Einrichtung am Fahrrad für die Schaltung eines Übersetzungswechselgetriebes. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung am Fahrrad für die Schaltung eines Übersetzungawechselgetriebes an der Hinterradnabe, beispielsweise für solche, die über ein Zugkabel oder ein Schaltge stänge betätigt werden.
Die meisten der bisher bekanntgeworde nen Fahrrad - Übersetzungswechselgetriebe wirken direkt an der Nabe des Hinterrades, das heisst, sie sind entweder in der Nabe eingebaut oder seitlich derselben angebracht. Diese Wechselgetriebe werden mittels einer am Rahmengestell oder auch an der Lenk stange angebrachten Schaltvorrichtung, wel che einen von Hand zu betätigenden Hebel aufweist, betätigt, wobei der Schalthebel mit dem Wechselgetriebe über einen dem Rahmen entlang geführten Kabelzug oder ein am Rahmen befestigtes Schaltgestänge verbun den ist. Die Umschaltung von einem Gang auf einen andern erfolgt durch gleichzeitige Betätigung des Schalthebels und Rückwärts drehen der Tretkurbeln, letzteres um ein sicheres und glattes Eingreifen der Ge triebeteile zu bewirken.
Bei einem später bekanntgtewordenen Fahrrrad-Übersetzungs wechselgetriebe, bei welchem weder ein Kabelzug noch ein Gestänge erforderlich ist, erfolgt die Umschaltung von einem Gang auf einen andern durch eine im Wechsel getriebe selbst eingebaute Schaltvorrichtung, die beim Rückwärtsdrehen der Tretkurbeln aus einer bestimmten Ausgangsstellung her- am um einen bestimmten Drehwinkel wirk- sam wird. Während bei der erstgenannten Art von Einrichtungen für die Schaltung des Übersetzungswechselgetriebes die bei der Umschaltung erforderliche Freigabe der Lenkstange :durch :eine Hand und der lange Kabelzug mit seinen Führungsrollen bzw.
das Schaltgestänge als Nachteil empfunden werden können, wird bei der zweiten Art, bei der das Wechselgetriebe am Tretlager angeordnet ist, der von den üblichen Rah menbauarten abweichende Rahmen als- Nach teil angesehen, dies besonders dann, wenn das Getriebe nachträglich in :ein Fahrrad eingebaut werden soll, was natürlich einen Umbau des Rahmens erfordert.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Schaffung einer Einrichtung am Fahr rad für die Schaltung eines Übersetzungs wechselgetriebes der erstgenannten Art, das also an der Hinterradnabe angeordnet ist, bei welcher aber lange Kabelzüge oder Schaltgestänge für Handbetätigung nicht erforderlich sind.
Die :erfindungsgemässe Einrichtung is.t gekennzeichnet durch eine :Schaltvorrichtung mit Mitteln, die beim Rückwärtsdrehen der Tretkurbeln um einen Drehwinkel die Um schaltung des Wechselgetriebes von einem Gang auf einen andern bewirken.
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, die in der bei liegenden Zeichnung schematisch dargestellt sind, näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt die Fig 1 eine axionometrische Darstellung einer Ausführungsform der Schaltvorrich tung, wobei dass die gezeigten Teile beher bergende Gehäuse weggelassnen ist und ausserdem die gezeigten Teile zwecks klarerer Darstellung stark auseinandergezogen dar gestellt sind, die Fig. 2 die verschiedenen Schaltstellungen für ein Zugkabel zum Anschluss an ein an sich bekanntes Dreigang-Wechselgetriebe an der Hinterradnabe sowie die Führung des Zugkabels, die Fig. 3 eine Variante der Zugkabelfüh rung, die Fig.
4 eine Schaltvorrichtung, bei welcher der Schalthebel durch eine Schaltkulisse er setzt ist, die Fig. 5 eine axionometrische Darstellung des Rasthebel- und Schaltsignalmechanis- muss, die Fig. 6 eine Vorderansicht des Gehäuse deckels mit eingebauter Signalglocke und die Fig. 7 und 8 zwei Arten des Einbaues in einem Fahrrad.
In der Fig. 1 ist mit 1 ein Zahnkranz bezeichnet, der dauernd mit der in dieser Figur nicht gezeigten Antriebskette des Fahrrades in Eingriff steht. Dieser Zahn kranz 1 ist an einem Ende der im nicht gezeigten Gehäuse der Schaltvorrichtung drehbar gelagerten Hohlwelle 2 starr mit dieser verbunden. Am andern Ende trägt diese Hohlwelle ein Zahnrad 3, das mit einem als, Abtriebsglied dienenden Zahn rad 4 in Eingriff steht. Diese beiden Zahn räder bilden ein Reduktionsgetriebe, das zwischen dem Zahnkranz 1 und einem Ge- sperre eingebaut ist, welches aus dem auf der Achse 5 frei drehbar gelagerten, den treibenden Teil des Gesperres bzw. der Kupplung bildenden Zahnrad 4 und dem als Hemmrad 6 ausgebildeten getriebenen Teil besteht.
Das Hemmrad 6 ist starr mit der Achse 5 verbunden. Die Kupplung zwi schen dem Rad 4 und dem Rad 6 erfolgt beim dargestellten Beispiel mittels zweier Klinken 7 und 8, die auf vom Rad 4 ge- tragenen Drehzapfen 9 bzw 10 drehbar ge lagert sind und je unter der Einwirkung einer Feder 11 bzw. 12 stehen. Diese Federn bestehen beim dargestellten Beispiel aus einer Drahtfeder, deren freies Ende auf dem Rücken der zugeordneten Klinke auf liegt und die am andern Ende an einem am Rad 4 angebrachten Stift 13 befestigt ist. Diese Federn halten die Klinken mit den Zähnen des Hemmrades 6 in Eingriff. Es könnte natürlich auch irgendeine andere Federung verwendet werden.
Die Achse 5 trägt ferner ein starr mit ihr verbundenes Zahnrad 14, das mit dem Zahnrad 15 dauernd in Eingriff -steht. Diese beiden Zahnräder .bilden ebenfalls ein Reduktions getriebe. Das Zahnrad 15 ist mit der Achse 16, die in der Welle 2 drehbar gelagert ist, fest verbunden und trägt das ,Schaltglied 17, welches mit einem exzentrisch angeord neten Drehzapfen 18 versehen ist, auf dem der iSchaItarm 19 drehbar gelagert ist.
Der rechtwinklig umgebogene Schaltarm 19 ist beim dargestellten Beispiel mit einer Boh rung versehen, durch die das als Zugkabel ausgebildete Steuerorgan 20, welches die Schaltvorrichtung mit dem Wechselgetriebe verbindet, hindurchgeführt ist. Das Ende des Zugkabels kann beispielsweise am Teil 19 angelötet sein.
Das Schaltglied 17 ist mit einer Anzahl von Einschnitten 21 ver sehen, die die Raststellungen des Schalt gliedes 17 bestimmen und mit einem Hebel 22 zusammenwirken, der eine in die Ein schnitts paissende Nase 23 besitzt. Der Hebel 22 ist auf dem am Gehäuse angebrachten Drehzapfen 24 drehbar gelagert und besitzt am freien Ende einen parallel zum Dreh zapfen 24 verlaufenden seitlichen Fortsatz 25 mit einer Bohrung, in welcher dass eine Ende einer Zugfeder 26 eingehängt ist. Das andere Ende dieser Feder ist an einem Teil des Gehäuses eingehängt.
Die in der Fig. 1 gezeigte Schaltvorrich tung arbeitet wie folgt: Wenn der Radfahrer die Tretkurbeln seines Fahrrades vorwärtsdreht, so dreht der Zahnkranz 1 im Gegenuhrzeigersinn, wobei das Zahnrad 3 im gleichen Sinn und das Zahnrad 4 im U hrzeigersinn mitgedreht werden. Da das Schaltglied 17 und damit die Zahnräder 15 und 14 und das Hemm rad 6 durch die Nase des Rasthebels 22 fest gehalten werden, gleiten die Klinken 7 und 8 über die Zähne des Hemmrades 6 hinweg, so dass die Kupplung nicht wirksam ist.
Wenn nun der Radfahrer die Tretkurbeln aus irgendeiner beliebigen Winkelstellung riickwärtsdreht, so wird das Zahnrad 1 im Uhrzeigersinn gedreht, ebenso das Zahnrad 3, während das Zahnrad 4 nun im Gegen uhrzeigersinn mitgedreht wird. Dadurch gelangen die Klinken 7 und 8 in festen Ein griff mit den Zähnen des Hemmrades 6, welches daher mitgenommen wird und über die Zahnräder 14 und 15 das Schaltglied 17 im Uhrzeigersinn dreht, wobei der Rasthebel 22 durch das Zusammenspiel des sich weg drehenden Einschnittes 21 und der Nase 23 des Hebels entgegen der Federkraft der Feder 26 nach unten gedreht wird. Dabei wird über den Schalthebel 19 das mit dem ssetätigungskabel eines bekannten Wechsel getriebes verbundene Zugkabel 20 aus der gezeigten Stellung nach rechts gezogen.
Der Radfahrer setzt die Rückwärtsdrehung der Tretkurbeln so lange fort, bis er das Ein schnappen der Nase 23 des Rasthebels 22 in den nächsten Einschnitt wahrnimmt, wodurch ihm angezeigt wird, dass die Um schaltung auf den nächsten Gang durchge führt ist, oder bis er die Tretkurbeln um einen vorgeschriebenen Drehwinkel, bei spielsweise 180 oder 120 rückwärts gedreht hat. Der Rasthebel 22 kann, wie dies weiter unten beschrieben ist, auch zur Abgabe eines akustischen Signales verwendet werden.
Falls der nächste Gang nicht dem ge wünschten Gang entspricht, dreht der Rad fahrer einfach die Tretkurbeln weiter nach rückwärts, wobei sich die gleichen Vorgänge abspielen, dies so lange, bis er den gewünsch ten Gang eingeschaltet hast. Sobald dies der Fall ist, dreht der Radfahrer die Tretkur- helm wieder vorwärts, wodurch die Entkupp- lung zwischen den Teilen 4 und 6 erfolgt. Die Fig. 2 zeigt die verschiedenen Schalt stellungen I, II und III für das Kabel des Dreigang-Wechselgetriebes, wobei angenom men worden ist, dass das Schaltglied 17 zur Umschaltung von einem Gang auf den näch sten Gang jeweils eine Viertelsdrehung aus führen soll.
Im allgemeinen sind die bekannten Über setzungswechselgetriebe so ausgebildet, dass zur Umschaltung von einem Gang auf den nächsten das Zugkabel um gleichlange Strecken gezogen bzw. freigelassen werden muss. Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass bei der pleuelstangenartigen Bewegung des Zugkabels die Kabelzugstrecken bei der Um schaltung vom Gang I auf den Gang II und bei der Umschaltung vom Gang II auf den Gang III bei. der Drehung des Schaltgliedes 17 um je einen Drehwinkel von "45 ungleich ausfallen.
Um gleiche Zuglängen zu erhalten, müsste daher der Radfahrer die Tretkurbeln um ungleiche Drehwinkel rüekwärtsdrehen. Die .Schaltvorrichtung kann aber auch so ausgebildet werden, dass zur Umschaltung von irgendeinem Gang auf den nächsten, die Tretkurbeln stets um gleiche Drehwinkel zurückgedreht werden müssen, -wie dies die Fig. 4 zeigt, die weiter unten beschrieben ist.
Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, ist das Zup-kabel 20 durch eine Führungsöse 27, die vorzugsweise an den Führungsstellen aus hochglanzpoliertem Stahl bestehen soll, hin durchgeführt. Diese Üse ist zwischen dem Gehäuse 28 und dem nicht gezeigten Ge häusedeckel eingebettet, der mittels Schrau ben, die in die mit einem Gewinde versehenen Bohrungen 29 eingeschraubt werden, befe- stigt ist.
Bei der Variante nach Fig. 3 ist die Führungsöse der Fig. 2 durch einen läng lichen Führungsschlitz 30 ersetzt, der durch eine Aussparung im Gehäuse und den Ge häusedeckel gebildet wird. Um das Eindrin gen von -Staub in das Gehäuseinnere nach Möglichkeit zu verhindern, sind sowohl im Gehäusekasten 28 und im Gehäusedeckel je ein Streifen 31 aus Stoff mit aufrechtstehen- der Haardecke wie Plüsch oder Samt in eine Vertiefung dieser Teile derart einge legt, dass die Öffnung durch die Haare dieser Stoffstreifen praktisch geschlossen ist.
Die Fig. 4 zeigt eine Schaltvorrichtung, bei welcher der Schalthebel 19 der Vorrich tung nach Fig. 1 durch eine Schaltkulisse 32 ersetzt ist. Diese Schaltkulisse 32 ist auf zwei Rundstabgleitschienen 33 und 34 gleit- bar gelagert. Diese Gleitschienen sind mit ihren Enden in entsprechenden Vertiefungen der Gehäusewandung eingebettet und wer den durch den aufgeschraubten Gehäuse deckel darin festgehalten. Die Schaltkulisse 32 kann beispielsweise aus Spritzguss oder warmgepresstem Material bestehen und weist Führungsbohrungen auf, die je mit einer Stahlbuchse 37 bzw. 38 ausgekleidet sind. Die Schaltkulisse 32 besitzt einen Kulissen schlitz 36, in welchem eine auf dem Dreh zapfen 18 drehbar gelagerte Rolle 35 rollen kann.
Ausserdem weist die Schaltkulisse 32 einen Fortsatz auf, der rechtwinklig abge bogen ist und an dem das Zugkabel 20 in irgendeiner Weise befestigt ist. Das Zug kabel bewegt sich praktisch in gerader Linie und führt durch eine Öffnung hindurch, die beispielsweise durch Aussparungen im Gehäuse und dessen Deckel gebildet wird. Zur Verhinderung des Staubeintrittes in das Gehäuseinnere kann diese Öffnung mit einem Filzring 60 ausgekleidet werden, der ausserdem mit Öl getränkt werden kann.
Durch passende Wahl der Zähnezahl des Zahnkranzes 1 und des Übersetzungsverhält nisse s zwischen den Zahnrädern 3, 4 und 14 und 15 sowie des Abstandes des Zentrums des Drehzapfens 18 vom Zentrum des Schalt gliedes 17 kann für jedes Übersetzungswech selgetriebe von der Art, für die die Schalt vorrichtung bestimmt ist, bei einer gegebenen Strecke, um die das Zugkabel bei einer Um schaltung von einem Gang auf den nächst folgenden bewegt werden muss, ein ge wünschter Drehwinkel, um den die Tretkur beln jeweils zurückgedreht werden müssen, er halten werden. Die in der Fig. 5 gezeigte beispielsweise Ausführungsform des Signalmechanismus zum Melden der erfolgten Umschaltung von einem Gang auf einen andern ist wie folgt ausgebildet.
Auf dem Drehzapfen 24, auf dem der Hebel 22 drehbar gelagert ist, ist ein weiterer Hebel 39 drehbar gelagert. Dieser Hebel 39 ist zweiarmig, wobei der eine Arm mit einem obern und einem untern Fortsatz 41 bzw. 40 versehen ist, welche Arme parallel zum Dreh zapfen 24, jedoch in. einander entgegengesetz ten Richtungen verlaufen, und zwar so, dass der obere Fortsatz 41 über dem Hebel 2 2 liegt, während der untere Fortsatz 40 vom Hebel 22 weggerichtet ist. Der seitliche Arm 25 des Hebels 22 trägt eine Blattfeder 42,
deren freies Ende auf dem untern Fortsatz 40 des Hebels 39 aufliegt und diesen im Uhr zeigersinn zu drehen versucht, so dass der Fortsatz 41 gegen den Hebel 22 angedrückt wird. Der andere Arm 43 des Hebels 39 ver läuft parallel zum Drehzapfen 24 und endigt in einem Arm 44, der einen Glockenklöppel trägt, der mit einer Glockenschale 46 zusam menwirken kann. Letztere besitzt eine Boh rung 47, mittels welcher die Glockenschale durch eine Schraube 50 (Fig. 6) befestigt werden kann.
Die Glockenschale kann bei spielsweise am Gehäusedeckel 48 (Fig. 6) be festigt sein. Sie könnte natürlich auch an einem Tragarm des Gehäusekastens befestigt sein.
Dieser Signalmechanismus arbeitet wie folgt: Wenn beim Umschalten das Rad 15 im Uhrzeigersinn- dreht, so wird der Hebel 22 durch den auf der Nase 23 des Rasthebels 22 auflaufenden Teil des Schaltgliedes 17, von dem nur der mit den Einschnitten 21 ver sehene Teil gezeigt ist, im Uhrzeigersinn so weit gedreht, bis die Nase auf dem äussern Teil des Umfanges- des Schaltgliedes aufliegt. Dabei wird der Hebel 39 durch die Blattfeder 42 mitgenommen. Sobald nun am Ende des TTmschaltvorganges die Nase 23 des Rast hebels unter der Einwirkung der Feder 26 plötzlich in einen Einschnitt 21 einfällt, wird auch der Hebel 39 durch den Fortsatz 41 mit genommen.
Beim Anschlagen des Hebels 22 an das Schaltglied 17 schnellt der Hebel 3 9 im Gegenuhrzeigersinn weiter, schlägt mit s dem Klöppel 45 gegen die Glockenschale 46 und wird sofort wieder durch die beim Hoch schnellen bzw. Abwerfen gespannte Blatt feder 42 in die gezeigte Ruhestellung zurück gedreht. Die Fig. 6 zeigt eine beispielsweise Form des Gehäusedeckels, der beispielsweise als Spritzgussteil oder Pressling ausgeführt sein kann.
Dieser Deckel wird durch vier Schrau ben 49 am Gehäusekasten befestigt und trägt die Glockenschale 46, die teilweise durch Sehallaustrittsfenster 51 mit dem Aussenraum in Verbindung steht. 'Mit Ausnahme der Gloekenschale sind bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sämtliche Teile der Schaltvorrichtung am Gehäusekasten 28 Fig. 2 bis 4) befestigt.
Die Fig. 7 und 8 zeigen zwei Arten des Einbaues der dargestellten Schaltvorrichtung in ein Fahrrad. Beim Einbau nach Fig. 7 ist die Schaltvorrichtung 58 am rechten Arm 54 der untern Hinterradgabel des Rahmens auf passende Weisebefestigt, beispielsweisemittels einer am Gehäuse der Vorrichtung angebrach ten Zwinge 57. Das Zugkabel 20 tritt durch eine im Gehäuse vorgesehene Führung bzw. einen Schlitz heraus und ist mit der Schalt kette 56 des Wechselgetriebes durch nicht ge zeigte Mittel, die die richtige Einstellung des Kabelzuges ermöglichen, verbunden.
Wie aus der Fig. 7 ersichtlich ist, bewegt sich beim Vorwärtsdrehen der Tretkurbeln des Fahr rades die Antriebskette 53 im obern Teil von links nach rechts, so dass also der Zahnkranz 1 der Schaltvorrichtung im Gegenuhrzeiger sinn dreht. 'Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, erfolgt dabei keine Kupplung zwischen den Rädern 4 und 6. Wird die Antriebskette durch eine Rückwärtsbewegung der Tretkur- beln in umgekehrter Richtung bewegt, so wird die Kupplung wirksam, und es erfolgt eine Umschaltung von einem Gang auf einen andern.
Beim Einbau nach Fig. 8, bei welchem die Schaltvorrichtung 58 auf einem mittels Zwingen am rechten Arm 54 bzw. 57 der untern und der obern Hinterradgabel des Rahmens angebrachten Träger 59 befestigt ist, steht die Antriebskette 53 mit dem untern Teil des Zahnkranzes 1 in Eingriff und dieser dreht somit beim Vorwärtsdrehen der Tret- kurbeln ebenfalls im Gegenuhrzeigersinne.
Es sind natürlich auch andere Einbauwei sen möglich. So könnte die Schaltvorrichtung beispielweise an einem Kettenschutzblech be festigt werden, oder sie könnte auf einem schwenkbaren Träger befestigt sein, ähnlich wie dies bei den Lichtdynamos der Fall ist. In diesem Falle wäre es möglich, bei einem Defekt des Mrechselgetriebes oder der Schalt vorrichtung diese beiden Teile ausser Betrieb zu setzen.
Es ist natürlich auch möglich, die Schalt vorrichtung so einzubauen, dass der Zahn kranz 1 beim Vorwärtsdrehen der Tretkur- beln im L''hrzeigersinne dreht. In diesem Falle müssten das Hemmrad 6 und die auf dem Rad 4 angebrachten Teile der Vorrichtung nach Fig. 1 um 180 gedreht werden, derart, dass die radial gerichtete Stirnseite des obersten Zahnes nach links und die obere Klinke 7 nach rechts gerichtet sind.
Statt für ein Dreigang-Wechselgetriebe lässt sich die Schaltvorrichtung auch für ein Zwei- oder Viergang=Wechselgetriebe ausbil den. Ferner brauchen -die Achsen der Räder 1 und 15 nicht koaxial zu sein.
Wie aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich ist, sind bei der dargestellten Schaltvorrichtung lange Kabelzüge oder Schaltgestänge und Führungsrollen bzw, auf Drehzapfen gela gerte Winkelhebel nicht erforderlich. Zur Steuerung des Wechselgetriebes müssen ledig lich die Tretkurbeln nach rückwärts gedreht werden.
Die dargestellte Schaltvorrichtung kann jederzeit nachträglich als Ersatz einer bisher verwendeten, von Hand zu betätigen den Schaltvorrichtung am Fahrrad angebracht werden, wenn das Fahrrad mit einem bekann ten Wechselgetriebe an der Hinterradnabe ausgerüstet ist, ohne dass das eigentliche Wechselgetriebe oder der Rahmen irgendwie abgeändert werden muss.
Device on the bicycle for switching a gear change gearbox. The present invention relates to a device on the bicycle for switching a gear change gear on the rear hub, for example for those that are operated via a pull cable or a Schaltge rod.
Most of the bicycles known to date - gear change gears act directly on the hub of the rear wheel, that is, they are either built into the hub or attached to the side of the same. These change gears are operated by means of a switching device attached to the frame or on the handlebar, wel che has a manually operated lever, the shift lever being verbun with the change gear via a cable run along the frame or a shift linkage attached to the frame . Switching from one gear to another is done by simultaneously actuating the shift lever and reversing the cranks, the latter to ensure a safe and smooth engagement of the transmission parts.
In a later known bicycle gear change gearbox, in which neither a cable pull nor a linkage is required, the changeover from one gear to another is carried out by a switching device built into the gearbox itself, which comes from a certain starting position when the cranks are turned backwards becomes effective by a certain angle of rotation. While with the first-mentioned type of devices for the shifting of the gear change transmission, the release of the steering rod required for the shifting: by: one hand and the long cable pull with its guide rollers or
the shift linkage can be perceived as a disadvantage, in the second type, in which the gearbox is arranged on the bottom bracket, the frame, which differs from the usual frame types, is viewed as disadvantage, especially if the gearbox is subsequently installed in a bicycle which of course requires a modification of the frame.
The present invention now aims to create a device on the bicycle for the switching of a gear ratio change gear of the first type, which is therefore arranged on the rear hub, but in which long cables or shift rods for manual operation are not required.
The device according to the invention is characterized by a: Switching device with means which, when the pedal cranks are rotated backwards by an angle of rotation, cause the gearbox to be switched from one gear to another.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention, which are shown schematically in the accompanying drawing, are described in more detail below. In the drawing, FIG. 1 shows an axionometric representation of an embodiment of the Schaltvorrich device, with the parts shown accommodating housing omitted and also the parts shown are drawn apart for the purpose of clearer representation, FIG. 2 shows the various switching positions for a pull cable for connection to a known three-speed change gearbox on the rear wheel hub and the guidance of the pull cable, Fig. 3 shows a variant of the pull cable guide, Fig.
4 a switching device in which the shift lever is set by a shift gate, FIG. 5 is an axionometric representation of the latching lever and switching signal mechanism, FIG. 6 is a front view of the housing cover with built-in signal bell and FIGS. 7 and 8 two Types of installation in a bicycle.
In Fig. 1, 1 denotes a ring gear which is permanently in engagement with the drive chain of the bicycle, not shown in this figure. This ring gear 1 is rigidly connected to one end of the hollow shaft 2 rotatably mounted in the housing of the switching device, not shown. At the other end, this hollow shaft carries a gear 3 which is in engagement with a gear 4 serving as an output member. These two gears form a reduction gear that is installed between the ring gear 1 and a lock consisting of the gear 4, which is freely rotatably mounted on the axis 5 and which forms the driving part of the locking mechanism or the clutch, and the gear 4 designed as a ratchet wheel 6 driven part.
The ratchet wheel 6 is rigidly connected to the axle 5. The coupling between the wheel 4 and the wheel 6 takes place in the example shown by means of two pawls 7 and 8 which are rotatably mounted on pivot pins 9 and 10 carried by the wheel 4 and are each under the action of a spring 11 and 12, respectively . In the example shown, these springs consist of a wire spring, the free end of which rests on the back of the associated pawl and which is attached at the other end to a pin 13 attached to the wheel 4. These springs hold the pawls with the teeth of the ratchet wheel 6 in engagement. Any other type of suspension could of course also be used.
The axle 5 also carries a gear 14 rigidly connected to it, which is permanently in engagement with the gear 15. These two gears also form a reduction gear. The gear 15 is firmly connected to the axis 16, which is rotatably mounted in the shaft 2 and carries the switching element 17, which is provided with an eccentrically angeord designated pivot pin 18 on which the iSchaItarm 19 is rotatably mounted.
The right-angled bent switching arm 19 is provided in the example shown with a Boh tion through which the control member 20 designed as a pull cable, which connects the switching device to the gearbox, is passed. The end of the pull cable can be soldered to part 19, for example.
The switching member 17 is seen with a number of incisions 21 ver, which determine the latching positions of the switching member 17 and cooperate with a lever 22 which has a nose 23 in the A cut. The lever 22 is rotatably mounted on the pivot pin 24 attached to the housing and has at the free end a parallel to the pivot pin 24 extending lateral extension 25 with a bore in which one end of a tension spring 26 is suspended. The other end of this spring is suspended from part of the housing.
The switching device shown in Fig. 1 works as follows: When the cyclist turns the cranks on his bicycle forward, the ring gear 1 rotates counterclockwise, with the gear 3 in the same direction and the gear 4 being rotated in the clockwise direction. Since the switching element 17 and thus the gears 15 and 14 and the Hemm wheel 6 are firmly held by the nose of the locking lever 22, the pawls 7 and 8 slide over the teeth of the ratchet wheel 6, so that the clutch is not effective.
If the cyclist now turns the cranks backwards from any angular position, the gear 1 is rotated clockwise, as is the gear 3, while the gear 4 is now rotated counterclockwise. As a result, the pawls 7 and 8 get into a firm grip with the teeth of the ratchet wheel 6, which is therefore taken along and the switching member 17 rotates clockwise via the gears 14 and 15, the locking lever 22 through the interaction of the turning away incision 21 and the nose 23 of the lever is rotated downward against the spring force of the spring 26. In this case, the pull cable 20 connected to the set control cable of a known change gearbox is pulled from the position shown to the right via the shift lever 19.
The cyclist continues the reverse rotation of the cranks until he perceives the snapping of the nose 23 of the locking lever 22 in the next incision, which indicates to him that the order is running through to the next gear, or until he cranks has rotated backwards by a prescribed angle of rotation, for example 180 or 120. The latching lever 22 can, as will be described further below, also be used to emit an acoustic signal.
If the next gear does not correspond to the desired gear, the cyclist simply turns the pedal cranks backwards, and the same processes take place until he has switched on the desired gear. As soon as this is the case, the cyclist turns the pedal helmet forward again, as a result of which the decoupling between parts 4 and 6 takes place. Fig. 2 shows the different switching positions I, II and III for the cable of the three-speed change-speed gearbox, it has been assumed that the switching element 17 to switch from one gear to the next gear should each lead a quarter turn.
In general, the known transmission gearboxes are designed in such a way that to switch from one gear to the next, the pull cable must be pulled or released over equal distances. It can be readily seen that when the pull cable moves like a connecting rod, the cable pulls when switching from gear I to gear II and when switching from gear II to gear III. the rotation of the switching element 17 by a rotation angle of "45 turns out to be unequal.
In order to get the same train lengths, the cyclist would have to turn the cranks backwards by unequal angles of rotation. The .Schalteinrichtung can also be designed so that to switch from any gear to the next, the cranks must always be turned back by the same angle of rotation, -as Fig. 4 shows, which is described below.
As can be seen from FIG. 2, the additional cable 20 is passed through a guide eyelet 27, which should preferably consist of highly polished steel at the guide points. This eyelet is embedded between the housing 28 and the housing cover, not shown, which is fastened by means of screws which are screwed into the bores 29 provided with a thread.
In the variant of FIG. 3, the guide eye of FIG. 2 is replaced by a longitudinal guide slot 30 which is formed by a recess in the housing and the housing cover Ge. In order to prevent the penetration of dust into the interior of the housing as far as possible, a strip 31 of fabric with upright hair cover such as plush or velvet is placed in a recess in these parts in both the housing box 28 and in the housing cover so that the opening this strip of fabric is practically closed by the hair
Fig. 4 shows a switching device in which the shift lever 19 of the Vorrich device according to FIG. 1 is replaced by a shift gate 32. This shift gate 32 is slidably mounted on two round rod slide rails 33 and 34. These slide rails are embedded with their ends in corresponding depressions in the housing wall and who held the cover through the screwed-on housing therein. The shift gate 32 can consist, for example, of injection molding or hot-pressed material and has guide bores that are each lined with a steel bushing 37 or 38. The shift gate 32 has a link slot 36 in which a pin on the pivot 18 rotatably mounted roller 35 can roll.
In addition, the shift gate 32 has an extension that is bent at right angles abge and to which the pull cable 20 is attached in any way. The train cable moves practically in a straight line and leads through an opening that is formed, for example, by recesses in the housing and its cover. To prevent the entry of dust into the interior of the housing, this opening can be lined with a felt ring 60, which can also be soaked with oil.
By appropriate choice of the number of teeth of the ring gear 1 and the gear ratio s between the gears 3, 4 and 14 and 15 and the distance of the center of the pivot 18 from the center of the switching member 17 can be for each gear change seltransmission of the type for which the switching device is determined, at a given distance by which the pull cable must be moved when switching from one gear to the next, a ge desired angle of rotation by which the crank levers must be turned back, he will keep. The embodiment shown in FIG. 5, for example, of the signaling mechanism for reporting the changeover from one gear to another is designed as follows.
On the pivot 24 on which the lever 22 is rotatably mounted, a further lever 39 is rotatably mounted. This lever 39 has two arms, one arm being provided with an upper and a lower extension 41 and 40, respectively, which arms run parallel to the pivot pin 24, but in opposite directions, in such a way that the upper extension 41 is above the lever 2 2, while the lower extension 40 is directed away from the lever 22. The side arm 25 of the lever 22 carries a leaf spring 42,
the free end of which rests on the lower extension 40 of the lever 39 and tries to turn it clockwise so that the extension 41 is pressed against the lever 22. The other arm 43 of the lever 39 ver runs parallel to the pivot 24 and ends in an arm 44 which carries a bell clapper, which can work together with a bell shell 46. The latter has a Boh tion 47, by means of which the bell shell can be fixed by a screw 50 (Fig. 6).
The bell cup can be fastened to the housing cover 48 (Fig. 6) for example. You could of course also be attached to a support arm of the housing box.
This signal mechanism works as follows: When the wheel 15 rotates clockwise when switching, the lever 22 is pushed through the part of the switching element 17 running onto the nose 23 of the locking lever 22, of which only the part provided with the incisions 21 is shown , turned clockwise until the nose rests on the outer part of the circumference of the switching element. The lever 39 is taken along by the leaf spring 42. As soon as now at the end of the TTmschaltvorganges the nose 23 of the locking lever under the action of the spring 26 suddenly falls into an incision 21, the lever 39 is also taken through the extension 41 with.
When the lever 22 hits the switching element 17, the lever 3 9 continues counterclockwise, strikes with the clapper 45 against the bell shell 46 and is immediately rotated back to the rest position shown by the leaf spring 42 tensioned when high or thrown off . FIG. 6 shows an example of the shape of the housing cover, which can be designed, for example, as an injection-molded part or a compact.
This cover is fastened by four screws ben 49 to the housing box and carries the bell shell 46, which is partially through Sehall exit window 51 with the outside space. With the exception of the bell shell, in the embodiment described, all parts of the switching device are attached to the housing box 28 (FIGS. 2 to 4).
7 and 8 show two ways of installing the illustrated switching device in a bicycle. 7, the switching device 58 is attached to the right arm 54 of the lower rear fork of the frame in a suitable manner, for example by means of a clamp 57 attached to the housing of the device. The pull cable 20 emerges through a guide or slot provided in the housing is connected to the switching chain 56 of the gearbox by means not shown ge that allow the correct setting of the cable.
As can be seen from Fig. 7, the drive chain 53 moves in the upper part from left to right when turning the cranks forward of the driving wheel, so that the ring gear 1 of the switching device rotates counterclockwise. As can be seen from FIG. 1, there is no coupling between the wheels 4 and 6. If the drive chain is moved in the opposite direction by a backward movement of the pedal cranks, the coupling becomes effective and there is a change from one gear to another another.
When installing according to FIG. 8, in which the switching device 58 is fastened to a carrier 59 attached by means of clamps to the right arm 54 and 57 of the lower and upper rear fork of the frame, the drive chain 53 is in engagement with the lower part of the ring gear 1 and this also rotates counterclockwise when the cranks are turned forwards.
Of course, other installation types are also possible. For example, the switching device could be fastened to a chain guard plate, or it could be fastened on a pivoting support, similar to what is the case with light dynamos. In this case, it would be possible to put these two parts out of operation in the event of a defect in the Mrechsel gear or the switching device.
It is of course also possible to install the switching device in such a way that the ring gear 1 rotates clockwise when the pedal cranks are rotated forwards. In this case, the ratchet wheel 6 and the parts of the device according to FIG. 1 attached to the wheel 4 would have to be rotated by 180 such that the radially directed end face of the uppermost tooth is directed to the left and the upper pawl 7 to the right.
Instead of a three-speed gearbox, the shifting device can also be designed for a two- or four-speed gearbox. Furthermore, the axes of the wheels 1 and 15 do not need to be coaxial.
As can be seen from FIGS. 7 and 8, long cables or shift linkages and guide rollers or, on pivot pin Gela Gerte angle lever are not required in the switching device shown. To control the gearbox, the cranks only have to be turned backwards.
The switching device shown can be installed at any time subsequently as a replacement for a previously used, manually operated switching device on the bike if the bike is equipped with a known change gear on the rear hub without the actual change gear or the frame having to be modified in any way.