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Fahrrad
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Die Erfindung betrifft ein Fahrrad mit einem Rahmen, der an einem
in einer Lenkgabel gehaltenen Vorderrad und an einem über Pedale mit EurbelaFmen,
die an einer drehbar gelagerten Welle befestigt sind, angetriebenen Hinterrad abgestützt
ist, das eine mit einem Freilauf versehene Radnabe aufweist, wobei die-Hinterradnabe
von der mit Kurbelarmen versehenen Welle durchsetzt und mittels eines mehrgängigen
Schaltgetriebes dretschlüssig hiermit verbindbar ist, und wobei die Welle an die
Nabe seitlich überragenden Lagerkörpern gelagert ist, über welche das Hinterrad
außerhalb der Welle mit dem Fahrradrahmen verschraubbar ist, der einen etwa vertikal
oberhalb der Hinterradnabe angeordneten Sattel aufweist, nach Patent (P 28 41 992.3).
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Fahrräder dieser Ärt haben sich infolge des hier bewerkstelligten
direkten Antriebs der Hinterradnabe über eine diese durchsetzende Welle bewährt.
In der vorstehend genannten, nicht vorveröffentlichten Hauptanmeldung wurde bereits
in Vorschlag gebracht, das Drehmoment von der Welle auf die Nabe über ein mehrgängiges
Schaltgetriebe zu übertragen, was eine vielfach erwünschte Änderung des Antriebsmoments
ermöglicht. Getriebe hier verwendbarer Art sind von Fahrrädern mit über einen Kettentrieb
angetriebener Hinterradnabe her an sich bekannt.
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Die Schalteinrichtung der bekannten Anordnungen ist äedoch bei einer
Anordnung hier vorliegender Art nicht brauchbar, weil hier die die Nabe durchsetzende
Welle in Umfangsrichtung nicht feststeht, sondern durch die Pedale angetrieben wird.
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Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
mit einfachen und daher kostengünstigen Mitteln eine Schalteinrichtung für eine
Anordnung eingangs erwähnter Art zu schaffen, die trotz der hier vorhandenen Rotationsbewegung
der die Achse durchsetzenden Welle die Verwendung von Getrieben bekannter Bauart
zuläßt und dennoch leicht und einfach betätigbar ist sowie eine hohe Bunktionssicherheit
aufweist.
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Die Lösung dieser bisher noch-nicht gelösten Aufgabe gelingt gemäß
der Erfindung in überraschend einfacher Weise dadurch, daß die die Hinterradnabe
durchsetzende Welle zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildet ist und eine Schaltstange
aufnimmt, die einerseits zur Aktivierung der Gänge des Schaltgetriebes mit einer
durch eine schlitzförmige Ausnehmung der Welle hindurchgreifenden Mitnehmernase
versehen ist, und die andererseits mittels einer mit einem Fußschalthebel verbundenen,
im Pedalbereich angeordneten
Betätigungseinrichtung axial verschiebbar
ist.
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Infolge der hier vorgesehenen Unterbringung der Schaltstange in der
rotierenden Welle bei gleichzeitiger Anordnung eines Fußschalthebels im Pedarbereich
ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Relativbewegung zwischen Schaltstange und
Schalthebel, so daß es ohne weiteres möglich ist, die Schaltstange und den Schalthebel
trotz der Drehbewegung der die Hinterradnabe durchsetzenden Welle mittels einer
praktisch fest verlegten Verbindung zu koppeln.
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Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergeben demnach ersichtlich eine höchst
einfache und übersichtliche Anordnung.
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Da hier dennoch ein Getriebe verwendet werden kann, welches die die
Hinterradnabe durchsetzende Welle koaxial umgibt, ist außerdem eine höchst kompakte
und platzsparende Ausführung möglich. Infolge der erfindungsgemäßen Verwendung eines
Fußschalthebels, der im Pedalbereich angeordnet sein soll, können außerdem die bei
den bekannten Anordnungen notwendigen langen Verbindungswege zwischen Schalthebel
und Schaltstange entfallen, so daß die erfindungsgemäße Anordnung auch vergleichsweise
weit weniger anfällig für Störungen ist.
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Die Schaltstange kann mittels eines aus der die Hinterradnabe durchsetzenden
Achse herausgeführten Kabelzugs betätigbar sein, der zweckmäßigerweise verdeckt
im Pedal bzw.
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dessen Kurbelarm verlegt sein kann. Gemäß einer anderen Ausführung
ist es möglich, zur Bewerkstelligung einer Axialverstellung der Schaltstange die
Steigung eines Gewindes oder geeigneter Steuerflächen auszunutzen. In diesem Fall
ist die Schaltstange jeweils mit einem koaxial hierzu drehbar gelagerten Schalthebel
zu koppeln.
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Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Fortbildungen
der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus
der nachstehenden
Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Unteransprüchen.
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In der Zeichnung zeigen: Figur 1 ein Ausführungsbeispiel mit einem
Kabelzug, Figur 2 ein Ausfuhrungsbeispiel mit Kurvenverstellung und Figur 3 ein
Ausführungsbeispiel mit Gewindeverstellung.
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Der grundsätzliche Aufbau der den Zeichnungen zugrunde liegenden Anordnungen
entspricht der im eingangs erwähnten Hauptpatent geschilderten Anordnung. Die nachstehenden
Ausführungen beschränken sich daher im wesentlichen auf die erfindungsgemäße Fortbildung,
wobei für gleiche Teile bzw.
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Teile gleicher Funktion der tbersichtlichkeit halber dieselben Bezugszeichen
wie im Hauptpatent Verwendung finden.
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Die bei 8 angedeutete Hinterradnabe ist im Bereich ihrer beiden Enden
mittels jeweils eines Kugellagers auf seitlich vorstehenden, fest mit dem bei 9
angedeuteten Fahrrad rahmen verbundenen Lagerkörpern 12 bzw. 13 drehbar gelagert
Die Nabe 8 ist von der bei 7 angedeuteten Welle zentral durchsetzt, die mit seitlich
angeordneten Tretkurbeln 5 und Pedalen 6 versehen ist. Die Welle 7 ist ebenfalls
mittels zweier Kugellager an den Lagerkörpern 12 bzw. 13 abgestützt. Hierzu sind
zweckmäßigerweise auf die Welle 7 aufschraubbare Lagerringe 15 bzw. 16 vorgesehen.
Die dargestellte Anordnung kommt demnach in vorteilhafter Weise mit vier Kugellagern
aus. Zur Ubertragung des Drehmoments von der über die Pedale 6 angetriebenen Welle
7 auf die Nabe 8 ist ein Schaltgetriebe mit zwei bei 50 ledigEch schematisch angedeuteten
Getriebe einheiten an sich bekannter Bauart vorgesehen. Die Getriebeeinheiten 50
können zur Bildung eines
Freilaufs mit Freilaufrollen bzw. -klinken
51 versehen sein, die mit der Nabe 8 zusammen wirken. Die Getriebeeinheiten 50 werden
von der Welle 7 durchsetzt. Jede Einheit 50 soll hier der Ubersichtlichkeit halber
praktisch einen Gang verkörpern. Es wäre jedoch auch ohne weiteres denkbar, jeder
Einheit zwei Gänge zuzuordnen, in dem beispielsweise ein Planetengetriebe Verwendung
findet, das einmal im Bereich des Planetenträgers und zum anderen entweder im Bereich
des äußeren oder des inneren Zahnrads angetrieben wird. Zum Aktivieren der Einheiten
50 ist ein axial auf der Welle 7 verschiebbar angeordneter Kupplungsring 52 vorgesehen,
der zweckmäßig in formschlüssigen Eingriff mit einem entsprechenden Eingangsrad
der Einheiten 50 bringbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kupplungsring
52 hierzu mit stirnseitig angeordneten Klauen 53 versehen.
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Der Kupplungsring 52 ist mittels einer in der Welle 7 aufgenommenen
Schalt stange 54 axial verschiebbar und kann somit in- bzw. außer Eingriff mit jeder
der beiden in flankierenden Einheiten 50 gebracht werden. Zur Aufnahme der Schaltstange
54 ist die Welle 7 als Hohlwelle ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Welle 7 hierzu einfach mit einer durchgehenden zentralen Bohrung 55 versehen.
Die Bohrung 55 kann im Bereich der Wellenstirnseiten durch geeignete Deckel etc.
verschlossen sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zum Verschließen der
Bohrung 55 einfach in diese eingeschraubte Gewindepfropfen 56 bzw.
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57 vorgesehen. Die Schubstange 54 ist mit einer radial vorstehenden
Mitnehmernase 58 versehen, welche durch eine schlitzförmige Ausnehmung 59 der Welle
7 hindurchgreift und fest mit dem Kupplungsring 52 verbunden ist.-Im Bereich ihres
der Mitnehmernase 58 gegenüber liegenden Endes ist die Schaltstange 54 mit einem
Kabelzug 60 verbunden, der hier lediglich durch seine Mittellinie angedeutet ist.
Der Kabel zug 60 ist aus der Welle 7 herausgeführt und im Bereich
seines
äußeren Endes mit einem bei 61 angedeuteten, im Bereich des Pedals 6 angeordneten
Fußschalter verbunden Der Fußschalter 61 kann etwa als Kniehebel ausgebildet sein,
der in verschiedenen Schaltstellungen einrastbar ist.
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Die Schaltstange 54 ist mittels des Fußschalthebels 61 entgegen der
kraft einer bei 62 angedeuteten Rückholfeder axial verstellbar und so in- bzw. außer
Eingriff mit den Einheiten 50 bringbar. Im dargestellten Åusführungsbeispiel ist
die Rückholfeder 62 als die Schaltstange 54 umgebende Druckfeder ausgebildet, die
sich einerseits an einer Verdickung 63 der Schaltstange 54 und andererseits an dem
vom Kabelzug 60 durchsetzten Gewindepfropfen 57 abstützt. Die Verdickung 63 gewährleistet
hierbei gleichzeitig eine ausreichende Führung der Schaltstange 54. Es wäre aber
auch ohne weiteres denkbar, die Rückholfeder als Zugfeder auszubilden, die zweckmäßig
in dem von der Schaltstange 54 nicht durchsetzten Bereich der Bohrung 55 angeordnet
sein könnte. In diesem Fall könnte der Durchmesser der Schaltstange 54 auf ihrer
gesamten Länge dem Durchmesser der Bohrung 55 entsprechen, was eine einfache Herstellung,
eine kompakte Ausführung sowie eine ausgezeichnete großflächige Führung ermöglichen
könnte. Zur axialen Einstellung der Mitnehmernase 58 können die Schaltstange 54
und die nasenseitige Verdickung 63 als getrennte, mit Gewindeeingriff versehene
Bauteile ausgeführt sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist hierzu eine bei
64 angedeutete Einstellschraube vorgesehen.
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Zur Führung des Kabelzugs 60 im Bereich des Kurbelarms 5 ist dieser
mit einer vonaußen unten nach innen oben verlaufenden Schrägbohrung 65 versehen,
in welcher der Kabelzug 60 verlegt ist. Die Bohrung 65 kann etwa vom Bereich der
der Welle 7 zugeordneten Nabe der Tretkurbel 5 bis in den Bereich des Fußschalthebels
61 verlaufen. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel mündet die
Bohrung 65 im Bereich ihrer Enden in Nuten 66 ein, in welchen der Kabelzug 60 außerhalb
der Bohrung 65 geschützt geführt ist.
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Die beiden Getriebeeinheiten 50 sind, wie bereits erwahnt, durch Freilaufrollen
bzw. -klinken 51 mit der Nabe 8 gekoppelt, so daß von der Nabe 8 kein Moment auf
die Welle 7 übertragen wird und andererseits auch beim Zurücktreten bzw. beim Zurückdrehen
der Welle 7 etwa zum Zwecke des Bremsens keine Mitnahme im Bereich der Freilaufrollen
bzw.
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-klinken 51 erfolgt. Zur Bildung einer Rücktrittbremse kann die Welle
7 in besonders vorteilhafter Weise mit einem direkt angeformten Gewinde 67 oder
ähnlichen Führungsflächen versehen sein, in das bzw. die ein ringförmiger Bremskörper
68 eingreift, der in an sich bekannter Weise einen Bremsmantel 69 betätigt, der
beim Zurückdrehen der Welle 7 auf einen hier an den Lagerkörper 13 angeformten Konus
aufläuft, hierdurch aufgeweitet und zur bremsenden Anlage an der Nabe 8 gebracht
wird. Zur Drehsicherung des Bremsmantels 69 kann eine hier nicht näher bezeichnete
aber dargestellte Stift-Schlitzverbindung im Bereich des Lagerkörpers 13 vorgesehen
sein. Die direkte Aufnahme des Bremskörpers 68 auf der zentralen, hier angetriebenen
Welle 7 ergibt ersichtlich eine höchst kompakte Bauweise.
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Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die in der
Welle 7 untergebrachte Schaltstange 54, die mit einer durch eine schlitzförmige
Ausnehmung 59 der Welle 7 hindurchgreifenden Mitnehmernase 58 bestückt ist, über
eine bei 70 angedeutete Drehkupplung mit einem frei drehbar hiergegen gelagerten,
als Ganzes mit 61 bezeichneten Fußschalthebel verbunden. Dieser Fuß schalthebel
61 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit zwei an ihren Enden pedalartig abgekröpftenArmen
71 versehen, die sich in einer etwa zur Ebene des benachbarten Tretkurbelarms 5
parallelen
Ebene erstrecken. Zur Bewirkung einer Axialverstellung
der Schaltstange 54 ist eine von dem gegenüber der Schaltstange 54 drehbaren Schalthebel
61 abgetastete Raumkurve 63 mit entsprechender Erhebung bzw. Vertiefung in axialer
Richtung vorgesehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kurve 63 direkt
an eine Stirnseite der Welle 7 angeformt, was eine einfache und kompakte Ausführung
ergibt. Die Arme 71 des Fußschalthebels 61 können mit Rastzähnen der bei 72 angedeuteten
Art versehen sein, denen zur Definition der erwünschten Schaltstellungen geeignete
Rastmulden 73 zugeordnet sein können.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rastmulden 73 einfach
im Bereich der Tretkurbelarme 5 vorgesehen. Es wäre aber auch ohne weiteres denkbar,
ein größeres Segment zur Aufnahme der Rastmulden vorzusehen. Zur Einstellung der
Mitnehmernase 58, die im übrigen einfach mittels einer geeigneten Büchse auf die
Schalt stange 54 aufgeschoben sein kann ist ebenfalls eine Stellschraube 64 vorgesehen,
an welcher die Mitnehmernase 58 durch die Kraft der bei 62 angedeuteten Rückholfeder
zur Anlage gebracht wird. Bei einer Verdrehung des hier die Kurve 63 abtastenden
Fußschalthebels 61 wird dieser entsprechend der Steigung der Kurve 63 axial verschoben
und hiermit gleichzeitig die in axialer Richung fest hiermit gekoppelte Schaltstange
54. Zur Abtastung der kurve 63 können im Bereich der Arme 71 geeignete Taststifte
bzw. -rollen der bei 74 angedeuteten Art vorgesehen sein.
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Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der hier
ebenfalls wieder als Ganzes mit 61 bezeichnete, zwei pedal artig abgekröpfte Arme
71 aufweisende Fuß schalthebel auf einem Drehzapfen 75 verkeilt, der mittels eines
angeformten Bunds 76 drehbar aber in axialer Richtung feststehend an der Welle 7
gelagert ist. Hierzu ist die Welle 7 stirnseitig einfach mit einer den Bund 76 aufnehmenden
Eindrehung
versehen und mittels eines Deckels 77 abgedeckelt.
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Der Drehzapfen 75 ist mit einer Gewindebohrung 78 versehen, in welche
ein an die Schaltstange 54 angeformter Gewindezapfen 79 eingreift. Die Schaltstange
54 ist infolge ihrer festen Verbindung mit der durch eine schlitzförmige Ausnehmung
59 der Welle 7 hindurchgreifenden Mitnehmernase 58 gegenüber der Welle 7 nicht verdrehbar.
Bei einer Verdrehung des Fußschalthebels 61 schraubt sich somit der Gewinde zapfen
79 der Schalt stange 54 mehr oder weniger weit in die zugeordnete Gewindebohrung
78 des mit dem Fußschalthebel 61 verkeilten Zapfens 75 hinein, wodurch eine axiale
Verstellung der Schalt stange 54 und damit der Mitnehmernase 58 bewerkstelligt ist.
Zur axialen Einstellung der Mitnehmernase 58 kann wiederum eine Stellschraube 64
vorgesehen sein. Eine Rückholfeder ist bei einer Ausführungsform dieser Art praktisch
nicht erforderlich. Die Bohrung 55 der Welle 7 kann daher ohne weiteres als Sackbohrung
ausgefahrt sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Bohrung 55 der Einfachheit
halber als durchgehende mittels eines Gewindepfropfens 56 verschlossene Bohrung
ausgebildet.
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Zur Definition der erwünschten Schaltstellungen kann auch bei einer
Ausführungsform hier vorliegender Art eine Rasteinrichtung mit Rastzähnen 72 und
Rastmulden 73 vorgesehen sein.
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Vorstehend sind zwar einige besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert, ohne daß jedoch hiermit eine Beschränkung verbunden
sein soll. Vielmehr stehen dem Fachmann eine Reihe von Möglichkeiten zur Verfügung,
um den allgemeinen Gedanken der erfindungsgemäßen Lösung an die Verhältnisse des
Einzelfalls anzupassen.