DE655501C

DE655501C - Crank drive, especially for bicycles

Info

Publication number: DE655501C
Application number: DEW98159D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-02-20
Filing date: 1936-02-20
Publication date: 1938-01-17

Description

Kurbeltrieb, insbesondere für Fahrräder Die Erfindung betrifft einen insbesondere für Fahrräder bestimmten Kurbeltrieb mit einem exzentrisch zur Kurbelwelle verstellbaren, auf einer Stützkreisscheibe gelagerten Zahnkranz.Crank drive, in particular for bicycles The invention relates to a especially designed for bicycles crankshaft drive with an eccentric to the crankshaft adjustable ring gear mounted on a supporting circular disc.

Gemäß der Erfindung sind seitlich am Zahnkranz Nocken vorgesehen, zwischen die eine auf der Kurbelwelle befestigte Kurvenscheibe mit Fortsätzen eingreift, die den Zahnkranz je nach dessen Exzentrizität mittels der Nocken mehr oder weniger mitnehmen.According to the invention cams are provided on the side of the ring gear, between which a cam attached to the crankshaft engages with extensions, which the ring gear depending on its eccentricity by means of the cams more or less take along.

Es ergibt sich dabei ein Kurbeltrieb, der in jedes normale Fahrradtretlager eingebaut werden kann und einen stetigen Antrieb des Zahn- bzw. Kettenradkranzes mit verschieden einstellbarer Übersetzung ermöglicht derart, <laß bei stets gleichbleibender Kurbellänge mittels derselben Zahl voll Kurbelumdrehungen nach Wahl eine längere oder kürzere Fahrstrecke zurückgelegt werden kann. Es entfällt dabei die übliche Zahnradübersetzung mit dem durch sie bedingten Reibungs- und Kraftverlust sowie dem oftmals beim Schalten der Gänge versagenden Zahnradeingriff; es kann zwischen mehr als zwei vorgesehenen Gängen durchgeschaltet werden, was Zeit- und Weggewinn bedeutet. Bei plötzlichem Fahrbahnhindernis kann durch Einschalten eines Übersetzungsganges mit Sicherheit sofort gebremst werden; es entfällt die Notwendigkeit eines besonders vorsichtigen -und langsamen Gangschaltens, weil zwischen den Gängen kein Leerlauf besteht, was noch besonders wichtig für die Rücktrittbremse in der Hinterradnabe ist, die dadurch immer betätigt werden kann, so da.ß gänzlich die große Gefährdung für den Fahrer entfällt, welche die bekannten Zahnrädergetriebe aufweisen, wenn diese bei schnellerer $ergabwärtsfahrt geschaltet werden, da hierbei wegen des zwischen den Gängen bestehenden Leerlaufs die Möglichkeit der jederzeit raschen Betätigung der Rücktrittbremse fehlt. Die Abnutzung ist gering, die ganze Anordnung einfach und bequem durch jeden Laien bedienbar.The result is a crank drive that can be found in every normal bicycle bottom bracket can be installed and a constant drive of the gear or sprocket ring with different adjustable translation enables such, <let with always the same Crank length by means of the same number of full crank turns of your choice a longer one or a shorter distance can be covered. The usual one is omitted Gear ratio with the friction and power loss caused by it as well as the gear mesh that often fails when shifting gears; it can be between more than two planned gears can be switched through, which saves time and distance means. In the event of a sudden obstacle in the road, you can switch on a transmission gear be braked with certainty immediately; it eliminates the need for one special Careful and slow gear shifting because there is no neutral between the gears there is what is particularly important for the coaster brake in the rear hub which can always be operated, so that the great danger is entirely for the driver is omitted, which have the known gear transmission, if these must be switched when driving faster downwards, as this is because of the between the gears existing idle the possibility of rapid actuation at any time the coaster brake is missing. There is little wear and tear and the whole arrangement is simple and easy to use by any layperson.

. Die Zeichnung veranschaulicht in beispielsweiser Ausführungsform ein dreigängiges Kurbelgetriebe gemäß der Erfindung. 1?s zeigen Fig. i eine Seitenansicht des Kurbelgetriebes mit zentrischer Einstellung des Zahnkranzes zur Kurbelwelle, das ist im direkten Gang, Fig.2 einen waagerechten Schnitt durch das Getriebe, Fig. 3 eine Seitenansicht der am Fahrradrahmen angeordneten Schalthebelvorrichtung, Fig. d. eine Rückansicht des Kurbelgetriebes bzw. einen Schnitt nach der Linie IV in Fig. 2, Fig. 5 und 6 das Getriebe bei Einstellung auf den ersten Übersetzungsgang in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen, Fig. 7 und ä zwei Arbeitsstellungen des auf den zweiten Übersetzungsgang eingestellten Getriebes. Die Kurbelreelle 17, die an ihren Enden die Kurbeln 4 trägt; ist mittels Kugellager 2o in einer Buchse i gelagert, die im Außendwrchmesser dem Innendurchmesser des T;retlagerrohres 21 entspricht, in dieses einee-.' schoben und in dieser Lage durch ei t f. Schraubdeckel 2 festgezogen ist. An dem d= Schraubdeckel gegenüberliegenden Ende der Buchse trägt diese eine fest mit ihr verbundene Grundplatte 3. Diese besitzt Führungsrillen 5, welche die geraden Kanten 6' von zwei Segmenten 6 umfassen, welche zusammen mit einer fest mit ihnen verbundenen Formscheibe 7 (vgl. Fig. q.) die Stützkreisscheibe des frei drehbar, zweckmäßig mittels Kugeln, auf ihr gelagerten Zahnkranzes 16 bilden. Der Zahn- bzw. Kettenradkranz 16 ist somit zusammen mit der Stützkreisscheibe auf und ab beweglich in der feststehenden Grundplatte 3 gelagert und kann durch die Exzenterscheibe 8 in zentrische oder exzentrische Stellung zur Kurbelwelle verbracht werden. Die Exzenterscheibe 8 ist mittels eines Bundes g drehbar auf der aus dem Tretlagerrohr ai hervorstehenden, die Grundplatte 3 tragenden Ende der Buchse i gelagert (vgl. Fig. 2 und ¢) und liegt mit ihrem Umfange an der Formscheibe 7 an. Sie wird von dem am Fahrradrahmen 22 gelagerten Schaltgestänge 25, 23, 24 betätigt und bewirkt dabei mittels der Formscheibe 7 das geradlinige Verschieben der Stützkreisscheibe 6, 6, 7 und damit des Zahnkranzes 'in verschiedene Höhenlagen. Bei der gezeichneten Ausführungsform sind drei verschiedene Höhenlagen vorgesehen. In Fig. i steht die Stützkreisscheibe gleichachsig zur Kurbelwellenachse; in Fig. 5 und 6 hat sie eine geringe Exzentrizität e, in Fig. 7 und 8 eine größere Exzentrizität E zur Kurbelwellenachse.. The drawing illustrates in an exemplary embodiment a three-speed crank mechanism according to the invention. 1? S show: Fig. 1 is a side view of the crank mechanism with central adjustment of the ring gear to the crankshaft, that is in direct gear, Fig. 2 is a horizontal section through the transmission, Fig. 3 is a side view of the gear lever device arranged on the bicycle frame, Fig. a rear view of the crank mechanism or a section along the line IV in Fig. 2, Fig. 5 and 6 the gear when setting to the first gear ratio in two different working positions, Fig. 7 and ä two working positions of the gear set to the second gear ratio. The crank shaft 17, which carries the cranks 4 at its ends; is mounted by means of ball bearings 2o in a bush i, the outer diameter of which corresponds to the inner diameter of the bearing tube 21, into this one. and is tightened in this position by a screw cap 2. At the end of the socket opposite the d = screw cap, the socket carries a base plate 3 firmly connected to it . q.) Form the supporting circular disk of the freely rotatable, appropriately by means of balls, toothed ring 16 mounted on it. The toothed or sprocket rim 16 is thus mounted movably up and down together with the supporting circular disk in the fixed base plate 3 and can be brought into a centric or eccentric position relative to the crankshaft by the eccentric disk 8. The eccentric disk 8 is rotatably supported by means of a collar g on the end of the bushing i protruding from the bottom bracket tube ai and carrying the base plate 3 (cf. FIGS. It is actuated by the shift linkage 25, 23, 24 mounted on the bicycle frame 22 and, by means of the shaped disk 7, causes the support circular disk 6, 6, 7 and thus the ring gear to move in a straight line to different heights. In the embodiment shown, three different heights are provided. In Fig. I the support circular disk is coaxial with the crankshaft axis; in FIGS. 5 and 6 it has a small eccentricity e, in FIGS. 7 and 8 it has a greater eccentricity E to the crankshaft axis.

In jeder der drei vorgesehenen Höhenlagen oder Schaltstellungen wird die Stützkreisscheibe gegen unbeabsichtigtes Verschieben durch Blockierung des Exzenters 8 mittels eines Kugelgesperres gesichert. In dem Bund g des Exzenters 8 sind in entsprechenden Bobrungen Kugeln io gelagert. Ein den Bund g umgreifender Spannring i i besitzt entsprechende Vertiefungen i2, die Buchse entsprechende Vertiefungen 13. Fig. q. zeigt das Exzenter blockiert; durch eine geringe Drehung des Spannringes i i im Sinne des Uhrzeigers gelangen jedoch die Kugeln in die Vertiefungen 13 der Buchse i und entsperren dadurch das Exzenter. Das Verdrehen des Spannringes erfolgt mittels eines Zugkabels 1g und eines an den Hebe124 angelenkten Hebels 26 entgegen der Spannung einer Schraubenfeder 15, die sonst der Spannring in der aus Fig. q. ersichtlichen Läge hält.In each of the three intended heights or switching positions, the support circular disk is secured against unintentional displacement by blocking the eccentric 8 by means of a ball lock. In the collar g of the eccentric 8 balls io are stored in corresponding bobbins. A clamping ring ii encompassing the collar g has corresponding depressions i2, the socket corresponding depressions 13. FIG. Q. shows the eccentric blocked; however, by turning the clamping ring ii slightly in the clockwise direction, the balls get into the recesses 13 of the socket i and thereby unlock the eccentric. The twisting of the clamping ring takes place by means of a pull cable 1g and a lever 26 articulated to the Hebe124 against the tension of a helical spring 15, which is otherwise the clamping ring in the FIG. apparent position.

Nach obigem läuft der Kettenzahnkranz 16 in den verschiedenen Schaltstellungen entweder konzentrisch oder mehr oder weniger exzentrisch zur Kurbelwelle 17. Da die vom -Zahnkranz zum Hinterrad führende Kette stets einen leichten Durchgang haben muß, ' .ip", die geringe Verschiebung des Zahnkranzes `.@;ne weiteres möglich.According to the above, the sprocket 16 runs in the various switching positions either concentric or more or less eccentric to the crankshaft 17. Da the chain leading from the sprocket to the rear wheel always have easy passage must, '.ip ", the slight displacement of the ring gear`. @; another possible.

Der Zahnkranz 16 besitzt eine Anzahl, im Ausführungsbeispiel sieben, nach auswärts gerichteter Nocken ig, die drehbar oder mit Aufsatzröllchen versehen sein können. Auf der Kurbelwelle 17 ist, gegebenenfalls einstückig mit der einen Kurbel 4, fest die Kurvenscheibe 18 angeordnet, die zwei zwischen die Nocken greifende Fortsätze 18' und 18" besitzt. Die genaue Form der Kurvenscheibe ist von verschiedenen Umständen abhängig, vor allem der Zahl der Nocken, deren gegenseitigem Abstand, der Exzentrizität von Kurbelwelle und Zahnkranz. Wesentlich ist, daß im Betrieb immer ein Fortsatz der Kurvenscheibe im Eingriff mit einem der Nocken i9 verbleibt, somit die Kurvenscheibe und der Kettenradzahnkranz immer miteinander in Verbindung stehen, wodurch ein stetiger und unbedingt zwangsläufiger Antrieb nach vorn oder rückwärts (zum Bremsen) gewähtleistet ist.The ring gear 16 has a number, seven in the exemplary embodiment, outwardly directed cams, which can be rotated or provided with attachment rollers could be. Is on the crankshaft 17, optionally in one piece with one Crank 4, the cam 18 fixedly arranged, the two gripping between the cams Has extensions 18 'and 18 ". The exact shape of the cam is different Depending on the circumstances, especially the number of cams, their mutual spacing, the eccentricity of the crankshaft and the ring gear. It is essential that in operation an extension of the cam always remains in engagement with one of the cams i9, thus the cam and the sprocket ring always in connection with each other stand, whereby a steady and absolutely inevitable drive forward or backwards (for braking) is guaranteed.

Fig. i zeigt das Getriebe, wie gesagt, im direkten Gang; die Kurvenscheibe 18 nimmt dabei mit ihrem oberen Fortsatz 18' bei einer Umdrehung im Uhrzeigersinne den Zahnkranz 16 an seinem Nocken iga mit (beim Rückwärtstreten der Pedale legt sich der Fortsatz 18" gegen den Nocken igd). Eine volle Pedalumdrehung bewirkt eine gleichfalls volle Umdrehung des Zahnkranzes. Im direkten Gange arbeitet die Vorrichtung also wie ein gewöhnliches Fahrradgetriebe mit fest an der Kurbelwelle angeordnetem Kettenrad.Fig. I shows the transmission, as said, in direct gear; the cam 18 takes it with its upper extension 18 'with one rotation in the clockwise direction the ring gear 16 on its cam iga with (when stepping backwards on the pedals the extension 18 "against the cam igd). One full pedal revolution causes one also full rotation of the ring gear. The device works in direct motion like an ordinary bicycle transmission with a fixed on the crankshaft Sprocket.

Fig. 5 und 6 zeigen die Einstellung auf eine kleine Exzentrizität e bzw, mittlere Übersetzung, wobei die Exzentrizität e beispielsweise 15 min beträgt. Wenn der gegen den Nocken iga anliegende Kurvenscheibenfortsatz 18' im Uhrzeigersinne herumgeht, so rollt er infolge der Exzentrizität etwa auf dem Nocken iga ab. Kommt letzterer etwa an die Stelle der Vier eines statt des Zahnkranzes gedachten Ziffernblattes (Fig. 6), so gerät er aus dein Bereich der von der Kurvenscheibe bestrichenen Kreisfläche. Inzwischen ist aber der Fortsatz 18" in die Lücke zwischen den Nocken i g" und ige getreten und gegen den -Nocken ige zur Anlage gekommen. Wenn der -Nocken ige an der gleichen Stelle wie vordem der Nocken iga (vgl. Fig. 6) aus dem Bereich der Kurvenscheibe gerät, übernimmt wieder der Fortsatz 18', der inzwischen gegen den Nocken igb (statt ursprünglich den Nocken iga) zur Anlage gekommen ist, den weiteren Antrieb des Zahnkranzes usf. Der Zahnkranz führt während einer vollen Kurbelumdrehung also keine volle Umdrehung aus, sondern bei sieben gleichmäßig voneinander beabstandeten Nocken nur 6 : 7 davon.5 and 6 show the setting to a small eccentricity e or medium transmission, the eccentricity e being, for example, 15 min. When the cam extension 18 'resting against the cam iga goes around in a clockwise direction, it rolls approximately on the cam iga as a result of the eccentricity. If the latter takes the place of the four of an imaginary dial instead of the toothed ring (Fig. 6), then it gets out of the area of the circular area swept by the cam disk. In the meantime, however, the extension 18 "has entered the gap between the cams ig" and ige and has come to rest against the cam ige. If the cam ige at the same point as before the cam iga (see. Fig. 6) gets out of the area of the cam, the extension 18 'takes over again, which meanwhile against the cam igb (instead of originally the cam iga) to the plant has come, the further drive of the ring gear, etc. The ring gear does not perform a full rotation during a full crank rotation, but only 6: 7 of them with seven cams evenly spaced from one another.

Noch stärker bleibt der Zahnkranz gegenüber der Kurbelwelle zurück, wenn gemäß Fig. ; und 8 eine größere Exzentrizität E eingeschaltet ist. Dann nimmt der Fortsatz 18' zunächst den Nocken iga mit, läßt ihn aber bereits bei der Drei eines gedachten Zifferblattes los, während inzwischen der Fortsatz 18" gegen den Nocken igf zur Anlage gekommen ist. Bei dieser Einstellung der Exzentrizität ist das Umlaufsverhältnis voll Zahnkranz zu Kurbelwelle bei Anordnung von sieben gleichmäßig voneinander beabstandeten Nocken nur noch 4 : 7.The ring gear remains even more behind the crankshaft, if according to Fig.; and 8 a greater eccentricity E is switched on. Then take the extension 18 'initially with the cam iga, but already leaves it at the three of an imaginary dial, while meanwhile the extension 18 "against the Cam igf has come to rest. With this setting the eccentricity is the rotation ratio of full ring gear to crankshaft with an arrangement of seven evenly spaced cams only 4: 7.

Claims

PATRNTA \ 'SPRL'CHR: i. Crank drive, especially for bicycles, finite one that can be adjusted eccentrically to the crankshaft and is mounted on a circular support disc . Toothed rim, characterized in that lateral, appropriately provided with rollers `Cams (ig) are provided on the ring gear (16), z,% vischen the one on the crankshaft attached cam (18) with extensions (18 ', 18 ") engages the ring gear (16) Depending on its eccentricity, take more or less with you.

2. crank drive after Claim i, characterized in that the supporting circular disk for the rotating The ring gear (16) is formed by two segment discs (6) with a shaped disc (7) connected to form a unitary piece, are expediently screwed.

3. Crank drive according to claims i and 2, characterized in that the segment discs (6) with their , straight inner edges (6 ') in recesses (5) of the fixed base plate (3) are slidably mounted. q ..

Crank drive according to claims i to 3, characterized in that that with its collar (g) the bushing (i) comprehensive eccentric (8) through a Shift linkage (25) is brought into different angular positions on the Fasson disk (7) acts and thereby the support circle of the ring gear (16) centrically or more or less eccentric to the crankshaft.

5. Crank drive according to claim i to q., characterized in that the eccentric (8) in the respective switching position by a ball lock arranged on the collar (g) and engaging the socket (i) (io, ii) is blocked.

6. crank drive according to claim i to 5, characterized in that that before the adjustment of the eccentric (8) under the action of a tension spring (21) standing ball lock is released by ball pull (23).