DE179072C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 63«. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. September 1904 ab.

Es sind bereits Umlaufräderwechselgetriebe mit Freilauf und Gegentretbremse bekannt, bei denen der Wechsel der Übersetzung durch kurzes Gegentreten, erfolgt, bei jeder Übersetzung Freilauf stattfindet und durch längeres Gegentreten eine Bremse in Tätigkeit gesetzt wird. Auch die bei dem vorliegenden Getriebe benutzte Verbindung des die Umlaufräder tragenden Ringes mit dem

ίο den Antrieb und die Bremsung der Nabe bewirkenden federnden Körper mittels Schraubengewindes ist nicht mehr neu. Endlich ist es auch bekannt, bei Umlaufrädergetrieben den Wechsel der Übersetzung durch Verschieben des inneren Zentralrades mittels Schraubengewindes herbeizuführen. Die Erfindung wird diesen bekannten Anordnungen gegenüber lediglich in der durch den Patent-Anspruch gekennzeichneten baulichen Ausbildung eines solchen Wechselgetriebes gesehen.

Fig. ι zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.

Fig. 2 bis 4 stellen verschiedene Einzelteile dar.

Die Radnabe ι ruht auf Kugellagern 2, 3. Die Schale des Kugellagers 3 ist an dem mit dem Kettenrad verbundenen Ring 9 befestigt, der auf dem Kugellager 4 gelagert ist. Die beiden Lagerschalen 5 und 7 sind auf der Achse festgeschraubt; die Lagerschale 5 ist außerdem in gebräuchlicher Weise durch einen Arm 6 mit dem Fahrradgestell starr verbunden. Innerhalb der Radnabe 1 ist in bekannter Art ein federnder, schraubenförmig gewundener Körper 17 angeordnet, der an jedem Ende mit einem festen Ring 15, 16 verbunden ist. Der Körper 17 mit seinen beiden Ringen umgibt die fest in seinen Ring 15 geschraubte Hülse 18. Beim Antrieb der Radnabe in der Vorwärtsrichtung legt sich der Ring 15 mit seiner konischen Außenfläche ΐζ^α an die innere Wandung i^a der Radnabe und kuppelt sie durch Reibung, während bei Verschiebung des Körpers 17 nach links diese Reibung aufgehoben wird, dagegen die Fläche 18" der Hülse 18 mit der Fläche ζ^α der feststehenden Lagerschale 5 in Berührung kommt. Diese Verschiebungen werden mit Hilfe eines Ringes 13 bewirkt, welcher sich gegen die Fläche 1
mit dem Ring 16

Schraubengewindes verbunden ist. Bei Vorbezw. Rückwärtsdrehung des Ringes 13 werden infolge der durch das Schraubengewinde bedingten seitlichen Verschiebung die Schraubengänge des Körpers 17 entweder auseinandergespreizt oder zusammengepreßt, bis in dem ersteren Falle sich der Ring 16 gegen eine' Mutter 19 auf der Hülse 18 anlegt oder im anderen Falle der Ring 15 weiter nach links gedrückt wird und dadurch die Hülse 18 in Berührung mit der Lagerschale 5 bringt.

Der Antrieb erfolgt, wie üblich, von dem mit dem Ring 9 verbundenen Kettenrad aus sowie mittels eines an dem Ring 9 befestigten Zahnkranzes io und überträgt sich vermittels der auf Zapfen 14 des Ringes 13 angeordneten Zahnräder (Planetenräder) 11 entweder

^jb der Nabe 1 anlegt und des Körpers 17 mittels

55

unmittelbar oder bei im Betrieb befindlichem Planetengetriebe mittelbar auf den Ring 13. Die Zähne der Zahnräder 11 stehen beständig in Eingriff mit den Zähnen des Zahnkranzes 10 und auch mit den Zähnen eines gleitbar auf der Achse 8 angeordneten Zahnrades 12, des sogenannten Zentralrades. Letzteres sitzt zwischen dem in der festen Lagerschale 7 angeordneten Konus 21 und dem in der Hülse 18 befindlichen Konus 20 lose auf der Radachse und ist an beiden Seiten innen konisch ausgedreht, so daß es sich auf den einen oder anderen Konus 20 oder 21 aufschieben kann. Um zwischen dem Zentralrad und den erwähnten Konussen eine vollkommen sichere Kupplung zu erreichen, ist das Zentralrad 12 an den beiden Endflächen mit Zähnen i2^a, 12* ausgestattet, welche in entsprechende Zähne 2O^a, 2i^a des Konus 20 bezw. 21 eingreifen können. Der Konus 20 ist mit linksgängigem Gewinde versehen und lose in die mit entsprechendem Muttergewinde versehene Hülse 18 eingeschraubt und kann, sobald das Getriebe durch Gegentreten rückwärts gedreht und dadurch das Zentralrad 12 vorwärts gedreht wird, sich aus dem Gewinde der Hülse 18 herausschrauben (nach rechts Fig. 1). Bei dieser Bewegung des Konus 20 nach rechts wird das mit ihm gekuppelte Zentralrad 12 durch das sich hinausschraubende Gewinde ebenfalls nach rechts geschoben und gelangt hierdurch in Kupplungseingriff mit dem Konus 21. Bei dieser Verschiebung des Konus 20 wird eine an diesem und der mit der Hülse 18 starr verbundenen Mutter 19 (Fig. 3 bei ic/) befestigte Feder 20* gespannt. Sobald das Rückwärtstreten aufhört, sucht sich die Feder 20* wieder zu entspannen und bewegt hierbei den Konus 20 nach seiner Anfangsstellung (Fig. 1) zurück, wobei aber das Zentralrad 12 mit dem Konus 21 gekuppelt bleibt, und zwar unter Einwirkung einer Federplatte 22, 23, die weiter unten beschrieben ist. Der Konus 21 ist mit Rechtsgewinde lose in die auf der Achse festsitzende Lagerschale 7 geschraubt und steht ebenfalls unter Einwirkung einer Feder 21*, welche einerseits an dem Konus, andererseits an dem mit Lagerschale 7 starr verbundenen Ring 7^a (Fig. 4 bei J^b) befestigt ist. Wird das Kettenrad in der der Pfeilrichtung g^a entgegengesetzten Richtung, also rückwärts gedreht, so findet die vorhin erwähnte Ver-Schiebung des Zentralrades 12 auf den Konus 21 zu und die Kupplung beider Teile statt. Wird dann das Kettenrad wieder nach vorwärts, also in der Pfeilrichtung g^a, gedreht, so dreht der Zahnkranz 9 die Planetenräder 11 nach vorwärts, die bestrebt sind, das Zentralrad 12 nach rückwärts zu drehen. Da dieses aber mit dem Konus 21, der durch sein Rechtsgewinde in die feststehende Lagerschale 7 hineingeschraubt ist, gekuppeli ist, so muß es stillstehen, wodurch die Planetenräder 11 gezwungen werden, sich auf dem Zentralrad abzurollen und die Scheibe 13 sowie die Nabe 1 mit der geringeren Geschwindigkeit anzutreiben.

Wird das Kettenrad 9 wieder rückwärts gedreht, so wird das Zentralrad 12 vorwärts getrieben. Dabei dreht es den mit ihm gekuppelten Konus 21 aus der Lagerschale 7 heraus und wird selbst durch diese Schraubenverschiebung nach links geschoben, so daß es wieder mit dem Konus 20 in Verbindung tritt. Durch die Schraubenverschiebung des Konus 21 wird die an ihm befestigte Feder 2ϊ^έ gespannt, die nach Lösung der Kupplung zwischen dem Zentralrad 12 und dem Konus 21 diesen durch sein Rechtsgewinde in die feste Lagerschale 7 hineinschraubt.

Zwischen dem Ring 10 und dem Ring 9 ist eine federnde Platte 22, 23 angeordnet, welche stets nach der einen oder anderen Seite ausgebaucht ist und in eine kreisförmige Rille I2^C des Zahnrades 12 eingreift. Die Platte besteht aus den beiden Hälften 22, 23 (Fig. 2), damit sie in die Rille I2^C eingebracht werden kann. Die Ausbauchung kann von der einen Seite der Mittellinie der Scheibe nach der anderen bei Durchbiegung der Scheibe verlegt werden. Die hierbei entstehende Federwirkung dient dazu, die Kupplung zwischen dem Zahnrad 12 und einem der Konusse 20,21 zu beschleunigen und aufrecht zu erhalten.

Die Wirkungsweise des Wechselgetriebes ist folgende:

Wird das Kettenrad in der Pfeilrichtung g^a gedreht und befinden sich die sämtlichen Teile in der in Fig. 1 veranschaulichten Lage, so wird auf dem mit dem Zentralrad 12 gekuppelten Konus 20 eine rückwärts wirkende Kraft ausgeübt und Konus 20, der durch die Feder 20^έ bereits vollständig in die Hülse 18 hineingeschraubt ist, wird sich in letzterer festklemmen. Es sind also in der Lage nach Fig. ι Zahnrad 11, Zentralrad 12, Konus 20, Hülse 18 und Körper 17 fest miteinander no gekuppelt. Die Radnabe 1 wird sich daher mit derselben Geschwindigkeit drehen wie das Kettenrad. Wird das Kettenrad angehalten, so wird durch das Gewinde zwischen ' Ring 16 und Ring 13 der Ring 16 des federnden Körpers 17 und Hülse 18 nach der Lagerschale 5 zu verschoben. Infolge der zwischen der Lagerschale und der Hülse 18 auftretenden Reibung wird Hülse 18 mit dem Körper 17 festgehalten. Damit wird auch die Verbindung zwischen Körper 17 und der Radnabe 1 aufgehoben, so daß sich die Rad-

nabe frei von der Berührung mit den stillstehenden Getriebeteilen auf den Kugellagern 2, 3 drehen kann.

Wird dann das Kettenrad in der der Pfeilrichtung g^a entgegengesetzten Richtung gedreht, so rufen die Planetenräder Ii eine Drehung des Zentralrades 12 hervor, so daß sich dieses in der Pfeilrichtung g^a, und zwar mit dem Konus 20 dreht und hierbei unter Zusammenpressung der Feder 20* nach rechts (Fig. 1) geschoben wird, da bei dieser Drehung der Konus 20 sich infolge seines Linksgewindes aus der Hülse 18 herausschraubt. Hierdurch kommt das Zahnrad 12 in der vorher beschriebenen Weise mit dem Konus 21 in Kupplung, und es sind dann die beiden Konusse 20, 21 untereinander durch das Zahnrad 12 gekuppelt. Bei der Verschiebung des Zahnrades 12 wurde auch die federnde Platte 22, 23 mit ihrer Ausbauchung in der Bewegungsrichtung durchgedrückt, so daß sie das Zahnrad 12 in der verschobenen Lage . so lange sichert,. bis sie wieder nach der entgegengesetzten Seite durchgedrückt wird.

Gleichzeitig wird aber auch der federnde Körper 17 durch dieses Rückwärtsbewegen des Kettenrades in seinen Windungen auseinander gespreizt, so daß letztere mit der Innenfläche der Radnabe 1 in reibende Berührung kommen und die Radnabe gebremst wird. Dadurch, daß das Zahnrad 12 bei der Bremswirkung stets mit den beiden Konussen in fest gekuppelter Stellung sich befinden muß, wird während der Bremsung der Ring 13 immer nur mit der niedrigen Geschwindigkeit angetrieben. Es ist somit für den Fahrer möglich, sehr nachdrücklich zu bremsen.

Sobald die Rückwärtsdrehung des Kettenrades aufhört, wirkt keine Kraft mehr auf das Zahnrad 12, so daß Konus 20 nicht mehr das Bestreben hat, sich infolge seines Linksgewindes aus der Hülse 18 herauszuschrauben. Es kann folglich jetzt die durch die Verschiebung des Konus 20 gespannte Feder 20* in Wirkung treten; sie bewirkt, daß der Konus 20 in seine Anfangsstellung (nach links) geschoben wird, ohne das Zahnrad 12 mitzunehmen, welches dann nur noch mit dem Konus 21 gekuppelt ist. Das Zahnrad 12 wird durch die in der vorher beschriebenen Weise durchgedrückte Platte22, 23 an einer unbeabsichtigten Verschiebung ge

hindert. Wird dann das Kettenrad wiederum in der Pfeilrichtung g^a gedreht, so wird die 55 Kraft bei stillstehendem Zentralrad durch die auf letzterem sich abwälzenden Planeten räder auf die Zapfen 14 des Ringes 13 übertragen und somit, da dann der federnde Körper 17 wieder in seine Anfangsstellung zurück- 60 geschoben worden ist, die Radnabe mit niedriger Geschwindigkeit in der Pfeilrichtung g^a angetrieben. Will man dann wieder die größere Geschwindigkeit erreichen, so muß zunächst das Kettenrad rückwärts ge- 65 dreht werden, wodurch in der vorher er ^ wähnten Weise das Zahnrad 12 durch Konus 21 auf den Konus 20 geschoben und die federnde Platte 22, 23 nach der anderen Seite durchgedrückt wird. Wird dann das 70 Kettenrad wieder in der Pfeilrichtung g^a angetrieben, so wird der Konus 21 von dem Zahnrad 12 entkuppelt und sämtliche Getriebeteile nehmen wiederum die in Fig. 1 dargestellte Stellung ein, bei welcher, wie 75 vorhin erwähnt, die größere Übersetzung eingeschaltet ist.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Wechselgetriebe für Fahrräder mit Freilauf und Gegentretbremse, bei welchem der Wechsel der Übersetzung durch kurzes Rückwärtstreten und achsiales Verschieben des an seinen Stirnflächen mit Kupplungszähnen (i2^a, 12*) versehenen inneren Zentralrades (12) erfolgt, wodurcli diese Kupplungszähne bei der einen Übersetzung mit entsprechenden Zähnen des antreibenden Teiles, bei der anderen mit go entsprechenden, am Gestell festen Zähnen in Eingriff gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kupplungszähnen des verschiebbaren Zentralrades gegenüberstehenden Kupplungszähne (2O^a, 2i^a) an verschiebbaren Kupplungsteilen (20, 21) angeordnet sind, von denen der eine (20) durch Linksgewinde mit dem antreibenden Teil, der andere durch Rechtsgewinde mit dem Gestell verbunden ist und auf beiden Seiten Kupplungsteil und Gewindemuffe mit den beiden Enden einer sich beim Verschieben des Kupplungsteiles nach dem inneren Zentralrad zu spannenden Schraubenfeder fest verbunden ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.