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Wechselgetriebe für Fahrräder. Die Erfindung betrifft ein. Wechselgetriebe
für Fahrräder mit einer Kette, bei dem in bekannter Weise mehrere Übersetzungszahnräder
verschiedener Größe nebeneinander angeordnet sind und zur Verschiebung der Kette
von einem Zahnrad auf ein anderes ein achsial verschiebbares Kettenführungsrad dient.
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Gegenstand der Erfindung ist die besondere Ausführungsform: des zur
Verschiebung 'der Kette dienenden Zwischengetriebes. Dieses besteht aus einer im
Innern einen Sperrzahn enthaltenden Hülse einer auf der festen Achse befindlichen
Aussparung und Schraubennut sowie einer mit Ausschnitten und einer Ringnut versehenem
Muffe mit Führungsstift. Die die Kette tragende Hülse überführt bei ihrer seitlichen
Verschiebung die Kette von dem einen. auf das andere Zahnrad, worauf ein mit einer
Sperrklinke und einem beweglichen Sperrzahn versehener Ring eine unbeabsichtigte
Verstellung der Hülse verhindert.
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Gegenüber älteren gleichem Zweck dienenden Anordnungen besteht der
Vorteil, daß die Bewegungsübertragung der Kette von einer auf die andere Geschwindigkeit:sstufe
bedeutend vereinfacht und sicherer wirkend ist.
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Abb, i und ? stellen eine Gesamtanordnung des Wechselgetriebes in
.Stirn- bzw. Seitenansicht dar; Abb. 3 zeigt halb in Ansicht und halb im Schnitt
das zur Kettenverschiebung .dienende Getriebe; A:bb-. q. ist ein Querschnitt nach
Linie E-E der Abh.3; Abb.5 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung, wobei
mehrere Teile fortgelassen isind; Abb, 6 ist ein Schnitt nach Linie E-E von Ab#b.3,
jedoch mit den Übersetzungsringen in anderer Lage; Abb. 7 bis io sind den Abb. 4
und 5 entsprechende Schnitte, wobei jedoch. die Organe andere Stellungen -inne haben;
Abb. ri und. 12 zeigen in Ansicht und Seitenansicht den für die Übertragung der
Kette vorgesehenen Ring.
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Der Geschwindigkeitswechsel besteht aus
drei Zahnrädern
i, 2, 3, die auf die Achse a des Hinterrades r aufgesetzt sind.
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Das Zahnrad b', «-elches. dazu bestimmt ist, durch Übertragung die
seitliche Verschiebung der Kette c auf die Cbersetzungsräder i, 2, 3 zu bewirken,
ist auf einer Achse e aufgesetzt; die Achse e mit ihrem Ende e' ist durch die Muttern
s', s" an einem Halter s befestigt. Das Zahnrad b' besteht mit der Nabe b zusammen
aus einem Stück; auch kann die Nabe b auf sonst eine geeignete Weise mit dem Zahnrad
b' verbunden !sein. Diese besitzt im Innern zwei einander parallele Rippen b", deren
Außenfläche eine Auflagefläche für die Kugeln _r bildet (Abb. 3). Zwischen den Rippen
b" ist ein Zahn 1 angeordnet, dessen Spitze genau in derselben Höhe wie die Rippen
b" liegt (Abb. _1).
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Die Achse e ist genutet, und zwar erstens der Länge nach mit einer
Nut D, welche eine bestimmte Länge besitzt, die sich durch den Abstand der Übersetzungsräder
i und 3 bestimmt. Dann ist die Achse e noch mit einer schräg über den Umfang verlaufenden
Kulissennut H versehen. Die Steigung der Kulissennut 1I entspricht dem Abstand zwischen
dem Zahnrad i und dem Zahnrad 3.
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Auf die Achse e ist mit geringem Spiel die :Tuffe f aufgesetzt. Diese
Muffe trägt einen als Lauffläche für den Kugelring -,v dienenden Ansatz, und anderseits
besitzt die Muffe eine Ringnut G und in dieser gelegene Aussparungen A, B, C.
Die Entfernung der Aussparungen A, B und B, C voneinander beträgt
im Bogenmaß go°, während der Abstand zwischen A und C i8o° beträgt (Abb. 3, 6, 7
und 9). Eine der Seiten dieser Aussparungen, welche parallel zu der erzeugenden
Achse e gelegen: sind, ist geneigt; der Zweck dieser Neigung wird weiter unten des
näheren angegeben «erden. In die Muffe ist eine .Schraube oder ein Stift o (Abb.
3) eingesetzt, der in die Schraubennut G der Achse e eingreift.
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Die Muffe f ist dadurch mit der Achse e verbunden, so daß sie sich
nur mit geringer Reibung auf -der Achse verschieben und drehen kann.
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Auf die Muffe ist ferner ein Ring h. (Abb. 3, d, i i und i2) aufgesetzt.
Die Wand dieses Ringes ist an zwei Stellen geschlitzt, und zwar besitzen diese Schlitze
verschiedene. Größe und. Lage; der eine dieser Schlitze nimmt den beweglichen Zahn
n auf, der um einen Stift n' (A,bb. i i) drehbar ist, Zoobei die Feder in in dem
Schlitz derart angebracht ist, daß die am äußersten Ende dieses Zahnes angebrachte
Nase sich dauernd gegen den Umfang des genannten Ringes h' legt (Abb. i i). In dem.
anderen Schlitz ist eine gekrümmte federnde Klinke i, welche sich: um den Zapfen
j dreht, angebracht. Diese trägt .am freien Ende einen Haken i', welcher mit seiner
Spitze in den Ring hineinragt; eine Feder in' (-Abb. i i) wirkt auf die Verlängerung
dieser Klinke jenseits des lapfens. j. Der Fortsatz i." dieser Klinke greift in
die Ringnut G ein und dient dazu, den Ring zu verhindern, sich von der Muffe f zu
trennen, der Ring kann .sich jedoch hierbei frei uni die Muffe drehen.
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Zuletzt wird der Kugelring x eingelegt und darauf die Nabe a sowie
der Kugelring x' auf- bzw. eingesetzt. Der Deckel ii, welcher auf die 'Muffe aufgeschraubt
wird, hält das Ganze zusammen. Das Getriebe wird vervollständigt durch eine Spannvorrichtung,
bestehend aus einer Spiralfeder t (Abb. 2), welche auf den Hebel d' (Abb. i) einwirkt,
der um die Achse e drehbar ist. Der Hebel d' trägt am unteren. Ende ein kleineres
Zahnrad d (Abb. i und 2).
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Die Wirkungsweise des beschriebenen Geschwindigkeitswechsels ist folgende:
Zunächst soll angenommen werden, die Kette c befände sich auf dem kleinsten Zahnrafl
i, es wäre also die größte Übersetzung eingeschaltet. Die Übertragungsmuffe f und
die darauf befindlichen Teile nehmen dann die Stellungen nach Abb.4 und Abb. io
ein. Die Schraube o, welche in die Führung der Muffe f eingreift, befindet sich
am höchsten Punkt der Schraubennut G (Abb. io). Die ILlinke i greift durch
den Schlitz A mit ihrer Spitze in die Nut L) der festen Achse e. In dieser
Lage tritt die Klinke nicht über den Umfang des Ringes h. hinaus und gestattet somit
die N abe b sich vollständig um den Ring h im Sinne des Pfeiles :1-L' umzudrehen
(A,1@1).4). Dreht sich die Nahe b in diesem Sinne, so @gl-eitet der Zahn l derselben
über den Umfang des Rings 1i und drückt die Klinke ii entgegengesetzt der Federwirkung
in den Ring h hinein. Sobald dter Zahn 1 vorübergeglitten ist, drückt die Feder
die Klinke ia wieder aus dein Ring lt heraus. Bei jeder Drehung der Nabe b wird
also jedesmal die Klinke st einmal nach innen gedrückt. Da der Haken i' der
Klinke i dauernd in der Nut I_-) liegt, kann der Ring lt nicht durch die
Nabe b mitgenommen werden, solange sich diese in Richtung des Pfeiles A-h umdreht,
was einer Vorwärtsbewegung des Zweirades entspricht. Hieraus folgt, daß die Nabe
b und ihre Ketten.verzahnung,b' die Stellung nach. A,bb, io beibehalten -werden,
solange der Fahrer mit der größten Übersetzung fahren will.
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Soll die kleinste Übersetzung, also das Zahnrad 3 benutzt werden,
so muß die Drehrichtung der Tretkurbel umgekehrt werden.
Alsdann
legt sich der Zahn l vor den beweglichen Zahn n (Abb. 4) ; letzterer kann sich dann
nicht mehr senken und bildet .einen Anschlag. Der Ring /v wird sonach .durch den
Rohrstutzen g im Sinne des Pfeiles A-R mitgenommen (Abb.4). Die Spitze der Klinke
i' gleitet zunächst über die Nut D und hebt sich @so -weit, bis, ihre .Spitze den
oberen Rand der Aussparung A erreicht hat und die Muffe f trifft, auf welcher sie
gleitet. ,Der durch die Muffe gebotene Widerstand, deren Kulissenstift o sich in
der Kurvenbahn H in der Totpunktlage befindet, muß viel größer sein als der durch
:den Ring h gebotene Widerstand, damit die Nabe b allein nur .den Ring mitnimmt
und die Muffe unbeweglich stehenläßt. Man erreicht dies dadurch, daß man auf die
Innenfläche dieser Muffe, lxeispielsweise durch eine Feder, einen dauernden Druck
ausübt.
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Sobald die Spitze der Klinke i' in ihrer Rücknvärtsbewegun g A-R bei
der Aussparung C der Muffe f ankommt, tritt sie in die Aussparung unter Wirkung
der Feder 772 ein, die sie plötzlich auf die Oberfläche der Achse e aufschlagen
läßt; durch das entstehende Geräusch wird dem Fahrer angezeigt, daß, die Stellung
für die geringste Geschwindigkeit erreicht ist. Die Kurbel muß dann wieder in der
normalen, Richtung gedreht werden. Das Zahnrad b' wird von neuem gezwungen, sich.
vorwärts: zu drehen. Der Rücken des festen Zahnes L legt sich .dadurch gegen die
Klinke i, swelche über dem Rand des Ringes h vorsteht (Abb.6). Hieraus folgt,
.daß .das Zahnrad b' und das. Rohr b den Ring h wieder in normalem Drehungssinne
(entsprechend dem Pfeil A-V) umdreht und die Muffe f vermittels des Zahnes i' der
,,linke i sich gegen den rechten Rand der Aussparung B stützt (Abb. 6), nachdem
die Muffe f sich bereits um einen Viertelkreis im Sinne des Pfeiles A-Tl gedreht
hat.
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Die Muffe f führt infolgedessen um die Achse c sowohl eine Dreh- wie
eine Längsbewegung aus; diese Bewegung wird durch die Verschiebung des. Stiftes
o in der Kulissennut H veranlaßt. Sobald der Zahn i' der Klinke i die Aussparung
b erreicht, fällt er in die Höhlung der Aussparung hinein, wo er die Bewegung der
Muffe f hemmt und begrenzt (s. Stellung Abb.5 und 9). Vergleicht Iman die Abb.3
und io, @so erkennt man deutlich den Längshub der Muffe f, welcher dem, Abstand
der Zahnräder i und 3 entspricht, soowie daß das Zahnrad b' sich nunmehr in der
Ebene des Zahnrades 3 befindet.
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Bei dieser Verschiebung, welche sehr schnell erfolgt, bewirkt das
Zahnrad b' den plötzlichen Übergang .der Kette c von dem Zahnrad z durch Seitenverschiebung
auf das Zahnrad 3, in: ,dessen Zahnlücken die Bolzen der Kette eingreifen, da letztere
ihre Bewegung beibehält. In: dieser Lage ergibt sich die geringste Geschwindigkeit
des Fahrzeuges.
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Soll die mittlere Übersetzung benutzt werden, so wird wieder durch
Umkehrung der Drehrichtung .der Tretkurbel die Verschiehung der Muffe wie oben angegeben
herbeigeführt, dadurch gelangt der Zahn i' der Klinke i in die Aussparung E der
Muffe f,
nachdem er aus der Aussparung C ausgetreten ist. Die Muffe
f wird beim Wiedervorwärtsdrehen gedreht und gleichzeitig verschoben, so
daß sie schließlich die in Abb. 7 und 8 angegebene Stellung einnimmt, nachdem sie
einen Umlauf von 9o° ausgeführt hat. Das Zahnrad b' befindet sich dann in der Ebene
des Zahnrades 2, so daß dadurch die. Kette von dem Zahnrad 3 auf das Zahnract 2
übergeht, dessen Zähne in die Lücken der Kette einspringen, -vorauf das Rad mit
der mittleren Geschwindigkeit seine Bewegung fortsetzt.
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.Der Übergang von' der mittleren Übersetzung auf die höchste Übersetzung
geht .in analoger Weise vor sich.