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Freilaufnabe mit Trommelrüektrittbremse für Fahrräder u. dgl.
Es sind Freilaufnaben mit Nabenrücktrittbremse und ausserhalb der Kugellager angeordneter Bremstrommel für Fahrräder u. dgl. bekannt. Die Rücktrittbremse ist in der Nabe angeordnet und verursaeht durch die unvermeidliche Erwärmung einen raschen Verbrauch des Schmiermittels in der Nabe, was zu Störungen der vom gleichen Schmiermittel geschmierten Kugellager führt.
Gegenstand der Erfindung ist eine Freilaufnabe mit Trommelrücktrittbremse und ausserhalb der Kugellager angeordneter Bremstrommel, bei der der feste Kugellagerkonus parallel und senkrecht zur Nabenachse gerichtete Bohrungen aufweist, in denen Druckstücke derart angeordnet sind, dass bei axialer Verschiebung der horizontalen Druckstücke eine radiale Verschiebung der die Bremsbacken betätigenden vertikalen Druckstücke eintritt.
Die Zeichnungen veranschaulichen eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung, wie sie zum Antrieb des Hinterrades eines Zweirades Verwendung findet.
Fig. 1 zeigt die Nabe zum Teil in Ansicht und zum Teil im Längsschnitt. Fig. 2 stellt die Nabe, von der Trommelseite aus gesehen, teils in Ansicht, teils im Querschnitt dar. Fig. 3 und 4 zeigen den Bremsmechanismus in der Offen-bzw. Schliessstellung. Fig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie V-V und Fig. 6 ein Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 1. Fig. 7 zeigt eine Einzelheit in perspektivischer Darstellung.
Der Nabenkörper 1 und die Bremstrommel 2 sind miteinander fest verbunden und drehen sich lose auf den Kugellagern 3 und 3', die durch die von der Achse 8 getragenen konischen Teile 7 und 5 und die Nabe selbst gebildet werden. Das Kettenrad 4 für die Antriebskette dreht sich auf der Achse 8 gleichzeitig mit der Muffe 5, die die Rollen 6 trägt. Die Konusse 7 und 9 der Kugellager 3 und 3"sitzen fest auf der Achse 8. Die Deckscheibe 10 der Trommelbremse ist durch eine Mutter 25 auf dieser Achse befestigt und stützt sich auf dem Lagerkonus 7 ab. Die innere Muffe 11 trägt die Rollen 12 ; sie kann sich frei auf der Achse 8 drehen und gleichzeitig in axialer Richtung hin und her geschoben werden.
Der Kugellagerkonus 7 weist zur Nabenachse 8 parallele und senkrechte Bohrungen auf, in denen verschiebbare Druckstücke gelagert sind. Die horizontalen Bohrungen sind durch die ganze Länge des Konus 7 hindurchgeführt. 13 und 18'sind die horizontalen Druckstücke, die auf einer Seite abgeschrägt sind und mit dem abgeschrägten Teil auf die ebenfalls abgeschrägten vertikalen Druckstücke 14 und 14'einwirken und so diese gegen den Umfang der Bremse nach aussen zu stossen vermögen.
Diese Stücke 14 und 14'treten mit den an ihren äusseren Enden angebrachten konischen Köpfen 16, 16'zwischen die Bremsbacken 15 und 15'und treiben sie auseinander, so dass sie sich unter der Wirkung der Druckstücke 13 und 13'gegen die Bremstrommel 2 stützen. Die Bremsbacken selbst stützen sich mittels in sie eingearbeiteter Nuten 17 und 17'auf die Stifte 18 und 18', die auf der Deckplatte 10 festsitzen, die wieder durch den Arm 19 auf dem Rahmen des Fahrzeuges abgestützt und gehalten wird. Die Federn 20 halten die Bremsbacken 15 und 15'auf den Köpfen 16, 16'der Stücke 14 und 14'fest. Das Stück 24 ist ein Staubschutz und 21 eine Zwischenscheibe zwischen den Druckstücke 13, M' und der Muffe 11.
Der Konus 7 des Kugellagers 3 ist gegen das Innere der Nabe verlängert und besitzt eine Aushöhlung mit zur Achse 8 und zueinander parallelen Rippen. In diese Höhlung tritt mit einem dem Durch- messer der Rollen 12 angepassten Spielraum die Nabe der Kupplungsmuffe 11 ein, die die in Fig. 6 dargestellte Querschnittsform aufweist. Diese Form ermöglicht bei entsprechender Drehrichtung des Ketten-
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rades 4 die Nabe der Muffe 11 fest mit dem Konus 7 zu verbinden. Der Kopf der Muffe 11 ist mit abge- schrägen Zähnen versehen (Fig. 3 und 4), die in entsprechende Zähne der Kupplungsmuffe 5 eingreifen, die mit dem Kettenrad 4 fest verbunden ist.
Die Nabe dieser Muffe 5 weist einen Querschnitt nach Fig. 5 auf und kann durch die fünf Rollen 6 bei entsprechender Drehrichtung des Kettenzahnrades mit der Nabe 1 fest verbunden werden. Die Abschrägung der Zähne der Muffen 11 und 5 erlaubt eine axiale Verschiebung der Muffe 11, wenn die Muffe 5 durch das Kettenrad 4 entgegen der Fahrtrichtung bewegt wird. Diese axiale Bewegung dient unter Zwischenschaltung der Scheibe 21 und der Druckstücke 13, 1. 3', die durch das Innere des Konus 7 des Kugellagers 3 hindurchgehen, dazu, die Bremse in Tätigkeit zu setzen.
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Die beschriebene Nabe funktioniert in folgender Weise :
Wenn das Kettenrad 4 bei der Fahrt nach vorwärts gedreht wird, so klemmen sich die Rollen 6 zufolge der exzentrischen Form ihrer Auflageflächen (Fig. 5) im Innern des Nabenkörpers 1 und nehmen die Nabe in dieser Bewegungsrichtung mit. Wird das Kettenrad 4 angehalten, so verschieben sich die Rollen 6 nach dem tieferen Teil ihrer Auflageflächen, wodurch die Nabe bzw. das Rad freigegeben wird und sich in den Lagern 3 und 3'drehen kann. Diese Stellung entspricht dem freien Lauf.
Wird dagegen das Kettenrad 4 durch eine Drehung im umgekehrten Sinne mitgenommen, so bleiben die Rollen 6 frei und die Muffe 5 verschiebt unter der Einwirkung ihrer schrägen Zahnflächen 22 die Muffe 11 auf der Achse 8, weil die Rollen 12 (Fig. 6) sich in dem zylindrischen Teil des Konus 7 sperren und die Muffe 11 verhindern, sich rückwärts zu drehen. Wenn die Muffe 11 sich axial verschiebt, stösst sie auf die Scheibe 21
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und dadurch die Bremsbacken 15 und 15'gegen die Trommel 2 zum Anliegen bringen, wodurch die Nabe bzw. das Rad des Fahrzeuges gebremst wird. Hört die Rücktrittkraft auf, so nehmen alle Bremsorgane wieder ihren früheren Platz unter der Wirkung der Rückzugfedern 20 ein und die Bremsung hört sofort auf.
Bei der bisher beschriebenen Ausführungsform sind die Druckstücke 13 und 13'getrennt in den Konus 7 des Kugellagers 3 eingesetzt und ist die Höhlung zur Aufnahme der Muffe 11 im Konus selbst vorgesehen. Diese Konstruktion weist manche Nachteile auf. Um dieselben zu vermeiden, kann der ausgehöhlte Teil für sich hergestellt und mit dem Konus zusammengesetzt werden. Weiter können die beiden Druckstücke 13 und 13'durch eine Brücke 7'miteinander verbunden werden, die die Scheibe 21 ersetzt und zugleich die Höhlung mit den Rippen aufweist (Fig. 7).
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Freilaufnabe mit Rücktrittbremse und ausserhalb der Kugellager angeordneter Bremstrommel für Fahrräder u. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass der Kugellagerkonus (7) auf der Nabenachse (8) festsitzt und parallel und senkrecht zu dieser gerichtete Bohrungen aufweist, in denen Druckstücke (13, 13', 14, 14') derart angeordnet sind, dass durch eine axiale Verschiebung der horizontalen Druckstücke (13, 13') eine radiale Verschiebung der auf die Bremsbacken (15, 15') der Trommelbremse einwirkenden vertikalen Druckstücke (14, 14') bewirkt wird.
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Freewheel hub with drum back brake for bicycles and. like
There are freewheel hubs with hub backstroke brake and outside the ball bearings arranged brake drum for bicycles and. Like. Known. The coaster brake is arranged in the hub and causes a rapid consumption of the lubricant in the hub due to the unavoidable heating, which leads to disturbances of the ball bearings lubricated by the same lubricant.
The subject of the invention is a freewheeling hub with a reverse drum brake and a brake drum arranged outside the ball bearing, in which the fixed ball bearing cone has bores directed parallel and perpendicular to the hub axis, in which pressure pieces are arranged in such a way that when the horizontal pressure pieces are axially displaced a radial displacement of the brake shoes actuating the brake shoes vertical pressure piece occurs.
The drawings illustrate an example embodiment of the invention as it is used for driving the rear wheel of a two-wheeler.
Fig. 1 shows the hub partly in view and partly in longitudinal section. Fig. 2 shows the hub, seen from the drum side, partly in view, partly in cross-section. Figs. 3 and 4 show the brake mechanism in the open or. Closed position. Fig. 5 is a section along the line V-V and Fig. 6 is a section along the line VI-VI of Fig. 1. Fig. 7 shows a detail in perspective.
The hub body 1 and the brake drum 2 are firmly connected to one another and rotate loosely on the ball bearings 3 and 3 ', which are formed by the conical parts 7 and 5 carried by the axle 8 and the hub itself. The sprocket 4 for the drive chain rotates on the axis 8 at the same time as the sleeve 5 which carries the rollers 6. The cones 7 and 9 of the ball bearings 3 and 3 ″ sit firmly on the axis 8. The cover disk 10 of the drum brake is fastened on this axis by a nut 25 and is supported on the bearing cone 7. The inner sleeve 11 carries the rollers 12; it can rotate freely on the axis 8 and at the same time be pushed back and forth in the axial direction.
The ball bearing cone 7 has holes parallel and perpendicular to the hub axis 8, in which displaceable pressure pieces are mounted. The horizontal holes run through the entire length of the cone 7. 13 and 18 'are the horizontal pressure pieces which are beveled on one side and with the beveled part act on the likewise beveled vertical pressure pieces 14 and 14' and thus are able to push them outwards against the circumference of the brake.
These pieces 14 and 14 'with the conical heads 16, 16' attached to their outer ends between the brake shoes 15 and 15 'and drive them apart so that they are supported against the brake drum 2 under the action of the pressure pieces 13 and 13' . The brake shoes themselves are supported by means of grooves 17 and 17 'machined in them on the pins 18 and 18', which are fixed on the cover plate 10, which is again supported and held by the arm 19 on the frame of the vehicle. The springs 20 hold the brake shoes 15 and 15 'firmly on the heads 16, 16' of the pieces 14 and 14 '. The piece 24 is a dust protection and 21 is an intermediate disk between the pressure pieces 13, M 'and the sleeve 11.
The cone 7 of the ball bearing 3 is extended towards the interior of the hub and has a cavity with ribs parallel to the axis 8 and to one another. The hub of the coupling sleeve 11, which has the cross-sectional shape shown in FIG. 6, enters this cavity with a clearance adapted to the diameter of the rollers 12. With the appropriate direction of rotation of the chain
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rades 4 to connect the hub of the sleeve 11 firmly to the cone 7. The head of the sleeve 11 is provided with beveled teeth (FIGS. 3 and 4) which engage in corresponding teeth of the coupling sleeve 5, which is firmly connected to the chain wheel 4.
The hub of this sleeve 5 has a cross section according to FIG. 5 and can be firmly connected to the hub 1 by the five rollers 6 with the corresponding direction of rotation of the sprocket wheel. The bevelling of the teeth of the sleeves 11 and 5 allows an axial displacement of the sleeve 11 when the sleeve 5 is moved by the sprocket 4 against the direction of travel. This axial movement serves, with the interposition of the disk 21 and the pressure pieces 13, 1, 3 ', which pass through the interior of the cone 7 of the ball bearing 3, to put the brake into action.
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The hub described works in the following way:
If the chain wheel 4 is rotated forwards while driving, the rollers 6, due to the eccentric shape of their bearing surfaces (FIG. 5), clamp inside the hub body 1 and take the hub with them in this direction of movement. If the chain wheel 4 is stopped, the rollers 6 move to the lower part of their bearing surfaces, whereby the hub or the wheel is released and can rotate in the bearings 3 and 3 '. This position corresponds to the free run.
If, on the other hand, the chain wheel 4 is entrained by a rotation in the opposite direction, the rollers 6 remain free and the sleeve 5 moves the sleeve 11 on the axis 8 under the action of its inclined tooth surfaces 22, because the rollers 12 (Fig. 6) are in lock the cylindrical part of the cone 7 and prevent the sleeve 11 from rotating backwards. When the sleeve 11 moves axially, it hits the disc 21
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and thereby bring the brake shoes 15 and 15 'to rest against the drum 2, whereby the hub or the wheel of the vehicle is braked. If the withdrawal force ceases, all braking elements resume their previous place under the action of the return springs 20 and braking stops immediately.
In the embodiment described so far, the pressure pieces 13 and 13 ′ are inserted separately into the cone 7 of the ball bearing 3 and the cavity for receiving the sleeve 11 is provided in the cone itself. This construction has some disadvantages. To avoid the same, the hollowed-out part can be made by itself and assembled with the cone. Furthermore, the two pressure pieces 13 and 13 'can be connected to one another by a bridge 7' which replaces the disk 21 and at the same time has the cavity with the ribs (FIG. 7).
PATENT CLAIMS:
1. Freewheel hub with coaster brake and brake drum arranged outside the ball bearings for bicycles and the like. Like., characterized in that the ball bearing cone (7) is firmly seated on the hub axle (8) and has bores directed parallel and perpendicular to this, in which pressure pieces (13, 13 ', 14, 14') are arranged so that by a axial displacement of the horizontal pressure pieces (13, 13 ') causes a radial displacement of the vertical pressure pieces (14, 14') acting on the brake shoes (15, 15 ') of the drum brake.