgelegt sind. Die Förderleistung der
Hydraulikpumpe ist verstellbar, wobei im einzelnen jedoch nicht angegeben ist,
wie diese Verstellmöglichkeit erreicht werden soll.
Zur drehfesten Kopplung einer Radnabe eines Fahrrads an die Bewegung von
dessen Tretkurbelwelle werden von anderen Erfindern, bspw. in der DE-OS 30 35 630,
vorwiegend hydraulische Zellenradmaschinen mit umlaufenden Flügelrädern
verwendet. Jedoch ist bei diesen Hydraulik-Fahrrädern eine Verstellmöglichkeit
der Fördermenge bisher nicht realisiert worden.
Zur Verstellung der Fördermenge einer Flügelzellenpumpe wird im Maschinenbau
üblicherweise die Exzentrizität des Flügelrades innerhalb des Gehäuses verän
dert, so daß das Volumen einer Förderzelle an den jeweiligen Einsatzfall ange
paßt werden kann. Dies hat jedoch den Nachteil, daß bei einer mittleren Exzen
trizität die rücklaufenden Förderzellen ein nicht vernachlässigbares Volumen ha
ben, so daß ständig ein Wirbel und damit Strömungsverluste verursachendes
Umwälzen eines Teils der Hydraulikflüssigkeit innerhalb der Flügelzellenpumpe
stattfindet. Bei der Anwendung in Fahrrädern ist dies jedoch höchst unerwünscht,
da hierdurch bei der Fahrt im Gebirge gerade an Steigungen der Wirkungsgrad
der Flügelzellenpumpe absinkt und der Fahrradfahrer übermäßig belastet wird.
Außerdem ist eine derartige Verstellung des Flügelzellenrades mechanisch sehr
aufwendig und bringt einerseits Dichtungsprobleme und andererseits ein erhöhtes
Gewicht mit sich, was die Eignung für die Anwendung in Fahrrädern weiter herab
setzt.
Das von der DE-PS 41 39 422 angesprochene Problem der Verstellbarkeit eines
hydraulischen Getriebes für Fahrräder ist daher in der Praxis noch nicht zufrie
denstellend gelöst worden.
Darüber hinaus eröffnet die hydraulische Kraftübertragung von der Tretkurbelwelle
auf die Radnaben zwar gegenüber der Verwendung von mechanischen Ketten die
Möglichkeit, auch das Vorderrad anzutreiben, wie dies bspw. bei der DE-PS 41 39
422
dadurch realisiert wird, daß an beiden Gabeln je ein Hydraulikmotor angeord
net ist. Hierbei ist strömungsmäßig eine Serien- wie auch eine Parallelschaltung
der Hydromotoren möglich. Die Serienschaltung hat den Nachteil, daß beide Rä
der zu derselben Drehzahl gezwungen werden und daher insbesondere bei der
Kurvenfahrt, wo beide Räder unterschiedliche Kreisradien beschreiben, ein be
trächtliches Maß an eingesetzter Energie nicht in Traktionskraft umgesetzt werden
kann, sondern zu einer erhöhten Reibung zwischen mindestens einem Reifen und
der Straßenoberfläche führt. Hierbei geht ein beträchtliches Maß an Energie verlo
ren, so daß bspw. gerade in serpentinenartigen Strecken zusätzlich Energie ver
braucht wird, welche von dem Radfahrer im Schweiße seines Angesichts aufge
bracht werden muß. Andererseits hat eine Parallelschaltung den Nachteil, daß
beim Abheben eines Rades von der Fahrbahn dasselbe durchdreht und auf dem
anderen keine Antriebsenergie mehr zur Verfügung steht, was wiederum den Wir
kungsgrad beeinträchtigt.
Aus diesen Nachteilen des vorbekannten Stands der Technik resultiert das die
Erfindung initiierende Problem, ein hydraulisches System zur Übertragung der an
einer Tretkurbel eines Fahrrads verrichteten Arbeit auf ein oder beide Räder des
selben derart zu verbessern, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen den ange
triebenen Rädern und der Tretkurbelwelle optimal an die konkreten Straßenbedin
gungen angepaßt werden kann, wobei gleichzeitig ein möglichst günstiger Wir
kungsgrad erreicht werden soll.
Der Erfinder hat erkannt, daß der im Stand der Technik noch ungünstige Wir
kungsgrad eines gattungsgemäßen, hydraulischen Antriebssystems auf die oben
beschriebenen Ursachen zurückzuführen ist und sieht daher mehrere Maßnah
men vor, um den Wirkungsgrad eines derartigen Antriebssystems zu verbessern.
Eine erste Möglichkeit hierzu besteht darin, daß die Hydropumpe als Flügelzellen
pumpe mit einer oder mehreren Förderzellen ausgeführt ist, wobei die periphere
Berandungsfläche wenigstens einer Förderzelle durch eine innerhalb des Pum
pengehäuses angeordnete Verdrängungsklappe gebildet ist, welche bezüglich der
Pumpenantriebswelle radial verstellbar ist. Indem solchermaßen erfindungsgemäß
nicht die Exzentrizität des Flügelrades verändert wird, sondern die periphere
Berandungsfläche des Pumpengehäuses im Bereich wenigstens einer Förderzel
le, gelingt es dem Erfinder, die Anordnung so zu treffen, daß das Volumen der
zurücklaufenden Förderzellen im Idealfall auf Null reduziert werden kann, so daß
keinerlei Verwirbelungen und daraus resultierende Strömungsverluste innerhalb
der Flügelzellenpumpe auftreten. Da außerdem die das Pumpengehäuse durch
setzende Flügelradwelle nicht verschiebbar sein muß, kann hier auf einfachem
Weg eine zuverlässige Abdichtung erreicht werden. Die erfindungsgemäße An
ordnung ist darüber hinaus konstruktiv einfach und daher mit geringem Gewicht
realisierbar, was für den Einsatz bei Fahrrädern ebenfalls besonders wichtig ist.
Schließlich ist es mit der beschriebenen Anordnung möglich, viel stärkere Über
setzungsverhältnisse einzustellen als bei mechanischen Getrieben, wo hierzu ex
trem große Zahnräder notwendig wären, da dort eine minimale Zähnezahl nicht
überschritten werden darf.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Verdrängungs
klappe die Pumpenantriebswelle etwa auf einem Winkel umgibt, der größer ist als
der Zentriwinkel einer Förderzelle. Hierdurch ist unabhängig von der Position der
Verdrängungsklappe immer mindestens eine Förderzelle durch das Flügelrad,
zwei Flügel desselben und die erfindungsgemäße Verdrängungsklappe vollstän
dig abgeschlossen, so daß die an der Tretkurbelwelle verrichtete Leistung ohne
Verluste und/oder Drehmomentschwankungen in die Förderleistung der Pumpe
umgesetzt werden kann.
Um es den innerhalb des Flügelrads radial beweglichen Flügeln zu ermöglichen,
an der Verdrängungsklappe bei jeder Stellung derselben dichtend anzuliegen, hat
sich eine Konstruktion bewährt, wobei die Verdrängungsklappe um eine zu der
Pumpenantriebswelle parallele Achse verschwenkbar an den Stirnseiten des
Pumpengehäuses angelenkt ist. Somit findet ein Flügel bei jeder Klappen-
Winkelstellung jederzeit eine zu seiner Außenkante parallele Anlagefläche der
Verdrängungsklappe vor und kann sich an diese vollständig und daher dichtend
anschmiegen.
Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal ist die Schwenkachse der Verdrän
gungsklappe an deren stromaufwärtiger oder stromabwärtiger Kante angeordnet.
Sofern die Schwenkachse der Verdrängungsklappe an einer dieser beiden Kanten
angeordnet ist, ergibt sich bei einer nur geringfügigen Kippung der Verdrän
gungsklappe um die Schwenkachse eine maximale Veränderung des darunter
befindlichen Zellenvolumens und demzufolge auch der Förderleistung der Flügel
zellenpumpe.
Weiterhin hat es sich als günstig erwiesen, daß die Verdrängungsklappe die
Pumpenantriebswelle auf einem Winkel umgibt, der nur geringfügig größer ist als
der Zentriwinkel einer Förderzelle. Infolge des Verstellmechanismus für die Ver
drängungsklappe ist der zwischen der Mantelfläche des Flügelrades und der Ver
drängungsklappe verbleibende, lichte Querschnitt abhängig von dem Drehwinkel
des Flügelrades, so daß eine Förderzelle unterhalb der Verdrängungsklappe nur
kurzzeitig vollständig abgeschlossen sein sollte. Wäre dies nicht der Fall, so
müßte die innerhalb einer Förderzelle eingeschlossene Hydraulikflüssigkeit beim
Durchwandern des Verdrängungsklappenbereichs komprimiert werden, was je
doch zu einer Erhitzung der Hydraulikflüssigkeit und damit ebenfalls zu einem
verschlechterten Wirkungsgrad führt.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß im Bereich derjenigen Kante der Verdrän
gungsklappe, welche der Schwenkachse gegenüberliegt, mindestens eine die
Zellenflügel radial führende Schiene angelenkt ist, welche die Pumpenantriebswel
le auf einem Bogen teilweise umgibt. Die freie Kante der Verdrängungsklappe
verschwenkt bei einer Radialverstellung von dem Pumpengehäuse nach innen, so
daß die Flügel beim Übertritt über diese Kante bezüglich ihrer radialen Stellung
entsprechend geführt werden müssen. Hierzu dienen die Führungsschienen, die
im Bereich ihrer gelenkigen Verbindung mit der Verdrängungsklappe immer den
selben radialen Abstand zum Flügelrad aufweisen wie die freie Kante der erfin
dungsgemäßen Verdrängungsklappe. Somit wird ein sanfter Übergang für die
Flügel gewährleistet, wodurch einerseits der Gleichlauf der Tretkurbel und ande
rerseits die Vibrationsfreiheit des gesamten Pumpengehäuses verbessert wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Führungsschiene(n) mit ihren gegenüberlie
genden Enden an der Verdrängungsklappe einerseits, an dem Pumpengehäuse
andererseits angelenkt ist (sind). Indem jede Führungsschiene nicht nur an der
Verdrängungsklappe, sondern auch am Pumpengehäuse angelenkt ist, ergibt sich
eine Funktion ähnlich einer Weichenzunge, welche die an der Führungsschiene
an laufenden Flügel unabhängig von der Stellung der Verdrängungsklappe immer
geradenwegs zu deren Vorderkante hin bzw. von deren rückwärtiger Kante weg
zum Pumpengehäuse hin lenkt. Dabei ist insbesondere auch ein stufenloser und
damit vibrationsfreier Übergang der Flügel von dem gehäusefesten Bereich der
Führungsbahn auf die bewegliche Führungsschiene möglich.
Diese bewegliche Anlenkung wird bspw. dadurch ermöglicht, daß die Führungs
schiene(n) im Bereich eines Endes mit einem etwa bogenförmigen Langloch ver
sehen ist (sind), in welches ein von einer Stirnseite des Pumpengehäuses
achsparallel nach innen vorspringender Zapfen formschlüssig eingreift. Der Ab
stand eines derartigen, gehäusefesten Lagerzapfens gegenüber der Schwen
kachse der Verdrängungsklappe ändert sich bei der Verstellung der Pumpenför
dermenge nicht; jedoch wird der Anlenkpunkt zwischen Führungsschiene und
Verdrängungsklappe bei einer Verringerung der Förderleistung an das Flügelrad
etwa tangential herangeschwenkt, während er bei maximaler Fördermenge voll
ständig nach außen zum Pumpengehäuse bewegt ist, so daß nun auch der Ab
stand zwischen den beiden Gelenkpunkten einer Führungsschiene vergrößert ist.
Um diese Abstandsveränderung ausgleichen zu können, ist daher ein Langloch
notwendig, das - der gebogenen Form der Führungsschiene folgend - ebenfalls
bevorzugt bogenförmig ausgestaltet sein kann.
Weiterhin hat es sich als günstig erwiesen, daß die Verdrängungsklappe durch
eine Feder im unbelasteten Zustand radial nach innen gedrückt wird. Auf die Ver
drängungsklappe wirken eine Vielzahl von Kräften ein: Einerseits werden die ein
zelnen Flügel bei ihrem Durchtritt unterhalb der Verdrängungsklappe durch einge
baute, radiale Druckfedern nach außen gegen die Verdrängungsklappe gepreßt.
Andererseits ist die Verdrängungsklappe ständig dem inneren Druck der in der
abgeschlossenen Förderzelle enthaltenen Hydraulikflüssigkeit ausgesetzt. Dieser
Druck ist um so höher, je stärker der Fahrradfahrer in die Pedale tritt, und kann
daher bei der Fahrt entlang einer steil ansteigenden Straße ein beträchtliches
Ausmaß annehmen. Diese radial nach außen wirkenden Kräfte können allenfalls
durch die innere Reibung eines die Verdrängungsklappe verstellenden Getriebe
schaltmechanismus kompensiert werden. Damit jedoch beim Schalten des Ge
triebes in Richtung niedrigerer Förderleistung der Hydraulikpumpe dem Fahrrad
fahrer keine übermäßig großen Betätigungskräfte abverlangt werden und die
Schaltung möglichst leichtgängig ausgeführt sein kann, sieht die Erfindung eine
zusätzliche Kompensation der Radialkräfte durch eine die Verdrängungsklappe
radial nach innen drückende Feder vor.
Bei den in der Praxis weitaus häufigsten Fällen, wo die Flügel durch in dem Flü
gelrad angeordnete Federn radial nach außen gedrückt werden, sollte die Feder
konstante der Verdrängungsklappenfeder derart dimensioniert werden, daß das
von dieser auf die Verdrängungsklappe ausgeübte Drehmoment kleiner ist als das
von den Flügelfedern herrührende Drehmoment. Solchenfalls herrschen immer
eindeutige Verhältnisse: Die radial nach außen wirkenden Drehmomente sind un
abhängig von dem Druck innerhalb der Hydraulikflüssigkeit immer größer als das
von der Verdrängungsklappenfeder verursachte, radial nach innen wirkende
Drehmoment. Dies ermöglicht die Ansteuerung der Verdrängungsklappe mittels
einer einseitig radial nach innen wirkenden Druckbeaufschlagung, während das
Zurückfahren der Verdrängungsklappe nach außen gegebenenfalls durch die Fe
der des unterhalb der Verdrängungsklappe befindlichen Flügels vorgenommen
wird.
Ein derartiges Verstellelement kann bevorzugt als zwischen Pumpengehäuse und
Verdrängungsklappe angeordnete Welle mit zur Verdrängungsklappe paralleler
Längsachse ausgebildet sein, welche ein radiales Nocken- oder Exzenterelement
trägt. Hierbei drückt dieses Nocken- oder Exzenterelement die Verdrängungs
klappe radial nach innen bis in eine Position, welche durch den Drehwinkel der
Welle und die Länge oder Exzentrizität des Nockens vorgegeben ist. Da die Ver
drängungsklappe ständig von mindestens einer Flügelfeder zum formschlüssigen
Anliegen an dem Nocken- oder Exzenterelement veranlaßt wird, ist eine stärkere
mechanische Kopplung zwischen diesen Elementen nicht notwendig.
Eine weitere Vereinfachung der Konstruktion läßt sich dadurch erreichen, daß die
Flügelzellenpumpe konzentrisch zur Tretkurbelwelle angeordnet ist, so daß das
Pumpengehäuse einstückig mit dem Tretlagergehäuse und die Pumpenantriebs
welle einstückig mit der Tretkurbelwelle ausgebildet ist. Insbesondere durch Ver
wendung des Tretlagergehäuses als Pumpengehäuse ergibt sich eine besonders
stabile Konstruktion, da hierbei ohne zusätzliches Gewicht verursachende Maß
nahmen ein äußerst stabiles Gehäuse für die Hydraulikpumpe geschaffen ist. Da
bei einer stabilen Lagerung der Tretkurbelwelle/Pumpenantriebswelle auch das
Flügelrad und damit die Flügel selbst exakt innerhalb des Gehäuses geführt sind,
schließen die einzelnen Förderzellen dicht ab, so daß ein hoher Wirkungsgrad
erzielt werden kann. Die Tretkurbelwelle muß jedoch ohnehin stabil gelagert sein,
da an deren Pedale die periodisch schwankende Muskelkraft des Fahrradfahrers
eingesetzt wird. Schließlich hat die Integration der Flügelzellenpumpe in das
Tretlagergehäuse den nicht zu unterschätzenden Vorteil einer geringen Breite, die
im Idealfall nur wenig größer sein muß als der übrige Fahrradrahmen, so daß im
Hinblick auf ein vollständig fehlendes Kettenantriebsrad eine besonders ange
nehme Beinhaltung möglich ist.
Wie eingangs bereits ausgeführt, ist für die unerwünschte Herabsetzung des Wir
kungsgrads bei hydraulischem Allradantrieb eines Zweirads vor allem auch der
von der Inkompressibilität der Hydraulikflüssigkeit verursachte starre Gleichlauf
zwischen Vorder- und Hinterrad und/oder die Gefahr eines durchdrehenden Ra
des verantwortlich. Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, daß hier erst da
durch Abhilfe geschaffen werden kann, daß zwischen Vorder- und Hinterrad eine
flexible Kopplung nach Art eines Differentials vorgesehen wird. Um eine derartige
Differentialfunktion zu realisieren, werden die beiden Hydromotoren eines Zwei
rads strömungsmäßig parallel geschalten, so daß sich stromabwärts der Hydro
pumpe eine Strömungsverzweigung und stromaufwärts derselben eine Strö
mungsvereinigung befindet; diese Struktur wird ergänzt durch ein steuerbares
und/oder selbststeuerndes Ventil, welches im Bereich der Strömungsverzweigung
und/oder -vereinigung angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Ventil ist in der La
ge, die Aufteilung des Hydraulikstroms auf die Hydromotoren des Vorder- und des
Hinterrades den momentanen Erfordernissen anzupassen. So kann bspw. bei der
Geradeausfahrt der Hydraulikstrom je zur Hälfte auf die beiden Hydromotoren
aufgeteilt werden, so daß beide Räder mit derselben Geschwindigkeit angetrieben
werden. Bei der Fahrt durch eine enge Kurve oder beim Abbiegen an einer Kreu
zung wird dagegen ein Teil des Hydraulikstroms von dem hinteren Hydromotor auf
den vorderen Hydromotor umgeleitet, damit sich das Vorderrad, welches hierbei
einen größeren Bogen zu fahren hat, auch antriebsmäßig schneller dreht als das
Hinterrad.
Als Differentialventil eignet sich insbesondere ein stromabwärts der Hydropumpe
angeordnetes Stromteilerventil mit einem Zufluß und zwei Abflüssen, wobei der
Zufluß mit der Vorlaufleitung der Hydropumpe und die Abflüsse mit der Drucklei
tung je eines Hydromotors verbunden sind. Dieses Stromteilerventil sorgt dafür,
daß der bei einer unterschiedlichen Drehzahl von Vorder- und Hinterrad infolge
einer Kurvenfahrt langsamer drehende Hydromotor des Hinterrads einen Rück
stau verursacht, der über das Stromteilerventil dem schnell laufenden Hydromotor
vermittelt wird, so daß der bremsende Einfluß des langsamer laufenden Hinter
rads als zusätzlicher Antrieb für das Vorderrad zur Verfügung steht und der Wir
kungsgrad daher nicht beeinträchtigt wird.
Die somit realisierte Differentialfunktion sorgt zwar für eine optimale Kurvenfahrt;
damit andererseits ein Durchdrehen eines Rades im abgehobenen Zustand ver
mieden wird, sieht die Erfindung weiterhin vor, daß in dem Stromteilerventil zu
sätzlich eine die variable Strömungsaufteilung begrenzende Strömungsregelung
vorgesehen ist. Da hierbei nicht die absolute Strömung begrenzt werden soll,
sondern der Differenzwert zwischen der Strömung zum vorderen und zum hinte
ren Motor, so sind für diese Begrenzung herkömmliche Stromregelventile unge
eignet. Die Erfindung bevorzugt daher eine Anordnung, wobei das Stromteiler
ventil ein Gehäuse mit einem konstanten Innenquerschnitt aufweist, und der Zu
fluß bezüglich der Längsachse des Gehäuses zwischen den beiden Abflüssen
angeordnet ist, während ein achsparalleler Steuerkolben mit zwei stirnseitig ange
ordnete Durchflußblenden versehen ist, welche sich etwa zwischen dem Zufluß
und je einem der beiden Abflüsse befinden. Hierbei fällt an jeder der beiden
Durchflußblenden ein Druckgefälle ab, welches näherungsweise proportional zu
der betreffenden Durchflußmenge ist. Dieser Differenzdruck wirkt auf die betref
fende Blende und verschiebt den Steuerkolben in Richtung auf denjenigen Abfluß,
durch welchen infolge einer größeren Drehzahl des angeschlossenen Hydromo
tors eine größere Hydraulikströmung angefordert wird.
Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, daß die Durchflußblenden als
Verschlußschieber ausgebildet sind, die bei einer bestimmten Verschiebestellung
den betreffenden Abfluß zumindest teilweise verschließen. Hierdurch wird beim
Durchdrehen eines Rades infolge der besonders hohen Strömung durch den be
treffenden Hydromotor der Steuerkolben in Richtung auf diesen Abfluß verscho
ben, wobei der vordere Verschlußschieber diesen Abfluß weitgehend blockiert, so
daß die Drehzahl des abgehobenen Rades begrenzt und statt dessen die Antrieb
senergie zu dem anderen Rad geleitet wird.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale auf der Basis der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der
Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Fahrrads mit einem erfindungsgemäßen Hy
draulik-Allradantrieb,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Fig. 1 entlang der Linie II-II,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Fig. 2 entlang der Linie III-III bei einer Po
sition der Hydropumpe, welche einer Getriebestellung für "schnelle
Fahrt" entspricht,
Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung, wobei das Hydraulik
getriebe auf "langsame Fahrt" gestellt ist,
Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des Details V aus Fig. 1, teilweise im
Schnitt,
Fig. 6 einen Schnitt durch den Hydromotor des Vorderrades, sowie
Fig. 7 einen Schnitt durch den Hydromotor des Hinterrades gemäß der
Linie VII-VII aus Fig. 2.
In Fig. 1 ist ein Fahrrad 1 wiedergegeben, das ähnlich einem Mountainbike nur
die funktionsnotwendigen Bestandteile aufweist. Der Rahmen 2 des Fahrrads 1
besteht aus zusammengeschweißten Rohren, nämlich aus einem etwa horizonta
len, oberen Rahmenrohr 3, an dessen vorderem Ende sich ein gegenüber der
Vertikalen leicht rückwärts geneigtes Gabelführungsrohr 4 befindet, während an
seinem rückwärtigen Ende ein Sattelstützrohr 5 angeordnet ist, welches an sei
nem unteren Ende in ein Tretlagergehäuse 6 mündet. Ein unteres Rahmenrohr 7
verbindet das Gabelführungsrohr 4 mit dem Tretlagergehäuse 6. Der Halterung
des Hinterrades 8 dient die Hinterradgabel 9, die aus zwei von dem Tretlagerge
häuse 6 etwa horizontal nach rückwärts verlaufenden und dabei leicht divergie
renden, unteren Hinterradstreben 10, 11 gebildet ist. Die beiden Hinterradstreben
10, 11 gehen an ihren freien Enden in zueinander parallele Montagelaschen 13,
14 über, die mit je einer Bohrung oder einem Schlitz zur Aufnahme der Achse 12
des Hinterrads 8 versehen sind. Um die Hinterradgabel 9 kräftemäßig zu entla
sten, sind die Montagelaschen 13, 14 durch je eine obere Hinterradstrebe 14 mit
dem oberen Bereich des Sattelstützrohrs 5 verbunden.
Das Vorderrad 16 ist in einer Vorderradgabel 17 gehaltert, deren Gabelschaft
durch das Gabelführungsrohr 4 hindurchgeführt ist, dort um seine Längsachse
verdrehbar gelagert und mit dem Lenkstangenschaft 18 drehfest verbunden ist.
Unterhalb des Gabelschafts teilt sich die Vorderradgabel 17 in die beiden Gabel
scheiden 19, an deren unteren, freien Enden je eine flache Montagelasche 20
angeformt ist, die zwecks Lagerung der Achse 21 des Vorderrads 16 mit je einer
Bohrung oder einem Schlitz versehen ist.
Weiterhin ist in an sich bekannter Form in dem Sattelstützrohr 5 eine Sattelstütze
22 eingeschoben und durch Klemmung arretiert, welche an ihrem oberen Ende
einen Fahrradsattel 23 trägt. Zur bequemen Steuerung des Fahrrads 1 dient eine
Lenkstange 24, die am oberen Ende des Lenkstangenschafts 18 befestigt ist und
parallel zur Drehachse 21 des Vorderrads 16 verläuft. Das Tretlagergehäuse 6 hat
eine etwa zylindrische Form, zu deren Längsachse die Tretkurbelwelle 25 konzen
trisch verläuft, welche wiederum parallel zur Drehachse 12 des Hinterrads 8 orien
tiert ist. An den über die Stirnseiten 26, 27 des Tretlagergehäuses 6 austretenden
Enden der Tretkurbelwelle 25 sind in an sich bekannter Form radiale Tretkurbeln
28, 29 befestigt, die in antiparallele Richtungen auseinanderlaufen und an ihren
freien Enden mit je einem Pedal 30, 31 zum Antrieb des Fahrrads 1 versehen
sind.
Bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsform eines Fahrrads 1
sind Vorder- und Hinterrad 16, 8 völlig identisch aufgebaut, so daß der in Fig. 2
wiedergegebene Schnitt durch das Hinterrad 8 gleichzeitig Aufschluß über den
Aufbau des Vorderrads 16 gibt. Die Drehachse 12 setzt sich in an sich bekannter
Form aus einer Innenachse, welche über Befestigungselemente 32, 33 an den
Montagelaschen 13, 14 unverdrehbar befestigt ist, und einem die Innenachse
konzentrisch umgebenden Rohr 34 zusammen. Auf dem Rohr 34 ist neben einem
Antriebselement 35 die Nabe 36 des Hinterrads 8 drehfest angeordnet. Diese
weist zwei axial zueinander beabstandete Lochkränze 37, 38 auf, an denen die
Speichen 39 eingehängt sind, welche etwa radial von der Nabe 36 weg streben
und mit der Felge 40 verspannt sind. In dieser Felge 40 ist schließlich die luftge
füllte Bereifung 41 eingelegt.
Zum Antrieb des Fahrrads 1 werden die Pedale 30, 31 in der üblichen Art betätigt.
Um die dabei geleistete Arbeit auf Vorder- und Hinterrad 16, 8 zu übertragen, ist
in dem Tretlagergehäuse 6 eine Hydropumpe 42 angeordnet, während sich auf
jeder Drehachse 21, 12 je ein als Hydromotor ausgebildetes Antriebselement 43,
35 befindet. Die Hydraulikanschlüsse dieser Hydroelemente 42, 43, 35 sind durch
Schläuche derart miteinander verbunden, daß die Hydraulikflüssigkeit ständig im
Kreis gefördert wird. Zu diesem Zweck ist der Druckanschluß 44 der Hydropumpe
42 über eine erste Vorlaufleitung 45 zu einem Verzweigungselement 46 geführt,
wo der Hydraulikstrom aufgeteilt wird. Über getrennte Vorlaufleitungen 47, 48
strömt die Hydraulikflüssigkeit zu den beiden Hydraulikmotoren 43, 35. Nachdem
sie dort die Antriebsleistung abgegeben hat, verläßt sie die Hydromotoren 43, 35
durch deren Auslaßanschlüsse 51, 52 und wird durch Rücklaufleitungen 53, 54
einem Vereinigungspunkt 55 zugeleitet, der über eine gemeinsame Rücklauflei
tung 56 mit dem Sauganschluß 57 der Hydropumpe 42 strömungsmäßig verbun
den ist. Somit ergibt sich eine Anordnung, wo die beiden Hydromotoren 43, 35
hydraulisch parallel geschalten sind und von der Hydropumpe 42 gemeinsam an
getrieben werden.
Sowohl die Hydropumpe 42 als auch die Hydromotoren 43, 35 sind nach dem
Flügelzellenprinzip aufgebaut. Hierbei rotiert innerhalb eines zylindrischen Gehäu
ses - Tretlagergehäuse 6, Gehäuse 58, 59 der beiden Hydromotoren 43, 35 - ein
mit der betreffenden An- oder Abtriebswelle-Tretkurbelwelle 25, Vorderradachse
21, Achsrohr 34 der Hinterradachse 12 - drehfest verbundenes Flügelrad 60-62.
Diese Flügelräder 60-62 sind mit äquidistant über ihren Umfang verteilt angeord
neten, achsparallelen Längsschlitzen 63-65 zur radial verschiebbaren Aufnahme
je eines Flügels 66-68 versehen. Diese Flügel werden durch je eine radiale
Druckfeder 69-71 nach außen gedrückt, bis sie mit ihrer Außenkante 72-74 an
der Innenseite des Gehäuses 58, 59 oder an einem innerhalb desselben ange
ordneten Führungselement 75-77 bündig anliegen. Diese innerhalb des Gehäu
ses 6, 58, 59 ortsfesten Führungselemente 75-77 erstrecken sich in Drehrichtung
78-80 des jeweiligen Hydroelements 42, 43, 35 gesehen etwa von dem betref
fenden Auslaß 44, 51, 52 bis etwa zu dem betreffenden Einlaß 57, 49, 50 und
füllen den Raum zwischen dem betreffenden Flügelrad 60-62 und der Innen
wandung des Gehäuses 6, 58, 59 vollständig aus, so daß auf diesem Weg keine
Hydraulikflüssigkeit von dem Auslaß zum Einlaß zurückströmen kann, was den
Wirkungsgrad herabsetzen würde.
Damit insbesondere bei den Hydromotoren 43, 35 die Flügel 67, 68 beim Über
gang von der Innenwand des Gehäuses 58, 59 auf das Führungselement 76, 77
und zurück eine möglichst ruckfreie, radiale Übergangsbewegung ausführen, sind
in diesen Bereichen überleitende Führungskanten 81-84 vorgesehen, welche
bevorzugt an den inneren Stirnseiten der beiden Halbschalen 85, 86 eines Hy
dromotors 43, 35 angeordnet, bspw. angeformt sind. Um bei der Radialverschie
bung der Flügel 66-68 im Bereich ihrer Fußpunkte einen Druckausgleich zu er
möglichen, sind die Schlitze 63-65 durch je einen im Bereich der betreffenden
Drehachse 25, 21, 34 angeordneten Ringraum 87-89 miteinander verbunden,
welcher mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist und durch Überströmen von einem Flü
gelschlitz zu den anderen einen Druckausgleich zuläßt.
Im Gegensatz zu den Hydromotoren 43, 35, deren Schluckvolumen nicht verän
derbar ist, kann erfindungsgemäß das Fördervolumen der Hydropumpe 42 ver
stellt werden. Hierzu dient eine Verdrängungsklappe 90, welche innerhalb des
Hohlraums 91 zwischen dem Tretlagergehäuse 6 und dem Flügelrad 60 angeord
net ist. Diese Verdrängungsklappe 90 befindet sich in Drehrichtung 78 des Flügel
rads 60 gesehen direkt vor dem Führungselement 75. Die Verdrängungsklappe 90
hat eine etwa flächige Gestalt, deren Flachseiten derart gewölbt sind, daß der
Krümmungsradius der innenliegenden Fläche 92 etwa dem Radius der Mantelflä
che 93 des Flügelrads 60 entspricht, während die Wölbung der außenliegenden
Flachseite 94 etwa der Krümmung des Gehäuses 6 folgt. Darüber hinaus ist der
Querschnitt der Verdrängungsklappe 90 etwa dem Querschnitt einer Flugzeug
tragfläche nachempfunden und weist einen verdickten Kantenbereich 95 auf, des
sen Durchmesser etwa der Breite des Ringraums 91 entspricht. Jener schließt
sich unmittelbar an das Führungselement 75 an, während die in Drehrichtung 78
des Flügelrads 60 davor befindliche Kante 96 demgegenüber verjüngt ausgebildet
ist, so daß hiervon nur ein Bruchteil der Breite des Hohlraums 91 beansprucht
wird.
Diese Verdrängungsklappe 90 ist an einer Drehachse 97 verdrehbar angelenkt,
welche parallel zur Tretkurbelwelle 25 verläuft und den verdickten Kantenbereich
95 etwa in dessen Krümmungsmittelpunkt durchsetzt. Diese Drehachse 97 ist in
zwei Seitenschilden 98 aufgenommen, welche wiederum an dem Führungsele
ment 75 angelenkt 99 sind. Um Bewegungsraum für die Seitenschilde 98 zu
schaffen, ist sowohl das Führungselement 75 wie auch die Verdrängungsklappe
90 im Bereich der betreffenden Anlenkachsen 97, 99 mit stirnseitigen Aussparun
gen versehen. Die Verdrängungsklappe 90 ist in der Lage, um die Drehachse 97
von der in Fig. 3 wiedergegebenen Position, wo ihre Vorderkante 96 an der Innenseite
100 des Gehäuses 6 anliegt, in eine Position gem. Fig. 4 zu verschwen
ken, an der sie sich mit ihrer gesamten Innenfläche 92 bis zur Vorderkante 96
weitgehend an die Mantelfläche 93 des Flügelrads 60 anschmiegt.
Bei ihrer Drehbewegung 78 laufen die Flügel 66 mit ihrer Außenkante 72 direkt an
der Innenfläche 92 der Verdrängungsklappe 90 entlang und schließen dabei vor
sich eine Förderzelle 101 ab, so daß die darin enthaltene Hydraulikflüssigkeit nicht
in den einlaßseitigen Bereich des Hohlraums 91 zurückströmen kann. Die in der
Förderzelle 101 abgeschlossene Hydraulikflüssigkeit wird bei der weiteren Bewe
gung 78 des Förderrads 60 sodann durch eine Öffnung 102 in der Verdrängungs
klappe 90 hindurch zu dem damit fluchtenden Auslaß 44 geschoben. Da der
Auslaßanschluß 44 an der Außenfläche 94 der Verdrängungsklappe 90 angeord
net ist, verschwenkt er bei jeder Verstellung der Verdrängungsklappe 90. Diese
Bewegungsfreiheit erhält der Auslaßanschluß 44 durch eine längliche Öffnung
103 im Gehäuse 6 der Hydropumpe 42.
Je nach dem Schwenkwinkel der Verdrängungsklappe 90 nimmt die Förderzelle
101 ein unterschiedliches Volumen ein. Bei der in Fig. 3 wiedergegebenen Posi
tion ist das Volumen der Förderzelle 101 maximal, so daß die Hydropumpe 42
ihre maximale Förderleistung erreicht. Die Strömungsgeschwindigkeit der Hydrau
likflüssigkeit ist bei einer Umdrehung der Tretkurbelwelle 25 daher relativ groß, so
daß die Hydromotoren 43, 35 ebenfalls mit einer hohen Geschwindigkeit rotieren,
das Hydraulikgetriebe befindet sich im "Schnellgang". Wird die Verdrängungs
klappe 90 dagegen in die Position gem. Fig. 4 verfahren, so wird nahezu keine
Hydraulikflüssigkeit gefördert, und trotz einer Umdrehung an der Tretkurbelwelle
25 fließt kaum Hydraulikflüssigkeit 104 durch die Hydromotoren 43, 35, das hy
draulische Getriebe befindet sich in der Schaltposition "Langsamfahrt" bzw. nied
rige Übersetzung.
Damit die Flügel 66 in dieser Position der Verdrängungsklappe 90 sanft von ihrer
peripheren Umlaufbahn 105 zu der weiter innen liegenden Vorderkante 96 der
Verdrängungsklappe 90 herangeführt werden, sind im Bereich dieser Vorderkante
96 zwei Führungsschienen 106 angelenkt 107. Die Führungsschienen 106 befin
den sich nahe je einer Stirnwand 26, 27 der Hydropumpe 42; im Bereich der Ge
lenkachse 107 ist durch entsprechende Aussparungen der Verdrängungsklappe
90 ein Bewegungsfreiraum für diese Führungsschienen 106 gebildet. Jede Füh
rungsschiene 106 hat einen bogenförmigen Verlauf mit einem Krümmungsradius,
der etwa dem mittleren Radius des Hohlraums 91 entspricht. In dem vorderen Be
reich 109 ist jede Führungsschiene 106 mit einem Langloch 110 versehen, in wel
ches ein gehäusefester Bolzen 111 eingreift. Der Bolzen 111 befindet sich etwa
an der in Drehrichtung 78 gesehen rückwärtigen Kante der peripheren Umlauf
bahn 105. Dadurch ist gewährleistet, daß jeder Flügel 66 nach Verlassen des ge
häusefesten Teils 112 der peripheren Umlaufkante 105 sanft auf die bewegliche
Führungsschiene 106 gleitet und von dort ebenfalls ohne radialen Stoß zur Ver
drängungsklappe 90 gelangt.
Da ausschließlich die jeweils unterhalb der Verdrängungsklappe 90 befindliche
Förderzelle 101 vollständig abgeschlossen ist, kann ausschließlich in diesem Be
reich ein Druck aufgebaut werden. Die anderen Förderzellen im Bereich der Füh
rungsschienen 106 sowie der ortsfesten Umlaufkante 105 sind dagegen an ihrer
Außenkante nicht vollständig abgeschlossen, so daß hier kein Druck aufgebaut
wird. Demzufolge herrscht zwischen der Innenfläche 92 und der Außenfläche 94
der Verdrängungsklappe 90 ein Differenzdruck. Außerdem drücken auch die Flü
gelfedern 69 die unterhalb der Verdrängungsklappe 90 befindlichen Flügel in ra
dialer Richtung gegen deren Innenfläche 92. Um das aus diesen Druckkräften
resultierende, die Verdrängungsklappe 90 nach außen schwenkende Drehmo
ment zumindest teilweise zu kompensieren, ist im Bereich der Schwenkachse 97
eine etwa tangentiale Druckfeder 113 angeordnet, die auf den außerhalb der
Drehachse 97 befindlichen Bereich der Verdrängungsklappe 90 eine etwa entge
gen der Drehrichtung 78 wirkende Druckkraft ausübt. Hierdurch wird ein die Ver
drängungsklappe 90 nach innen drückendes Drehmoment erzeugt, welches ge
ringfügig kleiner ist als dasjenige Drehmoment, welches von den Flügelfedern 69
der unter der Verdrängungsklappe 90 befindlichen Flügel 66 hervorgerufen wird.
Mit einer zweiten Schraubenfeder 114, welche über eine von außen zugängliche
Schraube 115 einstellbar ist, kann das Kompensations-Drehmoment derart ein
gestellt werden, daß die Verdrängungsklappe 90 im drucklosen Zustand der Hy
draulikflüssigkeit 104 durch die Flügelfeder 79 gerade eben nach außen in die
Position gem. Fig. 3 gedrückt wird.
Infolge dieser Radialkraft kann der Verstellmechanismus 116 relativ einfach ge
staltet werden. Hierzu ist zwischen der Außenfläche 94 der Verdrängungsklappe
90 und dem Gehäuse 6 eine zu der Tretkurbelwelle 25 parallele Drehachse 117
angeordnet. Diese ist in den beiden Stirnwänden 26, 27 des Tretlagergehäuses 6
gelagert und an einem Ende herausgeführt. Auf dieser Drehachse 117 befindet
sich ein Nockenelement 119, welches den Hohlraum 91 vollständig durchsetzt
und einen abgeflachten Querschnitt mit abgerundeten Kanten aufweist. Der nach
außen geführte Teil der Drehachse 117 ist über einen nicht dargestellten Bow
denzug mit einem an der Lenkstange 24 befestigten Schalthebel 120 gekoppelt.
Durch Betätigung des Schalthebels 120 wird die Drehachse 117 von der Position
gem. Fig. 3, in der das Nockenelement 119 bündig an der Innenwand 100 des
Tretlagergehäuses 6 an liegt, bis maximal in die Position gem. Fig. 4 verdreht, wo
das Nockenelement 119 nach innen geschwenkt ist und dadurch die Verdrän
gungsklappe 90 an die Mantelfläche 93 des Flügelrads 60 anpreßt. Indem die Fe
dern 113, 114 das Drehmoment der Flügelfedern 69 weitgehend kompensieren,
ist für die Verschwenkung der Verdrängungsklappe 90 nach innen nur eine gerin
ge Betätigungskraft an dem Schalthebel 120 notwendig. Wird die Zugkraft des
Bowdenzugs dagegen nachgelassen, drücken die Flügelfedern 69 die Verdrän
gungsklappe 90 nach außen und dabei das Nockenelement 119 wieder zurück in
die Position gem. Fig. 3.
Das Nockenelement 119 ist bevorzugt so ausgebildet, daß es an der Innenwand
100 des Tretlagergehäuses 6 einerseits sowie an der Außenfläche 94 der Ver
drängungsklappe 90 andererseits dichtend an liegt. Deshalb kann keine Hydraulik
flüssigkeit 104 durch den Schlitz 103 aus dem Gehäuse 6 nach außen treten.
Sollten hierbei dennoch geringe Leckageprobleme auftreten, kann der Schlitz 103
durch eine Gummimanschette od. dgl. abgeschlossen werden, so daß sich zu
sätzlich oberhalb des Tretlagers ein Vorratsbehälter für die Hydraulikflüssigkeit
104 realisieren läßt.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Fördervolumen der Hydropumpe 42
durch den beschriebenen Mechanismus verstellbar, das Schluckvolumen der Hy
dromotoren 43, 35 ist dagegen nicht variabel. Diese Anordnung resultiert aus dem
Wunsch eines Allradantriebs. Da hierbei die beiden Räder 8, 16 über den gemein
samen Teil 56, 42, 45 des Hydraulikkreislaufs miteinander verkoppelt sind, gilt es,
für besondere Betriebszustände definierte Verhältnisse zu schaffen. Einerseits
muß eine geringfügige Relativdrehzahl zwischen Vorder- und Hinterrad 16, 8 zu
lässig, das Durchdrehen eines Rades 16, 8 jedoch unmöglich sein. Um diese
Funktion zu realisieren, ist an dem Verzweigungspunkt 46 zwischen der gemein
samen Vorlaufleitung 45 und den beiden getrennten Zuleitungen 47, 48 der bei
den Hydromotoren 43, 35 ein Stromteilerventil 121 vorgesehen. Dieses besteht
aus einem länglichen Gehäuse 122 mit einem konstanten, bspw. runden oder
quadratischen Querschnitt. Im Bereich je einer Stirnfläche 123, 124 des Gehäuses 122
ist je ein Anschlußstutzen 125, 126 für eine der getrennten Vorlaufleitungen
47, 48 vorgesehen, während der Anschluß 127 für die gemeinsame Vorlaufleitung
45 sich etwa mittig zwischen diesen beiden Stirnflächen 123, 124 befindet. Um
von dem gemeinsamen Zulaufanschluß 127 zu einem der beiden Ablaufanschlüs
se 125, 126 zu gelangen, muß die Hydraulikflüssigkeit 104 eine von zwei Durch
flußblenden 128, 129 durchströmen. Diese sind als den Innenquerschnitt des Ge
häuses 122 ausfüllende Lochblenden ausgebildet und durch einen zur Längsach
se des Gehäuses 122 parallelen Distanzbolzen 130 aneinander festgelegt, so daß
sich eine starre Baugruppe ergibt, die innerhalb des Gehäuses 122 verschiebbar
ist. Der Verschiebungsbereich ist dabei durch über die Lochplatten 128, 129 hin
ausragende Anschlagelemente 131, 132 derart begrenzt, daß die Lochblenden
128, 129 bei einer entsprechenden Verschiebestellung einen Abflußanschluß 125,
126 teilweise, aber nicht vollständig verschließen können.
Die Wirkung des Stromteilerventils 121 ist wie folgt: Sofern nur eine geringe Rela
tivdrehzahl zwischen den beiden Rädern 8, 16 auftritt, bspw. bei der Kurvenfahrt,
bewegt sich die Kolbeneinheit 128-130 nicht aus ihrer etwa mittigen Position,
und der Hydraulikstrom kann sich in geringfügig unsymmetrische Anteile aufteilen,
wodurch eine geringe Drehzahlabweichung zwischen beiden Antriebsrädern 8, 16
möglich ist. Wird jedoch ein Rad 8, 16 von der Fahrbahnoberfläche abgehoben,
setzt es der strömenden Hydraulikflüssigkeit 104 keinen Widerstand mehr entge
gen, so daß dieselbe zunächst vermehrt durch den betreffenden Hydromotor 43,
35 strömt und der Antrieb des jeweils anderen Rades 16, 8 dadurch nachläßt. Infolge
der unsymmetrischen Strömung nimmt jedoch der Widerstand an der stärker
durchströmten Durchflußblende 128, 129 erheblich zu, so daß dieselbe und damit
die gesamte Kolbeneinheit 128-130 infolge des verstärkten Differenzdrucks in
Richtung desjenigen Abflußanschlusses 125, 126 bewegt wird, der strömungs
mäßig mit dem Hydromotor 43, 35 des durchdrehenden Rades 8, 16 gekoppelt ist.
Dabei verschließt die Durchflußblende 128, 129 den betreffenden Ablaufanschluß
125, 126 so weit, bis das vordere Anschlagelement 131, 132 an der betreffenden
Stirnwand 123, 124 anliegt. Hierdurch wird das Strömungsvolumen und damit die
Drehzahl des durchdrehenden Rades 8, 16 begrenzt.
Claims (18)
1. Hydraulisches Getriebe für Fahrräder (1), mit einer bewegungsmäßig an die
Tretkurbelwelle (25) gekoppelten Hydropumpe (42), deren Vorlaufleitung
(45, 47, 48) zu mindestens einem mit der Nabe (36) eines Rades (8, 16)
gekoppelten Hydromotor (35, 43) und von dort in Form eines Kreislaufs zur
Rücklaufleitung (53, 54, 56) der Hydropumpe (42) zurückgeführt ist, wobei
das Fördervolumen der Hydropumpe (42) verstellbar ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Hydropumpe (42) als Flügelzellenpumpe mit einer
oder mehreren Förderzellen (101) ausgeführt ist, wobei die periphere
Berandungsfläche wenigstens einer Förderzelle (101) durch eine innerhalb
des Pumpengehäuses (6) angeordnete Verdrängungsklappe (90) gebildet
ist, welche bezüglich der Pumpenantriebswelle (25) radial verstellbar ist.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verdrängungsklappe (90) die Pumpenantriebswelle (25) etwa auf einem
Winkel umgibt, der größer ist als der Zentriwinkel einer Förderzelle (101).
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verdrängungsklappe (90) um eine zu der Pumpenantriebswelle (25)
parallele Achse (97) verschwenkbar an den Stirnseiten (26, 27) des
Pumpengehäuses (6) angelenkt ist.
4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schwenkachse (97) der Verdrängungsklappe (90) an deren
stromaufwärtiger oder stromabwärtiger Kante (95, 96) angeordnet ist.
5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verdrängungsklappe (90) die Pumpenantriebswelle (25) etwa auf einem
Winkel umgibt, der nur geringfügig größer ist als der Zentriwinkel einer
Förderzelle (101).
6. Getriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich
derjenigen Kante (96) der Verdrängungsklappe (90), welche der
Schwenkachse (97) gegenüberliegt, mindestens eine die Zellenflügel (66)
radial führende Schiene (106) angelenkt ist, welche die
Pumpenantriebswelle (25) auf einem Bogen teilweise umgibt.
7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Führungsschiene(n) (106) mit ihren gegenüberliegenden Enden (109) an
der Verdrängungsklappe (90) einerseits, an dem Pumpengehäuse (6)
andererseits angelenkt ist (sind).
8. Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Führungsschiene(n) (106) im Bereich eines Endes (109) mit einem etwa
bogenförmigen Langloch (110) versehen ist (sind), in welches ein von einer
Stirnseite (26, 27) des Pumpengehäuses (6) achsparallel nach innen
vorspringender Zapfen (111) formschlüssig eingreift.
9. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verdrängungsklappe (90) durch eine oder
mehrere Federn (113, 114) im unbelasteten Zustand radial nach innen
gedrückt wird.
10. Getriebe nach Anspruch 9, wobei die Flügel (66) durch in dem Flügelrad
(60) angeordnete Federn (69) radial nach außen gedrückt werden, dadurch
gekennzeichnet, daß die Federkonstante sowie der Angriffspunkt der
Verdrängungsklappenfeder (113) derart bemessen ist, daß das von dieser
ausgeübte Drehmoment kleiner ist als das von einer Flügelfeder (69)
hervorgerufene Drehmoment.
11. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch ein Element (116) zur radialen Verstellung der Verdrängungsklappe
(90).
12. Getriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verstellelement (116) als zwischen Pumpengehäuse (6) und
Verdrängungsklappe (90) angeordnete Welle (117) mit zu der
Verdrängungsklappe (90) paralleler Längsachse ausgebildet ist, welche ein
radiales Nocken- (119) oder Exzenterelement trägt.
13. Getriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken-
oder Exzenterwelle (117) durch das Pumpengehäuse (6) nach außen
geführt und über einen Bowdenzug od. dgl. mit einem Stellhebel (120) am
Lenker (24) oder Rahmen (3-5, 7) des Fahrrads (1) gekoppelt ist.
14. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Flügelzellenpumpe (42) konzentrisch zur
Tretkubelwelle (25) angeordnet ist, so daß das Pumpengehäuse einstückig
mit dem Tretlagergehäuse (6) und die Pumpenantriebswelle einstückig mit
der Tretkurbelwelle (25) ausgebildet ist.
15. Hydraulisches Getriebe für Fahrräder (1), mit einer bewegungsmäßig an die
Tretkurbelwelle (25) gekoppelten Hydropumpe (42) und mit zwei
Hydromotoren (35, 43), die mit der Nabe (36) je eines Rades (8, 16)
gekoppelt sind, wobei die Vorlaufleitung (45, 47, 48) der Hydropumpe (42)
zu beiden, strömungsmäßig parallelgeschalteten Hydromotoren (35, 43)
und von dort jeweils in Form eines Kreislaufs zur Rücklaufleitung (53, 54,
56) der Hydropumpe (42) zurückgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß
im Bereich einer Strömungsverzweigung (46, 55) ein steuerbares und/oder
selbststeuerndes Ventil angeordnet ist.
16. Getriebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts
(46) der Hydropumpe (42) ein Stromteilerventil (121) mit einem Zufluß (127)
und zwei Abflüssen (125, 126) angeordnet ist, wobei der Zufluß (127) mit
der Vorlaufleitung (45) von der Hydropumpe (42) und die Abflüsse (125,
126) mit je einer Druckleitung (47, 48) eines Hydromotors (35, 43)
verbunden sind.
17. Getriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das
Stromteilerventil (121) ein Gehäuse (122) mit einem konstanten
Innenquerschnitt aufweist, wobei der Zufluß (127) bezüglich der
Längsachse des Gehäuses (122) zwischen den beiden Abflüssen (125,
126) angeordnet ist, während ein Steuerkolben (130) mit zwei
Durchflußblenden (128, 129) versehen ist, welche sich etwa zwischen dem
Zufluß (127) und je einem der beiden Abflüsse (125, 126) befinden.
18. Getriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die
Durchflußblenden (128, 129) als Verschlußschieber ausgebildet sind, die
bei einer bestimmten Verschiebestellung den betreffenden Abfluß (125,
126) zumindest teilweise verschließen.
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