Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit mit Planetengetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , wahlweise für Fahrräder mit kleinen Laufrädern oder für Anhängefahrräder.

Stand der Technik

Die größte Verbreitung zum Antrieb eines Fahrrades hat der Kettentrieb gefunden. Das mit der Tretkurbel verbundene Antriebs-Kettenrad liegt dabei axial gesehen überwiegend außerhalb des Fahrradrahmens, während der auf der Hinterradachse gelagerte Abtriebs-Zahnkranz axial gesehen überwiegend innerhalb des Fahrradrahmens zwischen Fahrradrahmen und Hinterrad angeordnet ist.

Mehrgang-Schaltungen für Fahrräder werden vorzugsweise durch Kettentriebe mit

verschiedenen Kettenrädern an der Tretkurbel und verschiedenen Zahnkränzen am Hinterrad oder durch einstufige Kettentriebe in Kombination mit Nabengetrieben im Hinterrad oder durch eine Kombination dieser beiden Lösungen realisiert. In Summe werden so

Gesamtübersetzungen von bis zu 1 : 4,9 (Beispielsweise SRAM i-motion mit der

Kettenradkombination 48/18) erreicht. Zur Erreichung nutzungsgerechter Entfaltungen (Wegstrecke pro Kurbelumdrehung) mit einem angemessenen Verhältnis zwischen

zurückgelegter Fahrstrecke und Trittfrequenz werden diese Schaltungskombinationen für Laufradgrößen von 28 bis 16 Zoll eingesetzt.

Fahrräder mit kleineren Laufrädern werden vorzugsweise eingesetzt, um kleine Packmaße und Gewichte zu erreichen, häufig ausgeführt als Falträder. Fahrräder mit Laufrädern von 14 Zoll und weniger erfordern eine Übersetzung zwischen Trittfrequenz und Laufradfrequenz von mindestens 1 : 5, um eine nutzungsgerechte Entfaltung zu erreichen.

Darüber hinaus sind Anhängefahrräder für Fahrräder bekannt, die hinten an ein Fahrrad gehängt werden und die im Gegensatz zu den Fahrrädern, an denen sie hängen, zumeist deutlich kleinere Laufräder aufweisen. Bislang werden für diese Laufräder zumeist Getriebe mit ähnlichen Übersetzungen eingesetzt wie für die Fahrräder selbst. Damit muss die Person, die auf dem Anhängefahrrad fahrt, mit deutlich höheren Trittfrequenzen fahren als die Person auf dem Fahrrad, an dem das Anhängefahrrad hängt. Auch Anhängefahrräder mit kleinen Laufrädern erfordern die oben genannten Übersetzungen zwischen Trittfrequenz und Laufradfrequenz.

ERSATZBLATT (REGEL 26) Zur Erreichung vorgenannter Gesamtübersetzungen von etwa 1 : 5 und kleiner für Fahrräder mit Laufradgrößen von 14 Zoll und kleiner sind folgende Lösungen bekannt:

a. Insbesondere für die Laufradgröße von 14 Zoll wird vereinzelt ein Kettentrieb mit einem besonders großen außerhalb des Fahrradrahmens angeordneten Antriebs-Kettenrad

(beispielsweise mit 53 Zähnen) und einem besonders kleinen Abtriebs-Zahnkranz

(beispielsweise mit 11 Zähnen) verwendet, wobei der Abtriebs-Zahnkranz axial gesehen zwischen dem Fahrradrahmen und dem Hinterrad angeordnet ist.

b. Bei dem Fahrrad dreamslide der Firma dreamslide S.A, Bures-sur- Yvette, Frankreich, wird ebenfalls ein besonders großes Antriebs-Kettenrad und ein besonders kleiner Abtriebs- Zahnkranz verwendet, wobei Antriebs-Kettenrad und Abtriebs-Zahnkranz axial gesehen innerhalb des Fahrradrahmens angeordnet sind.

c. Einsatz von zwei hintereinander geschalteten Kettentrieben (zum Beispiel US 3 623 749 A, EP 1 600 368 A2, US 5 186 482 A, US 7 229 089 B2, US 6 595 539 Bl, US 2005 / 0 035 570 AI, US 6 799 771 B2).

d. Einsatz eines Planetengetriebes mit feststehendem Hohlrad und Abtriebssonnenrad an der Tretkurbel in Kombination mit einem Kettentrieb (DE 39 05 579 AI und high speed drive der Firma schlumpf innovations gmbh, Vilters/Schweiz).

e. Einsatz eines Planetengetriebes mit feststehendem Hohlrad und Abtriebssonnenrad am Hinterrad in Kombination mit einem Kettentrieb (z. B. DE 39 05 579 AI, in Teilen auch US 3 944 253 A, Fig. 20 zu WO 2011 / 102 606 A2).

Lösung a. hat den Nachteil, dass aufgrund der unterschiedlichen Anordnung von Antriebs- Kettenrad (außerhalb) und Abtriebs-Zahnkranz (innerhalb) zum Fahrradrahmen der

Fahrradrahmen zwischen den Kettenrädern hindurch oder über den Kettentrieb hinweg geführt werden muss. Aufgrund einer Vielzahl von Rahmenbedingungen (zum Beispiel der

erforderlichen großen Kettenräder und der kleinen Abtriebs-Zahnkränze, der Rahmengeometrie, der erforderlichen Rahmenfestigkeiten, der erforderlichen Abstände der Kette zum

Fahrradrahmen, der erforderlichen Abstände des Hinterrades zum Fahrradrahmen, der

Anordnung einer geeigneten Bremse, der Ausbaubedingungen für das Hinterrad und die Kette) muss dabei ein abhängig von der Laufradgröße ermittelbarer Mindestabstand zwischen

Tretlagerachse und Hinterradachse eingehalten werden. Dieser Mindestabstand sowie das große Antriebs-Kettenrad führen in einer Ausführung als Faltrad zu einem entsprechend großen Packmaß. Mit einer beispielsweise verwendeten Kettenrad-Kombination 53/11 wird nur eine Gesamtübersetzung von 1 : 4,8 erreicht. Daher besteht der weitere Nachteil, dass die erreichbare Gesamtübersetzung für kleinere Laufradgrößen als 14 Zoll kaum eine angemessene Entfaltung ermöglicht. Eine Ausführung als mehrgängige Kettenschaltung ist wegen des entstehenden Kettenschräglaufes nur mit einer entsprechend langen Kette möglich, wodurch wiederum ein ermittelbarer Mindestabstand zwischen Tretlagerachse und Hinterradachse erforderlich wird. Lösung b. hat folgende Nachteile:

Fahrradrahmen, Tretlager und Kettenrad sind als Sonderbauteile mit entsprechendem

Kostenaufwand herzustellen, zu montieren und instand zu halten. Die spezielle Ausführung des Kettenrades verhindert die Verwendung von Mehrfach-Kettenrädern. Ebenso ist aufgrund des speziellen Antriebs-Kettenrades, der Anordnung der Bremse und der Erfordernisse für den Fahrradrahmen ein wiederum abhängig von der Laufradgröße ermittelbarer Mindestabstand zwischen Tretlagerachse und Hinterradachse erforderlich, der in einer Ausführung als Faltrad wiederum ein entsprechend großes Packmaß zur Folge hätte.

Lösung c. hat folgende Nachteile:

Der Doppelkettentrieb erfordert wegen der beiden in Reihe zu realisierenden Kettentriebe einen relativ großen horizontalen Abstand zwischen Tretlagerachse und Hinterradachse. Hierdurch wird die Faltlänge eines Faltrades relativ groß und der Geradeauslauf ist aufgrund des weniger auf dem Hinterrad liegenden Fahrergewichtes instabiler. Als Ein-Gang-Getriebe erfordern diese Lösungen mindestens zwei Getriebestufen (2 Kettentriebe). Als Mehrganggetriebe würden diese Lösungen dann mindestens drei Getriebestufen (2 Kettentriebe und eine

Mehrgangnabenschaltung im Hinterrad) erfordern. Die resultierende hohe Umdrehungszahl des zweiten Kettentriebes erfordert einen hohen Energieaufwand.

Lösung d. hat folgende Nachteile:

Die Drehmomenteinleitung erfolgt von der Tretkurbel auf die Tretlagerwelle. Die Welle-Nabe- Verbindung zwischen der Tretlagerwelle und dem Planetenträger eines nachgeschalteten Planetengetriebes muss wegen der noch nicht nicht übersetzten hohen Kurbelkräfte und des verhältnismäßig geringen Durchmessers der Tretlagerwelle entsprechend groß dimensioniert oder wie in DE 39 05 579 AI stoffschlüssig vorgesehen werden. Die im Planetengetriebe an der Tretkurbel einzusetzenden Zahnräder müssen ebenfalls verhältnismäßig groß und damit auch schwer ausgeführt werden. Die resultierende hohe Umdrehungszahl des Kettentriebes erfordert einen hohen Energieaufwand.

Die zu Lösung e. in DE 39 05 579 AI offenbarte Variante hat folgende Nachteile:

Der Planetenträger des Planetengetriebes und der Abtriebs-Zahnkranz des Kettentriebes liegen axial gesehen auf verschiedenen Seiten des Fahrradrahmens. Daraus resultiert der Nachteil, dass das Drehmoment des Abtriebs-Zahnkranzes zunächst auf die Hinterradwelle übertragen werden muss, bevor es auf der anderen Seite des Fahrradrahmens vom Planetenträger aufgenommen werden kann. Die Hinterradwelle sowie etwaige Welle-Nabe-Verbindungen zwischen Abtriebs- Zahnkranz und Hinterradwelle beziehungsweise zwischen Hinterradwelle und Planetenträger müssen ein hohes Drehmoment aufnehmen können. Planetenträger und Hinterradwelle müssen dann entweder, wie in DE 39 05 579 AI gezeigt, aus einem Stück gefertigt werden, wodurch ein sehr hoher Materialabtrag und Kostenaufwand für die Hinterradwelle entstehen würde. Oder zwischen Hinterradwelle und Planetenträger muss eine entsprechend groß dimensionierte Welle-Nabe- Verbindung vorgesehen werden. Insgesamt wird durch die bekannte Variante ein erheblicher axialer Einbauraum zwischen Kettenlinie und Bezugsmittelebene des Fahrrades erforderlich. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das durch das Gewicht des Fahrers auf die Hinterradwelle wirkende Biegemoment in der offenbarten Lösung auch auf den

Planetenträger wirkt und den Zahneingriff des Planetengetriebes beeinträchtigt. Außerdem kann mit der Anordnung des Planetengetriebes auf der Innenseite des Fahrradrahmens nur eine Gangstufe des Planetengetriebes realisiert werden, da aufgrund der Anordnung des

Abtriebssonnenrades als auf der Hinterradwelle gelagertes Sonnenrad die

Drehmomentübertragung vom Sonnenrad aus gesehen nur in axialer Richtung zum Hinterrad erfolgen kann.

Die zu Lösung e. in US 3 944 253 A beziehungsweise in DE 25 20 129 AI und in Fig. 20 zu WO 2011 / 102 606 A2 offenbarten Varianten haben folgende Nachteile:

Aufgrund der unterschiedlichen Anordnung von Antriebs-Kettenrad (außerhalb) und Abtriebs- Zahnkranz (innerhalb) zum Fahrradrahmen muss der Fahrradrahmen zwischen den

Kettenrädern hindurch geführt werden mit den bereits unter a. beschriebenen Nachteilen.

Außerdem kann mit der Anordnung des Planetengetriebes auf der Innenseite des

Fahrradrahmens nur eine Gangstufe des Planetengetriebes realisiert werden, da aufgrund der Anordnung des Abtriebssonnenrades als auf der Hinterradachse gelagertes Sonnenrad die Drehmomentübertragung vom Sonnenrad aus gesehen nur in axialer Richtung zum Hinterrad erfolgen kann. Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, wahlweise für Fahrräder oder für Anhängefahrräder eine der oben genannten Lösung e. ebenfalls entsprechende Getriebe-Lösung ohne die oben genannten Nachteile der in DE 39 05 579 AI beziehungsweise in DE 25 20 129 AI beziehungsweise in Fig. 20 zu WO 2011 / 102 606 A2 offenbarten Varianten zu entwickeln, wobei die Getriebeeinheit wahlweise zum Betrieb verschiedener Arten von der Getriebeeinheit vorgeschalteten Zugmittelgetrieben (Kettentrieb und Riementrieb) oder Stirnradgetrieben geeignet sein soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Getriebeeinheit dienen die

kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Wesentliche Vorteile der Erfindung bestehen neben der Vermeidung der oben genannten Nachteile aus DE 39 05 579 AI beziehungsweise DE 25 20 129 AI beziehungsweise Fig. 20 zu WO 2011 / 102 606 A2 darüber hinaus darin,

a. dass das Sonnenrad nicht gesondert gelagert werden muss und damit radial gesehen innerhalb des Sonnenrades Schaltmittel vorgesehen werden können, die die Ausführung von zwei nebeneinander angeordneten Sonnenrädern und damit von zwei schaltbare Gangstufen der Getriebeeinheit ermöglichen.

b. dass mit der Getriebeeinheit in Kombination mit einem vorgeschalteten Kettentrieb mit verschiedenen Kettenrädern an der Tretkurbel und/oder verschiedenen Abtriebs-Zahnkränzen für das Fahrrad eine bis zu sechs Gangstufen umfassende Mehrgangschaltung mit

gleichmäßiger Gangabstufung verwirklicht werden kann.

c. dass für die Getriebeeinheit sowohl Varianten zur einarmigen Aufhängung im Fahrradrahmen als auch Varianten zur zu beiden Seiten des Hinterrades vorgesehenen Aufhängung im

Fahrradrahmen ausgeführt werden können.

d. dass die Getriebeeinheit insbesondere für Fahrräder mit kleinen Laufradgrößen von 6 bis 16 Zoll eingesetzt werden kann und dabei sehr geringe Achsabstände zwischen Tretlagerachse und Hinterradwelle verwirklicht werden können, um beispielsweise für Falträder kleine Faltmaße zu erreichen.

e. dass die Getriebeeinheit eine Freilaufkupplung beinhaltet, die zwischen dem Sonnenrad beziehungsweise den Sonnenrädern und der Hinterradwelle angeordnet ist, und damit weder innerhalb des Laufrades noch zwischen dem Abtriebsrad eines der Getriebeeinheit

vorgeschalteten Zugmittel- oder Stirnradgetriebes und dem Antreiber der Getriebeeinheit eine Freilaufkupplung vorgesehen werden muss, wodurch unterschiedliche Formen von Laufrädern verwendet und fest mit der Getriebeeinheit verbunden werden können und wodurch dieselbe Getriebeeinheit bei gleicher erreichbarer Entfaltung auf unterschiedliche Laufradgrößen angepasst werden kann, indem einfach das mit dem Antreiber zumindest in einer Drehrichtung drehfest verbundene Abtriebsrad des Zugmittel- oder Stirnradgetriebes gewechselt wird.

f. dass sämtliche Getriebeteile des Fahrrades, nämlich das Planetengetriebe, das Antriebs- und das Abtriebsrad des Zugmittel- oder Stirnradgetriebes, die Schalteinrichtungen und die

Freilaufkupplung auf der gleichen Seite des Fahrradrahmens montierbar und demontierbar sind. g. dass durch die mit den Merkmalen der Unteransprüche besonders platzsparend ausgeführten Getriebekomponenten ergonomisch günstige Kettenlimenabstände erreicht werden, die weniger als 40 mm betragen können. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Zwei-Gang-Getriebeeinheit mit einer schaltbaren Stirnzahn-Klauen-Freilaufkupplung und einer einarmigen Aufhängung der

Getriebeeinheit im Fahrradrahmen, womit in Kombination mit einem vorgeschalteten Endlos- Kettentrieb mit Dreifach-Kettenrad ein Sechs-Gang-Getriebe mit gleichmäßiger Gangabstufung verwirklicht werden kann.

Fig. 2 zeigt den Schaltungsteil der Zwei-Gang-Getriebeeinheit mit Stirnzahn-Klauen- Freilaufkupplung aus Fig. 1, wobei hier die zweite Gangstufe geschaltet ist.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen Explosionsansichten der Stirnzahn-Klauenkupplung aus Fig. 1 in zwei bevorzugten Ausführungsformen.

Fig. 5 zeigt die Schnittansicht I-I durch die erste Gangstufe des Planetengetriebes aus Fig. 1. Fig. 6 zeigt die Schnittansicht II-II durch die zweite Gangstufe des Planetengetriebes aus Fig. 1. Fig. 7 zeigt die Montierbarkeit der Freilaufkupplung ohne Ausbauerfordernis wesentlicher Teile der Getriebeeinheit

Fig. 8 zeigt eine bevorzugte zweite Ausführungsform der Getriebeeinheit als Ein-Gang- Getriebeeinheit mit Stirnzahn-Klauen-Freilaufkupplung und einarmiger Aufhängung der

Getriebeeinheit im Fahrradrahmen, womit in Kombination mit einem vorgeschalteten Endlos-

Kettentrieb mit Zweifach-Kettenrad und 3 Abtriebs-Zahnkränzen ein Sechs-Gang-Getriebe mit gleichmäßiger Gangabstufung verwirklicht werden kann.

Fig. 9 zeigt die teilgeschnittene Ansicht III-III der Freilaufkupplung aus Fig. 8.

Fig. 10 zeigt die Montierbarkeit der Freilaufkupplung der Getriebeeinheit aus Fig. 8 ohne

Ausbauerfordernis wesentlicher Teile der Getriebeeinheit.

Fig. 11 zeigt eine bevorzugte dritte Ausführungsform der Getriebeeinheit als besonders kompakte und einfach herzustellende Ein-Gang-Getriebeeinheit mit einteiliger Hinterradwelle, mit variierter Hinterradbefestigung und mit variierter Befestigung der Getriebeeinheit im Fahrradrahmen.

Fig. 12 zeigt die Klauenkupplung zwischen dem Antreiber der Getriebeeinheit und dem

Planetenträger des Planetengetriebes in der Explosionsansicht.

Fig. 13 zeigt ein mögliches Profil, aus dem der Planetenträger als stranggepresstes Profil hergestellt werden kann.

Fig. 14 zeigt ein mögliches Profil, aus dem der Antreiber als stranggepresstes Profil hergestellt werden kann

Fig. 15 zeigt eine bevorzugte vierte Ausführungsform der Getriebeeinheit als Zwei-Gang- Getriebeeinheit mit einem passfederartigen Kupplungsglied und zweiarmiger Aufhängung der Getriebeeinheit im Fahrradrahmen.

Fig. 16 zeigt die Schnittansicht IV - IV durch die erste Gangstufe und die Schalteinrichtungen der in Fig. 15 gezeigten Ausführungsform.

Fig. 17 zeigt eine teilgeschnittetene Ansicht der in Fig. 15 gezeigten Schalteinrichtungen.

Fig 1. zeigt die Zwei-Gang-Getriebeeinheit mit Stirnzahn-Klauen-Freilaufkupplung und einarmiger Hinterradaufhängung in der Schnittansicht.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung und bevorzugte Ausführungsformen

Das von einer Kette 1 oder einem nicht gesondert dargestellten Keil- oder Zahnriemen oder einem nicht gesondert dargestellten Stirnrad angetriebene Abtriebsrad 2 eines der

Getriebeeinheit vorgeschalteten Endlos-Ketten- oder -Riementriebes oder eines der

Getriebeeinheit vorgeschalteten Stirnradgetriebes ist mit einem Antreiber 3 der Getriebeeinheit über eine Welle-Nabe-Verbindung drehfest wirkverbunden, wobei das Abtriebsrad 2 beispielsweise durch einen Sicherungsring 4 auf dem Antreiber 3 gesichert ist. Der vom

Abtriebsrad 2 angetriebene Antreiber 3 besteht aus einem Antreiberteil 3 a und ist nach einem besonderen Merkmal der Erfindung axial gesehen zum Fahrradrahmen hin als Planetenträger 3b eines Planetengetriebes ausgeformt.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung liegen Abtriebsrad 2 und Planetenträger 3b axial gesehen außerhalb des Fahrradrahmens. Dies ermöglicht den Ein- und Ausbau der Kette 1 oder auch den Wechsel des Abtriebsrades 2 zur Verwirklichung verschiedener Übersetzungen der Getriebeeinheit, ohne dass gleichzeitig das Hinterrad ausgebaut werden muss. Ebenso ermöglicht dies den Einsatz von Keil- oder Zahnriemen oder den Einsatz von Stirnradgetrieben, ohne dass zum Ein- und Ausbau des Riemens der Fahrradrahmen aufgetrennt getrennt werden muss. Jegliche Ausführungsformen mit der Getriebeeinheit vorgeschalteten Kettentrieben, Keiloder Zahnriementrieben oder Stirnradgetrieben sind neben der gezeigten Ausführungsform von der Erfindung umfasst. In diesem Fall wäre lediglich das Abtriebsrad 2 sowie gegebenenfalls die Welle-Nabe- Verbindung zwischen dem Abtriebsrad 2 und dem Antreiberteil 3 a des

Antreibers 3 zu modifizieren.

Wird nach einem besonderen Merkmal der Erfindung wie gezeigt ein gekröpftes Abtriebsrad 2 verwendet, verringert sich der axiale Abstand zwischen der Kettenlinie und dem Hinterrad, wodurch eine axial gesehen sehr platzsparende Anordnung des Planetengetriebes erreicht wird. Die Anordnung ermöglicht darüber hinaus auch, dass insbesondere für die Großserienfertigung alternativ Abtriebsrad, Antreiber und Planetenträger aus einem Stück, zum Beispiel als Gussteil, gefertigt werden. Auch diese Ausführungsform ist von der Erfindung umfasst.

Der Planetenträger 3b führt mindestens eine, vorzugsweise drei Planetenachsen 5, auf denen jeweils ein Planetenrad 6 mit zwei Stufen 6a und 6b gelagert ist, wobei die Stufe 6a einen kleineren und die Stufe 6b einen größeren Durchmesser aufweist. Nur die Stufe 6a kämmt mit dem Hohlrad 7 des Planetengetriebes. Das Hohlrad 7 ist über einen Hohlradträger 8 fest mit dem Fahrradrahmen 9 verbunden. Die Stufe 6a der Planetenräder 6 kämmt mit dem Sonnenrad 10, die Stufe 6b der Planetenträder kämmt mit dem Sonnenrad 11. Die Sonnenräder 10 und 11 sind koaxial zu einer Hinterradwelle 12 angeordnet, die in dieser Ausführungsform nach einem besonderen Merkmal der Erfindung zweiteilig ausgeführt ist, bestehend aus einem ersten Wellenteil, nachfolgend als Antriebswelle 13 bezeichnet, und einem mit dem ersten Wellenteil koaxial verbundenen zweiten Wellenteil, nachfolgend als Hinterradflansch 14 bezeichnet.

Das Eingangsdrehmoment für die Getriebeeinheit wird von dem Abtriebsrad 2 auf den

Antreiberteil 3 a des Antreibers 3 zum Planetenträger 3b übertragen. Vom Planetenträger 3b wird das Drehmoment über die Planetenräder 6a und 6b zu den Sonnenrädern 10

beziehungsweise 11 gewandelt und übertragen.

Von den Sonnenrädern 10 und 11 wird das Drehmoment mit einem axial verschieblichen und mit der Antriebswelle 13 drehfest wirkverbundenen Kupplungsglied 15 auf die Antriebswelle 13 übertragen. Zu diesem Zweck sind nach einem besonderen Merkmal der Erfindung an beiden Stirnseiten des Kupplungsgliedes 15 gleichmäßig am Umfang verteilt Stirnzähne 15a angeordnet, die in entsprechende Ausnehmungen der Sonnenräder 10 beziehungsweise 11 greifen können.

Die Stirnzähne 15a des Kupplungsgliedes 15 werden von einer die Hinterradwelle 12 rechtwinklig zu deren Achse durchdringenden, in einer entsprechenden Ausnehmung der Hinterradwelle 12 angeordneten und in entsprechenden Ausnehmungen des Kupplungsgliedes 15 geführten Druckplatte 16 axial in die Ausnehmungen des jeweiligen Sonnenrades 10 beziehungsweise 11 gedrückt, in Fig. 1 in die des Sonnenrades 10.

Der zum Planetenträger 3b ausgeformte Antreiber 3 ist nach einem besonderen Merkmal der Erfindung über das Lager 17 auf der Antriebswelle 13 und über das Lager 18 in dem

Hohlradträger 8 gelagert. Das Lager 17 wird von einer Befestigungsschraube 19 gegen einen Sicherungsring 20 gedrückt, der in dem Antreiber 3 angebracht ist. Der Planetenträger 3b drückt dann das Kugellager 18 gegen den Hohlradträger 8, so dass eine sichere Lagerung des Antreibers 3 erfolgt. Die Distanzscheiben 21 und 22 gewährleisten, dass die Sonnenräder 10 und 11 axial gesehen sicher geführt werden.

Die Funktionsweise der Zwei-Gang-Schaltung der Getriebeeinheit wird im Folgenden unter Bezugnahme auf Detail A zu Fig. 1 erläutert:

Zur Verwirklichung der ersten Gangstufe üben nach einem besonderen Merkmal der Erfindung eine schwächere Druckfeder 23 und eine stärkere Druckfeder 24, die in Führungsbuchsen 25, 26, 27 und 28 gefasst sind, eine axiale Kraft auf die Druckplatte 16 aus. Üben beide

Druckfedern 23 und 24 ihre Kraft auf die Druckplatte 16 aus, so werden nach einem besonderen Merkmal der Erfindung die Stirnzähne 15a des Kupplungsgliedes 15 von der Druckplatte 16 aufgrund der größeren Kraft der Druckfeder 24 in die Ausnehmungen des Sonnenrades 10 gedrückt. Die Differenz der Federkräfte der Druckfedern 23 und 24 entspricht dabei in etwa der Federkraft der Druckfeder 23. Die Übertragung des Drehmomentes erfolgt in diesem Fall von dem Planetenträger 3b über die Stufe 6a der Planetenräder 6, die sich am Hohlrad 7 abstützen, zum Sonnenrad 10 und vom Sonnenrad 10 über das Kupplungsglied 15 auf die

Antriebswelle 13, während das Sonnenrad 11 auf der Antriebswelle 13 frei dreht. Auf diese Weise wird die erste Gangstufe der Getriebeeinheit verwirklicht.

Die zweite Gangstufe wird nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung nach dem im Folgenden beschriebenen Aufbau und Mechanismus geschaltet:

Innerhalb der Führungsbuchse 27 wird eine Schaltschraube 29 - vorzugsweise mit

Linksgewinde - geführt, die wiederum mit einer Schaltmutter 30 verschraubt ist.

Die Schaltmutter 30 ist Teil eines Schaltkettchens 31 mit Kettengliedern, das mit einem geeigneten hier nicht gezeigten Bowdenzug verbunden ist. Die Schaltmutter 30 wird in einem Nadellager 32 geführt, das wiederum in der Befestigungsschraube 19 gelagert ist. Die

Kettenglieder des Schaltkettchens 31 stützen sich in einer Führungsbuchse 33 ab, die mit Hilfe eines Lagers 34 in der Befestigungsschraube 19 gelagert ist. Zur Montage der Schaltmutter 30 mit der Schaltschraube 29 weisen Antriebswelle 13 und Druckplatte 16 koaxial zur Antriebswelle 13 je eine Bohrung auf, in die ein Schraubendreher zum Festhalten der Schaltschraube 29 eingeführt werden kann.

Da sich die Schaltschraube 29, die Schaltmutter 30, das Schaltkettchen 31 und die

Führungsbuchse 33 nicht mit der Antriebswelle 13 mitdrehen können, sind diese durch das Nadellager 32 und das Lager 34 in der Antriebswelle 13 gelagert.

Wird das Schaltkettchen 31 von dem Bowdenzug aus der Antriebswelle 13 heraus gezogen, nimmt die Schaltschraube 29 die Führungsbuchse 27 mit. Die Führungsbuchse 27 drückt die Druckfeder 24 zusammen. Das Schaltkettchen 31 wird soweit aus der Antriebswelle 13 herausgezogen, bis Führungsbuchse 27 und Druckfeder 24 den Kontakt zur Druckplatte 16 sicher verloren haben. Da die Druckfeder 24 nun keine Kraft mehr auf die Druckplatte 16 ausübt, drückt die schwächere Druckfeder 23 die Druckplatte 16 und damit die Stirnzähne 15a des Kupplungsgliedes 15 in die Ausnehmungen des Sonnenrades 11. Das Drehmoment wird nun von dem Planetenträger 3b über die Stufe 6a der Planetenräder 6, die sich am Hohlrad 7 abstützen, zur Stufe 6b der Planetenräder 6 und zum Sonnenrad 11 und vom Sonnenrad 11 über das Kupplungsglied 15 auf die Antriebswelle 13 übertragen, während das Sonnenrad 10 auf der Antriebswelle 13 frei dreht. Auf diese Weise wird die zweite Gangstufe der Getriebeeinheit verwirklicht. Die Schaltstellung in der zweiten Gangstufe zeigt Fig. 2.

Nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung wird der Federweg der Druckfeder 24 zur Vermeidung von Belastungsspitzen durch die Führungsbuchsen 27 und 28 begrenzt. Die Druckfeder 24 kann nur soweit zusammengedrückt werden, bis sich die Führungsbuchsen 27 und 28 berühren. Dies gewährleistet gleichzeitig auch, dass das Schaltkettchen 31 nur soweit nach rechts gezogen werden kann, dass keine Hebelkräfte auf die Schaltmutter 30 wirken können.

Alternativ kann, hier nicht gezeigt, die Schaltmutter 30 als Gewindehülse ausgeführt werden, wobei dann die Schaltschraube 29 mit der Gewindehülse verschraubt wird und mit dem

Schaltkettchen 31 eine zweite Schraube verbunden ist, die von der anderen Seite in die

Gewindehülse geschraubt wird. Auch diese Ausführungsform ist von der Erfindung umfasst. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Getriebeeinheit sind die Antriebswelle 13 und der Hinterradflansch 14 durch eine Gewindeverbindung miteinander verbunden, die das Drehmoment von der Antriebswelle 13 auf den Hinterradflansch 14 überträgt.

Der Hinterradflansch 14 ist nach einem besonderen Merkmal der Erfindung radial gesehen innen in einem zweireihigen Lager, vorzugsweise einem zweireihigen Schrägkugellager 35 gelagert, welches radial gesehen außen den Hohlradträger 8 lagert, der zu diesem Zwecke nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung zusätzlich eine Lagerschale aufweist. Der Hohlradträger 8 ist mit dem Fahrradrahmen 9 verbunden. Das Schrägkugellager 35 ist im Hohlradträger 8 mittels eines Sicherungsrings 36 axial festgelegt. Axial gesehen zwischen Schrägkugellager 35 und Antriebswelle 13 dient eine Unterlegscheibe 37 als wellenseitige

Anlageschulter für das Schrägkugellager 35. Eine Mutter 38 verkontert den Hinterradflansch 14 gegen die Unterlegscheibe 37 mit der Antriebswelle 13. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Hinterradflansch 14 am Umfang mindestens drei, vorzugsweise vier oder fünf

Muttergewinde auf, an die mit Hilfe von Schrauben 39 ein Hinterrad 40, in diesem

Ausführungsbeispiel als Speichenradnabe 40a mit Verbindungselementen 40b und 40c zwischen Radnabe 40a und Hinterradflansch 14 ausgeführt, angeschraubt werden kann.

Die Getriebeeinheit wird über die abgedichteten Lager 17, 34, 35, den Stopfen 41 sowie über die Dichtungsringe 42 und 43 gegen die Umgebung abgedichtet. Der Dichtungsring 43 wird zwischen einer Dichtkappe 44, die zwischen Abtriebsrad 2 und Planetenträger 3b verklemmt ist, und einer Anlegekappe 45, die eine ansteigende Schräge aufweist und fest mit dem

Hohlradträger 8 verbunden ist, geführt. Zum Zwecke der Montage wird der Dichtungsring 43 auf die Anlegekappe 45 geschoben. Dann wird die Dichtkappe 44 gegen den Dichtungsring 43 gedrückt, so dass dieser nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung in Richtung der ansteigenden Schräge der Anlegekappe 45 gedrückt wird und somit für niedrigviskose Schmiermittel eine reibungsarme und platzsparende, dynamische Dichtung des drehbar gelagerten Planetenträgers 3b gegen den fest mit dem Fahrradrahmen 9 verbundenen

Hohlradträger 8 entsteht.

Die Getriebeeinheit ist mit Befestigungsschrauben 46 mit dem Fahrradrahmen 9 verbunden. Die Befestigungsschrauben 46 übertragen das Reaktionsdrehmoment des Hohlrades 7, das fest mit dem Hohlradträger 8 verbunden ist, auf den Fahrradrahmen 9.

Um Antriebswelle 13 und Hinterradflansch 14 radial zu zentrieren, weist die Antriebswelle 13 eine Zentrierfläche auf. Ebenso weist der Hinterradflansch 14 eine Zentrierfläche für das Hinterrad 40 auf.

Fig. 2 stellt den Schaltungsteil der Zwei-Gang-Getriebeeinheit mit Stirnzahn-Klauen- Freilaufkupplung dar, wobei in diesem Fall die Stirnzähne 15a des Kupplungsgliedes 15 in die Ausnehmungen des Sonnenrades 11 greifen und die zweite Gangstufe der Getriebeeinheit schalten. Am Beispiel der zweiten Gangstufe wird unter ergänzender Bezugnahme auf Fig. 3 und Fig. 4 im Folgenden die Funktionsweise der Freilaufkupplung erläutert, wobei die Beschreibung sinngemäß auch für die erste Gangstufe gilt:

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen Explosionsansichten des Sonnenrades 11, des Kupplungsgliedes 15 und der Druckplatte 16 in zwei bevorzugten Ausführungsformen. Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung weist das Kupplungsglied 15 an beiden Stirnseiten am Umfang verteilte

Stirnzähne 15a auf. Die Stirnzähne 15a wiederum weisen an der der Drehrichtung zugewandten Seite jeweils eine Abschrägung 15b auf. Das Sonnenrad 11 weist nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung axial durchgehende Ausnehmungen I Ia auf, in die die Stirnzähne 15a des Kupplungsgliedes 15 eingreifen, um das Drehmoment von dem

angetriebenen Sonnenrad 11 auf das Kupplungsglied 15 zu übertragen. Wird das Sonnenrad 11 nicht mehr angetrieben, dreht das drehfest mit der Hinterradwelle wirkverbundene

Kupplungsglied 15 weiter. Dadurch wird das Kupplungsglied 15 über die Abschrägung 15b aus der formschlüssigen Verbindung mit dem Sonnenrad 11 gedrückt. Diese Kupplungsverbindung zwischen dem Sonnenrad 11 und dem Kupplungsglied 15 wird im Folgenden als Stirnzahn- Klauenkupplung bezeichnet.

Die axial durchgehenden Ausnehmungen I Ia der Sonnenräder 10 und 11 haben zwei Vorteile: Die Kupplung kann nach einem besonderen Merkmal der Erfindung axial gesehen innerhalb der Sonnenräder 10 und 11 und radial gesehen zwischen Hinterradwelle und Verzahnung der Sonnenräder 10 und 11 platziert werden, wodurch zum einen kein zusätzlicher über die Breite der Sonnenräder 10 und 11 hinaus gehender axialer Einbauraum erforderlich wird, zum anderen muss an dem Sonnenrad 10 beziehungsweise 11 keine stirnseitig zu arbeitende Stirnverzahnung vorgesehen werden. Vielmehr können die Sonnenräder 10 und 11 über eine größere Länge gefertigt und dann auf Länge abgeschnitten werden. Der Platzbedarf für das Kupplungsglied 15 wird innerhalb des Sonnenrades 11 durch eine einfache Bohrung I Ib geschaffen.

In Verbindung mit der Druckfeder 23, die die Druckplatte 16 und das Kupplungsglied 15 gegen das Sonnenrad 11 verschiebt, wird eine Freilauf-Kupplung verwirklicht, indem das

Kupplungsglied 15 im Freilauffall durch die Abschrägung 15b aus dem im Freilauffall ruhenden Sonnenrad 11 gedrückt wird und die Druckfeder 23 zusammendrückt, während die Druckfeder 23 die Druckplatte 16 und das Kupplungsglied 15 gegen das Sonnenrad 11 drückt und die Stirnzahn-Klauen-Kupplung dann wieder greift, wenn das wieder angetriebene Sonnenrad 11 die Antriebswelle 13 wieder überholt. Um ein sicheres Auskuppeln im Freilauf-Fall zu gewährleisten, dringen die Abschrägungen 15b der Stirnzähne 15a an der in Fig. 4 mit 15c bezeichneten Stelle etwas tiefer in die Stirnseiten des Kupplungsgliedes 15 ein.

Radial gesehen innerhalb des Kupplungsgliedes 15 ist eine Evolventenverzahnung 15d vorgesehen, die das Drehmoment von dem Kupplungsglied 15 auf die Antriebswelle 13 überträgt.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung wird für die Übertragung des Drehmomentes von dem Kupplungsglied 15 auf die Antriebswelle 13 eine Evolventenverzahnung 15d des Moduls 0,8 mit 16 Zähnen nach DIN 5480 verwendet, wodurch die Zähnezahl durch vier teilbar ist und der Fußkreisdurchmesser etwas größer als 12 mm und der Kopfkreisdurchmesser etwas kleiner als 14 mm ist. Demgegenüber sind nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung acht Zähne, und damit wiederum eine durch vier teilbare Zähnezahl, für die

Stirnverzahnung des Kupplungsgliedes 15 vorgesehen. Die mit den durch vier teilbaren

Zähnezahlen erreichte Symmetrie erlaubt eine einfache Herstellung des Kupplungsgliedes 15 und der Sonnenräder 10 und 11.

Schließlich können sowohl das Kupplungsglied 15 als auch die Sonnenräder 10 und 11 allein durch spanabhebende Verfahren hergestellt werden. Insbesondere für eine kostengünstige Kleinserienfertigung sind keine gegossenen Teile erforderlich.

Fig. 3 zeigt die auch in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform des Kupplungsgliedes 15 mit Druckplatte 16.

In Fig. 4 ist nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung ein nochmals einfacher herzustellendes Kupplungsglied 15 dargestellt, wobei als Druckstück hier keine Platte, sondern ein runder, an beiden Seiten abgeflachter Druckstab 16 verwendet wird und die Ausnehmungen des Kupplungsgliedes 15 zur Führung des Druckstabes 16 nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung durch eine einfache Bohrung 15e hergestellt werden können.

Um der Gefahr einer Abnutzung der Kanten 11c des Sonnenrades 11 im Freilauf-Betrieb vorzubeugen, weist das Sonnenrad 11 in Fig. 4 nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung fräsbare Abschrägungen 1 ld auf, die den gleichen Schrägungswinkel wie die Abschrägungen 15b des Kupplungsgliedes aufweisen. Das Kupplungsglied 15 wird im Freilauf- Fall über diese Abschrägungen 1 ld aus dem Sonnenrad 11 gedrückt.

Nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung ist durch die Anordnung der

Freilaufkupplung zwischen Sonnenrad 10, 11 und Antriebswelle 13 ein deutlich geringeres Drehmoment zu übertragen als bei einer Anordnung der Freilaufkupplung vor dem

Planetengetriebe. Fig. 5 stellt die Schnittansicht I-I durch die ersten Gangstufe der Getriebeeinheit dar, wobei der Fahrradrahmen 9 sowie das von der Schnittebene I-I aus gesehen hinter dem Fahrradrahmen 9 angeordnete Hinterrad 40 nicht dargestellt sind.

Fig. 6 stellt die Schnittansicht II-II durch die zweite Gangstufe der Getriebeeinheit dar, wobei die Kette 1 , der Fahrradrahmen 9 sowie das von der Schnittebene II-II aus gesehen hinter dem Fahrradrahmen 9 angeordnete Hinterrad 40 nicht dargestellt sind und der Hohlradträger 8 durch die Dichtkappe 44 verdeckt wird.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung können die Außendurchmesser der

Antriebswelle 13 und des Hinterradflansches 14 an den außen liegenden, nicht miteinander verbundenen Enden größer sein als axial gesehen auf Höhe des Schrägkugellagers 35.

Wie in Fig. 7 gezeigt, können nach einem besonderen Merkmal der Erfindung das

Kupplungsglied 15 und die Druckplatte 16 am Hohlrad 7 vorbei ein- und ausgebaut werden, ohne dass Hohlrad 7, Hohlradträger 8, Antriebswelle 13, Hinterradflansch 14 oder

Schrägkugellager 35 voneinander gelöst werden müssen. Damit können zwischen dem

Schrägkugellager 35 und dem Hinterradflansch 14 sowie optional zwischen dem

Schrägkugellager 35 und dem Hohlradträger 8 die erforderlichen festen Passungen vorgesehen werden. Zum Zwecke des Ein- und Ausbaus der Druckplatte 16 wird das Kupplungsglied 15 mit der Druckplatte 16 bis zum antreiberseitigen Anschlag der Druckplatte 16 in den

Ausnehmungen der Antriebswelle 13 geführt und anschließend aus dem Kupplungsglied 15 am Hohlrad 7 vorbei hinein- beziehungsweise herausgedrückt.

Außerdem befinden sich nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung in diesem Ausführungsbeispiel alle getrieberelevanten Bauteile und Funktionsbereiche, wie das

Abtriebsrad, das Planetengetriebe, die Freilaufkupplung und die Schalteinrichtungen auf der gleichen Seite des Fahrradrahmens wie das Abtriebsrad und das Antriebsrad des die

Getriebeinheit antreibenden Zugmittel- beziehungsweise Stirnradgetriebes. Kette, Keil- oder Zahnriemen sowie etwaige Stirnräder können ohne Ausbau des Hinterrades montiert und demontiert werden, das Hinterrad kann auf der anderen Seite des Fahrradrahmens 9 ohne weitere Um- oder Ausbauten direkt mit dem Hinterradflansch 14 verbunden werden.

Damit können zur Aufnahme des Hinterrades 40 und zur Übertragung der Gewichtskräfte und Drehmomente vom Hinterradflansch 14 auf das Hinterrad 40 neben der gezeigten

Ausführungsform viele für einseitige Laufradbefestigungen bereits bekannte

Ausführungsformen für den Hinterradflansch 14 vorgesehen werden. Auch diese

Ausführungsformen sind von der Erfindung umfasst. Ebenso können vielerlei Formen von Hinterrädern 40 eingesetzt werden, die entweder direkt mit dem Hinterradflansch 14 verschraubt sind oder die, wie in Fig. 1 gezeigt, über zusätzliche Elemente 40a, 40b des Hinterrades 40 mit dem Hinterradflansch 14 verbunden werden können. Fig. 8 beschreibt die Schnittansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der

Getriebeeinheit mit einer Gangstufe des Planetengetriebes. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden die zu Fig. 1 beschriebenen und in Fig. 8 mit entsprechender Funktion vertretenen Teile der Getriebeeinheit in Fig. 8 mit einer im Vergleich zu Fig. 1 um 100 erhöhten Ziffer bezeichnet. Sofern nachfolgend nicht abweichend beschrieben, ist die Beschreibung der Teile in Fig. 1 für die entsprechenden Teile in Fig. 8 zu übertragen.

Im Vergleich zu dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind in der in Fig. 8

beschriebenen Ausführungsform der Getriebeeinheit folgende Aspekte modifiziert:

a. Das Getriebe ist als Eingang-Getriebe ausgeführt und für die Verwirklichung mehrerer Gangabstufungen für das Antriebssystem des Fahrrades sind auf dem Antreiber 103 mehrere Abtriebs-Zahnkränze 102a, 102b und 102c angeordnet.

b. Zwischen der Dichtkappe 144 und dem Hohlradträger 108 ist eine Spaltdichtung vorgesehen c. Das Kupplungsglied 115 der Freilaufkupplung weist nur an einer Seite eine Stirnverzahnung 115a auf und weist ansonsten keine Ausnehmungen zur Führung der Druckplatte 116 auf. Die Druckplatte 116 wird durch eine Scheibe 147 in ihrer radialen Position gehalten.

d. Der Andrückmechanismus für das Kupplungsglied 115 der Freilaufkupplung ermöglicht eine Anordnung der Druckfeder 124 auf der zum Antreiber 103 gewandten Seite der Druckplatte

116.

e. Die Lagerung des Antreibers 103 erfolgt durch zwei auf der Antriebswelle 113 in diesem Fall mittels einer Buchse 148 gelagerte Lager 117 und 118.

f. Das Hinterrad 140 ist so ausgeführt, dass es direkt am Hinterradflansch 1 14 befestigt werden kann.

g. Die Welle-Nabe- Verbindung zwischen Antriebswelle 113 und Hinterradflansch 114 ist als Zahnwellenverbindung 113a ausgeführt.

Zu a. Das Getriebe ist als Eingang-Getriebe ausgeführt, das Kupplungsglied 115 muss nur als Freilaufkupplung und nicht schaltbar ausgeführt werden. Statt eines Abtriebsrades in dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 wird ein Abtriebs-Zahnkranzpaket 102 mit mehreren Abtriebs- Zahnkränzen 102a, 102b, 102c, ff verwendet. In Kombination mit einem handelsüblichen Zweifach-Kettenrad sowie unter Verwendung eines geeigneten, die Abtriebs-Zahnkränze 102a, 102b, 102c schaltenden hinteren Kettenumwerfers- diese Prinzipien sind für Kettenschaltungen bekannt - lässt sich somit ein Sechs-Gang-Ketten-Getriebe mit einer gleichmäßigen Gangabstufung und einem kurzen Kettenlinienabstand für das Fahrrad verwirklichen.

Zu b. In der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform erfolgt die Abdichtung zwischen

Dichtkappe 144 und Hohlradträger 108 durch eine einfache Spaltdichtung, die insbesondere für höherviskose Schmiermittel eine kostengünstige Ausführungsform darstellt.

Zu c. Das Kupplungsglied 115 der Freilaufkupplung weist nach einem besonderen Merkmal der Erfindung folgenden besonders platzsparenden Aufbau auf: Das Kupplungsglied 115 weist nur an einer Stirnseite eine Stirnverzahnung 115a auf und das Kupplungsglied 115 weist keine Ausnehmungen zur Aufnahme und Führung der Druckplatte 116 auf. Die Druckplatte 116 kann rechteckig und ohne weitere Ausnehmungen ausgeführt werden. Nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung ist axial gesehen zwischen dem Sicherungsring 136 und dem Planetenträger 103b eine Scheibe 147 angeordnet, die die Druckplatte 116 radial gesehen in Position hält.

Zu d. Da das Kupplungsglied 115 im Gegensatz zu Fig. 1 axial gesehen näher zum

Schrägkugellager 135 liegt, andererseits wie in Fig. 1 ein Hinterradflansch 114 und eine

Antriebswelle 113, die miteinander verbunden sind, verwendet werden, steht für die Druckfeder 124 der Freilaufkupplung in Fig. 8 axial gesehen zwischen Druckplatte 116 und

Schrägkugellager 135 kein ausreichender Einbauraum zur Verfügung. Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung wird die Druckfeder 124 mit nachfolgend beschriebener Anordnung auf der zum Antreiber 103 gewandten Seite der Druckplatte 116 angeordnet. In Fig. 9 sind die nachfolgend beschriebenen Elemente der Freilaufkupplung in der teilgeschnittenen Ansicht IIIIII aus Fig. 8 dargestellt. Eine Druckhülse 125 mit zwei Schenkeln, die sich in der

Antriebswelle 113 abstützt, hält eine Unterlegscheibe 127 auf Distanz zur Druckplatte 116. An der Unterlegscheibe 127 stützt sich die Druckfeder 124 ab, die wiederum eine axiale Kraft auf eine Führungsbuchse 128 ausübt. Die Führungsbuchse 128 weist eine durchgehende

Ausnehmung, vorzugsweise eine Bohrung auf, in der die Druckplatte 116 Platz findet. Die Führungsbuchse 128 leitet die Druckkraft der Druckfeder 124 radial gesehen innerhalb der Druckfeder 124 und innerhalb der Druckhülse 125 wieder auf die axial gesehen andere Seite der Druckplatte 116. Über die Bohrung der Führungsbuchse 128 wird die Druckplatte 116 schließlich gegen das Kupplungsglied 115 gedrückt. Wie in der Beschreibung zu Fig.3 und

Fig. 4 ausgeführt, wird das Kupplungsglied 115 auch in dieser Ausführungsform im Freilauffall durch die Abschrägungen der Stirnzähne 115a des Kupplungsgliedes 115 aus den

Ausnehmungen l i la des Sonnenrades 111 gedrückt. In diesem Fall wird die Druckfeder 124 durch die Führungsbuchse 128 gegen die Unterlegscheibe 127 gedrückt, die sich an der

Druckhülse 125 und an der Antriebswelle 113 abstützt. Die Ausführung der Freilaufkupplung mit den oben beschriebenen besonderen Merkmalen ermöglicht eine besonders platzsparende Freilaufkupplung, die hohe Drehmomente übertragen kann und axial gesehen einen minimalen Einbauraum benötigt.

Zu e. Der in Fig. 8 dargestellte Antreiber 103 ist mittels zweier Lager 117 und 118,

vorzugsweise mittels zweier Rillenkugellager, auf einer Distanzbuchse 148 drehbar gelagert. Die Distanzbuchse 148 wiederum wird auf die Antriebswelle 1 13 aufgeschoben. Der Antreiber 103 ist nach einem besonderen Merkmal der Erfindung gegen axiale Verschiebung durch einen Sicherungsring 120, der zwischen den beiden Lagern 117 und 118 in einer Nut des Antreibers 103 angebracht ist, gesichert. Statt eines Sicherungsringes könnte der Antreiber 103 auch eine zwischen den Lagern 117 und 118 angeordnete Absetzung aufweisen. Auch diese

Ausführungsform ist von der Erfindung umfasst. Die Schraube 119 fixiert zusammen mit einer Unterlegscheibe 149, die auf der Distanzbuchse 148 angebrachten Lager 117 und 118 axial gegen einen weiteren Sicherungsring 121, der auf der Antriebswelle 113 zwischen dem

Sonnenrad 111 und dem Lager 118 angeordnet ist. Der Sicherungsring 121 ist auf der

Antriebswelle 113 so positioniert, dass zwischen Planetenträger 103b und Hohlradträger 108 axial gesehen immer ausreichend Abstand besteht und der zum Planetenträger 103b

ausgeformte Antreiber 103 frei drehend auf der Antriebswelle 113 axial festgelegt ist.

Zu f. Beispielhaft wird in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, dass das Hinterrad 140 so ausgeführt werden kann, dass es direkt mit dem Hinterradfiansch 114 verbunden wird. Damit wird nochmals verdeutlicht: Der Hinterradflansch 114 kann eine Vielzahl verschiedener Hinterradformen aufnehmen, in diesem Ausführungsbeispiel ein Hinterrad 140 aus

tiefgezogenem und gestanztem Blech, das mit einer Fixierungsplatte 150 und

Befestigungsschrauben 139 am Hinterradfiansch 114 befestigt ist und das radial gesehen außen eine handelsübliche hier nicht dargestellte Hinterradfelge aufweist, auf der wiederum ein ebenfalls nicht dargestellter handelsüblicher Fahrradreifen aufgezogen werden kann. Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung können dadurch kurze Kettenlinienabstände verwirklicht werden, weil die Bezugsmittelebene des Hinterrades 140 je nach Gestaltung und Ausführung des Hinterrades 140 in Richtung des Fahrradrahmens 109 verschoben werden kann. Zu g. In diesem Ausführungsbeispiel wird als Welle-Nabe-Verbindung zwischen der

Antriebswelle 113 und dem Hinterradfiansch 114 nach einem besonderen Merkmal der

Erfindung eine Zahnwellenverbindung 113a, beispielsweise die in Fig. 8 dargestellte Zahnwellenverbindung 7x8 nach DIN 5481 verwendet. Die Verwendung der

Zahnwellenverbindung 113a ermöglicht die Übertragung hoher Drehmomente bei geringem radialen Einbauraum, so dass in dieser bevorzugten Ausführungsform das besonders kleine zweireihige Schrägkugellager 3201BTNG oder auch das zweireihige Rillenkugellager

4201BTNG verwendet werden kann. Antriebswelle 113 und Hinterradflansch 114 sind in diesem Fall über eine auf der Antriebswelle 113 aufgeschraubte Kontermutter 138

gegeneinander verkontert.

Fig. 9 zeigt die teilgeschnittene Ansicht III-III der Freilaufkupplung aus Fig. 8 mit der

Druckplatte 116, der innerhalb der Antriebswelle 113 angeordneten Druckfeder 124, der Druckhülse 125 und der Führungsbuchse 128.

Wie in Fig. 10 gezeigt, ermöglicht die durch die Scheibe 147 mögliche lose Anordnung der Druckplatte 116 in den Ausnehmungen der Antriebswelle 113 und der Führungsbuchse 128 nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung auch in diesem Ausführungsbeispiel der Getriebeeinheit als Ein-Gang-Getriebeeinheit den Aus- und Einbau der Druckplatte 116 und des Kupplungsgliedes 115 der Freilaufkupplung, ohne dass gleichzeitig auch das Hinterrad 140, der Hinterradflansch 114, die Antriebswelle 1 13, das Schrägkugellager 135, das Hohlrad 107 oder der Hohlradträger 108 ausgebaut werden müssen. Damit können zwischen dem

Schrägkugellager 135 und dem Hinterradflansch 114 sowie optional zwischen dem

Schrägkugellager 135 und dem Hohlradträger 108 die erforderlichen festen Passungen vorgesehen werden.

Fig. 11 zeigt eine weitere bevorzugte und besonders kompakt und einfach gestaltete Ein-Gang- Ausführungsform der Getriebeeinheit. Ziel dieser Ausführungsform ist eine im Vergleich zu den Ausführungsformen aus Fig. 1 und Fig. 8 kostengünstigere Herstellung. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden die zu Fig. 1 beziehungsweise Fig. 8 beschriebenen und in Fig. 11 mit entsprechender Funktion vertretenen Teile der Getriebeeinheit in Fig. 11 mit einer im

Vergleich zu Fig. 1 um 200 beziehungsweise mit einer im Vergleich zu Fig. 8 um 100 erhöhten Ziffer bezeichnet. Sofern nachfolgend nicht abweichend beschrieben, ist die Beschreibung der Teile in Fig. 1 beziehungsweise Fig. 8 für die entsprechenden Teile in Fig.11 zu übertragen. Im Vergleich zu dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel der Getriebeeinheit wurden folgende Aspekte modifiziert:

a. Antriebswelle und Hinterradflansch bestehen aus einem Stück und sind zur Hinterradwelle 212 zusammengefasst.

b. Die Ausführung des Sonnenrades 211 ermöglicht kleinere Zähnezahlen und damit kleinere Gesamtübersetzungen.

c. Die Fixierung des Hinterrades 240 sowie die Übertragung des Drehmomentes von der Hinterradwelle 212 auf das Hinterrad 240 erfolgt durch eine einfache Gewindehülse 239 im Hinterrad 240, die auf die Hinterradwelle 212 aufgeschraubt wird.

d. Alle Bestandteile des Freilaufmechanismus sind axial gesehen lose hintereinander

angeordnet.

e. Die Aufhängung der Getriebeeinheit im Fahrradrahmen 209 ist axial gesehen weiter zum Planetengetriebe hin verschoben.

f. Antreiber 203 und Planetenträger 251 sind zweiteilig ausgeführt. Der Antreiber 203 ist zum Abtriebsrad 203c eines der Getriebeeinheit vorgeschalteten Zahnriementriebes ausgebildet.

Zu a. In diesem Ausführungsbeispiel bestehen Antriebswelle und Hinterradflansch aus einem Stück und sind zu einer Hinterradwelle 212 zusammengefasst.

Zu b. Das Sonnenrad 211 ist in dieser Ausführungsform mit einer stirnseitigen Stirnverzahnung 211a oder mit stirnseitigen Klauen, in die die Stirnzähne 215a des Kupplungsgliedes 215 eingreifen können, versehen. Dies hat den Vorteil, dass für das Sonnenrad 211 eine kleinere Zähnezahl gewählt werden kann und damit eine kleinere Gesamtübersetzung für die

Getriebeeinheit erreicht werden kann. Im Freilauffall drücken die Klauen oder Stirnzähne 211a des Sonnenrades 211 die Stirnzähne 215a des Kupplungsgliedes 215 aus der Stirnzahn- Verbindung.

Zu c. Axial gesehen zwischen Schrägkugellager 235 und Evolventenverzahnung der

Hinterradwelle 212 dient eine Unterlegscheibe 237, die auch als Sicherungsring ausgeführt werden kann, als wellenseitige Anlageschulter für das Schrägkugellager 235. Ein Hinterrad 240, das radial gesehen innen eine Gewindehülse 239 aufweist, ist mit Hilfe eines Hinterrad 240 und Hinterradwelle 212 verbindenden Gewindes auf die Hinterradwelle 212 aufgeschraubt und drückt das Schrägkugellager 235 zum Zweck der axialen Fixierung des Schrägkugellagers 235 auf der Hinterradwelle 212 gegen die Unterlegscheibe 237. Durch geeignete Passungswahl ist ein Passungsabschnitt 239a der Gewindehülse 239 über eine feste Passung fest mit der

Hinterradwelle 212 verbunden und trägt die gewichts- und fahrbahnbedingten Lasten. Die Drehmomentübertragung zwischen Hinterradwelle 212 und Hinterrad 240 erfolgt im

Wesentlichen über den Gewindeabschnitt 239b der Gewindehülse 239. Die das Hinterrad 240 tragende Gewindehülse wird mit Hilfe einer Schraube 238 und einer Unterlegscheibe 252 verkontert. Zu d. Die Ausführung von Antriebswelle und Hinterradflansch in einem Stück als

Hinterradwelle 212 schafft Raum innerhalb der Hinterradwelle, so dass die Druckkraft der Druckfeder 223 im Gegensatz zu der in Fig 8 dargestellten Ausführungsform axial nicht mehr umgeleitet werden muss und die Druckfeder 223 auf der zum Hinterrad 240 gewandten Seite der Druckplatte 216 platziert werden kann. Die Druckfeder 223 stützt sich über ein

Führungsrohr 253 an der Schraube 238 ab. Nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung werden in dieser Ausführungsform die Führungsbuchse 225, die Druckfeder 223, die Führungsbuchse 226, die Druckplatte 216 und das Kupplungsglied 215 ohne weitere axial wirkende Führungs- oder Befestigungsmittel axial gesehen einfach lose hintereinander angeordnet gegen das Sonnenrad 211 gedrückt. Über diese Anordnung wird wie bereits in Fig. 10 für die Ein-Gang-Variante der Getriebeeinheit gezeigt, wiederum die Montage der

Druckplatte 216 ohne Ausbau der wesentlichen Getriebeteile (Schrägkugellager 235,

Hohlradträger 208, Hohlrad 207, Hinterradwelle 212) möglich.

Zu e. In einer Variante der Befestigung der Getriebeeinheit im Fahrradrahmen 209 weist ein mit dem Hohlradträger 208 radial und seitlich fest verbundener Verbindungsflansch 254 an seinem Umfang Bohrungen auf, die mit den Bohrungen des Fahrradrahmens 209 fluchten und durch die der Fahrradrahmen 209 mittels Schraub Verbindungen 246 mit dem Hohlradträger 208 befestigt wird. Der dadurch erzielte axiale Versatz des Fahrradrahmens 209 in Richtung des

Planetengetriebes hat im Vergleich zu den Ausführungsformen aus Fig. 1 und Fig. 8 den Vorteil, dass die Außenseite des Fahrradrahmens 209 von der Getriebeeinheit bis zum Tretlager in einer geraden zur Bezugsmittelebene des Fahrrades parallelen Linie verlaufen kann.

Zu f. Der Antreiber 203 ist in diesem Ausführungsbeispiel zum Abtriebsrad 203c eines der Getriebeeinheit vorgeschalteten Zahnriementriebes ausgebildet. Außerdem sind der Antreiber 203 und der Planetenträger 251 zweiteilig ausgeführt. Die Welle-Nabe-Verbindung zwischen Antreiber 203 und Planetenträger 251 wird platzsparend durch eine Klauenkupplung verwirklicht. Näheres ergibt sich aus den im Folgenden beschriebenen Fig. 12, Fig. 13 und Fig. 14.

Fig. 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer drehfesten Klauen-Kupplung zwischen dem

Antreiber 203 und dem Planetenträger 251 in der Explosionsansicht.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung können der zum Abtriebsrad 203c des der Getriebeeinheit vorgeschalteten Zahnriementriebes ausgebildete Antreiber 203 und/oder der Planetenträger 251 kostengünstig aus stranggepressten Aluminium-Profilen hergestellt werden. Fig. 13 zeigt ein mögliches Profil für den Planetenträger 251, Fig. 14 zeigt ein mögliches Profil für den Antreiber 203. Zur Aufnahme der Planetenräder 206 ist innnerhalb des für den

Planetenträger 251 vorgesehenen Profils durch spanabhebende Verfahren Platz zu schaffen. Aus Gründen der Fertigungsgenauigkeit sind die zur Aufnahme der Planetenachsen vorgesehenen Ausnehmungen des Planetenträgers 251 ggf. auch durch spanabhebende Verfahren herzustellen. Die am Antreiber 203 vorgesehenen Klauen sind ebenfalls durch spanabhebende Verfahren aus dem für den Antreiber 203 vorgesehenen stranggepressten Profil herstellbar.

Im Ergebnis sind mit den vorstehend beschriebenen besonderen Merkmalen der Erfindung, belegt durch die in den Fig. 1, Fig. 8 und Fig. 11 dargestellten Ausführungsformen, aufgrund des gekröpften Abtriebsrades 2 beziehungsweise aufgrund der freien Gestaltbarkeit des

Hinterrades 40, 140 und damit nicht in der Bezugsmittelebene erforderlichen Befestigung des Hinterrades 40, 140 am Hinterradflansch 14, 114 beziehungsweise auf der Hinterradwelle 212 sowie aufgrund der besonders kompakten Form der Freilauf- und Schalteinrichtungen sehr geringe Kettenlinienabstände von je nach Hinterradbreite ca. 37 - 55 mm realisierbar. Im Falle eines 10 Zoll Vollkunststoff-Laufrades resultiert beispielsweise in etwa folgender

Kettenlinienabstand (Fig. 11):

Breite des Hinterrades geteilt durch zwei: 34/2 = 17 mm

Mindestabstand des Hinterrades zum Fahrradrahmen: + 4 mm

Breite des Fahrradrahmens auf Höhe des Hinterrades: + 8 mm

Abstand der Kette zum Fahrradrahmen: + 3 mm Kettenbreite geteilt durch 2: 10/2 = + 5 mm

Resultierender Kettenlinienabstand zur Bezugsmittelebene des Fahrrades = 37 mm

Im Falle eines 12- oder 14-Zoll-Luftreifen-Laufrades mit einer Zwei-Gang-Getriebeeinheit resultiert in etwa beispielsweise folgender Kettenlinienabstand (Fig. 1):

Breite des Hinterradreifens geteilt durch zwei: 40/2 = 20,0 mm

Mindestabstand des Hinterrades zum Fahrradrahmen: + 6,0 mm Breite des Fahrradrahmens: + 8,0 mm

Materialstärke des Hohlradträgers zw. Fahrradrahmen und Planetenträger: + 2,0 mm Breite des Planetenträgers: 3 + 15 + 3,5 = + 20,5 mm Materialstärke der Dichtkappe 0,5 mm

Breite des Abtriebs-Zahnkranzes geteilt durch 2: 2/2 = + 1,0 mm Kettenlinienversatz durch gekröpften Abtriebs-Zahnkranz: - 2.7 mm

Resultierender Kettenlinienabstand zur Bezugsmittelebene des Fahrrades 55,3 mm Die zur Aufnahme der nutzungsbedingt auftretenden Kräfte (Gewichtskräfte, Fahrbahnschläge) und Momente (Abstützmoment des Hohlrades) erforderliche Verbindung zwischen

Hohlradträger (8, 108, 208) und Fahrradrahmen (9, 109, 209) kann für die in Fig. 1, Fig. 8 und Fig. 11 dargestellten Ausführungsformen wie gezeigt lösbar (zum Beispiel mittels

Verschraubung) oder auch stoffschlüssig (durch Löten, Kleben, Schweißen oder einstückig) vorgesehen werden. Ausführungsformen mit stoffschlüssigen Verbindungen zwischen

Fahrradrahmen (9, 109, 209) und Hohlradträger (8, 108, 208) beziehungsweise Hohlrad (7, 107, 207) sind ebenfalls von der Erfindung umfasst.

Fig. 15 beschreibt die Schnittansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der

Getriebeeinheit mit zwei Gangabstufungen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden die zu Fig. 1, Fig. 8 beziehungsweise zu Fig. 11 beschriebenen und in Fig. 15 mit entsprechender Funktion vertretenen Teile der Getriebeeinheit in Fig. 15 mit einer im Vergleich zu Fig. 1 um 300, mit einer im Vergleich zu Fig. 8 um 200 beziehungsweise mit einer im Vergleich zu Fig. 11 um 100 erhöhten Ziffer bezeichnet. Sofern nachfolgend nicht abweichend beschrieben, ist die Beschreibung der Teile in Fig. 1, Fig. 8 beziehunsweise Fig. 11 für die entsprechenden Teile in Fig. 15 zu übertragen.

Im Vergleich zu den in Fig. 1, Fig. 8 beziehungsweise Fig.11 gezeigten Ausführungsbeispielen sind in der in Fig. 15 beschriebenen Ausführungsform der Getriebeeinheit folgende Aspekte modifiziert:

a. Die Schalteinrichtung zwischen den Sonnenrädern 310, 311 und der Hinterradwelle 312 b. Die Anordnung und Ausführung der Freilaufkupplung

c. Die Lagerung und Befestigung der Getriebeeinheit im Fahrradrahmen

d. Die Abdichtung der Getriebeeinheit zwischen Dichtkappe 344 und Hohlradträger 308

Der Vorteil gegenüber den zuvor gezeigten Ausführungsformen besteht im Wesentlichen in den geringeren Fertigungskosten von Hinterradwelle 312, Schalteinrichtungen 315, 316 und 328 und Sonnenrädern 310 und 311.

Zu a. Die Schalteinrichtung zwischen Sonnenrädern und Hinterradwelle

Radial gesehen innerhalb der Sonnenräder 310 und 311 ist das Kupplungsglied 315 mittels eines Bolzens 355 drehbar in einer Ausnehmung der Hinterradwelle 312 angebracht. Die Sonnenräder 310 und 311 weisen axial durchgehende Ausnehmungen auf, in die das

Kupplungsglied 315 eingreifen kann. Je nach gewünschter Schaltstellung kann das

Kupplungsglied 315 entweder in die Ausnehmung des Sonnenrades 310 oder in die

Ausnehmung des Sonnenrades 311 gedreht werden, wobei das Kupplungsglied 315 eine passfederartige Welle-Nabe- Verbindung zwischen dem jeweiligen Sonnenrad 310, 311 und der

Hinterradwelle 312 herstellt. Das Kupplungsglied 315 weist eine weitere Bohrung zur

Aufnahme eines weiteren Bolzens 356 auf, der das Kupplungsglied 315 mit einem gabelartigen Druckstück 316 drehbar verbindet. Das gabelartige Druckstück 316 ist wiederum mittels eines weiteren Bolzens 357 drehbar mit einer Führungsbuchse 328 verbunden. Die Führungsbuchse 328 ist in einem innerhalb der Hinterradwelle 312 angebrachten Führungsrohr 353 gelagert und kann sich axial in beide Richtungen bewegen. Wird die Führungsbuchse 328 und damit auch das gabelartige Druckstück 316 vom Planetengetriebe weg bewegt, dreht sich das

Kupplungsstück 315 in die Ausnehmung des Sonnenrades 310. Wird die Führungsbuchse 328 zum Planetengetriebe hin bewegt, dreht sich das Kupplungsstück 315 in die Ausnehmung des Sonnenrades 311. Die Bewegung der Führungsbuchse 328 zum Planetengetriebe hin wird durch eine Druckfeder 323 herbeigeführt, die seitlich durch die Scheiben 326 und 327 gefasst ist und sich über eine weitere Scheibe 325 an dem mit der Hinterradwelle 312 fest verbundenen Lager 334 abstützt. Die Bewegung der Führungsbuchse 328 vom Planetengetriebe weg wird erreicht, indem durch einen geeigneten nicht dargestellten Bowdenzug Zug auf ein handelsübliches

Schaltkettchen 331 ausgeübt wird, das aus einer Schaltschraube 330 und Kettengliedern besteht und das mit einer Schaltmutter, die als Rundmutter 329 ausgeführt ist, verschraubt ist. Die Rundmutter 329 gibt innerhalb der Führungsbuchse 328 den Zug des Schaltkettchens 331 aus der Hinterradwelle 312 hinaus als Druck auf ein Axialrillenkugellager 332 weiter, das wiederum gegen die Innenseite der Führungsbuchse 328 drückt und diese unter gleichzeitiger Zusammendrückung der Druckfeder 323 ebenfalls in Richtung des Hinterrades 340 bewegt. Während die Hinterradwelle 312 dreht, führt sie zusammen mit den Sonnenrädern 310 und 31 1, dem Kupplungsglied 315, dem gabelartigen Druckstück 316 und der Führungsbuchse 328 eine Relativbewegung zum Schaltkettchen 331 mit den Kettengliedern, zu der Schaltschraube 330 und der mit dieser verbundenen Rundmutter 329 aus. Dabei ist die Rundmutter 329 mittels des Axialkugellagers 332 in der Führungsbuchse 328 gelagert und die Kettenglieder des

Schaltkettchens 331 stützen sich am Innenring des Lagers 334 ab. Zwei Dichtungsringe 342 und 358 zwischen Führungsbuchse 328 und Schaltschraube 330 beziehungsweise zwischen

Führungsbuchse 328 und Führungsrohr 353 dichten die Getriebeeinheit zum Schaltkettchen 331 ab. Zum Zwecke der Montage des Schaltkettchens 331 weist die Rundmutter 329 eine Nut 329a auf. Zur Montage drückt die Schaltschraube 330 des Schaltkettchens 331 die Nut der

Rundmutter 329 zunächst gegen das Druckstück 316, womit die Rundmutter 329 fixiert wird und die Schaltschraube 330 in das Gewinde der Rundmutter 329 eingeschraubt werden kann. Zur Montage des Bolzens 356 und damit zur Verbindung des bereits in der Hinterradwelle 312 mittels des Bolzens 355 gelagerten Kupplungsstückes 315 mit dem gabelartigen Druckstück 316 weist die Hinterradwelle 312 eine Bohrung 312a auf, durch die der Bolzen 356 gesteckt werden kann, wenn die entsprechenden Bohrungen des Kupplungsstückes 315 und des

Druckstückes 316 mit der Bohrung 312a der Hinterradwelle 312 fluchten. Beide Sonnenräder 310 und 311 sind durch die Sicherungsringe 321 und 337 gemeinsam mit etwas axialem Spiel festgelegt. Befindet sich das Kupplungsstück 315 in der neutralen Schaltstellung, d. h. es reicht weder in die Ausnehmung des Sonnenrades 310 noch in die des Sonnenrades 311 hinein, können beide von den Planetenrädern 206 angetriebenen Sonnenräder 310 und 311 auf der Hinterradwelle 312 im Leerlauf frei drehen. Es wird kein Drehmoment übertragen. Wird das Kupplungsstück 315 von dem Schaltkettchen 331 in Richtung der Ausnehmung des

Sonnenrades 310 gezogen, greift das Kupplungsstück 315 in die Ausnehmung des Sonnenrades 310, sobald die Ausnehmung des Sonnenrades 310 mit dem sich in der Hinterradwelle 312 mitdrehenden Kupplungsglied 315 zusammentrifft. Das Drehmoment wird nun von dem

Sonnenrad 310 über das Kupplungsglied 315 auf die Hinterradwelle 312 übertragen, während das Sonnenrad 311 frei auf der Hinterradwelle 312 dreht. Wird das Schaltkettchen 331 entspannt, drückt die Druckfeder 323 das Kupplungsstück 315 in die Ausnehmung des

Sonnenrades 311, sobald die Ausnehmung des Sonnenrades 311 mit dem sich in der

Hinterradwelle 312 mitdrehenden Kupplungsglied 315 zusammentrifft. Das Drehmoment wird nun von dem Sonnenrad 311 über das Kupplungsglied 315 auf die Hinterradwelle 312 übertragen, während das Sonnenrad 310 frei auf der Hinterradwelle 312 dreht.

Zu b. Die Anordnung und Ausführung der Freilaufkupplung

Radial gesehen zwischen Hinterradwelle 312 und Hinterrad 340 sind zwei außen liegende Lager sowie eine Freilaufkupplung, in diesem Ausführungsbeispiel ausgeführt als zwei

handelsübliche, gelagerte Klemmkörper-Freilaufkupplungen 359 und 360, angeordnet, die über eine Welle-Nabeverbindung, vorzugsweise eine Passfeder 361, das Drehmoment von der Hinterradwelle 312 auf das Hinterrad 340 übertragen und das Hinterrad 340 auf der

Hinterradwelle 312 lagern. Zur Aufnahme der Passfeder 361 weist die Hinterradwelle 312 im Bereich des Hinterrades 340 eine weitere Ausnehmung auf. Die Freilaufkupplungen sind mittels einer Mutter 339 und einer Kontermutter 338 auf der Hinterradwelle 312 axial fixiert. Auch andere Ausführungsformen einer Freilaufkupplung zwischen Hinterradwelle 312 und Hinterrad 340 sind denkbar und von der Erfindung umfasst. Beispielsweise könnte eine frei gestaltbare Freilaufkupplung zwischen zwei Rillenkugellagern, die in der Hinterradnabe angeordnet werden, vorgesehen werden.

Zu c. Die Lagerung der Getriebeeinheit im Fahrradrahmen.

In dieser Ausführungsform ist eine mögliche variierte Fixierung des Hinterrades 340 und eine varrierte Lagerung der Getriebeeinheit zu beiden Seiten des Hinterrades 340 gezeigt. Auf der Hinterradwelle 312 sind zu beiden Seiten des Hinterrades 340 Lager 335 und 362, vorzugsweise einfache Rillenkugellager, angeordnet, die mit Hilfe einer Befestigungsmutter 339 und mit einer Kontermutter 338 und durch die Distanzbuchsen 363 und 364 getrennt mit den beiden

Klemmkörperfreilaufkupplungen 359 und 360 gegeneinander und gegen den Sicherungsring 337 axial verspannt sind. Die Lager 335 und 362 sind in O- Anordnung angeordnet. Der

Hohlradträger 308 fungiert auf der Seite des Planetengetriebes als nabenseitige Lagerschale, auf der gegenüberliegenden Seite des Hinterrades 340 nimmt eine zusätzliche Lagerschale 365 das Lager 362 auf. Beide Lagerschalen werden mit dem Fahrradrahmen oder mit den Ausfallenden 366 und 367 des Fahrradrahmens lösbar verbunden. Aufgrund der wellenseitig erforderlichen festen Passungen der Lager 335 und 362 wird der einfache Ein- und Ausbau des Hinterrades 340 dadurch ermöglicht, dass der Hohlradträger 308 und die Lagerschale 365 lösbar mit den Ausfallenden 366 und 367 des Fahrradrahmens verbunden werden und das Hinterrad 340 mit der gesamten Getriebeeinheit ein- und ausgebaut wird. Nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung ist der Hohlradträger 308 zum Zwecke der lösbaren Verbindung des Hohlradträgers 308 mit der Ausfallenden 366 des Fahrradrahmens und zum Zwecke der platzsparenden Übertragung des auf den Hohlradträger 308 über das Hohlrad 307 wirkenden Drehmomentes an der unteren Seite abgeflacht. Gegen diese abgeflachte Seite wird mittels zweier in die Ausfallende 366 eingeschraubter Schrauben 346 ein Druckstück 354 gedrückt, so dass das auf das Hohlrad 307 und den Hohlradträger 308 wirkende Drehmoment von der Ausfallenden 366 und von dem Fahrradrahmen aufgenommen wird. Gleichzeitig erfolgt so die Befestigung der Getriebeeinheit in der Ausfallenden 366 des Fahrradrahmens. Die Lagerschale 365 kann entsprechend abgeflacht und fixiert werden. Ebenso sind andere

Befestigungsmöglichkeiten der Lagerschale 365 in der Ausfallenden 367 bekannt und werden hier nicht weiter dargestellt. Die hier beschriebene Lagerung und Befestigung der

Getriebeeinheit im Fahrradrahmen kann auch für die zuvor in Fig. 1, Fig. 8 und Fig. 11 gezeigten Ausführungsformen der Getriebeeinheit mit den dort verwendeten

Schalteinrichtungen und Freilaufkupplungen verwendet werden, wobei auch derartige

Ausführungsformen in nicht gezeigter einfach modifizierbarer Form von der Erfindung umfasst sind. Ebenso kann die in Fig. 15 dargestellte Ausführungsform auch wie die in den Fig. 1, Fig. 8 und Fig. 11 gezeigten Ausführungsformen als einseitig im Fahrradrahmen befestigte Variante ausgeführt werden. Auch eine derartige Ausführungsform ist von der Erfindung umfasst.

Zu d. Zwischen Dichtkappe 344 und Hohlradträger 308 ist in diesem Ausführungsbeispiel nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung ein Dichtungsring 343 angeordnet, der von der Dichtkappe 344 auf die angeschrägte Fase des Planetenträgers 303b gedrückt wird und damit wiederum eine besonders platzsparende dynamische Abdichtung ermöglicht.

Fig. 16 zeigt eine Schnittansicht durch die erste Gangstufe und die Schalteinrichtungen der in Fig. 15 gezeigten Ausführungsform. Um die für die Schaltung erforderliche Beweglichkeit des gabelartigen Druckstückes 316 innerhalb der Hinterradwelle 312 zu ermöglichen, ist das gabelartige Druckstück 316 nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung aus einem Rundstab hergestellt.

Zur weiteren Veranschaulichung zeigt Fig. 17 eine teilgeschnittene Ansicht der in Fig. 15 gezeigten Schalteinrichtungen.

Weitere dem Fachmann ohne weiteres zugängliche, deshalb nicht weiter dargestellte

Ausführungsformen der Erfindung bestehen beispielsweise in der Ausführung der Welle-Nabe- Verbindung zwischen Sonnenrad und Hinterradwelle für die Ein-Gang-Getriebeeinheit als Passfeder- Verbindung. Dies ermöglicht eine einfach herzustellende Hinterradwelle.

Ebenso können die Hinterradwelle und das Sonnenrad für die Ein-Gang-Getriebeeinheit aus einem Stück gefertigt sein, so dass die Hinterradwelle gleichzeitig auch als Sonnenrad fungiert. Für diesen Fall können insbesondere für den Einsatz besonders kleiner Laufräder niedrige Übersetzungen der Getriebeeinheit beispielsweise bis 1 : 5 erreicht werden.

Für beide zuletzt genannten Ausführungsformen der Hinterradwelle und des Sonnenrades kann die Freilaufkupplung gemäß Fig. 15 zwischen Hinterradwelle und Hinterradnabe angeordnet werden.

Ebenso kann die Freilaufkupplung zwischen dem Abtriebsrad (2, 102, 202, 302) des der Getriebeeinheit vorgeschalteten Zugmittel- beziehungsweise Stirnradgetriebes und dem

Antreiber (3, 103, 203, 303) angeordnet werden, beispielsweise mittels einer insbesondere für BMX-Räder handelsüblichen Sperrklinken-Freilaufkupplung oder eines für Kettenschaltungen handelsüblichen Ritzelpaketes. Dem Vorteil einer kostengünstigen Herstellung steht jedoch der Nachteil gegenüber, dass der Planetenträger (3b, 103b, 251, 303b) und die Planetenräder (6, 106, 206, 306) im Freilauf-Fall mitdrehen mit der Folge von Wirkungsgradverlusten. Alle diese Ausführungsformen sind von der Erfindung umfasst. Mit den vorgenannten Ausführungsformen lassen sich die im Folgenden beispielhaft näher beschriebenen Übersetzungsverhältnisse verwirklichen. Dabei wird beispielhaft Bezug auf die Ausführung der Zahnräder mit dem Modul 0,8 gemäß der der Fig. 8 und der Fig. 11 genommen. Andere festigkeitsmäßig einsetzbare Zahrrad-Moduln sind ebenso von der Erfindung umfasst. Nachfolgend sind für die oben beschriebenen Ausführungsformen beispielhafte und bevorzugte Kombinationen von Kettenrädern, Abtriebs-Zahnkränzen und Zähnezahlen der Planetengetriebe dargestellt, die zu den bevorzugten Ausführungsbeispielen für die Getriebeeinheit als Sechs- Gang-Getriebe mit gleichmäßiger Gangabstufung gehören und/beziehungsweise die durch geeignete Wahl des Abtriebs-Zahnkranzes besonders einfach auf mehrere Laufradgrößen adaptierbar sind.

Da die resultierenden Übersetzungen sehr kleine Zahlen ergeben, ist die Darstellung der Übersetzungsverhältnisse in der Form eines vorangestellten Verhältnisses„1 :" gewählt worden. In der jeweiligen Zeile für die dargestellte Übersetzung der jeweiligen Gangstufe findet sich dann der Divisor des Übersetzungsverhältnisses von 1 : . Eine Übersetzung von 0,125 wird beispielsweise dargestellt als = 1 : 8.

Bei Verwendung eines handelsüblichen Zweifach-Kettenrades mit 42 und 27 Zähnen wird mit der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform eine gleichmäßige Gangabstufung zwischen 13,1 % und 18,8 % sowie ein Übersetzungsbereich zwischen kleinstem und größtem Gang von etwa 210 % erreicht:

Tabelle A: Sechs-Gang-Getriebe für 14-Zoll- und 12-Zoll-Rad

Tabelle B: Sechs-Gang-Getriebe für 10-Zoll-Rad

Die in Fig. 11 dargestellte Eingang-Getriebeeinheit kann auf die Radgrößen 7 bis 16 Zoll so adaptiert werden, dass die gleiche nutzungsgerechte Entfaltung erreicht wird, indem einfach unterschiedlicher Abtriebs-Zahnkranz mit variierter Zähnezahl verwendet wird:

Tabelle C: Identische Eingang-Getriebeeinheit für Laufradgrößen von 7 Zoll bis 16 Zoll

Neben den dargestellten Ausführungsformen sind mit den zuvor beschriebenen besonderen Merkmalen der Erfindung eine Vielzahl weiterer Übersetzungsverhältnisse realisierbar, die alle von der Erfindung umfasst sind.

Beispielsweise kann in einer Ausführungsform, in der die Hinterradwelle und das Sonnenrad aus einem Stück bestehen, das Sonnenrad nochmals kleinere Zähnezahlen aufweisen, womit die Getriebeeinheit für kleinste Laufradgrößen einsetzbar wird. Nachfolgend ist beispielhaft eine mögliche Ausführung und die mittels Variation des Abtriebs-Zahnkranzes mögliche

Adaptierung auf Laufradgrößen von 6 bis 14 Zoll dargestellt.

Tabelle D: Identische Eingang-Getriebeeinheit für Laufradgrößen von 6 Zoll bis 14 Zoll

Insgesamt sind durch entsprechende Wahl der Zähnezahlen des Planetengetriebes

Übersetzungen des Planetengetriebes von ca. 1 : 4,5 bis 1 : 5,0 und weniger erreichbar.

Bezugszeichenliste

I, 301 Kette des Kettentriebes

201 Riemen des Riementriebes

2, 102, 203c, 302 Abtriebsräder des Zugmittel- oder Stirnradgetriebes

3,103,203,303 Antreiber

3b, 103b, 251,303b Planetenträger

4, 104, 304 Sicherungsringe Abtriebsrad

5, 105,205,305 Planetenachsen

6a, 6b, 106, 206, 306 Planetenräder

7, 107, 207, 307 Hohlrad

8, 108,208,308 Hohlradträger

9, 109, 209 Fahrradrahmen

10,310 Sonnenrad

II, 111,211,311 Sonnenrad

12,112,212,312 Hinterradwelle

13, 113 Antriebswelle der Hinterradwelle

14, 114 Hinterradflansch der Hinterradwelle

15, 115,215,315 Kupplungsglied

16, 116,216 Druckplatten der Freilaufkupplungen

316 Druckstück der Zwei-Gang-Schaltung

17, 117,217,317 Lager für Antreiber

18, 118,218,318 Lager für Antreiber

19, 119,219,319 Befestigungsschraube für Lager Antreiber

20, 120, 220, 320 Sicherungsringe für Lager Antreiber

21,22,322 Distanzscheiben für Sonnenräder

121,221,321 Sicherungsringe für Sonnenräder

23, 24, 124, 223, 323 Druckfedern für die Schalt- und Kupplungseinrichtungen 25, 26, 27, 28, 125, 127,

128, 225, 226, 325, 326,

und 327, 328 Führungsbuchsen /-Scheiben für Druckfeder, Druckplatte/-stück

29, 330 Schaltschrauben der Schalteinrichtungen

30, 329 Schaltmuttern der Schalteinrichtungen

31,331 Schaltkettchen 32 Nadellager für Schaltkettchen

332 Axialrillenkugellager für Schaltkettchen

33 Führungsbuchse für Schaltkettchen

34, 334 Lager für Schaltkettchen

35, 135, 235, 335, 362 Lager für Hinterradwellen

36, 136, 236 Sicherungsringe für Lager Hinterradwelle - Hohlradträger

37, 137, 237 Anlegescheiben für Lager Hinterradwelle

337 Sicherungsring für Lager Hinterradwelle

38, 138, 338 Kontermutter

238 Konterschraube

39, 139 Befestigungsschrauben für Hinterrad

239 Gewindehülse für die Befestigung des Hinterrrades

339 Befestigungsmutter für die Befestigung des Hinterrades

40, 140, 240, 340 Hinterrad

41 Dichtungs-Stopfen

42, 43, 342, 343, 358 Dichtungsringe

44, 144, 244, 344 Dichtkappen für das Planetengetriebe

45 Anlegekappe für die O-Ring-Dichtung

46, 146, 246, 346 Befestigungsschrauben für Getriebeeinheit - Fahrradrahmen 147, 247 Scheibe für die radiale Positionierung der Druckplatte

148, 348 Lagerbuchse für Lager Antreiber

149, 249, 252 Unterlegscheiben für Befestigungs- und Konterschrauben 253, 353 Führungsrohr in der Hinterradwelle

254 Verbindungsfiansch für Fahrradrahmen - Hohlradträger 354 Druckplatte für die Verbindung Fahrradrahmen - Hohlradträger

355, 356, 357 Bolzen für die Schalteinrichtung

359, 360 Klemmkörperfreilauf-Kupplung für das Hinterrad, gelagert

361 Passfeder für die Klemmkörperfreilauf-Kupplung

363, 364 Distanzscheiben zwischen Hinterrad und Lagern Hinterradwelle 365 Lagerschale für Lager Hinterradwelle

366, 367 Ausfallenden des Fahrradrahmens