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Geschwindigkeitswechselgetriebe mit ständig in Eingriff stehenden
Zahnrädern, insbesondere für Fahrräder Es sind bereits Geschwindigkeitswechselgetriebe
für Fahrräder bekannt, bei welchen durch Rückwärtsdrehen der Tretkurbeln das Übersetzungsverhältnis
zwischen Kurbelwelle und Kettenrad geändert werden kann. Dabei ist gewöhnlich für
jeden Wechsel ein ständig in Eingriff stehendes Räderpaar vorgesehen, dessen eines
Rad auf der Tretkurbelwelle und das andere auf einer Vorgelegewelle angeordnet ist.
Die Räder der Vorlegewelle sind miteinander fest verbunden. Zum Wechseln desübersetzungsverhältnissessind
in radialen Bohrungen derTretkurbelwelle untergebrachte federbelastete Klinken vorgesehen,
welche von' einer in einer axialen Bohrung dieser Welle angeordneten Daumenwelle
beim Rückwärtstreten in oder außer Eingriff mit einem der auf der Kurbelwelle sitzenden
Zahnräder gebracht werden.
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Diese Vorrichtungen weisen verschiedene Mängel auf. So ist z. B. bei
drei vorgesehenen Geschwindigkeitsstufen ein unmittelbarer Wechsel von beispielsweise
der ersten auf die dritte nicht möglich. .Es ist unumgänglich, zuerst die dazwischenliegende,
zweite Geschwindigkeitsstufe einzuschalten. Dadurch müssen die Tretkurbeln statt
nur je einmal je zweimal vorwärts und rückNvärts getreten werden,. bis das gewünschte
übers,etz:üngssverhältnis hergestellt ist. Die Bauart dieser Geschwindigkeitswechselgetriebe
ist ferner derart, daß die den Wechsel herbeiführenden Klinken oft nur zur Hälfte
in Eingriff mit den ihnen zugeordneten Wechselrädern gebracht werden und bis zum
nächsten Wechsel in dieser Stellung arbeiten. Sie werden deshalb überbeansprucht
und brechen oft. Auch bei der Tretkurbelwelle sind zufolge der durch die zahlreichen
Quer- und Längsbohrungen bedingten Schwächung Brüche nicht selten.
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Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun ein Geschwindigkeitswechselgetriebe
der er-,vähnten Art, bei dem die Geschwindigkeitsänderung
durch
Rückwärtsdrehen der Tretkurbel bewirkt wird, wobei die Kupplung der auf der Tretkurbelwelle
lose gelagerten Zahnräder des Wechselgetriebes durch an der Tretkurbelwelle sitzende
federbeeinflußte Klinken erfolgt. Die Neuheit besteht darin, daß zum Einschalten
jeder Geschwindigkeitsstufe zwei Klinken vorgesehen sind, die, vollständig in die
Tretkurbelwelle versenkbar, auf einer geneinsamen in einer Längsnut am Umfange dieser
Welle gelagerten Achse sitzen und von denen die eine Klinke mit dem ihr zugeordneten
Zahnrad zusammenarbeitet, während die andere Klinke mit einer Schaltscheibe in Wirkungsverbindung
steht, die drehbar auf der Tretkurbelwelle angeordnet ist und bei deren Rückwärtsdrehen
die Klinken nacheinander in und außer Eingriff mit den ihnen zugeordneten Rädern
des Wechselgetriebes bringt.
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Mit diesem Getriebe können eine oder mehrere Geschwindigkeitsstufen
durch Weiterdrehen übersprungen werden und somit eine gewünschte Geschwindigkeit
durch einmaliges Rückwärtsdrehen eingeschaltet werden.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes,
und zwar Abb. i einen Längsschnitt durch denselben, Abb..2 einen OOuerschnitt nach
der Linie II-II in Abb. I, Abb.3 einen ähnlichen Querschnitt wie Abb. 2 mit den
dargestellten Teilen in einer anderen Stellung und Abb. 4 einen Querschnitt nach
der Linie IV-IV in Abb. i.
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Das dargestellte Geschwindigkeitswechselgetriebe ist für drei Geschwindigkeitsstufen
eingerichtet. i ist die Tretkurbelwelle, 2 sind die fest mit ihr verbundenen Tretkurbeln
und 3, 4 und 5 drehbar auf dieser angeordnete, den vorgesehenen Geschwindigkeiten
entsprechende Zahnräder. Letztere stehen in ständigem Eingriff mit Zahnkränzen 7a,
7b, 7, eines auf einer Vorgelegewelle 8 angeordneten Zwischenrades 7. Die Kurbelwelle
ist in einem Kugellager 2i und in einer Nabe 5b des Zahnrades 5 gelagert. Die Nabe
5b ruht in einem Kugellager 22. Beide Kugellager 2I und 22 sind in Scheiben 24 und
25 gefaßt. Ein Mantel 23 schließt das Getriebe nach außen ab. Scheiben und
Mantel werden durch Schrauben 26 zusammengehalten.
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Regelmäßig über den Umfang der Kurbelwelle verteilt sind drei Mitnehmerklinken,
von denen jede zwei auf einer gemeinsamen Achse 9, io" ii, sitzende Daumen 9ä 9p
10aIOb, IIa- IIb aufweist. Die Achsen Ios, 1I, liegen in parallelen Längsnuten i,
in der Tretkurbelwelle und sind einerseits in einem Bund i9 der letzteren und einem
auf dieser aufgezogenen Ring 2o gelagert. Die b-Daumen liegen alle in einer lotrecht
zur Tretkurbelwelle stehenden Ebene, während je =ein. a-Daumen gegenüber einem der
Zahnräder 3, 4 und 5 liegt, der Daumen 9a gegenüber dem Rad 3, der Daumen 10a gegenüber
dem Rad 4 und der Daumen i i" gegenüber dem Rad 5. Sämtliche Daumen sind in Ausnehmungen
ib der Tretkurbelwelle versenkbar. Die a-Daumen können in noch zu beschreibender
Weise mit den Zahnrädern 3, 4 und 5 wechselweise in und außer Eingriff gebracht
werden, um über diese Räder und die entsprechenden Zahnkränze des Zwischenrades
7 eine Antriebsverbindung mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis zwischen Tretkurbelwelle
und Kettenrad 6 zu ermöglichen. Die genannten Zahnräder besitzen zu diesem Zwecke
sechs regelmäßig über den Umfang der Räderbohrung verteilte, mit den a-Daumen zusammenarbeitende
Ausschnitte 3a, 4a, 5a-Die b-Daumen stehen unter 'dem Einfluß von Federn
13, welche das Bestreben haben, erstere aus den Ausnehmungen lb der Kurbelwelle
herauszustoßen. Über den b-Daumen ist auf der Kurbelwelle eine Umschaltscheibe 12
drehbar angeordnet, welche einen an ihre Bohrung angrenzenden kurvenförmigen Ausschnitt
12, aufweist, welcher am einen Ende allmählich in die Bohrung übergeht und am anderen
Ende mit dieser einen Absatz i2d bildet. Der Ausschnitt 12, ermöglicht das Herausstoßen
eines b-Daumens, wenn er sich gegenüber einem derselben befindet. Er ist so beschaffen,
daß nicht mehr als ein b-Daumen auf einmal aus den entsprechenden Ausnehmungen ib
herausgestoßen werden kann. Die Umschaltscheibe 1Z weist zwei in verschiedenen Ebenen
liegende, rnxteinander verstiftete Zackenkränze 12, und i2b auf, deren Zacken gegeneinander
gerichtet sind.
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Auf der Vorgelegewelle 8 ist eine Rückhaltescheibe 14 angeordnet,
welche einen ferderbeeinflußten, auf dem Zackenkranz i2a aufliegenden Sperrzahn
15 trägt und bis zum Anschlag mit den Schrauben 16 und 17 gedreht werden
kann. Die Rückhaltescheibe weist auf der einen Hälfte einen Zacken 14a und auf der
andern ein mit einer Rast I4b versehenes Kurvenprofil auf, gegen welches sich ein
federbelasteter Hebel 18 legt. Befindet sich die Rückhaltescheibe in der in Fig.
2 dargestellten Endstellung, so steht die Zacke 14a im Bereich des Zackenkranzes
I2b der Umschaltscheibe, und der Hebel i8 liegt in der Rast 14b. In der anderen,
in Abb. 3 gezeigten Endlage dagegen ist die Zacke 14, außerhalb-des Bereiches des
Kranzes I2b und der Hebel 18 aus der Rast 1qb herausgehoben.
Um
die Scheibe 14 aus der ersten' in die zweite Stellung zu bringen, ist eine dem Drück
des Hebels i8 entsprechende Kraft erforderlich.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist X
o gende- Es sei angenommen,
die dem Zahnrad 4 entsprechende Mitnehmerklinke sei in Wirkung, d. h. der Daumen
ioa sei mit einem der Ausschnitte 4" in Eingriff. Dann hat der Daumen Iob gegenüber
der Umschaltescheibe die in Abb. 3 gezeigte Stellung, ebenfalls die Teile 14 und
15. Das übersetzungsverhältnis sei auf die nächstfolgende Stufe zu bringen.
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Zu diesem Zwecke wird die Kurbelwelle um ein Drittel einer Umdrehung
im Sinne des Pfeiles 28 zurückgedreht. Dabei wird die auf ihr sitzende Umschaltescheibe
durch Reibung mitgenommen, stößt mit einer Zacke 12" am Sperrzahn 15 an und dreht
die Rückhaltescheibe 14 in die in Abb. 2 gezeigte Stellung. Die Umschaltescheibe
wird infolgedessen am Weiterdrehen verhindert. Der in den Ausschnitt 12, hineinragende
Daumen Iob gelangt aus dessen Bereich und wird von der Umschaltescheibe in die für
ihn vorgesehene Aussparung der Tretkurbelwelle niedergedrückt. Dadurch wird der
entsprechende Klinkendaumen ioa ebenfalls in die ihm zugeordnete Aussparung der
Kurbelwelle versenkt und so außer Eingriff mit dem Zahnrad 4 gebracht. An Stelle
des Daumens 'Ob kommt nun der ihm bei rückläufiger Drehung folgende Daumen
iib gegenüber dem Ausschnitt I2, zu stehen und wird durch seine Feder 13 aus der
für ihn vorgesehenen Aussparung der Kurbelwelle gehoben, sofern der mit ihm zusammenarbeitende
Daumen i i" in einen Ausschnitt 5" des Zahnrades 5 einfallen kann. Ist dies nicht
der Fall, so verbleibt der Daumen I ib in seiner niedergehaltenen Lage.
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Die Tretkurbelwelle wird nun wieder, im Sinne des Pfeiles 27, vorwärtsgedreht,
wobei die Umschaltescheibe 12 durch den Zacken 4, am Mitdrehen verhindert wird,
weil der Hebel 18 in der Rast 14b der Scheibe 14 eingefallen ist. Sobald der Dauanen
i Ib an dem Absatz 12d anstößt, wird die Rückhaltescheibe entgegen der Wirkung des
Hebels 18 in die in Abb. 3 gezeigte ursprüngliche Lage zurÜckgeführt. Die Teilung
der Einschnitte 3" 4a2 5a der auf der Tretkurbelwelle sitzenden Räder beträgt
etwa die Hälfte der Bogenlänge des Ausschnittes 12" so daß im obenerwähnten Falle,
wo nach dem Wchsel der neu aufkommende a-Daumen nicht in einen entsprechenden Ausschnitt
3a, 4a, 5" einfallen kann, dies beim anschließenden Vorwärtstreten möglich wird.
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Gelangt am Ende der Rückwärtsdrehung der Kurbelwelle die Umschaltescheibe
in eine solche Stellung gegenüber den b-Daumen, daß der dein' Ausschnitt 12, gegenüberstehende
Daumen von dem allmählich in -die Bohrung auslaufenden Teil desselben niedergehalten
wird, so wird er bei dem nun wieder einsetzenden Vorwärtsdrehen der Kurbelwelle
zufolge der Feststellung der Umschaltescheibe. durch die Rückhaltescheibe bis zum
Anschlag mit dem Absatz I2d gebracht, in welcher Stellung ein vollkommener Eingriff
des entsprechenden a-Daumens stets möglich ist. Es ist also Vorsorge getroffen,
daß in keinem Falle eine Mitnehmerklinke nicht oder nur teilweise eingreifen kann.
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Will man bei der Geschwindigkeitsänderung eine Stufe überspringen,
so genügt- es, wie aus der Zeichnung ohne weiteres hervorgeht, die Tretkurbelwelle
statt um ein Drittel um zwei Drittel rückwärts zu drehen. Dabei vollziehen sich
die bereits beschriebenen Vorgänge, mit dem Unterschied, daß der der übersprungenen
Stufe entsprechende b-Daumen am Ausschnitt I2, vorbeigeführt wird, so daß er nur
kurz in dieser einspringen kann, sogleich aber wieder von der Umschaltescheibe in
die Ausnehmung der Kurbelwelle niedergedrückt wird. Erst dem folgenden b-Daumen
wird durch Anhalten der letzteren der Eingriff in den Ausschnitt z2, ermöglicht.