DE4300936A1

DE4300936A1 - Arbeitsverfahren und Vorrichtung eines Drehmoment-Multiplikators, insbesondere zum Antrieb von Fahrrädern und anderweitigen Antrieben

Info

Publication number: DE4300936A1
Application number: DE19934300936
Authority: DE
Inventors: Robert Balve
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-07-23
Filing date: 1993-01-15
Publication date: 1994-07-21

Description

Nach vorliegender Erfindung des Drehmoment-Multiplikators wird die Fußantrittskraft seitens der Pedale (E) und Kurbeln (D) mittels zwei axial kraftschlüssig nebeneinanderliegenden Zahnkränzen (1) und (2) seitens der Nabe (F) mit je 18 Zähnen 8m/m Teilung und Teilkreis von 46,07 m/m und 23,035 m/m Radius seitens der Zentralachse (Z) kraftschlüssig angetrieben, wobei gleichzeitig mittels zwei endlosen Antriebsketten (11) und (12), über zwei Umlenkzahnräder (8) und (9) die beiden Antriebszahnräder (3) und (4) der Planeten-Umlauf-Zahnrä der (5) und (7) mit je 24 Zähnen und 8 m/m Teilung mit dem Radius = 30,645 m/m antreiben, und letztere kraftschlüssig um das feststehen de Sonnenzahnrad (6) steuern, den Gehäuse-Stutzen (G), Fig. 2. Beim Antrieb seitens der Fußantrittskraft ergeben sich Achsdrücke auf den Achsen (15) und (16) und (13) und (14), die sich jedoch in den Punkten (A=0) und (B=0) gegeneinander aufheben und keinen Ein fluß auf die Drehbewegung haben (Fig. 1). Hierzu sind die Wirkungs richtungen mit Pfeilen angedeutet. Bei Antritt auf die Pedale (E) wird einerseits mittels der endlosen Antriebskette (11) das Plane tenantriebszahnrad (3) des Planetenumlaufzahnrades (5) mit 24 Zäh nen 8m/m Teilung mit einem Teilkreis = 61,29 m/m um das fest auf dem Gehäuse-Stutzen (G) kraftschlüssig angeordnete Sonnenzahnrad (6) gesteuert, wobei gleichzeitig andererseits 180° gegenüberliegend das Planetenantriebszahnrad (4) des Kettenumlaufzahnrades (7) mit ebenfalls 24 Zähnen 8m/m Teilung und 61,29 m/m Zielkreis mittels der endlosen Antriebskette (12) gleichfalls um das fest auf dem Ge häusestutzen (G) kraftschlüssig angeordnete Sonnenzahnrad (6) ge steuert wird (Fig. 1). Die beiden Planetenumlaufeinheiten (3) und (5), sowie (4) und (7) sind drehbar auf ihre Festachsen (13) und (14) ge lagert, wobei deren Trägerachsen (13) und (14) einerseits in das große Kettenantriebszahnrad (17) kraftschlüssig eingepreßt sind und andererseits ebenfalls in die Trägerscheibe (H) eingepreßt werden (Fig. 2).

Innerhalb des Gehäusestutzens (G) ist einerseits auf Nadellager und andererseits auf Kugellager im Gehäusedeckel (H) die Zentral achse (Z) drehbar gelagert. Die Umschlingungswinkel der beiden end losen Antriebsketten (11) und (12) an den Kettenantriebszahnrädern (1) und (2) mit je 18 Zähnen, 8m/m Teilung, bei 46,07 m/m Teilkreis durchmesser und 23,035 m/m Radius, betragen beide je 135° (Fig. 1). Ein Ausspringen der beiden endlosen Antriebsketten (11) und (12) ist hierbei auszuschließen, beide Trägerachsen (15) und (16) haben ein Regulativ in Pfeilrichtung (Fig. 1). Ferner wird die seitens der ersten Stufe bereits erhöhte Fußantrittskraft auf das Übersetzungs zahnrad (19) mit 26 Zähnen halb Zoll der zweiten Stufe mittels der endlosen Antriebskette (18) übertragen und wird mittels der Träger achse (20) auf das große Kettenantriebszahnrad (21) mit ebenfalls 52 Zähnen halb Zoll übertragen, womit weiterhin die erzeugte Fußan trittskraft mittels der endlosen Antriebskette (22) auf das Ketten antriebszahnrad (23) des Hinterrades geführt wird zum Antrieb eines Fahrrades. Bei einer Kurbelumdrehung macht das große Kettenantriebs zahnrad (17) mit 52 Zähnen halb Zoll der ersten Stufe nur eine halbe Umdrehung, wobei das Kettenantriebszahnrad (21) der zweiten Stufe eine ganze Umdrehung macht; es läuft kraftschlüssig mit gleicher Drehzahl des Kurbelantriebes um (synchron - Lauf). Ferner sind über 15 Teilstrecken zu je 10° bei 175 ^m/m Kurbellänge empirisch der effektiv wirksame Kraftarm ermittelt, er beträgt 136 ^m/m= bei 150° Arbeitsweg. Es ergibt sich somit bei einer Fußantritts kraft von 10 kg auf je Pedale (E) = 2×10kg = 20kg bei einem Kurbel umlauf×136 ^m/m = 2720 : durch den Radius der beiden nebeneinander liegenden Zahnkränze (1) und (2) mit je 18 Zähnen 8 ^m/m Teilung auf deren Zahnradnabe (F); letztere ist kraftschlüssig auf die Zentral achse (Z) angeordnet (Fig. 1) und (Fig. 2). Hiermit wird mittels der beiden endlosen Antriebsketten (11) und (12) die Gesamtkettenanzugs kraft halbiert, und je zur Hälfte über die Planetenantriebszahnräder (3) und (4) der Planetenumlaufzahnräder (5) und (7) geführt, und womit mittels deren Festachsen (13) und (14) die gesamte erzeugte Kettenanzugskraft = 2×10kg = 20kg wirksam wird. Hiermit ergibt sich somit der nachfolgende Rechnungsgang = 2×10kg = 20kg× den effektiv wirksamen Kraftarm = 136 ^m/m = 2720 : durch den gemeinsamen Radius der beiden Kettenantriebszahnkränze (1) und (2) = 23,035 ^m/m = 118,08118kg× = 53,5 ^m/m = 6317,3431 : durch den Radius = ) = 30,645 ^m/m = 206.14597 kg × ) = den Achsenabstand = 61,29 ^m/m = 12634,663 : durch den Radius des großen Kettenantriebszahnrades (17) = 105,17 ^m/m = 120,13562kg × den Radius des Übersetzungszahnrades (19) der zweiten Stufe mit 26 Zähnen halb Zoll = 52,68 ^m/m = 6328,7445 : durch den Radius des großen Kettenantriebszahnrades (21) mit eben falls 52 Zähnen halb Zoll = 105,17 ^m/m = 60,176329kg× den mechani schen Wirkungsgrad = 0,71η = 42,725kg = die effektive Kettenanzugs kraft zum Antrieb des Fahrrades am Hinterrad (Fig. 1).

Hiergegen ergibt sich bei einem herkömmlichen Fahrrad bei gleichen Kurbellängen von 175 ^m/m Länge und gleichem Kettenantriebszahnrad mit ebenfalls 52 Zähnen halb Zoll und gleicher Fußantrittskraft bei 2×10kg auf den Pedalen über ebenfalls 150° Arbeitsweg über 15 Teil strecken zu je 10° bei effektiv gleich empirisch ermittelter Kraft armlänge von 136 ^m/m über ebenfalls 15 Teilstrecken zu je 10° (Fig. 3) der nachfolgende Wert = 2×10kg = 20kg×136 ^m/m = 2720 : durch den Radius des großen An triebszahnrades mit ebenfalls 52 Zähnen halb Zoll bei gleichem Ra dius von 105,17 ^m/m = 2720 : 105,17 ^m/m = 25,862889kg× den mechani schen Wirkungsgrad = 0,825η = 21.336883kg (Fig. 3). Hiermit ergibt sich beim Drehmomentmultiplikator ein Mehrwert von 100%. Hiermit ergibt sich bei vorliegenden Drehmomentmultiplikator ein Novum zum bekannten Hebelgesetz, obwohl der mechanische Wirkungsgrad bei letzterem niedriger liegt als jener des herkömmlichen Fahrrades.

Claims

Drehmomentmultiplikator, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Pedalen und Kurbeln jeweilig ausgeübte Fußantrittskraft mittels eines kleinen doppelseitig verzahnten Nabenteiles (F) mit zwei kraftschlüssig angeordneten Zahnkränzen (1) und (2) mit je 18 Zähnen 8 ^m/m Teilung mit 46,07 ^m/m Teilkreisdurch messer und Radius von 23,035 ^m/m kraftschlüssig auf der Zen tralachse (Z) angeordnet sind, mittels welcher die jeweilig ausgeübte Fußantrittskraft vorweg auf das Sechsfache erhöht wird und anschließend mittels der endlosen Antriebsketten (11) und (12) über die beiden Kettenumlenkzahnräder (8) und (9) die die beiden Kettenantriebszahnräder (3) und (4) der beiden Pla netenumlaufzahnräder (5) und (7) kraftschlüssig antreibt, wo bei die beiden Planetenumlaufzahnräder (5) und (7) kraftschlüs sig um das feststehende Sonnenzahnrad (6) gesteuert werden. Hierbei sind deren Trägerachsen (13) und (14) einerseits kraft schlüssig in das große Kettenantriebszahnrad (17) mit 52 Zäh nen halb Zoll eingepreßt, und andererseits in die Trägerschei be (H) kraftschlüssig eingepreßt, womit seitens des großen Kettenantriebszahnrades (17) mit 52 Zähnen halb Zoll die be reits erhöhte Kettenanzugskraft auf die zweite Stufe mittels der endlosen Antriebskette (18) auf das Übersetzungszahnrad (19) mit 26 Zähnen halb Zoll überträgt, und mittels dessen Träger achse (20) ferner auf das große Kettenantriebszahnrad (21) ebenfalls mit 52 Zähnen halb Zoll übertragen wird, womit letzte re die erzeugte Kettenanzugskraft mittels der endlosen Antriebs kette (22) auf das Kettenantriebszahnrad (23) zum Antrieb ei nes Fahrrades überträgt (Fig. 1).