DE97858C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf Antriebmittel für Fahrräder und dergl.

Während die allgemein angewendete Kette beim Antrieb von Fahrrädern Vortheile hinsichtlich ihrer Einfachheit darbietet, ist dieselbe doch auch manchen Nachtheilen unterworfen. So ist dieselbe dem Staube ausgesetzt, welcher als fein vertheilter scharfer Sand sich mit dem Schmiermittel mischt und so eine Schleifpaste darstellt, welche in die vielen Verbindungsstellen eindringt und dadurch die Kette sowohl wie die Kettenräder schnell abnutzt. Diesem hat man dadurch vorzubeugen gesucht, dafs man die Kette mit einem Kasten. umgiebt bezw. hat man die Kette durch Kegelräder-Uebersetzung mit Uebertragungswellen, welche gleichfalls mit einer Hülle umgeben sind, zu ersetzen gesucht. Alle diese Mittel jedoch stellen eine schwerfällige, unausgeglichene und unzugängliche Beifügung zum Rade dar.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht nun· darin, eine Vorrichtung, zur directen Kraftübertragung zu bilden unter Ausschlufs der Ketten- oder Zahnradeingriffe und die Uebertragungsvorrichtungen fast vollständig in den Fahrradrahmen einzuschliefsen, so dafs' also der Staubzutritt vollständig ausgeschlossen wird und dennoch das Aussehen der Leichtigkeit des Rades bewahrt wird, welches einen der Hauptpunkte für die Schönheit des Fahrrades, bildet.

Demgemäfs besteht der Erfindungsgegenstand in innerhalb der röhrenförmigen Theile der hinteren unteren Gabel eingeschlossenen Stofsstangen, welche vermittelst an den sich mit der Kurbelwelle drehenden Antriebrädern angeordneten Dornen bezw. Ansätzen der Längsrichtung nach bethätigt werden und entsprechend auf einander folgende Impulse dem hinteren Rade des Zweirades ertheilen. Die Kraft wird dem hinteren Rade durch eine Schaltvorrichtung mitgetheilt, welche in der Antriebrichtung wirkt, dagegen bei der Rückwärtsbewegung leer läuft, und die Räder sind so auf die Kurbelwelle aufgesetzt, dafs ihre Zähne abwechseln, so dafs die eine Stofsstange und ihre Verbindungsteile stets in Eingriff und in Antriebstellung gehalten werden. Aufserdem sind Anordnungen getroffen, um zu verhindern, dafs die Räder sich nach der unrechten Richtung drehen können. Alle diese Theile sind, sofern sie nicht innerhalb des Rahmens selbst eingeschlossen sind, mit staubsicheren Behältern umgeben.

In beiliegender Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand veranschaulicht, und zwar zeigt:

Fig. ι ein mit demselben ausgestattetes Zweirad in Seitenansicht, während die übrigen Figuren Schnittansichten . einzelner Theile des Erfindungsgegenstandes, in größerem Mafsstabe gezeichnet, wiedergeben; so ist

Fig. 2 ein Verticalschnitt der Hauptantriebtheile.

Fig. 3 ist ein entsprechender Horizontalschnitt nebst Grundrifs.

Fig. 4 stellt in noch gröfserem Mafsstabe einen Theil der Fig. 2 dar, durch welchen die

einzelnen Antriebtheile vollständiger und zugleich unter abweichenden Bedingungen veranschaulicht werden.

Fig. 5 schliefslich ist ein Verticalschnitt, welcher eine Einzelansicht in noch gröfserem Mafsstabe wiedergiebt.

In diesen Figuren ist mit A das Zweiradgestell bezeichnet, während A¹ A² einzelne Theile desselben andeuten. B und B¹ sind bezw. das Hinter- und Vorderrad, B² der Sattel, B³ die Tretkurbel und ß⁴ die Lenkstange, und zwar sind alle diese Theile in der üblichen Weise construirt, mit Ausnahme der in Nachstehendem näher beschriebenen.

C ist die sich bei b in Kugellagern drehende Kurbelwelle, C¹ sind Räder, deren Umfang mit vollständig oder nur halb abgerundeten Ansätzen C² versehen sind und sich dicht an die entsprechend gestaltete Innenwandung eines Gehäuses A¹ anpassen (Fig. 2). Jedes dieser Räder C¹ ist an seinem Umfange zwischen den Ansätzen mit Nuthen. versehen, so dafs die Umfangsflächen wahre Kreise bilden, welche halb durch den Behälter A¹ und halb durch die Nuthen gebildet werden. Die Rückfläche eines jeden Zahnes ist nach abwärts in einer zum Umfange concav gestellten Linie gekrümmt.

D sind Stofsstangen, von denen je eine in jedem Gliede A'² der nahezu/ waagerechten hinteren Gestellgabel angeordnet ist. Der steife mittlere Theil derselben ist schmaler als der Innenraum des Gabeltheiles und wird in demselben durch Ring α³ und an dem Halsring d geführt. Die Enden D¹ D² der Stofsstange sind biegsam und aus Stahldraht gebildet, welcher spiralförmig aufgewunden ist, derart jedoch, dafs jede Windung in Berührung mit der nächsten steht. Diese Anordnung gestattet eine vollständige Biegsamkeit, jedoch unter Ausschlufs jedweder Zusammendrückbarkeit in der Längsrichtung, welche Eigenschaften von wesentlichem Einflüsse auf erfolgreiche Wirksamkeit des Erfindungsgegenstandes sind. Das Ende Dⁱ der Stofsstange D ist in der leicht gekrümmten Verlängerung A³ des Gehäuses A¹ durch eine Reihe von Rollen a* geführt, welche auf festen, vom Gehäuse getragenen Bolzen aufgesetzt sind. Am Ende ist die Stofsstange mit einem Knopf D³ aus gehärtetem Stahl versehen, welcher eine halbkugelförmige Oberfläche besitzt und einen mit spiralförmigen Nuthen bezw. Schraubengewinden versehenen Schaft, welcher in die Schneckenwindungen des Drahtes eingreift und in denselben durch Verlöthung oder dergl. gegen Herausziehen gesichert wird. Der Zweck dieses Knopfes besteht darin, in Berührung mit den Ansätzen C² des Rades C¹ zu treten und die durch die Stofsstange empfangene Kraft zu übertragen. D⁴ ist eine spiralförmige Druckfeder, welche zwischen den Widerlagsscheiben α³ und dem Halsring d gelagert ist und deren Druckkraft zum Andrücken der Stange D gegen das Rad, sowie zur Einführung des Knopfes D³ in die Bahn des folgenden Zahnes nach jedem Antrieb verwendet wird. Z)⁵ ist eine gleiche, jedoch schwächere Feder, welche zwischen dem Halsring d und dem Widerlager α⁵ eingeschaltet ist und als Kissen für die Stange dient, wenn diese von einem Anschlag freigegeben wird und so einen ungehörigen Stofs bezw. unangenehmes Geräusch verhindert.

Das gegenüberliegende Stangenende D² ist gleich geformt und wird in !einer Verlängerung A⁶ des Behälters /L⁴ durch Rollen α⁶ geführt. Der Knopf -D⁶ an diesem Ende ist gelenkig mit einem Bolzen F³ verbunden, welcher aus einem einen Theil des in dem Gehäuse Aⁱ eingeschlossenen Klauenmechanismus bildenden Blocke F² hervorsteht. Die Construction und Anordnung der hinteren unteren Gabel ist wesentlich. Jeder Theil A² derselben ist in seinem Innern glatt ausgedreht und mit der Verlängerung A³ durch eine Hülse verbunden, welche grofs genug ist zur Aufnahme der Röhre A'² und eine glatte und durchbrochene Verbindung am inneren Theile ermöglicht, so dafs der biegsame Theil D¹ der Stofsstange D quer zur Verbindungsstelle und mit nur geringerer Reibung sich hin- und, herbewegen kann. Die Construction am gegenüberliegenden Ende der Röhre A² ist entsprechend ausgeführt, um die Querbewegung des Stangentheiles D² von der Röhre zum Innern der Verlängerung A^s zu erleichtern.

E stellt die festgelagerte hintere Achse des Zweirades dar, deren mittlerer Theil cylindrisch geformt ist, während die Enden E¹ zum Eingriff mit entsprechend gestalteten Schlitzen im Gehäuse A abgeflacht sind zur Verhinderung ihrer Umdrehung - und durch Muttern E³ auf den mit Schraubengewinde versehenen Verlängerungen E² an Ort und Stelle erhalten werden. Die Nabe des hinteren Rades B dreht sich auf dem cylindrischen Theil und besteht aus einem röhrenförmigen Theile E*, welcher der Achse angepafst ist und aus zwei radialen Flantschen E⁵, an welchen die Drahtspeichen des Rades in der üblichen Weise befestigt sind. Die Aufsenseite eines jeden Flantsches trägt einen ringförmigen Flantsch E^e, welcher dem Gehäuse A^ dicht angepafst ist und einen wesentlichen Bestandtheil des Klauenmechanismus bildet. E¹ sind der Achse angepafste Ringe, welche in die Aufsenflächen der Flantschen E^b eingeschraubt sind und Verlängerungen des röhrenförmigen Theiles bilden. Sie tragen in einer Erweiterung E^s die Kugeln E⁹ der Lager. Auf die Halstheile eines jeden dieser Ringe E⁷ ist ein loser Ring F angepafst und wird durch die Erweiterungen E^s in den

Ringen F⁷ festgehalten. Der lose Ring trägt einen mit demselben aus einem Ganzen hergestellten oder auch an demselben befestigten federnden Arm .F¹, welcher radial gestellt ist und in den vorerwähnten Block F² endigt, welcher an der Aufsenseite gekrümmt ist, um sich dicht an die innere Seite des ringförmigen Flantsches F⁶ anzulegen, welcher, wie oben erwähnt, gelenkig mit dem Knopf Z)⁶ verbunden ist und sich mit der Stange D bewegi. Ein segmentförmiger Klauenblock F⁶ ist mit dem Ring F durch ein kurzes, winklig angeordnetes Kniegelenk F* verbunden, so dafs, wenn das letztere gedreht wird, der Klauenblock in starke Reibungsberührung mit der Innenfläche des Flantsches F⁶ gebracht wird.

Der segmentförmige Klauenblock liegt mit seiner Rückfläche ziemlich dicht an der Vorderseite des Blockes F² an, ist jedoch von demselben getrennt. Eine zwischen dem Gelenk F⁴ und einem Gehä'useflantsch F⁷, welcher einen Theil des Blockes F¹ bildet, eingeschaltete Feder F⁶ sucht den Klauenblock nach rückwärts bezw. gegen den Block F² hin zu ziehen. Wird der Stofs von der Stange D D¹ D² aufgenommen, so ist die erste Wirkung die, dafs der Block F² nach vorwärts gestofsen und der Arm F¹ um ein Geringes seitwärts bewegt wird. Indem der letztere nachgiebt, überträgt er seine Bewegung auf den Ring F, bewirkt, dafs dieser sich über dem Lager F⁷ dreht und das Kniegelenk F⁴ gestreckt wird. Letzteres bringt den Klauenblock in kräftigen Eingriff mit dem Flantsch Ε^Ά und dreht den letzteren, sowie das Hinterrad B. Der Zwischenraum zwischen dem Block F² und dem Klauenblock ist so gering, dafs der erstere mit dem letzteren in Berührung tritt, bevor die Zugwirkung auf den federnden Arm F¹ genügend ist, diese zu beeinträchtigen, und alle Theile der Vorrichtung sind so zu einander gelagert, dafs der Antriebverlust auf ein Minimum redücirt wird. Durch das Nachgeben des federnden Armes F¹ wird eine wichtige Function der Klauenthätigkeit dadurch bewirkt, dafs der Klauenblock verhindert wird, zu stark in den Flantsch F⁶ einzugreifen. Wäre der federnde Arm ein starrer, so würde die volle Kraft des von der Stange D empfangenen Stofses dem Kniegelenk mitgetheilt, und da die Kraft mit der durch den Radfahrer ausgeübten Kraftwirkung sich ändert, so würde das Kniegelenk unter grofsem Drücke geneigt sein, eine nahezu geradlinige Lage einzunehmen und schwierig aus derselben wieder herausbewegt werden können. Dies wird durch die Elasticitätdes federnden Armes vermieden, welcher auf das Kniegelenk nur den Druckbetrag überträgt, welcher nöthig ist, den Eingriff des Klauenblockes mit dem Flantsch zu bewirken. Ist noch irgend ein Ueberschufs vorhanden, so wird der Arm gebogen , bis sein Block F² sich nach vorwärts bewegt, gegen die anliegende Fläche des Klauenblockes. Ein weiterer Druck wird dann direct von dem Klauenblock in der Freigaberichtung aufgenommen. Bei geeigneten Verhältnissen der Theile zu einander ist das Resultat derart, dafs das Kniegelenk bis zu einem gewissen Winkel gestreckt wird und in den Flantsch F,⁶ mit einer proportionalen Kraft eingreift, ohne Rücksichtnahme auf einen Stofsüberschufs, welcher letztere, anstatt die Theile zu zerbrechen bezw. aus der Lage zu.einander zu bringen, zur Verschiebung des Blockes F⁵ auf dem Flantsch ausgenutzt wird. Wie vorerwähnt, steht eine der Klauen stets in Eingriff, während die andere leer zurückgeht, und da diese Rückwärtsbewegung in viel kürzerer Zeit sich vollzieht als der Stofs, so werden beide Klauen gleichzeitig während eines Theiles eines jeden Stangenhubes bezw. einer jeden Stangenhin- und Herbewegung in Eingriff gesetzt. Jede vollständige Umdrehung der Kurbelwelle C bewirkt sieben Impulse der Stange, welche auf den Klauenmechanismus zu jeder Seite übertragen werden, und das zwischen dem Rad und der Klaue vorhandene Verhältnifs erzeugt ein Geringes mehr als zwei Umdrehungen des Hinterrades für jede Umdrehung der Kurbelwelle. Dieses Verhältnifs kann jedoch beliebig abgeändert werden.

Die Wirkungsweise der vorliegenden Antriebvorrichtung ist folgende: Die Tretkurbeln sind in der für den Radfahrer erforderlichen Stellung angeordnet, und da dieselben nicht unbedingt mit dem Hinterrad verbunden sind, so verbleiben sie in ihrer Stellung, während der Radfahrer aufsteigt und seine Füfse auf dieselben setzt, worauf die Tretkurbelwelle in der üblichen Weise in Umdrehung versetzt wird. Jeder Ansatz C² auf den Rädern C¹ drückt, sobald er mit dem Knopf D³ in Berührung tritt, die Stange D nach rückwärts und setzt durch Vermittelung- der Schaltvorrichtung das Hinterrad in Umdrehung. Sobald der Radansatz am Knopfe vorüber ist, kehrt die Stange unter der Federwirkung in ihre Ausgangslage zurück und empfängt einen neuen Antrieb vom nächsten Ansätze. Wie oben aus einander gesetzt, wechseln die Radansätze mit einander ab, so dafsdie eine Stofsstange stets in Eingriff steht und ihre Kraft zur Vorwärtsbewegung des Rades ausübt. Beim Anhalten werden die Füfse nicht von" den Fufstritten der Tretkurbeln entfernt und die Stofsstangen bleiben feststehend, da das Zweirad mit keinem anderen Hindernifs sich vorwärts bewegt, als die Reibung der Räder auf den Kugellagern bildet. Die Arbeitsflächen der Zähne C² sind in der in Fig. 2 veranschaulichten Weise gebogen, um die Knöpfe D mit einer wippenden Bewegung freizugeben

und die Gefahr der Festklemmung der Knöpfe zwischen den Ansatzflächen und den Rollen a* zu vermeiden. Die Rückflächen sind concav gekrümmt, um die unmittelbare Rückwärtsbewegung der Stange D durch Ausdehnung der Feder D¹ nach dem Vorübergang eines Ansatzes zuzulassen. Eine umgekehrte Drehbewegung des Ansatzrades würde das biegsame Ende der Stange zurückdrücken und wird durch den Schuh C⁵ und seine Verbindungsteile verhindert. Jeder durch einen Zahn bezw. einen Ansatz C² der Stange D ertheilte Antrieb wird direct auf das Hinterrad übertragen und der einzige Kraftverlust wird durch die Reibung bei der Drehung der geringen Curven bedingt. Alle Theile der vorliegenden Antriebvorrichtung sind, wie bereits erwähnt, im Maschinengestell bezw. in staubsicheren Gehäusen eingeschlossen. Das Gewicht der Antriebvorrichtung ist geringer als dasjenige der. üblichen Ketten mit ihren Verbindungstheilen. Die Antriebwirkung ist eine, sichere und wird auf beiden Seiten ausgeübt, wodurch die aus der Zahnradverbindung an der einen Fahrradseite sich ergebende Torsionswirkung zum wesentlichen Theile aufgehoben wird. Ein weiterer Vortheil beruht in dem Umstand, dafs der Radfahrer die Tretkurbeln nicht verlieren kann. Beim Anhalten können die Füfse lose auf denselben verbleiben, oder, falls er die Füfse entfernt, nehmen die Kurbeln nicht mehr an der Umdrehung Theil, sondern verbleiben in der zum Wiedereingriff geeigneten Stellung.

Es sind natürlich Aenderungen in der Ausführung der Erfindung möglich. So können an Stelle der in der Zeichnung dargestellten Schaltvorrichtung andere Ausführungsformen dieses Theiles gesetzt werden. Selbstverständlich kann der Erfindungsgedanke nicht allein für Zweiräder, sondern für andere entsprechende Fahrzeuge verwendet werden.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Eine Antriebvorrichtung für Fahrräder und dergl., dadurch gekennzeichnet, dafs der Antrieb der Hinterradächse von der Tretkurbelwelle aus vermittelst einer den Krümmungen der sie einschliefsenden Gestelltheile folgenden biegsamen, mit ihrem einen Ende federnd in der Bahn der Antriebradzähne (C²J. erhaltenen, mit dem anderen Ende in eine Schaltvorrichtung (F⁵J des Hinterrades eingreifenden Stofsstange (DJ bewirkt wird.
2. 2. Eine Ausführungsform der in Anspruch ι gekennzeichneten Antriebvorrichtung, bei welcher die Stofsstange (D) in ihrem mittleren Theile starr und nur an ihren Enden biegsam ist, um den Krümmungen der sie einschliefsenden Gehäusetheile folgen zu können, an denen der Stange gegenüber Führungsrollen (a* bezw. a⁶j angeordnet sind, derart, dafs Verbiegungen der Stangenenden verhindert werden.
3. 3. Eine Ausführungsform der in Anspruch 1 gekennzeichneten Antriebvorrichtung, bei welcher die in den hinteren unteren Gabeltheilen- eingeschlossenen Stofsstangen (D D¹ D²J in Führungsringen (a^s aⁿj gleiten und Widerlager (d) tragen, zwischen denen einerseits Druckfedern (D*), andererseits Stofsminderungsfedern (D^s) eingeschaltetsind, derart, dafs die durch die Radansätze (C²J gegen die Schaltvorrichtung des Hinterrades vorgeschobenen Stofsstangen nach dem Passiren der Ansätze wieder gegen das Antriebrad (C¹J angedrückt, durch Vermittelung der Stofsminderungsfedern aber das Auftreten von Stöfsen dabei verhütet wird.
4. 4. Eine Ausführungsform der in Anspruch 1 gekennzeichneten Antriebvorrichtung, bei welcher die in Anspruch 3 genannte Schaltvorrichtung aus einem die Welle des Hinterrades (BJ lose umgebenden Ring (F) mit radial aus demselben hervorstehenden, mit dem Hinterende der Stofsstange (D) verbundenen Arm (F¹) und einem einen Klauenblock (F^h) tragenden Gelenk (F¹J besteht, derart, dafs bei der Stofsübertragung durch die Stange (D) das Gelenk durch Druck gestreckt wird und den Klauenblock (F) zum Eingriff mit einem ringförmigen Flantsch (E⁶) des Hinterrades bringt. .
5. 5. Eine Ausführungsform der in Anspruch 1 gekennzeichneten Antriebvorrichtung, bei welcher zwischen dem in Anspruch 4 genannten Gelenk (F*) und einem Gehäuseflantsch (F¹) eine Feder (F⁶J eingeschaltet ist, derart, dafs der Klauenblock (F^hJ standig gegen das Stofsstangenende (D²J angedrückt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.