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Kuppelvorrichtung für Ubersetzungsvorrichtungen an Fahrrädern u. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf die Kuppelvorrichtung für umschaltbare Übersetzungsvorrichtungen
an Fahrrädern u. dgl., bei welcher zum Einschalten einer Getriebestufe ein Sperrzahnkranz
mit einem Kuppelsperrhaken in Eingriff gebracht wird.
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Der Zweck der Erfindung ist vor allem, einen wirksamen Eingriff zwischen
dem Kuppelsperrhaken und dem Zahnkranz zu sichern, insbesondere bei entgegengesetzter
Richtung der die Übersetzungsvorrichtung beeinflussenden Antriebskraft, beispielsweise
beim Bremsen, so daß eine unwillkürliche Ausschaltung dabei verhindert wird.
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Das die Erfindung Kennzeichnende liegt vor allem darin, daß der Sperrhaken,
der für die Kuppelbewegung an einem treibenden Teil drehbar gelagert ist, ebenfalls
um eine beschränkte Strecke in der Umfangsrichtung im Verhältnis zu diesem Teil
verschiebbar ist, wobei am treibenden Teil eine Anschlägfläche im Verhältnis zum
Sperrhaken derart angebracht ist, daß bei entgegengesetzter Richtung der Antriebskraft,
wie beim Bremsen, der Sperrhaken in eine Stellung verschöben wird, wo er durch die
Anschlagfläche in der Eingriffslage mit dem Sperrzahnkranz gesperrt wird.
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Am einfachsten kann die Sperrung dadurch erreicht werden, daß die
Anschlagfläche derart schräg gestellt ist, daß sie bei entgegengesetzter Richtung
der Antriebskraft den Sperrhaken mit einer Kraft beeinflußt, die eine nach dem Sperrzahnkranz
gerichtete Komponente hat, welche bestrebt ist, den Sperrhaken in noch festeren
Eingriff mit dem Sperrzahnkranz zu bringen.
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Durch eine andere Maßnahme können die Kuppelglieder erfindungsgemäß
derart ausgeführt werden, daß der Drehmittelpunkt des Sperrhakens im
größeren
Abstand von der, Mittelachse der Übersetzungsvorrichtung liegt äls sein für Zusammenwirkung
mit dem Sperrzahnkranz bestimmtes Ende; so daß bei vorwärts gerichteter_Antriebskraftdiese
eine nach dem Sperrzahnkranz. gerkhtete Komponente an der Eingriffsstelle zwischen
dem Ende des Sperrhakens und dem Sperrzahnkranz hat, welche bestrebt ist, den Sperrhaken
in noch festeren Eingriff zu bringen, wenn sich die Triebkraft erhöht.
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Die Erfindung wird durch die Zeichnung näher erläutert und- die Anwendung
der Erfindung bei einem solchen umschaltbaren Fahrradgetriebe veranschaulicht, welches
an der Radnabe angebracht und vorzugsweise mit zwei Getriebestufen, einer Stufe
für unmittelbaren Antrieb und einer zweiten für heruntergesetzte Geschwindigkeit
versehen ist. Dabei ist zu bemerken, daß' sich die Erfindung nicht auf dieses Beispiel
beschränkt, sondern auch an Getrieben mit mehr als zwei Getriebestufen angewandt
«-erden kann.
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Fig. i zeigt einen Schnitt durch die Übersetzungsvorrichtung nach
der Linie I-1 in Fig. 2; Fig. 2 zeigt einen gebrochenen Schnitt nach der Linie II-11
in Fig. i ; Fig. 3 und .4 zeigen einen Kuppelsperrhaken in zwei verschiedenen Stellungen,
nämlich beim Bremsen bzw. bei vorwärts gerichteter Triebkraft, wobei benachbarte
Teile im Schnitt wie in Fig. i dargestellt sind.
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Die umschaltbare Übersetzungsvorrichtung besteht in der gezeigten
Ausführung aus einem Block oder einer Scheibe i, welche zweckmäßig linksgängig an
das Treibglied 2 der Hinternabe des Fahrrades anstatt des hei gewöhnlichen Fahrrädern
angebrachten Hemmringes des Kettenkranzes festgeschraubt ist. Auf dem Block i ist
eine zweckmäßig geschlossene Haubg 3 drehbar gelagert, an welcher ein Kettenrad
,4, nämlich das Antriebsglied des Getriebes, befestigt ist. Es wird angenommen,
daß das Kettenrad in gewöhnlicher Weise mittels einer Kette getrieben wird. Beim
Vorwärtsfahren des Fahrrades wird die Haube mit einer der Geschwindigkeit der Kette
unmittelbar entsprechenden Geschwindigkeit umlaufen. An der Haube 3 sind innerhalb
eines nach außen gerichteten Flansches 5, mit welchem die -Haube ausgebildet ist,
zwei Kuppelsperrhaken 8 und 9 um Bolzen 6 bzw. 7 drehbar gelagert. Die zu diesem
Zweck vorgesehenen Löcher, z. B. g in den Sperrhaken, sind zweckmäßig länglich,
so daß die Sperrhaken auf den Bolzen etwas verschoben werden können. Die Sperrhaken
sind in verschiedenen Ebenen bewegbar befestigt, wobei der eine Haken 8 mittels
eines Absatzes io unmittelbar mit einem Sperrzahnkranz 27 des Blockes i und der
zweite Sperrhaken 9 mittels eines Absatzes i i mit einem Sperrzahnkranz 28 eines
Zahnringes 12 zusammenwirken sollen, um die Geschwindigkeit herunterzusetzen. Die
Sperrhaken sind durch Blattfedern 13 bzw. 1.4 beeinflußt, welche in der Haube 3
befestigt und bestrebt sind, die Sperrhaken in solcher Richtung zu drehen, daß die
Absätze io, i i gegen die genannten Sperradkränze 27, 28 gepreßt werden. An der
Haube 3' ist für die Betätigung der Sperrhaken ein Betätigungsglied in Form eines
Ringes 15, 16 vorgesehen, welcher innerhalb des ausragenden Flansches 3 gelagert
ist und mit seiner Seitenfläche gegen den Flansch anliegt. Dieser Betätigungsring
15, 16, der die Sperrhaken umgibt, soll bei der Umdrehung der Haube mitgenommen
werden, kann aber an der Haube gedreht werden. Der Betätigungsring ist seiner halben
Länge nach (Teil 15) mit einem kleineren Innendurchmesser ausgeführt, während seine
andere Hälfte 16 einen größeren Innendurchmesser hat. Damit der Betätigungsring
in seiner Stellung gehalten wird, ist eine Nut 17 in der Seite des Flansches 5 vorgesehen.
Die schwache Ringhälfte 16 des Betätigungsringes paßt in die genannte Nut 17 hinein,
während die stärkere Ringhälfte 15 mit einem entsprechenden Flansch 18 versehen
ist. Der Betätigungsring ist derart ausgebildet, daß eine geneigte Übergangsfläche
zwischen der stärkeren Ringhälfte 15 und der schwächeren Ringhälfte 16 an der einen
Stelle gebildet wird, während die andere Übergangsfläche radial gerichtet ist. Aus
dem Vorstehenden ergibt sich, daß der Betätigungsring 15, 16 normalerweise mit der
Haube 3 in ihrer Umlaufbewegung mitgebracht wird. Indessen ist am Betätigungsring
eine Sperre i9 angeordnet, in deren Bewegungsbahn eine am Rahmen 25 des Fahrrades
vorgesehene, nicht gezeigte Betätigungsvorrichtung eingeführt werden kann, so daß
der Ring gelegentlich gehemmt und eine gegenseitige Drehung von Ring und Haube erhalten
wird.
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Der obergenannte Zahnring 1 2 ist neben dem Block i angeordnet und
zum letzteren drehbar gelagert, er wird in seiner Stellung zur Haube 3 mittels eines
Deckels 26 gehalten. Wie erwähnt, ist dieser Zahnring an seinem äußeren Umfang mit
einem Sperrzahnkranz 27 versehen. Innen ist der Zahnring mit einer Verzahnung ausgebildet.
Die nebeneinanderliegenden Sperrzahnkränze 27, 28 haben gleiche Außendurchmesser.
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An dem Antriebsglied 2 ist rechtsgängig ein Lagerring 29 festgeschraubt,
auf welchem die Haube 3 mit Kugellagern gelagert ist. Mittels der in einer Scheibe
31 befestigten Lagerzapfen 33, die in die im Block i vorgesehenen Lacher
hineinragen, sind zwischen der Scheibe und dem Block vier Zwischenräder 34 angeordnet,
welche mit der inneren Verzahnung des Zahnringes 12 im Eingriff stehen. Ferner stehen
die Zahnräder 34 mit einem auf die Nabenachse festgeschraubten Zahnrad 35 im Eingriff.
-Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Beim unmittelbaren Antrieb steht
der Sperrhaken 8 mit dem Sperrzahnkranz 28 im Eingriff, während der Sperrhaken 9,
dessen federbeeinflußtes Ende sich an der stärkeren Ringhälfte 15 des Betätigungsringes
befindet, außer Eingriff mit seinem Sperrzahnkranz 27 gehalten wird. Die Antriebskraft
wird dann vom Kettenrad d und der Haube 3 über den Bolzen 6 auf den Sperrhaken und
vom letzteren über, den Sperrzahnkranz 28 und den
Block i auf das
Antriebsglied 2 übertragen. Bei Untersetzung der Geschwindigkeit wird die Antriebskraft
statt dessen von der Haube über den Bolzen 7, den Sperrhaken 9, den Sperrzahnkranz
27, den Zahnring 12 sowie die Zwischenräder 34 und deren Lagerzapfen 33 auf den
Block i und das Antriebsglied 2 übertragen, welches dabei eine heruntergesetzte
Geschwindigkeit erhält.
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Beim Vorwärtstreten ist die Antriebskraft gerichtet, wie es der Pfeil
30 in Fig.4 zeigt. Der Sperrhaken schiebt dabei seinen Sperrzahnkranz vor
sich, während das entgegengesetzte Verhältnis beim Bremsen hinsichtlich des Sperrhakens
9 und des Zahnkranzes 27 herrscht, wie Fig. 3 zeigt. Der Bolzen 7 des Sperrhakens
befindet sich in größerem Abstand von der Mittelachse 32 der übersetzungsvorrichtung
als sein mit dem Sperrzahnkranz zusammenwirkendes Ende, weshall> bei vorwärts gerichteter
Antriebskraft die entsprechende Kraft p (Fig. 4) eine gegen die Mittelachse 32 gerichtete
Komponente p' hat, die bestrebt ist, den Sperrhaken noch fester in Eingriff zu bringen,
wenn sich die Antriebskraft erhöht. Bei entgegengesetzter Richtung der Antriebskraft,
wie beim Bremsen, verschiebt sich der Sperrhaken um den Betrag, den das längliche
Loch g' dem Bolzen 9 gestattet, bis eine schräge Anschlagfläche 3' an der Haube
3 gegen das Ende des Sperrhakens anschlägt, wodurch der letztere in der Eingriffslage
gesperrt wird. Diejenige Kraft q, womit die Anschlagfläche 3' den Sperrhaken 9 beeinflußt,
hat dabei eine Komponente q', die nach innen gerichtet ist, weshalb auch in diesem
Falle der Sperrhaken sicher im Eingriff gehalten wird.