DE701437C

DE701437C - Geschwindigkeitswechselgetriebe, insbesondere fuer Fahrraeder

Info

Publication number: DE701437C
Application number: DE1938E0051537
Authority: DE
Original assignee: Eclipse Machine Co
Current assignee: Eclipse Machine Co
Priority date: 1937-08-28
Filing date: 1938-08-28
Publication date: 1941-01-16

Description

Geschwindigkeitswechselgetriebe, insbesondere für Fahrräder Die Erfindung betrifft ein Geschwindigkeitswechselgetriebe, insbesondere für Fahrräder, mit einem mit zwei Kupplungen: zusammenarbeitenden- Kupplungsglied, das je nach der Drehrichtung des Antriebsgliedes das Antriebsglied entweder durch Einrücken der einen Kupplung mit einem veränderlich einstellbaren Übersetzungsgetriebe kuppelt oder durch Einrücken der anderen Kupplung eine Bremse einschaltet. Derartige Getriebe sind bekannt in Ausführungen, die ein Kupplungsglied für die Bremse über das veränderliche Getriebe antreibt, so daß j e nach dem gerade eingeschalteten Getriebegange eine verschieden rasche und verschieden große Bremswirkung auftritt. Es sind auch schon Geschwindigkeitswechselgetriebe bekannt, die als Überholungsgetriebe für gleichzeitigen Üotor-und Tretantrieb dienen und eine Bremskupplung unmittelbar durch den Tretantrieb betätigen, während ein Übersetzungsgetriebe nur an der Seite des Motorantriebes ohne inneren Zusammenhang mit der Bremskupplung angeordnet ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist, eine Antriebsvorrichtung, insbesondere für Fahrräder, nur mit Tretkurbelantrieb zu schaffen, die eine veränderbare Übersetzung hat und bei der die Rücktrittbremse ohne Verbindung des Übersetzungsgetriebes, also stets in gleicher Stärke, einschaltet.
In welcher Weise die Aufgabe durch die vorliegende Erfindung gelöst wird, ergibt sich aus der Beschreibung an Hand der Zeichnungen.
Fig. i ist eine Ausführungsform des Getriebes. Das Getriebe ist dabei in der Stellung für höchste Übersetzung und Leerlauf gezeichnet.
Fig. 2 zeigt dasselbe Getriebe in der Stellung für Übersetzung i : i in angetriebenem Zustande. Fig. 3 ist eine Darstellung, bei der manche Teile urigeschnitten sind, und zeigt die Stel-lung für kleinste l bersetzung und angezogene Bremse.
Fig. q. ist eine Außenansicht entsprechend einer Ansicht von rechts auf die Darstellung nach Fig. 3.
Fig. 5 und 6 geben Einzelteile in teilweisem Schnitt wieder.
Fig. 7 zeigt das Breinssteuerglied.
Die Fig. i der Zeichnungen zeigt eine feststehende Achse i, neben deren einem Ende ein Antriebsteil 3 in einem Lager 2 drehbar gelagert ist. Ein Kettenrad q. ist auf dem Antriebsteil 3 befestigt und wird durch eine nicht gezeigte Antriebskette gedreht. Der Antriebsteil 3 ist mit einem abgesetzten mit Gewinde versebenen Verlängerungsstück 5 versehen, das die Achse i lose umgibt, wobei der Zwischenteil des Antriebsgliedes eine Kupplungsfläche 6 besitzt.
Ein Stützglied 7 (s. Fig. 5) ist an der Achse i befestigt und durch eine Gegenmutter 8 festgehalten. Eine Drehung des Stützgliedes 7 wird durch einen Haltearm 9 verhindert, der in der bei io in der Fig. d. gestrichelt gezeigten Weise an einem v ieleckförmigen Teil des Stützgliedes angebracht ist und dessen freies Ende eine Öffnung i i aufweist, die zur Aufnahme einer Schelle dient, durch welche der genannte Arm an einem Rahmenteil des Fahrrades befestigt «erden kann. Die genannte Schelle ist in der Zeichnung nicht dargestellt.

Ein im allgemeinen zylindrischer Nabenteil 12 ist z. B. durch ein Lager 13 auf dem Antriebsteil 3 und durch ein Lager 14 auf dem Stützglied 7 drehbar gelagert. Die Dreliung des Antriebsteiles 3 wird auf die Nabe 12 durch ein Übertragungsglied 15 (s. Fig. 6) übertragen, das eine Kupplungsfläche 16 besitzt, die mit der Kupplungsfläche 6 des Antriebsteiles 3 zusammenwirkt. Ferner ist ein Planetengetriebe vorgesehen, das aus einem Sonnenrad 17, welches auf einem glatten Zwischenteil der Achse i verschiebbar gelagert ist, einem Satz Planetenrädern 18, die mit dem Sonnenrad kämmen und durch Tragzapfen 21 in einem besonderen Halter gelagert sind, sowie aus einem Umlauf 22 besteht, das die Planetenräder 18 umgibt. Der Planetenradlialter ig ist auf der Nabe 12 verschiebbar gelagert, um irgendeine von drei Arbeitsstellungen für verschiedene Übersetzungen einnehmen zu können, und das Umlaufrad 22 ist mit dem Planetenradhalter derart drehbar verbunden, daß es sich mit diesem in der Längsrichtung bewegen kann. Das Sonnenrad 17 wird lang genug ausgeführt, um mit den Planetenrädern 18 in irgendeiner ihrer Arbeitsstellungen zusammenzuwirken.

Uni das Übertragungsglied 15 mit dem

Antriebsteil 3 zu kuppeln, wenn sich dieser

vorwärts dreht, ist ein° Kupplung 23 auf dem

Verlängerungsstück 5 des Antriebsteiles 3

aufgeschraubt und mit einer Kupplungsfläche

24 versehen, die gegen eine entsprechende

Kupplungsfläche'25 des Übertragungsgliedes

angedrückt werden kann. Die Gewindegänge

des Antriebsteiles 3 und des Kupplungsteiles

23 sind so eingerichtet, daß sich der Kupp-

lungsteil23 bei einer Vorwärtsdrehung des

Antriebsteiles nach links in der Fig. i bewegt

und den Übertragungsteil 15 mit dem An-

triebsteil fest verbindet.

Um den Planetenradlialter ig .mit dem Um-

laufrad 22 gegenüber dem Übertragungsglied

r 5 und der Nabe 12 zu schalten, ist der Über-

tragungsteil 15 mit Öffnungen 26 versehen,

in welche Verlängerungen 27 der Zapfen 21

des Planetenradhalters eingreifen können.

Ferner ist der genannte Teil mit radialen

Nuten und Federn. 28 versehen. Das Um-

laufrad 22 ist mit nach innen gerichteten

Nuten und Federn 29 versehen, die eine solche

Stellung einnehmen, daß sie mit den Nuten

und Federn 28 des Übertragungsteiles zusam-

menwirken können und gleichzeitig auch mit

nach außen gerichteten Nuten und Federn 21

kämmen. Der Planetenradhalter ig ist mit

nach außen gerichteten Nuten und Federn 32

und die Nabe 12 mit nach innen gerichteten

Uten und Federn 33 versehen, die so ange-

ordnet sind, daß sie mit den ?Tuten und

Federn 31 des Umlaufrades zusammenwirken.

Ferner weist die Nabe noch nach innen ge-

richtete Nuten und Federn 3.4 auf, die mit

den Nuten und Federn 32 des Planetenrad-

halters zusammenwirken.

Um den Planetenradhalter i9 mit dem Um-

laufrad 22 zusammen in der Längsrichtung

innerhalb der Nabe zu verschieben, verwendet

man mehrere Schaltstangen 35, die im Stiitz-

glied 7 verschiebbar gelagert und mit dem

Planetenradhalter ig durch ein mit 36 bezeich-

netes Gelenk drehbar verbunden sind. Die

innerhalb des Stützgliedes 7 liegenden Teile

der Schaltstangen 35 greifen in eine mittlere

COffnung 30 (s. Fig. 5) des Stützgliedes ein

und sind in der bei 37 angegebenen Weise so

eingeschnitten, daß ein geeignetes Innen-

gewinde entsteht, das mit dem Gewinde 37

eines umlaufenden Schaltgliedes 38 kämmt,

das auf der Gegenmutter 8 drehbar gelagert

ist, wobei eine Längsbewegung desselben

durch dessen Anschlag gegen den Boden 39

des Stützgliedes einerseits und durch eine an

der Gegenmutter vorgesehene Schulter 41

andererseits verhindert wird. Damit der

Fahrer selbst das Schaltglied 38 drehen kann,

ist ein Arm .42 mit diesem so verbunden, daB

er sich nicht drehen kann, wie in der Fig, 4

liei 43 gestrichelt gezeiät. *Der genannte Arm ist ferner so angeordnet, daß er über ein Übertragungsgestänge, das starr oder nachgiebig sein kann., von einem Hebel oder sonstigen geeigneten Schaltglied aus betätigt werden kann.

Um die Nabe 12 mit dem Stützglied 7 reibend miteinander zu verbinden, ist eine Bremsvorrichtung vorgesehen, die aus mehreren Reibungsscheiben qo besteht, die abwechselnd mit den Nuten und Federn 34 innerhalb der Nabe 12 und mit den Nuten und Federn 44 {s. Fig. 5) auf dem Umfang des Stützgliedes 7 in Eingriff kommen. Um die Bremse durch Zusammenpressen der Reibungsscheiben anzuziehen, ist ein Betätigungsglied vorgesehen, das aus einer kreisförmigen Scheibe 45 besteht (s. Fig. 7), die sich gegen die innerste Reibungsscheibe 40 stützt und durch Nuten und Federn auf dem anliegenden Ende des Sonnenrades 17 in der bei 46 gezeigten Weise befestigt ist und gegen das genannte Ende stößt. Die Bewegung der Reibungsscheiben nach rechts unter dem Einfluß eines auf das Betätigungsglied 45 ausgeübten Druckes wird durch einen Anschlagring 47 begrenzt, der sich gegen eine Schulter 48 des Stützgliedes 7 stützt.
Um die Bremse bei einer Rückwärtsdrehung des Antriebsteiles 3 anzuziehen, ist ein Druckring 49 vorgesehen, der durch Nuten und Federn auf dem Ende des Sonnenrades 17, das dem das Betätigungsglied 45 tragenden Ende entgegengesetzt ist, neben dem Gewindekupplungstei123 befestigt ist und gegen dieses Ende stößt. Bei seiner Bewegung nach rechts in der Fig. i stößt der Kupplungsteil 23 gegen den Druckring 49 und übt auf diesen einen Druck, der durch das Sonnenrad 17 auf das Bremsbetätigungsstück 45 zum Anziehen der Bremse übertragen wird. -Um das Gewindekupplungsstück 23 zu verschieben, wenn der Antriebsteil in der einen oder in der anderen Richtung gedreht wird, ist ein leichtes Reibungsauslösungsstück vorgesehen, das hier aus einer Schraubenfeder 51 besteht, die sich leicht gegen den Druckring 49 stützt und in der bei 52 angegebenen Weise mit dem Kupplungsteil 23 so verbunden ist, daß sie sich nicht drehen kann. Die von der Feder 51 auf -den Kupplungsteil 23 infolge der Reibung auf dem Druckring ausgeübte Verzögerungswirkung läßt sich leicht dadurch einstellen, daß man die Feder durchbiegt oder durch eine Feder von anderer Spannung ersetzt.
Die Schaltstangen 35 sind so angeordnet, daß sie in Öffnungen 53 (Fig. 7) des BremsbetätigungsstÜckes 45 eingreifen, das sich infolgedessen nicht drehen kann, wodurch auch die Drehung des Sonnenrades 17 wegen der Anordnung einer Verbindung 46 zwischen diesen beiden Teilen verhindert wird. Die so erhaltene Unbeweglichkeit des Sonnenrades hinsichtlich der Drehung dient auch dazu, die Drehung des Druckringes 49 zu verhindern und somit die Wirkung der Auslösungsfeder 51 zu gewährleisten,- um die Verschiebung des Kupplungsteiles 23 zu bewirken. Auf Wunsch kann das Betätigungsstück 45 rriit inneren Nuten und Federn 54 versehen sein, die mit den Nuten und Federn 44 des Stützgliedes 7 zusä.mmenwirken und so die Umlaufrückwirkungen des Sonnenrades 17 unmittelbar auf das Stützglied 7 übertragen, ohne die freie Gleitwirkung der Schaltstangen 35 im Stützglied zu beeinträchtigen.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Angenommen, die Teile befinden sich in der Stellung nach der Fig: i. Durch eine Vorwärtsdrehung des Antriebsteiles 3 wird der Kupplungsteil 23 nach links bewegt und der Übertragungsteil 15 starr gegen den Antriebsteil angedrückt. Da nun die Verlängerungsstücke 27 der Zapfen 21 des Planetenradhalters 19 in den Öffnungen 26 des Übertragungsteiles 15 liegen und die Nuten und Federn dieses Teiles, d. h. die Rillen 28, mit den Nuten und Federn 29 des Umlaufrades 22 nicht übereinstimmen, so wird der Planetenradhalter i9 mit der Winkelgeschwindiäkeit des Antriebsteiles gedreht. Da sich das Sonnenrad 17 wegen seiner Verbindung mit dem Bremsbetätigungsstück 45 nicht drehen kann, so wird das Umlaufrad 22 mit einer Winkelgeschwindigkeit gedreht, die größer ist als die des Antriebsteiles und des Planetenradhalters, und diese Drehung wird wegen der Zusammenwirkung der Nuten und Federn 31 des Umlaufrades mit den Nuten und Federn 33 der Nabe 12 auf letztere übertragen. Die Nabe 12 wird somit mit einer geeigneten hohen Übersetzung gedreht; die zum Fahren auf geringen Gefällen oder- in der Ebene mit günstigen Windbedingungen gut paßt.
Wenn der Fahrer eine geringere L'bersetzung einschalten will, so genügt es, den Arm 42 des Schaltgliedes 38 um einen kurzen Bewegungswinkel zu drehen, der genügend groß ist, um die Schaltstängen 35 nach rechts zu bewegen und somit den Planetenradhalter i 9 und das Umlaufrad 2 a so weit nach rechts zu bewegen, daß die Enden 27 der Zapfen 21 aus den Öffnungen 26 des Übertragungsteiles 15 herausbewegt und die Nuten und Federn 29 des Umlaufrades 22 mit den Nuten und Federn 28 des Übertragungsteiles 15 in Eingriff gebracht werden. Diese Stellung der Teile ist in der Fig. 2 gezeigt, aus welcher ersichtlich ist, daß der Übertragungsteil 15 durch den Eingriff der Nuten und Federn 28 des genannten Teiles mit den Nuten und Federn 29 des Umlaufrades 22 sowie durch den Eingriff der äußeren Nuten und Federn 31 des Umlaufrades mit den Nuten und Federn 33 der Nabe 12 mit dieser fest verbunden wird. Die Nabe 12 dreht sich somit mit derselben Geschwindigkeit wie der Antriebsteil 3, wobei sich das Planetengetriebe lose drehen kann, zumal der Planetenradhalter ig vollkommen frei liegt.
Wenn der Fahrer eine kleinere Übersetzung verwenden will, so genügt es, den Schaltarm 42 weiterzudrehen, um den Planetenradhalter ig und das Umlaufrad 22 noch weiter nach rechts bewegen und in die in der Fig.3 gezeigten Stellungen zu bringen. Wie hier gezeigt, ist der Übertragungsteil 15 mit dem Umlaufrad 22 durch den Eingriff der Nuten und Federn 28 und 29 des Übertragungsteiles bzw. des Umlaufrades verbunden, und dadurch, daß das Sonnenrad 17 festgehalten wird, dreht sich der Planetenradhalter i9 mit einer geringen Geschwindigkeit. Diese Drehung mit geringer Geschwindigkeit wird durch den Eingriff der Nuten und Federn 32 des Planetenradhalters mit den Nuten und Federn 34 der Nabe vom Planetenradhalter ig auf die Nabe 12 übertragen, so daß die Nabe jetzt durch den Antriebsteil mit einer geringen Übersetzung und mit dem entsprechenden mechanischen Vorteil gedreht wird.
Wenn der Fahrer zu irgendeiner Zeit aufhört, den Antriebsteil 3 zu drehen, so wird der Kupplungsteil 23 sofort dadurch vom Übertragungsteil 15 gelöst, daß sich dieser weiterdreht, so daß das Getriebe vom Antriebsteil getrennt ist.
Soll die Bremse angezogen werden, so genügt es, wenn der Fahrer die Pedale rückwärts bewegt und den Antriebsteil 3 um einen geringen Winkel rückwärts dreht. Hierdurch wird der Kupplungsteil23 mit dem Druckring 49 in Eingriff gebracht, der dann gedreht wird, und die Drehung desselben wird dann über das verschiebbar gelagerte Sonnenrad 17 auf das Bxemsbetätigungsstück 45 übertragen, das die Bremsscheiben zusammendrückt. Es ist zu bemerken, daß diese Betätigung der Bremse stets genau in der gleichen Weise erfolgt, und zwar unabhängig von der Stellung des Planetenradhalters i9 und des Umlaufrades 22, somit auch unabhängig von der Übersetzung, die gerade eingeschaltet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Geschwindigkeitswechselgetriebe, ins- besondere für Fahrräder, mit einem mit zwei Kupplungen zusammenarbeitenden Kupplungsglied, das je nach der Dreh- richtung des Antriebsgliedes das An- triebsglied entweder durch Einrücken der einen Kupplung mit einem auf das Ab- triebsglied (die Radnabe) wirkenden Um- laufrädergetriebe von veränderlicher Über- setzung oder durch Einrücken der anderen Kupplung mit einer Bremsvorrichtung zum Abbremsen des Abtriebsgliedes (der Radnabe) verbindet, dadurch gekennzeich- net, daß das Antriebsglied (5) oder ein an ihm befestigter Teil unmittelbar auf das Kupplungsglied (23) wirkt. 2. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB das in bekannter Weise längs verschiebbare Sonnenrad (17) nicht drehbar angeordnet ist und daß seine eine Seite seit dem Kupplungsglied (23) zusammenarbeitet, während seine andere Seite mit dem Bremsbetätigungsglied (45) verbunden ist. 3. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeich- net, daß zwecks Änderung des Über- setzungsverhältnisses des Getriebes der Umlaufräderträger (i9) zusammen mit dem Umlaufrade (22) längs verschiebbar und unabhängig voneinander drehbar an- geordnet sind, während die Umlaufräder (18) in ständigem Eingriff mit dem ent- sprechend lang ausgebildeten Sonnenrade (17) stehen. 4. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeich- net, daß der Umlaufräderträger (i9) durch nicht drehbar angeordnete Gewinde- stangen (35) längs verschoben wird,. mit denen er drehbar über ein Gelenk (36) verbunden ist und deren Gewinde mit einer Schaltmutter (38) zusammenarbeitet, die drehbar, aber nicht längs verschiebbar in einem ruhend angeordneten Stützgliede (7) gelagert ist.