WO2023227387A1 - Bottom-bracket gear mechanism - Google Patents

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WO2023227387A1
WO2023227387A1 PCT/EP2023/062661 EP2023062661W WO2023227387A1 WO 2023227387 A1 WO2023227387 A1 WO 2023227387A1 EP 2023062661 W EP2023062661 W EP 2023062661W WO 2023227387 A1 WO2023227387 A1 WO 2023227387A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gear
bottom bracket
ring
web shaft
gears
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/062661
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Hermey
Michael OTREBOWSKI
Original Assignee
Igus Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Igus Gmbh filed Critical Igus Gmbh
Publication of WO2023227387A1 publication Critical patent/WO2023227387A1/en

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K19/00—Cycle frames
    • B62K19/30—Frame parts shaped to receive other cycle parts or accessories
    • B62K19/34—Bottom brackets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • B62M11/14—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
    • B62M11/145—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears built in, or adjacent to, the bottom bracket
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M3/00—Construction of cranks operated by hand or foot
    • B62M3/003—Combination of crank axles and bearings housed in the bottom bracket

Definitions

  • the invention relates to a bottom bracket gear for a bicycle with at least one gear, comprising a pedal crankshaft and comprising an epicyclic gear, which has several gears, including a sun gear, a ring gear and at least one planet gear, and comprising a web shaft with at least one rotation axis for the planet gear , with the proviso that the bottom bracket gear is prepared for a modified, enlarged bottom bracket housing.
  • the invention relates to a bottom bracket gear for a bicycle, which is preferably operated purely by muscle power. Any motor support for the bicycle is preferably transmitted away from the bottom bracket gear.
  • a bottom bracket gear which includes an epicyclic gear.
  • One design can be combined with a standard bottom bracket housing.
  • the epicyclic gearbox is located on the side next to the standard bottom bracket housing.
  • This design can be retrofitted to a normal bicycle frame.
  • An example is the bottom bracket gear according to CH 674 495 A5.
  • a second design of a bottom bracket gear is bes, which takes up more space. It is designed for a modified enlarged bottom bracket shell. This design includes the space otherwise provided for a standard bottom bracket shell to accommodate larger gear components, which may include an epicyclic gear. From DE 10 2008 064 514 A1 a bottom bracket gear for such a modified bottom bracket housing is known. The aim of this state of the art is to provide a large number of switchable gears.
  • the invention is based on the object of proposing a bottom bracket gear that is structurally very simplified.
  • the object is achieved in that the gears of the epicyclic gear have teeth that are dimensioned so large that at least one of the gears can be made from a suitable plastic.
  • the proposed bottom bracket gear offers a gear, which can preferably be an overdrive gear. In this way the bottom bracket gear is very simplified. It does not have a large number of switchable gears.
  • the measure of making at least one of the gears made of a suitable plastic also allows the proposed bottom bracket gear to be designed for dry running and to operate lubricant-free. Furthermore, it is reflecting a trend towards increasingly using plastic in bicycle construction. There is a trend towards using recycled or recyclable plastic for some bicycle parts.
  • the present invention contributes to using a suitable plastic for components of the bottom bracket gear.
  • the gears expediently have straight teeth, ie the teeth are parallel to a central axis of the tooth wheel arranged.
  • the central axes of all gears of the epicyclic gear are parallel to each other, so that the gears of the epicyclic gear roll against one another (rolling gear).
  • the rolling motion is not the only motion when the teeth mesh with each other.
  • the teeth come into contact with each other at an initial engagement point.
  • the contact point moves further and a sliding movement occurs between the tooth flanks.
  • the tooth flanks therefore roll and slide against each other, which is referred to as rolling sliding.
  • a polymer plastic that is tribologically optimized has proven itself as a sliding material for rolling-sliding gears, i.e. H. has good friction and/or lubrication properties and this is accompanied by low wear on the tooth flanks.
  • Such a polymer plastic is called a tribopolymer.
  • a sliding material of this type can preferably be processed by injection molding.
  • the tribopolymer can be thermoplastic tribopolymer such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyacetal (POM), polycarbonate (PC), polyamide (PA, PA6, PA12, PA46, PA66), polyvinyl chloride (PVC) and polytetrafluorethene (PTFE ), polyketone (PK), acrylonitrile butadiene styrene (ABS).
  • the tribopolymer can also be a thermoset tribopolymer, e.g. B. phenolic resin. If good resistance to high temperatures is required, then other base polymers are available.
  • PEK polyether ketone
  • PEEK polyether ether ketone
  • PSU polysulfone
  • PPSU polyphenyl sulfone
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the sliding material such as the tribopolymer
  • a finely divided solid lubricant such as molybdenum disulfide or graphite, can be used as a lubricant.
  • the sliding material can also contain at least one filler.
  • the filler can be finely divided, irregularly fibrous, or the filler is fibrous, aligned in a preferred direction, or the filler is added as a textile fabric.
  • the filler can be made of plastic. The aim of these optional measures is to improve the mechanical properties of the sliding material.
  • the tribologically optimized sliding material is preferably a so-called compound, which preferably contains a base polymer, for example a thermoplastic, in particular polyamide (PA), for example PA6, PA12, PA46, PA66, polyacetal / polyoxymethylene (POM), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC) or polytetrafluoroethylene (PTFE), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polyketone (PK), thermoplastic polyurethane (TPU), thermoplastic elastomer (TPE).
  • PA polyamide
  • PA6 PA12, PA46, PA66
  • POM polyacetal / polyoxymethylene
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • PC polycarbonate
  • PVC polyvinyl chloride
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • ABS acrylonitrile butadiene styrene
  • PK thermoplastic polyure
  • the compound preferably contains particles that act as a solid lubricant, for example molybdenum disulfide and/or graphite. Furthermore, the compound preferably contains one or more fillers, for example reinforcing fibers and/or reinforcing particles.
  • plastics for the gear polyamide (PA, PA6, PA12, PA46, PA66), polyacetal/polyoxymethylene (POM, POM-C, POM-H), polyethylene (PE), polypropylene (PP) , Polycarbonate (PC) , Polyvinyl chloride (PVC) , Polytetrafluoroethylene (PTFE) , Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) , Polyketone (PK) , Polyetherketone (PEK) , Polyetheretherketone (PEEK) , Polysulfone (PSU) , Polybutylene terephthalate ( PBT), polyphthalamide (PPA), polyphenylene sulfide (PPS), polyphenyl sulfone (PPSU), thermoplastic polyurethane (TPU), thermoplastic elastomer (TPE).
  • PA polyamide
  • PA6 PA12, PA46, PA66
  • POM-C polypropylene
  • PC Polycarbonate
  • the pedal crankshaft can be made of metal, such as steel or aluminum. Alternatively, the pedal crankshaft can be made entirely or partially from a plastic. Any base polymer mentioned above in relation to the gears can be used as a material for the pedal crankshaft.
  • the corresponding material may contain any of the above-mentioned fillers, in particular reinforcing fibers, which are provided irregularly or aligned in a preferred direction or added as a textile fabric.
  • the sun gear can be the gear of the proposed epicyclic gearbox that is subject to the highest stress; as a rule, this is the case when it is the gear with the fewest number of teeth.
  • a single planetary gear can have an even smaller number of teeth, several planetary gears are usually provided.
  • Three planet gears and particularly preferably four planet gears made of the selected plastic are preferably provided. hen. Therefore, in total there are more planetary teeth than sun gear teeth. Possibly .
  • the sun gear can be made of metal, for example a suitable aluminum alloy.
  • the inventor has found that it is also useful if the sun gear of the epicyclic gear is arranged in a fixed manner. The fixed arrangement of the sun gear then forces the web shaft and the ring gear to run.
  • a bearing element for the ring gear and/or a bearing element for the web shaft is expediently arranged on the fixed sun gear.
  • the bearing element for the ring gear in particular should have a tight fit on the sun gear.
  • the bearing element for the web shaft could in principle also be arranged on the rotating bottom bracket shaft instead of the sun gear, although a seat on the sun gear also appears to be advantageous for the web shaft because it is stationary. Arranging the bearing elements on the fixed sun gear reduces their load and improves their durability and service life.
  • the bearing element for the ring gear and/or the bearing element for the web shaft can be designed as a rolling bearing.
  • the rolling bearing expediently has an inner ring and an outer ring, each of which includes at least one groove in which rolling bodies are arranged.
  • at least the inner ring and/or the outer ring are made of plastic, preferably a plastic on which the rolling elements can roll without lubrication.
  • the rolling bearing provided is light and requires little maintenance.
  • the inventor has found that it is advantageous to prepare the epicyclic gear in such a way that by means of the The drive shaft is provided and the output is provided by means of the ring gear.
  • the fixed sun gear forces the other gears to rotate.
  • the planet gears rotate around their own axes (rotational axes) and also around the sun gear. In this way, the planet gears transmit a rotational movement to the ring gear.
  • the pedal crankshaft is expediently connected directly or indirectly to the web shaft.
  • the force and movement of a pedal crank can be transferred to the bridge shaft and the bridge shaft rotates synchronously with the pedal crank shaft.
  • a high gear ratio is usefully provided from the driven web shaft to the driven ring gear, whereby one gear of the proposed bottom bracket gear is provided as an overdrive gear.
  • a sprocket with 19 teeth on the rear wheel is common.
  • This sprocket combined with a 46-tooth chainring on the pedal crank results in a gear ratio for this primary drive Fast with a gear ratio of approximately 1: 2. 4.
  • a distance (unfolding) of approximately 5.1 m is covered. This unfolding is perceived as pleasant for a bicycle without gears.
  • An appropriate gear ratio for an overdrive has a greater development.
  • the greater development can be achieved with a two-speed hub gear.
  • the two-speed hub gear "Duomatic" from Sturmey Archer, for example, has a gear ratio for high gear that is perceived as comfortable. Ratio for high speed is 1:1.37.
  • gear ratio of approx. 1:2.4 of the primary drive results in a development of approx. 6.9 m.
  • a transmission ratio in the range from 1:1.37 to 1:1.40 is preferably provided for the high gear of the proposed bottom bracket gear.
  • the ring gear of the proposed bottom bracket gear is expediently assigned a transmission means that is designed to transmit movement and power to an impeller.
  • the transmission means is designed to interact with a traction means.
  • the traction device can act in a frictional or force-locking manner.
  • a form-fitting traction device such as a bicycle chain or a toothed belt, is considered useful.
  • the transmission means is preferably prepared for a positive traction mechanism and preferably for a traction mechanism in the form of a toothed belt.
  • a freewheel device can be provided which enables movement and power transmission in one direction of rotation and prevents it in the opposite direction of rotation.
  • the range of use of the bottom bracket gear can be significantly improved if a second gear is provided, preferably a direct gear, in which case a switching device is provided, by means of which it is possible to switch between the high gear and the direct gear.
  • the switching device advantageously comprises a coupling element that can be switched between two switching positions and interacts with the pedal crankshaft as a driving component.
  • the clutch element can be coupled directly to the ring gear in a direct gear switching position or can be coupled to the web shaft for a high-speed switching position.
  • the coupling element can be driven by the pedal crankshaft and is arranged to be axially displaceable relative to the pedal crankshaft. In this way, the two switching positions can be provided by axial displacement.
  • the coupling element In order to be able to absorb and transmit the rotational movement of the pedal crankshaft, the coupling element has several coupling teeth.
  • the ring gear is advantageously provided with a switching toothing which interacts with a clutch toothing, the clutch toothing of the clutch element in a direct gear switching position of the clutch element making it possible to transmit the rotational movement directly from the pedal crankshaft into the switching toothing of the ring gear.
  • the web shaft is also expediently provided with switching teeth, which interact with complementary clutch teeth. In this way, the rotational movement can be transferred to the switching teeth of the web shaft by means of the clutch teeth in the high-speed switching position of the clutch element.
  • the switching device comprises an actuating means for the coupling element, the actuating means being designed to provide the axial displaceability of the coupling element relative to the pedal crankshaft.
  • the coupling element is expediently designed as a coupling ring. which has a cylindrical outer surface and at least one hollow cylindrical inner surface for the coupling teeth.
  • the tooth shape of an involute toothing is expediently provided.
  • the tooth module of the gears of the epicyclic gearbox is in the range of 1.5 to 4 mm, preferably in the range of 1.5 to 2.5 mm and particularly preferably a tooth module of 2 mm is provided.
  • a tooth module width ratio in the range of 10 to 20 can be provided, preferably 12 to 17 and particularly preferably a tooth module width ratio of 15 is provided.
  • FIG. 1 is a front view of a bottom bracket gear according to the invention with pedal cranks and pedals,
  • Fig. 2 is a side view of the bottom bracket gear according to Fig. 1,
  • Fig. 3 is a full section according to section III - III, as noted in Fig. 2,
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of the bottom bracket gear according to the invention as a half section
  • Fig. 5 shows a third embodiment of the bottom bracket gear according to the invention as a half section.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the invention
  • Bottom bracket gear 1 for a bicycle It is prepared for a bicycle that has a modified, enlarged bottom bracket shell or whose bicycle frame at least offers space for an enlarged bottom bracket shell.
  • the bottom bracket gear 1 is designed as an epicyclic gear 2 with a sun gear 3, four planet gears 4 and 5 and a ring gear 6 and includes a web shaft 7 with axes 8 and 9 for the planet gears 4 and 5.
  • the gears have a tooth module of 2 mm.
  • the tooth module width ratio is 15.
  • its structure is very simplified. This means that it does not provide a large number of switchable gears. Instead, it only has a single gear, which in the present example is designed as an overdrive gear.
  • the ring gear 6 is designed to interact with a positive traction means, by means of which the drive movement can be transmitted to a driven bicycle wheel.
  • the ring gear 6 is provided with a toothed ring 10, with which a toothed belt of a primary drive can be driven in order to transmit the movement to the driven impeller.
  • the toothed ring is arranged on a freewheel device 11 so that a drive movement can only be transmitted in the desired direction of rotation.
  • the bottom bracket gear 1 includes a pedal crankshaft 12. At the crank ends 13 and 14 there are pedal cranks 15 and 16, which in turn carry pedals 17 and 18.
  • Fig. 2 shows a side view of the bottom bracket gear 1 according to FIG. 1, whereby the toothed ring and the freewheel device are omitted from this illustration.
  • the bottom bracket gear is shown in Fig. 2 has a substantially round cross section.
  • a section line II I-III is noted, which corresponds to the sectional view in the following figure. 3 suggests.
  • Fig. 3 shows a full section along the mentioned section II I-III through the bottom bracket gear 1.
  • the free crank ends 13 and 14 of the pedal crankshaft 12 and the pedal cranks 15 and 16 arranged thereon can be seen.
  • Each of the crank ends 13 and 14 is adapted to provide a positive connection to a pedal crank 15 and 16, respectively.
  • the crank ends are designed as crank squares 13a and 14a.
  • the pedal crank 16 and a section of the pedal 18 can be seen on the square crank 14a, while the square crank 13a is shown without the pedal crank attached.
  • the free crank ends can be provided with a multi-tooth profile, such as a serrated tooth profile or a spline tooth profile.
  • the shaft bearings 19 and 20 are designed here as rolling bearings.
  • the rolling bearing expediently has an inner ring and an outer ring, each of which includes a groove in which rolling bodies (not shown) are arranged.
  • the inner ring and the outer ring are made of a high-performance plastic on which the rolling elements can roll without lubrication.
  • the rolling bearing is light and requires little maintenance.
  • the shaft bearings 19 and 20 each sit in a side housing element 21 and 22, respectively.
  • the housing elements are only indicated schematically and in the example are designed as part of the bottom bracket gear 1.
  • At least one side housing element 21 and/or 22 has a means that enables torque support on a bicycle frame.
  • the bottom bracket gear could be mounted on a housing Elements are omitted if instead areas of a bottom bracket housing of a bicycle frame can serve as side housing elements for the bottom bracket gear.
  • gears of the epicyclic gear 2 are shown as if there were the sun gear 3, the planet gears 4 and 5 and the ring gear 6.
  • the freewheel device 11 and the toothed ring 12 for the toothed belt of the primary drive are arranged on an outside of the ring gear 6.
  • the sun gear 3 is permanently fixed.
  • it is fixed relative to the housing element 21 with at least one pin element 23.
  • the planet gears 4 and 5 sit on the rotation axes 8 and 9, respectively, which are part of the web shaft 7.
  • the web shaft 7 is in turn connected to the pedal crankshaft 12 in a rotationally fixed manner.
  • the connection of the web shaft 7 to the pedal crankshaft 12 can be designed in a form-fitting or friction-locking manner. In the present example, it is frictionally engaged by means of an adapter sleeve 24 and provides a direct transmission of the rotational movement from the pedal crankshaft 12 into the web shaft 7.
  • the ring gear 6 is rotatably mounted by means of two bearing elements 25 and 26, which are designed as rolling bearings, like the rolling bearing 25a with an inner ring 25b and an outer ring 25c.
  • the bearing element 25 sits with its inner ring 25b on the fixed sun gear 3.
  • the other bearing element 26 sits with its inner ring 26b on the web shaft 7.
  • the outer rings 25c and 26c of both rolling bearings are each seated in the ring gear 6.
  • the inner rings 25b and 26b and the outer rings 25c and 26c of both rolling bearings each have a groove in which rolling bodies (not shown) are arranged.
  • the inner rings and outer rings are made of a high-performance made of plastic on which the rolling elements can roll without smearing.
  • the rolling bearing is light and requires little maintenance.
  • the planet gears 4 and 5 are made of plastic. They have a hollow cylindrical plain bearing surface with which they are rotatably mounted directly on the corresponding rotation axes 8 or 9 of the web shaft 7.
  • the epicyclic gear 2 is designed to provide a high-speed gear ratio, whereby one gear of the proposed bottom bracket gear 1 is an overdrive gear.
  • the gear ratio is 1:1.37.
  • Fig. 4 shows schematically a second embodiment of the bottom bracket gear 1 according to the invention, shown as a half section.
  • This example of the bottom bracket gear 1 has two gears. Like the first embodiment, the two-speed bottom bracket gear is provided with an overdrive. Identical features are given the reference numerals below, as in the previous example.
  • this example of the bottom bracket gear 1 has a second gear that is designed as a direct gear. Like the first version In this example, it is provided with an epicyclic gear 2. It has identical gears, i.e. H . a sun gear 3, four planet gears, of which the planet gears 4 and 5 are visible, as well as a ring gear 6 and a web shaft 7.
  • all four planet gears are mounted in an identical manner by means of rotation axes 8 and 9, which belong to the web shaft 7.
  • the web shaft 7 is provided with a support ring 7a, which supports the rotating axes.
  • the direct gear is used as the gear for starting off.
  • the overdrive is designed with the same gear ratio as in the first exemplary embodiment, i.e. H . 1:1, 37.
  • the rotational movement of the pedal crankshaft 12 is transmitted directly into the ring gear 6, which carries the toothed ring 10 for the toothed belt of the primary drive.
  • the two-speed bottom bracket transmission has a switching device 27, which includes a clutch element 28, which can be moved into a direct gear shifting position and into a high gear shifting position.
  • the coupling element 28 is annularly designed as a coupling ring 29, which is arranged within the ring gear 3 and is axially displaceable.
  • the coupling ring 29 is permanently in contact with the pedal crankshaft 12 in such a way that a positive transmission of the rotational movement of the pedal crankshaft 12 into the coupling ring 29 is permanently ensured.
  • a pair of teeth is provided for this purpose.
  • the pair of teeth includes an external toothing 30 of the pedal crankshaft 12 and a complementary internal toothing 31 of the clutch ring 29. This pair of teeth enables axial displacement speed, with the external teeth 30 and the internal teeth
  • the clutch ring 29 can either be coupled to the ring gear 6 (direct gear switching position) or, if moved in the opposite direction, a coupling can be established with the web shaft 7 (high-speed switching position).
  • toothings are also provided, namely the ring gear 6 has switching teeth 32 that are directed inwards and the web shaft 7 has outwardly directed switching teeth 33.
  • the clutch ring 29 has matching toothing, namely a complementary outwardly directed clutch toothing 34 for the switching toothing 32 of the ring gear 3 and an inwardly directed clutch toothing 35 for the switching toothing 33 of the web shaft 7.
  • the rotational movement of the pedal crankshaft 12 is indirectly transmitted to the web shaft 7 by means of the coupling ring 29.
  • the tooth flanks of the teeth of the switching teeth 32 are each provided with a chamfer 32a.
  • the chamfers 32a face the coupling ring 29.
  • the tooth flanks of the teeth of the external toothing 34 of the coupling ring 29 are provided with chamfers 34a, which interact with the chamfers 32a of the switching toothing 32.
  • the chamfers 32a/34a simplify the coupling process. By means of the chamfers 32a/34a it is easier to bring the switching teeth 32 and the external teeth 34 into engagement with one another.
  • Fig. 4 the clutch ring 29 is shown in a neutral switching position N, in which the pedal crankshaft 12 has no rotational motion either in the ring gear 6 or in the web shaft 7. movement can be transmitted.
  • the tooth flanks of the teeth of the switching teeth 33 are each provided with a chamfer 33a.
  • the chamfers 33a face the coupling ring 29.
  • the tooth flanks of the teeth of the internal toothing 35 of the coupling ring 29 are provided with chamfers 35a, which interact with the chamfers 33a of the switching toothing 33.
  • the chamfers 33a/35a simplify the coupling process. By means of the chamfers 33a/35a it is easier to bring the switching teeth 33 and the internal teeth 35 into engagement with one another.
  • the axial displacement of the coupling ring 29 can be provided with these elements.
  • the bolt element 36 can be actuated via two pin elements 37 and 38, which in turn are axially movable parallel to the pedal crankshaft 12.
  • An upper pin element 37 interacts with the bolt element 36 by means of a rocker element 39.
  • Both pin elements 37 and 38 are prepared so that they can be actuated by pressure. Pressure can be exerted on the clutch ring 29 by means of the bolt element 36 in order to move it from the neutral position shown into the direct gear shift position or into the high gear shift position. In order for the clutch ring 29 to be moved into the direct gear switching position, the upper pin element 37 must be pressed. In order to move the clutch ring 29 into the high-speed switching position, the lower pin element 38 is pressed.
  • Fig. 4 shows how far the sun gear extends in the axial direction, namely up to the web shaft 7.
  • the bearing element 25 is designed as a rolling bearing 25a with an inner ring 25b and an outer ring 25c and the bearing element 40 is designed as a rolling bearing 40a with an inner ring 40b and an outer ring 40c.
  • the rolling bearing for the ring gear 6 sits with its inner ring 25b on the fixed sun gear 3 and the rolling bearing 40a for the web shaft 7 also sits with its inner ring 40b on the fixed sun gear 3.
  • the sun gear could be made shorter to an extent so that the inner ring 40b of the rolling bearing 40a for the web shaft 7 can sit directly on the pedal crankshaft 12.
  • the arrangement of this rolling bearing 40a shown here with a seat on the sun gear 3 is preferred.
  • the inner rings 25b and 40b and the outer rings 25c and 40c of both rolling bearings each have a groove in which rolling elements (not shown) are arranged.
  • the inner rings and outer rings are made of a high-performance plastic on which the rolling elements can roll without lubrication, so that the rolling bearing is light and requires little maintenance.
  • Plain bearing sleeves 41 and 42 are shown between the sun gear 3 and the pedal crankshaft 12, which represent an option.
  • the plain bearing sleeves are conveniently made from an iglidur® sliding material.
  • Fig. 5 shows a further embodiment of a two-speed bottom bracket transmission, which is provided with an epicyclic gear 2. Its gears correspond identically to those of the example in FIG. 4, to which reference is made.
  • the example of FIG. 5 differs from FIG. 4 in the design of the switching device 27.
  • the switching device also includes a coupling ring 29 and an actuating device 43 is provided to axially move the coupling ring 29. al to a direct gear switching position or to the high gear switching position.
  • the actuating device B comprises a centrally arranged switching bolt 44, which is arranged in a coaxial opening 45 of the pedal crankshaft 12.
  • the coaxial opening 45 penetrates the pedal crankshaft 12 along its entire length.
  • the switching bolt 44 is mounted so that it can move axially in the coaxial opening 45 .
  • the coupling ring 29 has at least two driver elements which are intended for its axial displaceability.
  • a driver element 46 is shown in the sectional view of FIG. 5 recognizable. It extends inwards towards the pedal crankshaft 12.
  • a through opening 47 for the driver elements 46 of the clutch ring 29 is arranged radially in the pedal crankshaft 12 .
  • the driver element 46 passes through this through opening 47 and extends to the switching bolt 44.
  • the switching pin 44 has a driver contour 48 which interacts in a form-fitting manner with the driver elements 46 of the coupling ring 29.
  • the clutch ring 29 has a suitable means 49 with which a torque can be transmitted from the pedal crankshaft 12 into the clutch ring 29.
  • a feather key connection 50 is indicated by dashed lines.
  • a key 51 is fastened in a key groove 52 of the pedal crankshaft 12.
  • the fitting spring groove 52 is arranged in the circumferential direction away from the through opening 47 for the driver element 46.
  • the coupling ring 29 has a groove 53 for the key 51. The groove 53 ensures that the coupling ring 29 can be moved axially.
  • Fig. 5 also shows a neutral position N of the clutch ring 29, in which the pedal crankshaft 12 cannot transmit any rotational movement, neither into the ring gear 6 nor into the web shaft 7. From the neutral position, the clutch ring 29 can be moved either in the direction of the direct gear shift position or in the direction of the high gear shift position.

Abstract

The invention relates to a bottom-bracket gear mechanism (1) for a bicycle having at least one gear, comprising a pedal crankshaft (12) and comprising an epicyclic gear mechanism (2) which has a plurality of gear wheels, including a sun gear (3), a ring gear (6) and at least one planetary gear (4, 5), and comprising a web shaft (7) with at least one axis of rotation (8, 9) for the planetary gear (4, 5), provided that the bottom-bracket gear mechanism is designed for a modified enlarged bottom-bracket housing. According to the invention, the gear wheels of the epicyclic gear mechanism (2) have a tooth system which is dimensioned to be so large that at least one of the gear wheels can be produced from a suitable plastic.

Description

Tretlagergetriebe Bottom bracket gear
Die Erfindung betri f ft ein Tretlagergetriebe für ein Fahrrad mit wenigstens einem Gang, umfassend eine Tretkurbelwelle sowie umfassend ein Umlaufgetriebe , das mehrere Zahnräder, darunter ein Sonnenrad, ein Hohlrad und wenigstens ein Planetenrad aufweist , sowie umfassend eine Stegwelle mit wenigstens einer Umlaufachse für das Planetenrad, mit der Maßgabe , dass das Tretlagergetriebe für ein modi fi ziertes vergrößertes Tretlagergehäuse hergerichtet ist . The invention relates to a bottom bracket gear for a bicycle with at least one gear, comprising a pedal crankshaft and comprising an epicyclic gear, which has several gears, including a sun gear, a ring gear and at least one planet gear, and comprising a web shaft with at least one rotation axis for the planet gear , with the proviso that the bottom bracket gear is prepared for a modified, enlarged bottom bracket housing.
Insbesondere betri f ft die Erfindung ein Tretlagergetriebe für ein Fahrrad, das vorzugsweise rein durch Muskelkraft betrieben ist . Eine etwaige Motorunterstützung für das Fahrrad wird bevorzugt abseits des Tretlagergetriebes übertragen . In particular, the invention relates to a bottom bracket gear for a bicycle, which is preferably operated purely by muscle power. Any motor support for the bicycle is preferably transmitted away from the bottom bracket gear.
Bekannt sind zwei unterschiedliche Bauformen für ein Tretlagergetriebe , welches ein Umlaufgetriebe umfasst . Eine Bauform ist mit einem Standard-Tretlagergehäuse kombinierbar . Das Umlaufgetriebe findet bei dieser Bauform seitlich neben dem Standard-Tretlagergehäuse Platz . Diese Bauform ist nachrüstbar an einem gewöhnlichen Fahrradrahmen . Ein Beispiel stellt das Tretlagergetriebe gemäß CH 674 495 A5 dar . Two different designs are known for a bottom bracket gear, which includes an epicyclic gear. One design can be combined with a standard bottom bracket housing. In this design, the epicyclic gearbox is located on the side next to the standard bottom bracket housing. This design can be retrofitted to a normal bicycle frame. An example is the bottom bracket gear according to CH 674 495 A5.
Gattungsgemäß ist eine zweite Bauform eines Tretlagergetrie- bes, die mehr Raum beansprucht. Sie ist für ein modifiziertes vergrößertes Tretlagergehäuse ausgelegt. Diese Bauform umfasst den Raum der sonst für ein Standard-Tretlagergehäuse vorgesehen ist, um größere Getriebekomponenten anzuordnen, wobei ein Umlaufgetriebe umfasst sein kann. Aus der DE 10 2008 064 514 Al ist ein Tretlagergetriebe für ein derartiges modifiziertes Tretlagergehäuse bekannt. Mit diesem Stand der Technik ist bezweckt eine große Anzahl schaltbarer Gänge bereitzustellen. In general, a second design of a bottom bracket gear is bes, which takes up more space. It is designed for a modified enlarged bottom bracket shell. This design includes the space otherwise provided for a standard bottom bracket shell to accommodate larger gear components, which may include an epicyclic gear. From DE 10 2008 064 514 A1 a bottom bracket gear for such a modified bottom bracket housing is known. The aim of this state of the art is to provide a large number of switchable gears.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein konstruktiv sehr vereinfachtes Tretlagergetriebe vorzuschlagen. The invention is based on the object of proposing a bottom bracket gear that is structurally very simplified.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Zahnräder des Umlaufgetriebes eine Verzahnung aufweisen, die so groß dimensioniert ist, dass wenigstens eines der Zahnräder aus einem geeigneten Kunststoff herstellbar ist. According to the invention, the object is achieved in that the gears of the epicyclic gear have teeth that are dimensioned so large that at least one of the gears can be made from a suitable plastic.
Das vorgeschlagene Tretlagergetriebe bietet einen Gang, der vorzugsweise ein Schnellgang sein kann. Auf diese Weise ist das Tretlagergetriebe sehr vereinfacht. Es verzichtet auf eine große Anzahl schaltbarer Gänge. Die Maßnahme, wenigstens eines der Zahnräder aus einem geeigneten Kunststoff auszuführen, erlaubt es darüber hinaus, dass vorgeschlagene Tretlagergetriebe für einen Trockenlauf auszulegen und Schmiermittel frei zu betreiben. Des Weiteren nimmt es einen Trend auf, zunehmend Kunststoff im Fahrradbau anzuwenden. Im Trend liegt es, auch recycelten oder recycelfähigen Kunststoff für manche Fahrradteile einzusetzen. Die vorliegende Erfindung trägt dazu bei, für Komponenten des Tretlagergetriebes einen geeigneten Kunststoff zu verwenden. The proposed bottom bracket gear offers a gear, which can preferably be an overdrive gear. In this way the bottom bracket gear is very simplified. It does not have a large number of switchable gears. The measure of making at least one of the gears made of a suitable plastic also allows the proposed bottom bracket gear to be designed for dry running and to operate lubricant-free. Furthermore, it is reflecting a trend towards increasingly using plastic in bicycle construction. There is a trend towards using recycled or recyclable plastic for some bicycle parts. The present invention contributes to using a suitable plastic for components of the bottom bracket gear.
Die Zahnräder weisen zweckmäßig ein gerade Verzahnung auf, d. h. die Zähne sind parallel zu einer Mittelachse des Zahn- rades angeordnet. Die Mittelachsen aller Zahnräder des Umlaufgetriebes sind parallel zueinander, so dass die Zahnräder des Umlaufgetriebes gegeneiner wälzen (Wälzgetriebe) .The gears expediently have straight teeth, ie the teeth are parallel to a central axis of the tooth wheel arranged. The central axes of all gears of the epicyclic gear are parallel to each other, so that the gears of the epicyclic gear roll against one another (rolling gear).
Die Wälzbewegung ist jedoch nicht die einzige Bewegung, wenn die Zähne miteinander kämmen. Die Zähne kommen an einem initialen Eingriffspunkt miteinander in Kontakt. Bei fortgesetzter Rotation der Zahnräder und kämmendem Kontakt wandert die Kontaktstelle weiter und es kommt anteilig eine Gleitbewegung zwischen den Zahnflanken zustande. Somit wälzen und gleiten die Zahnflanken gegeneinander, was als Wälzgleiten bezeichnet wird. However, the rolling motion is not the only motion when the teeth mesh with each other. The teeth come into contact with each other at an initial engagement point. As the gears continue to rotate and mesh with each other, the contact point moves further and a sliding movement occurs between the tooth flanks. The tooth flanks therefore roll and slide against each other, which is referred to as rolling sliding.
Für die Anwendung als Zahnrad des Tretlagergetriebes, insbesondere für die Zähne, kommt deswegen ein Kunststoff in Frage, der gute Gleiteigenschaften aufweist, ein sogenannter Gleitwerkstoff oder Gleitkunststoff. For use as a gear of the bottom bracket gear, in particular for the teeth, a plastic that has good sliding properties, a so-called sliding material or sliding plastic, comes into consideration.
Als Gleitwerkstoff für wälzgleitende Zahnräder bewährt sich ein Polymerkunststoff, der tribologisch optimiert ist, d. h. gute Reibungs- und/oder Schmierungseigenschaften aufweist und dies einher mit einem geringen Verschleiß an den Zahnflanken. Ein solcher Polymerkunststoff wird als Tribopolymer bezeichnet. Ein Gleitwerkstoff dieser Art ist vorzugsweise im Spritzgussverfahren verarbeitbar. A polymer plastic that is tribologically optimized has proven itself as a sliding material for rolling-sliding gears, i.e. H. has good friction and/or lubrication properties and this is accompanied by low wear on the tooth flanks. Such a polymer plastic is called a tribopolymer. A sliding material of this type can preferably be processed by injection molding.
Das Tribopolymer kann thermoplastisches Tribopolymer sein, wie Polyethylen (PE) , Polypropylen (PP) , Polyacetal (POM) , Polycarbonat (PC) , Polyamid (PA, PA6, PA12, PA46, PA66) , Polyvinylchlorid (PVC) und Polytetraf luorethen (PTFE) , Polyketon (PK) , Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) . Das Tribopolymer kann außerdem ein duroplastisches Tribopolymer sein, z. B. Phenolharz. Wenn eine gute Beständigkeit gegen hohe Temperaturen erforderlich ist, dann kommen weitere Basispolyme- re als Gleitwerkstoff in Frage, wie Polyetherketon (PEK) , Polyetheretherketon (PEEK) , Polysulfon (PSU) , Polyphenylsul- fon (PPSU) , Polyphenylensulfid (PPS) . The tribopolymer can be thermoplastic tribopolymer such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyacetal (POM), polycarbonate (PC), polyamide (PA, PA6, PA12, PA46, PA66), polyvinyl chloride (PVC) and polytetrafluorethene (PTFE ), polyketone (PK), acrylonitrile butadiene styrene (ABS). The tribopolymer can also be a thermoset tribopolymer, e.g. B. phenolic resin. If good resistance to high temperatures is required, then other base polymers are available. re as a sliding material in question, such as polyether ketone (PEK), polyether ether ketone (PEEK), polysulfone (PSU), polyphenyl sulfone (PPSU), polyphenylene sulfide (PPS).
Zwecks Verminderung der Reibung kann der Gleitwerkstoff, wie das Tribopolymer , ein Schmiermittel enthalten. Als Schmiermittel kommt ein feinteiliges Feststoff Schmiermittel in Frage, wie Molybdändisulfid oder Graphit. Der Gleitwerkstoff kann ferner wenigstens einen Füllstoff enthalten. Der Füllstoff kann feinteilig, faserförmig unregelmäßig vorgesehen sein oder der Füllstoff liegt in einer bevorzugten Richtung ausgerichtet faserförmig vor oder der Füllstoff ist als textiles Gewebe zugefügt. Außerdem kann der Füllstoff aus Kunststoff bestehen. Bezweckt ist mit diesen optionalen Maßnahmen eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Gleitwerkstoffs . To reduce friction, the sliding material, such as the tribopolymer, can contain a lubricant. A finely divided solid lubricant, such as molybdenum disulfide or graphite, can be used as a lubricant. The sliding material can also contain at least one filler. The filler can be finely divided, irregularly fibrous, or the filler is fibrous, aligned in a preferred direction, or the filler is added as a textile fabric. In addition, the filler can be made of plastic. The aim of these optional measures is to improve the mechanical properties of the sliding material.
Der auf diese Weise tribologisch optimierte Gleitwerkstoff, wie das Tribopolymer, ist bevorzugt ein sogenanntes Compound, das bevorzugt ein Basispolymer enthält, beispielsweise ein Thermoplast, insbesondere Polyamid (PA) z.B. PA6, PA12, PA46, PA66, Polyacetal/Polyoxymethylen (POM) , Polyethylen (PE) , Polypropylen (PP) , Polycarbonat (PC) , Polyvinylchlorid (PVC) oder Polytetrafluorethylen (PTFE) , Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) , Polyketon (PK) , thermoplastisches Polyurethan (TPU) , thermoplastisches Elastomer (TPE) . The tribologically optimized sliding material, such as the tribopolymer, is preferably a so-called compound, which preferably contains a base polymer, for example a thermoplastic, in particular polyamide (PA), for example PA6, PA12, PA46, PA66, polyacetal / polyoxymethylene (POM), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC) or polytetrafluoroethylene (PTFE), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polyketone (PK), thermoplastic polyurethane (TPU), thermoplastic elastomer (TPE).
Des Weiteren enthält das Compound bevorzugt Partikel, die als Feststoff Schmiermittel wirken, beispielsweise Molybdändisulfid und/oder Graphit. Des Weiteren enthält das Compound bevorzugt einen oder mehrere Füllstoffe, beispielsweise Verstärkungsfasern und/oder Verstärkungspartikel. Zweckmäßig ist daher für das Zahnrad ein Kunststoff ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Kunststoffen: Polyamid (PA, PA6, PA12, PA46, PA66) , Polyacetal/Polyoxymethylen (POM, POM-C, POM-H) , Polyethylen (PE) , Polypropylen (PP) , Polycarbonat (PC) , Polyvinylchlorid (PVC) , Polytetrafluorethylen (PTFE) , Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) , Polyketon (PK) , Polyetherketon (PEK) , Polyetheretherketon (PEEK) , Polysulfon (PSU) , Polybutylenterephthalat (PBT) , Polyphtha- lamid (PPA) , Polyphenylensulfid (PPS) , Polyphenylsulfon (PPSU) , thermoplastisches Polyurethan (TPU) , thermoplastisches Elastomer (TPE) . Furthermore, the compound preferably contains particles that act as a solid lubricant, for example molybdenum disulfide and/or graphite. Furthermore, the compound preferably contains one or more fillers, for example reinforcing fibers and/or reinforcing particles. It is therefore advisable to select a plastic from the following group of plastics for the gear: polyamide (PA, PA6, PA12, PA46, PA66), polyacetal/polyoxymethylene (POM, POM-C, POM-H), polyethylene (PE), polypropylene (PP) , Polycarbonate (PC) , Polyvinyl chloride (PVC) , Polytetrafluoroethylene (PTFE) , Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) , Polyketone (PK) , Polyetherketone (PEK) , Polyetheretherketone (PEEK) , Polysulfone (PSU) , Polybutylene terephthalate ( PBT), polyphthalamide (PPA), polyphenylene sulfide (PPS), polyphenyl sulfone (PPSU), thermoplastic polyurethane (TPU), thermoplastic elastomer (TPE).
Die Tretkurbelwelle kann aus Metall hergestellt sein, wie Stahl oder Aluminium. Alternativ kann die Tretkurbelwelle ganz oder teilweise aus einem Kunststoff hergestellt sein. Jedes oben in Bezug auf die Zahnräder genannte Basispolymer kommt als Werkstoff für die Tretkurbelwelle in Frage. Der entsprechende Werkstoff kann jegliche oben erwähnten Füllstoffe enthalten, insbesondere Verstärkungsfasern, die unregelmäßig vorgesehen sind oder in einer bevorzugten Richtung ausgerichtet oder als textiles Gewebe zugefügt. The pedal crankshaft can be made of metal, such as steel or aluminum. Alternatively, the pedal crankshaft can be made entirely or partially from a plastic. Any base polymer mentioned above in relation to the gears can be used as a material for the pedal crankshaft. The corresponding material may contain any of the above-mentioned fillers, in particular reinforcing fibers, which are provided irregularly or aligned in a preferred direction or added as a textile fabric.
Je nach Auslegung des Übersetzungsverhältnisses kann das Sonnenrad dasjenige Zahnrad des vorgeschlagenen Umlaufgetriebes sein, welches der höchsten Beanspruchung unterliegt, in der Regel ist das dann der Fall, wenn es dasjenige Zahnrad mit der geringsten Anzahl Zähne ist. Zwar kann ein einzelnes Planetenrad eine noch geringere Anzahl Zähne aufweisen, jedoch sind zumeist mehrere Planetenräder vorgesehen. Depending on the design of the gear ratio, the sun gear can be the gear of the proposed epicyclic gearbox that is subject to the highest stress; as a rule, this is the case when it is the gear with the fewest number of teeth. Although a single planetary gear can have an even smaller number of teeth, several planetary gears are usually provided.
Bevorzugt sind drei Planetenräder und besonders bevorzugt vier Planetenräder aus dem ausgewählten Kunststoff vorgese- hen . Daher sind in der Summe mehr Planetenzähne vorhanden als Sonnenradzähne . Ggf . kann das Sonnenrad aus Metall ausgeführt sein, beispielsweise einer geeigneten Aluminiumlegierung . Three planet gears and particularly preferably four planet gears made of the selected plastic are preferably provided. hen. Therefore, in total there are more planetary teeth than sun gear teeth. Possibly . The sun gear can be made of metal, for example a suitable aluminum alloy.
Der Erfinder hat herausgefunden, dass außerdem nützlich ist , wenn das Sonnenrad des Umlaufgetriebes feststehend angeordnet ist . Die feststehende Anordnung des Sonnenrades erzwingt dann einen Zwangslauf der Stegwelle und des Hohlrades . The inventor has found that it is also useful if the sun gear of the epicyclic gear is arranged in a fixed manner. The fixed arrangement of the sun gear then forces the web shaft and the ring gear to run.
Zweckmäßig ist auf dem feststehenden Sonnenrad ein Lagerelement für das Hohlrad und/oder ein Lagerelement für die Stegwelle angeordnet . Besonders das Lagerelement für das Hohlrad sollte auf dem Sonnenrad einen festen Sitz haben . Das Lagerelement für die Stegwelle könnte anstelle des Sonnenrades im Prinzip auch auf der drehenden Tretlagerwelle angeordnet sein, wobei aber auch für die Stegwelle ein Sitz auf dem Sonnenrad vorteilhaft erscheint , weil dieses feststehend ist . Die Lagerelemente auf dem feststehenden Sonnenrad anzuordnen reduziert deren Belastung und verbessert ihre Haltbarkeit und Lebensdauer . A bearing element for the ring gear and/or a bearing element for the web shaft is expediently arranged on the fixed sun gear. The bearing element for the ring gear in particular should have a tight fit on the sun gear. The bearing element for the web shaft could in principle also be arranged on the rotating bottom bracket shaft instead of the sun gear, although a seat on the sun gear also appears to be advantageous for the web shaft because it is stationary. Arranging the bearing elements on the fixed sun gear reduces their load and improves their durability and service life.
Das Lagerelement für das Hohlrad und/oder das Lagerelement für die Stegwelle kann als Wäl zlager ausgeführt sein . The bearing element for the ring gear and/or the bearing element for the web shaft can be designed as a rolling bearing.
Das Wäl zlager weist zweckmäßig einen Innenring und einen Außenring auf , die j eweils wenigstens eine Rille umfassen, in der Wäl zkörper angeordnet sind . Vorteilhaft ist zumindest der Innenring und/oder der Außenring aus Kunststof f hergestellt , vorzugsweise einem Kunststof f , auf dem die Wäl zkörper schmierfrei abwäl zen können . Das so vorgesehene Wäl zlager ist leicht und wartungsarm . The rolling bearing expediently has an inner ring and an outer ring, each of which includes at least one groove in which rolling bodies are arranged. Advantageously, at least the inner ring and/or the outer ring are made of plastic, preferably a plastic on which the rolling elements can roll without lubrication. The rolling bearing provided is light and requires little maintenance.
Des Weiteren hat der Erfinder gefunden, dass es vorteilhaft ist , das Umlaufgetriebe so herzurichten, dass mittels der Stegwelle der Antrieb bereitgestellt ist und mittels des Hohlrades der Abtrieb bereitgestellt ist . Furthermore, the inventor has found that it is advantageous to prepare the epicyclic gear in such a way that by means of the The drive shaft is provided and the output is provided by means of the ring gear.
Das feststehende Sonnenrad erzwingt dabei eine Drehbewegung der übrigen Zahnräder . Die Planetenräder rotieren um ihre eigenen Achsen (Umlauf achsen) und außerdem um das Sonnenrad . Auf diese Weise übertragen die Planetenräder eine Drehbewegung in das Hohlrad . The fixed sun gear forces the other gears to rotate. The planet gears rotate around their own axes (rotational axes) and also around the sun gear. In this way, the planet gears transmit a rotational movement to the ring gear.
Zweckmäßig ist die Tretkurbelwelle direkt oder indirekt mit der Stegwelle verbunden . Die Kraft und Bewegung einer Tretkurbel kann so in die Stegwelle übertragen werden und die Stegwelle dreht synchron mit der Tretkurbelwelle . The pedal crankshaft is expediently connected directly or indirectly to the web shaft. The force and movement of a pedal crank can be transferred to the bridge shaft and the bridge shaft rotates synchronously with the pedal crank shaft.
Nutzbringend ist von der angetriebenen Stegwelle auf das abgetriebene Hohlrad eine Übersetzung ins Schnelle vorgesehen, wodurch der eine Gang des vorgeschlagenen Tretlagergetriebes als Schnellgang bereitgestellt ist . A high gear ratio is usefully provided from the driven web shaft to the driven ring gear, whereby one gear of the proposed bottom bracket gear is provided as an overdrive gear.
Für ein Alltags fahrrad mit 28"-Rädern, das keine Gangschaltung hat und eine Kette als Primärantrieb aufweist , ist beispielsweise ein Ritzel mit 19 Zähnen am Hinterrad üblich . Dieses Ritzel kombiniert mit einem 46 Zähne Kettenblatt an der Tretkurbel ergibt für diesen Primärantrieb eine Übersetzung ins Schnelle mit einem Übersetzungsverhältnis von ca . 1 : 2 , 4 . Bei einer vollen Umdrehung der Tretkurbel wird dann eine Strecke (Entfaltung) von ca . 5 , 1 m zurückgelegt . Diese Entfaltung wird als angenehm empfunden für ein Fahrrad ohne Gangschaltung . For an everyday bicycle with 28" wheels that has no gears and a chain as the primary drive, for example, a sprocket with 19 teeth on the rear wheel is common. This sprocket combined with a 46-tooth chainring on the pedal crank results in a gear ratio for this primary drive Fast with a gear ratio of approximately 1: 2. 4. With one full revolution of the pedal crank, a distance (unfolding) of approximately 5.1 m is covered. This unfolding is perceived as pleasant for a bicycle without gears.
Ein zweckmäßiges Übersetzungsverhältnis für einen Schnellgang hat eine größere Entfaltung . Die größere Entfaltung kann mit einer Zweigang-Nabenschaltung erzielt werden . Ein Übersetzungsverhältnis für Schnellgang, der als bequem empfunden wird, hat beispielsweise die Zweigang-Nabenschaltung „Duomatic" der Fa . von Sturmey Archer . Deren Uberset zungs- Verhältnis für den Schnellgang beträgt 1 : 1 , 37 . Mit dem oben erwähnten Übersetzungsverhältnis von ca . 1 : 2 , 4 des Primärantriebs ( Zähne-Kombination 19/ 46 und 28"-Rad) ergibt sich eine Entfaltung von ca . 6 , 9 m . An appropriate gear ratio for an overdrive has a greater development. The greater development can be achieved with a two-speed hub gear. The two-speed hub gear "Duomatic" from Sturmey Archer, for example, has a gear ratio for high gear that is perceived as comfortable. Ratio for high speed is 1:1.37. With the above-mentioned gear ratio of approx. 1:2.4 of the primary drive (teeth combination 19/46 and 28" wheel) results in a development of approx. 6.9 m.
Für den Schnellgang des vorgeschlagenen Tretlagergetriebes ist bevorzugt ein Übersetzungsverhältnis im Bereich von 1 : 1 , 37 bis 1 : 1 , 40 vorgesehen . A transmission ratio in the range from 1:1.37 to 1:1.40 is preferably provided for the high gear of the proposed bottom bracket gear.
Dem Hohlrad des vorgeschlagenen Tretlagergetriebes ist zweckmäßig ein Übertragungsmittel zugeordnet , das zur Bewe- gungs- und Kraftübertragung hin zu einem Laufrad hergerichtet ist . The ring gear of the proposed bottom bracket gear is expediently assigned a transmission means that is designed to transmit movement and power to an impeller.
Einfacherweise ist das Übertragungsmittel dafür hergerichtet , mit einem Zugmittel zusammenzuwirken . Das Zugmittel kann im Prinzip reibschlüssig oder kraf tschlüssig wirken . Als zweckmäßig wird ein formschlüssiges Zugmittel angesehen, wie eine Fahrradkette oder einen Zahnriemen . Vorzugsweise ist deswegen das Übertragungsmittel hergerichtet für ein formschlüssiges Zugmittel und vorzugsweise für ein Zugmittel in Form eines Zahnriemens . Simply, the transmission means is designed to interact with a traction means. In principle, the traction device can act in a frictional or force-locking manner. A form-fitting traction device, such as a bicycle chain or a toothed belt, is considered useful. For this reason, the transmission means is preferably prepared for a positive traction mechanism and preferably for a traction mechanism in the form of a toothed belt.
Des Weiteren kann eine Freilauf einrichtung vorgesehen sein, die eine Bewegungs- und Kraftübertragung in einer Drehrichtung ermöglicht und in der entgegengesetzten Drehrichtung verwehrt . Furthermore, a freewheel device can be provided which enables movement and power transmission in one direction of rotation and prevents it in the opposite direction of rotation.
Der Einsatzbereich des Tretlagergetriebes kann deutlich verbessert werden, wenn ein zweiter Gang vorgesehen ist , vorzugsweise ein Direktgang, wobei dann eine Schalteinrichtung vorgesehen ist , mittels der zwischen dem Schnellgang und dem Direktgang umschaltbar ist . The range of use of the bottom bracket gear can be significantly improved if a second gear is provided, preferably a direct gear, in which case a switching device is provided, by means of which it is possible to switch between the high gear and the direct gear.
Vorteilhaft umfasst die Schalteinrichtung ein Kupplungselement , das zwischen zwei Schaltstellungen schaltbar ist und mit der Tretkurbelwelle als antreibender Komponente zusammenwirkt . Zu diesem Zweck ist das Kupplungselement in einer Direktgang-Schaltstellung unmittelbar mit dem Hohlrad koppelbar oder für eine Schnellgang-Schaltstellung mit der Stegwelle koppelbar . The switching device advantageously comprises a coupling element that can be switched between two switching positions and interacts with the pedal crankshaft as a driving component. For this purpose, the clutch element can be coupled directly to the ring gear in a direct gear switching position or can be coupled to the web shaft for a high-speed switching position.
Einfacherweise ist das Kupplungselement von der Tretkurbelwelle antreibbar und relativ zur Tretkurbelwelle axial verschiebbar angeordnet . Auf diese Weise sind durch axiale Verschiebung die zwei Schaltstellungen bereitzustellen . Simply, the coupling element can be driven by the pedal crankshaft and is arranged to be axially displaceable relative to the pedal crankshaft. In this way, the two switching positions can be provided by axial displacement.
Um die Drehbewegung der Tretkurbelwelle aufnehmen und weiterleiten zu können, weist das Kupplungselement mehrere Kupplungsverzahnungen auf . In order to be able to absorb and transmit the rotational movement of the pedal crankshaft, the coupling element has several coupling teeth.
Vorteilhaft ist das Hohlrad mit einer Schaltverzahnung versehen, die mit einer Kupplungsverzahnung zusammenwirkt , wobei die Kupplungsverzahnung des Kupplungselements in einer Direktgang-Schaltstellung des Kupplungselements ermöglicht , die Drehbewegung unmittelbar von der Tretkurbelwelle in die Schaltverzahnung des Hohlrads zu übertragen . The ring gear is advantageously provided with a switching toothing which interacts with a clutch toothing, the clutch toothing of the clutch element in a direct gear switching position of the clutch element making it possible to transmit the rotational movement directly from the pedal crankshaft into the switching toothing of the ring gear.
Darüber hinaus ist zweckmäßig auch die Stegwelle mit einer Schaltverzahnung versehen, die mit einer komplementären Kupplungsverzahnung zusammenwirkt . So ist mittels der Kupplungsverzahnung in der Schnellgang-Schaltstellung des Kupplungselements die Drehbewegung in die Schaltverzahnung der Stegwelle übertragbar . In addition, the web shaft is also expediently provided with switching teeth, which interact with complementary clutch teeth. In this way, the rotational movement can be transferred to the switching teeth of the web shaft by means of the clutch teeth in the high-speed switching position of the clutch element.
Einfacherweise umfasst die Schalteinrichtung ein Betätigungsmittel für das Kupplungselement , wobei das Betätigungsmittel dafür hergerichtet ist die axiale Verschiebbarkeit des Kupplungselements relativ zur Tretkurbelwelle bereitzustellen . Simply, the switching device comprises an actuating means for the coupling element, the actuating means being designed to provide the axial displaceability of the coupling element relative to the pedal crankshaft.
Zweckmäßig ist das Kupplungselement als Kupplungsring ausge- staltet, welcher eine zylindrische Außenfläche und wenigstens eine hohlzylindrische Innenfläche für die Kupplungsverzahnungen aufweist. The coupling element is expediently designed as a coupling ring. which has a cylindrical outer surface and at least one hollow cylindrical inner surface for the coupling teeth.
Für die Verzahnung der Zahnräder des Umlaufgetriebes ist zweckmäßig die Zahnform einer Evolventen-Verzahnung vorgesehen . For the toothing of the gears of the epicyclic gearbox, the tooth shape of an involute toothing is expediently provided.
Der Zahnmodul der Zahnräder des Umlaufgetriebes liegt im Bereich von 1,5 bis 4 mm, bevorzugt im Bereich von 1,5 bis 2,5 mm und besonders bevorzugt ist ein Zahnmodul von 2 mm vorgesehen . The tooth module of the gears of the epicyclic gearbox is in the range of 1.5 to 4 mm, preferably in the range of 1.5 to 2.5 mm and particularly preferably a tooth module of 2 mm is provided.
Es kann ein Zahnmodul-Breitenverhältnis im Bereich von 10 bis 20 vorgesehen sein, bevorzugt 12 bis 17 und besonders bevorzugt ist ein Zahnmodul-Breitenverhältnis von 15 vorgesehen . A tooth module width ratio in the range of 10 to 20 can be provided, preferably 12 to 17 and particularly preferably a tooth module width ratio of 15 is provided.
Nachstehend ist die Erfindung in einer Zeichnung beispielhaft veranschaulicht und anhand mehrerer Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen: The invention is illustrated below as an example in a drawing and described in detail using several figures. Show it:
Fig. 1 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Tretlagergetriebes mit Tretkurbeln und Pedalen, 1 is a front view of a bottom bracket gear according to the invention with pedal cranks and pedals,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Tretlagergetriebes gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a side view of the bottom bracket gear according to Fig. 1,
Fig. 3 ein Vollschnitt gemäß Schnittverlauf III - III, wie in Fig. 2 vermerkt, Fig. 3 is a full section according to section III - III, as noted in Fig. 2,
Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Tretlagergetriebes als Halbschnitt, 4 shows a second exemplary embodiment of the bottom bracket gear according to the invention as a half section,
Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Tretlagergetriebes als Halbschnitt. Fig. 5 shows a third embodiment of the bottom bracket gear according to the invention as a half section.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Tretlagergetriebe 1 für ein Fahrrad . Es ist hergerichtet für ein Fahrrad, das über ein modi fi ziertes vergrößertes Tretlagergehäuse verfügt oder dessen Fahrradrahmen zumindest Raum für ein vergrößertes Tretlagergehäuse bietet . Das Tretlagergetriebe 1 ist als Umlaufgetriebe 2 mit Sonnenrad 3 , vier Planetenrädern 4 und 5 und einem Hohlrad 6 ausgebildet und umfasst eine Stegwelle 7 mit Umlaufachsen 8 und 9 für die Planetenräder 4 und 5 . Die Zahnräder weisen einen Zahnmodul von 2 mm auf . Das Zahnmodul-Breitenverhältnis beträgt 15 . Im Vergleich zum gattungsgemäßen Stand der Technik ist sein Aufbau sehr vereinfacht . So verzichtet es darauf , eine große Anzahl schaltbarer Gänge bereitzustellen . Stattdessen weist es nur einen einzigen Gang auf , der im vorliegenden Beispiel als Schnellgang ausgelegt ist . Das Hohlrad 6 ist dafür hergerichtet , mit einem formschlüssigen Zugmittel zusammenzuwirken, mittels dessen die Antriebsbewegung an ein angetriebenes Fahrrad-Laufrad übertragbar ist . Das Hohlrad 6 ist zu diesem Zweck mit einem Zahnring 10 versehen, mit dem ein Zahnriemen eines Primärantriebs antreibbar ist , um die Bewegung an das angetriebene Laufrad zu übertragen . Der Zahnring ist im vorliegenden Beispiel auf einer Freilauf einrichtung 11 angeordnet , damit eine Antriebsbewegung nur in der gewünschten Drehrichtung übertragbar ist . Fig. 1 shows an embodiment of the invention Bottom bracket gear 1 for a bicycle. It is prepared for a bicycle that has a modified, enlarged bottom bracket shell or whose bicycle frame at least offers space for an enlarged bottom bracket shell. The bottom bracket gear 1 is designed as an epicyclic gear 2 with a sun gear 3, four planet gears 4 and 5 and a ring gear 6 and includes a web shaft 7 with axes 8 and 9 for the planet gears 4 and 5. The gears have a tooth module of 2 mm. The tooth module width ratio is 15. Compared to the generic state of the art, its structure is very simplified. This means that it does not provide a large number of switchable gears. Instead, it only has a single gear, which in the present example is designed as an overdrive gear. The ring gear 6 is designed to interact with a positive traction means, by means of which the drive movement can be transmitted to a driven bicycle wheel. For this purpose, the ring gear 6 is provided with a toothed ring 10, with which a toothed belt of a primary drive can be driven in order to transmit the movement to the driven impeller. In the present example, the toothed ring is arranged on a freewheel device 11 so that a drive movement can only be transmitted in the desired direction of rotation.
Nach Fig . 1 umfasst das Tretlagergetriebe 1 eine Tretkurbelwelle 12 . An deren Kurbelenden 13 und 14 sind Tretkurbeln 15 und 16 angeordnet , die ihrerseits Pedale 17 und 18 tragen . According to Fig. 1, the bottom bracket gear 1 includes a pedal crankshaft 12. At the crank ends 13 and 14 there are pedal cranks 15 and 16, which in turn carry pedals 17 and 18.
Fig . 2 zeigt eine Seitenansicht des Tretlagergetriebes 1 gemäß Fig . 1 , wobei der Zahnring und die Freilauf einrichtung in dieser Darstellung weggelassen ist . Das Tretlagergetriebe weist nach Fig . 2 einen im Wesentlichen runden Querschnitt auf . Eine Schnittverlauf-Linie I I I- I I I ist vermerkt , welche auf die Schnittdarstellung der folgenden Fig . 3 hindeutet . Fig . 3 zeigt einen Vollschnitt entlang des erwähnten Schnittverlaufs I I I- I I I durch das Tretlagergetriebe 1 . Zu erkennen sind die freien Kurbelenden 13 und 14 der Tretkurbelwelle 12 und daran angeordnete Tretkurbeln 15 und 16 . Jedes der Kurbelenden 13 und 14 ist hergerichtet , um eine formschlüssige Verbindung mit einer Tretkurbel 15 beziehungsweise 16 bereitzustellen . Im vorliegenden Beispiel sind die Kurbelenden als Kurbelvierkante 13a und 14a ausgestaltet . An dem Kurbelvierkant 14a ist die Tretkurbel 16 und daran ausschnittsweise das Pedal 18 zu sehen, während der Kurbelvierkant 13a ohne befestigte Tretkurbel dargestellt ist . Alternativ können die freien Kurbelenden mit einem Viel zahn- Profil versehen sein, etwa ein Kerbzahn-Profil oder ein Keil zahn-Profil . Fig. 2 shows a side view of the bottom bracket gear 1 according to FIG. 1, whereby the toothed ring and the freewheel device are omitted from this illustration. The bottom bracket gear is shown in Fig. 2 has a substantially round cross section. A section line II I-III is noted, which corresponds to the sectional view in the following figure. 3 suggests. Fig. 3 shows a full section along the mentioned section II I-III through the bottom bracket gear 1. The free crank ends 13 and 14 of the pedal crankshaft 12 and the pedal cranks 15 and 16 arranged thereon can be seen. Each of the crank ends 13 and 14 is adapted to provide a positive connection to a pedal crank 15 and 16, respectively. In the present example, the crank ends are designed as crank squares 13a and 14a. The pedal crank 16 and a section of the pedal 18 can be seen on the square crank 14a, while the square crank 13a is shown without the pedal crank attached. Alternatively, the free crank ends can be provided with a multi-tooth profile, such as a serrated tooth profile or a spline tooth profile.
Von den freien Kurbelenden 13 und 14 zur Mitte der Tretkurbelwelle 12 sind beidseits weitere Wellenabschnitte vorgesehen . Darunter ein Wellenabschnitt 12a und 12 b, der einen Lagersitz bildet , welcher mit einem Wellenlager 19 und 20 zusammenwirkt . Die Wellenlager 19 beziehungsweise 20 sind hier als Wäl zlager ausgeführt . Das Wäl zlager weist zweckmäßig einen Innenring und einen Außenring auf , die j e eine Rille umfassen, in der Wäl zkörper (nicht dargestellt ) angeordnet sind . Der Innenring und der Außenring sind aus einem Hochleistungskunststof f hergestellt , auf dem die Wäl zkörper schmierfrei abwäl zen können . Das Wäl zlager ist leicht und wartungsarm . Die Wellenlager 19 und 20 sitzen j eweils in einem seitlichen Gehäuseelement 21 beziehungsweise 22 . Die Gehäuseelemente sind nur schematisch angedeutet und im Beispiel als Bestandteil des Tretlagergetriebes 1 ausgelegt . Als Bestandteil des Tretlagergetriebes 1 weist wenigstens ein seitliches Gehäuseelement 21 und/oder 22 ein Mittel auf , das eine Drehmomentabstützung an einem Fahrradrahmen ermöglicht . Im Prinzip könnte das Tretlagergetriebe auf Gehäusee- lemente verzichtet , wenn stattdessen Bereiche eines Tretlagergehäuse eines Fahrradrahmens als seitliche Gehäuseelemente für das Tretlagergetriebe dienen können . From the free crank ends 13 and 14 to the center of the pedal crankshaft 12, further shaft sections are provided on both sides. Below this is a shaft section 12a and 12b, which forms a bearing seat which interacts with a shaft bearing 19 and 20. The shaft bearings 19 and 20 are designed here as rolling bearings. The rolling bearing expediently has an inner ring and an outer ring, each of which includes a groove in which rolling bodies (not shown) are arranged. The inner ring and the outer ring are made of a high-performance plastic on which the rolling elements can roll without lubrication. The rolling bearing is light and requires little maintenance. The shaft bearings 19 and 20 each sit in a side housing element 21 and 22, respectively. The housing elements are only indicated schematically and in the example are designed as part of the bottom bracket gear 1. As part of the bottom bracket gear 1, at least one side housing element 21 and/or 22 has a means that enables torque support on a bicycle frame. In principle, the bottom bracket gear could be mounted on a housing Elements are omitted if instead areas of a bottom bracket housing of a bicycle frame can serve as side housing elements for the bottom bracket gear.
Des Weiteren sind in Fig . 3 Zahnräder des Umlaufgetriebes 2 dargestellt , als da wären das Sonnenrad 3 , die Planetenräder 4 und 5 sowie das Hohlrad 6 . An einer Außenseite des Hohlrades 6 ist die Freilauf einrichtung 11 und der Zahnring 12 für den Zahnriemen des Primärantriebs angeordnet . Furthermore, in Fig. 3 gears of the epicyclic gear 2 are shown as if there were the sun gear 3, the planet gears 4 and 5 and the ring gear 6. The freewheel device 11 and the toothed ring 12 for the toothed belt of the primary drive are arranged on an outside of the ring gear 6.
Erfindungsgemäß ist das Sonnenrad 3 permanent feststehend angeordnet . Zu diesem Zweck ist es mit wenigstens einem Sti ftelement 23 relativ zum Gehäuseelement 21 fixiert . According to the invention, the sun gear 3 is permanently fixed. For this purpose, it is fixed relative to the housing element 21 with at least one pin element 23.
Die Planetenräder 4 und 5 sitzen auf den Umlaufachsen 8 be- ziehungswiese 9 , welche Teil der Stegwelle 7 sind . Die Stegwelle 7 ist ihrerseits drehfest mit der Tretkurbelwelle 12 verbunden . Die Verbindung der Stegwelle 7 mit der Tretkurbelwelle 12 kann formschlüssig oder reibschlüssig ausgestaltet sein . Im vorliegenden Beispiel ist sie reibschlüssig mittels einer Spannhülse 24 und stellt eine direkte Übertragung der Drehbewegung von der Tretkurbelwelle 12 in die Stegwelle 7 bereitstellt . The planet gears 4 and 5 sit on the rotation axes 8 and 9, respectively, which are part of the web shaft 7. The web shaft 7 is in turn connected to the pedal crankshaft 12 in a rotationally fixed manner. The connection of the web shaft 7 to the pedal crankshaft 12 can be designed in a form-fitting or friction-locking manner. In the present example, it is frictionally engaged by means of an adapter sleeve 24 and provides a direct transmission of the rotational movement from the pedal crankshaft 12 into the web shaft 7.
Das Hohlrad 6 ist im vorliegenden Beispiel mittels zweier Lagerelemente 25 und 26 drehbar gelagert , die als Wäl zlager, wie das Wäl zlager 25a mit Innenring 25b und Außenring 25c ausgebildet sind . Das Lagerelement 25 sitzt mit seinem Innenring 25b auf dem feststehenden Sonnenrad 3 . Das andere Lagerelement 26 sitzt mit seinem Innenring 26b auf der Stegwelle 7 . Die Außenringe 25c und 26c beider Wäl zlager sitzen j eweils im Hohlrad 6 . Die Innenringe 25b und 26b sowie die Außenringe 25c und 26c beider Wäl zlager weisen j e eine Rille auf , in der Wäl zkörper (nicht dargestellt ) angeordnet sind . Die Innenringe und Außenringe sind aus einem Hochleistungs- kunststoff hergestellt, auf dem die Wälzkörper schmierfrei abwälzen können. Das Wälzlager ist leicht und wartungsarm. In the present example, the ring gear 6 is rotatably mounted by means of two bearing elements 25 and 26, which are designed as rolling bearings, like the rolling bearing 25a with an inner ring 25b and an outer ring 25c. The bearing element 25 sits with its inner ring 25b on the fixed sun gear 3. The other bearing element 26 sits with its inner ring 26b on the web shaft 7. The outer rings 25c and 26c of both rolling bearings are each seated in the ring gear 6. The inner rings 25b and 26b and the outer rings 25c and 26c of both rolling bearings each have a groove in which rolling bodies (not shown) are arranged. The inner rings and outer rings are made of a high-performance made of plastic on which the rolling elements can roll without smearing. The rolling bearing is light and requires little maintenance.
Die Planetenräder 4 und 5 sind aus Kunststoff. Sie weisen eine hohlzylindrische Gleitlagerf läche auf, mit der sie unmittelbar auf der entsprechenden Umlaufachsen 8 beziehungs- wiese 9 der Stegwelle 7 drehbar gelagert sind. The planet gears 4 and 5 are made of plastic. They have a hollow cylindrical plain bearing surface with which they are rotatably mounted directly on the corresponding rotation axes 8 or 9 of the web shaft 7.
Wegen des feststehenden Sonnenrades 3 ergibt sich für dieses Umlaufgetriebe 2 eine Zwangsübersetzung. Das feststehende Sonnenrad 3 erzwingt eine Drehbewegung der übrigen Zahnräder. Die Stegwelle 7 dreht sich und die Planetenräder 4 und 5 rotieren dabei um das Sonnenrad 3 und übertragen dadurch eine Drehbewegung in das Hohlrad 6. Because of the fixed sun gear 3, there is a forced transmission for this epicyclic gear 2. The fixed sun gear 3 forces the other gears to rotate. The web shaft 7 rotates and the planet gears 4 and 5 rotate around the sun gear 3 and thereby transmit a rotational movement into the ring gear 6.
Das Umlaufgetriebe 2 ist dafür hergerichtet, eine Übersetzung ins Schnelle bereitzustellen, wodurch der eine Gang des vorgeschlagenen Tretlagergetriebes 1 ein Schnellgang ist.The epicyclic gear 2 is designed to provide a high-speed gear ratio, whereby one gear of the proposed bottom bracket gear 1 is an overdrive gear.
Das Übersetzungsverhältnis beträgt im vorliegenden Beispiel 1 : 1,37. In the present example, the gear ratio is 1:1.37.
Wenn ein Fahrrad mit 28"-Rädern mit dem vorgeschlagenen Tretlagergetriebe 1 ausgestattet ist und dieses Fahrrad einen Primärantrieb mit Übersetzungsverhältnis 1 : 2,4 aufweist, dann ergibt sich eine Entfaltung von ca. 6, 9 m für den Schnellgang. If a bicycle with 28" wheels is equipped with the proposed bottom bracket gear 1 and this bicycle has a primary drive with a gear ratio of 1: 2.4, then there is a development of approx. 6.9 m for overdrive.
Fig. 4 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Tretlagergetriebes 1, dargestellt als Halbschnitt. Dieses Beispiel des Tretlagergetriebes 1 weist zwei Gänge auf. Wie das erste Ausführungsbeispiel ist das Zweigang-Tretlagergetriebe mit einem Schnellgang versehen. Identische Merkmale sind nachfolgend mit den Bezugszeichen versehen, wie im vorhergehenden Beispiel. Zusätzlich weist dieses Beispiel des Tretlagergetriebes 1 einen zweiten Gang auf, der als Direktgang ausgelegt ist. Wie das erste Ausfüh- rungsbeispiel ist es mit einem Umlaufgetriebe 2 versehen . Es hat identische Zahnräder, d . h . ein Sonnenrad 3 , vier Planetenräder, wovon die Planetenräder 4 und 5 sichtbar sind, sowie ein Hohlrad 6 und eine Stegwelle 7 . Außerdem sind alle vier Planetenräder, wie 4 und 5 in identischer Weise mittels Umlaufachsen 8 und 9 gelagert , die zu der Stegwelle 7 gehören . Die Stegwelle 7 ist mit einem Stützring 7a versehen, der die Umlauf achsen lagert . Im Vergleich zum gattungsgemäßen Stand der Technik ist der Aufbau wiederum sehr vereinfacht . Auch dieses Beispiel verzichtet darauf eine große Anzahl schaltbarer Gänge bereitzustellen . Es sind lediglich zwei Gänge vorgesehen . Als Gang zum Anfahren dient der Direktgang . Der Schnellgang ist mit dem gleichen Übersetzungsverhältnis ausgelegt , wie im ersten Aus führungsbeispiel , d . h . 1 : 1 , 37 . Für den Direktgang wird die Drehbewegung der Tretkurbelwelle 12 unmittelbar in das Hohlrad 6 übertragen, das den Zahnring 10 für den Zahnriemen des Primärantriebs trägt . Fig. 4 shows schematically a second embodiment of the bottom bracket gear 1 according to the invention, shown as a half section. This example of the bottom bracket gear 1 has two gears. Like the first embodiment, the two-speed bottom bracket gear is provided with an overdrive. Identical features are given the reference numerals below, as in the previous example. In addition, this example of the bottom bracket gear 1 has a second gear that is designed as a direct gear. Like the first version In this example, it is provided with an epicyclic gear 2. It has identical gears, i.e. H . a sun gear 3, four planet gears, of which the planet gears 4 and 5 are visible, as well as a ring gear 6 and a web shaft 7. In addition, all four planet gears, such as 4 and 5, are mounted in an identical manner by means of rotation axes 8 and 9, which belong to the web shaft 7. The web shaft 7 is provided with a support ring 7a, which supports the rotating axes. Compared to the generic state of the art, the structure is again very simplified. This example also does not provide a large number of switchable gears. Only two courses are provided. The direct gear is used as the gear for starting off. The overdrive is designed with the same gear ratio as in the first exemplary embodiment, i.e. H . 1:1, 37. For direct gear, the rotational movement of the pedal crankshaft 12 is transmitted directly into the ring gear 6, which carries the toothed ring 10 for the toothed belt of the primary drive.
Das Zweigang-Tretlagergetriebe weist eine Schalteinrichtung 27 auf , die ein Kupplungselement 28 umfasst , welches sich in eine Direktgang-Schaltstellung und in eine Schnellgang- Schaltstellung bewegen lässt . Das Kupplungselement 28 ist ringförmig gestaltet als Kupplungsring 29 , der innerhalb des Hohlrades 3 angeordnet und axial verschiebbar ist . The two-speed bottom bracket transmission has a switching device 27, which includes a clutch element 28, which can be moved into a direct gear shifting position and into a high gear shifting position. The coupling element 28 is annularly designed as a coupling ring 29, which is arranged within the ring gear 3 and is axially displaceable.
Der Kupplungsring 29 ist mit der Tretkurbelwelle 12 permanent in Kontakt und zwar so , dass eine formschlüssige Übertragung der Drehbewegung der Tretkurbelwelle 12 in den Kupplungsring 29 permanent gewährleitet ist . Gemäß Fig . 4 ist dafür ein Verzahnungspaar vorgesehen . Zu dem Verzahnungspaar gehört eine Außenverzahnung 30 der Tretkurbelwelle 12 und eine komplementäre Innenverzahnung 31 des Kupplungsrings 29 . Dieses Verzahnungspaar ermöglicht eine axiale Verschiebbar- keit , wobei die Außenverzahnung 30 und die InnenverzahnungThe coupling ring 29 is permanently in contact with the pedal crankshaft 12 in such a way that a positive transmission of the rotational movement of the pedal crankshaft 12 into the coupling ring 29 is permanently ensured. According to Fig. 4 a pair of teeth is provided for this purpose. The pair of teeth includes an external toothing 30 of the pedal crankshaft 12 and a complementary internal toothing 31 of the clutch ring 29. This pair of teeth enables axial displacement speed, with the external teeth 30 and the internal teeth
31 permanent in kämmendem Eingri f f bleiben . 31 remain permanently in combing engagement.
Durch die axiale Verschiebbarkeit kann der Kupplungsring 29 entweder mit dem Hohlrad 6 gekoppelt werden ( Direktgang- Schaltstellung) oder wenn in entgegengesetzter Richtung verschoben kann eine Kopplung mit der Stegwelle 7 hergestellt werden ( Schnellgang-Schaltstellung) . Due to the axial displaceability, the clutch ring 29 can either be coupled to the ring gear 6 (direct gear switching position) or, if moved in the opposite direction, a coupling can be established with the web shaft 7 (high-speed switching position).
Für die Kopplung des Kupplungsrings 29 mit dem Hohlrad 6 oder mit der Stegwelle 7 sind ebenfalls Verzahnungen vorgesehen und zwar weist das Hohlrad 6 eine Schaltverzahnung 32 auf , die nach innen gerichtet ist und weist die Stegwelle 7 eine nach außen gerichtete Schaltverzahnung 33 auf . Der Kupplungsring 29 weist dazu passende Verzahnungen auf , nämlich eine komplementäre nach außen gerichtete Kupplungsverzahnung 34 für die Schaltverzahnung 32 des Hohlrades 3 sowie eine nach innen gerichtete Kupplungsverzahnung 35 für die Schaltverzahnung 33 der Stegwelle 7 . Die Drehbewegung der Tretkurbelwelle 12 wird bei diesem Beispiel mittels des Kupplungsrings 29 indirekt in die Stegwelle 7 übertragen . To couple the clutch ring 29 with the ring gear 6 or with the web shaft 7, toothings are also provided, namely the ring gear 6 has switching teeth 32 that are directed inwards and the web shaft 7 has outwardly directed switching teeth 33. The clutch ring 29 has matching toothing, namely a complementary outwardly directed clutch toothing 34 for the switching toothing 32 of the ring gear 3 and an inwardly directed clutch toothing 35 for the switching toothing 33 of the web shaft 7. In this example, the rotational movement of the pedal crankshaft 12 is indirectly transmitted to the web shaft 7 by means of the coupling ring 29.
An der Hohlwelle 6 sind die Zahnflanken der Zähne der Schaltverzahnung 32 j eweils mit einer Fase 32a versehen . Die Fasen 32a sind dem Kupplungsring 29 zugewandt . Ebenso sind die Zahnflanken der Zähne der Außenverzahnung 34 des Kupplungsrings 29 mit Fasen 34a versehen, die mit den Fasen 32a der Schaltverzahnung 32 Zusammenwirken . Die Fasen 32a/ 34a vereinfachen den Kupplungsvorgang . Mittels der Fasen 32a/ 34a fällt es leichter, die Schaltverzahnung 32 und die Außenverzahnung 34 miteinander in Eingri f f zu bringen . On the hollow shaft 6, the tooth flanks of the teeth of the switching teeth 32 are each provided with a chamfer 32a. The chamfers 32a face the coupling ring 29. Likewise, the tooth flanks of the teeth of the external toothing 34 of the coupling ring 29 are provided with chamfers 34a, which interact with the chamfers 32a of the switching toothing 32. The chamfers 32a/34a simplify the coupling process. By means of the chamfers 32a/34a it is easier to bring the switching teeth 32 and the external teeth 34 into engagement with one another.
In Fig . 4 ist der Kupplungsring 29 in einer neutralen Schaltstellung N dargestellt , in der die Tretkurbelwelle 12 weder in das Hohlrad 6 noch in die Stegwelle 7 eine Drehbe- wegung übertragen kann . In Fig. 4, the clutch ring 29 is shown in a neutral switching position N, in which the pedal crankshaft 12 has no rotational motion either in the ring gear 6 or in the web shaft 7. movement can be transmitted.
An der Stegwelle 7 sind die Zahnflanken der Zähne der Schaltverzahnung 33 j eweils mit einer Fase 33a versehen . Die Fasen 33a sind dem Kupplungsring 29 zugewandt . Ebenso sind die Zahnflanken der Zähne der Innenverzahnung 35 des Kupplungsrings 29 mit Fasen 35a versehen, die mit den Fasen 33a der Schaltverzahnung 33 Zusammenwirken . Die Fasen 33a/ 35a vereinfachen den Kupplungsvorgang . Mittels der Fasen 33a/ 35a fällt es leichter, die Schaltverzahnung 33 und die Innenverzahnung 35 miteinander in Eingri f f zu bringen . On the web shaft 7, the tooth flanks of the teeth of the switching teeth 33 are each provided with a chamfer 33a. The chamfers 33a face the coupling ring 29. Likewise, the tooth flanks of the teeth of the internal toothing 35 of the coupling ring 29 are provided with chamfers 35a, which interact with the chamfers 33a of the switching toothing 33. The chamfers 33a/35a simplify the coupling process. By means of the chamfers 33a/35a it is easier to bring the switching teeth 33 and the internal teeth 35 into engagement with one another.
Außerdem sind weitere Elemente der Schalteinrichtung 27 schematisch dargestellt . Mit diesen Elementen kann die axiale Verschiebung des Kupplungsrings 29 bereitgestellt werden . Dazu gehört ein Bol zenelement 36 , das in axialer Richtung beweglich ist und auf den Kupplungsring 29 wirkt . Das Bolzenelement 36 ist über zwei Sti ftelemente 37 und 38 betätigbar, die ihrerseits parallel zur Tretkurbelwelle 12 axial beweglich sind . Ein oberes Sti ftelement 37 wirkt mittels eines Wippenelements 39 mit dem Bol zenelement 36 zusammen .In addition, further elements of the switching device 27 are shown schematically. The axial displacement of the coupling ring 29 can be provided with these elements. This includes a bolt element 36, which is movable in the axial direction and acts on the coupling ring 29. The bolt element 36 can be actuated via two pin elements 37 and 38, which in turn are axially movable parallel to the pedal crankshaft 12. An upper pin element 37 interacts with the bolt element 36 by means of a rocker element 39.
Beide Sti ftelemente 37 und 38 sind so hergerichtet , dass sie durch Druck betätigbar sind . So lässt sich mittels des Bolzenelements 36 Druck auf den Kupplungsring 29 ausüben, um ihn aus der gezeigten neutralen Stellung in die Direktgang- Schaltstellung oder in die Schnellgang-Schaltstellung zu bewegen . Damit der Kupplungsring 29 in die Direktgang- Schaltstellung bewegt wird, muss das obere Sti ftelement 37 gedrückt werden . Um den Kupplungsring 29 in die Schnellgang- Schaltstellung zu bewegen, wird das untere Sti ftelement 38 gedrückt . Both pin elements 37 and 38 are prepared so that they can be actuated by pressure. Pressure can be exerted on the clutch ring 29 by means of the bolt element 36 in order to move it from the neutral position shown into the direct gear shift position or into the high gear shift position. In order for the clutch ring 29 to be moved into the direct gear switching position, the upper pin element 37 must be pressed. In order to move the clutch ring 29 into the high-speed switching position, the lower pin element 38 is pressed.
Des Weiteren ist in Fig . 4 gezeigt , wie weit sich das Sonnenrad in axialer Richtung erstreckt , nämlich bis zur Stegwelle 7 . Bei diesem Ausführungsbeispiel ist für das Hohlrad 6 nur ein Lagerelement 25 sowie für die Stegwelle 7 ein Lagerelement 40 vorgesehen. Das Lagerelement 25 ist als Wälzlager 25a mit Innenring 25b und Außenring 25c und das Lagerelement 40 als Wälzlager 40a mit Innenring 40b und Außenring 40c ausgebildet. Das Wälzlager für das Hohlrad 6 sitzt mit seinem Innenring 25b auf dem feststehenden Sonnenrad 3 und ebenso sitzt das Wälzlager 40a für die Stegwelle 7 mit seinem Innenring 40b auf dem feststehenden Sonnenrad 3. Alternativ könnte das Sonnenrad in einem Maße kürzer ausgebildet sein, damit der Innenring 40b des Wälzlagers 40a für die Stegwelle 7 unmittelbar auf der Tretkurbelwelle 12 sitzen kann. Die hier gezeigte Anordnung dieses Wälzlagers 40a mit Sitz auf dem Sonnenrad 3 ist jedoch bevorzugt. Die Innenringe 25b und 40b sowie die Außenringe 25c und 40c beider Wälzlager weisen je eine Rille auf, in der Wälzkörper (nicht dargestellt) angeordnet sind. Auch in diesem Beispiel sind die Innenringe und Außenringe aus einem Hochleistungskunststoff hergestellt, auf dem die Wälzkörper schmierfrei abwälzen können, so dass das Wälzlager leicht und wartungsarm ist. Furthermore, in Fig. 4 shows how far the sun gear extends in the axial direction, namely up to the web shaft 7. In this exemplary embodiment, only one bearing element 25 is provided for the ring gear 6 and one bearing element 40 is provided for the web shaft 7. The bearing element 25 is designed as a rolling bearing 25a with an inner ring 25b and an outer ring 25c and the bearing element 40 is designed as a rolling bearing 40a with an inner ring 40b and an outer ring 40c. The rolling bearing for the ring gear 6 sits with its inner ring 25b on the fixed sun gear 3 and the rolling bearing 40a for the web shaft 7 also sits with its inner ring 40b on the fixed sun gear 3. Alternatively, the sun gear could be made shorter to an extent so that the inner ring 40b of the rolling bearing 40a for the web shaft 7 can sit directly on the pedal crankshaft 12. However, the arrangement of this rolling bearing 40a shown here with a seat on the sun gear 3 is preferred. The inner rings 25b and 40b and the outer rings 25c and 40c of both rolling bearings each have a groove in which rolling elements (not shown) are arranged. In this example, too, the inner rings and outer rings are made of a high-performance plastic on which the rolling elements can roll without lubrication, so that the rolling bearing is light and requires little maintenance.
Zwischen dem Sonnenrad 3 und der Tretkurbelwelle 12 sind Gleitlagerhülsen 41 und 42 gezeigt, die eine Option darstellen. Die Gleitlagerhülsen sind zweckmäßig aus einem iglidur® Gleitwerkstoff hergestellt. Plain bearing sleeves 41 and 42 are shown between the sun gear 3 and the pedal crankshaft 12, which represent an option. The plain bearing sleeves are conveniently made from an iglidur® sliding material.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Zweigang-Tretlagergetriebes, das mit einem Umlaufgetriebe 2 versehen ist. Dessen Zahnräder entsprechen identisch denjenigen des Beispiels Fig. 4, worauf Bezug genommen wird. Das Beispiel der Fig. 5 unterscheidet von Fig. 4 in der Ausgestaltung der Schalteinrichtung 27. Die Schalteinrichtung umfasst ebenfalls einen Kupplungsring 29 und es ist eine Betätigungseinrichtung 43 vorgesehen, um den Kupplungsring 29 axi- al in eine Direktgang-Schaltstellung oder in die Schnellgang-Schaltstellung zu verschieben . Im Unterscheid zu Fig . 4 umfasst die Betätigungseinrichtung B einen zentral angeordneten Schaltbol zen 44 , der in einer koaxialen Öf fnung 45 der Tretkurbelwelle 12 angeordnet ist . Die koaxiale Öf fnung 45 durchdringt die Tretkurbelwelle 12 auf gesamter Länge . In der koaxialen Öf fnung 45 ist der Schaltbol zen 44 axial bewegbar gelagert . Der Kupplungsring 29 weist wenigstens zwei Mitnehmerelemente auf , die für seine axiale Verschiebbarkeit vorgesehen sind . Ein Mitnehmerelement 46 ist in der Schnittdarstellung der Fig . 5 erkennbar . Es erstreckt sich nach innen in Richtung der Tretkurbelwelle 12 . In der Tretkurbelwelle 12 ist radial eine Durchgangsöf fnung 47 für das Mitnehmerelemente 46 des Kupplungsrings 29 angeordnet . Das Mitnehmerelement 46 durchtritt diese Durchgangsöf fnung 47 und reicht bis an den Schaltbol zen 44 . Der Schaltbol zen 44 weist eine Mitnehmerkontur 48 auf , die formschlüssig zusammenwirkt mit dem Mitnehmerelemente 46 des Kupplungsrings 29 . Auf diese Weise kann mittels einer axialen Bewegung des Schaltbolzens 44 eine axiale Bewegung in den Kupplungsring 29 übertragen werden, um ihn in die Direktgang-Schaltstellung oder in die Schnellgang-Schaltstellung zu bewegen . Darüber hinaus weist der Kupplungsring 29 ein geeignetes Mittel 49 auf , mit dem ein Drehmoment von der Tretkurbelwelle 12 in den Kupplungsring 29 übertragen werden kann . In Fig . 5 ist dafür gestrichelt eine Pass federverbindung 50 angedeutet . Dafür ist eine Pass feder 51 in einer Pass federnut 52 der Tretkurbelwelle 12 befestigt . Die Pass federnut 52 ist in Umfangsrichtung abseits der Durchgangsöf fnung 47 für das Mitnehmerelement 46 angeordnet . Der Kupplungsring 29 weist eine Nut 53 für die Pass feder 51 auf . Die Nut 53 gewährleistet eine axiale Verschiebbarkeit des Kupplungsrings 29 . Die Übertragung eines Drehmoments von der Tretkurbelwelle 12 in den Kupplungsring 29 ist permanent möglich . In Fig . 5 ist außerdem eine neutrale Stellung N des Kupplungsrings 29 gezeigt , in der die Tretkurbelwelle 12 keine Drehbewegung übertragen kann, weder in das Hohlrad 6 , noch in die Stegwelle 7 . Aus der neutralen Stellung ist der Kupp- lungsring 29 wahlweise in Richtung der Direktgang- Schaltstellung oder in Richtung der Schnellgang- Schaltstellung verschiebbar . Fig. 5 shows a further embodiment of a two-speed bottom bracket transmission, which is provided with an epicyclic gear 2. Its gears correspond identically to those of the example in FIG. 4, to which reference is made. The example of FIG. 5 differs from FIG. 4 in the design of the switching device 27. The switching device also includes a coupling ring 29 and an actuating device 43 is provided to axially move the coupling ring 29. al to a direct gear switching position or to the high gear switching position. In contrast to Fig. 4, the actuating device B comprises a centrally arranged switching bolt 44, which is arranged in a coaxial opening 45 of the pedal crankshaft 12. The coaxial opening 45 penetrates the pedal crankshaft 12 along its entire length. The switching bolt 44 is mounted so that it can move axially in the coaxial opening 45 . The coupling ring 29 has at least two driver elements which are intended for its axial displaceability. A driver element 46 is shown in the sectional view of FIG. 5 recognizable. It extends inwards towards the pedal crankshaft 12. A through opening 47 for the driver elements 46 of the clutch ring 29 is arranged radially in the pedal crankshaft 12 . The driver element 46 passes through this through opening 47 and extends to the switching bolt 44. The switching pin 44 has a driver contour 48 which interacts in a form-fitting manner with the driver elements 46 of the coupling ring 29. In this way, an axial movement can be transmitted into the clutch ring 29 by means of an axial movement of the switching bolt 44 in order to move it into the direct gear switching position or into the high gear switching position. In addition, the clutch ring 29 has a suitable means 49 with which a torque can be transmitted from the pedal crankshaft 12 into the clutch ring 29. In Fig. 5, a feather key connection 50 is indicated by dashed lines. For this purpose, a key 51 is fastened in a key groove 52 of the pedal crankshaft 12. The fitting spring groove 52 is arranged in the circumferential direction away from the through opening 47 for the driver element 46. The coupling ring 29 has a groove 53 for the key 51. The groove 53 ensures that the coupling ring 29 can be moved axially. The transmission of torque from the pedal crankshaft 12 to the clutch ring 29 is possible permanently. In Fig. 5 also shows a neutral position N of the clutch ring 29, in which the pedal crankshaft 12 cannot transmit any rotational movement, neither into the ring gear 6 nor into the web shaft 7. From the neutral position, the clutch ring 29 can be moved either in the direction of the direct gear shift position or in the direction of the high gear shift position.
Alternativ kann für die Beispiele der Figs . 4 und 5 auch auf eine neutrale Stellung des Kupplungsrings 29 verzichtet wer- den, so dass nur eine unmittelbare Umschaltung zwischen denAlternatively, for the examples in Figs. 4 and 5, a neutral position of the clutch ring 29 is also dispensed with, so that only an immediate switchover between the
Schaltstellungen für Direktgang und Schnellgang möglich ist .Switch positions for direct gear and high gear are possible.
In diesem Fall wird in axialer Richtung weniger Platz für die Verschiebbarkeit des Kupplungsrings 29 benötigt , wodurch das Tretlagergetriebe etwas weniger Bauraum benötigt . Es kann kompakter gebaut sein . In this case, less space is required in the axial direction for the coupling ring 29 to be displaceable, as a result of which the bottom bracket gear requires somewhat less installation space. It can be built more compactly.
PE- fl/tb Mai 2023 PE-fl/tb May 2023
Anmelder : igus GmbH 51147 Köln Applicant: igus GmbH 51147 Cologne
Tretlagergetriebe Bottom bracket gear
Bezugszeichenliste Reference symbol list
1 Tretlagergetriebe 1 bottom bracket gear
2 Umlaufgetriebe 2 epicyclic gears
3 Sonnenrad 3 sun gear
4 Planetenrad 4 planetary gear
5 Planetenrad 5 planetary gear
6 Hohlrad 6 ring gear
7 Stegwelle ( Planetenträger ) 7 web shaft (planet carrier)
7a Stützring 7a support ring
8 Umlaufachse 8 rotation axis
9 Umlaufachse 9 rotation axis
10 Zahnring 10 tooth ring
11 Freilauf einrichtung 11 Freewheel facility
12 Tretkurbelwelle 12 pedal crankshaft
12a Wellenabschnitt 12a wave section
12b Wellenabschnitt 12b wave section
13 Kurbelenden 13 crank ends
13a Kurbelvierkant 13a crank square
14 Kurbelenden 14 crank ends
15 Tretkurbel 15 pedal crank
16 Tretkurbel 16 pedal crank
17 Pedal Pedal Wellenlager Wellenlager Gehäuseelement Gehäuseelement Sti ftelement Spannhülse Lagerelement a Wäl zlager b Innenring c Außenring Lagerelement a Wäl zlager b Innenring c Außenring Schalteinrichtung Kupplungs element Kupplungsring Außenverzahnung ( Tretkurbelwelle ) Innenverzahnung (Kupplungsring) Schaltverzahnung (Hohlrad) a Fase Schaltverzahnung ( Stegwelle ) a Fase Außenverzahnung (Kupplungsring)a Fase Innenverzahnung (Kupplungsring)a Fase Bol zenelement oberes Sti ftelement unteres Sti ftelement Wippelement Lagerelement a Wäl zlager 40b Wälzlager 17 pedals Pedal Shaft bearing Shaft bearing Housing element Housing element Pin element Adapter sleeve Bearing element a Rolling bearing b Inner ring c Outer ring Bearing element a Rolling bearing b Inner ring c Outer ring Switching device Coupling element Coupling ring External toothing (crank shaft) Internal toothing (clutch ring) Shifting toothing (ring gear) a Chamfer Shifting toothing (web shaft) a Chamfer External toothing ( Coupling ring)a chamfer internal toothing (coupling ring)a chamfer bolt element upper pin element lower pin element rocker element bearing element a rolling bearing 40b rolling bearings
40c Wälzlager 40c rolling bearings
41 Gleit läge rhülse 41 sliding layer sleeve
42 Gleitlagerhülse 43 Betätigungseinrichtung42 Plain bearing sleeve 43 Actuating device
44 Schaltbolzen 44 switching bolts
45 koaxiale Öffnung 45 coaxial opening
46 Mitnehmer element 46 driver element
47 Durchgangsöffnung 48 Mi t nehme rkontur 47 Through opening 48 Driving contour
49 Mittel 49 funds
50 Passfederverbindung50 key connection
51 Passfeder 51 feather key
52 Passfedernut 53 Nut 52 keyway 53 groove

Claims

Tretlagergetriebe Bottom bracket gear
Ansprüche Tretlagergetriebe (1) für ein Fahrrad mit wenigstens einem Gang, umfassend eine Tretkurbelwelle (12) sowie umfassend ein Umlaufgetriebe (2) , das mehrere Zahnräder, darunter ein Sonnenrad (3) , ein Hohlrad (6) und wenigstens ein Planetenrad (4, 5) aufweist, sowie umfassend eine Stegwelle (7) mit wenigstens einer Umlaufachse (8, 9) für das Planetenrad (4, 5) , mit der Maßgabe, dass das Tretlagergetriebe für ein modifiziertes vergrößertes Tretlagergehäuse hergerichtet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zahnräder des Umlaufgetriebes (2) eine Verzahnung aufweisen, die so groß dimensioniert ist, dass wenigstens eines der Zahnräder aus einem geeigneten Kunststoff herstellbar ist. Tretlagergetriebe (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für das Zahnrad (3, 4, 5, 6) ein Kunststoff ausgewählt ist aus der folgenden Gruppe von Kunststoffen: Polyamid, Polyace- tal/Polyoxymethylen, Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polyvinylchlorid, Polytetrafluorethylen, Ac- rylnitril-Butadien-Styrol , Polyketon, Polyetherketon , Polyetheretherketon, Polysulfon, Polybutylenterephtha- lat, Polyphthalamid, Polyphenylensulfid, Polyphenylsul- fon, thermoplastisches Polyurethan, thermoplastisches Elastomer . Tretlagergetriebe (1) nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bevorzugt drei Planetenräder (4, 5) und besonders bevorzugt vier Planetenräder aus dem ausgewählten Kunststoff vorgesehen sind. Tretlagergetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Sonnenrad (3) des Umlaufgetriebes (2) feststehend angeordnet ist, und dass die feststehende Anordnung des Sonnenrades (3) einen Zwangslauf der Stegwelle (7) und des Hohlrades (6) erzwingt. Tretlagergetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auf dem feststehenden Sonnenrad (3) ein Lagerelement (25) für das Hohlrad (6) und/oder ein Lagerelement (40) für die Stegwelle (7) angeordnet ist. Tretlagergetriebe (1) nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Lagerelement (25, 26) des Hohlrades (6) und/oder das Lagerelement (40) für die Stegwelle (7) als Wälzlager (25a, 26a, 40a) ausgeführt ist. Tretlagergetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Umlaufgetriebe (2) so hergerichtet ist, dass mittels der Stegwelle (7) der Antrieb bereitgestellt und mittels des Hohlrades (6) der Abtrieb bereitgestellt ist. Tretlagergetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Tretkurbelwelle (12) direkt oder indirekt mit der Stegwelle (7) verbunden ist. Tretlagergetriebe (1) nach Anspruch 5 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass von der angetriebenen Stegwelle (7) auf das abgetriebene Hohlrad (6) eine Übersetzung ins Schnelle vorgesehen ist, wodurch der eine Gang als Schnellgang bereitgestellt ist . Tretlagergetriebe (1) nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für den Schnellgang ein Übersetzungsverhältnis im Bereich von 1,37 bis 1,40 vorgesehen ist. Tretlagergetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bisClaims bottom bracket gear (1) for a bicycle with at least one gear, comprising a pedal crankshaft (12) and comprising an epicyclic gear (2) which has several gears, including a sun gear (3), a ring gear (6) and at least one planetary gear (4, 5), as well as comprising a web shaft (7) with at least one rotation axis (8, 9) for the planetary gear (4, 5), with the proviso that the bottom bracket gear is prepared for a modified, enlarged bottom bracket housing, characterized in that the gears of the Epicyclic gearbox (2) has teeth that are dimensioned so large that at least one of the gears can be made from a suitable plastic. Bottom bracket gear (1) according to claim 1, characterized in that for the gear (3, 4, 5, 6) a plastic is selected from the following group of plastics: polyamide, polyacetal / polyoxymethylene, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polyvinyl chloride, Polytetrafluoroethylene, Ac- rylnitrile butadiene styrene, polyketone, polyether ketone, polyether ether ketone, polysulfone, polybutylene terephthalate, polyphthalamide, polyphenylene sulfide, polyphenyl sulfone, thermoplastic polyurethane, thermoplastic elastomer. Bottom bracket gear (1) according to claim 2, characterized in that preferably three planet gears (4, 5) and particularly preferably four planet gears made of the selected plastic are provided. Bottom bracket gear (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sun gear (3) of the epicyclic gear (2) is arranged in a fixed manner, and that the fixed arrangement of the sun gear (3) ensures forced rotation of the web shaft (7) and the ring gear ( 6) forces. Bottom bracket gear (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that a bearing element (25) for the ring gear (6) and / or a bearing element (40) for the web shaft (7) is arranged on the fixed sun gear (3). Bottom bracket gear (1) according to claim 5, characterized in that the bearing element (25, 26) of the ring gear (6) and / or the bearing element (40) for the web shaft (7) is designed as a rolling bearing (25a, 26a, 40a). Bottom bracket gear (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the epicyclic gear (2) is prepared in such a way that the drive is provided by means of the web shaft (7) and the output is provided by means of the ring gear (6). Bottom bracket gear (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the pedal crankshaft (12) is connected directly or indirectly to the web shaft (7). Bottom bracket gear (1) according to claim 5 or 8, characterized in that a high-speed transmission is provided from the driven web shaft (7) to the driven ring gear (6), whereby one gear is provided as an overdrive gear. Bottom bracket gear (1) according to claim 9, characterized in that a transmission ratio in the range of 1.37 to 1.40 is provided for the overdrive. Bottom bracket gear (1) according to one of claims 1 to
10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass dem Hohlrad (6) ein Übertragungsmittel (10) zugeordnet ist, das zur Bewegungs- und Kraftübertragung hin zu einem Laufrad hergerichtet ist. Tretlagergetriebe (1) nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Übertragungsmittel (10) hergerichtet ist, um mit einem Zugmittel zusammenzuwirken, vorzugsweise für ein Zugmittel in Form eines Zahnriemens . Tretlagergetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Freilauf einrichtung (11) vorgesehen ist, und dass die Freilauf einrichtung (11) eine Bewegungs- und Kraftübertragung in einer Drehrichtung ermöglicht und in der entgegengesetzten Drehrichtung verwehrt. Tretlagergetriebe (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein zweiter Gang vorgesehen ist, vorzugsweise ein Direktgang, und dass eine Schalteinrichtung 27 vorgesehen ist, mittels der zwischen dem Schnellgang und dem zweiten Gang umschaltbar ist. Tretlagergetriebe (1) nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schalteinrichtung10, characterized in that the ring gear (6) is assigned a transmission means (10) which is prepared for movement and power transmission to an impeller. Bottom bracket gear (1) according to claim 11, characterized in that the transmission means (10) is prepared to cooperate with a traction means, preferably for a traction means in the form of a toothed belt. Bottom bracket gear (1) according to one of claims 1 to 12, characterized in that a freewheel device (11) is provided, and that the freewheel device (11) enables movement and power transmission in one direction of rotation and prevents it in the opposite direction of rotation. Bottom bracket gear (1) according to one of claims 9 to 13, characterized in that a second gear is provided, preferably a direct gear, and that a switching device 27 is provided, by means of which it is possible to switch between the high gear and the second gear. Bottom bracket gear (1) according to claim 14, characterized in that the switching device
(27) ein Kupplungselement (28) umfasst, das zwischen zwei Schaltstellungen schaltbar ist und mit der Tretkurbelwelle (12) als antreibender Komponente zusammenwirkt, mit der Maßgabe, dass das Kupplungselement (28) zwecks Direktgangs unmittelbar mit dem Hohlrad (6) und zwecks Schnellgangs mit der Stegwelle (7) koppelbar ist . Tretlagergetriebe (1) nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Kupplungselement(27) comprises a clutch element (28) which can be switched between two switching positions and interacts with the pedal crankshaft (12) as a driving component, with the proviso that the clutch element (28) is connected directly to the ring gear (6) for direct gear and for overdrive can be coupled to the web shaft (7). Bottom bracket gear (1) according to claim 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the coupling element
(28) von der Tretkurbelwelle (12) antreibbar und relativ zur Tretkurbelwelle (12) axial verschiebbar angeordnet ist. Tretlagergetriebe (1) nach Anspruch 15 oder 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Kupplungselement (28) mehrere Kupplungsverzahnungen (34, 35) aufweist. Tretlagergetriebe (1) nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Hohlrad (6) mit einer Schaltverzahnung (32) versehen ist, die mit einer Kupplungsverzahnung (34) des Kupplungselements (28) zusammenwirkt, und dass die Kupplungsverzahnung (34) in einer Direktgang-Schaltstellung des Kupplungselements (28) ermöglicht, die Drehbewegung unmittelbar von der Tretkurbelwelle (12) in die Schaltverzahnung (32) des(28) can be driven by the pedal crankshaft (12) and is arranged to be axially displaceable relative to the pedal crankshaft (12). Bottom bracket gear (1) according to claim 15 or 16, characterized in that the coupling element (28) has a plurality of coupling teeth (34, 35). Bottom bracket gear (1) according to claim 17, characterized in that the ring gear (6) is provided with a switching toothing (32) which cooperates with a clutch toothing (34) of the clutch element (28), and that the clutch toothing (34) in a direct gear Switching position of the coupling element (28) allows the rotational movement to take place directly from the Pedal crankshaft (12) into the gear teeth (32) of the
Hohlrads (6) zu übertragen. Tretlagergetriebe (1) nach Anspruch 17 oder 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Stegwelle (7) mit einer Schaltverzahnung (33) versehen ist, die mit einer komplementären Kupplungsverzahnung (35) zusammenwirkt, und dass mittels der Kupplungsverzahnung (35) in der Schnellgang-Schaltstellung des Kupplungselements (28) die Drehbewegung in die Schaltverzahnung (33) der Stegwelle (7) übertragbar ist. Tretlagergetriebe (1) nach Anspruch 14 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schalteinrichtung (27) ein Betätigungsmittel für das Kupplungselement (28) umfasst, das dafür hergerichtet ist die axiale Verschiebbarkeit des Kupplungselements (28) relativ zur Tretkurbelwelle (12) bereitzustellen. Tretlagergetriebe (1) nach Anspruch 14 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Kupplungselement (28) als Kupplungsring (29) ausgestaltet ist, welcher eine zylindrische Außenfläche und wenigstens eine hohlzylindrische Innenfläche für die Kupplungsverzahnungen aufweist. Tretlagergetriebe (1) nach Anspruch 1 bis 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für die Verzahnung der Zahnräder (3, 4, 5, 6) des Umlaufgetriebes (2) die Zahnform einer Evolventen-Verzahnung vorgesehen ist. To transfer ring gear (6). Bottom bracket gear (1) according to claim 17 or 18, characterized in that the web shaft (7) is provided with a switching toothing (33) which interacts with a complementary clutch toothing (35), and that by means of the clutch toothing (35) in the high-speed switching position of the coupling element (28) the rotational movement can be transferred to the switching teeth (33) of the web shaft (7). Bottom bracket gear (1) according to claims 14 to 19, characterized in that the switching device (27) comprises an actuating means for the coupling element (28), which is designed to provide the axial displaceability of the coupling element (28) relative to the pedal crankshaft (12). Bottom bracket gear (1) according to claims 14 to 20, so that the coupling element (28) is designed as a coupling ring (29), which has a cylindrical outer surface and at least one hollow cylindrical inner surface for the clutch teeth. Bottom bracket gear (1) according to claims 1 to 21, so that the tooth shape of an involute toothing is provided for the toothing of the gears (3, 4, 5, 6) of the epicyclic gear (2).
Tretlagergetriebe (1) nach Anspruch 1 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Zahnmodul der Zahnräder (3, 4, 5, 6) des UmlaufgetriebesBottom bracket gear (1) according to claims 1 to 22, characterized in that the tooth module of the gears (3, 4, 5, 6) of the epicyclic gear
(2) im Bereich von 1,5 bis 4 mm liegt, bevorzugt, im Bereich von 1,5 bis 2,5 mm und besonders bevorzugt ist ein Zahnmodul von 2 mm vorgesehen. Tretlagergetriebe nach Anspruch 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Zahnmodul- Breitenverhältnis im Bereich von 10 bis 20 vorgesehen ist, bevorzugt 12 bis 17 und besonders bevorzugt ist ein Zahnmodul-Breitenverhältnis von 15 vorgesehen. (2) is in the range of 1.5 to 4 mm, preferably im Range from 1.5 to 2.5 mm and particularly preferably a tooth module of 2 mm is provided. Bottom bracket gear according to claim 23, characterized in that a tooth module width ratio in the range of 10 to 20 is provided, preferably 12 to 17 and particularly preferably a tooth module width ratio of 15 is provided.
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