Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
MULTIPLE GEAR TRANSMISSION FOR A BICYCLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/039880
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a multiple gear transmission for a bicycle, comprising an inlet shaft (22) and an outlet shaft (93) which are mounted in a housing (H). The inlet shaft (22) is embodied such that it can receive pedal cranks (5) and both ends thereof protrude from the housing (H) and both ends of the outlet shaft (93) also protrude from the housing (H) and a drive pinion (111) is embodied in said end thereof. The invention is characterised by the following characteristics; c) at least one intermediate shaft (45) is mounted in a parallel manner between the inlet shaft (22) and the outlet shaft (93) in the housing (H), f) at least two toothed wheels (200, 201; 202, 203; 204, 205) are arranged on the inlet shaft (22), the at least one intermediate shaft (44, 45, 62) and the outlet shaft (93), g) the toothed wheels (200, 201; 204, 205) arranged on at least two of the shafts (22, 93) can be connected in a rotationally fixed manner to the respective shaft (22, 93) by coupling means (29, 32; 102, 104), d) all of the toothed wheels (200, 201; 202, 203; 204, 205) are in permanent contact with the other toothed wheel.

Inventors:
NICOLAI KARLHEINZ (DE)
Application Number:
PCT/DE2005/001580
Publication Date:
April 20, 2006
Filing Date:
September 09, 2005
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
NICOLAI KARLHEINZ (DE)
International Classes:
B62M1/36; (IPC1-7): B62M11/06
Foreign References:
US5975266A1999-11-02
US5142937A1992-09-01
FR737137A1932-12-07
CH185555A1936-07-31
FR834702A1938-11-30
US2431982A1947-12-02
US2061225A1936-11-17
US6318198B12001-11-20
EP0930223A11999-07-21
DE20201787U12002-06-20
US5261294A1993-11-16
DE19505029A11996-08-29
Attorney, Agent or Firm:
Rehmann, Thorsten (Lins & Partner GbR Theodor-Heuss-Strasse 1, Braunschweig, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Mehrfachgetriebe für ein Fahrrad mit in einem Getriebegehäuse (H) gelagerter Eingangswelle (22) und Ausgangswelle (93), wobei die Eingangswelle (22) zur Aufnahme von Tretkurbeln (5) ausgestaltet ist und mit ihren beiden Enden aus dem Getriebegehäuse (H) her¬ ausgeführt und die Ausgangswelle (93) mit einem ihrer Enden aus dem Getriebegehäuse (H) herausgeführt und an diesem Ende zur Aufnahme eines Antriebsritzels (111) ausgestaltet ist, gekennzeich¬ net durch folgende Merkmale: b) parallel zwischen der Eingangswelle (22) und der Ausgangswel¬ le (93) ist mindestens eine Zwischenwelle (45) im Getriebege¬ häuse (H) gelagert, d) auf der Eingangswelle (22), der mindestens einen Zwischenwel¬ le (44, 45, 62) und der Ausgangswelle (93) sind jeweils mindes¬ tens zwei Zahnräder (200, 201; 202, 203; 204, 205) angeordnet, e) auf mindestens zwei der Wellen (22, 93) sind die darauf ange¬ ordneten Zahnräder (200, 201; 204, 205) über Kupplungsmittel (29, 32; 102, 104) drehfest mit der jeweiligen Welle (22, 93) ver¬ bindbar, d) alle Zahnräder (200, 201; 202, 203; 204, 205) sind permanent mit einem anderen Zahnrad in Eingriff.
2. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass während mindestens eines Schaltvorganges sich der Zustand von mindestens zwei Kupplungsmitteln (29, 32, 102,104) gleichzei¬ tig ändert.
3. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (200, 201 ) auf der Eingangswelle (22) und die Zahnräder (203, 204) auf der Ausgangswelle (93) drehfest mit die¬ sen verbindbar sind.
4. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass jeweils eines der Zahnräder (201 , 204) mittels eines Frei¬ laufs (29, 102) und das jeweils andere der Zahnräder (200, 205) mittels einer schaltbaren Kupplung (103; 32) drehfest mit der jewei¬ ligen Welle (22, 93) verbindbar ist.
5. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl paralleler Zwischenwellen (44, 45, 62) im Ge¬ triebegehäuse (H) gelagert ist.
6. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass drei Zwischenwellen (44, 45, 62) vorgesehen sind.
7. Mehrfachgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die unmittelbar mit den Zahnrädern (200, 201; 204, 205) der Eingangswelle (22) und der Ausgangswelle (93) kämmenden Zahnräder (202, 203; 40, 41) drehfest auf den Zwi¬ schenwellen (44, 45) befestigt sind.
8. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (202, 203; 40, 41) einteilig mit den Zwischen¬ wellen (44, 45) ausgebildet sind.
9. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (22), die mindestens eine Zwischenwelle (45) und die Ausgangswelle (93) hohl ausgebildet sind.
10. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (32, 104) eine Innenverzahnung (113b) und eine Stirnverzahnung (113a, 124a) aufweist.
11. Mehrfachgetriebe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (32, 104) auf der Welle (22, 93) axial verschiebbar angeordnet ist.
12. Mehrfachgetriebe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (32, 104) mit zwei axial wirkenden Lagern (115, 116) verbunden ist.
13. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei axial wirkenden Lager (115, 116) der Kupplung (32, 104) fest oder über eine Feder mit einem Schaltfinger (129) ver¬ bunden sind.
14. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltfinger (121) der Kupplung in Kontakt mit einer Schaltkulisse steht.
15. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltfinger (121) der Kupplung drehbar gelagert ist.
16. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltfinger (121) axial geführt ist.
17. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkulisse auf einem drehbaren, rotationssymmetri¬ schen Schaltkulissenkörper (168) angeordnet ist.
18. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkulissenkörper (122) auf seiner Stirn oder Mantel¬ fläche Erhöhungen (122a) und Vertiefungen (122b) aufweist.
19. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse des Schaltkulissenkörpers (122) parallel oder im rechten Winkel zu den Drehachsen der Wellen (22, 44, 45, 62, 93) angeordnet ist.
20. Mehrfachgetriebe nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schaltkulissen drehbar miteinander verbunden sind.
21. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkulissen über Zahnräder miteinander verbunden sind.
22. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkulissen gleichzeitig mit mehr als einer Kupplung (32) verbunden sind und mehrere Axialbewegungen gleichzeitig hervorrufen.
23. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Schaltfingers (129) gegenüber der Kupplung (32) bei der Montage variierbar ist.
24. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkulissenkörper (169) am Gehäuse H gelagert ist.
25. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens A+1 Zahnräder eine Stirnverzahnung (113a) auf¬ weisen, wobei A die Anzahl der Wellen darstellt.
26. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Wellen (22, 44, 93) eine Außenverzahnung aufweisen.
27. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnverzahnung (113a, 124a) im Profilschnitt eine Säge¬ zahnform aufweist.
28. Mehrfachgetriebe nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Kupplung über eine Feder axial gehalten wird.
29. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Bewegung des Schaltfingers (129) über ein Linear¬ kugellager geführt wird.
30. Mehrfachgetriebe nach einem oder mehreren Ansprüchen, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Zahnräder mehrteilig ausgebildet sind.
31. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Antriebsritzel (111) eine Überlastsicherung angeord¬ net ist.
32. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (H) dreiteilig ausgebildet ist und mindes¬ tens ein Gehäuseteil (7, 8) mit dem Fahrradrahmen (1) starr ver¬ bunden ist.
33. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen der Wellen in mindestens zwei verschiedenen Ebenen liegen.
34. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Zahnräder (202, 203) dieselbe Drehachse besitzen und immer miteinander verbunden sind.
35. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegung mehrerer Schaltkulissenkörper über eine separate Verbindungswelle angesteuert wird.
36. Mehrfachgetriebe nach Anspruch 1 und 17, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Drehwinkelstellung mehrerer Schaltkulissenkör¬ per zueinander über Klemmbauteile einstellbar ist.
Description:
Mehrfachgetriebe für ein Fahrrad

Die Erfindung betrifft ein Mehrfachgetriebe für ein Fahrrad mit in einem Getriebegehäuse gelagerter Eingangswelle und Ausgangswelle, wobei die Eingangswelle zur Aufnahme von Tretkurbeln ausgestaltet und mit ihren beiden Enden aus dem Getriebegehäuse herausgeführt ist und die Aus¬ gangswelle mit einem ihrer Enden aus dem Getriebegehäuse herausge¬ führt und an diesem Ende zur Aufnahme eines Antriebsritzels ausgestaltet ist.

Ein solches Getriebe ist beispielsweise aus der US 5,553,510 bekannt. Auf beiden Wellen sind Zahnräder angeordnet, die jeweils über einen Frei¬ lauf drehfest mit der jeweiligen Welle verbindbar sind. Zum Schalten des Getriebes sind schwenkbare Verbtndungsritzel vorgesehen, die jeweils mit zwei gegenüberliegenden Zahnrädern kämmen können. Ein solches Ge- triebe ist nicht nur baulich sehr aufwendig gestaltet, sondern auch sehr störungsanfällig, da nicht sichergestellt ist, dass die Zahnräder still stehen, wenn das Kupplungsrad eingekuppelt wird. Laute Schaltgeräusche sind unvermeidbar.

In den vergangenen vierzig Jahren hat sich bei Fahrrädern der Kettenan¬ trieb mit einer Schaltmöglichkeit an der Hinterachse durchgesetzt. Dazu wird am Rahmen, der den tragenden Bestandteil des Fahrrades mit all seinen Aufnahmepunkten für die Vorderradgabel, die Sattelstütze sowie das Hinterrad bildet, ein drehbares Tretlager mit einem oder mehreren Kettenblättern montiert. Auf der Nabe des Hinterrades befindet sich eine aus bis zu zehn, verschieden großen Ritzeln bestehende Kassette, An ei¬ nem Ausfallende, das sich unmittelbar an der Hinterachse befindet, wird

ein Schaltwerk angebracht, dessen Aufgabe es ist, die Kette auf den Rit¬ zeln der Kassette zu führen und Schaltvorgänge zu ermöglichen. Durch einen meist am Sitzrohr angebrachten Umwerfer kann am Tretlager zwi¬ schen den verschiedenen Kettenblättern gewechselt werden. Durch die Möglichkeit des Schaltens kann der Fahrer die Übersetzung seines An¬ triebes auf die jeweilige Fahrsituation anpassen. Fahrräder mit einem Schaltungssystem wie oben beschrieben, werden im Allgemeinen als Fahrräder mit Kettenschaltung bezeichnet.

Da bei einem Rad mit Kettenschaltung konstruktionsbedingt die Kompo¬ nenten außen am Rahmen montiert sind, sind sie Umwelteinflüssen be¬ sonders stark ausgesetzt. So kommen Schmutz und Wasser ungehindert an Schaltwerk, Kette, Kassette und sonstige Bauteile. Hierdurch verringert sich der zunächst sehr gute Wirkungsgrad einer Kettenschaltung dras- tisch, so dass ein nicht unerheblicher Teil der Kraft zur Überwindung der Widerstände innerhalb der Schaltung aufgewendet werden muss. Um die Funktion zu gewährleisten ist es erforderlich, dass die Komponenten der Kettenschaltung regelmäßig gewartet werden, das umfasst die Reinigung und das Fetten der Komponenten genauso wie die penible Einstellung. Diese kann sich zum Beispiel bei Stürzen oder Kontakt mit Gegenständen (Steine, Äste etc.) leicht verändern. Da auch bei intensivster Wartung im¬ mer kleinste Schmutzpartikel in der Schaltung und insbesondere in den Lagern zurück bleiben, müssen einige Teile regelmäßig ausgetauscht werden. Gerade die verschleißanfälligen Teile wie Kettenblätter und Kette erfordern einen jährlichen Wechsel, mit dem wiederum zusätzliche Kosten verbunden sind. Des Weiteren können Komponenten bei einem Sturz oder einer Berührung mit Steinen oder Ästen beschädigt oder vom Rahmen abgerissen werden.

Alternativ zur „Kettenschaltung" wurde die so genannte „Nabenschaltung" entwickelt, bei der die Schaltvorgänge in einem Getriebe in der Hinterrad- nabe stattfinden. Die bei der Kettenschaltung benötigten Teile Schaltwerk, Umwerfer und Kassette fallen somit weg. Solche Fahrräder heißen im All-

gemeinen Fahrräder mit Nabenschaltung. Eine Nabenschaltung vermeidet also die Nachteile einer Kettenschaltung. Durch das in die Hinterradnabe integrierte Getriebe steigt jedoch das Gewicht des Hinterrades. Insbeson¬ dere bei so genannten Mountainbikes, die im Gelände bewegt werden, macht sich eine Erhöhung der Masse am Hinterrad sehr stark bemerkbar. Dies gilt vor allem für solche mit Hinterrad-Federung. Für das Fahrverhal¬ ten eines gefederten Rades ist das Verhältnis von gefederter zu ungefe¬ derter Masse von entscheidender Bedeutung. Je größer die ungefederter Masse im Verhältnis zur gefederten Masse ist, desto kritischer ist das Fahrverhalten des Rades. Stöße, verursacht durch Fahrbahnunebenhei¬ ten, können bei hoher ungefederter Masse (schweres Hinterrad) nicht op¬ timal vom Fahrwerk abgefangen werden.

Bei einem bekannten Fahrrad (vergl. DE 103 39 207) befindet sich das Getriebe innerhalb des Fahrradrahmens. Das Tretlagergehäuse des klas¬ sischen Fahrradrahmens fällt weg und wird durch ein Getriebegehäuse ersetzt. Hierbei handelt es sich um ein gemeinsames Gehäuse für Getrie¬ be und Tretlager. Ähnlich den Fahrrädern mit Getriebenabe wird die Kraft über eine Kette oder einen Zahnriemen zum Hinterrad übertragen, die Ket- te und die Hinterradnabe haben bei diesem System keine Schaltfunktion. So kann man die Hinterradnabe sehr leicht bauen, was eine leistungsfähi¬ gere Hinterrad-Federung zur Folge hat. Hinzu kommt, dass sich der Schwerpunkt in die Mitte des Rades, direkt unter den Fahrer, verlagert was ein agileres und kontrollierteres Fahrverhalten zur Folge hat. Des Weiteren lässt sich mit Hilfe des in dem Rahmen integrierten Getriebes die so genannte „Plattformstrategie" einsetzen. War es im Fahrradbau bisher üblich, zunächst einen Rahmen zu bauen und diesen dann nachträglich mit seinen Komponenten auszurüsten, ist es mit dem Konzept des im Rahmen integrierten Getriebes möglich, die aus dem Automobilbau be- kannte Plattformstrategie in der Fahrradherstellung einzusetzen. In dem Getriebegehäuse als Plattform werden zum Beispiel Komponenten wie Schaltung, Federung, die komplette Kraftübertragung, aber auch Brem¬ sen, Dynamo und Beleuchtung fest angebracht. An dem so ausgerüsteten

Getriebe werden dann die kundenspezifischen Teile montiert, die das Fahrrad nach Kundenwunsch vervollständigen. Das Getriebe besteht aus einem Planetengetriebe und einem Primärantrieb. Der Primärantrieb ist notwendig, weil das für den Einsatz in einer Getriebenabe entwickelte Planetengetriebe den hohen im Tretlager wirkenden Momenten nicht standhält. Das Planetengetriebe wird durch den Primärantrieb auf eine höhere Drehzahl gebracht, um den wirkenden Kräften standzuhalten. Durch diese Konstruktion sinkt jedoch der Wirkungsgrad des Antriebs.

Von dieser Problemstellung ausgehend soll das eingangs beschriebene Mehrfachgetriebe verbessert werden.

Zur Problemlösung zeichnet sich das gattungsgemäße Mehrfachgetriebe durch folgende Merkmale aus:

a) parallel zwischen der Eingangswelle (22) und der Ausgangswel¬ le (93) ist mindestens eine Zwischenwelle (45) im Getriebege¬ häuse (H) gelagert,

b) auf der Eingangswelle (22), der mindestens einen Zwischenwel¬ le (44, 45, 62) und der Ausgangswelle (93) sind jeweils mindes¬ tens zwei Zahnräder (200, 201 ; 202, 203) angeordnet,

c) auf mindestens zwei der Wellen (22, 93) sind die darauf ange- ordneten Zahnräder (200, 201 ; 204, 205) über Kupplungsmittel

(29, 32; 102, 104) drehfest mit der jeweiligen Welle (22, 93) ver¬ bindbar,

d) alle Zahnräder (200, 201; 202, 203; 204, 205) sind permanent mit einem anderen Zahnrad in Eingriff.

Dadurch, dass alle Zahnräder permanent mit einem anderen Zahnrad und mit der jeweiligen Welle in Verbindung stehen und mit der Eingangswelle

und der Ausgangswelle immer ein Zahnrad drehfest mit verbunden ist, ist es ausgeschlossen, dass durch einen Schaltfehler versehentlich eine Leerlaufstellung des Getriebes geschaltet wird, wodurch Verletzungen des Radfahrers, wie sie durch plötzliches „ins Leere" treten entstehen können, völlig ausgeschlossen sind. Da für einen Gangwechsel keine Zahnräder verschoben werden müssen, sind nicht nur Schaltgeräusche, sondern auch Beschädigungen der Zähne ausgeschlossen.

Die Kupplungsmittel können Freiläufe und/oder von außen ansteuerbare Schaltkupplungen sein.

Vorzugsweise ist jeweils eines der Zahnräder mittels eines Freilaufes und das jeweils andere der Zahnräder mittels der schaltbaren Kupplung dreh¬ fest mit der jeweiligen Welle verbindbar. Dadurch ist sichergestellt, dass sowohl die Eingangswelle als auch die Ausgangswelle kraftschlüssig mit einem Zahnrad verbunden sind.

Wenn die Zahnräder auf der Eingangswelle und die Zahnräder auf der Ausgangswelle drehfest mit diesen verbindbar sind, können die auf der Zwischenwelle angeordneten Zahnräder fest (starr) mit dieser verbunden werden, wodurch die Herstellkosten reduziert sind.

Es können mehrere parallele Zwischenwellen im Getriebegehäuse gela¬ gert sein, wenn eine Vielzahl von Gängen und/oder eine möglichst geringe Abstufung des Getriebes gewünscht wird.

Um das Gewicht des Mehrfachgetriebes möglichst niedrig zu halten, sind die Wellen hohl ausgebildet. Die Zahnräder können zur Gewichtsreduzie¬ rung gelocht sein.

Die schaltbare Kupplung weist vorzugsweise eine Innenverzahnung und eine Stirnverzahnung auf, über die die drehfeste Verbindung zwischen der Welle und dem zugeordneten Zahnrad hergestellt wird.

Die Kupplung kann auf der Welle axial verschiebbar angeordnet sein. Vor¬ zugsweise ist sie mit zwei axial wirkenden Lagern verbunden und die La¬ ger sind fest oder über eine Feder mit einem Schaltfinger verbunden. Der Schaltfinger kann ständig in Kontakt mit einer Schaltkulisse stehen und drehbar gelagert sein.

Vorzugsweise wird der Schaltfinger auch in axialer Richtung geführt.

Zur Vereinfachung des Aufbaues ist die Schaltkulisse der Kupplung auf einem drehbaren rotationssymmetrischen Schaltkulissenkörper angeord¬ net. Der Schaltkulissenkörper weist auf seiner Stirn- oder Mantelfläche Erhöhungen und Vertiefungen auf. Vorzugsweise verläuft die Drehachse des Schaltkulissenkörpers parallel oder im rechten Winkel zu den Dreh- achsen der Wellen.

Mehrere Schaltkulissen können drehbar miteinander verbunden sein, wo¬ bei die Verbindung über Zahnräder erfolgen kann. Dadurch können die Schaltkulissen gleichzeitig mit mehr als einer Kupplung verbunden sein und mehrere Axialbewegungen gleichzeitig ausführen.

Die Position des Schaltfingers gegenüber der Kupplung ist vorzugsweise variierbar. Die drehbare Lagerung des Schaltkulissenkörpers erfolgt am oder im Getriebe.

Wenn A die Anzahl der Wellen darstellt, dann weisen mindestens A+1 Zahnräder eine Stirnverzahnung auf. Die Stirnverzahnung ist vorzugswei¬ se im Profilschnitt sägezahnförmig.

Mindestens zwei Wellen sind mit einer Außenverzahnung versehen, auf die die Bauelemente aufgeschoben werden können.

Vorteilhaft ist es, wenn die Kupplung über eine Feder immer in einem axia¬ len Zustand gehalten wird. Zur Reduzierung der Reibung und Verbesse¬ rung der Führung ist die axiale Bewegung des Schaltfingers vorzugsweise über ein Linearkugellager geführt.

Die Zahnräder können vorzugsweise mehrteilig ausgebildet sein, wobei ringförmige Stirnverzahnungen auf den Grundkörper aufbringbar sind.

Zur Vermeidung einer Zerstörung ist vorzugsweise vor dem Antriebsritzel eine Überlastsicherung im Getriebe angeordnet.

Eine besonders kompakte Bauform des Getriebes ist möglich, wenn die Drehachsen der Wellen in mindestens zwei verschiedenen Ebenen liegen.

In einer Ausgestaltungsform besitzen mindestens zwei Zahnräder dieselbe Drehachse und sind immer miteinander verbunden.

Wenn mehrere Schaltkulissenkörper vorgesehen sind, wird deren Dreh¬ bewegung vorzugsweise über eine separate Verbindungswelle angesteu- ert. Die Drehwinkelstellung mehrerer Schaltkulissenkörper zueinander ist vorzugsweise über Klemmbauteile einstellbar.

Mit Hilfe einer Zeichnung sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung nach¬ folgend näher erläutert werden. Es zeigt:

Figur 1 ein Fahrrad mit einem im Rahmen integrierten Mehrfachge- triebe;

Figur 2a Teile des Mehrfachgetriebes in Explosionsdarstellung;

Figur 2b das zusammengesetzte Getriebe mit dem Getriebegehäuse in Explosionsdarstellung;

Figur 2c das Mehrfachgetriebe in seinem Gehäuse in perspektivischer Darstellung;

Figur 3a verschiedene Baugruppen des Mehrfachgetriebes in ihrer Anordnung in perspektivischer Ansicht;

Figur 3b verschiedene Baugruppen des Mehrfachgetriebes in ihrer

Anordnung in Explosionsdarstellung;

Figur 4a die Tretlagerwellenbaugruppe in perspektivischer Ansicht;

Figur 4b die Tretlagerwellenbaugruppe in Explosionsdarstellung;

Figur 5a die Mittelwellenbaugruppe in perspektivischer Ansicht;

Figur 5b die Mittelwellenbaugruppe in Explosionsdarstellung;

Figur 6a die Verbindungswellenbaugruppe in perspektivischer An- sieht;

Figur 6b die Verbindungswellenbaugruppe in Explosionsdarstellung;

Figur 7a die Antriebswellenbaugruppe in perspektivischer Ansicht;

Figur 7b die Antriebswellenbaugruppe in Explosionsdarstellung;

Figur 8 die Kupplungsbaugruppe in Explosionsdarstellung;

Figur 9 die Schaltfingerbaugruppe in Explosionsdarstellung;

Figur 10 die mechanische Ansteuerungseinheit der Kupplungsbau- gruppe nach Figur 8

Figur 11a eine erste Kupplungsposition eingekuppelt;

Figur 11b eine zweite Kupplungsposition ausgekuppelt;

Figur 12a den Aufbau der Verbindungswellenbaugruppe in perspektivi¬ scher Darstellung;

Figur 12b den Aufbau der Verbindungswellenbaugruppe in Explosions- darstellung;

Figur 13 den Aufbau der Hauptschaltachsenbaugruppe in perspektivi¬ scher Darstellung;

Figur 14 die Anordnung der Schaltkulissenkörper gemäß Figur 11 und ihrer Ansteuerung über die Verbindungswellenbaugruppe nach Figur 12 und die Hauptschaltachsenbaugruppe nach Figur 13.

Figur 15 die Lage der Schaltfingerbaugruppen nach Figur 9 und der Ansteuerungseinheit gemäß Figur 10 sowie ihrer Führungs¬ achsen innerhalb des Gehäuses in Explosionsdarstellung.

Figur 16 die Positionierung der Schaltkulissenkörper nach Figur 10, der Verbindungswellenbaugruppe gemäß Figur 12 sowie der Hauptschaltachsenbaugruppe nach Figur 13 in Explosions¬ darstellung;

Figur 17 einen Schalt-Drehgriff in Explosionsdarstellung;

Figur 18 die Konzeptskizze eines 4-Gang-Getriebes im Schnitt;

Figur 19 die Konzeptskizze eines 15-Gang-Getriebes im Schnitt.

Figur 1 zeigt die Seitenansicht eines Fahrrades, in dessen Rahmen 1 das Mehrfachgetriebe 4 mit den Tretkurbeln 5 integriert ist. Über ein Gelenk 2a und ein Feder-Dämpfer-Element 3 ist am Rahmen 1 eine Hinderrad¬ schwinge 2 angeordnet. Das Getriebe ist in einem mehrteiligen Gehäuse H untergebracht, das, wie Figur 2a zeigt, tragende Gehäuseteile 9, 10, 11, 12, 13 aufweist, denen die Funktion der Lagerabstützung und Positions¬ festlegung der Wellen und Achsen des Getriebes zukommt, und aus De- ekeln 6, 7, 8 besteht, die das Gehäuse H nach außen abdecken. Zur Be¬ festigung der Lager der Getriebewellen sind Schraubdeckel 14, 15 vorge¬ sehen. Über die Deckel 7, 8 ist das Getriebe H mit dem Rahmen 1 ver¬ bunden. Wenn das Gehäuse H vollständig geschlossen und abgedichtet ist, kann zur Reibungsminimierung Öl eingefüllt werden.

Anhand der Figuren 18 und 19 soll zunächst die Funktionsweise des Ge¬ triebes erläutert werden, bevor der Getriebeaufbau detailliert beschrieben wird.

Das 4-Gang-Getriebe besteht aus der Eingangswelle 22, der Zwischen¬ welle 45 und der mit einem Aritriebsritzel 111 versehenen Ausgangswelle 93. Über einen Ritzelhalter 112 ist das Antriebsritzel 111 auf der Aus¬ gangswelle 93 befestigt. Die Eingangswelle 22 ist beidseitig aus dem Ge-

häuse H herausgeführt und an ihren Enden mit Tretkurbeln 5 versehen. Die Antriebswelle 22 weist zwei Zahnräder 200, 201 und die Ausgangs¬ welle 93 zwei Zahnräder 204, 205 auf. Die Zwischenwelle 45 ist einteilig mit zwei Zahnrädern 202, 203 versehen. Die Lagerung der Wellen 22, 45, 93 erfolgt über Wälzlager 27 im Gehäuse H.

Das über die Tretkurbeln 5 eingeleitete Drehmoment wird von der Ein¬ gangswelle 22 über eine Zwischenwelle 45 auf die Ausgangswelle 93 ü- bertragen. Von der Ausgangswelle 93 wird das Drehmoment über ein An- triebsritzel 111 und eine hier nicht dargestellte Kette zum Hinderrad HR übertragen. Die Übertragung des Momentes zwischen den Wellen 42, 43, 45 erfolgt über die Zahnräder 200, 201, die fest miteinander verbundenen Zahnräder 202, 203 und die Zahnräder 204, 205. Geschaltet wird das Ge¬ triebe über zwei von außen ansteuerbare Kupplungen 32, 104, und zwei Freiläufe 29, 102. Die Kupplung 32 und der Freilauf 29 wirken mit den auf der Eingangswelle 22 drehbar gelagerten Zahnrädern 200, 201 zusam¬ men und die Kupplung 104 und die Freilauf 102 wirken mit den drehbar auf der Ausgangswelle 93 angeordneten Zahnrädern 204, 205 zusammen. Um die Reibung möglichst niedrig zu halten, wenn die Zahnräder 200, 201 , 204, 205 nicht drehfest mit der Welle 22, 93 geschaltet sind, erfolgt die Lagerung vorzugsweise über Kugel- oder Nadellager. In axialer Rich¬ tung sind die Zahnräder 200, 201, 204, 205 gegen Verschieben gesichert. Über die Kupplungen 32 und 104 können die Zahnräder 200 und 205 drehfest mit der Eingangswelle 22 bzw. der Ausgangswelle 93 verbunden werden. Die drehfeste Verbindung der Zahnräder 201 und 204 mit der Eingangswelle 22 bzw. der Ausgangswelle 93 erfolgt über die Freiläufe 29 und 202. Die Außenteile der Freiläufe 29, 102 sind mit den Zahnrädern 201 , 204 und die Innenteile mit den Wellen 22, 93 verbunden. Wenn die Zahnräder 201 , 204 schneller in dieselbe Richtung drehen wie die Welle 22, 93, dreht der Freilauf bei einer Momentübertragung von der Welle 22, 93 auf das jeweilige Zahnrad 201, 204 frei und ohne Last. Bei einer Mo¬ mentübertragung vom Zahnrad 201, 204 auf die Welle 22, 93 laufen die Freiläufe 29, 102 dann frei, wenn sich das Zahnrad 201, 102 langsamer

dreht als die Welle 22, 93. Die Freiläufe 29, 102 sind mittels Passfedern oder einer Verzahnung auf den Wellen 22, 93 befestigt.

Um eine parallele Anordnung der Wellen 22, 45, 93, zu gewährleisten, muss die Summe der Zähne zweier ineinander greifender, sich gegenü¬ berstehender Zahnräder zweier Wellen immer gleich sein. Des Weiteren müssen die Zahnräder 200, 201 , 202, 203, 204, 205 so gewählt werden, dass eine möglichst gleichmäßige Abstufung der einzelnen Gänge vor¬ handen ist. In der beispielhaften Anordnung des Getriebes befinden sich auf der Eingangswelle 22 die Zahnräder 200, 201 mit 36 und 30 Zähnen, auf der Zwischenwelle 45 die Zahnräder 202, 203 mit 30 und 36 Zähnen und auf der Ausgangswelle die Zahnräder 204, 205 mit 17 und 11 Zähnen. Die Festlegung, welches der Zahnräder einer Welle 22, 93 über eine Kupplung 32, 104 oder einen Freilauf 29, 102 zur Welle 22, 93 drehfest gekoppelt wird, ist abhängig vom Drehgeschwindigkeitsunterschied der Zahnräder auf einer Welle und der Richtung der Drehmomentübertragung, d. h., ob das Moment vom Zahnrad auf die Welle oder von der Welle auf das Zahnrad übertragen wird. An der Eingangswelle 22 erfolgt die Dreh¬ momentübertragung von der Welle 22 auf die Zahnräder 200, 201. Der äußere Teil des Freilaufes 29 muss sich, wenn der Freilauf 29 ausgekup¬ pelt ist, schneller drehen als der innere Teil, der auf der Welle 22 befestigt ist. Durch die Übersetzung von 36 zu 30 Zähnen von der Eingangswelle 22 auf die Zwischenwelle 45 und von 36 zu 30 Zähnen von der Zwischen¬ welle 45 zurück zur Eingangswelle 22 dreht sich das Zahnrad 201 schnel- ler als die Eingangswelle 22. So wird kein Drehmoment vom Zahnrad 201 auf die Welle 22 übertragen. Ist die Kupplung 32 ausgekuppelt, versuchen die Zahnräder 200 und 201 stehen zu bleiben. Dadurch dreht sich das Zahnrad 201 langsamer als die Welle 22 und der Freilauf 29 kuppelt ein. Auf der Ausgangswelle 93 erfolgt die Drehmomentübertragung umgekehrt vom Zahnrad auf die Welle. Durch die Anordnung des Freilaufes 102 an dem Zahnrad 204 soll sich der äußere Teil des Freilaufes 102 langsamer drehen als der auf der Welle 93 befestigte innere Teil. Ist die Kupplung 104 am Zahnrad 205 eingekuppelt, überträgt sich das Moment von der

Zwischenwelle 45 mit einer Übersetzung von 36 zu 11 Zähnen auf die Ausgangswelle 93. Das Zahnrad 204 wird von der Zwischenwelle 45 im Verhältnis 17:30 angetrieben und dreht sich so langsamer als die Aus¬ gangswelle 93. Dadurch wird kein Moment von der Zwischenwelie 45 über das Zahnrad 204 auf die Abtriebswelle 93 übertragen. Der Freilauf 102 wird ausgekuppelt. Ist die Kupplung 104 ausgekuppelt, versucht die Welle 93 stehen zu bleiben und die Drehmomentübertragung erfolgt dann auto¬ matisch über den Freilauf 102, da sich nun das Zahnrad 204 schneller dreht als die Welle 93. Die Kupplungsmittel 29, 32; 102, 104 sind inner- halb des Getriebes (in Fahrtrichtung F betrachtet) links vom Zahnrad 200, 201 , 204, 205 angeordnet, so dass die Ansteuerung der Kupplungen 32, 104 von einer Außenseite des Gehäuse H aus erfolgen kann. Beachtet werden muss, dass bei den Schaltvorgängen unter Umständen mehr als eine Kupplung gleichzeitig bedient werden muss. Dies hat zur Folge, dass ein zeitsynchrones Ein- bzw. Auskuppeln nötig ist.

Es resultieren aus dieser Anordnung der Zahnräder 200, 201, 202, 203, 204, 205 folgende vier Gänge:

1. Gang

Beide Kupplungen 32, 104 sind ausgekuppelt und beide Freiläufe 32, 102 übertragen das Drehmoment über die Zahnräder 201, 203 auf die Zwi¬ schenwelle 45 und von dort über die Zahnräder 202, 204 auf die Aus¬ gangswelle 93. Die Übersetzung beträgt 1 ,47 ins Schnelle.

2. Gang

Die Kupplung 32 auf der Eingangswelle 22 ist eingekuppelt und die Kupp¬ lung 104 auf der Ausgangswelle 93 ausgekuppelt. Die Übertragung des Drehmomentes erfolgt über die Zahnräder 200, 202 auf die Zwischenwelle 45 und von dort über die Zahnräder 202, 204 auf die Ausgangswelle 93. Hieraus resultiert eine Übersetzung von 2,12 ins Schnelle.

3. Gang

Die Kupplung 32 auf der Eingangswelle 22 ist ausgekuppelt und die Kupp¬ lung 104 auf der Ausgangswelle 93 eingekuppelt. Dös Moment wird über die Zahnräder 201, 203 auf die Zwischenwelle 45 und von dort über die Zahnräder 203, 205 auf die Ausgangswelle übertragen. Die Übersetzung beträgt 2,73 ins Schnelle.

4. Gang

Beide Kupplungen 32, 104 sind eingekuppelt. Die Drehmomentübertra- gung erfolgt über die Zahnräder 200, 202 auf die Zwischenwelle 45 und von dort über die Zahnräder 203, 205 auf die Ausgangswelle 93. Die Cl- bersetzung beträgt 3,93 ins Schnelle.

Dieses 4-Gang-Getriebe bietet eine gute Übersetzungsbandbreite. Die einzelnen Abstufungen zwischen den Gängen sind aber sehr grob und deswegen nur für sehr einfache Fahrradtypen geeignet. Um eine höhere Anzahl an Gängen bei gleicher Obersetzungsbandbreite und dadurch eine feinere Abstufung zu erreichen, bietet sich ein erweitertes 4-Gang- Getriebe an. Eine Möglichkeit, dieses zu realisieren, besteht darin, zwei an sich identisch aufgebaute 4-Gang-Getriebe in Reihe zu schalten, wodurch sich 16 theoretisch mögliche Schaltkombinationen ergeben. Damit für den Fahrradfahrer zwischen den benachbarten Gängen keine großen Trittfre¬ quenzunterschiede spürbar sind, die zu einem Verlust an Fahrkomfort und Beschleunigungsvermögen führen können, müssen die 16-Gänge in ihrer Größe und Abstufung sinnvoll gewählt werden. Die Übersetzungssprünge zwischen den einzelnen Gängen sollten nicht zu groß und relativ gleich¬ mäßig sein. Die Übersetzungsbreite sollte ungefähr der einer handelsübli¬ chen Kettenschaltung entsprechen.

Mit Hilfe von Figur 19 soll ein 16-Gang-Getriebe erläutert werden, bei dem sich jedoch von den möglichen 16 Gängen nur 15 sinnvolle ergeben, so dass besser von einem 15-Gang-Getriebe gesprochen wird. Die Anord¬ nung der Freiläufe und Kupplungen in diesem zweiten Ausführungsbei-

spiel ist identisch zu dem in Figur 18 gezeigten. Identische bzw. gleich wirkende Bauteile sind deshalb mit denselben Positionsziffern versehen. Geschaltet wird das Getriebe über vier Kupplungen 32, 69, 70, 104 und 4 Freiläufe 29, 83, 84, 102. Die Zahnräder 202, 203 und 40, 401 der Zwi- schenwellen 44 und 45 sind einteilig mit den Wellen ausgebildet.

Die Gänge werden, wie folgt, realisiert:

1. Gang Die Kupplungen 32, 69, 70 und 103 sind alle ausgekuppelt. Das Moment verläuft vom Zahnrad 201 auf das Zahnrad 203, dann vom Zahnrad 202 auf das Zahnrad 79 auf die Zwischenwelle 62 und von hier über das Zahn¬ rad 80 auf das Zahnrad 41 der Zwischenwelle 44 und hier über das Zahn¬ rad 40 auf das Zahnrad 204 der Ausgangswelle. Es resultiert eine Über- setzung mit dem Verhältnis 0,47.

2. Gang

Die Kupplung 32 ist eingekuppelt, die Kupplung 69 ist ausgekuppelt, die Kupplung 70 ist ausgekuppelt, und die Kupplung 104 ist ausgekuppelt. Das Moment verläuft vom Zahnrad 200 auf das Zahnrad 202 der Zwi¬ schenwelle 45, von hier über das Zahnrad 202 auf das Zahnrad 79 der Zwischenwelle 42 und über das Zahnrad 80 auf das Zahnrad 41 der Zwi¬ schenwelle 44 und von hier über das Zahnrad 40 auf das Zahnrad 31 der Ausgangswelle 93. Hieraus resultiert eine Übersetzung mit dem Verhältnis 0,67.

3. Gang

Im 3. Gang ist die Kupplung 32 ausgekuppelt, die Kupplung 69 eingekup¬ pelt, die Kupplung 70 ausgekuppelt, und die Kupplung 104 eingekuppelt. Das Moment verläuft vom Zahnrad 201 auf das Zahnrad 203 der Zwi¬ schenwelle 45, von hier auf das Zahnrad 71 der Zwischenwelle 62, dann über die Zahnräder 80 und 41 auf die Zwischenwelle 44 und von hier über

die Zahnräder 40, 204 auf die Ausgangswelle 93. Hieraus resultiert eine Übersetzung mit dem Verhältnis 0,77.

4. Gang Im 4. Gang ist die Kupplung 32 ausgekuppelt, die Kupplung 69 ausgekup¬ pelt, die Kupplung 70 ausgekuppelt, und die Kupplung 104 ist eingekup¬ pelt. Das Moment verläuft vom Zahnrad 201 auf das Zahnrad 203 der Zwi- schenwelie 45, von hier über das Zahnrad 42 auf das Zahnrad 79 der Zwi¬ schenwelle 62, dann über die Zahnräder 80, 41 auf die Zwischenwelle 44 und von hier über die Zahnräder 41 , 205 auf die Ausgangswelle 93. Hier¬ aus resultiert eine Übersetzung mit dem Verhältnis 0,88.

5. Gang

Im 5. Gang sind die Kupplungen 32 und 69 ausgekuppelt, die Kupplung 70 ist eingekuppelt, und die Kupplung 104 ist ausgekuppelt. Das Moment ver¬ läuft über die Zahnräder 201, 203 auf die Zwischenwelle 45, dann über die Zahnräder 202, 79 auf die Zwischenwelle 62, von hier über die Zahnräder 72, 40 auf die Zwischenwelle 44 und dann über die Zahnräder 40, 31 auf die Ausgangswelle 93. Hieraus resultiert ein Übersetzungsverhältnis von 0,99.

6. Gang

Im 6. Gang sind die Kupplungen 201 und 69 eingekuppelt und die Kupp¬ lungen 70 und 104 ausgekuppelt. Das Moment verläuft über die Zahnrä- der 200, 202 auf die Zwischenwelle 45, dann über die Zahnräder 203, 71 auf die Zwischenwelle 62, von hier über die Zahnräder 80, 41 auf die Zwi¬ schenwelle 44 und dann über die Zahnräder 40, 204 auf die Ausgangswel¬ le 93. Hieraus resultiert eine Übersetzung mit dem Verhältnis 1,10.

7. Gang

Im 7. Gang ist die Kupplung 32 eingekuppelt, die Kupplung 69 ausgekup¬ pelt, die Kupplung 70 ausgekuppelt und die Kupplung 104 eingekuppelt. Das Moment verläuft über die Zahnräder 201 , 203 auf die Zwischenwelle

45, von hier über die Zahnräder 202, 79 auf die Zwischenwelle 32, dann über die Zahnräder 80, 41 auf die Zwischenwelle 44 und von hier über die Zahnräder 41 , 205 auf die Ausgangswelle 93. Hieraus resultiert eine Ü- bersetzung mit dem Verhältnis 1 ,25.

8. Gang

Für den 8. Gang ist die Kupplung 32 ausgekuppelt, die Kupplung 69 ein¬ gekuppelt, die Kupplung 70 ausgekuppelt und die Kupplung 104 einge¬ kuppelt. Das Moment verläuft über die Zahnräder 201, 203 auf die Zwi- schenwelle 45, von hier über die Zahnräder 203, 71 auf die Zwischenwelle 62, über die Zahnräder 80, 41 auf die Zwischenwelle 44 und von hier über die Zahnräder 41 , 205 auf die Ausgangswelle 93. Hieraus resultiert eine Übersetzung mit dem Verhältnis 1 ,44.

9. Gang

Im 9. Gang ist die Kupplung 32 ausgekuppelt, die Kupplung 69 eingekup¬ pelt, die Kupplung 70 eingekuppelt und die Kupplung 104 ausgekuppelt. Das Drehmoment verläuft über die Zahnräder 200, 202 auf die Zwischen¬ welle 45, von hier über die Zahnräder 203, 71 auf die Zwischenwelle 62, dann über die Zahnräder 72, 40 auf die Zwischenwelle 44 und von hier über die Zahnräder 40, 31 auf die Ausgangswelle 93. Hieraus resultiert eine Übersetzung mit dem Verhältnis 1 ,63.

10. Gang Im 10. Gang ist die Kupplung 29 ausgekuppelt, die Kupplung 69 ausge¬ kuppelt, die Kupplung 70 eingekuppelt und die Kupplung 205 eingekup¬ pelt. Das Moment verläuft über die Zahnräder 201 , 203 auf die Zwischen¬ welle 45, von hier über die Zahnräder 202, 79 auf die Zwischenwelle 62, dann über die Zahnräder 72, 40 auf die Zwischenwelle 44 und von hier über die Zahnräder 41 , 205 auf die Ausgangswelle 93. Hieraus resultiert eine Übersetzung mit dem Verhältnis 1,84.

11. Gang

Im 11. Gang ist die Kupplung 32 eingekuppelt, die Kupplung 69 eingekup¬ pelt, die Kupplung 70 ausgekuppelt und die Kupplung 104 eingekuppelt Das Moment verläuft über die Zahnräder 201 , 203 auf die Zwischenwelle 45, dann über die Zahnräder 203, 71 auf die Zwischenwelle 62, von hier über die Zahnräder 80, 41 auf die Zwischenwelle 44 und dann über die Zahnräder 41 , 205 auf die Ausgangswelle 93. Das Übersetzungsverhältnis beträgt hier 2,06.

12. Gang

Im 12. Gang ist die Kupplung 32 eingekuppelt, die Kupplung 69 eingekup¬ pelt, die Kupplung 70 eingekuppelt und die Kupplung 205 ausgekuppelt. Das Moment verläuft über die Zahnräder 200, 202 auf die Zwischenwelle 45, dann über die Zahnräder 203, 71 auf die Zwischenwelle 62, von hier über die Zahnräder 72, 40 auf die Zwischenwelle 44 und dann über die Zahnräder 40, 31 auf die Ausgangswelle 93. Hieraus resultiert ein Über¬ setzungsverhältnis von 2,32.

13. Gang Im 13. Gang ist die Kupplung 32 eingekuppelt, die Kupplung 69 ausge¬ kuppelt, die Kupplung 70 eingekuppelt und die Kupplung 104 eingekup¬ pelt. Das Moment verläuft über die Zahnräder 200, 202 auf die Zwischen¬ welle 45, dann über die Zahnräder 202, 79 auf die Zwischenwelle 62, von hier über die Zahnräder 72, 40 auf die Zwischenwelle 44 und dann über die Zahnräder 41 , 205 auf die Ausgangswelle 93. Das Übersetzungsver¬ hältnis beträgt 2,63.

14. Gang

Im 14. Gang ist die Kupplung 32 ausgekuppelt, die Kupplung 69 einge- kuppelt, die Kupplung 70 eingekuppelt und die Kupplung 104 eingekup¬ pelt. Der Drehmomentverlauf erfolgt über die Zahnräder 201, 203 auf die Zwischenwelle 45, von hier über die Zahnräder 203, 71 auf die Zwischen¬ welle 62, dann über die Zahnräder 72, 40 auf die Zwischenwelle 44 und

über die Zahnräder 40, 31 auf die Ausgangswelle 93. Hieraus resultiert ein Übersetzungsverhältnis von 3,30.

15. Gang

Im 15. Gang sind alle Kupplungen 32, 69, 70, 104 eingekuppelt. Das Mo¬ ment verläuft über die Zahnräder 200, 202 auf die Zwischenwelle 45, dann über die Zahnräder 203, 71 auf die Zwischenwelle 62, von hier über die Zahnräder 72, 40 auf die Zwischenwelle 44 und abschließend über die Zahnräder 41 , 205 auf die Ausgangswelle 93. Hieraus resultiert ein Über¬ setzungsverhältnis von 4,32.

Grundsätzlich erfolgt die Drehmomentübertragung immer über den Frei¬ lauf des Partnerzahnrades, wenn eine Kupplung ausgekuppelt ist. Um ei¬ ne sinnvolle Übersetzungsbandbreite zu erreichen, müssen in den vorste- hend beschriebenen Ausgestaltungen die Übersetzungen noch erhöht werden. Dies erfolgt durch das Übersetzungsverhältnis vom Antriebsritzel 111 zum Ritzel 63 am Hinterrad HR. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Antriebsritzel 111, 22 und das Ritzel 63 am Hinterrad HR 16 Zähne auf, wodurch eine Übersetzung mit dem Faktor 1 ,375 entsteht. Die nun entstandene Gesamtübersetzung mit ihren Sorüngen lässt sich aus folgender Tabelle entnehmen:

L-,

Die Berechnung der Sprünge erfolgt folgendermaßen:

N sei ein beliebiger Gang zwischen 1 und 14. Die Übersetzung des Gan¬ ges N+1 wird durch die Übersetzung des Ganges N dividiert. Von dem Quotienten wird 1 subtrahiert und das Ergebnis mit 100 multipliziert. Das Ergebnis ist der Sprung zwischen den Gängen N und N+1 in %. Die Ge¬ samtübersetzung errechnet sich aus dem Quotienten des letzten und des ersten Ganges.

Nachfolgend soll der Aufbau des Getriebes detaillierter beschrieben wer¬ den:

In Figur 3 sind allein die vier Wellen-Baugruppen, die Tretkurbeln 5 und ihre Position innerhalb des Gehäuses dargestellt. Mit den Tretkurbeln 5 verbunden ist die Tretlagerwellenbaugruppe 16 mit der Eingangswelle 22, über die das Moment in das Getriebe eingeleitet wird. Zur Momentübertra¬ gung dient die Mittelwellenbaugruppe 17 mit den hier nicht sichtbaren Zwi¬ schenwellen 45 und 44. Das Moment wird von der Tretlagerwellenbau¬ gruppe 16 über die Mittelwellenbaugruppe 17 auf die Verbindungswellen- baugruppe 18 übertragen, die wiederum das Moment zurück auf die Mit¬ telwellenbaugruppe 17 überträgt, welche das Moment auf die Abtriebswel¬ lenbaugruppe 19 weiterleitet.

Die in Figuren 4a und 4b dargestellte Tretlagerwellenbaugruppe 16 ist in den Gehäuseteilen 9 und 10 (Figur 10) über die Kugellager 20, 21 gela¬ gert. Diese sitzen auf der Eingangswelle 22. Die Abdichtung erfolgt über zwei auf den Passhülsen 23, 24 liegenden Wellendichtringen 25, 26. Um die Zahnräder 27, 28 verdrehfest mit der Tretlagerwelle 22 zu verbinden, ist das Zahnrad 201 mit dem Freilauf 29 verbunden. Der innere Teil des Freilaufs 29 ist verdrehfest mit der Eingangswelle 22 verbunden. Der äu¬ ßere Teil ist verdrehfest mit dem Zahnrad 201 verbunden. Das Zahnrad 27 ist fest mit einer Kupplung 30 verbunden und über das Nadellager 31 auf der Eingangswelle 22 gelagert. Um eine verdrehfeste Verbindung zwi-

sehen der Eingangswelle 22 und dem Zahnrad 200 herstellen zu können, ist die Kupplung 32 verdrehfest aber axial verschiebbar auf der Eingangs¬ welle 22 aufgebracht. Zwischen dem Freilauf 29 und der Kupplung 32 be¬ findet sich eine Anlaufscheibe 33.Um ein unabhängiges Drehen beider ' Zahnräder 200 und 201 zu gewährleisten, ist zwischen ihnen eine Pass¬ scheibe 34 und ein Axialnadellager 35 mit zwei Anlaufscheiben 36 und 37 angebracht. Um ein unabhängiges Arbeiten des Freilaufes 29 und des Kugellagers 20 zu gewährleisten ist auch zwischen ihnen eine Anlauf¬ scheibe 38 angebracht.

In Figur 5b ist die Mittelwellenbaugruppe 17 dargestellt. Die Mittelwelle 39 ist steif in den Gehäuseteilen 9, 10 uns 11 befestigt. Auf dieser Mittelwelle 39 liegen insgesamt vier Zahnräder 40, 41 , 202 und 203 von denen je zwei auf einem Verbindungsstück 44 und 45 verdrehfest aufgebracht sind. Die Verbindungsstücke 44 und 45 sind über die Nadellager 46, 47, 48 und 49 auf der Mittelwelle 39 gelagert. Seitlich an den Zahnrädern, zu den Ge- häuseklemmungen hin, liegen je ein Axialnadellager 50, 51, 52, 53 mit je zwei Anlaufscheiben 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61.

Die Figur 6b zeigt den Aufbau der Verbindungswellenbaugruppe 18. In einem Wellenverbindungsstück 61 sind zwei Wellenteile 63, 64 fest einge¬ bracht an deren Enden jeweils ein Kupplungswellenbauteil 65, 66 fest auf¬ gebracht ist. Hier ist für die Serienproduktion ein Bauteil denkbar, welches die Bauteile 61, 63, 64, 65, 66 in einem Bauteil (62) vereint. Die Kupp- lungswellenbauteile 65, 66 besitzen eine Außenverzahnung. Auf dem äu¬ ßeren Stück der Kupplungswellenbauteile 65, 66 ist jeweils ein Kugellager 67, 68 aufgebracht, welches in den Gehäuseteilen 9 und 10 gelagert ist. Auf jedem Kupplungswellenbauteil 65 und 66 befindet sich je eine Kupp¬ lung 69, 70. Die Zahnräder 71 , 72 sind fest auf den Kupplungselementen 73, 74 aufgebracht, die über die Nadellager 75, 76 auf den Wellenteilen 63 und 64 gelagert sind. Die Kupplungen 69, 70 sind verdrehfest und axial verschiebbar auf den Kupplungswellenbauteilen 65, 66 ausgeführt, um eine verdrehfeste Verbindung zwischen den Kupplungswellenbauteilen 65,

66 und den Zahnrädern 71, 72 herstellen zu können. Zwischen den Kupp¬ lungselementen 73, 74 und den Kupplungen 69, 70 liegt je eine Anlauf¬ scheibe 77, 78. Die Zahnräder 79, 80 sind über je ein Verbindungselement 81 , 82 mit dem Freilauf 83, 84 verbunden. Der äußere Teil der Freiläufe 83, 84 ist jeweils mit dem Verbindungselement 81 , 82 verdrehfest verbun¬ den. Der innere Teil ist jeweils verdrehfest mit dem Wellenverbindungs¬ stück 61 verbunden. Die Zahnräder 79, 80 sind über die Verbindungsele¬ mente 81 , 82 auf den Nadellagern 85, 86 gelagert. Auf den Verbindungs¬ elementen 81, 82 befindet sich je ein Kugellager 87, 88, das durch je zwei Sicherungsringe 89, 90, 91, 92 axial gesichert ist. Durch die Lager 87, 88 ist die Verbindungswellenbaugruppe im Gehäuseteil 11 gelagert.

Figur 7a, 7b zeigen die Abtriebswellenbaugruppe 19. Analog zur Tretla- gerwellenbaugruppe 16 ist die Ausgangswelle 93 über zwei Kugellager 94, 95 in den Gehäuseteilen 9, 10 gelagert und mit auf Passhülsen 96, 97 lie¬ genden Wellendichtringen 98, 99 nach außen abgedichtet. Um die Zahn¬ räder 204, 205 verdrehfest mit der Ausgangswelle 93 zu verbinden, ist das Zahnrad 204 mit dem Freilauf 102 verbunden. Der innere Teil des Frei¬ laufs 102 ist verdrehfest mit der Tretlagerwelle 93 verbunden. Der äußere Teil ist verdrehfest mit dem Zahnrad 204 verbunden. Das Zahnrad 205 ist fest mit einer Kupplung 103 verbunden. Um eine verdrehfeste Verbindung zwischen der Welle 93 und dem Zahnrad 205 herstellen zu können, ist die Kupplung 104 verdrehfest aber axial verschiebbar auf der Ausgangswelle 93 aufgebracht. Das Kupplungsbauelement 103 und das Zahnrad 205 sind über das Nadellager 105 auf der Ausgangswelle 93 gelagert. Zwi¬ schen der Kupplungsbaugruppe 104 und dem Kupplungsbauelement 103 befindet sich eine Anlaufscheibe 106. Um ein unabhängiges Drehen bei¬ der Zahnräder 204, 205 zu gewährleisten, ist zwischen ihnen ein Axialna¬ dellager 107 mit zwei Anlaufscheiben 108, 109 angebracht. Um ein unab- hängiges Arbeiten des Freilaufes 102 und des Lagers 95 zu gewährleisten ist auch zwischen ihnen eine Anlaufscheibe 110 angebracht. Für den Ab¬ trieb ist ein Ritzel 111 über einen Ritzelhalter 112 verdrehfest auf der Wel¬ le 93 außerhalb des Gehäuses H aufgebracht.

Figur 8 zeigt eine Ausführung einer Kupplungsbaugruppe 32. Auf einem Kupplungsbauelement 113 ist ein Koppelelement 114 zur hier nicht darge¬ stellten Schaltfingerbaugruppe 121 aufgebracht. Dieses Koppelelement 114 ist um ein möglichst verlustfreies Drehen zu gewährleisten mit zwei Axiallagern 115, 116 gelagert. Die Anordnung ist axial mit einem Siche¬ rungsring 117 gegen Verrutschen gesichert.

Figur 9 zeigt die mechanische Ansteuerung einer Kupplungsbaugruppe. Die Kupplungsbaugruppe ist über Koppelelemente 118, 119, 120 mit einer Schaltfingerbaugruppe 121 fest verbunden. Diese Schaltfingerbaugruppe 121 läuft auf einem mit einer Außenverzahnung versehenen Schaltkulis¬ senkörper 122, der auf einem Kugellager 173 gelagert ist. Dem Kupp¬ lungsbauelement 113 gegenüber liegt ein Kupplungsbauelement 124, auf dem ein Zahnrad 200 aufgebracht ist. Zwischen dem Kupplungsbauele¬ ment 124 und dem Kupplungsbauelement 113 liegt eine Anlaufscheibe 126, die Bauteile 116, 117, 114, 115, 113, 124 zusammen bilden die Kupplung 32.

Figuren 10 und 11 zeigen die Schaltfingerbaugruppe 121. Eine Schaltfin¬ gerbaugruppe besteht aus den zwei Schaltfingergehäusen 127, 128, in denen ein Schaltfinger 129 über zwei Kugellager 130, 131 gelagert ist. Die Lager 130, 131 liegen in einem Verbindungsbauteil 132. Der Schaltfinger 129 ist mit drei Sicherungsringen 133, 134, 135 gegen Verrutschen gesi- chert. Des Weiteren befindet sich ein Linearkugellager 136 zwischen den Fingergehäusen 127, 128. Der Schaltfinger 129 der Schaltfingerbaugrup¬ pe 114 läuft auf einem Schaltkulissenkörper 122. Die Schaltfingerbau¬ gruppe 114 ist über Koppelelemente 118, 119, 120 mit der Kupplungs¬ baugruppe nach Figur 8 verbunden. Der Schaltfinger 129 wird über die Koppelelemente 118, 119, 120, die Kupplungsbaugruppe und eine Zugfe¬ der 136 gegen den stirnseitig gewellten Schaltkulissenkörper 122 gezo¬ gen. Die Zugfeder 136 ist über eine Augeschraube 137 mit dem Koppel¬ element 114 der Kupplungsbaugruppe und über eine weitere Augen-

schraube 135 mit einem Gehäuseteil 9, 10, 11, verbunden. Das Zahnrad 200, welches auf dem Kupplungsbauelement 124 aufgebracht ist liegt konzentrisch zum Kupplungsbauteil 113. Die Lage des Schaltfingers 129 auf der Stirnseite des Schaltkulissenkörpers 122 (Wellenberg oder Wellen- tal) bestimmt, ob die Kupplung 32 ein- oder ausgekuppelt ist. Die Zugfeder 136 hält die Kupplung 32 eingekuppelt.

Figur 12 zeigt den Aufbau einer Verbindungswellenbaugruppe. Die Ver¬ bindungswelle 140 ist durch zwei Kugellager 141, 142 in den Gehäusetei- len 12, 13 gelagert. Die Lager 141 , 142 laufen auf zwei Zahnrädern 143, 144 mit Nabe 143a und 144a gegen je eine Anlaufscheibe 145, 146. Mittig auf der Verbindungsachse 140 sind zwei weitere Kugellager 147, 148 auf¬ gebracht, welche die Verbindungswelle 140 im Gehäuseteil 11 lagern. Die Lager sind über ein weiteres Zahnrad 149, zwei Passhülsen 150, 151 und eine Stellring 152 gegen Verrutschen gesichert.

Figur 13 zeigt den Aufbau der Schaltansteuerungsbaugruppe. Die flanschartig ausgebildete Schaltansteuerungswelle153 weist auf ihrer Stirnseite mehrere Vertiefungen 153a und ein Sechskantstück 153b auf. Sie ist über die Kugellager 154, 155 in den Gehäuseteilen 9, 12 gelagert. Auf der Schaltansteuerungswelle 153 sind zwei Zahnräder 156, 157 mit Hilfe von vier Schrauben 158, 159, 160, 161 befestigt und mit einer Dis¬ tanzscheibe 162 auf Abstand gehalten. Das Kugellager 154 ist über eine Distanzhülse 163 auf der Schaltansteuerungswelle 153 aufgebracht. Über die Vertiefungen auf der Schaltansteuerungswelle 153 läuft ein Index- Druckstück 164. Auf dem Sechskantstück (153b) der Schaltansteue¬ rungswelle 153 befindet sich die Seiltrommel 165. Diese dient zur Auf¬ nahme des Schaltzuges 166 und zur Weitergabe des Schaltimpulses. Die Seiltrommel 165 liegt in einem Gehäuse, bestehend aus einem Schaltge- häuse 167 und einem Schaltgehäusedeckel 168.

In Figur 14 ist die Zusammenstellung der Schaltkulissenkörper 122 ihrer Kugellager 173 der Verbindungswellenbaugruppe 177 nach Figur 12 und

der Schaltansteuerungsbaugruppe 128 nach Figur 13 zu sehen. Die Drehwinkellage der einzelnen Schaltkulissenkörper zueinander ist über (nicht gezeigte) Klemmelemente einstellbar.

Figur 15 zeigt den Aufbau und die Positionierung der Schaltfingerbau¬ gruppen 179, 180, 181, 182 und ihrer Schaltfingerachsen 183, 184, 185 im Getriebe. Des Weiteren sind hier auch die Koppelelemente 186, 187, 188, 189, 190, 191 dargestellt. Gezeigt werden beispielhaft die an den Gehäu¬ seteilen 9, 10 befestigten Augenschrauben 192, 193.

Durch Drehung der Schaltansteuerungsbaugruppe 128 drehen sich alle Schaltkulissenkörper 122 gleichzeitig. Durch die relative Anordnung der Wellentäler 122b zu den Wellenbergen 122a, die jeder Schaltfinger 129 abfährt, bestimmt sich der Zustand der einzelnen Kupplungen 32, 69, 70, 104.

Figur 16 zeigt den Aufbau und die Positionierung der in Figur 14 gezeigten Teile im Getriebe. Die Schaltkulissenkörper 171, 172 sind über die Lager 175, 176 auf dem Gehäuseteil 9 gelagert und mit den Gehäuseteilen 12, 14 axial gesichert. Die Schaltansteuerungsbaugruppe 178 nach Figur 13 ist über die Lager 154, 155 in den Gehäuseteilen 12, 14 gelagert. Seitlich an der Schaltansteuerungsbaugruppe 178 wird die Seiltrommelbaugruppe 194 befestigt. Die Schaltkulissenkörper 169, 170 sind über die Lager 173, 174 auf dem Gehäuseteil 10 gelagert und durch die Gehäuseteile 13, 15 axial gesichert. Die Verbindungswellenbaugruppe 177 liegt über die Lager 148, 147 im Gehäuseteil 11 und über die Lager 141 , 142 in den Gehäuseteilen 12, 13.

Figur 17 stellt eine beispielhafte Ausführung einer Dreh- Schaltgriffbaugruppe dar. Diese Baugruppe besteht aus einem Schaltgriff- Innenteil 195, welches fest am Lenker 18 befestigt werden kann, einem Schaltgriff-Drehkörper 196, in dem die Seilzüge 197, 198 eingelegt wer¬ den, und einem Schaltgriff-Gummigriffteil 199.

Bezuαszeichenliste:

1 Rahmen

2 Hinterradschwinge

2a Gelenk

3 Feder-Dämpfer-Element

4 Mehrfachgetriebe/Getriebe

5 Tretkurbel

6 Deckel

7 Deckel

8 Deckel

9 Gehäuseteile

10 Gehäuseteile

11 Gehäuseteile

12 Gehäuseteile

13 Gehäuseteile

14 Schraubdeckel

15 Schraubdeckel

16 Tretlagerwellenbaugruppe

17 Mittelwellenbaugruppe

18 Lenker

19 Abtriebswellenbaugruppe

20 Kugellager

21 Kugellager

22 Eingangswelle

23 Passhülse

24 Passhülse

25 Wellendichtring

26 Wellendichtring

27 Wälzlager

28 Dichtring

29 Freilauf

30 Kupplung

31 Nadellager

32 Kupplung

34 Passscheibe

35 Axialnadellager 36 Anlaufscheibe

37 Anlaufscheibe

38 Anlaufscheibe

39 Mittelwelle

41 Zahnrad 42 Welle

43 Welle

44 Zwischenwelle/Verbindungsstück

45 Zwischenwelle/Verbindungsstück

46 Nadellager 47 Nadellager

48 Nadellager

49 Nadellager

50 Axialnadellager

51 Axialnadellager 52 Axialnadellager

53 Axialnadellager

54 Anlaufscheibe

55 Anlaufscheibe

56 Anlaufscheibe 57 Anlaufscheibe

58 Anlaufscheibe

59 Anlaufscheibe

60 Anlaufscheibe

61 Anlaufscheibe 62 Zwischenwelle/Bauteil

67 Kugellager

68 Kugellager

69 Kupplung

70 Kupplung

72 Zahnrad

73 Kupplungselement

74 Kupplungselement

75 Nadellager

76 Nadellager

79 Zahnrad

80 Zahnrad

81 Verbindungselement

82 Verbindungselement

83 Freilauf

84 Freilauf

85 Nadellager

86 Nadellager

87 Kugellager

88 Kugellager

89 Sicherungsring

90 Sicherungsring

91 Sicherungsring

92 Sicherungsring

93 Ausgangswelle

94 Kugellager

95 Kugellager

98 Wellendichtring

99 Wellendichtring

102 Freilauf

104 Kupplung

107 Axiallager

108 Anlaufscheibe

109 Anlaufscheibe

111 Antriebsritzel

112 Ritzelhalter

113 Kupplungsbauelement

114 Koppelelement

115 Axiallager

116 Axiallager

117 Sicherungsring 118 Koppelelement

119 Koppelelement

120 Koppelelement

121 Schaltfingerbaugruppe

122 Schaltkulissenkörper 122a Wellenberg

122b Wellental

124 Kupplungsbauelement

127 Schaltfingergehäuse

128 Schaltfingergehäuse/Schaltansteuerungsbaugruppe 129 Schaltfinger

130 Kugellager

131 Kugellager

135 Augeschraube

136 Zugfeder 137 Augeschraube

140 Verbindungswelle

141 Kugellager

142 Kugellager

143 Zahnrad 143a Nabe

144 Zahnrad 144a Nabe

145 Anlaufscheibe

146 Anlaufscheibe 149 Zahnrad

150 Passhülse

151 Passhülse

152 Stellring

153 Schaltansteuerungswelle 153a Vertiefung

153b Sechskantstück

154 Kugellager 155 Kugellager

156 Zahnrad

157 Zahnrad

158 Schraube

159 Schraube 160 Schraube

161 Schraube

162 Distanzscheibe

163 Distanzhülse

164 Index-Druckstück 165 Seiltrommel

166 Schaltzug

168 Schaltgehäusedeckel

173 Kugellager

177 Verbindungswellenbaugruppe 179 Schaltfingerbaugruppe

180 Schaltfingerbaugruppe

181 Schaltfingerbaugruppe

182 Schaltfingerbaugruppe

183 Schaltfingerachse 184 Schaltfingerachse

185 Schaltfingerachse

186 Koppelelement

187 Koppelelement

188 Koppelelement 189 Koppelelement

190 Koppelelement

191 Koppelelement

192 Augeschraube

193 Augeschraube

194 Seiltrommelbaugruppe

195 Schaltgriff-Innenteil

196 Schaltgriff-Drehkörper 197 Schaltzug

198 Schaltzug

199 Schaltgriff-Gummigriffteil

200 Zahnrad

201 Zahnrad 204 Zahnrad

205 Zahnrad

F Fahrtrichtung

H Getriebegehäuse

HR Hinterrad




 
Previous Patent: DOOR LOCK FOR A MOTOR VEHICLE

Next Patent: CABRIOLET-VEHICLE