Die Erfindung betrifft ein Fahrradtretlagergetriebe. Fahrradtretlagergetriebe sind bekannt und fin den in zunehmendem Maße Anwendung bei Fahrrädern und elektrisch unterstützen Fahrrädern, sogenannten Pedelecs. Das Fahrradtretlagergetriebe, das als Gangschaltung oder zusätzlich zur Gangschaltung eines Fahrrads genutzt wird, ist gegenüber anderen Getriebearten für Fahrräder im Vorteil.

Bei Fahrrädern und Pedelecs kommen üblicherweise Kettenschaltungen oder Nabenschaltungen zum Einsatz. Bei Pedelecs insbesondere deshalb, weil am Tretlager nicht ausreichend Platz zur Verfügung steht. Kettenschaltungen sind jedoch insofern nachteilig, als die Komponenten der Gangschaltung, nämlich die Ritzel an der Hinterradnabe, das wenigstens eine Kettenblatt sowie die Kette nebst Kettenumwerfer ungeschützt sind und daher leicht verschmutzen. Eine Ketten schaltung ist daher vergleichsweise wartungsintensiv.

Nabenschaltungen werden anstelle von oder zusammen mit Kettenschaltungen am Hinterrad verwendet. Die Nabenschaltungen sind von der Außenumgebung abgekapselt in einem Gehäuse angeordnet und daher weitgehend wartungsfrei. Nachteilig ist jedoch bei Nabenschaltungen das hohe Gewicht am Hinterrad, das zu einer ungünstigen Gewichtsverteilung führt. Nicht nur beim Tragen, sondern auch in Kurvenfahrten oder bei sportlicher Fahrt im Gelände ist das hohe Ge wicht an der Hinterradnabe störend.

Eine deutlich vorteilhaftere Gewichtsverteilung ergibt sich, wenn die Gangschaltung mittig im Fahrrad positioniert ist, wie dies beispielsweise bei Tretlagerschaltungen der Fall ist.

Fahrradtretlagerschaltungen haben zudem den Vorteil, dass sie gemeinsam mit einem Elektro motor im selben Gehäuse untergebracht werden können und daher eine kompakte Bauform für ein elektrisch unterstütztes Fahrrad erlauben. Ein Fahrradtretlagergetriebe des Anmelders ist bei spielsweise aus der DE 102004045364 B4 bekannt. Als nachteilig können bei herkömmlichen Fahrradtretlagergetrieben eine im Vergleich zu anderen Schaltungsarten erhöhte Geräuschentwicklung und/oder ein nicht flüssig stattfindender Gang wechsel empfunden werden. Manche Fahrradtretlagergetriebe sind zudem unter Last nicht oder nur schwer schaltbar. Es besteht folglich Bedarf an kompakten und leicht zu schaltenden Fahr radtretlagergetrieben, die auch mit Elektroantrieben verwendet werden können. Die vorliegende Erfindung setzt sich zum Ziel, ein solches Fahrradtretlagergetriebe zu schaffen. Konkret betrifft die Erfindung ein Fahrradtretlagergetriebe, mit wenigstens einer Getriebewelle, auf der mit jeweils einer schaltbaren Kupplungsvorrichtung gekoppelte Zahnräder angeordnet sind, wobei die Kupplungsvorrichtungen zwischen einem eingekuppelten Zustand und einem aus gekuppelten Zustand umschaltbar ausgestaltet sind, wobei im eingekuppelten Zustand eine Kupplungsvorrichtung das mit ihr gekoppelte Zahnrad in wenigstens einer Drehrichtung der je weiligen Getriebewelle mit der jeweiligen Getriebewelle drehfest verbindet und im ausgekuppel ten Zustand der Kupplungsvorrichtung das Zahnrad gegenüber der jeweiligen Getriebewelle frei drehbar ist, mit wenigstens einer Schaltvorrichtung zum Umschalten der Kupplungsvorrichtungen einer Getriebewelle, wobei jeder Getriebewelle, auf der mit jeweils einer schaltbaren Kupplungs vorrichtung gekoppelte Zahnräder angeordnet sind, eine andere Schaltvorrichtung zugeordnet ist, wobei jede Schaltvorrichtung wenigstens zwei Schaltstellungen aufweist und mittels einer Schaltbewegung von einer der Schaltstellungen in eine andere der Schaltstellungen überführbar ausgestaltet ist, wobei jede der Schaltstellungen einer Schaltvorrichtung einer unterschiedlichen Kombination der eingekuppelten und ausgekuppelten Zustände der Kupplungsvorrichtungen der ihr zugeordneten Getriebewelle entspricht, wobei während jeder Schaltbewegung wenigstens eine der Kupplungsvorrichtungen, die auf der einer Schaltvorrichtung zugeordneten Getriebe welle angeordnet sind, eingekuppelt ist, und wobei die wenigstens eine Getriebewelle wenigstens eine Getriebewelle aus der Gruppe enthaltend eine Eingangswelle des Fahrradtretlagergetriebes, eine Ausgangswelle des Fahrradtretlagergetriebes und wenigstens eine Zwischenwelle des Fahr radtretlagergetriebes ist.

Durch die Koppelung von wenigstens zwei schaltbaren Kupplungsvorrichtungen einer Getriebe welle durch die dazugehörige Schaltvorrichtung kann zwischen den jeweils drehfest mit der Ge triebewelle verbundenen Zahnrädern wohldefiniert umgeschaltet werden. Insbesondere kann da bei darauf verzichtet werden, dass ein Gangwechsel lediglich durch automatisches Eingreifen eines Freilaufs auf der Getriebewelle erfolgt. Das präzise Umschalten ermöglicht einen flüssigen Gangwechsel. Diese Art von Schalten erlaubt es zudem, auf passive, also nicht aktiv schaltbare Freiläufe auf der Getriebewelle zu verzichten, welche bei Getrieben häufig zum Einsatz kommen. Der Verzicht auf einen solchen zusätzlichen Freilauf reduziert das Betriebsgeräusch und die Fer tigungskosten.

Dadurch, dass während einer Schaltbewegung wenigstens eine Kupplungsvorrichtung eingekup pelt ist, kann ein Durchrutschen beim Schalten vermieden werden. Dadurch, dass ausgehend von einer beliebigen Schaltstellung jede andere Schaltstellung mit nur einer Drehbewegung er reichbar ist, sind schnelle Gangwechsel möglich. Die Erfindung kann anhand der im Folgenden beschriebenen Ausgestaltungen weiter verbessert werden. Die einzelnen Ausgestaltungen sind dabei unabhängig voneinander vorteilhaft und kön nen beliebig miteinander kombiniert werden.

So kann gemäß einer ersten weiterbildenden Ausgestaltung, ausgehend von einer der Schalt- Stellungen einer Schaltvorrichtung, jede andere der Schaltstellungen dieser Schaltvorrichtung durch genau eine Schaltbewegung erreichbar sein.

Gemäß einerweiteren weiterbildenden Ausgestaltung kann die Eingangswelle mittelbar oder un mittelbar mit einem Tretkurbelsatz verbindbar ausgestaltet sein. Die Eingangswelle kann bei spielsweise koaxial zur Tretlagerwelle verlaufen und mit ihr beispielsweise über einen Freilauf verbunden sein. Die Eingangswelle kann auch parallel zur Tretlagerwelle verlaufen und insbe sondere mit einer Untersetzung mit der Tretlagerwelle verbunden sein.

Die Ausgangswelle kann mittelbar oder unmittelbar mit einem Antriebsritzel verbindbar ausge staltet sein. Das Antriebsritzel kann ein Kettenblatt, einen Satz von Kettenblättern oder eine Zahn riemenscheibe sein. Die Ausgangswelle kann auch parallel zu einer das Antriebsritzel unmittelbar tragenden Welle angeordnet sein.

Eine Schaltstellung liegt bevorzugt dann vor, wenn die von einer Schaltvorrichtung umgeschalte ten Kupplungsvorrichtungen allesamt vollständig eingekuppelt oder ausgekuppelt sind. Im Über gang zwischen den Schaltstellungen, in der Schaltbewegung, werden die Kupplungsvorrichtun gen eingekuppelt oder ausgekuppelt. Um einen wohldefinierten Kraftfluss zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle zu er reichen, wird bevorzugt beim Schalten der Zahnräder einer Getriebewelle immer ein Zahnrad eingekuppelt und die anderen Zahnräder dieser Getriebewelle gleichzeitig ausgekuppelt oder im ausgekuppelten Zustand belassen. Dies kann durch die Kopplung der schaltbaren Kupplungs vorrichtungen über die Schaltvorrichtung erfolgen. Die wenigstens eine Getriebewelle des Fahrradtretlagergetriebes ist bevorzugt ortsfest in einem Getriebegehäuse gelagert, in dem auch weitere Getriebewellen ebenfalls ortsfest gelagert sein können. Das Getriebegehäuse kann mit einem Schmierstoff, zumindest teilweise, gefüllt sein. Das Getriebegehäuse kann einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, umhausen, welcher kraftübertragend mit dem Fahrradtretlagergetriebe gekoppelt ist. Jede unterschiedliche Kombination von Schaltstellungen der vorhandenen Schaltvorrichtungen, also jede unterschiedliche Kombination von ein- und ausgekuppelten Kupplungsvorrichtungen entspricht einem Gang des Fahrradtretlagergetriebes.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können wenigstens zwei Getriebewellen an- stelle der wenigstens einen Getriebewelle und wenigstens zwei Schaltvorrichtungen zum Um schalten der Kupplungsvorrichtungen jeweils einer der wenigstens zwei Getriebewellen anstelle der wenigstens einen Schaltvorrichtung vorhanden sein. Auf jeder Getriebewelle sind mit jeweils einer Kupplungsvorrichtung gekoppelte Zahnräder wie oben beschrieben angeordnet. Jede Schaltvorrichtung schaltet bevorzugt die Kupplungsvorrichtungen einer anderen Getriebewelle um.

Jedes Zahnrad ein und derselben Getriebewelle, das sich mit dem Zahnrad einer anderen Ge triebewelle des Fahrradtretlagergetriebes im Eingriff befindet, weist bevorzugt eine Kupplungs einrichtung auf. Bei dieser Ausgestaltung sind die Kupplungsvorrichtungen somit lediglich auf einer von zwei Wellen angeordnet und es ist nur eine Schaltvorrichtung notwendig, was den Auf- bau des Fahrradtretlagergetriebes vereinfacht.

Auf der Eingangswelle, der Ausgangswelle und der wenigstens einen Zwischenwelle können je weils wenigstens zwei Zahnräder angeordnet sein, von denen jedes mit wenigstens einem der Zahnräder einer anderen Getriebewelle in Eingriff ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Fahrradtretlagergetriebes kann dadurch erhalten werden, wenn die Schaltbewegung eine Drehbewegung ist, wobei jeder Gang des Fahrradtretla gergetriebes innerhalb einer vollen Umdrehung aller Schaltvorrichtungen erreichbar ist. Durch diese Ausgestaltung kann ein sehr schneller Gangwechsel erfolgen. Es kann dadurch überflüssig sein, sämtliche Gänge, welche durch das Fahrradtretlagergetriebe möglich sind, nacheinander durchzuschalten. Eine Schaltstellung einer Schaltvorrichtung muss nicht auf einen punktförmigen Bereich der Dreh bewegung beschränkt sein. Um weiche Gangwechsel zu erzielen, kann sich eine Schaltstellung über einen (Winkel-) Bereich der Drehbewegung erstrecken. Der Bereich kann größer als 10° und kleiner als 90° sein. Besonders bevorzugt sind die wenigstens zwei Schaltvorrichtungen ausgestaltet, ihre jeweiligen Schaltstellungen unabhängig voneinander einzunehmen. Hierdurch kann ein schneller Gang wechsel erfolgen. Besonders bevorzugt sind die beiden Schaltvorrichtungen ausgestaltet, gleich zeitig zu schalten. Bevorzugt sind, wie oben beschrieben, die Schaltvorrichtungen unabhängig voneinander betätig bar. Insbesondere, wenn diese gleichzeitig betätigt werden und/oder die Schaltbewegungen un terschiedlicher Schaltvorrichtungen synchronisiert sind, kann ein Gangwechsel sehr schnell er folgen. Um beide Schaltvorrichtungen gleichzeitig und unabhängig voneinander zu betätigen, kann jede der Schaltvorrichtungen einen Aktuator zur Erzeugung der Schaltbewegung, insbeson- dere einer Drehbewegung, aufweisen.

Ein Aktuator kann beispielsweise mechanisch sein. Ein mechanischer Aktuator kann beispiels weise als Drehgriff oder Schalthebel gebildet sein, der ausgestaltet ist, die Schaltbewegung der Schaltvorrichtung zu erzeugen.

Bevorzugt ist jedoch jede der beiden Schaltvorrichtungen mit einem elektrischen Aktuator verse- hen, welcher die Schaltbewegung erzeugen kann. Der elektrische Aktuator kann insbesondere ein Elektromotor, beispielsweise ein Schrittmotor, sein. Die elektrischen Aktuatoren können durch geeignete Mittel fernsteuerbar sein. Beispielsweise kann ein mit dem Fahrradtretlagergetriebe versehenes Fahrrad mit Steuerelementen versehen sein, welche datenübertragend mit den Ak tuatoren verbunden sind. Durch die Anwahl eines gewünschten Ganges können beide Aktuatoren gleichzeitig angesteuert werden, so dass beide Schaltvorrichtungen gleichzeitig ihre Schaltstel lungen ändern und den gewünschten Gang einstellen können.

Eine einfach aufgebaute Schaltvorrichtung kann dadurch erhalten werden, dass jede einer Ge triebewelle zugeordnete Schaltvorrichtung eine drehbare Schaltwelle aufweist und ausgestaltet ist, bei einer Drehung der Schaltwelle um deren Achse nacheinander jeweils eine unterschiedli- che der schaltbaren Kupplungsvorrichtungen derjenigen Getriebewelle, der diese Schaltvorrich tung zugeordnet ist, zumindest von dem eingekuppelten Zustand in den ausgekuppelten Zustand zu schalten. Mit anderen Worten führt die Schaltwelle die Schaltbewegung der Schaltvorrichtung als Drehbewegung aus.

Die wenigstens eine Schaltwelle ist bevorzugt parallel zu den Getriebewellen, insbesondere im Getriebegehäuse, angeordnet. Bevorzugt sind innerhalb einer vollen Umdrehung einer Schalt welle alle Schaltstellungen dieser Schaltvorrichtung erreichbar. Um die einzelnen schaltbaren Kupplungsvorrichtungen sicher und präzise ansteuern zu können, kann jede einer Getriebewelle zugeordnete Schaltvorrichtung für jede der schaltbaren Kupplungs vorrichtungen derjenigen Getriebewelle, der diese Schaltvorrichtung zugeordnet ist, je ein axial verschieblich auf der Schaltwelle gehaltenes Schaltjoch umfassen, welches mit einem Kupp lungskörper der jeweiligen Kupplungsvorrichtung schaltbewegungsübertragend verbunden ist. Das Schaltjoch kann dabei bevorzugt an zwei sich diametral über die Getriebewelle gegenüber liegenden Schwellen des Kupplungskörpers mit diesen wechselwirken, um ein Verkanten des Kupplungskörpers auf der Getriebewelle zu verhindern. Jedes Schaltjoch ist bevorzugt derart mit der jeweiligen schaltbaren Kupplungsvorrichtung zusammenwirkbar angeordnet, dass es die Kupplungsvorrichtung zumindest von dem eingekuppelten Zustand in den ausgekuppelten Zu stand bewegen kann.

Um das Schaltjoch auf der Schaltwelle zu verschieben, damit dieses wiederum den Kupplungs körper bewegen kann, ist das Schaltjoch bevorzugt mit wenigstens einem Schaltnocken und die Schaltwelle mit wenigstens einer Schaltkulisse für den Schaltnocken versehen. Alternativ dazu kann das Schaltjoch mit einer Schaltkulisse und die Schaltwelle mit einem Schaltnocken für die Schaltkulisse versehen sein. Eine Fläche, insbesondere eine Planfläche der Schaltkulisse weist dabei bevorzugt zwei in axialer Richtung voneinander beabstandete Positionen auf, die dem ein gekuppelten und dem ausgekuppelten Zustand zugeordnet sind. Die Fläche erstreckt sich dabei durchgängig über die beiden Positionen und ist entsprechend an- bzw. absteigend gebildet.

Um das wenigstens eine Schaltjoch sicher zu führen und ein Verkippen oder Verkanten des Schaltjochs, insbesondere bei einem Schaltvorgang unter Last, zu verhindern, ist das wenigstens eine Schaltjoch bevorzugt verschiebbar an zwei axial voneinander beabstandeten Lagerstellen auf der Schaltwelle gehalten und die Schaltkulisse und der Schaltnocken sind, insbesondere in axialer Richtung, zwischen den beiden Lagerstellen angeordnet.

Bevorzugt weist wenigstens eine der schaltbaren Kupplungsvorrichtungen eine Andrückvorrich tung und einen mit der Andrückvorrichtung funktionell gekoppelten Kupplungskörper auf, wobei die Andrückvorrichtung ausgestaltet ist, den Kupplungskörper in einen Eingriff mit dem zu dieser Kupplungsvorrichtung gehörenden Zahnrad zu bewegen, wobei die Andrückvorrichtung wenigs tens ein axial unverschieblich auf der Getriebewelle angeordnetes Widerlager und wenigstens ein zwischen dem Widerlager und dem Kupplungskörper angeordnetes Federelement aufweist. Das Federelement kann insbesondere eine Druckfeder sein. Durch die vorgenannte Ausgestal tung ist es möglich, dass die schaltbare Kupplungsvorrichtung den eingekuppelten Zustand be vorzugt einnimmt, sofern diese von der Schaltvorrichtung hierzu freigegeben ist, beispielsweise dadurch, dass das Schaltjoch den Kupplungskörper nicht vom Zahnrad wegzieht und der Bewe gung durch die Andrückvorrichtung nicht im Weg steht.

Um eine sichere Verbindung zwischen dem Kupplungskörper und dem dazugehörigen Zahnrad zu gewährleisten, weist die Andrückvorrichtung bevorzugt eine Mehrzahl von Federelementen auf, die in einer Umfangsrichtung der Getriebewelle voneinander beabstandet zwischen dem we nigstens einen Widerlager und dem Kupplungskörper angeordnet sind. Besonders bevorzugt sind die Federelemente äquidistant zueinander angeordnet. Dabei können sie sich, sofern eine gerade Anzahl von Federelementen vorhanden ist, diametral über die Getriebewelle gegenüberliegen.

Ist der Kupplungskörper in Eingriff mit dem dazugehörigen Zahnrad, so ist dieses Zahnrad dreh- fest mit der Getriebewelle verbunden.

Um zu verhindern, dass das Fahrradtretlager den Tretkurbelsatz antreibt, beispielsweise bei schneller Fahrt, ist bevorzugt wenigstens eine, besonders bevorzugt jede, der schaltbaren Kupp lungsvorrichtungen als ein auskuppelbarer Freilauf ausgestaltet.

Ein zuverlässig auskuppelbarer Freilauf kann dadurch erhalten werden, dass dieser, bzw. die als auskuppelbarer Freilauf ausgestaltete schaltbare Kupplungsvorrichtung, zwei planverzahnte Zahnscheiben aufweist. Die Zahnscheiben können mit sägezahnförmigen Verzahnungen verse hen sein. Die beiden planverzahnten Zahnscheiben sind im ausgekuppelten Zustand voneinan dergetrennt. Im eingekoppelten Zustand sind diese dagegen kraftübertragend ineinandergreifend angeordnet. Dabei ist bevorzugt eine der beiden Zahnscheiben drehfest aber axial verschieblich auf der Getriebewelle gehalten. Diese Zahnscheibe kann beispielsweise drehfest mit dem Kupp lungskörper verbunden oder einstückig mit diesem gebildet sein. Die andere Zahnscheibe ist da bei mit dem Zahnrad verbunden, das durch die schaltbare Kupplungsvorrichtung drehfest mit der Getriebewelle zu verbinden ist. Diese Zahnscheibe kann einstückig mit dem Zahnrad gebildet sein. Die Zahnscheiben sind im ausgekuppelten Zustand der jeweiligen Kupplungsvorrichtung vonei nander getrennt und im eingekuppelten Zustand durch Federkraft, insbesondere ausschließlich durch Federkraft, aneinandergedrückt.

Wenn alle schaltbaren Kupplungsvorrichtungen als auskuppelbarer Freilauf ausgestaltet sind, können Geräusche vermieden und ein Klemmen oder Blockieren des Getriebes beim Schalten verhindert werden. Um ein unbeabsichtigtes Lösen des Eingriffs der beiden Zahnscheiben miteinander zu verhin dern, ist bevorzugt ein kupplungskörperseitiges Ende des Schaltjochs mit Spiel im Kupplungskör per aufgenommen. Mit anderen Worten übt das Schaltjoch im eingekuppelten Zustand keine Kraft auf den Kupplungskörper aus. Die Zwischenwelle ist bevorzugt zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle angeord net. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die wenigstens eine Zwischenwelle mehr Zahnräder aufweisen als die Eingangs- und/oder die Ausgangswelle. Bevorzugt weist die Zwischenwelle dabei weniger als die doppelte Anzahl von Zahnrädern auf als die Eingangs und/oder die Ausgangswelle. Die Eingangs- und Ausgangswelle haben bevorzugt die gleiche Anzahl von schaltbaren Zahnrä dern.

Die Zwischenwelle weist bevorzugt keine schaltbaren Zahnräder auf. Dadurch kann die Zwi schenwelle monolithisch mit ihren Zahnrädern gebildet sein.

Besonders bevorzugt weisen die Eingangswelle und die Ausgangswelle jeweils drei Zahnräder und die Zwischenwelle fünf Zahnräder auf. Dadurch, dass die Zwischenwelle mehr Zahnräder aufweist als die Eingangs- und/oder Ausgangswelle, können wohldefinierte Übersetzungen zwi schen den einzelnen Wellen erreicht werden. Hierauf ist weiter unten noch einmal eingegangen.

Bevorzugt sind alle Zahnräder der Eingangswelle und alle Zahnräder der Ausgangswelle über schaltbare Kupplungsvorrichtungen mit ihrer jeweiligen Getriebewelle drehfest verbindbar, zu- mindest die Zahnräder, die jeweils mit einem Zahnrad einer anderen Getriebewelle ständig in Eingriff sind. Wie bereits oben beschrieben, weisen die Eingangs- und die Ausgangswelle bevor zugt jeweils drei solcher Zahnräder auf.

Jede Getriebewelle kann zusätzlich mit weiteren Zahnrädern versehen sein, sofern erforderlich. So kann beispielsweise die Eingangswelle mit einem Zahnrad versehen sein, welches direkt oder indirekt mit einem Tretkurbelsatz, einem Elektromotor oder einer weiteren Getriebestufe verbind bar oder verbunden ist. Die Ausgangswelle kann beispielsweise mit einem Zahnrad versehen sein, welches direkt oder indirekt mit einem Antriebsritzel oder einer weiteren Getriebestufe ver bindbar oder verbunden ist.

Sofern ein Elektromotor zur Unterstützung vorgesehen ist, ist dieser bevorzugt kraftübertragend mit der Eingangswelle verbunden. Alternativ kann der Elektromotor mit einer der anderen Getrie bewellen verbunden sein. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen zwei der Getriebewellen zusammen wenigstens zwei Paare miteinander kämmender Zahnräder auf, wobei die wenigstens zwei Paare unterschiedliche Übersetzungen bilden, und wobei wenigstens zwei zu den Paaren gehörende Zahnräder der einen Getriebewelle die gleiche Zähnezahl aufweisen. Durch diese Ausgestaltung kann sowohl ein kompakter Aufbau, als auch eine wohldefinierte Verteilung der unterschiedlichen Übersetzungen erreicht werden.

Ein kompakter Aufbau lässt sich ferner dadurch erreichen, dass bei einer Mehrzahl von Getrie bewellen und bei einer Mehrzahl von Schaltwellen im Fahrradtretlagergetriebe die Drehachsen dieser Getriebewellen und Schaltwellen paarweise unterschiedliche Ebenen aufspannen, die nicht parallel zueinander verlaufen. Mit anderen Worten liegt jedes Wellenpaar in einer anderen Ebene und alle diese Ebenen sind nicht parallel. Dies erlaubt es, das Getriebe ineinander ver schachtelt aufzubauen.

Bevorzugt sind die Anzahl der Zahnräder auf den Getriebewellen und die Anzahl der Zähne die ser einzelnen Zahnräder derart gewählt, dass Gangsprünge zwischen benachbarten Gängen grö- ßer als 21 % und kleiner als 25 % sind.

Im Folgenden ist kurz eine beispielhafte vorteilhafte Ausgestaltung beschrieben, welche solche Gangsprünge erlaubt. Die Eingangswelle ist mit drei Zahnrädern versehen, die jeweils mittels einer schaltbaren Kupplungsvorrichtung drehfest mit der Eingangswelle verbindbar sind. Diese drei Zahnräder sind mit jeweils 30, 52 und 76 Zähnen versehen. Diese drei Zahnräder der Ein- gangswelle kämmen mit Zahnrädern der Zwischenwelle, die jeweils 30, 28 und 22 Zähne aufwei sen. Das Zahnrad der Zwischenwelle, welches 28 Zähne aufweist, kämmt dabei mit einem Zahn rad der Ausgangswelle, welches ebenfalls 28 Zähne aufweist. Die Zwischenwelle weist darüber hinaus noch zwei weitere Zahnräder auf, welche jeweils mit 22 Zähnen versehen sind. Diese beiden Zahnräder kämmen mit zwei Zahnrädern der Ausgangswelle, welche mit 33 bzw. 27 Zäh- nen versehen sind.

Die oben beschriebene Ausgestaltung ergibt eine Neun-Gang-Schaltung, deren Gangsprünge zwischen 22 und 24 % betragen. Die Bandbreite dieser Gangschaltung beträgt 518 %, womit in der Regel sämtliche Einsatzbereiche für Fahrräder abgedeckt sind.

Im Folgenden ist die Erfindung beispielhaft anhand vorteilhafter Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Die bei den Ausführungsformen beispielhaft dargestellten Merkmalskombinationen können nach Maßgabe der obigen Ausführungen entsprechend den für einen bestimmten Anwendungsfall notwendigen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Fahr radtretlagergetriebes durch weitere Merkmale ergänzt werden. Auch können, ebenfalls nach Maßgabe der obigen Ausführungen, einzelne Merkmale bei den beschriebenen Ausführungsfor men weggelassen werden, wenn es auf die Wirkung dieses Merkmals in einem konkreten An- wendungsfall nicht ankommt.

Das Fahrradtretlagergetriebe in einer der vorstehenden, allgemein beschrieben Ausgestaltungen oder gemäß einem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel kann anstelle des Schalt getriebes der Tretlagerschaltung der DE 102021 101 415.8, auf die hiermit vollumgänglich Bezug genommen ist, verwendet werden. In den Zeichnungen werden für Elemente gleicher Funktion und/oder gleichen Aufbaus stets die selben Bezugszeichen verwendet. Die Figuren sind dabei jeweils nicht maßstabsgetreue und dienen lediglich der Veranschaulichung der Erfindung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrradtretlagergetriebes;

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung durch eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrradtretlagergetriebes;

Fig. 3 ein Detail des Fahrradtretlagergetriebes aus Fig. 2; und

Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung durch eine beispielhafte Ausführungsform eines Teils einer Schaltvorrichtung für ein erfindungsgemäßes Fahrradtretlagergetriebe;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer beispielhaften zeitlichen Bewegungsabfolge von zwei Kupplungen während eines Schaltvorgangs;

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Schaltbewegungen eines Fahrradtretlagergetriebes.

Im Folgenden ist das Prinzip des erfindungsgemäßen Fahrradtretlagergetriebes anhand der schematischen Skizze der Fig. 1 erläutert. Dabei ist lediglich beispielsweise ein Fahrradtretlagergetriebe beschrieben, welches über neun Gänge verfügt. Das Fahrradtretlagergetriebe 1 weist, zumindest gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, drei Getriebewellen 3, 5 und 7 auf, von denen eine als Eingangswelle 3, eine als Ausgangswelle 5 und eine als Zwischenwelle 7 dient.

Die Eingangswelle 3 kann kraftübertragend mit einem Tretkurbelsatz 9 und/oder mit einem Motor 11 , insbesondere einem Elektromotor, verbindbar oder verbunden sein. Dazu weist die Eingangs welle 3 vorzugsweise ein drehfest mit der Eingangswelle 3 verbundenes Zahnrad 13 auf. Alter nativ dazu kann ein Tretkurbelsatz 9 und/oder der Motor 11 anderweitig mit der Eingangswelle 3 verbunden sein. Die Eingangswelle 3 kann beispielsweise an ihren Enden Aufnahmen für Kurbeln des Tretkurbelsatzes 9 aufweisen. In Fig. 1 sind ein Tretkurbelsatz 9, ein Motor 11 sowie deren mittelbare oder unmittelbare Verbindungen zum Zahnrad 13 gestrichelt angedeutet.

Die Ausgangswelle 5 ist bevorzugt ausgestaltet, kraftübertragend mit dem Hinterrad (nicht dar gestellt) verbunden zu werden. Dazu kann die Ausgangswelle 5 ein Zahnrad 15 aufweisen, wel ches als Antriebsritzel für eine Kette oder einen Riemen genutzt werden kann. Alternativ dazu kann das Zahnrad 15 auch direkt oder indirekt kraftübertragend mit einem Antriebsritzel 17 ver bindbar oder verbunden sein. Dies ist in Fig. 1 gestrichelt angedeutet.

Die Zwischenwelle 7 ist, in einer Kraftübertragungsrichtung 19, welche von der Eingangswelle 3 zur Ausgangswelle 5 verläuft, zwischen den beiden Getriebewellen 3 und 5 angeordnet.

Bevorzugt verläuft die Zwischenwelle 7 mit ihrer Drehachse 21 parallel zur Drehachse 23 der Eingangswelle 3 und zur Drehachse 25 der Ausgangswelle 5. Durch diese Anordnung ergibt sich automatisch, dass auch die Eingangswelle 3 und die Ausgangswelle 5, bzw. deren Drehachsen 23 und 25 parallel zueinander verlaufen.

Bevorzugt sind die Getriebewellen 3, 5 und 7 räumlich voneinander getrennt und senkrecht zu ihren Drehachsen 21, 23 und 25 voneinander beabstandet. Dies ist jedoch nicht zwingend. In der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 liegen die Drehachsen 21 , 23 und 25 bzw. die den Drehachsen entsprechenden Wellen in einer Ebene. Dieses ist jedoch nicht zwingend notwendig. So können beispielsweise in einer sehr platzsparenden und kompakten Ausgestaltung die Dreh achsen 21 und 23 in einer ersten Ebene und die Drehachsen 21 und 25 in einer zweiten, von der ersten unterschiedlichen Ebene liegen. Eine nochmals kompaktere Bauform ergibt sich, wenn die Drehachsen 5T und 25 eine dritte Ebene und die Drehachsen 51 ^” und 23 eine vierte Ebene aufspannen, wobei die erste, zweite, dritte und vierte Ebene nicht identisch sind. Um das Fahr radtretlagergetriebe möglichst verschachtelt unter bestmöglicher Ausnutzung des Bauraumes aufzubauen, sollten möglichst viele dieser vier Ebenen nicht parallel zueinander verlaufen. In anderer Ausgestaltung können zumindest zwei der Getriebewellen 3, 5 und 7 koaxial miteinan der angeordnet sein. So können beispielsweise die Eingangswelle 3 und die Ausgangswelle 5 koaxial zueinander angeordnet sein, wobei die Zwischenwelle 7 von den anderen Getriebewellen 3 und 5 beabstandet ist und diese kraftübertragend miteinander verbinden kann. Sowohl die Eingangswelle 3, als auch die Ausgangswelle 5 weisen jeweils drei Zahnräder 27 auf, die jeweils mittels einer schaltbaren Kupplungsvorrichtung 29 drehfest mit ihrer jeweiligen Getrie bewelle 3 oder 5 verbindbar sind.

Eine schaltbare Kupplungsvorrichtung 29 ist oben links in Fig. 1 gestrichelt umrandet angedeutet. Bei den weiteren Zahnrädern 27 sind die schaltbaren Kupplungsvorrichtungen 29 lediglich durch Pfeile angedeutet, um die Figur nicht zu überfrachten.

Die Zahnräder 27 sind, sofern sie nicht gerade durch ihre jeweilige schaltbare Kupplungsvorrich tung 29 drehfest mit ihrer Getriebewelle 3 oder 5 verbunden sind, frei drehbar auf ihrer jeweiligen Getriebewelle 3 oder 5 gelagert. Die Zahnräder 27 können dabei insbesondere mittels Gleit- oder Wälzlagern auf der Getriebewelle 3 bzw. 5 gelagert sein. In Fig. 1 sind das rechts dargestellte Zahnrad 27 der Eingangswelle 3 sowie das rechts darge stellte Zahnrad 27 auf der Ausgangswelle 5 im eingekuppelten Zustand 31 dargestellt. Diese Zahnräder 27 sind also durch ihre schaltbare Kupplungsvorrichtungen 29 drehfest mit ihrer jewei ligen Getriebewelle 3 bzw. 5 verbunden.

Die jeweils zwei anderen Zahnräder 27 auf der Eingangswelle 3 und auf der Ausgangswelle 5 sind im ausgekuppelten Zustand 33 dargestellt, indem sie jeweils durch ihre schaltbare Kupp lungsvorrichtung 29 auf der Getriebewelle 3 bzw. 5 frei drehbar gelöst sind.

Die Zwischenwelle 7 weist insgesamt 5 Zahnräder 34 auf, welche alle drehfest mit der Zwischen welle 7 verbunden sind. Jedes der Zahnräder 27 der Eingangswelle 3 ist mit einem Zahnrad 34 der Zwischenwelle 7 in Eingriff und jedes der Zahnräder 27 der Ausgangswelle 5 ist mit einem der Zahnräder 34 der Zwischenwelle in Eingriff 7.

Zwei der Zahnräder 34 der Zwischenwelle 7 sind jeweils nur mit einem Zahnrad 27 der Eingangs welle 3 in Eingriff, zwei Zahnräder 34 der Zwischenwelle 7 sind jeweils nur mit einem Zahnrad 27 der Ausgangswelle 5 in Eingriff und ein Zahnrad 34 der Zwischenwelle 7 ist mit einem Zahnrad 27 der Eingangswelle 3 und mit einem Zahnrad 27 der Ausgangswelle 5 in Eingriff. Zur Ansteuerung der schaltbaren Kupplungsvorrichtungen 29 ist jeder Getriebewelle, welche mit Zahnrädern 27 versehen ist, die mittels schaltbarer Kupplungsvorrichtungen 29 drehtest mit ihrer jeweiligen Getriebewelle3 oder 5 verbindbar sind, eine Schaltvorrichtung 35, bzw. 37 zugeordnet. In dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Fahrradtretlagergetriebe 1 sind also der Eingangswelle 3 eine Schaltvorrichtung 35 und der Ausgangswelle 5 eine Schaltvorrichtung 37 zugeordnet.

Jede der Schaltvorrichtungen 35, 37 ist ausgestaltet, jeweils alle schaltbaren Kupplungsvorrich tungen 29 derjenigen Getriebewelle 3, 5 der die jeweilige Schaltvorrichtung 35, 37 zugeordnet ist, zumindest von dem eingekuppelten Zustand 31 in den ausgekuppelten Zustand 33 zu schal ten.

Die der Eingangswelle 3 zugeordnete Schaltvorrichtung 35 ist also ausgestaltet, jede der schalt baren Kupplungsvorrichtungen 29 der Eingangswelle 3 wenigstens von dem eingekuppelten Zu stand 31 in den ausgekuppelten Zustand 33 zu schalten.

Die der Ausgangswelle 5 zugeordnete Schaltvorrichtung 37 ist entsprechend ausgestaltet, alle schaltbaren Kupplungsvorrichtungen 29 der Ausgangswelle 5 wenigstens von dem eingekuppel ten Zustand 31 in den ausgekuppelten Zustand 33 zu schalten.

Die Schaltvorrichtung 35 weist drei verschiedene Schaltstellungen 39 auf, wobei in jeder Schalt stellung 39 sich genau eine der schaltbaren Kupplungsvorrichtungen 29 im eingekuppelten Zu stand 31, und sich die jeweils zwei anderen schaltbaren Kupplungsvorrichtungen 29 im ausge kuppelten Zustand 33 befinden. Dies wird dadurch erreicht, dass alle drei schaltbaren Kupplungs vorrichtungen 29 der Eingangswelle 3 durch die Schaltvorrichtung 35 miteinander gekoppelt sind.

Mit anderen Worten befindet sich in jeder der drei Schaltstellungen 39 der Eingangswelle 3 jeweils genau eine der drei schaltbaren Kupplungsvorrichtungen 29 im eingekuppelten Zustand 31 und das zu dieser schaltbaren Kupplungsvorrichtung 29 gehörende Zahnrad 27 ist drehfest mit der Eingangswelle 3 verbunden. Folglich ist die Eingangswelle 3 in jeder Schaltstellung 39 über ge nau eines ihrer Zahnräder 27 kraftübertragend mit der Zwischenwelle 7 verbunden.

Bei der der Ausgangswelle 5 zugeordneten Schaltvorrichtung 37 verhält es sich entsprechend. Die Schaltvorrichtung 37 weist drei unterschiedliche Schaltstellungen 41 auf. In jeder der Schalt stellungen 41 ist genau eine der schaltbaren Kupplungsvorrichtungen 29 der Ausgangswelle 5 im eingekuppelten Zustand 31. Folglich ist die Ausgangswelle 5 in jeder Schaltstellung 41 über ge nau eines ihrer Zahnräder 27 kraftübertragend mit der Zwischenwelle 7 verbunden. Dies wird auch hier dadurch erreicht, dass alle drei schaltbaren Kupplungsvorrichtungen 29 der Ausgangs welle 5 durch die Schaltvorrichtung 37 miteinander gekoppelt sind.

Da stets genau ein Zahnrad 27 der Eingangswelle 3 drehtest mit der Eingangswelle 3 und je genau ein Zahnrad 27 der Ausgangswelle 5 drehtest mit der Ausgangswelle 5 verbunden ist, und alle Zahnräder 27 der Eingangswelle 3 und alle Zahnräder 27 der Eingangswelle 5 jeweils mit einem Zahnrad 34 der Zwischenwelle 7 in Eingriff sind, kann in allen Schaltstellungen 39 und 41 eine Kraftübertragung von der Eingangswelle 3 auf die Ausgangswelle 5 erfolgen. In Fig. 1 , in der sowohl auf der Eingangswelle 3 als auch auf der Ausgangswelle 5 je ein Zahnrad 27 drehtest mit seiner Getriebewelle verbunden dargestellt ist, erstreckt sich der Kraftfluss 42 von der Eingangs- welle 3 zur Ausgangswelle 5 folglich über diese beiden Zahnräder 27. Der Kraftfluss 42 ist in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet.

Die Kombination aller Schaltstellungen im Fahrradtretlagergetriebe 1, im vorliegenden Beispiel also die Kombination der Schaltstellungen 39 und 41, bestimmt einen Gang 43 des Fahrradtret lagergetriebes 1. Jedem Gang 43 entspricht dabei ein anderer Kraftfluss 42 durch das Fahrradt- retlagergetriebe 1.

Da sich sowohl auf der Eingangswelle 3 als auch auf der Ausgangswelle 5 jeweils drei Zahnräder 27 befinden, die mittels ihrer schaltbaren Kupplungsvorrichtungen 29 drehfest mit der jeweiligen Getriebewelle 3 bzw. 5 verbindbar sind, umfasst das beispielhaft dargestellte Fahrradtretlagerge triebe 1 insgesamt neun Gänge. Die Ausgestaltung der einzelnen Gänge in einer vorteilhaften Ausführungsform eines Fahrradt retlagergetriebes 1 sind weiter unten mit Bezug auf die Fig. 2 erläutert.

Jede Schaltvorrichtung 35 und 37 ist bevorzugt ausgestaltet, ihre jeweiligen Schaltstellungen 39, bzw. 41 mittels einer einzigen Schaltbewegung 38 zu ändern.

Die Schaltbewegung 38 ist bevorzugt eine Drehbewegung 45. Besonders bevorzugt können die Schaltvorrichtungen 35 und 37 derart ausgestaltet sein, dass bei einer kontinuierlichen Drehbe wegung 45 nacheinander immer wieder alle Schaltstellungen 39 bzw. 41 dieser Schaltvorrichtung 35 bzw. 37 eingenommen werden können.

Besonders bevorzugt sind alle drei Schaltstellungen 39, bzw. 41 einer Schaltvorrichtung 35 bzw. 37 innerhalb einer vollen Drehbewegung 45, also innerhalb einer vollen Umdrehung, erreichbar. Dadurch kann ein schneller Gangwechsel möglich sein. Insbesondere können alle Gänge 43 des Fahrradtretlagergetriebes 1 innerhalb einer vollen Umdrehung jeder der beiden Schaltvorrichtun gen 35 und 37 erreichbar sein. Mit anderen Worten muss jede Schaltvorrichtung 35 bzw. 37 höchstens eine volle Umdrehung ausführen, um die für einen bestimmten Gang 43 notwendige Schaltstellung 39 bzw. 41 zu erreichen. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung ist es möglich, von jedem beliebigen Gang 43 ausgehend jeden anderen Gang 43 innerhalb einer einzigen Um drehung beider Schaltvorrichtungen 35 und 37 zu erreichen.

Bevorzugt sind beide Schaltvorrichtungen 35 bzw. 37 ausgestaltet, ihre jeweiligen Schaltstellun gen 39 bzw. 41 unabhängig voneinander einzunehmen. Dadurch kann der oben beschriebene schnelle Gangwechsel erleichtert sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die beiden Schaltvor- richtungen 35 bzw. 37 ausgestaltet sind, ihre jeweiligen Schaltstellungen 39 bzw. 41 gleichzeitig und unabhängig voneinander einzunehmen.

Alternativ dazu können die beiden Schaltvorrichtungen 35 und 37 miteinander gekoppelt sein, beispielsweise durch eine entsprechende Mechanik. In diesem Fall können nacheinander die verschiedenen Gänge 43 durchgeschaltet werden. Bevorzugt weist jede Schaltvorrichtung 35 bzw. 37 eine Schaltwelle 47 zur Ausführung der Dreh bewegung 45 auf. Zum Erzeugen der Drehbewegung 45 kann jede Schaltvorrichtung 35 bzw. 37 mit einem Aktuator 49 versehen sein. Der Aktuator 49 kann insbesondere ein elektrischer Aktua tor 49, beispielsweise ein Schrittmotorsein. In einem an einem Fahrrad montierten Zustand kön nen beide Aktuatoren 49 von einer gemeinsamen Steuereinrichtung angesteuert werden. Jede Schaltwelle 47 ist ausgestaltet, bei einer Drehung um ihre Achse 51 nacheinander jeweils eine der schaltbaren Kupplungsvorrichtungen 29 der jeweiligen Getriebewelle 3 bzw. 5 zu schal ten, insbesondere von dem eingekuppelten Zustand 31 in den ausgekuppelten Zustand 33.

Jede Schaltvorrichtung 35 bzw. 37 weist je eine Schaltuntereinheit 53 für jede der schaltbaren Kupplungsvorrichtungen 29 derjenigen Getriebewellen 3 bzw. 5 auf, der diese Schaltvorrichtung 3 bzw. 5 zugeordnet ist. Folglich weist jede Schaltvorrichtung 35 bzw. 37 drei Schaltuntereinhei ten 53 auf.

Jede Schaltuntereinheit 53 umfasst ein Schaltjoch 55, einen Schaltnocken 57 und eine Schaltku lisse 59 für den Schaltnocken 57. Diese sind in Fig. 1 lediglich schematisch angedeutet und sind später mit Bezug auf die Fig. 4 näher beschrieben. Im Folgenden ist kurz auf die Ausgestaltung einer Schaltuntereinheit 53 eingegangen, wobei die Beschreibung bevorzugt auf jede der Schaltuntereinheiten 53 zutrifft. Die Fläche der Schaltku lisse 59, die mit dem Schaltnocken 47 Zusammenwirken kann, ist in Richtung der Achse 51 der Schaltwelle 47 abwechselnd an- und absteigend bzw. vor- und zurückgesetzt ausgestaltet. Bevorzugt ist die Schaltkulisse 59 drehfest mit der Schaltwelle 47 verbunden und läuft um diese in einer Umfangsrichtung herum. Der Schaltnocken 57 ist vorzugsweise mit dem Schaltjoch 55 verbunden, bzw. einstückig mit diesem geformt. Alternativ dazu kann ein Schaltnocken 57 dreh fest mit der Schaltwelle 47 und eine Schaltkulisse 59 fest mit dem Schaltjoch 55 verbunden sein.

Das Schaltjoch 55 ist bevorzugt entlang der axialen Richtung, also entlang der Achse 51 der Schaltwelle 47, verschieblich auf dieser gehalten. Das Schaltjoch 55 ist mit einem Kupplungskör per 61 derjenigen schaltbaren Kupplungsvorrichtung 27 schaltbewegungsübertragend verbun den, der diese Schaltuntereinheit 53 zugeordnet ist. Eine Drehung der Schaltwelle 47 kann daher zu einer Verschiebung eines Schaltjochs 55 entlang der Achse 51 führen.

Eine Drehung der Schaltwelle 47 führt zur gleichzeitigen Drehung aller Schaltkulissen 59, die zu dieser Schaltwelle 47 gehören. Die Schaltnocken 57 gleiten dabei auf den sich drehenden Schalt kulissen 59 und werden entsprechend der Form der Schaltkulissen 59 in axialer Richtung geführt. Durch die Ausgestaltungen der drei Schaltkulissen 59 einer Schaltwelle 47 ist sichergestellt, dass in jeder Schaltstellung 39 bzw. 41 jeweils genau ein Schaltjoch 55 dieser Schaltwelle 47 die da zugehörige schaltbare Kupplungsvorrichtung 29 in den eingekuppelten Zustand 31 schaltet. An- ders ausgedrückt werden durch zwei Schaltjoche 55 dieser Schaltwelle 47 zwei schaltbare Kupp lungsvorrichtung 29 in den ausgekuppelten Zustand 33 geschaltet. Hierbei kann es auch möglich sein, dass sich eine dieser beiden schaltbaren Kupplungsvorrichtungen 29 bereits im ausgekup pelten Zustand 33 befand und, auch bei einer Drehung der Schaltwelle 47, in diesem Zustand verbleibt. Die schaltbaren Kupplungsvorrichtungen 29 sind bevorzugt jeweils als auskuppelbarer Freilauf 63 gebildet wobei das Auskuppeln durch die jeweils mit dieser schaltbaren Kupplungsvorrichtung 29 erfolgt. Die Ausgestaltung als Freilauf 63 ist sinnvoll um zu verhindern, dass sich die Pedale des Fahrrads selbsttätig drehen, beispielsweise wenn die Ausgangswelle 5 die Eingangswelle 3 antreibt. Allgemein hat ein auskuppelbarer Freilauf 63 zwei Zustände, den eingekuppelten Zustand 31 und den ausgekuppelten Zustand 33: Im ausgekuppelten Zustand 33 kann sich die den Freilauf 63 tragende Getriebewelle 3, 5, 7 relativ zum Antriebsritzel 17 in jede Drehrichtung frei drehen und es kann kein Drehmoment zum Antriebsritzel 17 übertragen werden. Im eingekuppelten Zustand 31 kann die jeweils den Freilauf 63 tragende Getriebewelle 3, 5, 7 zum Antriebsritzel 17 in der einen Drehrichtung ein Drehmoment übertragen und in der anderen Drehrichtung nur frei laufen und kein Drehmoment übertragen. Die Ausgestaltung der schaltbaren Kupplungsvorrichtungen 29 als auskuppelbarer Freilauf 63 verhindert ein Klemmen oder Blockieren und auch ein Durchrutschen des Fahrradtretlagergetrie bes 1 beim Schalten. Hierbei ist unter einem „Schalten“ oder der Schaltvorgang 50 bezeichnet den zeitlichen Übergang von einer Schaltstellung 39 zu einer anderen Schaltstellung 41 , also den Übergang zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaltstellungen 39, 41. Ein Durchrutschen des Fahrradtretlagergetriebes während eines Schaltvorgangs 50 sollte nach Möglichkeit verhindert werden, da in diesem Fall die Kurbelarme beim Pedalieren durch den Be nutzer durchrutschen können und sich der Benutzer des Fahrrades verletzen kann.

Um ein Durchrutschen zu verhindern, ist während eines Schaltvorganges 50 auf jeder Getriebe welle 3, 5, 7, die über schaltbare Kupplungsvorrichtungen 29 mit Zahnrädern 24 verfügt, stets wenigstens eine schaltbare Kupplungsvorrichtung 29 eingekuppelt. Kurzfristig können während eines Schaltvorganges 50 auch zwei schaltbare Kupplungsvorrichtungen 29 auf jeder Getriebe welle 3, 5, 7 eingekuppelt sein.

Die als auskuppelbare Freiläufe 63 ausgestalteten schaltbaren Kupplungsvorrichtungen 29 wei sen bevorzugt jeweils zwei planverzahnte Zahnscheiben 65 und 67 auf. Im eingekuppelten Zu- stand 31 greifen die beiden planverzahnten Zahnscheiben 65 und 67 kraftübertragend ineinan der. Dabei sind die planverzahnten Zahnscheiben 65 und 67 derart ausgestaltet und orientiert, dass sie in einer Drehrichtung relativ zueinander kraftübertragend ineinandergreifen, und in einer entgegengesetzten Drehrichtung aneinander vorbei gleiten können. Dabei sind die Orientierun gen selbstverständlich derart gewählt, dass eine Kraftübertragung von der Eingangswelle 3 in Richtung der Ausgangswelle 5, also in der Kraftübertragungsrichtung 19, erfolgen kann.

Eine Zahnscheibe 65 einer als Freilauf 63 gebildeten schaltbaren Kupplungsvorrichtung 29 ist drehfest mit dem Zahnrad 27 verbunden, zu dem diese schaltbare Kupplungsvorrichtung 29 ge hört. Insbesondere kann die Zahnscheibe 65 einstückig mit dem Zahnrad 27 gebildet sein.

Die andere Zahnscheibe 67 dieses Freilaufs 63 ist drehfest mit dem Kupplungskörper 61 der schaltbaren Kupplungsvorrichtung 29 verbunden, oder einstückig mit diesem geformt. Auf diese Weise kann der Kupplungskörper 61 in Eingriff mit dem Zahnrad 27 gebracht werden. Die Getriebewellen 3, 5 und 7 und bevorzugt auch die Schaltwellen 47 können in einem gemein samen Getriebegehäuse 69 ortsfest gelagert sein. Das gemeinsame Gehäuse 69 ist in Fig. 1 gestrichelt angedeutet. Zur Lagerung können geeignete Lager 71 , beispielsweise Kugellager o- der Wälzlager, vorhanden sein.

Im Folgenden ist eine vorteilhafte Ausführungsform eines Fahrradtretlagergetriebes 1 mit Bezug auf die Figuren 2 und 3 näher beschrieben. Der Aufbau des Fahrradtretlagergetriebes 1 entspricht dabei im Wesentlichen dem Fahrradtretlagergetriebe 1 , welches oben mit Bezug auf die schema tische Darstellung in der Fig. 1 beschrieben wurde. Der Kürze halber sind im Folgenden nur die Details genannt, welche in der Fig. 1 nicht dargestellt sind, oder mit Bezug auf die Fig. 1 noch nicht beschrieben wurden.

Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Fahrradtretlagergetriebe 1 , wobei die Ansicht im Wesent lichen der Ansicht der Fig. 1 entspricht. Die Schnittachse verläuft dabei durch die Drehachse 21, 23 und 25 der Getriebewellen 7, 3 und 5.

Die Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des mit „X“ markierten Ausschnitts der Fig. 2.

Die drei Zahnräder 27 auf der Eingangswelle 3, die jeweils mittels einer schaltbaren Kupplungs vorrichtung 29 drehfest mit der Eingangswelle 3 verbindbar sind, sind der besseren Unterscheid barkeit halber im Folgenden als 27a, 27b und 27c bezeichnet.

Die drei Zahnräder 27 auf der Ausgangswelle 5, die jeweils mittels einer schaltbaren Kupplungs vorrichtung 29 drehfest mit der Ausgangswelle 5 verbindbar sind, sind im Folgenden als 27d, 27e und 27f bezeichnet.

Die fünf drehfesten Zahnräder 34 der Zwischenwelle 7 sind im Folgenden mit den Bezeichnungen 34a bis 34e durchnummeriert.

Das Zahnrad 27a der Eingangswelle 3 hat bevorzugt 76 Zähne und ist mit dem Zahnrad 34a der Zwischenwelle 7 in Eingriff, welches bevorzugt 22 Zähne aufweist. Das Zahnrad 27b hat bevor zugt 30 Zähne und ist mit dem Zahnrad 34c der Zwischenwelle 7 in Eingriff, welches bevorzugt ebenfalls 30 Zähne aufweist. Das Zahnrad 27c der Eingangswelle 3 hat bevorzugt 52 Zähne und ist mit dem Zahnrad 34d der Zwischenwelle 7 in Eingriff, welches bevorzugt 28 Zähne aufweist.

Das Zahnrad 27d der Ausgangswelle 5 hat bevorzugt 33 Zähne und ist mit dem Zahnrad 34b der Zwischenwelle 7 in Eingriff, welches bevorzugt 22 Zähne aufweist. Das Zahnrad 27e der Aus- gangswelle 5 hat bevorzugt 28 Zähne und ist mit dem Zahnrad 34d der Zwischenwelle 7 in Ein griff, welches 28 Zähne aufweist. Das Zahnrad 27f der Ausgangswelle 5 hat bevorzugt 27 Zähne und ist mit dem Zahnrad 34e der Zwischenwelle 7 in Eingriff, welches bevorzugt 22 Zähne auf weist.

Folglich ist das Zahnrad 34d der Zwischenwelle 7 als einziges Zahnrad 34 der Zwischenwelle 7 sowohl mit einem Zahnrad 27 der Eingangswelle 3 als auch mit einem Zahnrad 27 der Ausgangs welle 5 in Eingriff. Im Vergleich zu einer Anordnung, bei der jedes Zahnrad der Eingangswelle über ein Zahnrad der Zwischenwelle mit einem Zahnrad der Ausgangswelle verbunden ist, mag die hier beschriebene Anordnung zwar die Anzahl der Zahnräder 34 auf der Zwischenwelle 7 erhöhen, jedoch sind dadurch wohl definierte Gangabstufungen möglich.

Die Zahnräder 34b und 27d bilden ein Paar 44 miteinander kämmender Zahnräder. Die Zahnrä der 34e und 27f bilden ein weiteres Paar 46 miteinander kämmender Zahnräder. Beide Paare 44 und 46 bilden unterschiedliche Übersetzungen, wobei die zu den Paaren 44 und 46 gehörenden Zahnräder 34b und 34e der Zwischenwelle 7 die gleiche Zähnezahl aufweisen, nämlich 22.

Im Folgenden sind die sich durch die Kombinationen der zuvor beschriebenen Zahnräder 27 und 34 ergebenen Entfaltungen (Kehrwerte der Übersetzungen) kurz beschrieben.

Durch die Zahnräder 27 auf der Eingangswelle 3 und die Zahnräder 34 auf der Zwischenwelle 7 ergeben sich die folgenden Entfaltungen:

Für das Zahnrad 27a in Eingriff mit dem Zahnrad 34a ergibt sich eine Entfaltung von 3,455. Für das Zahnrad 27b in Eingriff mit dem Zahnrad 34c ergibt sich eine Entfaltung von 1. Für das Zahn rad 27c in Eingriff mit dem Zahnrad 34d ergibt sich eine Entfaltung von 1 ,86.

Durch die Zahnräder 34 auf der Zwischenwelle 7 und die Zahnräder 27 auf der Ausgangswelle 5 ergeben sich die folgenden Entfaltungen: für das Zahnrad 34b in Eingriff mit dem Zahnrad 27d ergibt sich eine Entfaltung von 0,667. Für das Zahnrad 34d in Eingriff mit dem Zahnrad 27e ergibt sich eine Entfaltung von 1. Für das Zahnrad 34e in Eingriff mit dem Zahnrad 27f ergibt sich eine Entfaltung von 0,815.

Insgesamt ergeben sich so die folgenden neun Gänge 43 für das Fahrradtretlagergetriebe 1 :

In den Gängen 1 bis 3 ist jeweils das Zahnrad 27b der Eingangswelle 3 mit dem Zahnrad 34c der Zwischenwelle 7 in Eingriff. Dabei ist in Gang 1 das Zahnrad 27d der Ausgangswelle mit dem Zahnrad 34b der Zwischenwelle 7 in Eingriff und die gesamte Entfaltung beträgt 0,667. In Gang 2 ist das Zahnrad 27f der Ausgangswelle 5 mit dem Zahnrad 34e der Zwischenwelle 7 in Eingriff und die gesamte Entfaltung beträgt 0,815. In Gang 3 ist das Zahnrad 27e der Ausgangswelle 5 mit dem Zahnrad 34d der Zwischenwelle 7 in Eingriff und die gesamte Entfaltung beträgt 1.

In den Gängen 4 bis 6 ist jeweils das Zahnrad 27c der Eingangswelle 3 mit dem Zahnrad 34d der Zwischenwelle 7 in Eingriff. Dabei ist in Gang 4 das Zahnrad 27d der Ausgangswelle 5 mit dem Zahnrad 34b der Zwischenwelle 7 in Eingriff und die gesamte Entfaltung beträgt 1,238. In Gang 5 ist das Zahnrad 27f der Ausgangswelle 5 mit dem Zahnrad 34e der Zwischenwelle 7 in Eingriff und die gesamte Entfaltung beträgt 1,513. In Gang 6 ist das Zahnrad 27e der Ausgangswelle 5 mit dem Zahnrad 34d der Zwischenwelle 7 in Eingriff und die gesamte Entfaltung beträgt 1,857. In den Gängen 7 bis 9 ist jeweils das Zahnrad 27a der Eingangswelle 3 mit dem Zahnrad 34a der Zwischenwelle 7 in Eingriff. Dabei ist in Gang 7 das Zahnrad 27d der Ausgangswelle 5 mit dem Zahnrad 34b der Zwischenwelle 7 in Eingriff und die gesamte Entfaltung beträgt 2,303. In Gang 8 ist das Zahnrad 27e der Ausgangswelle 5 mit dem Zahnrad 34d der Zwischenwelle 7 in Eingriff und die gesamte Entfaltung beträgt 2,815. In Gang 9 ist das Zahnrad 27f der Ausgangswelle 5 mit dem Zahnrad 34e der Zwischenwelle 7 in Eingriff und die gesamte Entfaltung beträgt 3,455.

Die jeweils möglichen Gänge sind in Fig. 2 zu jedem Zahnrad 27 jeweils in Kästchen angedeutet. Dabei gilt, dass zu jedem der 9 Gänge jeweils ein Zahnrad 27 auf der Eingangswelle 3 und ein Zahnrad 27 auf der Ausgangswelle 5 drehfest mit der jeweiligen Getriebewelle verbunden sein muss. Die in Fig. 2 verwendeten Angaben zu den Gängen lassen sich so lesen, dass jeweils beide einem gewünschten Gang zugewiesenen Zahnräder drehfest mit ihrer Getriebewelle ver bunden sein müssen. Beispielsweise müssen für den dritten Gang das Zahnrad 27b der Ein gangswelle 3 und das Zahnrad 27e der Ausgangswelle 5 drehfest mit ihrer Getriebewelle verbun den sein. Die jeweils anderen Zahnräder 27 müssen dabei auf der jeweiligen Getriebewelle frei drehend sein. Durch die oben genannten Gänge 43 ergibt sich eine Bandbreite von 518 % für das Fahrradtret lagergetriebe 1. Eine solche Bandbreite kann die meisten Einsatzbereiche für Fahrräder abde cken. Dabei betragen die Gangsprünge jeweils zwischen 22,2 % und 24 %, wodurch der Fahr komfort deutlich erhöht sein kann.

Im Folgenden ist kurz auf eine vorteilhafte Ausgestaltung einer schaltbaren Kupplungsvorrichtung 29 mit Bezug auf die Fig. 3 eingegangen. Bevorzugt sind alle schaltbaren Kupplungsvorrichtun gen 29 gleichen Aufbaus, sodass an dieser Stelle eine schaltbare Kupplungsvorrichtung 29 pau schal beschrieben ist. Lediglich beispielhaft ist die schaltbare Kupplungsvorrichtung 29 in Fig. 3 auf der Eingangswelle 3 angeordnet dargestellt und beschrieben. Die Beschreibung gilt analog für die schaltbaren Kupplungsvorrichtungen 29 auf der Ausgangswelle 5.

Die Kupplungsvorrichtung 29 dient dazu, das Zahnrad 27, welches frei drehbar auf der Eingangs welle 3 gelagert ist, drehfest mit der Eingangswelle 3 zu verbinden. Die schaltbare Kupplungs vorrichtung 29 weist einen Kupplungskörper 61 auf. Der Kupplungskörper 61 erstreckt sich be vorzugt vollständig einmal um die Eingangswelle 3 herum. In Fig. 3 ist lediglich ein Abschnitt des Kupplungskörpers 61 dargestellt.

Der Kupplungskörper 61 ist in axialer Richtung, also parallel zur Achse 23 der Eingangswelle 3 verschieblich auf dieser gehalten. Im Gegensatz zum Zahnrad 27 ist der Kupplungskörper 61 jedoch drehfest mit der Eingangswelle 3 verbunden. Hierzu weist die Oberfläche der Eingangs welle 3 zumindest in dem Bereich, in dem sich der Kupplungskörper 61 verschieben lassen soll, eine Verzahnung 73 auf. Die Verzahnung 73 kann insbesondere nach der die DIN 5480 gebildet sein. Dies ist jedoch nicht zwingend. Auch andere Verzahnungen sind möglich. Der Kupplungs körper 61 ist mit einer zur Verzahnung 73 komplementären Verzahnung 75 versehen, sodass er sich entlang der Achse 23 verschieben aber nicht frei um die Eingangswelle 3 drehen lässt.

Der Kupplungskörper 61 weist eine Zahnscheibe 67 auf, die planverzahnt ist. Die Zahnscheibe 67 ist bevorzugt einstückig mit dem übrigen Kupplungskörper 61 gebildet. Auch das Zahnrad 27 weist eine Zahnscheibe 65 mit einer Planverzahnung auf. Die planverzahnte Zahnscheibe 65 des Zahnrades 27 ist bevorzugt einstückig mit dem Zahnrad 27 gebildet.

Die planverzahnten Zahnscheiben 65 und 67 sind vorzugsweise komplementär zueinander ge bildet und derart geformt, dass sie zusammen den auskuppelbaren Freilauf 63 bilden. Dies ist bereits weiter oben mit Bezug auf die Fig. 1 beschrieben. Vorzugsweise weisen die Zahnscheiben 65 und 67 jeweils eine sägezahnförmige Verzahnung auf.

Wenn die beiden planverzahnten Zahnscheiben 65 und 67 miteinander in Eingriff sind, ist das Zahnrad 27 drehfest mit der Eingangswelle 3 verbunden, zumindest so, dass eine Kraftübertra gung von der Eingangswelle 3 auf das Zahnrad 27 erfolgen kann, um Kraft entlang der Kraftüber tragungsrichtung 19 von der Eingangswelle 3 auf die Ausgangswelle 5 zu übertragen. In der ent gegengesetzten Richtung kann das Zahnrad 27 aufgrund des Freilaufs 63 hingegen frei drehen.

Sind die beiden planverzahnten Zahnscheiben 65 und 67 voneinander getrennt, ist das Zahnrad 27 auf der Eingangswelle 3 freidrehend. Der freidrehende Zustand ist in Fig. 3 dargestellt. Der freidrehende Zustand entspricht dem ausgekuppelten Zustand 33 der schaltbaren Kupplungsvor richtung 29.

Die schaltbare Kupplungsvorrichtung 29 weist eine Andrückvorrichtung 77 auf, die funktionell mit dem Kupplungskörper 61 gekoppelt ist. Die Andrückvorrichtung 77 ist ausgestaltet, den Kupp lungskörper 61 gegen das Zahnrad 27 zu drücken, solange das Schaltjoch 55 keine entgegen gesetzte Ausrückkraft F _A auf den Kupplungskörper 61 ausübt. Ohne Krafteinwirkung durch das Schaltjoch 55 ist der Kupplungskörper 61 daher in Eingriff mit dem Zahnrad 27.

Das Schaltjoch 55 wirkt in der hier beispielhaft dargestellten Ausgestaltung nicht direkt auf den Kupplungskörper 61 , sondern nur mittelbar über einen Ausrückkörper 56. Der Ausrückkörper 56 ist bevorzugt zwischen dem Schaltjoch 55 und dem Kupplungskörper 61 angeordnet. Der Aus rückkörper 56 kann, wie dargestellt, ein Ring sein, der bevorzugt verschleißfest, beispielsweise gehärtet ist. Der Ausrückkörper 56 kann sich mit der Getriebewelle und damit relativ zum Schalt joch 55 drehen. Alternativ kann der Ausrückkörper auch stationär relativ zum Schaltjoch 55 sein, wie nachstehend noch ausgeführt ist.

Die Andrückvorrichtung 77 weist vorzugsweise mehrere Federelemente 79 auf, diezwischen dem Kupplungskörper 61 und einem auf der Eingangswelle 3 angeordneten Widerlager 81 angeordnet ist. Die Federelemente 79 sind bevorzugt Druckfedern 82, welche zwischen dem Widerlager 81 und dem Kupplungskörper 61 zusammengepresst eingesetzt sind und permanent eine Kraft auf den Kupplungskörper 61 ausüben, die diesen in Richtung auf das Zahnrad 27 drückt.

Das Widerlager 81 kann ein auf der Eingangswelle 3 angeordneter Ring sein, beispielsweise ein Sicherungsring, der in einer Nut 84 in der Eingangswelle 3 derart gehalten ist, dass er entlang der Achse 23 unverschieblich ist.

Der Kupplungskörper 61 kann mit Aufnahmen 83 für die Federelemente 79 versehen sein. Be vorzugt weist jede schaltbare Kupplungsvorrichtung eine Mehrzahl von Federelementen 79 auf, welche voneinander beabstandet an verschiedenen Positionen entlang einer Umfangsrichtung 85 um die Eingangswelle 3 herum angeordnet sind. Dabei sind die Federelemente 79 bevorzugt äquidistant zueinander angeordnet.

Bei einer geraden Anzahl von Federelementen 79 sind diese vorzugsweise sich diametral über die Achse 23 gegenüberliegend angeordnet. Durch die Mehrzahl von Federelementen 79 kann ein gleichmäßiger Druck auf den Kupplungskörper 61 in Richtung des Zahnrads 27 erzeugt wer den. Um den Kupplungskörper 61 vom Zahnrad TI weg zu bewegen, ist der Kupplungskörper 61 funk tionell mit dem Ausrückkörper 56 gekoppelt. Ein Teil hiervon kann ringförmig um den Kupplungs körper 61 herumlaufen. Dies ist im Querschnitt in Figur 3 gezeigt. Da sich in der dargestellten Ausführung das Schaltjoch 55 und der Ausrückkörper 56 nicht mit der Eingangswelle 3 mitdrehen, der Kupplungskörper 61 dagegen drehfest mit der Eingangswelle 3 verbunden ist, befindet sich zwischen dem Ausrückkörper 56 und dem Kupplungskörper 61 ein Lager 87, insbesondere ein Kugellager 87. Der Kupplungskörper 61, oder zusätzlich oder alternativ der Ausrückkörper 56, kann dabei mit einer Laufbahn 89 für das Kugellager 87 versehen sein.

Alternativ dazu kann zwischen dem Ausrückkörper 56 und dem Kupplungskörper 61 auch ein Kugellagerkäfig angeordnet sein, welcher eine Kraft zwischen dem Ausrückkörper 56 und dem Kupplungskörper 61 übertragen kann.

Um den Ausrückkörper 56 bei der Montage nicht zu verlieren, kann ein Ringelement 91 beispiels weise in Form eines Distanzringes vorgesehen sein, wobei der Ausrückkörper 56 entlang der Achse 23 zwischen dem Kugellager 87 und dem Ringelement 91 angeordnet ist. Das Ringele- ment 91 kann insbesondere aus Kunststoff sein. Der Kupplungskörper 61 kann zusätzlich über einen weiteren Sicherungsring 92 verfügen, welcher wiederum das Ringelement 91 gegen Ver schieben entlang der Achse 23 sichert.

Im Folgenden ist kurz schematisch die Betätigung der schaltbaren Kupplungsvorrichtungen 29 mit Hilfe der Schaltjoche 55 und der Ausrückkörper 56 mit Bezug auf die Fig. 4 beschrieben. Die Fig. 4 zeigt dabei eine schaltbare Kupplungsvorrichtung 29 im eingekuppelten Zustand 31 und eine schaltbare Kupplungsvorrichtung 29 im ausgekuppelten Zustand 33. Die Fig. 4 zeigt nur einen Teilbereich des Fahrradtretlagergetriebes 1. Der Teilbereich entspricht einem Fahrradtret lagergetriebe 1 mit zwei Gangstufen, die mit Hilfe der Schaltjoche 55, 55‘ geschaltet werden.

Ein Antriebsmoment M _EIP wird beispielhaft in die Eingangswelle 3 eingeleitet und über zwei schalt- bare Kupplungseinrichtungen 29 an ein kleines Zahnrad 27a oder ein großes Zahnrad 27b wei tergeleitet. Das kleine Zahnrad 27A steht in Verbindung mit einem großen Zahnrad 34a der Zwi schenwelle 7. Das große Zahnrad 27b steht in Verbindung mit einem kleinen Zahnrad 34b der Zwischenwelle 7. Das Abtriebsmoment M _AUS wird von der Zwischenwelle 7 an andere Bereiche des Fahrradtretlagergetriebes 1 weitergeleitet. In der Darstellung rotiert die Zwischenwelle 7 mit höherer Geschwindigkeit als die Eingangswelle 3, da die Zahnräder 27b und 34b Leistung über tragen. Im eingekuppelten Zustand 31, welcher in Fig. 4 unten dargestellt ist, ist der Kupplungskörper 61 durch die Andrückvorrichtung 77 gegen das Zahnrad 27 gedrückt und in Eingriff mit diesem. Dadurch ist das Zahnrad 27 drehfest mit der Getriebewelle, die hier lediglich beispielhaft als Ein gangswelle 3 gekennzeichnet ist, verbunden. Das Schaltjoch 55 übt dabei keine Kraft auf den Kupplungskörper 61 aus. Bevorzugt ist das Schaltjoch 55 dabei vom Kupplungskörper 61 gelöst. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Ausrückkörper 56 gegenüber dem Schaltjoch 55 mit Spiel 93 im Kupplungskörper 61 aufgenommen ist.

Im ausgekuppelten Zustand 33 ist der Kupplungskörper 61 durch das Schaltjoch 55 so weit aus gerückt, dass die planverzahnten Zahnscheiben 67 und 65 nicht mehr ineinandergreifen. Die Fe derelemente 79 sind in diesem Zustand zusammengedrückt.

Das Schaltjoch 55 ^' drückt gegen den Ausrückkörper 56 und hält die Kupplung offen.

Sobald das Schaltjoch 55 den Kupplungskörper 61 wieder freigibt, können die Federelemente 79 den Kupplungskörper 61 wieder gegen das Zahnrad 27 drücken, so dass der eingekuppelte Zu stand 31 eingenommen wird.

Jedes Schaltjoch 55 ist verschieblich auf der Schaltwelle 47 gelagert. Um ein Verkippen des Schaltjochs 55 zu verhindern, ist jedes Schaltjoch 55 an zwei axial voneinander beabstandeten Lagerstellen 95 und 97 auf der Schaltwelle 47 verschiebbar gehalten.

Jedes Schaltjoch 55 ist mit einem Schaltnocken 57 versehen. Der Schaltnocken 57 wirkt zusam men mit einer Schaltkulisse 59, welche drehfest mit der Schaltwelle 47 verbunden ist.

Jede Schaltkulisse weist bevorzugt genau eine erhöhte Position 99 auf, die den Schaltnocken 57 derart verschiebt, dass das Schaltjoch 55 den Kupplungskörper 61 gegen die Federkraft der An drückvorrichtung 77 in den ausgekuppelten Zustand 33 verschiebt.

Die erhöhten Positionen 99 der Schaltkulissen 59 auf einer Schaltwelle 47 sind derart versetzt angeordnet, dass sich in jeder Schaltstellung jeweils genau eine schaltbare Kupplungsvorrichtung 29 im eingekuppelten Zustand 31 und alle anderen schaltbaren Kupplungsvorrichtungen 29 der selben Getriebewelle im ausgekuppelten Zustand 33 befinden. Die schaltbaren Kupplungsvor richtungen 29 einer Getriebewelle sind also durch die dazugehörige Schaltvorrichtung 35 bzw. 37 miteinander gekoppelt.

Durch die Drehbewegung 45 der Schaltwelle 47 werden die Schaltkulissen 59 mitgedreht und die Schaltnocken 57 entsprechend verschoben. Im Folgenden ist beschrieben, wie ein Durchrutschen des Fahrradtretlagergetriebes 1 während eines Schaltvorganges vermieden werden kann.

Ein Durchrutschen findet statt, wenn in Fig. 4 die beispielsweise planverzahnten Zahnscheiben 65 und 67 in der schaltbaren Kupplungsvorrichtung 29 und die beispielsweise planverzahnten Zahnscheiben 65‘ und 67‘ in der schaltbaren Kupplungsvorrichtung 29‘ zu einem Zeitpunkt wäh rend des Schaltvorgangs 50 gleichzeitig keine Kräfte auf die jeweiligen Zahnräder 27a und 27b übertragen können, also sich beispielsweise beide gleichzeitig in einem ausgekoppelten Zustand 33 befinden.

Die planverzahnte Zahnscheibe 67‘ wird axial in Richtung der Achse 23 verschoben. Die Koordi- nate X _a stellt in Fig. 4 diese axiale Bewegung des Schaltjochs 55 ^' dar. Die Koordinate X _b stellt in Fig. 4 die analoge axiale Bewegung des Schaltjochs 55 dar. Die Koordinate X _a ist der Abstand von einer Referenzfläche der Schaltkulisse 59 ^' bis zu einem Referenzpunkt am Schaltjoch 55 ^' . Die Koordinate X _b ist der Abstand von einer Referenzfläche der Schaltkulisse 59 bis zu einem Referenzpunkt am Schaltjoch 55. T rägt man die Koordinate X _a und die Koordinate X _b als Funktion über den Drehwinkel a der Schaltwelle 47 dar, so erhält man die in Fig. 5 dargestellte Schaltlogik für das zweigängige Schaltgetriebe der Fig. 4.

In Fig.5 ist zu erkennen, dass die zwei Schaltstellungen 39 und 41 bei einem Drehwinkel a von 90° und bei einem Drehwinkel von 240° erreicht sind. In Fig. 4 ist ausschließlich die Schaltstellung 41 dargestellt. Fig. 5 zeigt somit schematisch den Verlauf der axialen Höhen der beiden Schaltkulissen 59 und 59 ^' der Fig. 4 über den Drehwinkel a der Schaltwelle 47.

Bei einem Drehwinkel a von 240° hat die Schaltkulisse 59 ^' das Schaltjoch 55 ^' soweit axial entlang der Achse 51 verschoben, dass die schaltbare Kupplungsvorrichtung 29 ^' die formschlüssige Ver bindung des Zahnrades 27a mit der Eingangswelle 3 getrennt hat. Bei einem Drehwinkel von 240° hat die Schaltkulisse 59 das Schaltjoch 55 soweit axial entlang der Achse 51 verschoben, dass die schaltbare Kupplungsvorrichtung 29 die formschlüssige Verbindung des Zahnrades 27b gegenüber der Eingangswelle 3 geschlossen hat.

Es ist sinnvoll, dass sich eine Schaltstellung 39, 41 nicht nur genau bei einem exakten Wert des Drehwinkels a einstellt, beispielsweise bei einem Drehwinkel a von genau 240°, sondern in einem Toleranzbereich, der sich über mehrere Grad, beispielsweise etwa 10° oder 20° erstreckt. So kann sich der Toleranzbereich beispielsweise von 235° bis 245° erstrecken. Auf diese Weise müssen die Schaltkulissen 59 nicht so präzise gefertigt werden, was Kosten spart.

Bei einem Drehwinkel a von 90° hat die Schaltkulisse 59 ^' das Schaltjoch 55 ^' soweit axial entlang der Achse 51 verschoben, dass die schaltbare Kupplungsvorrichtung 29 ^' eingerückt ist und das Zahnrades 27a mit der Eingangswelle 3 formschlüssig verbunden ist.

Analog dazu hat die Schaltkulisse 59 bei dem Drehwinkel a von 90° das Schaltjoch 55 soweit axial entlang der Achse 51 verschoben, dass die schaltbare Kupplungsvorrichtung 29 ausgerückt und die formschlüssige Verbindung des Zahnrades 27b gegenüber der Eingangswelle 3 getrennt ist. Diese Trennung wird vollzogen, indem die Zähne der planverzahnten Zahnscheiben 65 und 67 während der Drehbewegung der Schaltwelle beispielsweise den Bereich von 50 bis 85 Grad durchlaufen.

Im ausgekuppelten Zustand 33 befindet sich die Schaltnocke 57 in einer erhöhten Position 99 auf der Schaltkulisse 59. Im vollständig eingekuppelten Zustand 31 berühren sich die planverzahnten Zahnscheiben 65 und 67 mit oder ohne Relativbewegung zueinander auf der verzahnten Seite soweit, dass sie in einer Drehrichtung ein Drehmoment übertragen können.

Die planverzahnten Zahnscheiben 65 und 67 können drei Betriebsarten einnehmen. In einer ers ten Betriebsart berühren sich die planverzahnten Zahnscheiben 65 und 67 auf der verzahnten Seite im ausgekuppelten Zustand 33 nicht. In der zweiten berühren sich die planverzahnten Zahn scheiben 65 und 67 auf der verzahnten Seite und gleiten aufeinander mit einer Relativbewegung ab. Der zweite Betriebszustand stellt sich im Übergang vom ausgekuppelten in den eingekuppel ten Zustand ein.

Eine dritte Betriebsart wird erreicht, wenn im vollständig eingekuppelten Zustand 31 die planver zahnten Zahnscheiben 65 und 67 auf der verzahnten Seite formschlüssig ineinander greifen, keine Relativbewegung zueinander besitzen und in einer Drehrichtung ein Drehmoment übertra- gen. Die zweite Betriebsart tritt ausschließlich während des Schaltvorgangs 50 auf. Die zweite Betriebsart tritt nicht auf, wenn das Fahrrad in einer bestimmten Schaltstellung 39 oder 41 gefah ren wird.

Ein Durchrutschen kann demnach verhindert werden, wenn eine schaltbaren Kupplungsvorrich tung 29 nur dann von dem eingekuppelten Zustand 31 in den ausgekuppelten Zustand 33 ge- schaltet wird, wenn sich während dieses Schaltvorgangs mindestens eine weitere schaltbare Kupplungsvorrichtung 29 auf derselben Getriebewelle im eingekuppelten Zustand 31 befindet. Da die planverzahnten Zahnscheiben 65 und 67 ausschließlich über ein Federelement 79 im eingekuppelten Zustand 31 gehalten werden, kann es während des Schaltvorgangs 50 nicht zu einer Blockade des Getriebes kommen, falls sich während des Schaltvorgangs 50 zwei oder mehr schaltbare Kupplungsvorrichtungen 29 im eingekuppelten Zustand 31 befinden. Während dieses Schaltvorgangs 50 können sich zwar zwei oder mehr schaltbare Kupplungsvorrichtungen 29 im eingekuppelten Zustand 31 befinden, jedoch kann auf einer Getriebewelle 3, 5 in dieser Ausge staltung nur eine schaltbare Kupplungsvorrichtung 29 die Kräfte übertragen. Die andere schalt bare Kupplungsvorrichtung 29 läuft frei.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung zweier Schaltwellen 47 wie sie beispielsweise in Fig. 1 dargestellt sind. Jede Schaltwelle 47 schaltet in Abhängigkeit von ihrem Drehwinkel a drei Schaltstellungen 39, 41, 101 an der ihr zugeordneten Getriebewelle 3, 5 (vgl. Fig. 1). Die drei Schaltstellungen 39, 41, 101 sind voneinander bevorzugt durch jeweils denselben Drehwinkel a getrennt. Beispielsweise ist jede Schaltstellung 39, 41, 101 durch einen Drehwinkel a von 120° von der benachbarten Schaltstellung entfernt. Wie im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben, kann sich jede Schaltstellung übereinen Drehwinkelbereich erstrecken, beispielsweise ±10° oder ±20° von einer Mittenposition. Der Drehwinkelbereich, überden sich eine Schaltstellung erstreckt, ist in Fig. 6 bei der jeweiligen Schaltwelle schraffiert eingezeichnet.

Bei dieser Ausgestaltung lässt sich ausgehend von einer beliebigen Schaltstellung 39, 41 , 101 jede andere Schaltstellung 39, 41 , 101 einer Schaltvorrichtung durch nur eine einzige Schaltbe- wegung 38 erreichen. Da jede unterschiedliche Kombination von Schaltstellungen 39, 41, 101 der beiden Getriebewellen 47 einen unterschiedlichen Gang der insgesamt 9 Gänge diese Fahr radtretlagergetriebes darstellt, lässt sich auf diese Weise jeder Gang durch Ausführen nur einer Schaltbewegung 38 auf jeder Getriebewelle 47 erreichen. So kann beispielsweise von der Kom bination 39, 41 der Schaltstellungen durch jeweils nur eine Schaltbewegung 38 auf die Kombina- tion 41, 101 oder jede andere Kombination umgeschaltet werden. Finden die beiden Schaltbe wegungen 38 gleichzeitig statt, kann somit sehr schnell von einem Gang in einen beliebigen an deren Gang geschaltet werden.

In Abwandlungen der in Fig. 6 dargestellten Ausgestaltung kann eine Schaltwelle 47 auch nur zwei Schaltstellungen 39, 41 aufweisen, wodurch sich ein 6-Gang Fahrradtretlagergetriebe 1 ergibt, oder es können bei einem 4-Gang Fahrradtretlagergetriebe auch beide Schaltwellen nur zwei Schaltstellungen 39, 41 aufweisen. Bezugszeichen

1 Fahrradtretlagergetriebe

3 Eingangswelle

5 Ausgangswelle

7 Zwischenwelle

9 T retkurbelsatz

11 Motor

13,15 Zahnrad

17 Antriebsritzel

19 Kraftübertragungsrichtung

21, 23, 25 Drehachse 27, 27a-f, 27A, 27B Zahnräder 29, 29‘ schaltbare Kupplungsvorrichtung

31 eingekuppelter Zustand

33 ausgekuppelter Zustand

34, 34a-e Zahnräder

35, 37 Schaltvorrichtungen 38 Schaltbewegung

39, 41 Schaltstellungen

42 Kraftfluss

43 Gang

44 Paar miteinander kämmender Zahnräder

45 Drehbewegung

46 Paar miteinander kämmender Zahnräder

47 Schaltwelle

49 Aktuator

50 Schaltvorgang

51 Achse der Schaltwelle 53 Schaltuntereinheit

55, 55‘ Schaltjoch

56 kupplungskörperseitiges Ende des Schaltjochs

57 Schaltnocken

59, 59‘ Schaltkulisse

61 Kupplungskörper 63 Freilauf

65, 67, 65‘, 67‘ planverzahnte Zahnscheiben

69 Getriebegehäuse

71 Lager

73, 75 Verzahnung

77 Andrückvorrichtung

79 Federelement

81 Widerlager

82 Druckfeder

83 Aufnahme

84 Nut

85 Umfangsrichtung 87 Lager 89 Laufbahn

91 Ringelement

92 Sicherungsring

93 Spiel

95, 97 Lagerstellen 99 erhöhte Position 101 Schaltstellung FA Ausrückkraft MEIP Antriebsmoment MAUS Abtriebsmoment

Ausrückbewegung a Drehwinkel