DE93138C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES PATENTAMTAt

KLASSE 63

^"Sattlerei und Wagenbau.

Die Erfindung bezieht sich auf Fahrräder, deren Getriebe zwischen der Kurbelwelle und dem Treibrade ein einseitiges Gesperre enthält, so dafs der Fahrende während der Fahrt die Tretkurbeln anzuhalten und auch rückwärts zu treten vermag, indem das Gesperre sich dabei auslöst und der vermöge der lebendigen Kraft erfolgenden Weiterbewegung des Rades keinen bemerkenswerthen Widerstand entgegensetzt. Dieses Gesperre kann die Kurbelwelle mit dem auf ihr angeordneten grofsen Kettenrade, oder die Nabe des Hinterrades mit dem auf derselben sitzenden kleinen Kettenrade, oder bei Verwendung eines Vorgeleges die Vorgelegewelle mit einem der beiden auf ihr sitzenden Zwischenräder oder unmittelbar diese Zwischenräder verbinden, auch läfst es sich bei Benutzung eines anderartigen Getriebes an Stelle des Kettengetriebes in analoger Weise in die Kraftleitung von der Kurbelwelle zum Treibrade einfügen.

Die Erfindung besteht nun darin, dafs das erläuterte, ein einseitiges Gesperre umschliefsende Getriebe durch Hinzufügung eines Nebengetriebes zu einem Wechselgetriebe ergänzt wird, dessen Umstellung während der Fahrt und ohne Ausführung eines Handgriffes lediglich durch Rückwärtsdrehen der Kurbeln bewirkt werden kann, so dafs beim Wiedervorwärtstreten das Treibrad mit der gröfseren Uebersetzung angetrieben wird, wenn vorher die kleine wirksam war, und umgekehrt. Das~ Nebengetriebe dient zur Vermittelung der gröfseren Uebersetzung, so dafs seine Einschaltung die selbstthätige Lösung des die geringere Geschwindigkeit vermittelnden Gesperres im Hauptbetriebe zur Folge hat. Dabei schliefst das Nebengetriebe ebenfalls ein in demselben Sinne wie dasjenige des Hauptgetriebes einseitig wirkendes Gesperre ein, so dafs man auch bei Benutzung des Nebengetriebes, d. h. beim Fahren mit der gröfseren Geschwindigkeit, die Kurbeln anhalten und sie nach rückwärts drehen kann, letzteres um das Nebengetriebe selbst wieder auszuschalten und zur kleineren Geschwindigkeit zurückzukehren.

Die Wechselvorrichtung, welche sich durch Rückwärtsdrehen der Kurbelwelle in der Weise bethätigt, dafs das Nebengetriebe, wenn eingeschaltet, aus-, und wenn ausgeschaltet, eingeschaltet wird, wird im Allgemeinen die Einrichtung erhalten, dafs durch fortgesetztes Rückwärtsdrehen der Kurbeln das Nebengetriebe in stetiger Reihenfolge abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird, so dafs man die Uebersetzung wechselt, wenn man die Kurbeln nur um so viel zurückdreht, dafs die Wechselvorrichtung einmal bethätigt wird. Die zum Ein - und Ausschalten des Nebengetriebes dienende Wechselvorrichtung kann entweder auf der Kurbelwelle bezw. auf einem mit dieser gekuppelten Gliede oder auf dem Gestell angeordnet werden, wird aber jedenfalls durch das Zusammenwirken des Gestelles mit der Kurbelwelle in Thätigkeit gesetzt. Im Allge- . meinen wird dieses—Zusammenwirken beim Vorwärtsdrehen . der Kurbeln von einem klappernden Geräusch begleitet sein und die

Ueberwindung eines gewissen Widerstandes erfordern. Es giebt aber eine Anordnung des Wechselgetriebes, welche während der Vorwärtsbewegung der Kurbelwelle weder Geräusch noch Reibung verursacht, und diese besteht darin, dafs zwischen das Gestell und das mit der Kurbelwelle gekuppelte rotirende Glied, von dem die Bethätigung der Wechselvorrichtung ausgeht, ein Hülfsring (oder eine Hülfsscheibe) eingeschaltet ist, welcher mit dem Gestell durch ein einseitiges Gesperre in der Weise gekuppelt ist, dafs er nur eine Drehung im Sinne der Vorwärtsbewegung der Kurbelwelle ausführen, also nur an dieser Vorwärtsbewegung, nicht aber an der Rückwärtsbewegung theilnehmen kann, und welcher mit dem erwähnten Gliede des Hauptgetriebes ebenfalls durch ein einseitiges Gesperre, und zwar durch ein Klinkengesperre verbunden ist, welches den Hülfsring bei der Vorwärtsdrehung der Kurbeln mitnimmt und welches die Eigenthümlichkeit besitzt, dafs die Sperrklinke in ihren auf einander folgenden Sperrlagen abwechselnd die eine und die andere von zwei verschiedenen Stellungen einnimmt, so dafs auch die Klinkenachse während der Wirksamkeit des Gesperres die eine oder die andere von zwei durch Drehung um einen gewissen Winkel von einander verschiedenen Stellungen einnehmen kann. Dreht man daher die Kurbelwelle rückwärts, so löst sich das- Klinkengesperre zwischen ihr bezw. dem mit ihr gekuppelten Gliede und dem Hülfsring, weil der Hülfsring durch sein anderes Gesperre an dem Gestell festgehalten wird; die Klinke passirt also bei fortgesetztem Rückwärtsdrehen nach einander ihre verschiedenen Sperrlagen und wird beim Anhalten und Wiedervorwärtsdrehen der Kurbelwelle in die zunächst zur Wirkung kommende Klinkstelle eintreten, welche der einen oder anderen Art angehören und so der Klinkenachse die eine oder andere Winkelstellung geben wird. Hat man nur so weit rückwärts gedreht, dafs die Klinke eine Sperrstellung passiren konnte, so wird sie beim Wiedervorwärtsdrehen in diese, der anderen Art angehörige Sperrstellung eintreten und die Klinkenachse wird ihre Winkelstellung mit Sicherheit gewechselt haben. Von dieser Winkelstellung der Klinkenachse läfst sich nun aber die Ein- und Ausschaltung des Nebengetriebes in beliebiger Weise ableiten. Besonders einfache Ausführungsformen ergeben sich, wenn man zur Aus- und Einschaltung des Nebengetriebes das Gesperre dieses Getriebes benutzt, indem man es abstellt bezw. wieder wirksam werden läfst. Am allereinfachsten geschieht dies so, dafs man das Gesperre des Nebengetriebes ebenfalls als Klinkgesperre ausführt und die Klinke unmittelbar auf der Achse der Wechselklinke anordnet.

Von dieser einfachsten Ausführungsform des Wechselgetriebes geben die Zeichnungen einige Ausführungsbeispiele.

In den Fig. ι bis 5 ist ein Wechselgetriebe dargestellt, welches an dem als Treibrad gedachten Hinterrade angeordnet ist. Fig. 1 zeigt das Getriebe in einem Längsschnitt durch die Hinterradachse. Die Fig. 2, 3 und 4 sind Querschnitte, welche in Fig. 1 nach Lage und Schaurichtung angegeben sind. In diesen Schnitten ist die Lage der Theile diejenige, welche bei treibend wirkenden Kurbeln und Benutzung des Hauptgetriebes, also der kleineren Uebersetzung, vorhanden ist. Fig. 5 wiederholt einen Theil von Fig. 4, setzt aber voraus, dafs die gröfsere Uebersetzung an die Stelle der kleineren getreten ist. Das Hauptgetriebe besteht aus dem mit der Kurbelwelle durch die Kette gekuppelten Kettenrade a, der auf der Nabe b° befestigten Scheibe b und dem zwischen beiden angeordneten Kugelklemmgesperre c, welches in Fig. 2 besonders dargestellt ist. Von den Kugeln kommt nur eine oder höchstens zwei zur Klemmwirkung, während die übrigen hinzugefügt sind, um bei gelöstem Gesperre eine, wenn auch unvollkommene Kugellagerung zwischen den Theilen a und b herzustellen. Das Kettenrad α läuft aufserdem mit einem besonderen Kugelkranz d auf einer Scheibe f, welche mit ihrer Nabe/¹ ebenso wie der Gestelltheil e auf der Radachse <?° befestigt ist. Die Lagerung der Nabe b° auf der Achse e° wird durch die Kugeln m vermittelt. Als Nebengetriebe dient ein Umlaufgetriebe, welches zwischen die Theile α und b eingeschaltet wird. Das Umlaufrad g besitzt zwei Zahnkränze, einen gröfseren g¹ und einen kleineren g"², von denen der erstere in den Innenzahnkranz b¹ der Scheibe b, der letztere in einen auf der Nabe f^l sitzenden Zahnkranz f~, aufserdem aber in den Innenzahnkranz eines Ringes h (Fig. 1 und 4) eingreift. Der Ring /; stellt dasjenige Glied des Nebengetriebes vor, zwischen welchem und dem Gliede α des Hauptgetriebes sich das einseitige Gesperre befindet, durch dessen In- und Aufserwirkungsetzen zugleich das Nebengetriebe ein- und ausgeschaltet wird. An dem ringförmigen Kranze a¹ des Kettenrades α sind die Klinken / (Fig. 4) angelenkt, deren mehrfache Zahl die Federbelastung entbehrlich macht. Sie greifen, so lange die Kurbeln treibend wirken, entweder (wie in Fig. 4 dargestellt) in die Zahnlücken /' des Hülfsringes i (alsdann ist das Nebengetriebe ausgeschaltet), oder sie greifen (wie in Fig. 5 dargestellt) durch die Durchbrechungen i'² des Hülfsringes hindurch und in die Zahnlücken /2¹ des Ringes h ein. Im letzteren Falle ist das. Nebengetriebe eingeschaltet, indem durch die Klinken / dem Ringe h die Winkelgeschwindigkeit des Ketten-

rades a ertheilt wird, und das sich auf dem festen Zahnkranz/¹ abwälzende Umlaufrad g der Scheibe b eine Winkelgeschwindigkeit verleiht, welche diejenige des Kettenrades α übersteigt, so dafs sich das Gesperre c löst. Beim . Rückwärtsdrehen der Kurbeln, also bei einer Bewegung des Kettenrades a, welche den Pfeilen in Fig. 4 und 5 entgegengesetzt ist, tritt ein in Fig. 1 und 3 dargestelltes Kugelklemmgesperre k in Wirkung, welches zwischen dem Kranze f'⁶ der festen Scheibe f und dem Hülfsring i angeordnet ist und den Stillstand des Hülfsringes i zur Folge hat. Die Klinken / heben sich alsdann aus und gleiten -auf dem Hülfsringe i, und wenn sie bei der Rückwärtsbewegung des Kettenrades α nur eine·Klinkstelle z¹ oder Durchbrechung z'² überschreiten, so treten sie bei der darauf folgenden Vorwärtsbewegung der Kurbeln in die Klinkstelle i¹ be/.w. durch die Durchbrechung z'² hindurch und in eine der Klinkstellen h^l ein, womit der gewünschte Uebersetzungswechsel hergestellt ist. Das erläuterte Ausführungsbeispiel zeigt die Eigenthümlichkeit, dafs die beiden auf gemeinsamer Achse sitzenden Klinken, von denen die eine zum Gesperre des Nebengetriebes gehört, die andere aber die Wechselklinke ist, zu einer einzigen Klinke / vereinigt sind. Sind die Sperrklinken des Nebengetriebes ausgehoben, so läuft dasselbe leer, indem nicht mehr der Zahnkranz b^l von dem Zahnkranz g^l getrieben wird, sondern umgekehrt. Das in den Fig. 6 bis 9 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt das Wechselgetriebe unmittelbar auf der Kurbelwelle angebracht. Aufser der Kurbel a° ist auf der Welle α³ eine Muffe a'² befestigt, auf welche der Ring a aufgeschraubt ist. Zwischen letzterem und dem als Kettenrad dienenden, mittels der Kugeln m auf der Kurbellagerbüchse e gelagerten Gehäuse b ist das Gesperre c des Hauptgetriebes angebracht. Uebrigens ist die Kurbelwelle a^s in üblicher Weise mittels des Kugelkranzes d in der Büchse e gelagert. Als dasjenige Glied des Nebengetriebes, welches durch das Klinkengesperre mit dem in diesem Falle auf der Muffe a² angeordneten Kranze a¹ des Hauptgetriebes gekuppelt wird, dient wieder ein Ring h, der diesmal mit einem äufseren Zahnkranz versehen ist. Die durch Befestigung auf der Lagerbüchse e mittels der Nabe f^l zu einem festen Gestelltheil gemachte Scheibe f trägt ein Auge f'², in welchem mittels der Kugeln η das Doppelstirnrad g gelagert ist. Der kleinere Zahnkranz g² dieses Doppelrades empfängt den Antrieb von dem Ringe h und der gröfsere Zahnkranz g¹ greift in den Zahnkranz b^l des Kettenrades b ein und giebt dem letzteren dabei die höhere Geschwindigkeit, welche das Gesperre c zur Auslösung bringt. Die Wechselklinken Z² sind mit den Gesperrklinken Z¹ wieder auf denselben Bolzen vereinigt und in Aussparungen des Kranzes a¹ untergebracht. Dieser Kranz liegt innerhalb des auf seiner Innenfläche mit den Klinkstellen h¹ ausgestatteten Ringes h und aufserhalb des auf seiner Aufsenfläche mit den zweierlei Klinkstellen i¹ und z'^ä ausgestatteten Hülfsringes i, dessen Innenfläche wiederum mit dem in dem Ringe f³ der Gestellscheibe f untergebrachten Kugelklemmgesperre k zusammenwirkt. Treten die Wechselklinken /² in die tieferen Einschnitte z'² ein, so senken sich zugleich (wie in Fig. 9 dargestellt), die Gesperrklinken I¹ in Klinkstellen h¹ des Ringes h, und das Nebengetriebe ist eingeschaltet. Greifen die Wechselklinken /² nur in die flacheren Klinkstellen i ^J, so ist das Nebengetriebe ausgeschaltet und läuft wie beim ersten Beispiele vermöge der Kuppelung zwischen den Zahnkränzen g¹ und b^l leer mit.

In Fig. 10 bis 13 ist eine Anordnung des Wechselgetriebes dargestellt, bei welcher das Klemmgesperre c des Hauptgetriebes zwar wieder zwischen dem Kranze b der Nabe b° des Treibrades und dem auf dieser Nabe angeordneten kleinen Kettenrade α eingefügt ist, bei welcher aber das Nebengetriebe ebenfalls ein von der Kurbelwelle zur Treibradnabe gehendes Kettengetriebe mit dem. grofsen Kettenrade h und dem in den Kranz b geschraubten kleinen Rade b¹ ist, wobei die Wechselklinke /² an dem grofsen Kettenrade a² des Hauptgetriebes angebracht ist und die mit ihr verbundene Sperrklinke I¹ in das grofse Kettenrad h des Nebengetriebes eingreift. Das grofse Kettenrad h des Nebengetriebes ist auf der Kurbelwelle a³ mittels eines Kranzes von Kugeln ο gelagert, so dafs es bei ausgeschaltetem Nebengetriebe die ihm durch seine Kette von dem kleineren Kettenrade b¹ her mitgetheilte langsamere Bewegung annehmen kann. Der Hülfsring i mit den verschieden tiefen Klinkstellen z¹ und z'² sitzt in diesem Falle auf einer Scheibe z'°, welche durch das Kugelklemmgesperre k mit der unbeweglichen Lagerbüchse e in die erforderliche Verbindung gesetzt ist. Die Anordnung der vereinigten Wechsel- und Sperrklinke / sowie des Hülfsringes i einerseits und des Gliedes h des Nebengetriebes andererseits unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 6 bis 9, wie ein Vergleich der Fig. 11 und 8 zeigt, nur in unwesentlichen Beziehungen.

In allen drei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen läuft, wie in den einzelnen Fällen bereits bemerkt wurde, das Nebengetriebe, wenn ausgeschaltet, leer mit. Dies kann vermieden werden und das Nebengetriebe, so •lange das Hauptgetriebe wirksam ist, in einen Zustand der Ruhe oder derjenigen Bewegung, welche dem geringsten Kraftverbrauch entspricht, versetzt werden, wenn man an der

Verbindungsstelle des Nebengetriebes mit dem getriebenen Gliede b noch ein ,,einseitiges, in demselben Sinne wie das Gesperre Jr¹I¹ wirkendes Gesperre anordnet. Ein solches Gesperre würde also bei dem Beispiel nach Fig. ι bis 5 vielleicht zwischen dem Zahnkranz b^l und der Scheibe b, bei dem Beispiel nach Fig. 6 bis Q an derselben Stelle und bei dem Beispiel nach Fig. io bis 13 zwischen dem kleinen Zahnrad b¹ und dem Ringe b angebracht werden. Bei dem letztgenannten Ausführungsbeispiel lä'fst sich in ähnlicher Weise vermeiden, dafs die Kette des Hauptgetriebes bei eingeschaltetem Nebengetriebe mit ihrer gewöhnlichen Geschwindigkeit umläuft, wenn man den Zahnkranz des Rades a'² von diesem Rade selbst durch ein entsprechendes Gesperre trennt.

Die drei gezeichneten und beschriebenen Ausführungsbeispiele erschöpfen selbstverständlich in keiner Weise die in dem vorangegangenen allgemeinen Theil erläuterte Erfindung. Dies gilt nicht nur bezüglich der Mittel zum Ein- und Ausschalten des Nebengetriebes, worauf bereits in jenem allgemeinen Theil hingewiesen wurde, sondern auch für die Beschaffenheit des Nebengetriebes und für die Gesammtanordnung des Wechselgetriebes, insofern für die Unterbringung desselben nicht nur die Kurbelwelle und die Nabe des Treibrades , sondern auch Vorgelegewellen und sonstige Zwischenmechanismen in Frage kommen können.

Claims (3)

1. Pa te nt-Ansprüche:

   i. Eine Vorrichtung zur Veränderung der Uebersetzung bei Fahrrädern mit zwei Getrieben, bei denen in dem Hauptgetriebe zwischen dem treibenden und dem getriebenen Theile ein nur in der Antriebrichtung wirksames Gesperre (Kugeigesperre (c) oder dergl.) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dafs mit dem treibenden Theile ein anderes Gesperre (I1¹J sich dreht, welches zwei verschiedene Stellungen einnehmen kann und in seiner einen Lage ein das Fahrrad mit gröfserer Uebersetzung bewegendes Nebengetriebe (h g) mit dem treibenden Theile kuppelt, in seiner anderen Stellung dieses Nebengetriebe aber freigiebt, wobei dieses Gesperre (I I¹J durch Rückwärtsdrehen der Tretkurbeln aus seiner jeweiligen Stellung ausgerückt und in die andere eingerückt wird, zu dem Zwecke, durch Rückwärtsdrehen der Kurbeln den Wechsel der Uebersetzung vornehmen zu können.
2. 2. Eine Ausführungsform der unter 1. gekennzeichneten Vorrichtung, bei welcher der Wechsel in den Stellungen des Gesperres (I I¹J durch einen gegen Rückwärtsdrehung gesicherten Ring (i) bewirkt wird, welcher mit zwei verschieden tiefen, mit einander abwechselnden Zahnungen (i¹ i²) versehen ist, in welche eine mit dem Gesperre (H¹) verbundene Klinke (P) eingreift, wobei das Nebengetriebe frei ist, wenn die Klinke in der einen Art der Zahnung (i'J ■ liegt, aber mit dem Antrieb bei Eingriff der Klinke in die andere Zahnung (i¹) gekuppelt ist.
3. 3. Eine Ausführungsform der unter 1. gekennzeichneten Vorrichtung, bei welcher der den Wechsel der Stellung des Gesperres bewirkende Ring (i) einen mit dem Nebengetriebe verbundenen, an seinem Umfange mit Sperrza'hnen versehenen Ring (h, Fig. 1 bis 5) concenlrisch umgiebt und die eine Art der Zahnungen aus durch den äufseren Ring (i) hindurchführenden Oeffnungen (Γ²) besteht, durch welche die Klinke (I) beim Kuppeln des Nebengetriebes hindurchgreift und in die Zähne des mit dem Nebengetriebe verbundenen inneren Ringes (h) einfällt, zu dem Zwecke, die den Wechsel in der Stellung des Gesperres bewirkende Klinke als Gesperre benutzen zu können.

   Hierzu 4 Blatt Zeichnungen.