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Freilaufbremsnabe mit Rücktrittentlastung.
Den Gegenstand der Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung der durch Patent Nr. 142607 geschützten Vorrichtung zur Feststellung des Antreibers einer Freilaufbremsnabe in der durch Rück- tritt eingestellten Lage, in der er die Bremse in der Arbeitsstellung sichert. Die im Antreiber eingebaute
Feststellvorrichtung besteht gemäss der vorliegenden Erfindung, wie bei der Einrichtung nach dem
Hauptpatent, aus einer Kupplung und einer Vorrichtung zum Schliessen und Öffnen der Kupplung mit Hilfe schräger Flächen, welche Vorrichtung auf die Kupplung durch eine dazwischengeschaltete
Feder wirkt. Die Einrichtung ist so ausgeführt, dass auch nach dem Schliessen der Kupplung die Wirkung der Bremse noch verstärkt oder verringert werden kann.
In der Zeichnung ist die Einrichtung zur Rücktrittentlastung in zwei beispielsweisen Ausführungs- formen dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt des Antreibers der Freilaufbremsnabe und der mit diesem zusammenhängenden Teile der ersten Ausführungsform. Fig. 2 stellt einen Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. 1 dar. Fig. 3 zeigt einen ähnlichen Schnitt wie Fig. 1, wobei aber einige im Antreiber eingebaute Teile in Ansicht dargestellt sind. Fig. 4 ist ein Längsschnitt der zweiten Ausführungsform, Fig. 5 ein Querschnitt nach der Linie D-E der Fig. 4 und Fig. 6 ein Längsschnitt ähnlich wie Fig. 3.
Die Kupplung zum Feststellen des Antreibers a der Freilaufbremsnabe gegen Drehung besteht aus einem im Antreiber fest angebrachten ringförmigen Kupplungsteil a3 und einem axial verschiebbaren Kupplungsteil il, der auf beliebige Weise, z. B. durch Schrauben, mit einer durch einen Querschlitz der Nabenachse b hindurchragenden Leiste i verbunden ist, so dass er gegen Drehung gesichert ist. Auf den gegenüberliegenden Seitenflächen der Ringe a3 und il sind Kupplungszähne mit schrägen Flanken ausgebildet, die gewöhnlich durch eine in der Längsbohrung der Achse b gelagerte Feder k ausser Eingriff gehalten werden, wenn die Leiste i bis an das rechte Ende des Schlitzes geschoben ist (Stellung in Fig. 1).
Auf dem Umfange des Antreibers a ist ein Kugellager al vorgesehen, auf dem die nicht dargestellte Nabenhülse mit ihrem einen Ende umläuft. Der Antreiber selbst stützt sich mit einer in seinem Innern vorgesehenen Kugelreihe a2 an einem Laufkonus P, der wie die Achse mit einem Querschlitz versehen ist, in welchem eine Leiste g verschiebbar ist. C bezeichnet den Abstand der Kugelreihen al und a2 voneinander. Von der äusseren Seite der Leiste g ragt ein Führungszapfen gl in die Bohrung der Achse. Eine Feder h, die sich mit ihrem andern Ende gegen die Leiste i stützt, sucht die Leiste g am rechten Ende des Schlitzes zu halten.
Auf einem Gewinde des freien Endes des Antreibers ist eine Kappe c aufgeschraubt, die als Gehäuse für die Vorrichtung zum Verschieben der Leiste g dient, die mit Hilfe der Feder h auch die Leiste i zwecks Schliessens der Kupplung a3, il verschiebt. Die Vorrichtung besteht aus mehreren, beispielsweise drei bogenförmigen Vorsprüngen el, die von der inneren Bodenfläche der Kappe c vorragen und an ihren im Sinne der Rückwärtsdrehung des Antreibers vorangehenden Enden je eine Abschrägung c2 haben, während ihre in Richtung der Vorwärtsdrehung liegenden Enden unterschnittene Zähne e3 bilden. Der dazwischenliegende Teil der Vorsprünge cl ist eben und mit der Bodenfläche
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der Kappe c parallel (Fig. 3).
Diesen Vorsprüngen steht ein Ring d gegenüber, der mit entsprechenden Vorsprüngen dl und den Abschrägungen ce gegenüberstehenden Abschrägungen d2 und unterschnittenen Zähnen d3 die Vorrichtung zur axialen Verschiebung verschiedener Teile, u. zw. unmittelbar der Leiste g, ergänzt. Damit die Vorsprünge cl und e eine Verschiebung des Ringes d bei der Rückwärtsdrehung des Antreibers und der Kappe c bewirken, ist in dem Ring d eine Hemmvorrichtung vorgesehen, die den Ring d anfangs hemmt und dann sperrt. Hiezu dienen zwei Klemmwalzen t, die in Durch- brechungen e1 eines Führungsringes e auf gegenüberliegenden parallelen Abflachungen b2 des Lagerkonus lJ1 gehalten werden.
Die Abflachungen bilden exzentrische Steigflächen, auf denen die Walzen/ nach aussen bewegt werden, bis sie sich in Aussparungen d4 im inneren Umfange des Ringes d legen und diesen gegen Drehung sperren. Auf dem Führungsring e angeordnete Schleppfedern e2, die am Ring d anliegen, nehmen bei der Rückwärtsdrehung dieses Ringes den Führungsring e mit, bis die Walzen in die Klemmstellung am Ring d gelangt sind, wogegen die Vorwärtsdrehung des Führungsringes durch gegen die Abflachungen sich legende Anschläge e3 des Führungsringes gehindert wird.
Sobald der Ring d gegen Drehung festgestellt ist, wird er durch die Schrägflächen c2 und d2 gegen die Leiste g hin verschoben, die mit an ihren Enden ausgebildeten Nasen oder Zähnen in eine Verzahnung d5 greift, die auf der benachbarten Seite des Ringes d vorgesehen ist, wodurch der Ring d auch durch die Leiste g gegen Drehung gesperrt wird.
Die Vorrichtung wirkt in folgender Weise. Wenn durch die Tretkurbeln und die Kettenübertragung zwecks Bremsen der Antreiber a und damit auch die aufgeschraubte Kappe c rückwärts
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die Abschrägungen d2 des Ringes d wirken, dieser Ring eine kurze Strecke mitgenommen, bis er durch die auf den Flächen b2 auswärts und in Aussparungen d4 gedrückten Walzen t gegen weitere Rückwärtsdrehung gesperrt wird. Alsdann wird der Ring d durch die Schrägflächen c2, d2 in Fig. 3 nach links geschoben, so dass er mit der Leiste g in Eingriff kommt.
Die Leiste g wird nun in dem Schlitz der Achse und des Konus bl gleichfalls nach links geschoben, wobei sie die Feder h zusammendrückt, die wegen ihrer grösseren Härte die Spannung der weicheren Feder k überwindet und die Leiste i in gleicher Richtung verschiebt, bis die Verzahnungen der Ringe il und a3 in Eingriff gekommen sind. Dann ist der Antreiber durch die Kupplung mit der Achse nicht drehbar verbunden und hält die nicht dargestellten Übertragungsteile und die Bremse in der jeweiligen Arbeitsstellung fest. Rücktritt auf die Pedale ist dann nicht mehr erforderlich.
Bei dem Aufsteigen der Schrägflächen c2 und d2 aufeinander sind schliesslich die ebenen Rückenflächen der Vorsprünge cl und dl miteinander in Berührung gekommen. Wenn die Notwendigkeit vorliegt, die Bremse fester anzuziehen, kann man, da die Zähne der Kupplung i1 und a3 abgeschrägte Flanken haben, den Antreiber noch weiter rückwärts drehen, wobei die Feder h etwas nachgibt, während die Kupplung um einen Zahn weiter springt ; umgekehrt lässt sich auch die Bremse abschwächen oder ganz lösen, indem die Kupplung auch bei der Vorwärtsdrehung des Antreibers etwas nachgibt. Die Vorsprünge cl und dl gleiten dabei mit ihren ebenen Rückenflächen aneinander, weshalb ihre Wirkung auf die Kupplung bestehen bleibt.
Beim Übergang vom Bremsen zum Freilauf oder zum Antrieb unter Vorwärtstreten gibt die Kupplung a3, il, wie vorstehend erklärt, federnd nach ; dagegen wird der Ring d durch den Eingriff der Vorsprünge der Leiste g in die Verzahnung d5 dieses Ringes gegen Mitnahme festgehalten. Daraufhin kommen die unterschnittenen Enden oder Zähne c3 und d3 der Vorsprünge in Eingriff, wodurch dann der Ring d gegen den Boden der Kappe hin gezogen und von dieser bei der Drehung des Antreibers mitgenommen wird, wobei das Walzenklemmgesperre i sich selbsttätig löst. Alsdann können die Federn kund h die Leisten i und g nach rechts bis an die Enden der betreffenden Schlitze verschieben, während der Eingriff zwischen dem Ring d und der Leiste 9 schon vorher aufgehoben wird.
Beim Antrieb wird nunmehr die nicht dargestellte Kupplung zwischen Antreiber und Nabenhülse geschlossen, so dass das Rad mitgenommen wird, während beim Stillhalten der Tretkurbeln zwecks Einstellen des Freilaufs diese Kupplung sich in bekannter Weise selbsttätig öffnet.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4-6 sind der Lagerkonus in'und das kleine Kugellager möglichst weit nach rechts verlegt, so dass in der Bohrung des Antreibers I mehr Platz verbleibt. Die äussere Kugelreihe ll befindet sich in dem Abstande F von dem inneren Kugellager P. Diese Anordnung gestattet die Vermeidung der Längsschlitze der Achse m und der verschiebbaren Keile und erleichtert den Einbau der Entlastungsvorrichtung, während zur Abdichtung des Antreibers nur der übliche Staubring n erforderlich ist.
Auf der inneren Seite der Kugelreihe P ist ein Ring o in die Bohrung des Antreibers ! geschraubt, dem auf seiner linken Seite ein relativ drehbarer Ring p gegenübersteht. Von den gegenüberliegenden Seiten der beiden Ringe ragen Vorsprünge os bzw. p1 gegeneinander, deren Enden ebenso ausgebildet sind, wie die der vorstehend beschriebenen Vorsprünge cl und dl. Auf der Achse m sind an diametral gegenüberliegenden Stellen parallele Abflaehungen m5 vorgesehen, auf denen Sperrwalzen r mit einem Führungsring q mit Durchbrechungen e, Schleppfedern q2 und Anschlägen aufgebaut sind, die auf den Ring p, der innen Rasten p2 enthält, bei Rückwärtsdrehung wirken können.
Auf der andern Seite des Ringes p ist eine Verzahnung p3 ausgebildet, der einige Zähne s eines zweiten, in dem Antreiber
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undrehbaren Ringes s gegenüberstehen, die im Sinne der Vorwärtsdrehung ineinander eingreifen können. Im Ring s ist eine Kegelfeder si befestigt, deren inneres Ende an der Nase m3 der Achse undreh- bar, aber längs verschiebbar angreift. Die verschiebbare Kupplungshälfte t, die mit der am Antreiber l festen Kupplungshälfte ss in Eingriff gebracht werden kann, führt sich mit einem Ausschnitt an der Nase m3 der Achse undrehbar.
Das Öffnen der Kupplung geschieht selbsttätig durch eine um die Achse m gelegte, sich gegen einen auf die Achse geschraubten Anschlagring m4 stützende Feder u, deren anderes
Ende gegen den Kupplungsteil t anliegt.
Die Vorrichtung wirkt in folgender Weise. Beim Antrieb wird von dem umlaufenden Antreiber über den Ring o durch die unterschnittenen Zähne der Vorsprünge os und pl der Ring p mitgenommen, während die übrigen eingebauten Teile in Ruhe verbleiben. Die Mitnahme der Nabenhülse geschieht, wie gewöhnlich, durch die übliche'Freilaufkupplung, die sich beim Stillhalten der Tretkurbeln selbst- tätig öffnet, worauf Freilauf eintritt.
Bei der Rückwärtsdrehung wird, wie vorstehend beschrieben, durch die Vorsprünge 01 und p1 der Ring p nach links verschoben, da er während der Wirkung der Schrägflächen der Vorsprünge von den Walzen r gesperrt ist. Er legt sich bei seiner Verschiebung gegen den Ring s und bewegt diesen gegen die Kupplung hin, wobei die Feder sl die Kupplungshälfte t mit der Kupplungshälfte 13 in Eingriff bringt, worauf der Antreiber gegen Drehung gesperrt ist. Die Verstärkung oder Abschwächung der
Bremswirkung lässt sich auch bei dieser Ausführungsform wegen des nachgiebigen Schliessens der
Kupplung durch die Feder 81 durch Drehen des Antreibers mittels der Tretkurbeln erreichen.
Bei dem Wiederantreten der Tretkurbeln hält der Ring s, der durch die Feder 81 an der Achse m undrehbar festgehalten wird, mit Hilfe der Verzahnungen p"und s den Ring p gegen Vorwärtsdrehung fest, bis die Vorsprünge os und p1 gegeneinander verdreht sind und der Ring p durch die unterschnittenen
Zähne gegen den Ring o bewegt ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Freilaufbremsnabe mit Rücktrittentlastung nach Patent Nr. 142607, bei der durch einen axial verschiebbaren Teil mittels federnder Zwischenelemente eine Kupplung geschlossen wird, die die undrehbare Feststellung des Antreibers der Freilaufbremsnabe sichert, dadurch gekennzeichnet, dass ein Walzenklemmgesperre (t bzw. r) innerhalb eines Ringes (d bzw. p), durch den die Kupplung (a3 bis il bzw. - geschlossen wird, auf nur in einer Drehrichtung wirkenden Steigbahnen (b2 bzw. m5) beweglich ist, während die Federn (k, h bzw. u, s), durch die die Kupplung beeinflusst wird, gänzlich innerhalb des Antreibers (a bzw. I) angeordnet sind.