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Schaltgetriebe für Fahrräder Es ist bekannt, Fahrräder mit Schaltgetrieben
auszurüsten, um damit durch Heraufsetzung oder Herabsetzung des Übersetzungsverhältnisses
zwischen Tretkurbelantrieb und Hinterradantrieb eine Anpassung des Kraftaufwandes
an Straßen mit veränderlichen Steigungen zu erreichen. Die bekannten Schaltgetriebe
arbeiten dabei entweder mit Zahnradgetrieben üblicher Bauart oder mit Umschaltung
der Antriebskette auf verschieden große Antriebsräder des Hinterrades unter Verwendung
einer Schaltgabel. Zahnradgetriebe sind im allgemeinen wegen ihres hohen Preises
zum Einbau in Fahrräder ungeeignet, zumal sie, gewichtsmäßig für den Einbau in Fahrräder
ungünstig liegen. Die Kettenumschaltgetriebe haben wieder den Nachteil, daß sie
offen liegen und sehr empfindlich sind.
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Gegenüber den bekannten Schaltgetrieben für Fahrräder besteht die
Erfindung darin, daß zivischen der Tretkurbelwelle und einer im feststehenden Kurbelgehäuse
drehbaren Laufbüchse Rollen eingespannt sind, deren Enden in einem mit einem auf
der Tretkurbelwelle drehbar gelagerten Antriebsrad starr verbundenen Rollenkäfig
gelagert sind und daß eine Kupplung vorgesehen ist, durch die die Laufbüchse mit
der Kurbelwelle verbunden oder von der Kurbelwelle gelöst und gegen Drehung arretiert
wird. Dieses Getriebe ist denkbar einfach und gewährleistet eine erhebliche Gewichtseinsparung
gegenüber anderen bekannten Getrieben mit gleichem Kraftpotential. Alle Übertragungselemente
lassen sich auf kleinsten Raum unterbringen, und zwar in dem feststehenden Kurbelgehäuse,
das sich durch eine zylindrische Form denkbar einfach montieren läßt. Erfindungsgemäß
ist es gleichgültig, ob es sich um Fahrräder mit Ketten- oder Zahnradantrieb handelt.
Vorzugsweise
wird das neue Getriebe so ausgebildet, daß auf der Kurbelwelle eine konische Lauffläche
für die Rollen vorgesehen ist und daß dementsprechend auch die Rollen und die innere
Abrollfläche der Laufbüchse konisch ausgebildet sind. Dabei soll der Rollenkäfig
durch ein Drucklager in Achsrichtung der Kurbelwelle verstellbar sein, so daß es
möglich ist, immer eineeingespannte Lage der Rollen zwischen Kurbelwelle und Laufbüchse
zu gewährleisten. Tritt durch Verschleiß ein Spiel der Rollen zwischen den Laufflächen
auf, so braucht das Drucklager nur wenig nachgestellt zu werden, um wieder ein festes
Anliegen der Rollen an den Laufflächen zu erreichen. Das erfindungsgemäße Getriebe
gibt zwar nur die Möglichkeit, zwei Übersetzungsstufen zu schalten, aber
diese genügen im allgemeinen für den praktischen Gebrauch, um ebene Straßen zu befahren
oder Steigungen zu nehmen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Schaltgetriebes dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen waagerechten Achsschnitt
durch <las Schaltgetriebe mit Tellerrad und Antrieb des Hinterrades über eine
Kegelradwelle, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. i, Fig. 3 einen Schnitt
nach Linie 111-11I der F ig. 1, Fig.4 die Stirnansicht des inneren axial verschiebbaren
Kupplungsringes, Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Rollenkäfig und Fig.6 einen
Querschnitt nach Linie VI-VI der Fig. 5.
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Das erfindungsgemäße Schaltgetriebe für Fahrräder ist in einem zylindrischen
Gehäuse i untergebracht, welches als Kurbelgehäuse zu bezeichnen ist und welches
im Unterende des Fahrradrahmens 2 durch Verschweißung oder in anderer Weise befestigt
ist. In das Tretkurbelgehäuse i ist eine Lagerschale 3 eingepaßt, in deren beiden
Enden Kugellager 4 und 5 angeordnet sind, in denen die Laufbüchse 6 drehbar gelagert
ist. Zwischen der Laufbüchse 6 und der Tretkurbelwelle 7 sind Rollen 8 gelagert,
die in einem Käfig 9 (Fig. 5 und 6) liegen. Dieser Käfig 9 ist so ausgebildet, daß
die Rollen 8 mit zapfenförmigen Enden 8a in entsprechende Ausnehmungen 9a des Käfigs
einfassen. Auf der Antriebsseite wird der Rollenkäfig 9 mit einem Außengewinde versehen,
auf das (las Antriebstellerzahnrad io aufschraubbar und durch einen Ring i i feststellbar
ist. Das Getrieberad io steht mit einem. kleinen Kegelzahnrad 12 der zum Hinterrad
verlaufenden Welle 13 im Eingriff.
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In dem Ausführungsbeispiel ist die Lauffläche 7a der Tretkurbelwelle
7 für die Rollen 8 konisch ausgebildet, und entsprechend dem Winkel des Konus sind
auch die Rollen 8 konisch ausgebildet. Ebenso muß dann die Lauffläche 6a der Laufbüchse
6 entsprechend konisch verlaufen. Durch diese Ausbildung soll erreicht werden, daß
die Rollen 8 immer fest zwischen den beiden Laufflächen 7a und 6" eingespannt sind.
Zu diesem Zweck liegt gegen eine innere Schulter 96 des Rollenkäfigs 9 ein auf der
Kurbelwelle 7 in Achsrichtung verschraubbares Drucklager 14 mit z,#vischengeschalteteni
Kugellager 15. Das Drucklager 14 kann wieder durch eine Ringmutter 16 fixiert werden.
Durch Verschraubung des Drucklagers 14 auf der Kurbelwelle 7 verschiebt sich der
IZolleilkäfig 9 in Achsrichtung der Kurbelwelle 7, womit jeweils die Rollen
8 mitgenommen werden, bis sie fest zwischen den Laufflächen 6° und 7" ei»gesl>atiiit
sind.
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Die Laufbüchse 6 ist auf der der Antriebsseite abgekehrten Seite mit
Klauen 17 versehen, die radial nach innen über den inneren Umfang der Laufbüchse
6 verlängeirt sind, so daß diese Klauen 17 mit den Klauen 18 eines axial verschiebbaren
Kupplungsringes 19 in Eingriff gebracht werden können. Der Kupplungsring i9 sitzt
durch eine Vierkantausbildung des entsprechenden Teiles 76 der Kurbelwelle 7 unverdrehbar,
aber axial verschiebbar auf der Welle 7. Der Kupplungsring i9 wird durch eine Feder
=o, die andererseits gegen ein verstellbares Drucklager 21 der Laufbüchse 6 liegt,
nach außen gedrückt. Gegen eine Schulter des Kupplungsringes ly liegt unter 7wischenschaltung
eines Kugellagers 22 ein Schaltring 23, der verdrehbar auf der Kurbelwelle bzw.
dem Kupplungsring i9 sitzt und der mit inneren Klauen 24 versehen ist. Wenn dieser
Schaltring 23 gegen die Wirkung der Feder 2o axial verschoben wird, so können die
Klauen 24 des Schaltringes 23 mit den Klauen 17 der Laufbüchse 6 in Eingriff gebracht
werden, und zwar derart, daß, sobald dieser Eingriff erfolgt, die Klauen 18 des
Kupplungsringes i9 sich aus den Klauen 17 der Laufbüchse 6 herausziehen. Durch diese
Doppelkupplung ist es mÖglich, die Laufbüchse 6 einmal starr mit der Tretkurbelwelle
7 zu verbinden und zum anderen diese Verbindung unter gleichzeitiger Arretierung
der Laufbüchse zu lösen, so daß sich die Tretkurbel 7 über die Rollen 8 in der festgehaltenen
Laufbüchse 6 drehen kann. Die Verschiebung des Schaltringes 23 kann z. B. durch
eine Schaltgabel erfolgen. Zu diesem Zweck wird zwischen Ansätzen 25 des Gehäuses
i (Fig. 2) ein Schraubbolzen 26 verspannt, dessen Enden als Schwenklager für einen
ringförmigen Bügel 27 dienen. Zwischen den Ansätzen 25 ist das Kurbelgehäuse i geschlitzt,
so daß durch Zusammenziehen der Ansätze 25 mittels der Bolzenmuttern gleichzeitig
ein festes Einspannen der Lagerschale 3 in dem Gehäuse i möglich ist. Der Schaltring
23 ist null mit zwei sich diametral gegenüberliegenden radial nach außen gerichteten
Zapfen versehen. die in entsprechende Bohrungen 27,1 der Schaltgabel 27 eingreifen,
so daß durch Verschwenkung der Schaltgabel 27 der Schaltring 23 axial auf
der Kurbelwelle 7 gegen die Wirkung der Feder 20 verschoben werden kann.
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Die Wirkung des beschriebenen Schaltgetriebes ist folgende: Wird voll
der Lage des Schaltgetriebes nach Fig. i ausgegangen, so stehen die Klauen 18 des
Kupplungsringes i9 mit den Klauen 17 der Laufbüchse 6 im Eingriff. Die Laufbüchse
6
ist also starr mit der Kurbelwelle? %-erbunden. Das Schaltgetriebe
befindet sich dann in der Lage, in der beispielsweise ebene Straßenstrecken befahren
werden sollen, d. h. das Übersetzungsverhältnis zwischen Kurbelwelle und Antrieb
des Hinterrades ist das übliche. In dieser Stellung ruhen die Rollen 8 fest zwischen
Laufbüchse 6 und Kurbelwelle 7, und durch den Eingriff der Rollenenden 8a in entsprechende
Ausnehmungen 9a des Rollenkäfigs 9 wird das Antriebszahnrad io mitgenommen.
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Sind mit dem Fahrrad Straßensteigungen zu nehmen, so wird durch Verschwenkung
der Schaltgabel 27, z. B. über einen am Lenker befestigten Bowdenzug, der Schaltring
23 nach innen gedrückt, bis die Klauen 24 des Schaltringes 23 mit den Klauen 17
der Laufbüchse 6 in Eingriff kommen. Dabei wird gleichzeitig der Kupplungsring ig
axial mit verschoben, so daß die Klauen 18 des Kupplungsringes ig außer Eingriff
mit den Klauen 17 der Laufbüchse 6 gelangen. Damit liegt die Laufbüchse 6 fest,
während die Kurbelwelle 7 sich über die Rollen 8 in der Laufbüchse 6 dreht. Die
Rollen 8 rollen also an der feststehenden Laufbüchse 6 und auf der Fläche 7a der
Kurbelwelle 7 ab und nehmen dabei den Rollenkäfig g mit. Durch Mitnahme des Rollenkäfigs
9 wird auch gleichzeitig das Zahnrad io mitgenommen und über dieses Zahnrad io und
den Antrieb 12, 13 das Hinterrad in Umdrehung versetzt. Die Drehgeschwindigkeit
des Rollenkäfigs 9 auf der Kurbelwelle 7 hängt dabei von dem Verhältnis des Durchmessers
der Kurbelwelle 7 zum Durchmesser der Rollen 8 ab. Ist dieses Verhältnis z. B. 2
: i, so wird der Rollenkäfig 9 die halben Drehzahlen machen wie die Kurbelwelle
7. Durch die erwähnte Schaltung wird also in diesem Fall das Übersetzungsverhältnis
zwischen Kurbelantrieb und Hinterradantrieb geändert, und zwar herabgesetzt, so
daß damit Steigungen von Straßen leicht genommen werden können.
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Soll wieder eine Umschaltung, z. B. beim Befahren von ebenen Straßen,
erfolgen, so wird durch umgekehrte Betätigung des Bomdenzuges der Schaltring 23
nach außen gedrückt, mit Unterstützung der Federung 20, wodurch wieder der 1?ingriff
der Klauen 18 des Kupplungsringes ig finit den Klauen 17 der Laufbüchse 6 erfolgt.