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Patent Searching and Data


Title:
FORCE-TRANSMISSION ARRANGEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/016281
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a force-transmission arrangement by means of which a reciprocating movement is converted into a continuously rotating movement or a continuously rotating movement is converted into a reciprocating movement. Two parallel rods with teeth on facing sides cooperate directly with teeth which are provided over less than half the periphery or outer casing of a solid wheel, in particular an integral solid wheel, disposed between the rods, in each case only teeth of one rod meshing with the teeth of the wheel. At least one device is provided for the further rotation of this wheel or changing over the rods during pauses in the meshing of the wheel teeth with the rod teeth. The invention is characterized in that a rigid two-pronged fork, preferably a double fork (3, 6, 11), is provided for the force transmission and is rigidly connected to a drive rod and a driven rod, respectively, in particular a piston rod (1, 9). The rod-like prongs (3, 6, 11) of the double fork, which are rigidly connected via a fork head or fork heads (2, 10) which is (are) rigidly connected to the drive rod and driven rod (1, 9), respectively, form the above-mentioned toothed rods (3, 6, 11) which are advanced tangentially towards said wheel (4, 12). The wheel (4, 12) comprises fixed rigid teeth (4a, 12a) which are only of the same size and shape and tooth gaps or spaces which are only of the same size and shape. For the further rotation of the wheel (4, 12) or change-over of the rods (3, 6, 11) either a tooth (5, 8) which is longer than the other teeth on the rods (3, 6, 11) is provided at the end of the row of teeth (3a, 11a) on each of the two rods (3, 6, 11) or a special tooth (13, 14) is provided on the interior of a fork head (10) in the region of its root.

Inventors:
GEISCHLAEGER ROBERT (AT)
Application Number:
PCT/AT1995/000222
Publication Date:
May 30, 1996
Filing Date:
November 20, 1995
Export Citation:
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Assignee:
GEISCHLAEGER ROBERT (AT)
International Classes:
B62M1/24; F16H19/04; (IPC1-7): F16H19/04
Domestic Patent References:
WO1989010502A11989-11-02
Foreign References:
FR619935A1927-04-12
GB191308948A1914-04-16
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 081 (M - 676) 15 March 1988 (1988-03-15)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 013, no. 257 (M - 837) 14 June 1989 (1989-06-14)
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Claims:
1. A n s p r ü c h e : Kraftübertragungseinrichtung, durch die eine hin und hergehende Bewegung in eine fortlaufend rotierende bzw. eine fortlaufend rotierende in eine hin und hergehende umgewandelt wird, wobei zwei zueinander parallel angeordnete Stangen mit Zähnen an den einander zugewandten Seiten mit Zähnen unmittelbar zusammenwirken, die sich an weniger als der Hälfte des Umfangs bzw. Außenmantels eines zwischen den Stangen angeordneten insbesondere einstückigen Vollrades befinden, und wobei jeweils nur Zähne einer Stange in Zähne des Rades eingreifen sowie zumindest eine Einrichtung zum Weiterdrehen dieses Rades bzw. zum Umsteuern der Stangen bei Pausen des Eingriffs der Radzähne mit Stangenzähnen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kraftübertragung eine starre, mit einer Antriebs bzw. Abtriebsstange, insbesondere einer Kolbenstange, (.
2. ,9) fix in Verbindung stehende zweizinkige Gabel, bevorzugt Doppelgabel, (3,6,.
3. ) vorgesehen ist, deren über (einen) mit der Antriebs bzw. Abtriebsstange(n) (.
4. ,9) starr verbundene(r) Gabelkopf bzw. Gabelköpfe (2, 10) starr in Verbindung stehenden stangenförmigen Zinken (3,6,.
5. ) die vorerwähnten mit Zähnen versehenen tangential an das erwähnte Rad (4, 12) herangeführten Stangen (3,6,.
6. ) bilden, daß das Rad (4,12) nur gleich große und gleich geformte fixe starre Zähne (4a, 12a) sowie nur gleich große und gleich geformte Zahnzwischenräume bzw. lücken aufweist und daß sich zum Weiterdrehen des Rades (4,12) bzw. zum Umsteuern der Stangen (3,6,.
7. ) entweder ein im Vergleich zu den übrigen Zähnen an den Stangen (3,6,.
8. ) längerer Zahn (5,8) am Ende der Zahnreihe (3a,.
9. a) an jeder der beiden Stangen (3,6,.
10. ) oder ein besonderer Zahn (13,14) an der Innenseite eines Gabelkopfes (10) im Bereich seiner Wurzel befindet, wobei dieser längere Zahn (5,8) bzw. dieser besondere Zahn (.
11. 3, 14) bei Koinzidenz mit der zahnfreien Zone des Rades (4, 12) in diese über den Zahnkopfkreis hinausgehend hineinreichen, ohne den dort zahnfreien Radaußenmantel zu berühren.
12. 2 Kraftubertragungsemrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die längeren Zahne (5,8) an der dem Gabelinnern zugewandten Seite der beiden einander gegenüber befindlichen Stangen (3,6,1 1 ) angeordnet sind, u.zw. bei beidseitigem Antrieb an entgegengesetzten Enden der an den Stangen befindlichen Zahnreihen, bei einseitigem Antrieb an unmittelbar gegenüberliegenden Enden dieser Zahnreihen, gegebenenfalls gegeneinander verschoben, vorgesehen sind.
13. Kraftubertragungsemrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabel (6) an der dem mit der Antriebs bzw Abtriebsstange (9) starr verbundenen Gabelkopt (2, 10) gegenüberliegenden Seite eine Verbindung (9) zwischen den Zinkenenden bzw. Stangen (6,1 1 ) oder als Doppelgabel (3, 1 1 ) einen zweiten Gabelkopf (2, 10) aufweist, der mit einer weiteren Antriebs bzw. Abtriebsstange (1 ,9) starr verbunden ist, wobei jeweils einer der Gabelkopfe (10) den besonderen Zahn (13, 14) an seiner Innenseite tragen kann.
14. Kraftubertragungsemrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (4, 12) zur Rückführung der Gabel (6) mit einer Freilaufnabe in Verbindung steht.
15. Kraftubertragungsemrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Kraftzufuhrung von nur einer Seite der Kraftschluß durch eine Gabel (6) erfolgt, bei der jede der beiden Zinken je einer von zwei nebeneinander angeordneten Zahπreihen bzw. Zahnstangen (Fig. 4a,4b) autweist, und ein Rad (7), das ebenfalls zwei nebeneinander befindliche Zahnreihen besitzt, wobei insbesondere die Zahnbesetzung phasenmaßig um mindestens einen Zahn versetzt ist und einmal durch eine Zahnstange (3) das Rad (4,7) sowie dann durch das Rad (4,7) die andere Zahnstange (6) bewegbar sind (Fig. 3a bis 3d;4a,4b).
16. Kraftubertragungsemrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf gleicher Achse (1 7) zwei Rader (4,7) mit Teilverzahnung angeordnet sind, welch letztere mit Zahnreihen (3', 3" bzw 6",6') an den Zinkeninnenwanden von zwei getrennten Gabeln (3,6) zusammenarbeiten, die in der Ebene der zugehörigen Rader (4 bzw. 7) angeordnet sind.
17. Kraftubertragungsemrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gabeln (3,6) gefuhrt sind bzw. an einem über eine Führungsrolle (21 ) gelegten Seil (22) od.dgl. hangen, wobei an den unteren Gabelenden Trittpedale ( 19,20) od.dgl. vorgesehen sein können.
18. Kraftubertragungsemrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurcn gekennzeichnet, daß die unteren Enden der Gabeln (3,6) durch ein zusatzliches, über Rollen (23,24) geleitetes Seil (25) od.dgl. untereinander verbunden sind.
19. Krattübertragungseinπchtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeicnnet, daß zwecks Führung der Zinken bzw. mit Zahnreihen versehenen Stangen der Gabeln (3,6) an der Zinken bzw. Stangenaußenflache etwa lotrecht verlaufende Nuten (35) vorgesehen sind, in die, insbesondere mit Spiel, seitlich neben diesen Zinken bzw. Stangen angeordnete Rollen (30 bis 33) gleitend eingreifen. GEÄNDERTE ANSPRÜCHE [beim Internationalen Büro am 25.Apπ l 1996 (25.04.96) eingegangen ; ursprüngl iche Ansprüche 1 9 durch neue Ansprüche 1 9 ersetzt (3 Seiten ) ] 1Kraftubertragungseinπchtung, durch die eine hin und hergehende Bewegung in eine fortlaufend rotierende bzw. eine fortlaufend rotierende in eine hm und hergehende umgewandelt wird, wobei zwei zueinander parallel angeordnete Stangen mit Zahnen an den einander zugewandten Seiten mit Zahnen unmittelbar zusammenwirken, die sich an weniger als der Hälfte des Umrangs bzw. Außenmantels eines zwischen den Stangen angeordneten insbesondere emstuckigen Vollrades befinden, und wobei jeweils nur Zahne einer Stange in Zahne des Rades eingreifen sowie zumindest eine Einrichtung zum Weiterdrehen dieses Rades bzw. zum Umsteuern der Stangen bei Pausen des Eingriffs der Radzahne mit Stangenzahnen vorgesenen ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kraftübertragung eine starre, mit einer Antriebs bzw Abtriebsstange, insbesondere einer Kolbenstange (1 ,9), fix in Verbindung stehende zweizinkige Gabel, bevorzugt Doppelgabel (3,6, 1 1 ), vorgesehen ist, deren über (einen) mit der Antriebs bzw Abtrιebsstange(n) (1 ,9) starr verbundene(r) Gabelkopt bzw. Gabelkopte (2, 10) starr in Verbindung stehenden stangenförmigen Zinken (3,6, 1 1 ) die vorerwähnten mit Zahnen versehenen tangential an das erwähnte Rad (4,12) herangeführten Stangen (3,6, 1 1 ) bilden, daß das Rad (4, 12) nur zweckmäßig damit aus einem Stuck bestehende, gleich große und gleich geformte fixe starre Zahne (4a, 12a) sowie nur gleich große und gleich geformte Zahnzwischenraume bzw lucken autweist und daß zum Weiterdrehen des Rades l4, 1 2) bzw. zum Umsteuern der Stangen (3,6, 1 1 ) entweder je ein im Vergleich zu den gleich langen übrigen Zahnen an jeder der Stangen (3,6, 1 1 ) mit diesen zweckmäßig aus einem Stuck bestehender, vorzugsweise wesentlich, längerer Sonderzahn (5 5 5", 8) am Ende der Zahnreihe (3a, 1 1 a) mit de untereinander gleich langen im Vergleich zum Sonderzahn vorzugsweise wesentlich, kürzeren Zahnen angeordnet ist und zwar in einem die Zahnluckenbreite der Zahne dieser Zahnreihe, vorzugsweise wesentlich überschreitenden Abstand vom Ende dieser Zahnreihe an jeder der beiden Stangen (3 6, 1 1 ) oder sich ein Sonderzahn (1 3, 14) an der Innenseite eines Gabelkopres ( 10) im Bereicn seiner Wurzel befindet wobei diese Sonderzahne (5, ', 5", 8 bzw. 1 3 14) bei Koinzidenz mit der zannrreien Zone des Rades (4, 12) in diese über den Zahnkoprkreis hinausgehend hineinreichen onne den dort zahnfreien Radaußenmantel zu berühren.
20. 2 Kraftubertragungsemrichtung nach Anspruch 1 , dadurcn gekennzeichnet, daß die an den Zahnstangen v orgesehenen Sonderzahne (5, 5', 5", 8) an der dem Gabelinnern zugewandten Seite der beiden einander gegenüber befindlichen Stangen (3,6, 1 1 ) angeordnet sind, u.zw bei beidseitigen. Antrieb an entgegengesetzten Enden der an den Stangen befindlichen Zahnreihen im Abstand davon bei einseitigem Antrieb an unmittelbar gegenüberliegenden Enden dieser Zahnreinen im Abstand davon, gegebenenfalls gegeneinander verschoben, vorgesehen sind.
21. 3 Kraftubertragungsemrichtung nacn Ansprucn 1 oder 2, dadurcn gekennzeichnet, daß die Gabel (6) an der dem mit der Antriebs bzw. Abtriebsstange (9) starr verbundenen Gabelkopt .2, 10) gegenüberliegenden Seite eine Verbindung (9) zwischen den Zinkenenc n bzw Stangen (6, 1 1 ) oder als Doppelgabel (3, 1 1 ) einen zweiten Gabelkopf (2, 10) autweist, der mit einer weiteren Antriebs bzw. Abtriebsstange (1 ,9) starr verbunden ist wobei jeweils einer der Gabelkopte ( 10) den Sonderzahn (1 3, 14) an seiner Innenseite tragen kann.
22. 4 Kraftubertragungsemrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mit gleich großen und gleich geformten fixen starren Zahnen ausgestattete Rad (4, 1 2) zur Rückführung der Gabel (6) mit einer an sich bekannten Freilaufnabe in Verbindung steht.
23. 5 Krattubertragungseinπcntung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Kraftzufuhrung von nur einer Seite der Krattschluß durch eine Gabel (6) errolgt, bei der ιede der beiden Zinken ιe einer von zwei nebeneinander angeordneten Zahnreinen mit gleicn langen Zahnen bzw diese tragende Zahnstangen (Fι°. 4a, 4b) autweist und ein Rad (7), das eoenralls zwei nebeneinander befindliche Zahnreihen mit gleich großen und gleich geformten besitzt, wobei insbesondere die Zahnbesetzung phasenmäßig um mmdestans einen Zahn versetzt ist und einmal durch eine Zahnstange (3) das Rad (4,7) sowie dann durch das ..ad (4,7) die andere Zahnstange (6) bewegbar sind (Fιg.3a bis 3d; 4a, 4b).
24. 6 Kraftubertragungseinπchtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf gleicher Achse (1 7) zwei Räder (4,7) mit Teilverzahnung mit gleich großen und gleich geformten fixen starren Zähnen angeordnet sind, welch letztere mit Zahnreihen (3', 3" bzw. 6", 6') sowie davon beabstandeten Sonderzahnen (8) an den Zinkeninnenwanden von zwei getrennten Gabeln (3,6) zusammenarbeiten, die in der Ebene der zugehörigen Räder (4 bzs. 7) angeordnet sind.
25. 7 Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gabeln (3,6) geführt sind bzw. an einem über eine Fuhrungsrolle (21 ) gelegten Seil (22) od.dgl. hangen, wobei, beispielsweise für einen Fahrradantrieb, an den unteren Gabelenden Trittpedale ( 1 ,20) od.dgl. vorgesehen sein können.
26. 8 Kraftubertragungsemrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß, beispielsweise für einen Fahrradantrieb, die unteren Enden der Gabeln (3,6) durch ein zusätzliches, über Rollen (23,24) geleitetes Seil (25) od.dgl. untereinander verbunden sind.
27. 9 Kraftubertragungsemrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß, insbesondere für einen Fahrradantrieb, zwecks Führung der Zinken bzw. mit Zahnreihen versehenen Stangen der Gabeln (3,6) an der Zinken bzw. Stangenaußenflache etwa lotrecht verlaufende Nuten (35) vorgesehen sind, in die, insbesondere mit Spiel, seitlich neben diesen Zinken bzw. Stangen angeordnete Rollen t30 bis 33) gleitend eingreifen. IN ARTIKEL 19 GENANNTE ERKLÄRUNG Die Patentansprüche wurden im Hinblick auf die im Internationalen Recherchebericht angeführten Vorverof entlichungen präzisiert. Vor allem geschah dies im Hinblick auf die mit X bezeichneten Vorveröffentlichungen. Was den Anspruch 1 betrifft, ist dieser wie schon bisher bereits durch das Merkmal "wobei jeweils nm Zähne einer Stange in Zähne des Rades eingreifen" in seinem Oberbegriff gegenüber den Ausbildungen nach der FPS 61 9 935 und der WO 89/10502 abgegrenzt, gemäß denen ein gleichzeitiger Eingriff der beiden Zahnstangen in das dazwischen befindliche Zahnrad droht, was einer Blockierung des Systems zur Folge hat. Allen XEntgegeπhaitungen, aber auch den YEntgegenhaltungen gegenüber unterscheiden sich darüber hinaus mehrere wichtige Elemente des Kennzeichens des neuen Anspruchs 1 : So sind am Zahnrad, zweckmäßig mit diesem aus einem Stück bestehende, nur glccn große und gleich geformte fixe starre Zähne mit gleicn großen gleich geformten Zannzwischenraumen vorgesehen, zum Unterschied zur Ausbildung nach Fig. 3 der WO 89/10502. Entsprechendes gilt für die Zähne der an den Zahnstangen vorgesehenen Zahnreihen, wieder zum Unterschied zur WO 89/10502. Besonders hervorzuneben ist die anmeldungsgemäße Befestigung und Länge sowie insbesondere der beachtliche Abstand des Sonderzahns an den Zahnstangen; damit sind sehr bedeutende Unterschiede wieder zur Ausbildung nach der Fig. 3 der vorgenannten WO 89/10502 und insbesondere auch zur FPS 61 9 935 gegeben. Die Angaben zum Sonderzahn machen auch den entscheidenden Unterschied zum Abstract of Japan 62220788 offensichtlich. Diese Sonderzähne nach der Anmeldung und deren Abstände von den zugehörigen Zahnreihen an der jeweils zugehörigen Zahnstange (in Verbindung mit dem dazwischen angeordneten Zahnrad) sichern das weitεenend reibungslose Ineinandergreifen der Zahnsvsteme bei den nier in rage kommenden Bewegunssvorgangen ihm und herbewegte Zahnstangen der Gabel; in gleicher Richtung gedrentes Rad!) onne die Gefahr einer Blockierung. Auch die UnteransDruche wurden präzisiert. Soweit deren Merkmale keinen selbständigen Schutz genießen können, erscneinen sie durch die Rückbeziehung (direkt oder mittelbar) auf den Anspruch 1 zumindest als Unteranspruche gewährbar. Die Bescnreibungseinleitung der Anmeldung wird anzupassen sein; dabei wird eine kurze Behandlung πer E tgegennaltungeπ zweckmäßig sein, wobei eine ergänzende Herausarbeitung der \ orteile der Erfindung vorzunehmen wäre.
Description:
Kr-ftiihfirtr-gunffseinπch-unp

Die Erfindung betrifft eine Kraftubertragungseinπchtung, durch die eine hin- und hergehende Bewegung in eine fortlaufend rotierende bzw eine .ortlautend rotierende in eine hin- und hergehende umgewandelt wird, wobei zwei zueinander parallel angeordnete Stangen mit Zahnen an den einander zugew andten Seiten mit Zahnen unmittelbar zusammenwirken, die sich an weniger als der Hälfte des Umfangs bzw. Außenmantels eines zwischen den Stangen angeordneten insbesondere einstuckigen Vollrades befinden, und wobei jeweils nur Zahne einer Stange in Zahne des Rades eingreifen sowie zumindest eine Einrichtung zum Weiterdrehen dieses Rades bzw. zum Umsteuern der Stangen bei Pausen des Eingriffs der Radzahne mit Stangenzahnen vorgesehen ist. Es geht somit um die Ausgestaltung v on Maschinenteilen bzw -elementen, wie sie als Organe von Kraft- und Arbeitsmaschinen verwendet werden, u.zw. unabhängig von deren Antrieb - Menschenkratt oder Ausdehnungskrafte wie Dampf-, Explosions- oder anderer Kräfte. Bisher wurden tur diese Umwandlung - hin- und hergehende in rotierende Bewegung bzw. vice versa - vornehmlich Pleuelstangen samt dazugehörigen Teilen, insbesondere Kolbenbolzen, Pleuellager usw., verwendet.

Wie in Fig. 1 der Zeichnung beispielsweise gezeigt, ist bei einer Ausfuhrung mit einem Antrieb über eine Pleuelstange an keiner Stelle der Kraftübertragung bzw. Bewegung eine volle Nutzleistung zu erzielen. In der Darstellung bedeutet A eine Kolbenstange od.dgl. eines antreibenden Zvlinders eines Explosionsmotors. B eine Pleuelstange, die mittels eines Gelenks C mit einem anzutreibenden Rad D in Verbindung steht. An vielen Stellen gibt es Verwinklungen (Winkel α,ß') oder gar Totpunkte (E,F!) Beachtliche Kraft- und Leistungsmengen gehen mittel- oder unmittelbar unverwertet in die Lagerungen.

Diese Nachteile werden durch inzwischen bekanntgewordene Konstruktionen teilweise vermieden, bei denen eine hin- und hergehende Bewegung in eine fortlaufend

rotierende bzw. eine fortlaufend rotierende in eine hm- und hergenende umgewandelt wird, wobei zwei zueinander parallel angeordnete Stangen mit Zähnen an den einander zugewandten Seiten mit Zähnen unmittelbar zusammenwirken, die sich an weniger als der Hälfte des Umfangs bzw. Außenmantels eines zwischen den Stangen angeordneten insbesondere einstückigen Vollrades befinden, und wobei jeweils nur Zähne einer Stange in Zähne des Rades eingreifen. Hiebei ergeben sich aber Probleme dadurch, daß das Zahnrad durch die hin- und hergehenden, mit Zähnen versehenen Stangen in eine kontinuierliche Drehbewegung zu versetzen ist und vice versa sowie Blockierungen in diesem System im Bereich der Rad- und der Stangenverzahnung vermieden werden müssen. Es wurden bereits Einrichtungen zum Weiterdrehen des Zahnrades bzw. zum Umsteuern der Zahnstangen bei Pausen des Eingriffs der Radzahne und der Stangenzähne vorgeschlagen. Diese Einrichtungen sind allerdings verhältnismäßig kompliziert bzw. störanfällig.

So besitzt die Ausbildung nach der GB-PS 272 696 ein Zahnrad mit einer Zahnreihe, die in der Mitte aus schmäleren, an den beiden Enden aus breiteren Zähnen besteht. In gleicher Weise verschiedene Zahnformen sind an den Stangen vorgesehen. Die Herstellung solcher unregelmäßiger Zahnformen ist sehr aufwendig. Diese Zahnreihen arbeiten mit beweglich angeordneten, unter Federwirkung stehenden Zähnen zusammen, die an den Enden der Zahnstangenzahnreihen in Vertiefungen gelagert sind. Damit wird die Herstellung dieser Einrichtung und der Kraftübertragungseinrichtung nicht nur noch aufwendiger und kostspieliger, sondern die Gesamtausbildung besonders kompliziert. Die Störanfälligkeit bzw. die Blockieruπgsgefahr wird somit besonders hoch.

Auch die in der US-PS 1 123 1 72 beschriebene Konstruktion erfordert einen beachtlichen Herstellungsaufwand, zu dem wieder eine eminente Störanfälligkeit kommt. Dabei sind im Zahnrad neben einer festen Verzahnung federnde Sonderzähne vorgesehen, die einen Kolben, eine Führung und eine Feder aufweisen. Außerdem sind in Zahnstangen neben einer testen Verzahnung an deren Ende einander gegenüber

angeordnete, schwenkbare, die Sonderzähne aufnehmende Klammern angeordnet, die mit den Sonderzähnen zusammenwirken. Es ist somit wieder ein verhältnismäßig komplizierter Aufbau gegeben.

Bei anderen bekannten Ausbildungen fehlt entweder ein wirksamer Weiterschaltmechanismus (FR-PS 1 205 235) oder ein solcher ist gleichermaßen kompliziert oder noch komplizierter aufgebaut bzw. noch störanfälliger wie bzw. als die oben diskutierten bekannten Ausführungen. So ist gemäß der DE-PS 256 544 nur ein Halbzahnrad vorgesehen, das mit einem Umkehrmechanismus an beiden Zahnstangenenden zusammenarbeitet, die aus schwenkbaren Bogenstücken mit gekrümmten Schlitzen bestehen, in die an den Zahnstangen befestigte Zapfen laufen. Weitere Zapfen sind am Halbzahnrad angebracht, welche mit Gabeln der Bogenstücke in Eingriff gelangen. Eine solche Vorrichtung ist nicht nur wegen der Kompliziertheit besonders störanfällig, sondern erfordert auch einen besonders hohen Herstellungsaufwand. Dies gilt erst recht für die Konstruktion gemäß der DE-PS 520 41 7: Denn nebst einem Halbzahnrad wird ein durch dieses verschiebbarer Zahnriegel verwendet. Dieser Riegel wird von dem Lenker eines Doppelbogenstückes betätigt. Das Doppelbogenstück ist mittels zwei weiteren Lenkern am Halbzahnrad befestigt. Außerdem ist bei der Konstruktion ein Nockenring mit zwei Ansätzen vorhanden, die das Doppelbogenstück führen. Es handelt sich also um einen besonders verwickelten und demzufolge anfälligen sowie aufwendigen Aufbau. Die außerdem vorbekannte Ausbildung nach der US-PS 1 818 313 arbeitet über Kurbeln bzw. Pleueln auf eine mit einem Rahmen verbundene Antriebstange. In diesem Rahmen sind zwei mit einem etwa halbverzahnten Rad ständig zusammenwirkende, zueinander parallele Zahnstangen federnd axial verschiebbar gelagert. Der Aufbau dieser Ausbildung ist nicht nur aufwendig und störanfällig, sondern hat auch die Nachteile der eingangs erwähnten Antriebe über Pleuelstangen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei den vorerwähnten bekannten Ausführungen vorliegenden Nachteile weitestgehend zu vermeiden sowie die

vornehmlich bei den Pleuelstangenantrieben auftretenden Verluste möglichst zu verhindern. Dies geschieht gemäß der Erfindung, die auf der eingangs angegebenen Kraftubertragungseinπchtung aufbaut, dadurch, daß für die Kraftübertragung eine starre, mit einer Antriebs- bzw. Abtriebsstange, insbesondere einer Kolbenstange, fix in Verbindung stehende zweizmkige Gabel, bevorzugt Doppelgabel vorgesehen ist, deren über (einen) mit der Antriebs- bzw. Abtrιebsstange(n) starr verbundene(r) Gabelkopr bzw Gabelkopfe starr in Verbindung stehenden stangenrormigen Zinken die vorerwähnten mit Zahnen versehenen tangential an das erwähnte Rad herangeführten Stangen bilden, daß das Rad nur gleich große und gleich geformte fixe starre Zahne sowie nur gleich große und gleich geformte Zahnzwischenraume bzw -lucken aufweist und daß sich zum Weiterdrehen des Rades bzw. zum Umsteuern der Stangen entweder ein im Vergleich zu den übrigen Zahnen an den Stangen längerer Zann am Ende der Zahnreihe an jeder der beiden Stangen oder ein besonαerer Zahn an der Innenseite eines Gabelkopfes im Bereich seiner Wurzel befindet, wobei dieser längere Zahn bzw dieser besondere Zahn bei Koinzidenz mit der zahnfreien Zone des Rades in diese über den Zahnkopfkreis hinausgehend hineinreichen, ohne den dort zahntreien Radaußenmantel zu berühren. Damit ist die Zahl der eingesetzten Teile bzw. Elemente auf ein Minimum reduziert. Eine fix mit einer Antriebs- bzw. Abtriebsstange verbundene Gabel bzw. Doppelgabel weist an der Innenseite ihrer zwei stangenrormigen Zinken nur fixe Zahne auf. Auch das Zahnrad hat nur fixe Zahne. Für das Weiterdrehen des nur an einem Teil seines Umtanges mit den fixen Zahnen ausgestatteten Rades sind ebenfalls nur fixe Zahne an der Gabel bzw. Doppelgabel fix befestigt Die erfindungsgemaße Krattubertragungseinπchtung ist somit besonders betriebssicher und der Herstellungsaurwand außerordentlich reduziert. Gemäß der Erfindung werden auch die Leistungsveriuste vermieden, die bei den vorerwähnten Antrieben über Pleuelstangen auftreten, da statt der "sekanten" Angriffe der Kraft taπgentiale, parallele Kraftübertragungen Zahnrad - Zahnstangen benutzt werden.

Zweckmäßig ist es gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung, wenn die längeren Zahne an der dem Gabelinneren zugewandten Seite der beiden einander gegenüber

befindlichen Stangen angeordnet sind, u.zw bei beidseitigem Antrieb an entgegengesetzten Enden der an den Stangen befindlichen Zahnreinen, bei einseitigem Antrieb an unmittelbar gegenüberliegenden Enden dieser Zahnreihen, gegebenenfalls gegeneinander verschoben, vorgesehen sind. Damit kommen die nur teilweise verzahnten Rader auf einfache Weise in eine Position wo sie durch die andere Zahnreihe am anderen Gabelzinken weitergedreht werden können bzw die Ruckbewegung dieser Zahnreihe bzw. der Gabel leichter eingeleitet werden kann.

Eine gunstige praktische Ausbildung gemäß der Erfindung ergibt sich, wenn die Gabel an der dem mit der Antriebs- bzw Abtriebsstange starr verbundene Gabelkopt gegenüberliegenden Seite eine Verbindung zwischen den Zinkenenden bzw Stangen oder als Doppelgabel einen zweiten Gabelkopf aufweist, der mit einer weiteren Antriebs- bzw. Abtriebsstange starr verbunden ist, wobei jeweils einer der Gabelkopfe den besonderen Zahn an seiner Innenseite tragen kann Hiemit wird nicht nur eine besonders stabile Ausfuhrung erreicht, sondern gegebenenfalls der Umschaltungsbereich - auch bei reduziertem Zahnbereich am Rad - der Praxis gunstig angepaßt.

Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Rad zur Rückführung der Gabel mit einer Freilaufnabe in Verbindung stehen. So wird dann die Bewegung nur in einer Richtung genutzt

Eine weitere gunstige erπndungsgemaße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Kraftzufuhrung von nur einer Seite der Kraftschluß durch eine Gabel erfolgt, bei der jede der beiden Zinken je eine von zwei nebeneinander angeordnete Zahnreihen bzw Zahnstangen aufweist, und ein Rad, das ebenfalls zwei nebeneinander befindliche Zahnreihen besitzt, wobei die Zahnbesetzung phasenmaßig um einen Zahn versetzt ist und einmal durch eine Zahnstange das Rad sowie dann durch das Rad die andere Zahnstange bewegbar sind. Auf diese Weise kann die Rückführung der Gabel in ihre

Ausgangsposition, insbesondere mittels einer mit dem Rad verbundenen Kurbelwelle, in einfacher Art erfolgen.

Für die Praxis kann eine weitere erfindungsgemaße Ausbildung günstig sein, insbesondere beim Einsatz als Fahrradantrieb. Dabei sind auf gleicher Achse zwei Rader mit Teilverzahnung angeordnet, welch letztere mit Zahnreinen an den Zinkenmnenwanden von zwei getrennten Gabeln zusammenarbeiten die in der Ebene der zugehörigen Rader angeordnet sind. Vorteilhaft ist es dabei wenn die beiden Gabeln gefuhrt sind bzw. an einem über eine Fuhrungsrolle gelegten Seil od.dgl. hangen, wobei an den unteren Gabelenden Trittpedale od.dgl vorgesenen sein können Die Fuhrung der hier getrennten zwei Gabeln wird ertindungsgemaß besonders verbessert, wenn die unteren Enden der Gabeln durch ein zusatzlicnes, über Rollen geleitetes Seil od.dgl. untereinander verbunden sind. Es muß dabei aber darauf geachtet werden, daß die Auf- und Abwartsbewegung der Trittpedale und das Bogenrahren des Fahrrads dadurch nicht behindert werden.

Beim praktischen Einsatz der Erfindung, insbesondere bei Fahrradern, kann es vorteilhaft sein, wenn zwecks Fuhrung der Zinken bzw. mit Zahnreihen versenenen Stangen der Gabeln an der Zinken- bzw. Stangenaußenflache etwa lotrecht verlaufende Nuten vorgesehen sind, in die, insbesondere mit Spiel, seitlich neben diesen Zinken bzw Stangen angeordnete Rollen gleitend eingreifen. Das Spiel bzw. eine Toleranz ist deshalb gunstig, weil damit z.B. eine Anpassung an die Fußhaltung eines Radfahrers möglich ist.

An Hand der Zeichnung werden im folgenden Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung beschrieben.

Dabei zeigen in scnematischer Darstellung Fig. 2 im Aufriß bzw. in Ansicht eine Ausfuhrung mit Doppelgabel und Antrieb von beiden Seiten, die Fig. 3a bis 3d eine solche im Aufriß bzw in Ansicht mit Einfachgabel und Antrieb von einer Seite, die Fig.

4a und 4b Schnitte A-B gemäß Fig. 3d nach Entnahme des Rades, u.zw je eine Ansicht von unten und eine von oben jeweils vom Innern der Gabel her gesehen, die Fig. 5 und 6 Teilaufπsse bzw. -ansichten im Bereich des Antπebsgabelkoptes und Fig. 7 einen Teil- Schnitt C-D nach Fig. 6 nach Entnahme des Rades. Die Fig 8 bis 10 lassen in Vorderansicht und Draufsichten von beiden Seiten die Anwendung der Erfindung für einen Fahrradantrieb erkennen. Die Fig. 1 1 und 12 veranschaulichen in schematischer Darstellung eine weitere erfindungsgemaße Variante auf dem Anwendungsgebiet Fahrrader.

Bei der Variante nach Fig. 2 ergibt ein Hub etwa eine halbe Radumdrehung (herkömmliche Umdrehungszahl). Dabei ist eine Doppelgabel 3 vorgesehen. Diese ist beidseitig mit einer Kraftquelle, insbesondere Kolbenstangen 1 , 1 ', über Gabelwurzeln 2,2' verbunden und besitzt Gabelstangen bzw. -zinken 3', 3", welche die Kraft der gegenüberliegenden Kraftquellen einbringen und auf ein Zahnrad 4 übertragen Außerdem tragen sie Langzahne 5', 5". Beide Gabelstangen bzw. -zinken 3', 3" sind hier innen mit Zahnen zahlenmäßig derart bestuckt, daß sie nur jeweils in die Zahne des halben Radumfangs minus einer insbesondere geringen Zahl von x Zahnen eingreifen können bzw. sie bedecken, d.h. also die Zahnezahl des Zahnrads ist geringer als die der einzelnen Gabelstangen 3', 3". Somit können nicht gleichzeitig die Zahne beider Gabelstangen in das Zahnrad eingreifen, so daß ein Blockieren unmöglich ist Wichtig ist, daß die Verzahnungen aus geometrischen Gründen jeweils den "Eingriff" beenden Um trotzdem ein Erfassen des vollen Halbzahnrades zu gewährleisten, ist eine spezielle Zahnkonstruktion vorgesehen, die entweder am Ende der Zahnreihe als Abschluß einen langer dimensionierten Zahn, den vorerwähnten Langzahn 5' bzw. 5", oder einen außerhalb der Zahnreihe gesetzten Zahn, also einen Sonderzahn, an einer besonderen Stelle vorsieht.

Zur Herstellung des Kraftschlusses ist folgendes zu beachten: ein solcher Kraftschluß, u.zw. unter Beibehaltung der Drehrichtung, ist bei beidseitiger Kraftzufuhrung, z.B

durch je einen Antπebszvlinder auf jeder Seite des zu bewegenden Rades 4, z.B. bei einem Fahrrad, durchfuhrbar.

Soweit gemäß den Fig. 3a bis 3d und 4a sowie 4b nur eine einseitige Kraftzufuhrung erfolgt, z.B. bei einem Fahrrad, sichert beispielsweise gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Anbringung eines Doppelzahnrades 4,7 (d.h. zwei Zahnrader nebeneinander auf gleicher Achse; Zannrad 4 plus "Gegenzahnrad" 7) und einer Doppelgabel 3,6 (hier zwei nebeneinander angeordnete Zahnreihen 3a, 3b, jedoch nur je eine davon an den je einem der Gabelzinken (Fig 4a,4b!) 2; Gabel 3 bzw "Kolbengabel" plus "Gegengabel" 6) den ordnungsgemäßen Bewegungsvorgang; in diesem Fall geht die Kraft zunächst wie in den Fallen der beidseitigen Kraftzufuhrung von der mit einem Kolben od.dgl. verbundenen Gabel 3 ("Kolbengabel") (siehe Fig. 3a, Pfeil G!) über das Zahnrad 4 zu einer Kurbelwelle oder einem gleichwertigen Element wie z.B. beim Fahrrad. Die Rückführung der "Kolbengabel" 3 in ihre Ausgangsposition erfolgt dann wie folgt: die Kraftzufuhrung geht von der Kurbelwelle oder dem gleichwertigen Element bzw. dem Zahnrad 4 aus und treibt dann über das zweite Zahnrad ("Gegenzahnrad") 7 die zweite Gabel ("Gegengabel") 6, (Fig. 3b, 3c, Pfeil R!) die mit der erstgenannten Gabel ("Kolbengabel") 3 fest verbunden ist oder damit aus einem Stuck gearbeitet ist. Die erstgenannte, also die "Normaleinrichtung" (Gabel 3 bzw. "Kolbengabel" - "Zahnrad" 4) unterscheidet sich von der zweitgenannten, also der "Gegeneinrichtung" ("Gegen-(Kolbenjgabel" 6 und "Gegenzahnrad" 7) hier dadurch daß der Zahnstand um mindestens einen Zahn differiert bzw phasenverschoben ist. Die Fig. 3a bis 3d zeigen wie erwähnt eine solche Ausfuhrung mit einseitiger Kraftquelle und der "Gegeneinrichtung", die nach obigem zum Unterschied von der "Normaleinrichtung" (Fig. 2!) als solche bezeichnet wird. Sie hat alle Teile der Normaieinπchtung, nur Zahnreihen 3', 3", die mindestens um etwa eine Zahnteilung 3'" bzw. 3 ,v zueinander versetzt sind (Fig. 3a). Der Gegenlangzahn ist mit 8 und die Endabrundung der Gabel mit 9 bezeichnet. Die der Ausbildung nach Fig. 2 entsprechenden Teile tragen gleiche Bezugszeichen Die Fig. 4a und 4b veranschaulichen wie Fig. 3a, allerdings im Kreuzriß bzw. als Ansichten vom Innern der

Gabel 3,6 her, nebst der Normalgabel 3 die Gegenkolbeπgabel 6. Das Gegenzahnrad ist in den Fig. 3a bis 3d mit 7 und der Gegenlangzahn mit 8 bezeichnet. In den Fig. 3a bis 3d ist die Kraftübertragungseinrichtung mit verschiedenen Betriebstellungen der Gabel 3,6 und des Rades 4,7 veranschaulicht.

Die letztbeschriebene Variante kann auch bezüglich der Gabel und des Zahnrades an die Ausbildung nach Fig. 2 angeglichen werden, d.h. es sind nur ein Zahnrad 4 und eine Gabel 3 vorhanden. Dann sind die mit in Klammern stehenden Bezugszeichen bezeichneten Teile gemäß den Fig. 3 und 4 nicht vorhanden. Es wird nur bevorzugt die bei angetriebenem Zahnrad 4 mit diesem im Eingriff befindliche Zahπreihe bzw. -stange 3" des Gabelzinkens bzw. der Gabelstange um mindestens eine Zahnteilung 3"' gegen ihre durch das Zahnrad 4 verursachte Bewegungsrichtung in der gleichen Ebene, d.h. in der Ebene der Zinke bzw. Stange 3", verlängert. Damit wird der Eingriff des Zahnrades 4 in die Zahnstange 3" in besonderer Weise sichergestellt. Dies kann auch für die gegenüberliegende andere Zahnreihe bzw. -stange 3', jedoch am entgegengesetzten Ende bei 3 IV , zweckmäßig sein. Es steht also dann die Zahnreihe 3' bzw. 3" über die jeweils gegenüber befindliche Zahnreihe 3", 3' einseitig (über die gestrichelte Linie 3 bzw. 3 V '), d.h. gegenüber dem fraglichen Zahnreihenende, vor.

Die Fig. 5 und 6 lassen weitere Varianten erkennen. Dabei zeigen die Fig. 5 eine Ausbildung mit beidseitig angetriebener Gabel und Kolbenrichtung K abwärts und die Fig. 6 eine solche mit einseitig angetriebener Gabel und Kolbenrichtung K aufwärts. Die Zahnraddrehrichtung ist jeweils mit R angedeutet. In beiden Fällen ist die Kolbenstange mit 9, die Gabelwurzel mit 10, die Gabelstangen mit 1 1 , das Zahnrad mit 12, der Sonderzahn der Normaleinrichtung (entsprechend Fig. 2) mit 1 3, der Sonderzahn für die Gegeneinrichtung mit 14 und das Zahnrad der Gegeneinrichtung mit 1 5 (siehe Fig. 7!) und die Gabelstange der Gegeneinrichtung mit 16 bezeichnet (siehe Fig. 7!).

Fig. 7 zeigt außerdem im Kreuzriß für ein mit dem Normalzahnrad fest verbundenes "Gegenzahnrad" die "Gegengabelstange" 16 der Gegeneinrichtung.

Für die Herstellung des Kraftschlusses ist insbesondere das zu den Fig 2 und 3 Gesagte weitestgehend zu nutzen. Eine weitere erfindungsgemaße Variante wendet den Freilaut an: Die Gabel greift mit ihren Zahnen sowohl bei der Hin- als auch bei der Her- bzw Ruckbewegung in das Zahnrad ein; doch wird die Bewegung durch Verwendung der Freilaumabe nur in einer Richtung verwendet. Eine etwas breitere Gabel genügt, doch sind zweckmäßig zwei Zahnrader vorgesehen, da die Wirkungsrichtung der beiden mit Kolben verbundenen Gabelteile unterschiedlich ist.

Es wird unterstrichen, daß die beste Wirtschaftlichkeit dann gegeben ist wenn die Zahl der auf die Gabeln wirkenden Zvlinder der Taktzahl entspricht (z.B. also Viertaktmotor - vier Zvlinder usw.).

Wie oben bereits wiederholt erwähnt, kann die Erfindung sehr gunstig bei Fahrradern angewandt werden. Eine solche Anwendung zeigen die Fig. 8 bis 10 Bei dieser mit dem Rahmen eines Fahrrades verbundenen Kraftubertragungsemrichtung sind wieder das teilverzahnte Rad bzw. Zahnrad 4 und das teilverzahnte Rad bzw. Gegenzahnrad 7, hier über eine Achse 1 7, fest untereinander verbunden und arbeiten mit Zahnreihen auf den Zinken bzw. Zahnstangen der Gabel 3 bzw. der "Gegengabel" 6 zusammen. Dabei greift das Rad 4 in die Zahnreihen 3', 3", das Rad 7 in die Zahnreihen 6 ,6" ein. Auf der Achse 1 7 sitzt noch das für Fahrrader übliche Antriebszahnrad 18, das mit der üblichen Kette das Hinterrad antreibt. Über Trittpedale 19 und 20 werden die Gabeln 3 und 6 die über ein über eine im Fahrradrahmen gelagerte Rolle 21 gerührtes Seil 22 untereinander in Verbindung stehen, abwechselnd abwärts bewegt, so daß das Antriebszahnrad 18 über die Zahnstangen 3', 3" bzw. 6", 6' und die Rader 4,7 kontinuierlich gedreht wird, wobei die kontinuierliche Drehbewegung der Rader 4,7 wieder durch Langzahne 8 gesichert wird. Zur Verbesserung der Fuhrung der Gabeln 3,6 können diese, wie stπchliert in den Fig 8 bis 10 angedeutet, durch ein weiteres, über Rollen 23,24 geführtes Seil 25 od.dgl. auch unten geführt werden.

Eine weitere erfindungsgemaße Variante zeigen in schematischer Darstellung in Fig 1 1 im Aufriß u.zw. als Seitenansicht eines Fahrrades sowie in Fig. 12 in Form einer Teilansicht der Kraftubertragungsemrichtung von vorne Dabei werden entsprechende, also sich wiederholende Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorausgehenden Figuren versehen.

Bei dem dargestellten Fahrrad 26 übernimmt es das erfindungsgemaße Gabel-Rad- System, anstatt der üblichen Tretkurbel das Antriebszahnrad 18 für die Antriebskette 27 für das Antriebszahnrad 28 für das Hinterrad 29 zu drehen. Dabei können in üblicher Weise auch Gangschaltungen bzw eine Freilaufnabe vorgesehen werden. Die bereits oben erwähnten Gabeln sind bei 3 bzw. 6 ersichtlich Die mit den Zahnreihen der Gabelzinken zusammenarbeitenden teil verzahnten Rader sind nicht dargestellt entsprechen aber den Ausbildungen nach den Fig. 9 und 10 (Bezugszeichen 4 bzw 7)

Für die Fuhrung der Gabeln 3,6 sind Rollen 30 bis 33 seitlich der Gabelzinken diese tangierend und führend im Radrahmen 34 gelagert. Vorteilhaft sind zu diesem Zweck Nuten 35 in den Außenflachen der Zinken vorgesehen, in welche die Rollen 30 bis 33 eingreifen. Dies geschieht zweckmäßig mit Spiel bzw. Toleranz. Dieses Spiel berücksichtigt die jeweilige Fußhaltung des Fahrers bzw. erlaubt eine Anpassung an dessen Fußhaltung.

Die Gabeln 3,6 hangen wieder an einem Seil 22 oder einer Kette od.dgl., das bzw. die über ein Rad 21 od.dgl gefuhrt ist, das am Rahmen 34 drehbar gelagert ist.

Das Vorderrad 36, Lenker 37 und Lenkstange 38 sowie der Sattel 39 sind in gewohnter Art konstruiert. Mit Hilfe der Pedale 19,20, die hier wieder nur abwärts bewegt werden, werden die Gabeln 3,6 abwechselnd abwärts bewegt und damit die innerhalb der Gabeln angeordneten, wie bei der Ausbildung nach den Fig. 8-10 ausgeführten, hier nicht dargestellten teil verzahnten Rader sowie das Antriebszahnrad 18 kontinuierlich gedreht