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Fahrradantrieb Da bei den üblichen Fahrrädern das das Hinterrad antreibende
Kettenrad des Kettentriebes mit Rücksicht auf die gewünschte, gegenüber den Tretkurbelumdrehungen
erhöhte Drehzahl des Hinterrades einen ziemlich kleinen Durchmesser hat, ist der
Hebelarm für die an diesem Kettenrad angreifende, durch die Kette von der Tretkurbel
aus übertragene Kraft zu gering, um ein Drehmoment zu ergeben, das nicht nur auf
waagerechter Bahn, sondern auch auf ansteigender Bahn den mit dem Neigungswinkel
der Steigung zunehmenden Fahrwiderstand zu überwinden vermag.
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Die gebräuchlichen Fahrräder sind daher nur für Fahrt auf der Ebene
und für Talfahrt geeignet und gestatten eine Bergfahrt höchstens bei ganz schwachen
Steigungen und nur auf eine kurze Strecke mit nicht lange aufbringbarer Kraftanstrengung
und übermäßiger, für die Dauer nicht zulässiger mechanischer Getriebebeanspruchung.
Diesem Mangel durch Anordnung eines größeren, den Hebelarm für die Zugkraft der
Kette verlängernden Kettenrades am Hinterrad abzuhelfen, v erbietet sich bei den
Kettengetrieben der üblichen Fahrräder, weil die hiermit verbundene Verringerung
der Drehzahl des Hinterrades gegenüber den Tretkurbelumdrehungen die erreichbare
Fahrtgeschwindigkeit ganz beträchtlich herabsetzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein sowohl für die Fahrt
auf waagerechter als auch auf ansteigender Bahn brauchbares Fahrrad zu schaffen.
Die gleichzeitige Verwirklichung der zunächst einander zu widersprechen scheinenden
Bedingungen, nämlich der Anwendung eines großen Hebelarmes für die am Hinterrad
angreifende Kraft und der Aufrechterhaltung eines eine höhere Drehzahl des Hinterrades
gegenüber der Tretkurbelachse ergebenden
Übersetzungsverhältnisses,
erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß für die Kraftübertragung von der Tretkurbelachse
auf das Hinterrad eine Zwischenwelle am Fahrradrahmen gelagert ist, die mit der
Tretkurbelachse und mit der Hinterradnabe durch je ein Übersetzungsgetriebe mit
solchen Teilübersetzungen gekuppelt ist, daß sich trotz des im Verhältnis zum Hinterradradius
groß gewählten Hebelarmes für die am Kettenrad des Hinterrades angreifende Antriebskraft
ein Gesamtübersetzungsverhältnis üblicher Größe ergibt.
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Auf diese Weise wird es möglich, am Hinterrad ohne ungünstige Einwirkung
auf die Drehzahl ein mit einem langen Hebelarm arbeitendes Drehmoment durch die
auf die Tretkurbel ausgeübte Kraft hervorzurufen und dadurch nicht nur bei Fahrt
auf waagerechter Bahn die gleiche Geschwindigkeit wie mit den bisherigen Fahrrädern
zu erreichen, sondern auch erhebliche Steigungen unter entsprechend verminderter
Geschwindigkeit mit normaler Tretkurbelkraft und ohne unzulässig hohe Materialbeanspruchung
zu überwinden. Mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Fahrrad kann man, wie sich
praktisch gezeigt hat, beispielsweise eine Geschwindigkeit von 30 Stundenkilometern
auf ebener Strecke ohne Überanstrengung durchhalten und in Steigungen von 15 bis
2o % eine Stundengeschwindigkeit von 12 km erzielen.
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Diese Vorteile ergeben sich, ohne daß die übliche Bauart von Fahrrädern
wesentlich geändert werden muß, da sich die Zwischenachse und die zugehörigen beiden
Übersetzungsgetriebe ohne weiteres an einem Fahrrad an Stelle der gebräuchlichen
Kettenübertragung anbringen lassen. Man braucht hierfür bei Verwendung von Übersetzungsgetrieben
mit Ketten nur die Zwischenwelle mit den darauf sitzenden Kettenrädern durch ein
einfaches Anschlußmittel mit dem Fahrradrahmen zu verbinden und die bisher üblichen
Kettenräder am Hinterrad und an der Tretkurbelachse gegen andere Kettenräder auszuwechseln
und durch die zugehörigen Ketten mit den Kettenrädern der Zwischenwelle zu verbinden,
was sowohl bei neu anzufertigenden als auch bei in Gebrauch befindlichen Fahrrädern
keinerlei Schwierigkeiten bereitet.
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Die Ausführung des Fahrrades nach der Erfindung kann im einzelnen
in der Weise erfolgen, daß die Zwischenwelle an der vom Sitz nach der Kurbelwelle
gehenden Strebe des Fahrradrahmens mit Hilfe einer Schelle gehaltert wird, welche
an dieser Strebe lösbar festgeklemmt ist und ein Kugellager für die Zwischenwelle
trägt, während auf dieser zwei Kettenräder verschiedenen Durchmessers drehsteif
befestigt sind,von denen das größere miteinem auf der Nabe des Hinterrades sitzenden,
nahezu dessen Durchmesser aufweisenden Kettenrad und das kleinere mit einem ihm
gegenüber größeren an der Tretkurbelachse angebrachten Kettenrad durch je eine Kette
verbunden ist. Für die Ketten, insbesondere die nach der Hinterradachse laufende
Kette, kann man Führungen z. B. in der Form von Gabeln vorsehen, welche die Kettenstränge
übergreifen und am Fahrradrahmen befestigt sind. Zur Verhinderung einer Verschiebung
der die Zwischenachse tragenden Schelle auf der von ihr umschlossenenRahmenstrebe
kann eine in diese eindringende und die Schelle durchsetzende Lagensicherungsschraube
dienen. Die Übersetzungsverhältnisse der Kettenräder können unter Einhaltung der
hierfür erfindungsgemäß zu erfüllenden Bedingungen verschieden gewählt und Getriebe
mit unterschiedlichen Übersetzungen im Bedarfsfall gegeneinander auch ausgewechselt
werden.
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Die Zeichnung veranschaulicht das Fahrrad nach der Erfindung beispielsweise
in einer Ausführungsform, bei der für das Getriebe zwischen der Zwischenwelle und
der Tretkurbelachse ein Übersetzungsverhältnis von etwa 1 : 4 und für das Getriebe
zwischen der Zwischenwelle und dem Hinterrad ein Übersetzungsverhältnis von ungefähr
1 :2'/a angenommen ist. Abb. i zeigt die Seitenansicht des Fahrrades mit den zusätzlichen
Übersetzungsgetrieben und Abb.2 die zugehörige Rückansicht in schematischer Darstellung.
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An dem Rahmen i des Fahrrades ist an der vom Sattel nach der Tretkurbelachse
9 führenden Strebe i' mittels einer aufgeklemmten Schelle 2 die Zwischenwelle 3
gelagert, die ein Kettenrad 4 mit zwölf Zähnen und einem Durchmesser von 5,5 cm
und ein Kettenrad 5 mit zweiundfünfzig Zähnen und einem Durchmesser von 18 cm trägt.
Die Schelle 2 ist an dem Steg i' mittels einer Schraube 6 gegen Verschieben gesichert.
Das Kettenrad 4 ist durch eine Kette 7 mit einem auf der Tretkurbelachse 9 sitzenden
Kettenrad 8 mit achtundvierzig Zähnen und einem Durchmesser von 18 cm verbunden
und das Kettenrad 5 durch eine Kette io mit einem auf der Hinterradachse i i gelagerten
Kettenrad 12 mit neunzig Zähnen und einem Durchmesser von 40 cm gekuppelt. Zur Führung
der Kette io sind an dem Fahrradrahmen i Gabeln 14 angebracht, welche die Kette
übergreifen. Auch können Abdeckungen für die Ketten zum Schutz gegen Verstaubung
angeordnet sein.
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Wie die Zeichnung erkennen läßt, ist der Durchmesser des auf der Hinterradachse
gelagerten Kettenrades 12 gänz erheblich gegenüber dem kleinen Durchmesser des bisher
für die Hinterradachse gebräuchlichen Kettenrades rriit achtzehn Zähnen vergrößert,
so daß sich ein entsprechend langer Hebelarm für die an der Kette io angreifende
Zugkraft ergibt, die ihrerseits infolge der Übersetzungen einerseits zwischen den
Kettenrädern 12, 5 und anderseits 4, 8 an den Tretkurbeln durch eine in normalen
Grenzen sich haltende Kraftwirkung hervorgerufen werden kann. Gleichzeitig ist die
übliche Gesamtübersetzung von rund 1 : 21/3 zwischen dem Tretkurbelrad 8 und dem
Kettenrad 12 des Hinterrades gewährt. Demnach läßt sich eine hohe Geschwindigkeit
von z. B. 3o km und mehr bei der ebenen Fahrt und in Steigungen von z. B. 20 % eine
Geschwindigkeit von etwa 12 km in der Stunde ohne jede körperliche Überanstrengung
erreichen und durchhalten.
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Die Erfindung kann im einzelnen auch in einer von der Zeichnung abweichenden
Weise verwirklicht
werden. Beispielsweise kann man die Zähnezahlen
und Durchmesser der Getrieberäder anders wählen oder das Tretkurbelkettenrad und
das von ihm angetriebene Zwischenwellenkettenrad durch unmittelbaren Zahneingriff
kuppeln oder für die Befestigung des Zwischenwellenlagers an der Rahmenstrebe an
Stelle einer Schelle eine die Strebe durchsetzende Schraube verwenden.