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Dreigangwechselgetriebe, insbesondere für Fahrräder mit und ohne Rücktrittbremse.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Dreigangwechselgetriebe, insbesondere für fußbetriebene
Fahrräder.
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Es sind bereits Wechselgetriebe dieser Art bekannt, die in der Hinterradnabe
eingebaut sind und im wesentlichen aus zwei verschieden großen Sonnenrädern, einem
Planetenrädergetriebe und einem innen verzahnten Außen-.rade bestehen.
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Zweck der Erfindung ist, eine einfach und zuverlässig schaltbare Wechselübersetzung
zu schaffen, ohne daß die Achse durch Anbohren oder Schlitzen geschwächt wird und
ohne daß zwischen den einzelnen Geschwindigkeiten oder Gängen Leerstellungen entstehen.
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Nach der Erfindung ist das größere Sonnenrad wahlweise gegenüber einer
festen Achse oder gegenüber dem Träger des Planetenrädergetriebes durch zwei Satz
Klinken feststellbar, deren Eingriff mit ihren Sperrzähnen von der jeweiligen Stellung
einer auf der festen Achse seitlich verschiebbaren Schalthülse abhängig ist. Die
die Drehbarkeit des größeren Sonnenrades bestimmenden Klinkensätze sind an einer
achsialen hülsenartigen Verlängerung des Sonnenrades angebracht, in deren Innenraum
die kegelig abgeschrägte Schalthülse zur feststehenden Achse längsverschiebbar ist,
die mit dem Gang" schaltwerk in Verbindung steht. Einer der Klinkensätze liegt innerhalb
eines Sperrzahnkranzes, der in einen gegen Umlauf gesicherten Bremsantrieb eingeschnitten
ist, während die Sperrklinken des anderen Satzes innerhalb eines Zahnkranzes angeordnet
sind, der in eine mit dem Träger umlaufende Hülse eingeschnitten ist. Die Klinkensätze
des größeren Sonnenrades sind im Bereich der Schalthülse derart angeordnet, daß
sie beim Übergang von einer zur anderen Geschwindigkeit durch die Schalthülse nacheinander
angehoben oder losgelassen werden.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Die Erfindung ist auf ein Getriebe bekannter Art angewendet, bei der Sätze ineinandergreifender
Planetenräder in gesonderte Sonnenräder eingreifen, die rings um die Hinter radachse
umlaufen, wobei ein solcher Satz Planetenräder auch mit einem innen verzahnten Rad
in Eingriff steht, das die Hinterradnabe antreibt. Abb. i ist ein Längsschnitt,
Abb. 2 ein Querschnitt nach der LinieA-A, in Richtung des Pfeiles a gesehen, und
Abb.3 ist ein Teilquerschnitt nach der Linie B-B, in Richtung des Pfeiles
b gesehen. In Abb. i ist i die Achse des Straßenrades, die an ihren Enden
mit vorzugsweise verschiedengängigen Schraubengewinden, wie z. B. von 7,87 und 1o,24
Gewindegängen auf i cm, und mit Vorrichtungen versehen ist, wie z. B. der Vierkantkopf
2, durch den die Achse zur Einstellung der Lager gedreht werden kann. Der Lagerkonus
3 auf der Kettenseite ist mit einer Verlängerung 4. ausgestattet, die innen Sperrzähne
trägt, um eine Rückwär tsdrehung des Sonnenrades 5 mit Hilfe von in den Kammern
6 enthaltenen Klinken o. dgl, zu verhindern. Das Sonnenrad 5 steht mit den frei
auf Stiften 8 des Trägers 9 umlaufenden Planetenrädern in Eingriff. Ein zweiter
Satz von Planetenrädern io, die sowohl länger als auch von größerem Durchmesser
als die Triebräder 7 sind, läuft frei auf Stiften i i des Trägers 9 um und ist so
angeordnet, daß er nicht nur mit den Planetenrädern 7, sondern ebenso mit dem innen
verzahnten Rad i2 und dem Sonnenrad 13 in Eingriff steht, das von größerem Durchmesser
ist als das Sonnenrad 5. Das Sonnenrad 13 ist mit einer Hülse oder Verlängerung
14 versehen, in der die Klinken 15 und 16 angebracht sind, die mit den Nasen 17
bzw. 18 ausgestattet sind und mit den Sperrzähnen i9 und 2o in der Trommel 21 und
dem Bremsantrieb 22 in Eingriff kommen können. Die Trommel 21 ist auf irgendwelche
Weise (wie z. B. durch Schrauben a3) an den Getriebestiften 8 festgemacht, um ein
Ganzes mit dem Träger 9 zu bilden, und läuft deshalb mit ihm um; der Bremsantrieb
22 hingegen wird daran verhindert, sich in der Vor-
@@-ä rtsrichtung
zu drehen, weil der Stift 24 mit dem Bremshebel 25 derart in Eingriff steht, daß
der Sperrzahn 2o einer Vorwärtsdrehung der Hülse 14 Widerstand leisten kann, wenn
die Klinke 16 mit ihm in Eingriff steht.
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Eine Hülse 2() ist frei in Richtung der Achse i verschiebbar. Das
innere Ende der Hülse ist, wie dargestellt, derartig abgeschrägt, daß die Einwä
rtsbewegung der Hülse die Nasen 18 und 17 der Klinken 16 und i j anheben und diese
so außer Eingriff mit den Sperrzähnen 2o und i9 bringen kann. Eine solche achsiale
Bewegung der Hülse 26 wird finit Hilfe eines daran befestigten Armes 2; bewirkt,
der einen Stift 28 o. dgl. trägt, der mit einem geeigneten, innerhalb der Antriebshülse
29 gebildeten Schraubengang in Eingriff steht. Die Antriebshülse 29 ist auf der
Verlängerung 3o der Bremsscheibe 31 drehbar gelagert, wobei die Bremsscheibe und
t"erlängerung finit einem passenden Schlitz 32 für den Durchgang des Armes 27 ausgestattet
sind, so daß- die Schalthülse -26, obgleich zu aclisialer Verschiebung fähig, am
Drehen verhindert wird. Ein Hebel 33 o. dgl. ist än der Antriebshülse 29 befestigt,
und an ihm ist (las übliche Zugkabel befestigt.
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Wenn die Teile in den gegenseitigen, in der Zeichnung dargestellten
Stellungen sich befinden, können sowohl die Klinken 16 als auch 15 mit ihren entsprechenden
Sper r zähnen 20 und i9 in Eingriff kommen. Infolgebei Vorw:irtsdrehung des Triigers
9 das Sonnenrad 13 entgegen der Vort@-ä rtsdrehung festgehalten, und die Zähne i9
überlaufen die Klinke 15, wobei durch das Abrollen der Planetenräder io und deren
Drehung um ihre Stifte i i wegen ihres Eingriffes finit dem feststehenden Sonnenrad
13 die (lein innen verzahnten Rade 12 mitgeteilte Winkelgeschwindigkeit größer ist
als diejenige des Trägers 9: Gleichzeitig überlaufen die Klinken des kleinen Sonnenrades
5 die Sperrzähne in der Hülse -..
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Wenir nun die Schalthülse 26 einwärts nur so weit verschoben wird,
daß sie die Nasen 18 der Klinken i 6 anhebt, so kommen diese außer Eingriff mit
den Zähnen 20, aber die Klinken 15 verhindern dann das Sonnenrad 13, den
Träger 9 zu überlaufen, da sie noch finit den Zähnen i9 in Eingriff bleiben. Dementsprechend
wird das innen verzahnte Rad 12 mit gleicher Winkelgeschwindigkeit wie der Träger
9 angetrieben. Die Klinken an dein kleinen Sonnenrade 5 überlaufen die Sperrzähne
in 4 wie vorher.
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Wenn jedoch die Schalthülse 26 noch weiter einwärts geschoben wird,
so daß sie die Klinken 15 außer Eingriff finit den Zähnen i9 bringt, so verhindern
die Klinken an der Verlängerung des kleinen Sonnenrades dessen Rückwärtsdrehung,
und wegen des gegenseitigen Eingriffes der Planetenräder 7 und io ist die dem innen
verzahnten Rad 12 mitgeteilte Winkelgeschwindigkeit geringer als diejenige des Trägers
9.
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Jedenfalls treibt das innen verzahnte Rad 12 das \ abengebä tise 34.
mit Hilfe seiner Zähne 35 an, indem es in die entsprechenden Zähne 36 an dem Lagerring
37 eingreift. Ebenso läßt sich das Fahrrad immer rückwärts schieben, da die Sperrzähne
und Klinken, wie ersichtlich, mit dein Rückwärtsschieben nichts zu tun haben. Wenn
schließlich, wie dargestellt, die Höchstgeschwindigkeit (3. Gang) eingeschaltet
ist, liegen die. Klinken 15 immer zum Eingriff in die Zähne i9 derart bereit, daß
die Mittelgeschwindigkeit (2. Gang) unmittelbar wirksam wird, "nenn die Klinken
16 außer Tätigkeit gesetzt werden. Da die Klinken an der Verlängerung des SGnilenrades
5 immer dessen Rück-I
w ärt, ., Sdrehun- verhindern können, so ist
ersichtlich, daß es zwischen einzelnen Gängen keine Leerstellung geben kann.
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Die Rückstellbewegung der Schalthülse 26 wird durch die Feder 38 bewirkt,
die zusamniengedrückt wird, wenn der Hebel 33 aufwärts bewegt wird. Die Feder 38
ist bestrebt, die Teile in ihre ursprünglichen Stellungen zurückzubringen und zieht
beim N achlassen des Zugkabels die Schalthülse 26 um den entsprechenden Betrag zurück.
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Das innen verzahnte Rad 12 ist an der Trommel 39 derart angebracht,
daß es sich unabhängig davon drehen kann und dabei gezwungen ist, sich in achsialer
Richtung damit zu bewegen. Die Trommel 39 ist mit einem inneren Schraubengang 4o
(Abb. 3) ausgestattet, der in einen entsprechenden Schraubengang 41 außen an der
Trommel 21 eingreift, die mit den Stiften 8 des Trägers 9 verbunden ist. Klammern
42 am inneren Ende der Trommel 39 begrenzen deren Achsialverschiebung in bezug auf
die Trommel 21 in einer Richtung, nämlich in derjenigen, die die Teile annehmen,
wenn der Träger 9 zu Bremszwecken nach rückwärts gedreht wird. Bei Vorwärtsbewegung
dt s Trägers wird die Achsialverschiebung der Trommel 39 mit Bezug auf die Trommel
21 durch den Eingriff ihrer betreffenden Außenseiten, wie in Abb. i dargestellt,
begrenzt. Das äußere Ende der Trommel 39 ist mit Sperrzähnen 43 versehen, die mit
gleichen Zähnen 44 an der Außenseite des Bremsantriebes 22 zusammenwirken können.
Eine Schleiffeder 45 paßt sich ringsum dem sich einwärts erstreckenden Teil 46 des
Bremsers 22 an und ist so aufgewunden, daß sie sich bei Vorwärtsdrehung öffnet.
Ein aufgebogenes
Ende 4.7 tritt in einen Schlitz 4.8 in der Hülse
39 ein und strebt wegen des Reibungswiderstandes der Feder 45 gegen Drehung in anderer
Richtung die Hülse 39 festzuhalten. Vorwärtsdrehung des Trägers 9 veranlaßt die
Hülse 39, unter der Einwirkung der Schraubengänge 4.r und 4o sich nach dem Vierkant
2 zu zu verschieben und mit dem Kopfe gegen die Stirnscheibe zu stoßen, mit der
die Trommel 2z an den Stiften 8 des Trägers 9 befestigt ist. So werden die Zähne
35 und 36 in Eingriff gebracht (ohne einen Achsialdruck aufeinander zu übertragen),
wodurch die Winkelbewegung des innen verzahnten Rades 12 auf das Nabengehäuse 34.
übertragen wird. Wenn dieses den Träger überläuft, werden die Trommel 39 'und mit
ihr das innen verzahnte Rad 12 in achsialer Richtung vom Träger wegbewegt, bis die
Zähne 35 und 36 ausgerückt sind. Auf diese Weise wird eine reibungslose Freilaufstellung
auf jedem Gang erzielt. Rückwärtsdrehung des Trägers 9 und der Trommel 2r mit ihm
veranlaßt die Trommel 39 wegen des Widerstandes der Schleiffeder 45 und der Einwirkung
der Schraubengänge 41 und 4o, sich nach dem Bremstrieb hin zu verschieben, bis die
Zähne .I3 in die Zähne 4.+ eingreifen, aber ohne einen Achsialdruck aufeinander
zu übertragen, weil die Schulter der Klammer .42 sich gegen die entsprechende Schulter
des umfänglichen Schlitzes der Stirnplatte anlehnt, durch die die Hülse 21 an den
Stiften des Trägers 9 befestigt ist. In dieser Stellung der Teile dreht weitere
Rückwärtsdrehung des Trägers 'den Bremser 22,_ der seinerseits durch seinen Stift
2d. den Bremshebel 25 im Winkel um seinen Zapfen 49 an der Bremsscheibe 31 bewegt
und dadurch den gespaltenen Bremsmantel 50 zum Zwecke der Berührung mit einem geeigneten
Ring 51 ausdehnt, der mit dem Nabengehäuse 34 derart starr verbunden ist, daß eine
Bremswirkung in der bekannten Weise ausgeübt wird. Weiter ist verständlich, daß
die Schrauben gänge 41 und 40 nur dazu dienen, die Teile seitwärts zu verschieben
und nicht an den Antriebs- oder Bremsvorgängen teilnehmen, und zweitens, daß weder
beim Antrieb noch beim Bremsen irgendein seitlicher Druck auf die Lager ausgeübt
wird, und daß drittens die Zähne 43 nicht eher in die Zähne 44 eingreifen,
als bis die Zähne 35 aus den Zähnen 36 ausgerückt worden sind, so daß das mit dem
Getriebe ausgestattete Fahrrad frei auf jedem Gang rückwärts geschoben werden kann.
Es ist auch .klar, daß, welcher Gang auch immer eingeschaltet ist, die erforderliche
Bremskraft immer dieselbe ist, da sie nicht durch das Getriebe übertragen wird.
Die Bremse kann nämlich ebenso, wenn alle Triebe entfernt sind, verwendet werden,
so claß für den Fall, daß ein Zahnrad bricht, die Bremskraft unbeeinträchtigt bleibt.
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Um die Teile 21 und 39 leicht ineinanderpassen zu lassen, wird der
eingeschnittene Schraubengang weiter gemacht als der erhabene Schraubengang, so
daß zu einem gewissen Grade ein Spiel verfügbar ist, das die Schulter 42 das Widerlager
an 21, gegen das sie sich lehnt, zu Bremszwecken durchlaufen läßt.