Kurbeltriebmomentwandler für Kurbeltriebe Beschreibung Die Erfindung betrifft einen Kurbeltriebmomentwandler, der als Drehmomentwandler zur Drehkraftaufnahme und zur Drehmomentsteuerung bei der Drehkraftübertragung von Kurbeltrieben dient, wobei die Drehkraftschwankungen des "Kurbeltrieb mit fest¬ stehenden Kurbelarmen" während eines Kurbeltriebhubes, je nach dessen Kurbel¬ triebstellung, durch periodische ungleichförmige Drehgeschwindigkeiten des Kurbel¬ trieb mit einer minimalen zwischen zwei maximalen Winkelgeschwindigkeiten während eines Kurbeltriebhubes, vorteilhafter bei der Drehkraftübertragung übersetzt werden, insbesondere bei Hand-, Hubkolben-und Tretkurbeltrieben. Der Nachteil der Drehkraftübertragung des Kurbeltriebes an eine konstante Wider¬ standskraft ist bekannt, und liegt bei den Drehkraftschwankungen durch die unregel¬ mäßige Kraft auf die Drehbewegung des Kurbeltriebes, die bewirken, dass in fließenden Obergängen zuviel und zuwenig Kraft vorhanden ist. Die Ursachen dafür befinden sich vor allem bei den Kraftauswirkungen in den Bereichen des oberen und unteren Tot¬ punktes eines Arbeitshubes des Kurbeltriebs, wo die vertikale Kraft der Hubge¬ schwindigkeit auf die tangentiale Hebelkraft, wie auch dessen Hebel weg am geringsten ist und somit zu wenig von der Kraft, mangels langer Übersetzung, umgesetzt wird. Im Gegensatz dazu ist die Kraftauswirkung im Mittelpunkt eines Arbeitshubes bei ca. 90° des Kurbelradius, wo die vertikale Kraft der Hubgeschwindigkeit auf die tangentiale Hebelkraft, wie auch dessen Hebelweg am höchsten ist, zu kurz übersetzt, was einer optimalen Kraftübertragung entgegen steht, womit der ganze Kraftdrehweg zu einem geringeren Wirkungsgrad der aufgebrachten Leistung führt. Es sind für Fahrräder Lösungen bekannt, bei denen durch die Umwandlung von gleich- mäßigen Drehgeschwindigkeiten des Kurbeltrieb in ungleichförmige Drehgeschwindig¬ keiten während einer Kurbeltriebdrehung, für jede Stellung des Kurbelradius eine bessere Obersetzung zwischen der vertikalen Kraft der Hubgeschwindigkeit auf die tangentiale Hebelkraft und zu deren jeweiligen Hebelweg am Kurbeltrieb erzeugt werden sollen. Dazu soll die Hubgeschwindigkeit in den Bereichen des oberen und unteren Totpunktes eine wesentlich höhere Geschwindigkeit wegen der geringsten tangentialen Hebelkraft auf dem Kurbeltrieb erzielen, und dazwischen bei ca. 90° Kurbelradius wegen der höchsten tangentialen Hebelkraft eine wesentlich niedrigere Geschwindigkeit vollziehen, um so die Drehkraftschwankungen vom Kurbeltrieb vor¬ teilhafter in die Drehkraftübertragung zu übersetzen. In der DE-PS 8 14 111 wird die Lösung der Aufgabe bei Fahrrädern ohne Schaltung oder bei Nabenschaltungen in der Hinterradnabe, durch den Einsatz eines ovalen An¬ triebskettenblattes an der Tretkurbel, das zur Steϊlzeitverstellung manuell drehverstell¬ bar angeordnet ist, in Verbindung mit einem exzentrisch gelagerten Abtriebskettenritzel mit einer Übersetzung von 2 : 1 zum ovalen Kettenblatt angestrebt. Dabei wird die wirkungsvolle ungleichförmige Drehgeschwindigkeit des Kurbeltriebes durch den wechselnden Radius am ovalen Kettenblatt vollzogen, dabei soll das exzentrisch gelagerte Abtriebskettenritzel an der Nabe den Kettenspanner ersetzen. Durch die nur zur Kettenspannung benötigte sehr geringe exzentrisch angeordnete Bauweise des Abtriebkettenritzels im Verhältnis zu dem großen ovalen Ausmaß des Antriebs- kettenblattes, hat das exzentrisch angeordnete Abtriebskettenritzel keinen Einfluß auf eine periodische und ungleichförmige Drehgeschwindigkeit des Kurbeltriebes. Es hat sich aber in der Praxis gezeigt, dass schon eine minimale Abnutzung oder eine minimale Ferπ'gungstoleranz bei der Herstellung des Kettenantriebes einen zusätzlichen Kettenspanner erfordert. Deshalb verzichtete man bei spätereren Ausführungen auf das exzentrisch gelagerte Antriebskettenritzel und setzte dafür einen Kettenspanner ein,
wodurch auch der Einsatz bei Kettenschaltungen ermöglicht wurde. Bei dieser Aus¬ fuhrung, aus dem Lehrbuch " Fahrradtechnik: Konstruktion, Fertigung, Instandsetzung" von Winkler, F. u. Rauch, S., 2. Auflage, 1980, S. 191 ff, Bielefelder Verlagsanstalt KG, erzielte man eine geringe Leistungssteigerung, die bei höheren Trittfrequenzen mit wenig Kraftausübung ein unangenehmes Tretempfinden durch einen eiernden Rundlauf vermittelte. Die Ursache des unangenehmen Tretempfindens und der geringen Leist¬ ungssteigung, liegt neben des unharmonischen Antriebsablaufs durch die spitzen Dreh¬ zahlübergänge des ovalen Antriεbskettenblattes, an der biomechanisch ungünstigen Stellzeiteinstellung der ungleichförmigen Drehbewegungen zu der Tretkurbelstellung, die durch den Einfluß der Kettenspannung im Ablauf erforderlich wird. Bei der optimalen Stellzeiteinstellung müßte der Kettenspanner durch Muskelkraft gegen die Spannung zurückgezogen werden, wenn die Stellung der Tretkurbel keine Trittkraft mehr weiterleitet. Um dies abzuschwächen, ist eine Stellzeiteinstellung in dem Bereich erforderlich, wo noch etwas Trittkraft für den Kettenspanner vorhanden ist, wozu sich dann der Kurbeltrieb im oberen Hubbereich noch länger schneller dreht als im unteren Hubbereich, und die langsamste Drehung weit über die Pedalstellung von 90° hinaus geht, weshalb die Leistungssteigerung wegen diesem Kompromiß gemindert wird. Da die Trittkraftausnutzung von 0° bis 90° Grad wesentlich höher liegt als zwischen 90° und 180° Grad wäre eine Stellzeitverstellung von der Tretkurbel zum ovalen Kettenblatt in entgegengesetzter Richtung die optimalste Einstellung für die größte Leistungs¬ steigerung. Eine solche Einstellung würde aber das Trittgefühl noch unangenehmer beeinflussen, wozu man die Exzentrität des ovalen Kettenblattes und damit die Leist¬ ungssteigerung nieder erheblich verringern müßte. Bei der Lösung der Aufgabe in der DE 41 21 424 C2, treibt die Tretkurbel an dem Antriebskettenblatt mit einer Übersetzung von 1 : 2 zum Abtriebkettenritzel eine Doppelkurbel an, wobei die Achse des Abtriebkettenritzels exzentrisch von der Hinter¬ radnabe versetzt angetrieben wird und das Abtriebkettenritzel außermittig mit einen Stimzapfen ausgebildet ist, der über einen drehbaren Druckhebel drehbar mit einem außermittig sitzenden Stirnzapfen an der Hinterradnabe befestigt ist und die Doppel- kurbel bildet. Diese Ausgestaltung erreicht auch keine vollkommen harmonische Dreh¬ bewegung im gesamten Ablauf, weist aber eine höhere Leistungssteigerung, durch die geschobene Anordnung des Druckhebels, als die Ausführung mit dem ovalen Antriebs¬ kettenblatt, auf. Nachteilig bei diesem System ist der erhöhte Bauaufwand, der durch die Kraftübertragung über einen Druckhebel noch massiver ausfällt. Bei einer Ausgestalt- ung in Form eines Schlepphebels an Stelle des Druckhebels, würde der Bauaufwand nicht so massiv ausfallen, aber die Stellzeitwirkung entspräche dann der mit der daraus resultierenden geringeren Leistungssteigerung, die der Ausführung des ovalen Ketten¬ blatt mit dem Kompromiß der Stellzeitverstellung durch den Kettenspanner entspricht, womit kein Vorteil erreicht wird. Bei der zweiten Lösung aus der gleichen Patentschrift treibt die Tretkurbel an dem Antriebskettenblatt mit einer Übersetzung von 1 : 2 zum Abtriebkettenritzel eine Kurbelschleife an, wobei das von der Hinterradnabe exzentrisch versetzte Abtriebsritzel mit einer außermittig sitzenden Führungsbahn ausgebildet ist, worin der Stirnzapfen von der Hinterradnabe geführt wird. Diese Ausführung ermöglicht zwar eine vorteilhafte periodische ungleichförmige Drehgeschwindigkeit für den Kurbeltrieb, hat aber für einen Antrieb am Fahrrad zuviel Wirkungsgradverlust, bedingt durch die Führung in der Kurbelschleife und ist für Heimtrainer technisch zu aufwendig wegen den drei erforder¬ lichen versetzten Achsen. Diese beiden Ausführungen sind bei Kettenschaltungen nicht wirksam, ihre Stellzeitverstellung der Tretkurbel zu den ungleichförmigen
Übersetzungen im Kurbeltrieb erfolgt über die Justierung der Kettenglieder von Hand auf das Antriebskettenblatt und Abtriebskettenritzel nach dessen gewünschter manuellen Verdrehung. In der Schweizerischen Patentschrift -229679, weist ein Fahrradantrieb zwei Doppel- kurbeln auf, wobei zwei Tretkurbeln aus zwei Kurbeltrieben bestehen, die voneinander unabhängig auf einer Achse frei drehen und jeweils eine Doppelkurbel bilden, die über Gelenke mit dem axial exzentrisch versetzten Antriebskettenblatt in Verbindung stehen. Dabei vollzieht eine Doppelkurbel für jede Tretkurbel bei einer Umdrehung, eine Vor- eilung und eine Nacheilung als ungleichförmige Drehbewegung, wodurch im Ablauf beider Tretkurbeln bei einer Umdrehung oben und unten kein Totpunkt entsteht. Aus biomechanischen Gründen bleibt das Ausmaß der Vor- und Nacheilungen der Tret¬ kurbeln zu der konstanten Wiederstandskraft am Abtriebskettenblatt sehr gering und daraus resultierend auch die Leistungssteigerung. Darüber hinaus ist die Drehge- schwindigkeit der Tretkurbeln von 0° bis 90° Grad höher, als von 90° bis 180° Grad, was wieder ein Leistungsverlust ergibt, da die Trittkraftausnutzung von 0° bis 90° Grad wesentlich höher liegt als zwischen 90° und 180° Grad, und so den geringen Vorteil ohne Totpunkt zusätzlich vermindert, der zudem als störend empfunden wird.
Die sich aus diesen Mängeln ergebende technische Aufgabe liegt die Aufgabe der Erfindung zu gründe, aus den Drehkraftschwankungen der Kurbεltriebe eine höchstmög¬ liche Leistungsausbeute bei der Drehkraftübertragung für feststehende Kurbel oder Kurbelwangen an Kurbeltrieben zu erlangen, mit möglichst geringem technischen Aufwand, ohne dabei zusätzliche zu hohe Wirkungsgradverluste zu erzeugen. Zusätzlich soll insbesondere bei Tretkurbeltrieben ein angenehmes Tretgefühl durch einen harmonischen Ablauf der ungleichförmigen Kurbeldrehgeschwindigkeiten erreicht werden, da dem Ausmaß der Wirkung biomechanische Grenzen entgegen stehen, und der Einsatz für alle Fahrräder mit Nabenschaltungen, Kettenschaltungen und ohne Schaltungen, wie auch bei Heimtrainern. Kettears und Tretbooten ermöglicht werden soll. Die Aufgabe wird für alle Einsätze von Kurbeltrieben mit feststehender Kurbel dadurch gelöst, dass der Kurbeltriebmomentwandler aus einem Exzentergetriebe besteht, das zwischen der Widerstandskraft und dem Kurbeltrieb als Drehmomentwandler fungiert, wobei während eines Kurbeltriebhubes eine gleichförmige Drehgeschwindigkeit, fließend in einer minimalen zwischen zwei maximalen Winkelgeschwindigkeiten umge- wandelt wird. Um eine höchstmögliche Leistungssteigerung mit angenehmen Tretempfinden sowie bauartbedingten Vorteilen mit geringsten Wirkungsgradverlusten für alle Kurbeltriebe mit dem Kurbeltriebmomentwandler zu erreichen, werden Erfindungsgemäß die Bau¬ teile des Exzentergetriebes mit der Übertragungswirkung der Ein- und Ausgangsdreh- kräfte auf einer Achsenlinie wirksam und das exzentrisch wirkenden Bauteil des Exzentergetriebe mit 2 : 1 zum "Kurbeltrieb mit feststehenden Kurbelarmen" übersetzt und der Exzenter des Exzentergetriebes je nach Einsatzzweck, aus einem Exzenterritzel, oder aus zwei hintereinander geschalteten Doppelkurbeln, oder aus einer Kurbelschleife gebildet. Dabei findet eine erste Ausfuhrungsform der Erfindung, bei einem Fahrradantrieb ohne Schaltung oder mit einer Hinterradnabenschaltung Verwendung, dessen Exzenter¬ getriebe aus einem Bauteil besteht. Dazu wird an diesem Fahrradantrieb das herkömm¬ liche Antriebskettenritzel an der Hinterradnabe gegen einen Exzenter ersetzt, der aus einem Exzenterkettenritzel besteht, dessen Drehachse aus der Mitte heraus exzentrisch
versetzt ist, wobei der Kettenantrieb zusätzlich mit einem Kettenspanner ausgerüstet wird, und das Exzenterkettenritzεl mit 2 : 1 zu dem Antriεbskettenblatt an der Tret¬ kurbel übersetzt ist. Die harmonisch wirkungsvolle periodische und ungleichförmigen Drehgeschwindigkeit des Kurbeltriebes wird durch den gleichmäßig wechselten Radius des Exzenterkettenritzel an der Hinterradnabe auf einer Achsenlinie erzeugt, wozu die Tretkurbel mit dem Antriebskettenblatt mit halber Drehzahl dreht, damit bei einer halben Umdrehung der Tretkurbel, eine maximale Übersetzung zwischen zwei minimalen Übersetzungen vorgegeben wird. Zur Stellzeitverstellung wird die vorteil¬ hafteste Einstellung der ungleichförmigen Übersetzungen im Kurbeltrieb, über die Justierung der Kettenglieder von Hand auf das Antriebskettenblatt und dem Exzenter¬ kettenritzel nach dessen gewünschter manuellen Verdrehung vollzogen. Ein spezieller Kettenspanner gleicht die vom wechselnden Radius des Exzenter¬ kettenritzels verursachte periodische ungleichförmige Kettenzuglänge oben, durch Federzugkraft unten aus. Dabei wirkt der Kettenspanner im Ablauf wie ein Energie- Speicher, wobei im wirkungsvollsten Trittkraftbereich mit langer Übersetzung die Feder des Kettenspanners gespannt wird und im ungünstigsten Trittkraftbereich ohne Trittkraft bei kurzer Übersetzung, die Feder bei der Entspannung die Kette vom Kettenblatt zieht. In dieser Kombination wird durch die harmonische Erzeugung der ungleichförmigen Drehbewegung der Tretkurbel durch das Exzenterkettenritzel zusammen mit dem ab- lauffördernden Kettenspanner, die optimale Stellzeitstellung für die größte Drehkraft¬ ausnutzung für Fahrräder ohne Schaltung und mit Nabenschaltungen möglich, ohne einen eiernden Rundlauf in Form eines unangenehmen Trittgefühls zu erhalten, der dabei mit dem geringsten technischen Bauaufwand kostengünstig erreicht wird und dazu noch einfach nachrüstbar ist, durch den Austausch des Antriebskettenritzels und den Anbau des zusätzlichen Kettenspanners. Da dem Ausmaß der periodischen ungleichförmigen Drehbewegungen der Tretkurbel biomechanische Grenzen durch als unangenehm wirkenden Trittgefühle, je nach Tritt¬ frequenz und Trittkraft entgegenstehen, sind in der Erfindung Ausgestaltungen vorge¬ sehen die in den Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert sind, wobei die Exzentrizität des Exzenterkettenritzels gesteigert und angepaßt werden kann, um eine größtmögliche Drehkraftausnutzung je nach Einsatzbedingungen, bei Fahrrädern ohne Schaltungen und mit Nabenschaltungen zu ermöglichen. Dabei stellt ein Ritzelpaket mit mehreren in der Exzentrizität steigenden Exzenter¬ kettenritzel mit zusätzlichen Schaltautomat am Kettenspanner die erste Lösung zur Hubverstellung des Exzenters dar. Eine weitere Ausgestaltung zeigt ein manuell verstellbares Exzenterkettenritzel, wobei die Hubverstellung des Exzenterkettenritzels stufenlos über zwei Stellgewinde einstell¬ bar ist, wobei die zwei Stellgewinde die Verbindung zwischen dem Kettenritzel und dem Kettenritzelhalter bilden. Eine zusätzliche Ausführung bildet ein durch Trittkraft automatisch verstellbares Exzenterkettenritzel, wobei die Kettenzugkraft von dem Exzenterkettenritzel über dessen Halter der außermittig von der Nabe drehbar gelagert ist, über einen nachge¬ schalteten Mechanismus gegen eine Feder drückt, wobei durch den größeren Druck gegen die Feder ein längerer Weg zurück gelegt wird und die Exzentrizität aus der Mitte heraus steigt. Da die Kettenzugkraft durch den wechselnden Radius der Exzenter¬ funktion und der Drehkraftschwankungen wechselt, wird der Halter über den ersten Freilauf gegen die erste Feder in der ersten Raste justiert. Bei weiterem Trittkraftanstieg dreht sich der Halter weiter außermittig gegen die Feder bis zu der nächsten Raste und wird wieder justiert bis zur letzten Raste. Wenn sich die Einsatzbedingung ändert und
man mit einer kurzen Tretunterbrechung einen anderer Gang einschaltet, zieht eine zweite Feder den zweiten Freilauf zurück und öffnet dabei die Klinke im ersten Freilauf, worauf die erste Feder den Halter des Exzenterkettenritzel wieder zurück zur Mitte drückt und dabei die Exzentrizität verringert oder aufhebt. Eine erweiterte Ausführungsform der Erfindung betrifft den Einsatz des Kurbeltrieb¬ momentwandlers für einen Fahrradantrieb mit Kettenschaltung. Der Exzenter des Exzentergetriebes besteht hierbei aus zwei hintereinander geschalteten Doppelkurbeln, deren Ein- und Ausgangsdrehkräfte ebenfalls auf einer Achsenlinie wirken, die an zwei Aufnahmehaltern vor der Tretlagerachse plaziert sind. Dabei ist die erste Doppelkurbel aus dem mit dem Exzenterantriebsritzel verbundenen Antriebsläufer über einen An¬ triebsschlepphebel mit dem exzentrisch versetzten Rotationsringexzenter oder einer Exzenterkurbel drehbar verbunden, und wird über das Exzenterantriebskettenblatt an der Tretkurbel ebenfalls mit einer Übersetzung von 1 : 2 angetrieben. So ist auch die zusätzliche, zweite Doppelkurbel drehbar über den Abtriebsschlepphebel mit dem Rotationsringexzenter einerseits und anderseits über den Abtriebsläufer mit dem daran befestigten Exzenterabtriebsritzel verbunden, das über eine Kette mit 2 : 1 übersetzt mit dem auf der Tretlagerachse frei drehenden Exzenterabtriebskettenrad und dem daran befestigten Kettenblatt in Verbindung steht. Hierzu werden die zwei Aufnahmehalter zur Aufnahme der zwei Doppelkurbeln nachträglich an einem üblichen Tretlagerrohr befestigt oder in einem speziellen Rahmen integriert. In dieser Kombination wird eine harmonische Erzeugung der periodischen ungleich¬ förmigen Drehbewegungen der Tretkurbel für die größte Drehkraftausnutzung, ohne einen eiernden Rundlauf in Form eines unangenehmen Trittgefühls zu erhalten, für Fahrräder mit Kettenschaltungen ermöglicht. Da die periodischen ungleichförmigen Drehbewegungen durch den Ablauf über zwei nacheinander geschaltete Doppelkurbeln durch angepasste Grundeinstellungen und Baulängen der Glieder auch bei ziehenden Schlepphebeln erlaubt sind, erfolgt im Gegensatz bei Verwendung von nur einer Doppelkurbel, die wirkungsvollste Stellzeiteinstellung zur Tretkurbelstellung ohne massiven Bauaufwand. Das hat den Vorteil von baulich einfachen, zusätzlichen stufenlosen Verstelhnöglichkeiten für die Hubeinstellung der Exzentrizität (offenbart in DE 28 36451 C3), und für die Stellzeitverstellung zur Tretkurbel, die erfϊndungsgemäß mit Stellgewinden und einem nachgeschalteten Mechanismus, über Seilzüge am Lenker bei Tretkurbeltrieben, oder über Stellmotoren bei Hubkolbenkurbeltrieben erfolgt. Bei einer weiteren Ausführung der zwei hintereinander geschalteten Doppelkurbeln mit dem Rotationring und den An- und Abtriebsschlepphebeln, werden die An- und Ab¬ triebsläufer auf der Tretkurbelachse drehbar plaziert und über zwei Planetengetriebe, anstelle von Kettentrieben, ebenfalls mit einer Übersetzung von 2 : 1 zum Kurbeltrieb, angetrieben. Dabei sind alle Bauteile zusammen mit dem Tretlager als kompletten Antrieb in einem Gehäuse, mit außendrehenden Antriebskettenblatt und Tretkurbeln, im Rahmen als Einbauteil oder selbsttragend befestigt. Diese Ausführungsart ist auch vorteilhaft für die Drehkraftausnutzung bei Hubkolben¬ motoren, die bei jeder halben Kurbelumdrehung einen gleich starken Arbeitstakt verrichten. Ebenso von Vorteil wäre ein Einsatz zur Steuerung der Drehkraft einer zweiten Kurbelwelle in einem Zweitaktmotor mit Doppelkolben in einem gemeinsamen Zylinder (offenbart in DE 195 09 726 Al). Dabei ist die zweite Kurbelwelle über der ersten Antriebskurbelwelle angeordnet,die dazwischen einen Hilfskolben mit sehr exzentrischen Hubgeschwindigkeiten antreibt, der in dem Arbeitszylinder des Arbeits¬ kolben läuft und dort die verbrannten Abgase in der Abwärtsbewegung ausstößt und den
Arbeitszylinder bei der Aufwärtsbewegung mit Frischgas befüllt. Eine zusätzliche Ausführung mit zwei hintereinander geschalteten Doppelkurbeln ist an der Hinterradachse für Fahrradantriebe mitNabεnschaltungen vorgesehen, um auch dort eine stufenlose Verstellmöglichkeit mit zusätzlicher Stellzeitverstellung zu gewähr- leisten, wobei über den exzentrisch versetzten Rotationring um die Hinterradachse, die erste Doppelkurbel mit dem Antriebsläufer über das Hinterradkettenritzel verbunden ist, das 2 : 1 über eine Kette mit dem Antriebskettenblatt und dem daran befestigten Tret¬ kurbeltrieb angetrieben wird und über den Rotationsring mit der zweiten Doppelkurbel das Nabengetriebe im Hinterrad über den Abtriebsläufer antreibt. Eine weitere Ausführungsfoπn der Erfindung betrifft den Einsatz des Kurbeltrieb¬ momentwandlers insbesondere beim Heimtrainer. Dabei besteht der Exzenter des Exzentergetriebes hierbei aus einer Kurbelschleife, deren Ein- und Ausgangsdrehkräfte auf einer Achsenlinie wirken. Dabei werden Planetzahnräder mit einem Kurbelzapfen, außerhalb um die Kurbeldrehachse drehbar an der Tretkurbel mit 2 : 1 mit dem mittig angeordneten und am Rahmen fest arretierten Steuerzahnrad übersetzt, und mit einem außermittig sitzenden Kurbelzapfen oder einem rotierenden Exzenterlaufring ausge¬ stattet, die in der Exzenterlaufschiene als Kurbelschleife, als Abtriebselement auf der Kurbeldrehachse frei drehend, geführt wird und dadurch die Drehkraft in periodische ungleichförmige Drehgeschwindigkeiten übersetzt. Diese Ausfuhrungen ermöglichen durch eine harmonische Erzeugung der periodischen ungleichförmigen Drehbewegungen der Tretkurbel und wegen ihrer einfachen baulichen Anordnung auf der Tretkurbelachse, den Einsatz bei Heimtrainern, und ersetzten dabei die sonst üblichen hohen Schwunggewichte, die zur Beseitigung von unangenehmen Tretgefühlen dienen, deren Ursache aus dem störenden Rundlauf mangels konstanter Widerstandskraft erfolgt, was sich vor allem im Betriebsanlauf wesentlich effektvoller auswirkt. Durch die einfache bauliche Anordnung auf der Kurbelachse wird auch der Einsatz für Handkurbeltriebe ermöglicht, um eine höhere Leistungsausnutzung der aufgebrachten Drehkraft zu erhalten, die zudem noch harmonischer zu verrichten ist, da eine wechselnde Körperstellung bei der Verrichtung entfällt.
Die weiteren Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus den nachstehenden neun Ausfuhrungsbeispielen, von bevorzugten Ausfuhrungsformen und Einsatzbereichen, wobei in den Figuren der Zeichnungen für gleiche Bauteile soweit wie möglich die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Dazu ist die erste, zweite, dritte und sechste Ausführungsform für Fahrräder ohne- oder mit Nabenschaltungen, die vierte und fünfte Ausführungsform für Fahrräder ohne- oder mit Kettenschaltungen und die siebte Ausführungsform für Heimtrainer, sowie für Handkurbeltriebe vorgesehen. Die achte und neunte Ausführungsform ist für Hubkolbenkurbeltriebe vorgesehen.
Es zeigt:
Fig.l Zeichnungen Seite 1 mit der Bezugzeichenliste 1 auf Seite 10
einen Kurbeltriebmomentwandler mit Kettenritzelexzenter, zum Anbau an der Hinterradachse eines Fahrrades, in der Seitenansicht,
Fig.2 bis 11 Zeichnungen Seite 2 mit der Bezugzeichenliste 1 auf Seite 10
systematische Wirkungsweise des kompletten Antriebssystems, im Ablauf bei dem Kettenritzelexzenter, in Zehn Ansichtsstellungen,
Fig.12 bis 14 Zeichnungen Seite 3 mit der Bezugzeichenlistε 1 auf Seite 10
Kettenspanner mit Universal- Anbauhalter für den Kettenritzelexzenter, in Fig.12 als Explosionsdarstellung und in Fig.13 als Isometrische Proj ektion, in Fig.14 für Rahmen- Querschnitte,
Fig.15 si. 16 Zeichnungen Seite 4 mit der Bezugzeichenliste 2 auf Seite 11
manuell verstellbares Kettenritzel für den Kettenritzelexzenter, in Fig.15 als Explosionsdarstellung und in Fig.16 als Isometrische Projektion,
Fig.l7 u. 18 Zeichnungen Seite 5 mit der Bezugzeichenliste 3 auf Seite 14
automatisch verstellbares Kettenritzel für den Kettenritzelexzenter, in Fig.17 als Explosionsdarstellung und in Fig.18 als Isometrische Proj ektion,
Fig.l9 u.20 Zeichnungen Seite 6 mit der Bezugzeichεnliste 4 auf Seite 17
einen Kurbeltriebmomentwandler mit Rotationsringexzenter, zum Anbau an der Tretkurbelachse eines Fahrrades, in Fig.19 als Explosionsdarstellung und in Fig.20 als Isometrische Projektion,
Fig.21 bis 24 Zeichnungen Seite 7 mit der Bezugzeichenliste 5 auf Seite 21
einen Kurbeltriebmomentwandler mit Rotationsringexzenter, zum Einbau in einem spezielen Fahrradrahmen, als Explosionsdarstellung und in Isometrische Projektionen,
Fig.25 u. 26 Zeichnungen Seite 8 mit der Bezugzeichenliste 6 auf Seite 26
einen Kurbeltriebmomentwandler mit Rotationsringexzenter, zum Anbau an der Hinterradachse eines Fahrrades, in Fig.25 als Explosionsdarstellung und in Fig.26 als Isometrische Projektion,
Fig.27 bis 30 Zeichnungen Seite 9 mit der Bezugzeichenliste 6 auf Seite 26
Funktionsablauf von Fig.25, als Schemazeichnung,
Fig.31 bis 36 Zeichnungen Seite 10 mit der Bezugzeichenliste 6 auf Seite 26
Verstellfunktionen des Exzenterhubes und die der Exzentersteuerzeiten von Fig.25, in sechs Ansichten,
Fig.37 u. 38 Zeichnungen Seite 11 mit der Bezugzeichenliste 7 auf Seite 28 einen Kurbeltriebmomentwandler mit Zahnradtriebexzenter, an einem Handkurbeltrieb, in Fig.37 als Explosionsdarstellung und in Fig.38 als Isometrische Projektion,
Fig.39 Zeichnungen Seite 12 mit der Bezugzeichenliste S auf Seite 30
einen Kurbeltriebmomentwandler mit Rotationsringexzenter, zum Anbau an Hubkolbenmotoren, Axialschnitt in einfacher Darstellung,
Fig.40 u. 41 Zeichnungen Seite 13 mit der Bezugzeichenliste 8 auf Seite 30
Querschnitt nach der Linie I -I der Fig.39, Querschnitt nach der Linie II -II der Fig.39,
Fig.42 u. 43 Zeichnungen Seite 14 mit der Bezugzeichenliste 8 auf Seite 30
Querschnitt nach der Linie HI -IH der Fig.39, Querschnitt nach der Linie IV -IV der Fig.39,
Fig.44 Zeichnungen Seite 15 mit der Bezugzeichenliste 8 auf Seite 30
Anordnungskonzept von Fig.39, als Konzeptionszeichnung,
Fig.45 Zeichnungen Seite 16 mit der Bezugzeichenliste 8 auf Seite 30
Anordnungskonzept von Fig.39, als Konzeptionszeichnung,
Fig.46 Zeichnungen Seite 17 mit der Bezugzeichenliste 8 auf Seite 30
Anordnungskonzept von Fig.39, als Konzeptionszeichnung,
Eine erste bevorzugte Ausführangsform der Erfindung zeigt zu Beginn nach Anspruch 1, 2, 3 und 7, in der Bezugzeichenliste 1 und in Fig.l bis 14 einen Kurbeltrieb- mornentwandler, dessen Exzentergetriebe aus einem oder mehreren Abtriebsritzeln mit exzentrischer Aufnahme an der Hinterradnabe 25 besteht, wobei die Ein- und Ausgangs- kraft des Exzentergetriebes auf einer Achsenlinie 12 drehend wirkt und 2 : 1 mit dem Antriebskettenblatt 1 an der Tretkurbel übersetzt und mit einem Kettenspanner 9 aus¬ gestattet ist, für Fahrräder ohne-oder mit Nabenschaltung. Dazu wird ein handelsübliches Fahrrad mit Nabenschaltung verwendet, das vorzugs¬ weise schon mit einer Primärübersetzung vom Kettenblatt 1 an dem Tretlager zum Steckkettenritzel 2 an der Hinterradnabe mit 1 : 2 übersetzt ist. Anstelle des einen Steck¬ kettenritzels 2 als Abtriebsritzel wird ein Steckexzenterkettenritzel 3 oder ein Ritzel¬ paket 4 von mehreren Kettenritzehi, die als Bauteil miteinander verbunden sind, an dem Abtriebsflansch zum Planetengetriebe an der Hinterradnabe befestigt. Dabei besteht das Ritzelpaket 4 aus einem konzentrisch auf der Flinterradachse angeordneten Kettenritzel und mehreren Kettenritzeln, die in der Reihenfolge eine immer mehr exzentrische An¬ ordnung zu der Hinterradachse aufweisen. Der Schaltautomat 5 ist über einem Drehgriff am Lenker mit dem Seilzug 6 verbunden, wobei der Seilzug 7 ebenso über einen weiteren Drehgriff am Lenker mit dem Schaltkasten 8 der Nabenschaltung in Verbind¬ ung steht. Dabei ist der Kettenspanner 9 nicht wie üblich senkrecht unterhalb des Antriebsketten¬ ritzels 2 drehbar angeordnet und zur Kettenspannung in Drehrichtung nach rechts im Uhrzeigersinn aktiv, sondern er ist links drehend ausgelegt und drehbar am Hinter¬ gabelrohr 10 zwischen der Tretkurbelachse und der Hinterradachse direkt an dem Rahmen, oder über einen Anbauhalter, befestigt. Damit wird eine optimale Kettenzug- linie 11 erreicht, die außer der gespeicherten Federkraftkeine nennenswerten zusätzliche Wirkungskraftverluste aufweist, die im Tretbetrieb als störend empfunden werden. Der Funktionsablauf wird in Fig.2 bis 11 während eines Arbeitshubs als Beispiel dargestellt, wobei sich der gleichmäßig verändernde Übersetzungsradius des Steck- exzenterkettenritzels 3 von Minimum bis zum Maximum, hervorgerufen durch seinen exzentrischen Umlauf zur Achsenlinie 12 der Hinterradachse, den sich wechselnden Wirkungsradius verdeutlicht. Während die konstante Widerstandskraft am Hinterrad 13 sich gleichmäßig um 45° weiter dreht, erkennbar in den Fig.2 bis Fig.ll an der Drehmarkierung 14, verändert sich der Drehweg des Kurbeltriebarms 15, ersichtlich aus dem Drehfeldausschnitt 16 davor. Dabei legt der Kurbeltriebarm 15 seinen Drehweg, für jeden Drehfeldausschnitt 16, in der gleichen Zeit zurück, wobei er sich im größten Drehfeldausschnitt am schnell¬ sten dreht und im kleinsten am langsamsten. Die zwangsläufige Verlängerung und Verkürzung des Kettenweges Fig.l zwischen den Exzenterkettenritzeln 3 und 4 und dem Kettenblatt 1 wird durch den Kettenspanner 9 ausgeglichen. Das Ausmaß der Vor- und Nacheilungen wird durch den Exzenterhub bestimmt, der sich aus dem Abstand der Achsen des Mittelpunktes und dem Drehpunkt des Exzenter¬ kettenritzels 3 und 4 ergibt. Um die optimale Drehkraft des Kurbeltriebes den jeweiligen Anforderungen bezüglich der Drehzahlen, Lastwechsel und Schwungkräfte sinnvoll anzupassen, wurde ein normales Kettenritzel mit mehreren Exzenterketten- ritzein mit gesteigerten Hubverhältnissen als Ritzelpaket 4 ausgelegt, wobei man an dem Drehgriff am Lenker über den Seilzug 6 mit dem Schaltautomat 5 (wie bei der Ketten¬ schaltung), das jeweilige Kettenritzel für die gewünschte Wirkungsweise in Eingriff mit dem Kettenblatt 1 bringt.
Um den Einsatz an herkömmlichen Fahrradrahmen zu gewähren, wird erfϊndungsgemäß eine nachträglich montierbare Aufnahme des Kettenspanners 9 oder des Schaltauto¬ maten 5 mit integrierten Kettenspanner, durch den Anbau eines Universalhalters 17, dargestellt in Fig.12, ermöglicht. Dazu ist der Um'versalhalter 17 mit Rohrschellen 18 am Hintergabelrohr 10 des Fahrradrahmens befestigt und über eine Schraube 19 mit dem dreh- und verschiebbaren Verstellhalter 20 arretiert, worin die Halteschiene 21 mit dem Aufhahmepunkt 22 für den Kettenspanner 9 oder dem Schaltautomaten 5 ebenfalls verschiebbar über eine Schraube 23 befestigt wird, um eine optimale Kettenzuglinie 11 für unterschiedliche Geometrien der Fahrradrahmen zu ermöglichen. Die unterschied- liehen Durchmesser und Querschnitte diverser Hintergabelrohre in Fig.14, können durch die Form des Universalhalters 17, der Rohrschellen 18 und der Distanzprofile 24, angepasst werden.
Bezugzeichenliste 1, für Fig.l bis Fig.14
01 Kettenblatt 02 Steckkettenritzel 03 Steckexzenterkettenritzel 04 Ritzelpaket 05 Schaltautomat 06 Seilzug Hubverstellung 07 Seilzug Schaltung 08 Schaltkasten 09 Kettenspanner 10 Hintergabelrohr 11 Kettenzuglinie 12 Achsenlinie 13 Hinterrad 14 Drehmarkierung 15 Kurbeltriebarm 16 Drehfeldausschnitt 17 Universalhalter 18 Rohrschellen 19 Schraube 20 Verstellhalter 21 Halteschiene 22 Aufhahmepunkt 23 Schraube 24 Distanzprofil
Eine zweite bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung zeigt nach Anspruch 1, 2, 4 und 7, in der Bezugzeiehenüste 2 und in Fig.15 und 16 einen Kurbeltriebmomentwandlεr, dessen Exzentergetriebe aus einem manuell exzentrisch verstellbaren Kettenritzel 3 an der Hinterradnabe 25 besteht, wobei die Ein- und Ausgangskraft des Exzentergetriebes auf einer Achsenlinie 12 drehend wirkt und 2 : 1 mit dem Antriebskettenblatt 1 an der Tretkurbel übersetzt und mit einem Kettenspanner 9 ausgestattet ist, für Fahrräder ohne- oder mit Nabenschaltung. Dazu wird bei einem handelsübliches Fahrrad mit Nabenschaltung, das vorzugsweise schon mit einer Primärübersetzung vom Kettenblatt am Tretlager zum Kettenritzel an der Hinterradnabe 25 mit 1 : 2 übersetzt ist, anstelle des üblichen Steckkettenritzels als Abtriebsritzel ein Stellgewindehalter 26 mit dem Sprengring 27 montiert. In den zwei Führungsbohrungen 28 des Stellgewindehalters 26 befinden sich je ein Stellgewinde und je zwei Nuten 29 zur Aufnahme der insgesamt vier Dichtungsringe 30 und der zwei Stellgewindeachsen 31, die eine Verbindung in den Aufnahmebohrungen 32 mit dem Stellgewindeträger 33 bilden, worin der Stellgewindehalter 26 über die Stellgewinde 34 geführt wird. Die Stellgewindeachsen 31 sind mit den Sicherungsringen 35 an dem Stellgewindeträger 33 drehbar befestigt und die Stellgewinde 34 sind durch die Dicht¬ ungsbünde 36 an den Stellgewindeachsen 31 und den Dichtungsringen 30 in den Führ¬ ungsbohrungen 28 gegen Schmutz von außen geschützt. Das Kettenritzel 3 ist über die Schrauben 37 an der Aufnahme 38 mit dem Stellgewindeträger 33 verbunden. Durch das gleichzeitige Verdrehen der beiden Stellgewindeachsen 31 über Imbus- schlüssel in deren Aufnahmeführungen 39, oder über verlängerte Stellgewindeachsen mit Rändelbünde, wird der Stellgewindeträger 33 mit dem Kettenritzel 3 in der Achsen¬ richtung der Stellgewindeachsen 31 über den Stellgewindehalter 26, durch das Stell- gewinde 34 verschoben, womit eine gewünschte Exzentrizität des Kettenritzels 3 zu der Hϊnterradnabe 25 eingestellt werden kann. Zur Erleichterung der Einstellung weist der Stellgewindeträger 33 an der Führungsbahn eine Längsnut mit Skala 40 auf, woran die Markierung 41 des Stellgewindehalters 26 ersichtlich und einzuordnen ist.
Bezugzeichenliste 2, für Fig.15 und Fig.16
03 Exzenterkettenritzel 32 Aufnahmebohrungen 12 Achsenlinie 33 Stellgewindeträger 13 Hinterrad 34 Stellgewinde 25 Hinteradnabe 35 Sicherungsringe 26 Stellgewindehalter 36 Dichtungsbünde 27 Sprengring 37 Schrauben 28 Führungsbohrungen 38 Aufnahme 29 Nuten 39 Aufhahmeführungen 30 Dichtungsringe 40 Skala 31 Stellgewindeachsen 41 Markierung
Eine dritte bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung zeigt nach Anspruch 1, 2, 5, 6 und 7, in der Bezugzeichenliste 3 und in Fig.17 und 18 einen Kurbeltriebmoment- wandler, dessen Exzentergetriebe aus einem automatisch exzentrisch verstellbaren Kettenritzel 3 an der Hinterradnabe 25 besteht, wobei die Ein- und Ausgangskraft des Exzentergetriebes auf einer Achsenlinie 12 drehend wirkt und 2 : 1 mit dem Antriebs¬ kettenblatt 1 an der Tretkurbel übersetzt und mit einem Kettenspanner 9 ausgestattet ist, für Fahrräder ohne-oder mit Nabenschaltung. Hierbei wird bei einem handelsüblichen Fahrrad mit Nabenschaltung, das vorzugsweise schon mit einer Primärübersetzung vom Kettenblatt am Tretlager zum Kettenritzel an der Hinterradnabe 25 mit 1 : 2 übersetzt ist, anstelle des üblichen Steckkettenritzels als Abtriebsritzel ein Verstellgehäuse 42 mit Sprengring 27 montiert. Auf dem Innenbund des Verstellgehäuses 42 befinden sich gegenüberliegend die Rasten 43 für die Freilauf¬ funktion, worauf der Klinkenträger 44 mit den zwei Sperrklingen mit Feder 45 drehbar gelagert ist. Dabei besteht der Klinkenträger 44 aus einem kleinem Kreissegment für die Aufnahme und die Führung der Sperrklinken mit den Federn 45, und aus einem großen Kreissegment zur Anschlagsteuerung mit zwei Anschlagdämpfem 46, wobei die beiden Kreissegmente über zwei Stege miteinander verbunden sind und zusammen mit dem Zugfederbolzen 47 mit Halterung am großen Kreissegment, ein Bauteil bilden. Der Steuerungsträger 48 ist auf dem Klinkenträger 44 drehbar gelagert. Hierzu bildet der Steuerungsträger 48 ebenfalls ein Bauteil aus zwei Kreissegmenten mit zwei Stegen, wobei er an dem großen Kreissegment einen Rückholfederbolzen 49 und an dem kleinen Kreissegment eine schmale Nase 50 mit Führungsbohrung zur Aufnahme des Kettenschlosses 51 aufweist. Zusätzlich hat der Steuerungsträger 48 im kleinen Kreis¬ segment, innen zwei gegenüberliegende Ausbuchtungen 52 zu Steuerung der Sperr- klinken mit Feder 45 im Klinkenträger 44 und ebenfalls zwei Anschlagdämpfer 53 im großen Kreissegment, in dessen Winkelbereich sich der Klinkenträger 44 dreht. Dazu ist das große Kreissegment des Steuerungsträger 48 zur Vorderseite schmäler, da darüber die Halterung des Zugfederbolzens 47 vom Klinkenträger 44 führt. Der Steuerkranz 54 besteht aus einem Ring mit einer Ausbuchtung und doppelt bündiger Drehaufnahmebohrung 55 einerseits, und einer gegenüber liegenden Ausspar¬ ung mit seitlich geführter Nase 56 mit Führungsbohrung zur Aufnahme des Ketten- schloßes 51 andererseits. Mit dem Gehäusestirnzapfen 57, der einen Sicherungsbund aufweist und durch das Aufhahmegewinde 58 an das Verstellgehäusε 42 befestigt wird, ist der Steuerkranz 54 mit seiner Drehaufnahmebohrung 55 mit Bund, in dem Verstell- gehäuse 42 drehbar arretiert, und vor dem Steuerungsträger 48 mit dem innen drehbaren Klinkenträger 44 plaziert. Dazu ist der Steuerkranz 54 über seine seitlich angebrachten Nase 56, mit dem Steuerungsträger 48 über das Kettenschloß 51 drehbar verbunden. Die Federarretierung 59 wird über zwei Gewindebolzen in der Verstellöffnung 60 des Verstellgehäuses 42 mit zwei Muttern 61 arrettiert. Die Rückholfeder 62 ist mit dem Führungsauge 63 an dem Rückholfederbolzen 49 drehbar aufgesteckt und mit dem Federende 64 in den Arretierungsschlitz 65 eingehangen. Daraufliegt der Distanzring 66, worauf die Zugfeder 67 liegt, die ebenfalls mit einem Führungsauge 68 auf dem Zugfederbolzen 47 drehbar aufgesteckt und mit dem Federende 69 in dem Arretierungs¬ schlitz 65 eingehangen ist. Beide Federenden 64 u. 69 werden von der Federklemme 70 mit der Schraube 71 an der Federarretierung 59 befestigt. Der Verstellgehäusedeckel 72 weist einen Trennbund 73 auf, der mit drei Stegen die drei Gewindebohrungen 74 für die Arretierungsschrauben 75 des Verstellgehäuses 42 aufnimmt, und ist daran befestigt.
Der Trennbund 73 des Verstellgehäusedeckels 72 trennt den Klinkenträger 44, das Kettenschloß 51 mit dem Steuerungsträger 48 und den Steuerkranz 54 innerhalb des Verstellgehäuses 42, von der Rückholfeder 62 mit dem Distanzring 66 und der Zugfeder 67, räumlich ab. In der Bundöffiiung 76 bewegt sich der Rückliolfederbolzen 49 und der Zugfederbolzen 47. Der Verbindungskranz 77 wird mit den Schrauben 78 über seine Verbindungsbünde 79, durch die Langlöcher 80 des Verstellgehäusedeckels 72 an dem Aufnahmegewinde 81 des Steuerkranzes 54 arretiert, worauf das Kettenritzel 3 mit den Schrauben 82 an den Aufnahmebünden 83 des Verbindungskranzes 77 befestigt ist, und sich zusammen mit dem Verbindungskranz 77, außerhalb des geschlossenen Verstellgehäuses 42 befindet. Die Langlöcher 80 sind derart ausgebildet, das ihre Öffnungen den Verbindungsbünden 79 des Verbindungskranzes 77 einen begrenzten Drehweg vorgeben, wobei die Achse des Gehäusestirnzapfens 57 den Drehpunkt bildet und innerhalb des Radius der Kεtten- zuglinie des Kettenritzels 3 liegt. Die Öffnungen der Langlöcher 80 sind innerhalb des Verstellgehäuses 42 durch den äußeren Radius des Steuerkranzes 54 und außerhalb des Verstellgehäuse 42 durch den Innenbund des Kettenritzels 3, von grobem Schmutz abgeschirmt. In der Ablauffunktion dreht das gezogene Kettenritzel 3 mit dem daran befestigten Verstellkranz 77, über dessen Verbindungsbünde 79 durch die Langlöcher 80 im Ver- stellgehäuse 42, den Steuerkranz 54 über den Drehpunkt des Gehäusestirnzapfens 57 nach rechts. Der Steuerkranz 54 zieht über das Kettenschloß 51 den Steuerungsträger 48, mit dem großen Drehradius vom Gehäusestirnzapfen 57 bis zur Nase 56 der Ketten- schloßaumahme, nach rechts. Den kleineren Drehradius des Steuerungsträgers 48 bildet der Achsabstand von der Nabe 25 bis zur Nase 50 der Kettenschloßaufnahme, worauf der Steuerungsträger 48 einen weit aus größeren Drehweg vollzieht. Der Steuerungs¬ träger 48 dreht über den Anschlagsdämpfer 53 den Klinkenträger 44 nach rechts, wobei die Sperrklinken 45 über die Rasten 43 des Verstellgehäuses 42 maximal soweit drehen, bis das äußere Kreissegment des Klinkenträgers 44 gegen den Aufnahmesteg 84 des Gehäusestirnzapfens 57 über den Anschlagdämpfer 46 anstößt. In dieser Stellung weist der Mittelpunkt des Kettenritzels 3 die größte Exzentrizität zur Nabenachse 12 auf, wie in Fig. 18 dargestellt wird. Bei der Drehbewegung durch das Ketteritzel 3 spannt der Steuerungsträger 48 die schwächere Rückholfeder 62, und der Klinkenträger 44 die starke Zugfeder 67, zusätzlich an. Somit wird bei erhöhter Trittkraft durch die Überwindung der Federkraft an der Zugfeder 67, eine größere Exzentrizität des Kettenritzels 3 erreicht. Da die Kettenzugkraft bei einer Trittkraftdrehung sehr große Schwankungen durch die Dreh¬ kraftschwankungen sowie des wechselnden Hebelweges des Steuerkranzes 54 durch die Rotation der Nabe 25 aufweist, wird bei nachlassender und wechselnder Trittkraft, die Rückstellung des Klinkenträger 44 über die Zugfeder 67, durch die Arretierung der Sperrklinken 45 auf den Rasten 43 des Verstellgehäuses 42 verhindert. Bei einem erhöhten Trittkraftanstieg in einem bestimmten Winkel während einer halben Kurbel¬ drehung, wird der Weg gegen die Kraft der Zugfeder 67 zur nächsten Raste 43 frei, wobei die Exzentrizität des Kettenritzels 3 erhöht wird. Bei hoher Trittfrequenz mit wenig Trittkraft, wirkt eine große Exzentrizität des Ketten- ritzeis 3 aus biomechanischen Gründen als unangenehm. Verursacht durch das Gefühl von "fliegenden Pedalen" im unteren Totpunkt, wo der übliche Freilauf im Hinterrad 13 kurz vor seiner Funktion steht. In dieser Position ist keine Zugkraft mehr auf das Kettenritzel 3 vorhanden, wobei dann die Zugkraft der Rückholfeder 62 des
Steuerungsträgers 48, der mit dem Kettenritzel 3 über das Kettenschloß 51 in Verbind¬ ung steht, das Verstellgehäuse 42 an der Nabe 25 weiter dreht. Dabei dreht sich die Nabe 25 mit dem Verstellgehäuse 42 und den Rasten 43, sowie mit dem durch die Federkraft justierten Klinkenträger 44 innerhalb des Steuerungsträgers 48 weiter, wobei die Sperrklingen 45 die Ausbuchtungen 52 im Steuerungsträger 48 verlassen, und ihre Arretierung an den Rasten 43 lösen, wodurch die Zugfeder 67 das Verstellgehäuse 42 weiterdreht und die Exzentrizität des Kettenritzels 3 verringert oder aufhebt. Bei einem kurzen Stillstand der Pedale wie bei einem Schaltwechsel, wird die Exzentrizität des Kettenritzels 3 ebenfalls direkt vermindert oder aufgehoben und bei sehr starker Tritt¬ kraft, direkt bis zum Maximum angehoben. Um die Trittkraft für den automatischen Ablauf individuell zu steuern, sind die Feder¬ kräfte über die Federarretierung 59 einstellbar.
Bezugzeichenliste 3, für Fig.17 und 18
03 Exzenterkettenritzel 61 Muttern 12 Achsenlinie 62 Rückholfeder 13 Hinterrad 63 Führungsauge 25 Hinteradnabe 64 Federende 27 Sprengring 65 Arretierungsschlitze 42 Verstellgehäuse 66 Distanzring 43 Rasten 67 Zugfeder 44 Klinkenträger 68 Führungsauge 45 Sperrklinken mit Feder 69 Federende 46 Anschlagsdämpfer 70 Federklemme 47 Zugfederbolzen 71 Schraube 48 Steuerungsträger 72 Verstellgehäusedeckel 49 Rückholfederbolzen 73 Trennbund 50 schmale Nase 74 Gewindebohrungen 51 Kettenschloss 75 Arretierungsschrauben 52 Ausbuchtungen 76 Bundöffnung 53 Anschlagdämpfer 77 Verbindungskranz 54 Steuerkranz 78 Schrauben 55 Drehaufnahmebohrung 79 Verbindungsbünde 56 seitlich geführte Nase 80 Langlöcher 57 Gehäusestirnzapfen 81 Aufnahmegewinde 58 Aufnahmegewinde 82 Schrauben 59 Federarretierung 83 Aufnahmebünde 60 Verstellöffnung 84 Aufnahmesteg
Eine vierte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt nach Anspruch 1, 8, 9 und 10, in der Bezugzeichenliste 4 und in Fig.19 und 20 einen Kurbeltriebmomentwandler, dessen Exzentergetriebe aus einen Rotationsringexzenter besteht, der zwei hinterein¬ ander geschalteten Doppelkurbeln aufweist, wobei die Ein- und Ausgangskraft des Exzentergetriebes auf einer Achsenlinie 12 drehend wirkt und mit 2 : 1 zu der Tret¬ kurbel übersetzt ist, der für den Anbau an einem Fahrrad als Beispiel vorgesehen ist, indem er nachträglich vor dem Tretlageraufnahmerohr 1 plaziert wird, um eine weitere Kraftübertragung an eine Kettenschaltung zu ermöglichen. Dabei handelt es sich um eine Ausführung, die mit einer stufenlosen Exzenterhub- Verstellung ausgestattet ist, wobei in Fig.19 und 20 der Exzenterhub Null dargestellt ist. Dazu findet ein handelsübliches Fahrrad mit Kettenschaltung Gebrauch, wobei die übliche Tretlagerachse gegen eine modifizierte Tretlagerachse 86 ausgetauscht wird, wobei deren Lagerung keine Änderung erfordert. Auf der linken Seite des Tretlager¬ aufnahmerohr 85 ist der linke Halterflansch 87 plaziert. Dahinter ist der linke Pedalarm 88 mit dem daran befestigten Exzenterantriebskettenrad 89 mit einer Keilwellen¬ verbindung 90 auf die Tretlagerachse 86 arretiert und mit einer Schraube 91 gesichert. Der Schlepphebelzapfen 92 mit Lagerbund führt drehbar und gleitgelagert durch die Lagerbuchse des Antriebsläufers 93 und ist in dem Antriebsschlepphebel 94 ver¬ schraubt. Der Stirnzapfen des Antriebsläufers 93 führt mit der Anlaufscheibe 95 und dem Wälzlager 96 durch die mit einem Bund versehenen Bohrung 97, an deren Ende eine Anlaufscheibe 98 mit dem Exzenterantriebsritzel 99 (mit halber Zäbnezahl des Exzenterantriebskettenrad 89) über eine Keilwellenverbindung lOOarretiert, und durch eine Mutter 101 gesichert ist. Die Antriebskette 102 verbindet das Exzenterantriebs¬ kettenrad 89 mit dem Exzenterantriebsritzel 99. Das Exzenterbauteil 103 besteht aus einem Rotationringhalter 104, der mit einem innenlaufenden Rotationring 105 versehen ist und der über das Wälzlager 106 drehgelagert ist. Dazu ist das Exzenterbauteil 103 durch die Aufnahmeaussparung am Exzenterauf¬ nahmehalter 107 geführt und mit dem Lagerbolzen 108 mit Gewinde, durch die Bolzen¬ aufnahmebohrung 109 und durch die Bolzensicherungsbohrung 110 in den Exzenter- aufnahmehalter 107 verschraubt, womit das Exzenterbauteil 103 mit dem Exzenter¬ aufnahmehalter 107 drehbar verbunden ist. Der Schloßschlitten 111 für die Hubverstellung wird von der Schloßmutter 112, auf der Spindelwelle 113, zwischen den beiden Spindelwellehaltern 114, geführt. Dazu ist die Spindelwelle 113 mit dem Sicherungsring 115 an dem Exzenteraufnahmehalter 107 gesichert. Das Exzenterbauteil 103 wird durch die Aufnahmeaussparung vorne am Schloßschlitten 111 geführt und ist mit dem Schloßschlittenbolzen 116 mit Bund und Gewände durch die Bolzenaufnahmebohrung 117 und durch die Bolzensicherungs¬ bohrung 118 in den Schloßschlitten 111 verschraubt, womit das Exzenterbauteil 103 an dem Exzenteraufnahmehalter 107 gegen Verdrehung arretiert ist. Die Halteplatte 119 der Stellscheibekappe 120 von der Hubverstellung ist auf die Spindelwelle 113 geschoben und an dem Exzenteraufnahmehalter 107 verschraubt. Daraufist die Stellscheibe 121 der Hubverstellung mit der Vierkantaufnahme 122 ver¬ bunden, wobei die Stellscheibekappe 120, an die Halteplatte 119 verschraubt ist und die Stellscheibe 121 abdeckt. Der Exzenteraufnahmehalter 107 ist mit dem Exzenterbauteil 103 und dem Schlo߬ schlitten 111 und mit den Bauteilen der Arretierung und Verstellung an dem linken Halterflansch 87 mit den Schrauben 123 befestigt. Dazu ist der Antriebsschlepp- hebelstirnzapfen 124 mit Sicherungsbund, drehbar und gleitgelagert durch die
Antriebslagerbuchse 125 am Rotationring 105 gefuhrt und im Antriebsschlepphebel 94 verschraubt. Ebenfalls ist der Abtriebsschlepphebelstirnzapfen 126 mit Sicherungsbund, drehbar und gleitgelagert durch die Abtriebslagerbuchse 127 am Rotationring 105 geführt und im Abtriebsschlepphebel 128 verschraubt. Der Schlepphebelstirnzapfen 129 mit Lagerbund führt drehbar und gleitgelagert durch die Lagerbüchse des Abtriebsläufer 130 und ist in dem Abtriebsschlepphebel 128 verschraubt. Der Stirnzapfen des Abtriebs¬ läufer 130 führt mit der Distanzanlaufscheibe 131 und dem Wälzlager 132 durch die mit einem Bund versehenen Bohrung 133 vom rechten Halterflansch 134, an deren Ende eine Anlaufscheibe 135 mit dem Exzenterabtriebsritzel 136 (mit halber Zähnezahl des Exzenterabtriebskettenrades 137) über eine Keilwellenverbindung 138 arretiert und durch eine Mutter 139 gesichert ist. Der rechte Halterflansch 134 ist mit dem Abtriebsläufer 130 und dem Exzenterab- triebskettenritzel 136 über die Distanzplatte 140 mit den Schrauben 141, an dem Exzenteraufnahmehalter 107 verbunden, und an der rechten Seite des Tretlager- aumahmerohr 85 plaziert und mit den Zugschrauben 142, an dem linken Halterflansch 87 verschraubt und gegen Verdrehung arretiert. Der Kettenblattmitnehmer 143 nimmt das Exzenterabtriebskettenrad 137 und das Kettenblatt 1 (bzw. das Kettenblattpacket mit mehreren Kettenblätter) als ein fest verbundenes Bauteil auf und läuft wälzgelagert, mit dem Wälzlager 144 und den beiden Anlaufscheiben 145, auf der Tretlagerachse 86. Die Antriebskette 146 verbindet das Exzenterabtriebskettenrad 137 mit dem Exzenterabtriebsritzel 136, und der rechte Pedalarm 147 ist mit einer Keilwellenverbindung 148 auf die Tretlagerachse 86 arretiert und mit einer Schraube 149 gesichert. An den beiden Halterflanschen 87 und 134 ist ein Gehäuse angeschraubt, das mit Dicht- ungsmanschetten versehen ist (nicht dargestellt in der Zeichnung), zum Schutz vor Staub und Schmutz. Der Ablauf in der Funktion Fig.19 beginnt durch die Drehbewegung der Pedalarme 88 und 147, die über die Tretlagerachse 86 fest verbunden sind und über das Exzenter¬ antriebskettenrad 89 den Antrieb über die Antriebskette 102 an das Exzenterantriebs- kettenritzel 99 weiterleiten, das mit der doppelten Drehgeschwindigkeit des Kurbel- riebs den Exzenter über den Antriebsschlepphebel 94 antreibt. Anschließend wird die Drehgeschwindigkeit vom Exzenter über den Abtriebsschlepphebel 128 an das Exzenterabtriebsritzel 136 über die Abtriebskette 146 an das Exzenterabtriebskettenrad 137 und damit verbundene Kettenblatt 1 (bzw. das Kettenblattpaket mit mehreren Kettenblätter) mit halber Drehgeschwindigkeit übertragen, wonach die weitere Kraft¬ übertragung über eine Kettenschaltung erfolgt. Der Funktionsablauf und die Wirkungsweise des Rotationsringexzenter als Kurbeltrieb¬ momentwandler und die der Hubverstellung sind die gleichen wie in der sechsten bevorzugte Ausführungsform der Erfindung und sind dort ausführlich beschrieben, und nachzulesen.
Bezugzeichenliste 4, für Fig.19 und Fig.20
Ol Kettenblatt 130 Abtriebsläufer 12 Achsenlinie 131 Distanzanlaufscheibe 85 Tretlageraufiiahmerohr 132 Wälzlager Abtriebsläufer 86 Tretlagerachse 133 Bohrung Abtrieb 87 Halterflansch links 134 Halterflansch rechts 88 Pedalarm links 135 Anlaufscheibe 89 Exzenterantriebskettenrad 136 Exzenterabtriebsritzel 90 Keilwellenverbindung 137 Exzenterabtriebskettenrad 91 Schraube 138 Keilwellenverbindung 92 Schlepphebelzapfen 139 Mutter 93 Antriebsläufer 140 Distanzplatte 94 Antriebsschlepphebel 141 Schrauben 95 Anlaufscheibe 142 Zugschrauben 96 Wälzlager Antriebsläufer 143 Kettenblattmitnehmer 97 Bohrung Antrieb 144 Wälzlager Tretlagerachse 98 Anlaufscheibe 145 Anlaufscheiben 99 Exzenterantriebsritzel 146 Antriebskette 100 Keilwellenverbindung 147 Pedalram rechts 101 Mutter 148 Keilwellenverbindung 102 Antriebskette 149 Schraube 103 Exzenterbauteil 104 Rotationringhalter 105 R.otationring 106 Wälzlager Rotationring 107 Exzenteraufhahmehalter 108 Lagerbolzen 109 Bolzenaufhahmebohrung 110 Bolzensicherungsbohrung 111 Schloßschlitten 112 Schloßrnutter 113 Spindelwelle 114 Spindelwellehalter 115 Sicherungsring 116 Schloßschlittenbolzen 117 Bolzenaufhahmebohrung 118 Bolzensicherungsbohrung 119 Halteplatte 120 Stellscheibekappe 121 Stellscheibe 122 Vierkantaufhahme 123 Schrauben 124 Antriebsschlepphebelstirnzapfen 125 Antriebslagerbuchse 126 Abtriebsschlepphebelstirnzapfen 127 Abtriebslagerbuchse 128 Abtriebsschlepphebel 129 Schlepphebelstirnzapfen
Eine fünfte bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung zeigt nach Anspruch 1, 8, 9 und 10, in der Bezugzεichenliste 5 und in Fig.21 bis Fig.24 einen Kurbeltriebmoment¬ wandler, dessen Exzentergetriebe aus einem Rotationsringexzenter besteht, der zwei hintereinander geschalteten Doppelkurbeln aufweist, wobei die Ein- und Ausgangskraft des Exzentergetriebes auf einer Achsenlinie 12 drehend wirkt und mit 2 : 1 zu der Tret¬ kurbel übersetzt ist, der so für den Einbau in einem speziellen Fahrradrahmen Fig.23 als Beispiel vorgesehen ist, indem er als eigenständiges Bauteil in einem separaten Gehäuse Fig.22 mit Aufnahme des Tretlagers und des Tretkurbeltriebes auch als mittragendes Bauteil fungiert Fig.24 und, durch die Anordnung auf der Kurbeltriebachse, eine weitere Kraftübertragung an eine Kettenschaltung ermöglicht. Dabei handelt es sich um eine Ausführung, die mit einer stufenlosen Exzenterhub¬ verstellung, sowie auch mit einer stufenlosen Steuerzeitverstellung ausgestattet ist, wobei in Fig.21 der Exzenterhub auf Null dargestellt wird. Dazu ist an die Tretlager¬ achse 150 auf der linken Seite ein Innenzahnrad 151 zum Antrieb des Exzenters befestigt, und ist von innen in die Gehäuseglocke 152 geführt und von außen mit dem Tretkurbelkugellager 153, durch den aufgeschraubten Lagersitzring 154 mit der Lager¬ sicherungsmutter 155, gegen den Kugellagersitz an der Gehäuseglocke 152 dreh¬ gelagert, und mit dem linken Pedalarm 88, über eine Keilwellenverbindung 156 auf die Tretlagerachse 150 arretiert und mit der Schraube 91 gesichert. Auf dem Antriebsläufer 93 mit dem befestigten Sonnenrad 157 läuft der Planetradhalter 158 auf die Nadellager 159 und 160, die sich beiderseits der Planeträder 161 befinden, die im Eingriff mit dem Sonnenrad 157 sind. In der Hohlachse des Antriebsläufers 93 sind die beiden Nadellager 162 und 163 gegen einen Bund aufgenommen und mit der Anlaufscheibe 164 auf der Tretlagerachse 150 aufgeschoben. Der "Schloßschlitten für die Steuerzeitverstellung 165" wird von dessen Schloßmutter 166 auf die "Spindelwelle für die Steuerzeitverstellung 167" zwischen dem Aufnahme¬ steg 168 und der Führungsbohrung 169 der Gehäuseglocke 152 geführt. Dazu ist die Spindelwelle 167 mit dem "Sicherungsring der Steuerzeitverstellung 170" an die Gehäuseglocke 152 gesichert, worauf die "Stellscheibe der Steuerzeitverstellung 171" mit der "Vierkantaufnahme der Steuerzeitverstellung 172" verbunden ist. Dazu ist der Planetradhalter 158 über die Zugstange 173 mit dem "Schloßschlitten der Steuerzeit¬ verstellung 165" über die Spindelwelle 167 an die Gehäuseglocke 152 verbunden. Die Verbindung erfolgt einerseits über den Planetradhalterstirnzapfen 174 mit Sicherungs¬ bund, der die Zugstange 173 drehbar in der Aufnahmebohrung führt und an dem Planet- radhalter 158 verschraubt ist. Anderseits wird die Zugstange 173 durch die Aufnahme¬ aussparung vorne am "Schloßschlitten der Steuerzeitverstellung 165" geführt, und ist mit dem "Schloßschlittenbolzen der Steuerzeitverstellung 175" mit Bund und Gewinde durch die Führungsbohrung über die Bolzenbohrung 176 verschraubt. Das Exzenterbauteil 103 besteht aus einem Rotationringhalter 104, der mit einem innenlaufenden Rotationring 105 versehen ist und der über das Wälzlager 106 drehgelagert ist. Dazu liegt das Exzenterbauteil 103 an der Sockelaussparung 177 in der Gehäuseglocke 152 an, und ist mit dem Lagerbolzen 178 mit Gewinde durch die Bolzenaufnahmebohrung 109 einerseits an der Sockelaussparung 177 verschraubt und anderseits durch den Gehäusedeckel 179, durch eine Aufhahmebohrung und einem Sockel geführt, womit das Exzenterbauteil 103 in dem Gehäuse drehbar geführt wird. Der "Schloßschlitten für die Hubverstellung 111" wird von dessen Schloßmutter 112 auf die "Spindelwelle für die Hubverstellung 113" zwischen dem Aufnahmesteg 180 und der Führungsbohrung 181 der Gehäuseglocke 152 geführt.
Dazu ist die Spindelwelle 113 mit dem "Sicherungsring der Hubverstellung 115" an die Gehäuseglocke 152 gesichert, worauf die "Stellscheibe der Hubverstellung 121" mit der "Vierkantaufnahme der Hubverstellung 122" verbunden ist. Das Exzenterbauteil 103 wird durch die Aufnahmeaussparung vorne am Schloßschlitten 111 geführt und ist mit dem Schloßschlittenbolzen 116 mit Bund und Gewinde, durch die Bolzenaufnahmebohrung 117 und durch die Bolzensicherungsbohrung 118 in den Schloßschlitten 111 verschraubt, womit das Exzenterbauteil 103 gegen Verdrehung arretiert ist. Der Antriebsschlepphebelstirnzapfen 92 mit Lagerbund führt drehbar und gleitgelagert durch die Lagerbuchse des Antriebsläufers 93 und ist in dem Antriebsschlepphebel 94 verschraubt. Dazu ist der zweite Antriebsschlepphebelstirnzapfen mit Sicherungsbund, drehbar und gleitgelagert durch die Antriebslagerbuchse 125 am Rotationring 105 geführt, und im Antriebsschlepphebel 94 verschraubt. Ebenfalls ist der Abtriebsschlepp- hebelstirnzapfen 126 mit Sicherungsbund, drehbar und gleitgelagert durch die Abtriebs- lagerbuchse 127 am Rotationring 105 geführt, und im Abtriebsschlepphebel 128 vεrschraubt. Der Schlepphebelzapfen 129 mit Lagerbund führt drehbar und gleitgelagert durch die Lagerbuchse des Abtriebsläufer 130 und ist in dem Abtriebsschlepphebel 128 verschraubt. Wobei der Abtriebsläufer 130 mit dem Sonnenrad 185 in seiner Hohlachse die beiden Nadellager 182 und 183 gegen einen Bund aufnimmt und mit der Distanz¬ buchse 184 auf der Tretlagerachse 150 drehbar plaziert ist. Das Innenzahnrad 186 für den Abtrieb ist mit seiner Hohlachse durch den Gehäusedeckel 179 geführt und mit dem Kettenblatthalter 187 verschraubt, wobei das Kugellager 188 zwischen dem Lagersitz 189 am Gehäusedeckel und dem Lagersitz 190 des Kettenblatthalters 187, die Lagerung bildet. Der Planetradhalterflansch 191 ist mit Stirnzapfen versehen und mit den darauf drehbar und gleitgelagerten Planeträder 192 an dem Gehäusedeckel 179 verschraubt, womit die Planeträder 192 mit dem Außenzahnrad 186 und dem Sonnenrad 185 in Eingriff stehen. Das Kugellager 193 nimmt die Drehverbindung zwischen dem Lagersitz 194 in der Hohlachse des Außenzahnrad 186 und dem auf der Tretlagerachse 150 aufgeschraubten Lagersitzring 195 auf und führt die Lagerung des Kettenblatthalters 187 gegen den Gehäusedeckel 179. Das Kettenblatt 1 ist an dem Kettenblatthalter 187 verschraubt und der rechte Pedalarm 147 ist auf die Tretlagerachse 150 über eine Keilwellenverbindung 196 arretiert und mit der Schraube 149 gesichert. Zur Hubverstellung sind zwei Seilzüge 197 , die von einem Drehgriff am Fahrradlenker betätigt werden, durch die Seilzugführung in der Gehäusekappe 198, in den Führung¬ snuten der Stellscheibe 121 geführt und in der Nippelhalterung 199 eingehangen. Ebenso sind bei der Steuerzeitverstellung zwei Seilzüge 200, die von einem Verstell¬ hebel am Lenker betätigt werden, durch die Seilzugführungen in der Gehäusekappe 198, in den Führungsnuten der Stellscheibe 171 geführt und in der Nippelhalterung 201 eingehangen. Die Gehäuseglocke 152ist mit dem Gehäusedeckel 179, die Gehäusekappe 198 ist auf beide verschraubt. Die Paßflächen der Gehäuseglocke 152 und des Gehäusedeckel 179 sind mit einer Dichtung versehen und die Gehäuseglocke 152 ist mit einer Öleinlaßschraube 202 sowie mit einer Ölablaßschraube 203 versehen. Der Ablauf in der Funktion Fig.21 beginnt durch die Drehbewegung der Pedalarme 88 und 147, die über die Tretlagerachse 150 fest verbunden sind und über das Innenzahn¬ rad 151 die linken Planeträder 161 antreibt, wobei das Sonnenrad 157 mit dem An¬ triebsläufer 93 über den Antriebsschlepphebel 94 den Exzenter mit der doppelten
Drehgeschwindigkeit des Kurbeltriebes dreht. Anschließend wird die Drehge¬ schwindigkeit vom Exzenter über den Abtriebsschlepphebel 128 zu dem Abtriebsläufer 130 mit dem Sonnenrad 185, über die Planeträder 192 zu dem Innenzahnrad 186, das mit dem Kettenblatt 1 (bzw. das Kettenblattpacket mit mehreren Kettenblätter) verbunden ist, mit halber Drehgeschwindigkeit weitergeleitet, wonach die weitere Kraftübertragung über eine Kettenschaltung erfolgt. Die Verdoppelung, bzw. die Halbierung der Drehzahl in der Kraftübertragung des Kurbeltriebmoinentwandlers erfolgt durch die doppelte Anzahl der Zähne in den Innenzahnräder 151 und 186, wie die Anzahl der Zähne an den Sonnenzahnräder 157 und 185. Man könnte auf das zweite Planetgetriebe nach dem Exzenterabtrieb verzichten, indem man entweder die Ketten¬ blätter verkleinern, oder die Kettenritzel vergrößern würde. Die stufenlose Steuerzeitverstellung geschieht durch die Verdrehung des Planetrad¬ halters 158 vom Exzenterantrieb. Der weitere Funktionsablauf und die Wirkungsweise des Rotationsringexzenter als Kurbelttiebmomentwandler, und die der Hubverstellung und der Steuerzeitverstellung sind die gleichen wie in der sechsten bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung, und sind dort ausführlich beschrieben und nachzulesen.
Bezugzeichenliste 5, für Fig.21 bis Fig.24
Ol Kettenblatt 12 Achsenlinie 168 Aufnahmesteg Steuerzeitverstellung 88 Pedalarm links 169 Führungsbohrung Steuerzeitverstell. 91 Achsschraube links 170 Sicherungsring Steuerzeitverstell. 92 Antriebsläuferstirnzapfen 171 Stellscheibe Steuerzeitverstellung 93 Antriebsläufer 172 Vierkantaufnahme Stzeitverstellung 94 Antriebsschlepphebel 173 Zugstange 103 Exzenterbauteil 174 Planetradhalterstirnzapfen 104 Rotationringhalter 175 Schloßschlittenbolzen Steuerzeit 105 Rotationring 176 Bolzenbohrung Steuerzeitverstell. 106 Wälzlager Rotationring 177 Sockelaussparung 109 Bolzenaufhahmebohrung Exzenter 178 Lagerbolzen 111 Schloßschlitten Hubverstellung 179 Gehäusedeckel 112 Schloßmutter Hubverstellung 180 Aufhahmesteg Hubverstellung 113 Spindelwelle Hubverstellung 181 Führungsbohrung Hubverstellung 115 Sicherungsring Hubverstellung 182 Nadellager 116 Schloßschlittenbolzen Hubverstell. 183 Nadellager 117 Bolzenaufhahmebohrung Hubverst. 184 Distanzbuchse 118 Bolzensicherungsbohrung Hubverst. 185 Sonnenrad Abtrieb 121 Stellscheibe Hubverstellung 186 Irmenzahnrad Abtrieb 122 Vierkanntaufhahrne Hubverstellung 187 Kettenblatthalter 125 Antriebslagerbuchse 188 Kugellager Abtrieb 126 Abtriebsschlepphebelstirnzapfen 189 Lagersitz Gehäuse 127 Abtriebslagerbuchse 190 Lagersitz Kettenblatthalter 128 Abtriebsschlepphebel 191 Planetradhalterfiansch Abtrieb 129 Abtriebsläuferstirnzapfen 192 Planeträder Abtrieb 130 Abtriebsläufer 193 Tretkurbelkugellager rechts 147 Pedalarm rechts 194 Lagersitz rechtes Tretlager 149 Achsschraube rechts 195 Lagersitzring rechts 150 Tretlagerachse 196 Keilwellenverbindung rechts 151 Innenzahnrad Antrieb 197 Seilzüge Hubverstellung 152 Gehäuseglocke 198 Gehäusekappe 153 Tretkurbelkugellager links 199 Nippelhalterung Hubverstellung 54 Lagersitzring links 200 Seilzüge Steuerzeitverstellung 155 Lagersicherungsmutter 201 Nippelhalterung Steuerzeitverstell. 56 Keilwellenverbindung links 202 Öleinlaßschraube 157 Sonnenrad Antrieb 203 Ölablaßschraube 58 Planetradhalter Antrieb 159 Nadellager 60 Nadellager 161 Planeträder Antrieb 62 Nadellager 163 Nadellager 64 Anlaufscheibe 65 Schloßschlitten Steuerzeitverstell. 66 Schloßmutter Steuerzeitverstellung 67 Spindelwelle Steuerzeitverstellung
Eine sechste bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung zeigt nach Anspruch 1, 8, 9 und 10, in der Bezugzeichenliste 6 und in den Fig.25 bis Fig.36 einen Kurbeltrieb¬ momentwandler, dessen Exzentergetriebe aus einen Rotationsringexzenter besteht, der zwei hintereinander geschaltete Doppelkurbeln aufweist, wobei die Ein- und Ausgangs- kraft des Exzentergetriebes auf einer Achsenlinie 12 drehend wirkt und mit 2 : 1 zu der Tretkurbel übersetzt ist, der so für den Einbau in einem Fahrrad mit Nabenschaltung und Schaltfuhrung durch die Hinterradachse als Beispiel vorgesehen ist, welcher an der fest¬ stehenden Hinterradachse plaziert wird, wegen der günstigen Übersetzungslösung zum Kurbeltrieb und dem angebotenen Platzvorteil für die Bauteile. Dabei handelt es sich um eine Ausführung, die mit einer stufenlosen Exzenterhub¬ verstellung, sowie auch mit einer stufenlosen Steuerzeitverstellung ausgestattet ist, wobei in Fig.25 und 26 der Exzenterhub auf Null, und die Steuerzeit genau auf OT dargestellt wird. Dazu wird ein handelsübliches Fahrrad mit Nabenschaltung verwendet, das vorzugs- weise schon mit einer Primärübersetzung vom Kettenblatt 1 an dem Tretlager zum Kettenritzel 210 an der Hinterradnabe mit eins zu zwei übersetzt ist. Anstelle des Ab¬ triebsflansches zum Planetgetriebe mit dem daran befestigten Kettenritzel an der Hinterradnabe wird ein Krafh'erteilungsflansch 204 verwendet, der aus einem Getriebe¬ flansch 205 mit daran befestigten Getriebeflanschmitnehmer 206 besteht, worauf ein Wälzlager 207 für die drehbare Aufnahme des Kettenritzelhalter 208, montiert ist. Der Antriebshalterstirnzapfen 92 mit Sicherungsbund nimmt gleitgelagert den Schlepp¬ hebel für den Exzenterantrieb 94 auf und ist im Antriebshalter 209 verschraubt und wird mit ihm zusammen mit dem Kettenritzel 210 an dem Kettenritzelhalter 208 verschraubt, womit das Kettenritzel 210 auf dem Kraftverteilungsflansch 204 drehbar ist. Der Ab- triebshalterstirnzapfen 129 mit Sicherungsbund nimmt gleitgelagert den Schlepphebel für den Exzenterabtrieb 128 auf und ist im Abtriebshalter 211 verschraubt, der an dem Bund vom Getriebeflanschmitnehmer 206 verschraubt ist, und somit direkt das Naben¬ getriebe antreibt. Aus dem drehbaren Abtriebshalter 211 ragt die linksseitig am Fahrrad¬ rahmen 233 gegen Verdrehung gesicherte Hinterradachse 212 konzentrisch hervor. Das Exzenterbauteil 103 besteht aus einem Rotationringhalter 104, der mit einem innenlaufenden Rotationring 105 versehen ist und der über das "Wälzlager 106 im Exzenterbauteil 103" drehgelagert ist. Der Exzenterstirnzapfen 213 enthält einen Sicherungsbund und ist drehbar gleitgelagert durch die Exzenteraufnahmebohrung 214 des Exzenteraufnahmehalters 215 geführt und in das Exzenterbauteil 103 verschraubt. Damit ist das Exzenterbauteil 103 mit dem Exzenteraufnahmehalter 215 drehbar verbunden. Der "Schloßschlitten für die Hubverstellung 111", wird von der "Schloßmutter der Hub¬ verstellung 112", auf der "Spindelwelle für die Hubverstellung 113" zwischen den Auf¬ nahmehaltern 216 geführt. Dazu ist die Spindelwelle 113 mit dem "Sicherungsring der Hubverstellung 115" an dem Exzenteraufnahmehalter 215 gesichert. Das Exzenterbauteil 103 wird durch die Aufnahmeaussparung vorne am "Schlo߬ schlitten der Hubverstellung 111" geführt und ist mit dem "Schloßschlittenbolzen der Hubverstellung 116" mit Bund und Gewinde durch die Bolzenaufnahmebohrung 118 und durch die Bolzensicherungsbohrung 117 in den "Schloßschlitten der Hubverstellung 111" verschraubt, womit das Exzenterbauteil 103 an dem Exzenteraufnahmehalter 215 gegen Verdrehung arretiert ist. Die "Halteplatte der Stellscheibekappe von der Hubver¬ stellung 217" ist auf die "Spindel welle der Hubverstellung 113" geschoben und an dem
Exzenteraufiiahmehalter 215 verschraubt, worauf die "Stellscheibe der Hubverstellung 121"mit der "Vierkantaufnahme der Hubverstellung 122" verbunden ist. Darauf deckt die "Stellscheibekappe der Hubverstellung 218" die "Stellscheibe derHubverstellung 121" ab, und wird durch die Randpassung der Halteplatte 217 geführt und von dessen "Klemmbügel der Hubverstellung 219" gehalten. Der Exzenteraufnahmehalter 215 ist mit dem Exzenterbauteil 103 und dem Schlo߬ schlitten 111 mit den Bauteilen der Arretierung und Verstellung über die Achsauf¬ nahmebohrung 220 auf die Hinterradachse 212 aufgeschoben. Dazu ist der Antriebs- schlepphebelstirnzapfen 124 mit Sicherungsbund drehbar und gleitgelagert durch die Antriebslagerbuchse 125 am Rotationring 105 geführt, und im "Schlepphebel für den Exzenterantrieb 94" verschraubt. Ebenfalls ist der Abtriebsschlepphebelstirnzapfen 126 mit Sicherungsbund drehbar und gleitgelagert durch die Abtriebslagerbuchse 127 am Rotationring 105 geführt, und im "Schlepphebel für den Exzenterabtrieb 128" ver¬ schraubt. Der "Schloßschlitten für die Steuerzeitverstellung 165", wird von dessen Schloßmutter auf der "Spindelwelle für die Steuerzeitverstellung 167", zwischen den Aufnahmestegen 221 des Rahmenanbauhalters 222 geführt. Dazu ist die Spindelwelle 167 mit dem "Sicherungsring der Steuerzeitverstellung 170" an dem Rahmenanbau¬ halter 222 gesichert. Die "Halteplatte der Stellscheibenkappe von der SteuerzeitversteHung 223", ist auf die "Spindelwelle der Steuerzeitverstellung 167" geschoben und an dem Rahmenanbau¬ halter 222 verschraubt, worauf die "Stellscheibe der Steuerzeitverstellung 171" mit der "Vierkantaufnahme der Steuerzeitvεrstellung 172" verbunden ist. Darauf deckt die "Stellscheibekappe der Steuerzeitverstellung 224", die "Steilscheibe der Steuerzeit¬ verstellung 171" ab, und wird durch die Randpassung der Halteplatte 223 geführt und von dessen Klemmbügel 225 gehalten. Der Rahmenanbauhalter 222 ist mit dem Schlo߬ schlitten der Steuerzeitverstellung 165 und mit den Bauteilen der Arretierung und Ver¬ stellung über die Radachsenaumahmebohrung 226 gegen den Exzenterhalter 215 auf die Hinterradachse 212 aufgeschoben. Dazu ist der Exzenteraufnahmehalter 215über die Zugstange 227 mit dem "Schloßschlitten der Steuerzeitverstellung 165" am Rahmen- anbauhalter 222 verbunden. Die Verbindung erfolgt einerseits über den Zugstangen- aufnahmezapfen 228 mit Sicherungsbund, der die Zugstange 227 drehbar in der Auf¬ nahmebohrung 229 fuhrt und an dem Exzenterhalter 215 verschraubt ist. Anderseits wird die Zugstange 227 durch die Aufnahmeaussparung vorne am "Schloßschlitten der Steuerzeitverstellung 165" geführt und ist mit dem "Schloßschlittenbolzen der Steuerzeilverstellung 175" mit Bund und Gewinde, durch die Führungsbohrung 230 über die Bolzenbohrung 176 verschraubt. Abschließend ist der Rahmenanbauhalter 222, auf der Hinterradachse 212 mit einem Achssicherungsring 231 axial gesichert, und mit einer Schraube durch die Rahmen¬ bohrung 232 am Fahrradrahmen 233 in der Halterbohrung 234 gegen Verdrehung ge- sichert, sowie mit einem angeschraubten Gehäuse mit Dichtungsmanschetten versehen (nicht dargestellt in der Zeichnung), zum Schutz vor Staub und Schmutz. Zur Hubverstellung sind zwei Seilzüge 197, die von einem Drehgriff am Fahrradlenker betätigt werden, durch die Seilzugfuhrung 235 in der Stellscheibekappe 218 in den Führungsnuten der Stellscheibe 121 geführt und in der Nippelhalterung 199 einge- hangen. Ebenso sind bei der Steuerzeitverstellung zwei Seilzüge 200, die von einem Verstellhebel am Lenker betätigt werden, durch die Seilzugführungen in der Stell¬ scheibekappe 224 in den Führungsnuten der Stellscheibe gefuhrt und in der Nippel¬ halterung 201 eingehangen.
Damit befindet sich der Kurbeltriebmomentwandler in der Art des Rotations¬ ringexzenter, auf der Hinterradachse 212 neben dem Hinterrad 13, zwischen der Hinterradnabe 236 und der Achsaufnahme an dem Fahrradrahmen 233 und wird vom Tretlager über das Antriebskettenblatt 1, das die doppelte Zähnezahl wie das Ketten- ritzel 210 aufweist, über eine Kette direkt angetrieben und leitet die Drehkraft direkt an die Hinteradnabe, oder über ein Nabengetriebe weiter. Beim Ausbau des Hinterrades 13 aus dem Fahrradrahmen 233 muß zusätzlich die Schraube an der Rahmenbohrung 232 (oder alternativ dazu an einer Schelle am Rahmen) und die Klemmbügel 219 und 225 von den Stellscheibekappen 218 und 224 gelöst werden, um die Stellscheibekappen mit den Stellscheiben 121 und 171 und den daran eingehangenen Seilzügen 197 und 200 (von der Hub- und Steuerzeitverstellung) von den Halteplatten 217 und 223 und der Vierkantaufnahme 122 und 172 zu trennen. Im Funktionsablauf Fig.27 und 28 zieht das Kettenritzel 210 (angetrieben über eine Kette vom Antriebskettenblatt 1), über dem Antriebshalter 209 mit den Antriebs- halterstirnzapfen 92 den Schlepphebel 94, der wiederum über den Antriebsschlepp- hebelstirnzapfen 124 den Rotationring 105 in einer Drehbewegung zieht. Der Rotation¬ ring 105 zieht über den Abtriebsschlepphebelstimzapfen 126 dessen Schlepphebel 128, der auch wieder über einen Abtriebshalterstirnzapfen 129 den Abtriebshalter 211 in einer Drehbewegung bringt, und somit in Verbindung mit der Widerstandskraft steht. Durch den Abstand zwischen der Hinterradachse 212 und dem Achspunkt 237 vom Rotationring 105 tritt eine Exzenterfunktion ein, weil die Schlepphebeln 94 und 128 auf der Kreisbahn des Rotationring 105 in seinem Kreisradius auf einen vorgegebenen Abstand angeordnet sind und das andere Ende der Schlepphebeln 94 und 128 jeweils an einem der voneinander unabhängigen Mitnehmer 209 und 211 angeschlossen sind, und auf dessen Achse 212, sich die beiden Kreisbahnen zweimal kreuzen, wodurch die Mitnehmer 209 und 211 sich im Radius bei jeder halben Umdrehung, einmal ganz nah in der "Stellung minimal 238"und einmal ganz fern in der "Stellung maximal 239" sind, und somit die Drehkraftgeschwindigkeit innerhalb des Kraftfmsses variiert. Dabei wurde die Anordnung der Lagerbuchsen 125 und 127 zur Aufnahme der Schlepp- hebeln 94 und 128 im Rotationring 105 derart gewählt, das beide Schlepphebel ihre Kraftübertragung als Zugbauteil anstatt als Druckbauteil ausüben, um die Dimensionen der Bauteile so gering wie nötig zu halten. Die Exzenterstellung in Fig.27 entspricht durch die gewählte Grundjustierung der Kette zu dem Kurbeltrieb, den Pedalsstellungen in Fig.28, ebenso entspricht die Exzenter- Stellung in Fig.29, den Pedalstellungen in Fig.30. Im Bewegungsablauf entspricht das der Reihenfolge von Fig.28 und danach Fig.30, da sich der Exzenter um 180° bei einem Pedalweg von 90° dreht, wie an den Pedalstellungen 240 zu erkennen ist. Die Funktion der stufenlosen Exzenterhubverstellung ist in Fig.25 bis Fig.36 ersichtlich, wobei durch Verdrehung des Rotationringhalters 104 auf dem Exzenterstirnzapfen 213, der "Achspunkt des Rotationrings 237" in Fig.27, 28 von der Hinterradachse 212, von Null (siehe Fig.31) bis Maximum (siehe Fig.32) stufenlos verstellbar ist, indem der am Exzenteraufnahmehalter 215 verschiebbare Schloßschlitten 111 durch seine Drehver- bindung an dem Rotationringhalter 104 durch den Schloßschlittenbolzen 116 verbunden ist, und durch die drehbare Spindelwelle 113 selbstsperrend oder verschiebbar ist. Zur Verstellung wird die Spindelwelle 113 von der Stellscheibe 121 gedreht, indem diese über zwei Seilzüge 197 (für jede Drehrichtung ein Seilzug) über einem Drehgriff am Fahrradlenker durch die Stellscheibekappe 218 geführt, welche über die Halteplatte 217 an dem Exzenteraufnahmehalter 215 arretiert ist, verstellt wird.
Dabei ist der Verstellradius des Schloßschlittens 111 und die Verstellgeoinetrie derart ausgelegt, dass ein Doppelgεlenk zu der Drehvεrbindung durch den Schloßschlitten- bolzen 116 am Rotationringhalter 215 eingespart wird, da die Lagεrtolleranzen der drehbaren VersteUeinrichtungen das Verstellradiusspiel aufhehmen und die Arretierung dadurch wesentlich weniger Spiel aufweist Die Funktion der stufenlosen Exzentersteuerzeifrerstellung ist ebenfalls in Fig.25, 33 und 34 ersichtlich, wobei durch "Verdrehung des Exzenteraufhahmehalters 215 auf der Hinterradachse 212 der komplette Kurbeltriebmomentwandler mit der Exzenterhub¬ verstellung, vom oberen Totpunkt Fig.32 aus, stufenlos vorgestellt Fig.33 oder zurück- gestellt Fig.34 werden kann. Indern der Zugstangeaufnahmezapfen 228 mit Sicherungs¬ bund, der an der kurbelarmartigen Aufnahme des Exzenteraufhahmehalters 215 ver¬ schraubt ist, die Zugstange 227 drehbar aufnimmt. Dabei die Zugstange 227 anderseits mit dem, am Rahmenanbauhalter 222 verschiebbaren Schloßschlitten 165, durch den Schloßschlittenbolzen 116 (mit Sicherungsbund), drehbar verbunden ist, und durch die drehbare Spindelwelle 167, selbstsperrend oder verschiebbar ist. Zur Verstellung wird die Spindelwelle 167 von der Stellscheibe 171 gedreht, indem diese über zwei Seilzüge 200 (für jede Drehrichtung ein Seilzug), über einem Verstell- hebεl am Fahrradlenker, durch die Stellscheibekappe 224 gefuhrt, welche über die Halteplatte 223 an dem Rahmenanbauhalter 222 arretiert ist, verstellt wird. Dabei wurde die Anordnung der kurbelarmartigen Aufnahme des Exzenteraufnahmehalters 215, für die drehbare Aufnahme der Zugstange 227 derart gewählt, das die Kraftübertragung als Zugbauteü anstatt als Druckbauteil erfolgt, um die Dimensionen der Bauteile so gering wie nötig zu halten. In dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine einfache Ausführung ohne verstellbaren Steuerzeiten, anhand eines Anbaubeispieles, in Nullstellung Fig.35, sowie bei Maximalstellung Fig.36 der Exzenterhubverstellung, gezeigt.
Bezugzeichenliste 6, für Fig.25 bis Fig.36
Ol Antriebskettenblatt 216 Aufnahmehalter 12 Achsenlinie 217 Halteplatte Hubverstellung 13 Hinterrad 218 Stellscheibekappe Hubverstellung 92 Antriebshalterstirnzapfen 219 Klemmbügel Hubverstellung 94 Schlepphebel Exzenterantrieb 220 Achsaufhahmebohrung 103 Exzenterbauteil 221 Aufhahmestege 104 Rotationringhalter 222 Rahmenanbauhalter 105 Rotationring 223 Halteplatte Steuerzeitverstellung 106 Wälzlager Exzenterbauteil 224 Stellscheibekappe Steuerzeitverst. 111 Schloßschlitten Hubverstellung 225 Klemmbügel Steuerzeitverstellung 112 Schloßmutter Hubverstellung 226 Radachsenaufhahmebohrung 113 Spindelwelle Hubverstellung 227 Zugstange 115 Sicherungsring Hubverstellung 228 Zugstangeaufnahmezapfen 116 Schloßschlittenbolzen Hubverstell. 229 Aufnahmebohrung 117 Bolzensicherungsbohrung 230 Führungsbohrung 118 Bolzenaufiiahmebohrung 231 Achssicherungsring 121 Stellscheibe Hubverstellung 232 Rahmenbohrung 122 Vierkantaufhahme 233 Fahrradrahmen 124 Antriebsschlepphebelstirnzapfen 234 Halterbohrung 125 Antriebslagerbuchse 235 Seilzugführung 126 Abtriebsschlepphebelstirnzapfen 236 Hinterradnabe 127 Abtriebslagerbuchse 237 Achspunkt Rotationring 128 Schlepphebel Exzenterabtrieb 238 Stellung minimal 129 Abtriebshalterstirnzapfen 239 Stellung maximal 165 Schloßschlitten Steuerzeitversteil. 240 Pedalstellung 167 Spindelwelle Steuerzeitverstellung 241 Fahrradkette 170 Sicherungsring Steuerzeitverstellung 171 Stellscheibe Steuerzeitverstellung 172 Vierkantaufhahme Steuerzeitverst. 175 Schloßschlittenbolzen St.zeitverst. 176 Bolzenbohrung 197 Seilzüge Hubverstellung 199 Nippelhalterung 00 Seilzüge Steuerzeitverstelhmg 01 Nippelhalterung 04 Kraftverteilungsflansch 05 Getriebeflansch 06 Getriebeflanschmitnehmer 07 Wälzlager für Kettenritzel 08 Kettenritzelhalter 09 Antriebshalter 10 Kettenritzel 11 Abtriebshalter 12 Hinterradachse 13 Exzenterstirnzapfen 14 Exzenteraufnahmebohrung 15 Exzenteraufnahmehalter
Eine siebte bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung zeigt nach Anspruch 1 und 11, in der Bezugzeichenliste 7 und in Fig.37 und 38 einen Kurbeltriebmomentwandler, dessen Exzentergetriebe aus einem Zahnradtriebexzenter besteht, der als Kurbelschleife ausgebildet ist, wobei die Ein- und Ausgangskraft des Exzentergetriebes auf einer Achsenlinie 12 drehend wirkt und mit 2 : 1 zu dem Kurbeltrieb übersetzt ist, und so für Handkurbeltriebe und in erweiterter Art auch für Heimtrainer mit Tretkurbelantrieb Verwendung findet. Dazu besteht der Zahnradtriebexzenter aus einem Abtriebszahnrad 242, auf dessen Bund die Mitnehmerscheibe 243 als Kurbelschleife mit den Mitnehmerschrauben 244 ver- bunden ist, und läuft mit zwei Anlaufscheiben 245, jeweils davor und dahinter, drehbar und gleitgelagert auf der am Trägerrahmen 246 feststehenden Tragachse 247, und ist mit einem weiteren Zahnrad mit der Widerstandskraft verbunden (nicht dargestellt in der Zeichnung). Dahinter befindet sich drehbar und gleitgelagert die Exzenterauf¬ nahmescheibe 248. Die Planeträder 249 sind auf der Stirnseite hinter dem Lagerbund mit exzentrisch außermittig angeordneten Kurbelzapfen 250 ausgebildet, die in die Exzenterführungen 251 der Mitnehmerscheibe 243 führen, und sind mit dem Lagerbund in der Exzenter- aufhahmescheibe 248 drehbar und gleitgelagert. Zwischen den Planeträdern 249 greift das Steuerzahnrad 252 ein, das die doppelte Zähnezahl wie ein Planetrad 249 aufweist, und mit einer Keilwellenverbindung 253 auf der Tragachse 247 arretiert ist. Der Gehäusering 254 wird mit den Gehäuseschrauben 255, die durch die Kurbelarm¬ platte 256 führen, mit diesen an der Exzenteraufnahmeschεibe 248 befestigt, wobei in der Kurbelarmplatte 256 die Kurbelzapfen 250 der Planeträder 249 drehbar oder gleit¬ gelagert sind. Die Kurbelarmplatte 256 dreht sich gleitgelagert auf der Tragachse 247 und ist mit einer Lagerbundschraube 257 gesichert. Durch eine dreh- und arretierbare Tragachse 247 wird eine zusätzliche Stellzeitverstellung ermöglicht. Bei der Anwendung einer festehehenden Hohlachse anstelle der Tragachse 247, mit einer sich darin drehenden und durchgehenden Kurbeltriebachse, die einerseits mit einem zweiten Kurbelarm verschraubt ist und anderseits eine feste Verbindung mit der Kurbelarmplatte 256 und dem ersten Kurbelarm aufweist, der dann den nachge¬ schalteten Mechanismus auf der Hohlachse drehgelagert .antreibt, erhält man einen Kurbeltriebmomentwandler für den Tretkurbeltrieb eines Heimtrainers, der dann anstelle des Abtriebszahnrad 242 auf der gleichen Achsenlinie 12, mit einem nach- geschalteten Mechanismus, den Heimtrainer antreibt.
Beim drehen am Drehkurbelgriff 258 nach rechts in Uhrzeigerrichtung von 0° bis 45°, drehen sich die Planeträder 249 um 90° nach rechts, weil sie mit dem feststehenden Steuerzahnrad 252 verbunden sind und das Steuerzahnrad 252 den doppelten Wirkungs- durchmesser hat. Dabei drehen sich die außermittig sitzenden Kurbelzapfen 250 von den Planeträdern 249, in den Exzenterfuhrungen 251 von der Mitnehmerscheibe 243 um 90° nach rechts, wodurch die Mitnehmerscheibe 243 mit Kraftfluß zu der konstanten Wiederstandskrafit, im Verhältniss zu der Kurbelarmplatte 256 mit dem Drehkurbelgriff 258, vor- oder nacheilt. Somit erhält man die gleiche vorteilhafte Wirkungsweise wie in den anderen Ausführ¬ ungsbeispielen auch für Heimtrainer und Handkurbeltriebe wegen der vorteilhaften Embaubedingungen.
Bezugzeichenliste 7, für Fig.37 und Fig.38
12 Achsenlinie 250 Kurbelzapfen 242 Abtriebszahnrad 251 Exzenterführungen 243 Mitnehmerscheibe 252 Steuerzahnrad 244 Mitnehmerschrauben 253 Keilwellenverbindung 245 Anlaufscheibe 254 Gehäusering 246 Trägerrahmen 255 Gehäuseschrauben 247 Tragachse 256 Kurbelarmplatte 248 Exzenteraύfnahmescheibe 257 Lagerbundschraube 249 Planeträder 258 Drehkurbelgriff
Eine achte bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung zeigt nach Anspruch 1, 8 und 12, in der Bezugzeichenliste 8 und in Fig.39 bis Fig.44 einen Kurbeltriebmomentwandler, dessen Exzentergetriebe aus einem Rotationsringexzenter besteht, der zwei hinter¬ einander geschaltete Doppelkurbeln aufweist, wobei die Ein- und Ausgangskraft des Exzentergetriebes auf einer Achsenlinie 12 drehend wirkt und mit 2 : 1 zu der Kurbel¬ welle 297 übersetzt ist, und zur Steuerung für die Drehkraft eines Hubkolbenmotors eingesetzt wird. Dabei handelt es sich um eine Ausführung, die mit einer stufenlosen Exzenterhub¬ verstellung sowie auch mit einer stufenlosen Steuerzeitverstellung ausgestattet ist, wobei in Fig.39 bis Fig.43 der Exzenterhub auf Null dargestellt wird. Dazu ist das Krafteingangszahnrad 259 mit Halszapfen auf der linken Seite in die Gehäuseglocke 260 gleitgelagert und auf der rechten Seite gleitgelagert durch den Antriebsgehäusedeckel 261 geführt, mit einer Keilwellenverbindung 262 zu der Kurbel¬ welle. Ebenso wird das Exzenterantriebszahnrad 263, mit der halben Zähnezahl des Krafteingangszahnrad 259 und mit ihm im Eingriff, auf der Exzenterantriebswelle 264 auf der linken Seite in die Gehäuseglocke 260 und auf der rechten Seite in den Antriebs¬ gehäusedeckel 3 gleitgelagert, geführt, wobei die Exzenterantriebswelle 264 am linken Ende einen Antriebskurbelarm 93 aufweist der den Antriebsschlepphebel 94 gegabelt über einen, gleitgelagerten Schlepphebelbolzen 265 aufnimmt. Der Antriebsschlepphebel 94 ist am Rotationring 105 ebenfalls durch die gegabelte Antriebsaufname 266 mit einem gleitgelagerten Schlepphebelbolzen 267 verbunden. Dazu weist der Rotationring 105 eine zweite Aufnahme aus, die als gegabelte Abtriebs¬ aufnahme 268 mit einem gleitgelagerten Schlepphebelbolzen 269 den Abtriebs¬ schlepphebel 128 führt. Der Abtriebskurbelarm 130, der axial neben dem Antriebs- kurbelarm 93 sitzt, nimmt gegabelt mit einem gleitgelagerten Schlepphebelbolzen 270 das andere Ende des Abtriebsschlepphebel 128 auf und 5 sitzt auf der Exzenterab¬ triebswelle 271, die in dem Gehäuseflansch 272 gleitgelagert ist und am anderen Ende durch das Exzenterabtriebszahnrad 273 führt und gleitgelagert in dem Abtriebsgehäuse¬ deckel 274 endet. Das Kraftausgangszahnrad 275, mit der doppelten Zähnezahl wie das Exzenterab¬ triebszahnrad 273, steht mit ihm im Eingriff und ist mit einem Halszapfen auf der rechten Seite in dem Gehäuseflansch 272 gleitgelagert und auf der linken Seite, gleit¬ gelagert durch den Abtriebsgehäusedeckel 274 geführt und mit einer
Keilwellenverbindung 276 mit der Kupplung verbunden. Das Exzenterbauteil 103 besteht aus einem Rotationringhalter 104, der mit einem innen laufenden Rotationring 105 versehen ist und der über das "Wälzlager im Exzenterbauteil 277" drehgelagert ist. Der Exzenteraufhahmehalter 278 besteht aus der Aufhahmeplatte 279, die gleitgelagert auf dem Aufnahmebund 280 der Gehäuseglocke 260 ruht, und aus der Verstellplatte 281 die gleitgelagert auf dem Verstellaufnahmebund 282 des Gehäuseflansch 272 sitzt und durch das Zylindersegment 283 sowie mit dem Spindelwellehalter 284 und der Hubver¬ stellungshalter 285 verschraubt sind. Das Exzenterbauteil 103 wird zwischen der Aufnahmeplatte 279 und der Verstellplatte 281 des Exzenteraufnahmehalters 278 geführt und ist mit dem Exzenteraufnahmebolzen 285 gleitgelagert und drehbar verbunden. In der gegabelten Nase 286 des Rotationringhalters 104 wird die Schloßmutter 112 für die Hubverstellung, mittig von zwei Stirnzapfen 287, gleitgelagert geführt. Die Spindelwelle 113 führt durch die Schloßmutter 112 und ist drehbar zwischen dem Spindelwellenhalter 284 und dem Hubverstellungshalter 285 des Exzenterhalters 278 arretiert, und mit einem Stellmotor 288, der auf dem Hubverstellungshalter 285 montiert ist, für den Verstellantrieb verbunden, womit das Exzenterbauteil 103 an dem Exzenter- aufnahmehalter 278 drehbar arretiert ist. Die Verstellplatte 281 des Exzenteraufnahmehalter 278, ist mit einem Versatz versehen, der mit einem Schneckenradsegment 289 verbunden ist, worin eine Welle 290 mit Schnecke greift, die quer durch die Gehäuseglocke 260 verläuft und an dieser drehbar und gleitgelagert axial arretiert ist. Gegenüber dem Schneckenradsegment 289 vom Exzenteraufnahmehalter 278 ist ein zweites Schneckenradsegment 291 im Eingriff mit der Welle 290, um die aufkommen- den Kräfte auf der Welle 290 zu zentrieren. Dazu ist das Schneckenradsegment 291 zur Zentrierung der Kräfte an ein Scheibensegment 292 befestigt, das drehbar und gleit¬ gelagert auf dem Stirnzapfen 293 für die Zentrierung geführt wird und an dem Gehäuse¬ flansch 272 befestigt ist. Zusätzlich ist hinter dem Schneckenradsegment 291 an dem Scheibensegment 292 noch ein Zahnradsegment 294 befestigt, daß in das zweite Zahn- radsegment 295 greift, das hinter dem Schneckenradsegment 289 von der Verstellplatte 281 des Exzenterau&ahmehalters 278 befestigt ist, und so die aufkommende Kräfte auf die Verstellung bündelt. Zusätzlich wird die Welle 290 mit einem Stellmotor 296 verbunden, der außen an dem Gehäuseflansch 272 und an der Gehäuseglocke 260 montiert ist und für den Verstell- antrieb sorgt, womit der Exzenteraumahmehalter 278 an die Gehäuseglocke 260 drehbar arretiert ist. Der Ablauf in der Funktion Fig.44 beginnt durch die Drehkraft der Kurbelwelle 297 im Hubkolbenmotor 298, über das Krafteingangszahnrad 259, im angeflanschten Kurbel¬ triebmomentwandler 299, zum Exzenterantriebszahnrad 263 über die Exzenteran- triebswelle 264 an den Antriebskurbelarm 93, der über dem Antriebsschlepphebel 94, mit der Antriebsaufnahme 266 verbunden ist und den Rotationring 105 mit doppelter Drehzahl antreibt. Der Rotationring 105, dessen Achspunkt von der Exzenterantriebs¬ welle 264 und der Exzenterabtriebswelle 271 versetzt ist, bildet das Kernstück des Exzenters und dreht sich in dem Rotationsringhalter 104, der vom Exzenterauf- nahmehalter in dem Gehäuse gehalten wird. Die Abtriebsaufnahme 268 am Rotationring 105 zieht über den Abtriebsschlepphebel 128 an dem Abtriebskurbelarm 130, der über die Exzenterabtriebswelle 271 das Exzenterabtriebszahnrad 273 antreibt und damit das Kraftausgangszahnrad 275 mit der
halben Drehzahl dreht und von dort über die Kupplung 300 in der angeflanschten Kupplungsglocke 301 die weitere Kraftübertragung an das angeflanschte Getriebe 302, mit der durchschnittlichen Drehzahl der Kurbelwelle 297 leitet. Man könnte die Kupplung 300 auch direkt mit der Exzenterabtriebswelle 271 verbinden, indem man die Endübersetzung zum Antrieb ändert. Die Verstellung des Exzenterhubes und die der Steuerzeit über die Stellmotoren werden über Sensoren elektronisch gesteuert, und erzielt bei Langsamläufer, wie z.B. große Schiffsmotoren, den größten Wirkungsgrad, da man dort das größte Exzenterhub¬ verhältnis nutzen kann. Der weitere Funktionsablauf und die Wirkungsweise des Rotationringexzenter als Kurbeltriebmomentwandler, und die der Hubverstellung und der Steuerzeitverstellung, sind die gleichen wie in der vierten, fünften und sechsten bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, und sind in der sechsten bevorzugten Ausführungsformdort ausführlich beschrieben und nachzulesen.
Bezugzeichenliste 8, für Fig.39 bis Fig.46
Achsenlinie 280 Aufnahmebund Antriebskurbelarm 281 Verstellplatte Antriebsschlepphebel 282 Verstellaufnahmebund Exzenterbauteil 283 Zylindersegment Rotationringhalter 284 Spindelwellehalter Rotationring 285 Hub verstellungshalter Schloßmutter 286 Nase Spindelwelle 287 Stirnzapfen Schloßmutter Abtriebsschlepphebel 288 Stellmotor Hubverstellung Abtriebskurbelarm 289 Schneckenradsegment Exzenteraufnahmebolzen 290 Welle Schnecke Krafteingangszahnrad 291 Schneckenradsegment Gehäuseglocke 292 Scheibensegment Antriebsgehäusedeckel 293 Stirnzapfen Keilwellenverbindung Kurbelwelle 294 Zahnradsegment Exzenterantriebszahnrad 295 Zahnradsegment Exzenterantriebswelle 296 Stellmotor Steuerzeitverstellung Schlepphebelbolzen 297 Kurbelwelle Antriebsaufhahme 298 Hubkolbenmotor Schlepphebelbolzen 299 Kurbeltriebmomentwandler Abtriebsaufhahme 300 Kupplung Schlepphebelbolzen 301 Kupplungsglocke Schlepphebelbolzen 302 Getriebe Exzenterabtriebs welle 303 Zweitaktdoppelkolbenmotor Gehäuseflansch 304 Zahnräder Exzenterabtriebszahnrad 305 Steuerzahnrad Abtriebsgehäusedeckel 306 Steuerkurbelwelle Kraftausgangszahnrad 307 Hilfskolben Keilwellenverbindung Kupplung 308 Arbeitskolben Wälzlager Exzenter 309 Zylinder Exzenteraufnahmehalter 310 Auslaßkanäle Aufnahmeplatte
Eine neunte bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung zeigt nach Anspruch 1, 8, 12 und 13, in der Bezugzeichenliste 9 und in Fig,45 u. 46 als Kurbeltriebmomentwandler einen Rotationsringexzenter wie in der achten bevorzugten Ausführungsform, der hier zur Steuerung der Drehkraft einer zweiten Kurbelwelle 306 in einem Zweitaktmotor eingesetzt wird. Dabei treibt eine zweite Kurbelwelle 306 einen Hilfskolben 307 mit extrem exzentrischen Hubgeschwindigkeiten an, der in dem Arbeitszylinder 309 des Arbeits¬ kolben 308 läuft und dort die Abgase in der Abwärtsbewegung ausstößt und den Arbeitszylinder 309 bei der Aufwärtsbewegung mit Frischgas befüllt. Dazu wird ein Zweitaktdoppelkobenmotor 303 mit gemeinsamen Zylinder 309 an der Motorstirnseite mit einer Zahnradkaskade ausgebildet, die drei Zahnräder 304 aufweist, die über das Krafteingangszahnrad 259 von der Kurbelwelle 297 den Kurbeltriebmomentwandler über das Steuerzahnrad 305 antreibt, das die gleiche Größe aufweist wie das Kraft¬ eingangszahnrad 259. Das Steuerzahnrad 304 treibt direkt die Exzenterantriebswelle 264 mit der gleichen Drehzahl wie die der Kurbelwelle 297 an. Der Rotationringhalter 104 ist mit seiner Achse exzentrisch von der Achse der Exzenterantriebswelle 264 und der Exzenterab¬ triebswelle 271 an dem Motorgehäuse befestigt, womit ein extrem großer Exzenterhub vorgegeben wird. Die Exzenterabtriebswelle 271 treibt die Steuerkurbelwelle 306 direkt an. Die restlichen Bauteile des Rotationringexzenter und dessen Aufbau zwischen der Exzenterantriebs¬ welle 264 und der Exzenterabtriebswelle 271, sind Seitenverkehrt in der achten bevor¬ zugten Ausführungsform in Fig.39 bis Fig.44 ausführlich beschrieben. Der Ablauf in der Funktion Fig.45 beginnt durch die Drehung der Kurbelwelle 297 im Zweitaktdoppelkolbenmotor 303, wodurch das Krafteingangszahnrad 259 über die Zahnräder 304 das Steuerzahnrad 305 mit gleicher Drehzahl antreibt. Das Steuerzahnrad 305 treibt mit der Exzenterantriebswelle 264 und dem Antriebs¬ kurbelarm 93 über dem Antriebsschlepphebel 94, der mit der Antriebsaufnahme 266 verbunden ist, den Rotationrmg 105 an. Der Rotationrmg 105, dessen Achspunkt von der Exzenterantriebswelle 264 und der Exzenterabtriebswelle 271 versetzt ist, bildet das Kernstück des Exzenters und dreht sich in dem Rotationsringhalter 104, der an dem Motorgehäuse befestigt ist. Die Abtriebsaufhahme 268 am Rotationring 105 zieht über den Abtriebsschlepphebel 128 an dem Abtriebskurbelarm 130, der über die Exzenterabtriebswelle 271 die Steuer- kurbelwelle 306 antreibt. Wobei durch die Steuerzeitstellung des Rotationringexzenter die Steuerkurbelwelle 306 den Hilfskolben 307, der vor dem Arbeitskolben 308 in dem gemeinsamen Zylinder 309 läuft, im oberen Totpunkt sehr langsam und im unteren Tot¬ punkt sehr schnell antreibt, um die verbrannten Abgase durch die Auslaßkanäle 310 auszustoßen. Eine weitere Ausführungsform des Zweitaktdoppelkolbenmotors 303 findet sich in der Fig.46, wobei zusätzlich noch ein Kurbeltriebmomentwandler 299 für die Drehkraft¬ steuerung der Kurbelwelle 297 angebracht ist, was ebenfalls der gleichen Ausführung der achten bevorzugten Ausführung entspricht, und somit kombinierbar ist, indem das Krafteingangszahnrad 259 zusätzlich neben den Zahnräder 304 und das Steuerzahnrad 305, auch das Exzenterantriebszahnrad 263 vom Kurbeltriebmomentwandler 299 antreibt.