DE83406C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 63: Sattlerei und Wagenbau.

Fatentirt im Deutschen Reiche vom 29. November 1894 ab.

Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet eine Einrichtung zum Wechseln der.Geschwindigkeit von Fahrrädern oder dergl. während der Fahrt.

Die Einrichtung besteht im wesentlichen aus zwei concentrischen Wellen, deren eine voll ist und zur Aufnahme der durch Treten oder durch einen Motor erzeugten Kraft dient, während die zweite Welle hohl ist und die Bewegung durch eine Kette, eine Schnur oder dergl. auf ein. oder mehrere Treibräder überträgt, wobei sich beide Wellen nach derselben Richtung drehen.

In dem Falle, wo die Triebkraft auf die volle Welle durch Tritte oder durch Pleuelstange und Kurbel von einer Maschine übertragen wird, kann eine ein Schwungrad ersetzende Einrichtung zur Ueberwindung der todten Punkte verwendet werden.

Fig. ι zeigt das. Getriebe im Schnitt nach der Triebwelle,

Fig. 2 einen Querschnitt,

Fig. 3 eine Abart ebenfalls im Schnitt in Richtung der Welle, .

Fig. 4 einen Querschnitt,

Fig. 5 die äufsere Ansicht der linken Seitenwand mit dem in Fig. 3 dargestellten Kugellager des Lagergehäuses und der Einrichtung zur Todtpunktüberwindung,

Fig. 6 ein Ellipsenradgetriebe als Abart der in Fig. 3 dargestellten Anordnung,

Fig. 7 eine Hülfseinrichtung zur Erläuterung der Einrichtung Fig. 5,

Fig. 8 einen Schnitt durch die Kuppelungsschieber Fig. 3.

Im Beispiel Fig. 1 und 2 ist die Triebwelle A, auf welche die beiden Kurbeln aufgekeilt sind, von der hohlen Welle B umschlossen. Die Welle B trägt das Rad für die Kette oder den Riemen zur Bewegungsübertragung und zwei Stirnräder C und D von verschiedenem Durchmesser, die auf die Welle A aufgekeilt sind, während zwei andere Stirnräder G und H auf die hohle Welle B aufgekeilt sind. Diese beiden Wellen gehen durch die Seitenwände P des Lagergehäuses O hindurch, welches die vier Anschlufsstutzen für die Rohre des Fahrradgestelles trägt.

In den Wänden P ist noch eine zweite Welle K gelagert, die eine Längsnuth hat, in welcher Kuppelungsschieber L verschiebbar sind.

Auf der Welle K sitzen zwei Ringe Q. zu dem Zweck, eine seitliche Verschiebung der Stirnräder EFIJ zu verhindern, welche bezüglich mit den Rädern C D GH in Eingriff stehen. Die Räder EFIJ sitzen lose auf der Welle K, können aber durch die Schieber L festgestellt werden. Die Schieber L besitzen je einen Flantsch L', in deren Ringnuthen Klauen M' (Fig. 2) der Gabeln M eingreifen, die auf der durch Hebel JV bethätigten Achse R festgekeilt sind.

Die Nabe der Zahnräder EFIJ enthält eine Nuth von der Form des Ansatzes L" der Schieber L derart, dafs, wenn diese Schieber sich in der in Fig. 1 dargestellten Stellung befinden, die Räder E und / mit Welle K verkuppelt sind. Bei Drehung des Hebels JV gehen diese Schieber in die in punktirten Linien darge-

stellte Stellung zurück, wodurch die Räder F und J mit Welle K verkuppelt, die Räder E und / aber ausgerückt werden.

Um eine freie Bewegung der Schieber L zu ermöglichen, ohne dafs diese beiden Räder E F bezw. IJ gleichzeitig in Bewegung versetzen können, besitzen die Räder in der Mitte eine kreisförmige Ausnehmung, deren Breite plus der Breite der Nuth in den Ringen Q ein wenig gröfser ist. als der Ansatz L" der Schieber L.

Die Anordnung ist derart, dafs man durch verschiedene Verbindung der mit einander arbeitenden Zahnräder C und E, D und F,- G und I, H und J vier verschiedene Geschwindigkeiten erreichen kann.

Selbstverständlich kann man, indem man z. B. auf einer Seite drei Paar und auf der anderen Seite vier Paar Zahnräder anordnet, weitere verschiedene Geschwindigkeiten erhalten.

Nach Abart Fig. 3 und 4 ist auf der Welle A ein Mitnehmerrad S festgekeilt, das durch Klinken T die hohle Welle B mitnimmt, falls nicht letztere durch die Uebersetzungsräder I G bezw. J H schneller gedreht wird als die Welle A. Auf der Welle K ist das Stirnrad E festgekeilt, das in das Rad C der Welle A eingreift. Mit drei Paar Zahnrädern kann man hier drei verschiedene Geschwindigkeiten erzielen.

Die Welle K besitzt zwei Nuthen, in welchen die Kuppelungsschieber L durch den Doppelhebel N, an welchen sich die beiden Zugstangen Z' anschliefsen, verschoben werden können. Die die Welle K umgebende Hülse R' (Fig. 3) verhindert eine Längsverschiebung des Stirnrades / auf der Welle K. Die Zahnräder G und H, in welche die Räder J bezw. J der Welle K eingreifen, sitzen wie im vorigen Beispiel auf der Welle B fest.

Die Köpfe der Schieber L treten bei dieser Ausführungsform in Ausnehmungen 1, 2, 3 und 4 der Räder / bezw. J ein, je nachdem die Schieber nach links oder rechts verschoben werden, und kuppeln diese dadurch abwechselnd mit der Welle K.

Die Fig. 9 und 10 zeigen in Ansicht bezw. Schnitt die Anordnung der Ausnehmungen 1 bis 4 in den Rädern I und /.

Die Köpfe der Schieber L bleiben hierbei immer zum Theil in der auf ein Vierkant der Welle K aufgesteckten Scheibe Q (Fig. 8).

Das mit Hohlwelle B verbundene Kettenrad Y dient für die Bewegungsübertragung.

Werden die Schieber L aus dem Zahnrad I oder dem Zahnrad J (Fig. 3) ausgerückt, so treten ihre Mitnehmer in den Ring Q. zurück, so dafs durch die Klinken T (Fig. 4), gegen welche die Zähne des Mitnehmerrades S der Welle A sich legen, die sich in Richtung des Pfeiles dreht, die Welle -B in derselben Richtung und mit derselben Geschwindigkeit gedreht wird wie die Welle A.

Das Verhältnifs der Geschwindigkeiten der Zahnräderpaare /G und JH ist derart, dafs, wenn durch diese Räder die hohle Welle B in Drehung versetzt wird, die Umdrehungsgeschwindigkeit gröfser ist als diejenige der Welle A. ·

Weiter könnte man noch andere Geschwindigkeiten der Maschine durch Auswechseln des Kettenrades Y erreichen.

Wie Fig. 4 erkennen läfst, sind die Klinken T mit einer eigenartig geformten Feder V versehen. Die Anordnung dieser Feder ist derart, dafs beim Anheben der Klinke, wobei die Klinke gegen den Anschlag b trifft, die Feder die Zähne des in Form eines Sperrrades ausgeführten Mitnehmerrades 5 noch berührt. Wenn die Klinken T sich schneller als das Mitnehmerrad 5 drehen, so bleiben sie in angehobener Stellung und machen kein Geräusch, und umgekehrt, wenn das Mitnehmerrad 5 sich schneller als die Klinken T dreht, bewirken die durch die Zähne des Rades bewegten Federn eine Drehung dieser Klinken und ein Einfallen in das Sperrrad.

Die Antriebswelle A, welche die beiden Tretkurbeln trägt, und die Hülfswelle K sind in den Seitenwänden P mittelst Kugeln gelagert.

Der Zapfen U' der Kurbel U der Welle K ist mit Arm Z verbunden, durch welchen die beiden Führungsstangen α der Druckfedern W der einen Seitenwand P (Fig. 5) gegenüber hindurchgehen. Auf dieser Wand P des Lagergehäuses O ist der Zapfen X angeordnet, um welchen der die Federn W tragende Hebel X schwingt. Diese Einrichtung dient dazu, der Kurbel den todten Punkt überwinden zu helfen.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung Fig.- 5 kann der Mechanismus Fig. 7 dienen. Die beiden Zahnräder S' und T' (Fig. 7) auf Welle A bezw. K sind im Verhältnifs von 2 : ι angenommen. Das Zahnrad S' ist mit der auf die Welle A aufgekeilten Kurbel und das Zahnrad T' mit der auf die Hülfswelle K aufgekeilten Kurbel fest verbunden.

Angenommen, die auf der Welle A sitzende Kurbel werde durch eine dem Pfeil in Fig. 7 parallel gerichtete Kraft bethätigt, und zwar von Stellung 1 aus, d. h. unter einem Winkel von 45⁰ zu dieser Richtung, ferner sei in diesem Augenblick die Feder W in ihrem todten Punkt. Alsdann wird bei Bewegung der Kurbel von ι nach 2 der Zapfen U (Fig. 7) von 5 nach 6 gehen, wobei die Feder W gespannt wird. Geht nun die Kurbel von 2 nach 3, wobei der todte Punkt passirt wird, so geht die Feder W um ein Stück zurück, das gleich ist der Entfernung des Punktes 6 vom Punkt 5,

und sie giebt die aufgespeicherte Kraft wieder ab, wobei sie der Kurbel den todten Punkt überschreiten hilft.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Anordnung ist das Princip dasselbe. Es wird ebenfalls das Verhältnifs der Geschwindigkeiten zwischen der Welle A und der Hülfswelle K wie 2 : 1 angenommen. Aufserdem sind zwei Federn W angeordnet, um Platz für die Welle A zu gewinnen. Während sich also der Kurbelzapfen U' dreht und dabei aus der Verticalen nach und nach die Stellungen 1, 2 und 3 passirt, nimmt der Hebel X die punktirt dargestellten Stellungen X ein.

Fig. 5 zeigt die Federn in zusammengedrücktem Zustande, also im Begriff, die aufgespeicherte Kraft wieder abzugeben, bis zu der Stellung 2, wobei sie der Pfeilrichtung folgen, um dann von dem Punkt 2 an bis zu dem gegenüberliegenden Punkt wieder zusammengedrückt zu werden.

Um einen höheren Nutzeffect bei der Uebertragung der Trittkraft durch Pleuelstange und Kurbel zu erzielen, kann man statt der in Fig. 3 dargestellen Zahnräder C E nach Fig. 6 auf die Hülfswelle K ein Rad E excentrisch aufkeilen, das mit einem auf der Welle A sitzenden Ellipsenrad C Eingriff hat, wobei deren Umfang im Verhältnifs von 1 : 2 steht.

Wenn das Rad C sich dreht und die Kurbel m auf ihrem todten Punkt 1 ankommt, so wirkt die Kraft in Richtung der Pfeile; der kleine Durchmesser des Rades C ist dann in Eingriff mit dem grofsen Durchmesser des Rades E. Bei einer Weiterdrehung um 90 ° ist der grofse Durchmesser des Rades C in Eingriff mit dem kleinen Durchmesser des Rades E. Wenn man also die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle K in der Nähe des todten Punktes der Kurbel m als gleichförmig annimmt, übt man eine gröfsere Kraft aus als sonst, aber während einer kürzeren Zeit, wogegen man in der Stellung 2 die ganze Kraft und während einer längeren Zeit ausübt, als wenn die Zahnräder cylindrisch wären.

Claims (6)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Eine Vorrichtung zum Aendern der Fahrgeschwindigkeit von Fahrrädern durch Kuppeln verschiedener auf einer Vorgelegewelle lose sitzender Zahnräder mit der Vorgelegewelle, dadurch gekennzeichnet, dafs auf der Vorgelegewelle (K) zwei Gruppen von in ihren Naben die Kuppelungsschieber aufnehmenden Zahnrädern (EF, IJ) angeordnet sind, von denen die eine Gruppe (EF) mit auf der Tretkurbelwelle festen Zahnrädern (C D), die andere Gruppe (I J) mit Zahnrädern (G H), welche auf einer lose auf der Tretkurbelwelle (A) lagernden, das Antriebkettenrad tragenden hohlen Welle (B) festsitzen, in Eingriff steht, und jede dieser Gruppen mit einem besonderen,, unabhängig von dem anderen bewegten Kuppelungsschieber (L) versehen ist, zu dem Zwecke, mit vier Paar Rädern vier verschiedene, mit fünf Paar Rädern sechs verschiedene Geschwindigkeiten zu erzielen.
2. 2. Eine Ausführungsform der unter 1. gekennzeichneten Antriebvorrichtung, bei welcher zwischen den Zahnrädern jeder Gruppe auf der Vorgelegewelle fest gelagerte Ringe (Q) angeordnet sind, zu dem Zwecke, den gleichzeitigen Eingriff eines Schiebers in zwei benachbarte Zahnräder zu verhüten.
3. 3. Eine Ausführungsform der unter 1. gekennzeichneten Antriebvorrichtung, bei welcher die Zwischenringe (Q) in Aussparungen der Naben der Zahnräder liegen und die Kuppelungsschieber an den Stirnflächen mit Klauen versehen sind, welche in entsprechende Klauen in den Aussparungen der Zahnräder eingreifen können (Fig. 3, 9 und 10).
4. 4. Eine Ausführungsform der unter 1. gekennzeichneten Antriebvorrichtung, bei welcher auf der Tretkurbelwelle (A) ein Mitnehmerrad (S) festsitzt, welches mit seinen Zähnen bei ausgerückten Uebersetzungsrädern' Klinken (T) mitnimmt, welche an der das Antriebkettenrad tragenden hohlen Welle (B) befestigt sind, zu dem Zwecke, das Antriebkettenrad mit der Geschwindigkeit der Tretkurbeln zu drehen.
5. 5. Eine Ausführungsform der unter 1. gekennzeichneten Antriebvorrichtung, bei welcher die Uebersetzung auf die Vorgelegewelle eine zweifache und an einer Kurbel (U) dieser Welle ein Arm (Z) befestigt ist, welcher mittelst Federn (W) mit einem um einen festen Punkt (X) schwingenden Hebel (X) in Verbindung steht, zu dem Zwecke, durch die infolge ■ der Bewegung der Tretkurbeln zwischen den Todtpunktlagen erfolgende Spannung der Federn die Tretkurbeln über die todten Punkte hinwegzuführen.
6. 6. Eine Ausführungsform der unter 1. gekennzeichneten Antriebvorrichtung, bei welcher ein um seinen Mittelpunkt drehbares elliptisches Rad (C) mit einem excentrischen Zahnrad (E) in Eingriff steht, zu dem Zwecke, die Antriebkraft zweckmäfsiger auszunutzen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.