Übersetzungs-Schaltvorrichtung für das Kettengetriebe von Fahrrädern. Wenn in einem Fahrrad kein Über setzungswechselgetriebe in den normalen Kettenantrieb eingeschaltet ist, so ist das Fahren in nur einer Übersetzung möglich. Der Antrieb bleibt immer derselbe, d. h. er umfasst das Antriebkettenrad, die Antriebs kette und das Kettenrad, welches am Hinter rad des Fahrrades montiert ist.
Die nachfolgend beschriebene Erfindung betrifft eine Übersetzungsschaltvorrichtung, eingebaut in einem Fahrrad, welche den Übersetzungswechsel ermöglicht, ohne dass zusätzliche Teile in die Antriebsverrichtung eingeschaltet werden, die in jeder Über setzung aus der Tretkurbelwelle samt Tret- kurbeln, dem Antriebskettenrad, der Kette und dem der Übersetzung entsprechenden getriebenen Kettenrad am Hinterrad be steht, respektive welche so ausgebildet ist, dass beim Antrieb des Fahrrades dessen An triebsvorrichtung, die in jeder Übersetzung aus der Tretkurbelwelle samt Tretkurbeln, dem Antriebskettenrad, der Kette und dem der Übersetzung entsprechenden getriebenen Kettenrad am Hinterrad besteht, vom Schal ter im Gehäuse der Tretkurbelwelle gelöst ist,
so dass letzterer sich nicht im Kraftüber tragungsweg befindet.
Beider vorliegenden Vorrichtung ist die Tretkurbelwelle exzentrisch im Tretlager- gehäuse gelagert. Durch diese exzentrische Lagerung und denn am Hinterrad des Fahr rades montierten Übersetzungsrädersatz ist die Übersetzungsschaltvorrichtung befähigt, das Übersetzungsverhältnis zu ändern.
Das ständig mit der Kette in Eingriff bleibende Kettenrad auf der Tretkurbel welle kann sowohl in achsialer Richtung, als auch in dazu senkrechter Richtung verscho ben werden, wobei die senkrechte Verschie bung bewirkt, der Kette unter Vermeidung einer anderweitigen Kettenspannvorrichtung stets die erforderliche Spannung zu verlei hen. Die achsiale Verschiebung bewirkt, dass die Kette in jeder Übersetzung in einer senk recht zur Tretkurbelwelle stehenden Ebene umläuft.
Fi;g. <B>1</B> zeigt ein Beispiel der Über- setzungsschaltvorriehtung. Die Fig. 2 bis 11 zeigen Ansichten. Aehsial- und Querschnitte des in das Tretlagergehäuse eingebauten Schalters der Übersetzungsschaltvorrichtung bezw. Einzelheiten dieses Schalters.
Fig. 2 und 3 sind Ansichten des Schal ters. wobei Fig. 3 in rechtwinkliger Ansicht zu Fig. 2 gezeichnet ist. Fig. 4 zeigt eine Stirnansicht des Schalters. Fig. 5 ist der Querschnitt nach A- A in Fig. 2 und 3. In der Fig. 5 ist der Verankerungszapfen 15' in die Verankerungshülse 14 eingeklinkt. der Verankerungszapfen 13' dagegen eingezogen gezeigt. Fig. 6 zeigt einen Abschlussmantel, Fig. 7 die Verankerungshülse. Die einge zeichneten Pfeile deuten auf die gegenseitige Anordnung der in Fig. 3, 6 und i gezeigten Teile hin. Fig. 8 entspricht zum Teil der Ansicht Fig. 3, zum Teil zeigt sie einen Schnitt nach B-B in Fig.2. Fig. 9 zeigt den Querschnitt nach C-C in Fig. 2 und 3. Die drei Stufen des Stufenrädchens 6 ent sprechen den drei Geschwindigkeitsstufen. Fig. 10 ist ein Querschnitt nach D-D in Fig. 2 und 3.
Fig. 11 ein Querschnitt nach E-E in Fig. 2 und 3.
Nach Fig. 1 der Zeichnung ist in das Tretlagergehäuse 33 des Fahrrades ein Schalter A eingebaut. Innerhalb des beweg lichen Gehäuses des Schalters, welches aus Abschlussmantel 18 und den beiden Flan schen 25' gebildet wird, ist die Lagerung der Tretkurbelvelle 24 exzentrisch angeord net. Diese kann nach Betätigen eines nicht gezeichneten Handhebelsehalters sowohl senk recht, als auch in der Richtung ihrer Achse verschoben werden. Durch die Senkrechtver schiebung wird der Abstand zwischen der Tretkurbelwelle 24 und der Achse des Hin terrades, auf welcher der Rädersatz C mon tiert ist. verändert. Die Querverscbiebung der Kurbelwelle erfolgt entsprechend der Verschiebung der Kette B am Rädersatz C. Dadurch wird erreicht, dass die Kette nicht verkantet wird, sie läuft in jeder Über setzung in einer Ebene um.
Die Kette B wird also zum Übersetzungswechsel auf ein kleineres oder grösseres Zahnrad des Räder satzes C verschoben. Dabei kann die Voll ziehung dieses Übersetzungswechsels wäh rend der Fahrt in normaler Haltung des Fahrens durch den bereites erwähnten Hand hebelschalter erfolgen. Die Stellungen a, b, c der Tretkurbelwelle 24 entsprechen den ver schiedenen möglichen Übersetzungen; es ent spricht zum Beispiel Stellung a der grössten, Stellung c der kleinsten Übersetzung.
Das eine Ende eines nicht gezeichneten Kabels ist bei 34 am Kabelrädchen 1 be festigt. Über die eingedrehte Rille des letz teren führt es zu einem nicht gezeichneten Rädchen des oben genannten Handhebel achalters, wo es ebenfalls befestigt ist, um dann wieder in die Rille des Kabelräd chens 1 einzulaufen und mit dem andern Ende bei 34' an letzterem befestigt. zu wer den. Dies ermöglicht die Drehung des Kabel rädchens 1 in beiden Richtungen. Durch Verstellen des nicht gezeichneten Handhebel schalters auf die gewünschte Übersetzung dreht sich nun das Kabelrädchen 1 vor- oder rückwärts. Dabei wird der auf der Achse des Kabelrädchens 1 festsitzende Nocken 2 in Form eines Dreisterns ebenfalls vor- oder rückwärts gedreht und hebt in jedem Falle den Sichelnocken 3 an.
Da der Sichelnocken 3 mit der Schalterachse 4 fest verbunden ist. muss die letztere eine kleine Rückwärtsdre- bung (Drehung im Uhrzeigerdrehsinn mit. Bezug auf Fig. 1) ausführen. Diese Rück wärtsdrehung bewirkt ein entsprechendes Rückwärtsdrehendes mit der Schalterachse 4 festverbundenen Mitnehmers 5. Diese Rück- wärtsbewegung des Mitnehmers genügt, um letzteren in den Drehbereich des Anschlages 10 am Kettenrad d zu bringen.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass die Schalterachse 4 und das Kettenrad D auf der Tretkurbelwelle 24 nicht das gleiche Zentrum haben. In der strich punktiert eingezeichneten Stellung 5' des Mitnehmers 5 ist der Anschlag 10 am Ket tenrad D nicht in der Lage, den Mitnehmer bei Drehung des Rades D mit nach rück wärts zu nehmen, da er innerhalb des Dreh bereiches des Anschlages 10 liegt.
Erst durch oben beschriebenen Vorgang kommt er in den Drehbereich des Anschlages 10 zu liegen und ist in der mit vollen Linien ge zeichneten Stellung befähigt, vom Anschlag 10 nach rückwärts gedreht zu werden. Der Mitnehmer 5 kann infolge eines Anschlages nicht weiter nach rückwärts gedreht werden als in die Stellung 5". Der Anschlag 10 am Kettenrad D wird dann beim Vorwärtsdre hen des letzteren nach Ablauf von zirka einer Umdrehung den Mitnehmer 5 von der andern Seite her wieder nach vorwärts dre hen.
Gleichzeitig mit der genannten Drehung des Kabelrädchens 1 dreht sich auch das auf der Achse des letzteren festsitzende Stufen rädchen 6, welches seinerseits das Schiebe stück 7 durch Druck auf dessen Zapfen 9 in die entsprechend der Übersetzung bedingte Lage bringt. Die Stossfeder 27 drückt auf den Keil 12, welcher seinerseits auf das Schiebestück 7 drückt, so dass dieses federnd an das Rädchen 6 angedrückt wird. Das Schiebestück 7 wird an einer rotierenden Bewegung verhindert durch die beiden Füh rungszapfen 8, welche in der Scheibe 29 ge lagert sind.
Durch Rückwärtsdrehung der Tretkurbel E wird also, nachdem der Mitnehmer durch den Handschalter betätigt wurde, durch den Anschlag 10 am Kettenrad D der in den Bereich des Anschlages 10 gebrachte Mit nehmer 5 nach rückwärts gedreht und mit ihm die Schalterachse 4. Dadurch wird der in dem achsialen Keilschlitz 35 der Schalter achse 4 achsial verschiebbar geführte Keil 12 gezwungen, diese Rückwärtsdrehung mit zumachen. Das Schiebestück 7 hindert den Keil 12 an dieser Drehung nicht, da in dem Schiebestück eine in Umfangsrichtung ver laufende Bewegungsbahn für den Keil ein gearbeitet ist. Die Keilbahn des Schiebe stückes 7 ist in Fig. 8 ersichtlich, der Keil 12 liegt darin, sie ist in ihrer Länge begrenzt, um dem Keil 12 den nötigen Anschlag zu geben, so dass die Schalterachse 4 jeweils durch das Ende dieser Keilbahn blockiert wird.
Der Zweck dieses Keils 12 besteht darin, das Drehstück 11 zu drehen. Diese Drehung ist bedingt durch den Eingriff des Keils 12 in die in achsialer Richtung ange brachte Keilbahn 36 im Drehstück 11. Durch das Drehen des Drehstückes 11 wird einer seits das Ein- bezw. Ausrücken der Ver ankerungsglieder 13 und 15 erreicht, ander seits die erforderliche seitliche Verschiebung derselben zum Übersetzungswechsel. Ersteres wird ermöglicht durch den Schlitz 16 im Drehstück 11, in welchen bezw. aus welchem bei der Drehung des letzteren die einen En den der in den Drehpunkten 31 und 31' im Lagerbock 22 gelagerten Verankerungsglie der 13 und 15 eintreten bezw. austreten.
Der Druck der Federn 28 und 28' bewirkt jeweils selbsttätig das Einklinken der Zap fen 13' und 15' der Verankerungsglieder 13 und 15 in die fest im Tretlagergehäuse 33 sitzende Verankerungshülse 14. Die genannte seitliche Verschiebung (Achsialverschiebung) herbeizuführen ist Aufgabe der Schiebebah nen 17 und 17'. Die Schiebebahnen 17 sind beidseitig des Drehstückes 11 am Schiebe stück 7 einander gegenüber angeordnet und können nur die oben beschriebene achsiale, d. h. seitliche Bewegung ausführen. Am Drehstück 11 sind .den Schiebebahnen 17 zu gekehrte Schiebebahnen 17' angeordnet.
Bei einer Rückwärtsdrehung des Drehstückes 11 bleibt dessen Bewegung zunächst eine reine Rotationsbewegung, bis,die eine Schiebebahn 17' je nach der Wahl der Übersetzung an der rechts- oder linksseitigen Bahn 17 anstösst und gezwungen wird, dieser entlang zu glei ten und damit .das Drehstück 11 und mit ihm Lagerbock 22 und die in diesem gelagerten Verankerungsglieder 13 und 15 seitlich, also achsial zu verschieben.
Diese seitliche Ver schiebung ist durch die Anordnung der Lö cher d und e in der Verankerungshülse 14 bedingt und kommt also beim Rückwärts drehender Tretkurbelwelle zustande. Mit der Vollendung dieser .oben beschriebenen seit lichen Verschiebung wird die Schalterachse 4 infolge Anschlagens des Keils 12 am Schiebestück 7 gegen Verdrehung um die eigene Achse blockiert, so dass bei weiterer Rückwärtsdrehung der Tretkurbel E der Abschlussmantel 18 samt dessen Innenein gerichte in seinem Lager,
der Verankerungs hülse 14, nach rückwärts gedreht wird, bis das entsprechende Loch d in der Veranke rungshülse 14 erreicht ist, welches dem Ver ankerungszapfen 15' erlaubt, einzuklinken. Dieser oben beschriebene Vorgang bewirkt die Lockerung der Kette, und der Abschluss- mnantel 18 samt dessen Inneneingerichte ist nun durch den Verankerungszapfen 15' in dem entsprechenden Loch d der Veranke rungstrommel 14 blockiert. Diese Blockie rung muss stattfinden, um der Antriebskette bei jedem Übersetzungswechsel die richtige Lockerung automatisch zu verschaffen. Be treffend den Löchern d ist noch nachzuholen Um drei Übersetzungen zu betätigen, braucht es vier Löcher d.
Da aber immer zwei in die gleiche Horizontale fallen und in vertikaler Richtung dicht nebeneinander zu liegen kom men, können sie, wie in der Zeichnung ein gezeichnet, durch zwei Schlitze ersetzt sein. Der eine ist für die grösste und mittlere, der andere für die kleinste und mittlere Über setzung bestimmt. Beim Vorwärtsdrehen ist die seitliche Verschiebung des Verankerungs gliedes 13 also schon erreicht, das Drehstück 11 führt dabei auf dem 7 eine reine Drehbewegung aus. Die genannte seit liche Verschiebung des Lagerbockes 22 be zweckt auch das Vorbeikommen des Veranke rungszapfens 13' neben den der gewählten Übersetzung nicht entsprechenden Löchern e.
Andernfalls würde letzterer immer in das- selbe Loch e fallen, ein Übersetzungswechsel verhindernd. Lagerbock 22 dient sowohl als Lagerung des Drehstückes 11, als auch der beiden Verankerungsglieder 13 und 15. Er ist unten flach und sitzt mit der flachen Seite auf dem Verbindungsstück 25 der bei den Scheiben 25' auf, welch letzteres zu gleich den Lagerschalen 26 der Tretkurbel welle als Lager dient.
Der Abschlussmantel 18 bildet eine äussere bewegliche, in der Ver ankerungshülse 14 gelagerte und zwei einander diametral gegenüberlie gende Schlitze 32 dieses Mantels erlauben das Aus- respektive Eintreten der Veranke- rungszapfen 13' und 15'. Öffnungen 30 die nen lediglich der Montage der Verankerungs zapfen 13' und 15'. Infolge des Ausschnit tes 20 des Drehstückes 11 kann letzteres in beschränktem Masse von der Stellung nach Fig. 5 aus vorwärts gedreht werden, ohne dass das Organ 19 bewegt wird. Beim Vor wärtsdrehen des Drehstückes 11 infolge Vorwärtstreten der Tretkurbel stösst dieses Organ 19 an dem, am einen Ende des ge nannten Ausschnittes befindlichen Anschlag 37 des Drehstückes 11 an. Das Veranke rungsglied 13, das fest mit dem Organ 19 verbunden ist, kann aber noch nicht austre ten, da ihm die Verankerungshülse 14 den Weg versperrt.
Somit wird eine Weiterdre hung des Drehstückes 11 und letztendlich des Mitnehmers 5 um ihre Drehachsen im Vorwärtssinne verhindert. Dies hat zur Folge, dass sich beim weiteren Vorwärtsdre hen des Anschlages 10 am Kettenrad D der Abschlussmantel 18 samt dessen Inneneinge richte in der Hülse 14 drehen muss, bis das entsprechende Loch e in der Verankerungs hülse 14 erreicht wird. Als Folge springt dann der Verankerungszapfen 13' - gestossen durch die Feder 28' - in das der gewählten Übersetzung entsprechende Loch e in der Verankerungshülse 14 ein. Durch dien Vorgang ist. die Antriebskette wieder in ihrer gestreckten, normalen Lage in der neuen Übersetzung, und der Mantel 18 samt. dessen Inneneingerichte ist blockiert.
Durch das Einklinken des Verankerungszapfens 13' hebt sich das Organ 19, das Drehstück 11 wird für seine Vorwärtsdrehung frei und mit: ihm zwangsläufig die Schalterachse 4 mit dem Mitnehmer 5. Der Anschlag 10 am Kettenrad D nimmt beim weiteren Vorwärts- drehen des letzteren den Mitnehmer 5 mit nach vorne, so dass der Keil 12 das Dreh stück 11 in seine Grundstellung bringt.
Die Feder 21 isst infolge Eingreifens in einen., auf der Schalterachse 4 festsitzenden Nok- ken bestrebt, den Mitnehmer 5 so zu ver- schu-enken, dass dessen Spitze radial inner halb des Drehbereiches des Anschlages 10 des Kettenrades D liegt. Der Führungs- zapfen 23 läuft in der Führungsbahn 23'.
Letzterer ist so angeordnet, dass sie den inner halb der Hülse 14 liegenden Teil als Gan zes beim Vorwärtstreten jeweils achsial so verschiebt, dass ein geradliniger Gang der Kette B erreicht wird, so dass die Kette B in allen Übersetzungen in einer senkrecht zur Tretkurbelwelle 24 stehenden Ebene um läuft.
Zum Teil rekapitulierend ergibt sich kurz folgende Wirkungsweise: Durch Ver stellen des nicht gezeichneten Handhebel schalters auf die gewünschte Übersetzung dreht das mit dem Handhebelschalter ver bundene Kabel das Kabelrädchen 1 und be wirkt dadurch durch die Organe 2 und 3 eine kleine Rückwärtsdrehung der Schalter achse 4 und damit des Mitnehmers 5. Gleich zeitig mit der Drehung des Kabelrädchens 1 dreht sich aber auch das Stufenrädchen 6, welches seinerseits das Schiebestück 7 durch Druck auf den Zapfen 9 in die entsprechend der Übersetzung bedingte Lage bringt.
Durch Rückwärtsdrehung der Tretkurbel E wird durch den Anschlag 10 am Ketten rad D der Mitnehmer 5 nach rückwärts ge dreht. Dadurch wird zunächst das Drehstück 11 nach rückwärts (im Sinne des Pfeils B, siehe Fig. 5) gedreht, was das Auslösen des Verankerungsgliedes 13 aus der Veranke rungshülse 14 bewirkt. Mit dieser Funktion wird der innerhalb des letzteren liegende Teil der Schalteinrichtung von der Hülse 14 frei. Zudem wird das Glied 15 für eine Be wegung seines Zapfens 15' nach aussen frei gelegt. Eine weitere Rückwärtsdrehung der Tretkurbel E bewirkt eine seitliche Ver schiebung des Drehstückes 11, hervorgerufen durch die Schiebebahnen 17, 17' mit dem Zweck, die Verankerungsglieder 13 und 15 in die für den Übersetzungswechsel erforder liche Achsiallage zu bringen.
Im weiteren wird die Schalterachse 4 durch den Keil 12 blockiert, so dass der Mitnehmer 5 sich nicht mehr weiter um die eigene Drehachse nach rückwärts drehen kann und in der Folge die innerhalb der Hülse 14 liegende Einrichtung als Ganzes rückwärts gedreht wird. Diese rotierende Rückwärtsbewegung hält an, bis der Verankerungszapfen 15' in das der Über setzung entsprechende Loch d in der Ver ankerungshülse 14 einklinkt. Damit ist die Lockerung der Übersetzungskette B erreicht. Nachzuholen ist noch, dass am gebräuch lichen Handhebelschalter ein zweites Kabel befestigt ist, welches mit dem Kettenwerfer festverbunden ist.
Der Kettenwerfer ist am Rahmen des Fahrrades vor dem Triebräder satz C des Hinterrades befestigt. Durch Ver stellen des Handhebelschalters will der Ket tenwerfer seine entsprechende Lage auto matisch beziehen, kann aber diese Funktion noch nicht ausführen, da die Kette noch ge spannt ist.
Für den Fahrer besteht die ganze Schalt manipulation zum Übersetzungswechsel in einem Verstellendes Handhebelschalters und in einer zirka viertel Umdrehung der Tret- lagerkurbel E rückwärts, gerechnet für eine Schaltung in die jeweilige nächstliegende Übersetzung, andernfalls ist, um z. B. von der grössten in die kleinste Übersetzung zu schalten, zirka eine halbe Umdrehung nötig.
Tritt nun der Fahrer im Vorwärtssinn, so vollzieht sich, für den Fahrer unbemerk bar, folgender Vorgang: Im Moment der Vor wärtsbewegung der Tretkurbel E wirft der Kettenwerfer die gelockerte Kette auf das gewünschte Rad des Satzes C. Der Anschlag 10 am Ketteurad D nimmt den Mitnehmer 5 nach zirka einer Umdrehung mit nach vorne, so -dass die Schalterachse 4 nach vorwärts ge dreht wird.
Durch diese Drehung dreht sich auch das Drehstück 11 und damit wird das Verankerungsglied 15 wieder aus der Ver- ankerungshülse 1,4 ausgelöst und das Ver- ankerungsglied 13 durch den Ausschnitt 16 freigelegt. Durch das Organ 19 wird infolge des Anschlages 37 am Drehstück 11 ein Weiterdrehen der ,Schalterachse 4 um. ihre eigene Achse verhindert.
Damit vollzieht sich in der Folge die rotierende Vorwärts bewegung des Inneneingerichtes der Hülse 14, bis dex Verankerungszapfen 1,3' in das der Übersetzung entsprechende Loch e ein klinkt. Mit diesem Vorgang sitzt das zuletzt benannte Inneneingerichte wieder fest und die Kette B hat in der neuen Übersetzung die normale gespannte Lage erreicht. Mit dem Einklinken des Verankerungsgliedes 13 wird das Organ 19 gehoben, das Drehstück 11 wird dadurch frei und zwangsläufig mit ihm die Schalterachse 4.
Es ist aber noch nötig, dass alle Teile der Schalteinrichtung im Tretlagergehäuse in ihre Grundstellung zurückgebracht werden, um bei einem neuen Übersetzungswechsel ihre oben beschriebenen Funktionen aufnehmen zu können. Dies wird beim weiteren Vorwärtsdrehen der Tretkur bel E erreicht. Der Mitnehmer 5 wird bei diesem Vorwärtsdrehen wieder in seine An fangsstellung gebracht, wo er durch die Fe der 2l leicht gehalten wird. Mit diesem Vor gang ist die Schaltung eines Übersetzungs wechsels endgültig durchgeführt und die Schalteinrichtung für eine neue Sehaltung im obgenannten Sinne bereitgestellt.
Wäh rend des Vorwärtsdrehens des genannten Inneneingerichtes hat der Führungszapfen 23, geführt durch die Führungsbahn 23', die ses Inneneingerichte samt der Tretkurbel welle seitlich, also achsial so verschoben, dass die Kette B in einer rechtwinklig zur Kurbelwelle 24 stehenden Ebene umläuft.