<Desc/Clms Page number 1>
Klinkengesperre
Die Erfindung betrifft ein Klinkengesperre, insbesondere für Freilaufnaben von Fahrrädern, Motorrädern u. dgl.
Die Erfindung geht aus von bekannten Klinkengesperren, umfassend ein Klinkenrad mit in die äussere Umfangsfläche des Klinkenrades eingelassenen Taschen, in diesen Taschen bolzenlos gelagerten Sperrklinken für den Eingriff mit einer das Sperrklinkenrad umschliessenden Gesperrverzahnung und einem Federring, welcher in eine Ringnut in der äusseren Umfangsfläche des Sperrklinkenrades sowie in Schlitze in den Rücken, d. h. den radial äusseren Flächen der Sperrklinken eingreift. Bei den bekannten Klinkengesperren dieser Art war zwar durch seitliche Begrenzung der Taschen und durch den Federring eine hinreichende Lagesicherung der Sperrklinken in axialer Richtung und in radialer Richtung gewährleistet ; nicht gewährleistet war jedoch eine ausreichende Sicherung in tangentialer Richtung.
Es bestand die Gefahr, dass die Klinken beim Überholen durch die Gesperreverzahnung oder beim Auftreten von Erschütterungen in tangentialer Richtung verschoben wurden ; bereits eine geringfügige Verschiebung genügte, um eine Verklemmung der Sperrklinken in den sie aufnehmenden Taschen hervorzurufen.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei Vorhandensein eines Federringes, welcher in eine Ringnut in der äusseren Umfangsfläche des Sperrklinkenrades eingreift und ausserdem in Schlitze in den Rücken der Sperrklinken eine besondere Sicherung der Sperrklinken durch axiale Verschiebung durch seitliche Begrenzungsflächen der Taschen nicht mehr erforderlich ist, die Taschen in axialer Richtung offen sein können. Wenn die Taschen in axialer Richtung offen sind, können sie auf verhältnismässig einfache Weise durchRäumen, Stossen oder ein ähnliches Verfahren hergestellt werden ; dieses vereinfachte Herstellungsverfahren lässt auch die Herstellung komplizierterer Profile der Taschen und der in ihnen sitzenden Sperrklinken zu, bei denen eine Sicherung gegen tangentiale Verschiebung gewährleistet ist.
Demgemäss besteht der Erfindungsvorschlag in der Kombination folgender Merkmale : a) Die Taschen des Sperrklinkenrades sind seitlich, d. h. in axialer Richtung offen und durch Räumen, Stossen oder ein ähnliches Verfahren hergestellt ; b) in die Böden der Taschen sind zylindrische Pfannen eingelassen, in welchen die Sperrklinken mit entsprechenden zylindrischen Ansätzen eingreifen.
Die Ausdehnung des zylindrischen Ansatzes an den Klinken im Verhältnis zur Gesamtlänge der Klinken ist beliebig. Es ist auch der Extremfall denkbar, dass die zylindrischen Ansätze sich über die ganze Länge der Klinken erstrecken ; in diesem Falle nehmen die Klinken halbmondförmige Gestalt an.
Die Montage der Klinken und des Federringes ist sehr einfach. Das gesamte Klinkengesperre nimmt nur wenig Raum ein ; bei Einbau in Freilaufnaben werden diese klein und leicht.
InWeiterbildungdieses Erfindungsgedankens können auf den Rücken der Sperrklinken, d. h. auf deren radial äusseren FlächenErhöhungen vorgesehen sein, welche für den radialen Eingriff mit der zugehörigen Gesperreverzahnung bestimmt sind. Bisher haben die für die Mitnahme der Gesperreverzahnung durch die Klinken verantwortlichen Spitzen der Klinken auch die auftretenden radialen Belastungen aufgenommen.
Insbesondere waren es die Spitzen der Sperrklinken, die bei Überholbewegungen der Gesperreverzahnung an diesen anlagen und deshalb stark abgenutzt wurden. Durch den Erfindungsvorschlag wird erreicht, dass
<Desc/Clms Page number 2>
bei solchenÜberholbewegungen im wesentlichen die Erhöhungen der Sperrklinkenrücken an den Gesperre- verzahnungen schleifen und die Spitzen deshalb geringerem Verschleiss ausgesetzt sind. Dieser Umstand ist deshalb von besonderer Bedeutung, weil die Sperrklinkenspitzen als empfindlichster Teil des gesamten Klinkengesperres dessen Lebensdauer bestimmen.
Wenn die Sperrklinken unter bestimmten Bedingungen ausser Eingriff mit der zugehörigen Gesperreverzahnung gebracht werden sollen, so stimmt man die Erhöhungen auf den Sperrklinkenrücken zweckmässig ab auf die Form und Grösse einer an die Gesperreverzahnung angrenzenden konischen Fläche, welche bei axialer Verschiebung der Sperrklinken mit diesen Erhöhungen in Eingriff tritt, und die Sperrklinken aus dem Eingriff mit der Gesperreverzahnung ausschwenkt.
Bei bisher bekannten Konstruktionen traten im Falle einer Verschiebung der Sperrklinken zwecks Ausrückung aus dem Eingriff mit der Gesperreverzahnung die Spitzen der Klinken in Eingriff mit der koni- schen Fläche. Da bei Vorhandensein von erfindungsgemässen Erhöhungen auch diese Funktion von den Spitzen genommen wird, sind diese auch insoweit geringerem Verschleiss ausgesetzt.
Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung. Es stellen dar : Fig. 1 eine Freigangnabe mit Bremse in halbem Längsschnitt mit erfindungsgemässem Klinkengesperre, Fig. 2 einen Schnitt nach Linien II - Il der Fig. l, Fig. 3 einen Schnitt nach Linien II-II der Fig. 1 bei ausgeschalteten Klinken, Fig. 4 eine vergrösserte Teilansicht zu Fig. 2, Fig. 5 eine vergrösserte Teilansicht zu Fig. 3.
In der Darstellung der Fig. 1 erkennt man eine Nabenachse 20. Auf dieser Nabenachse 20 sitzen Lagerringkörper 21, 22. Auf dem Lagerringkörper 21 ist mittels eines Kugellagers 23 ein Antreiber 24 gelagert. Eine Nabenhülse 25 ist mittels Kugellagern 26 und 27 einerseits auf dem Antreiber 24, anderseits auf dem Lagerringkörper 22 gelagert. Der Antreiber 24 ist mit einem Kettenrad 28 vereinigt.
- Innerhalb der Nabenhülse 25 ist ein Planetengetriebe untergebracht. Dieses besteht aus einem Planetenradträger 29, der auf der Nabenachse 20 drehbar gelagert ist und mittels Lagerzapfen 30 Planetenräder 31 trägt. Die Planetenräder 31 wälzen sich von einem Sonnenrad 32 der Nabenachse ab und stehen ausserdem in Eingriff mit einer Innenverzahnung eines Hohlrades 33. Das Planetengetriebe ist durch eine Kupplungshülse 34 mit dem Antreiber 24 gekuppelt. Die Kupplungsbüchse 34 weist antreiberseitig eine Aussenverzahnung 35 auf, die mit einer Innenverzahnung 36 des Antreibers in Eingriff steht. Eine getriebeseitige Aussenverzahnung 37 der Kupplungsbüchse 34 steht in Fig. 1 in Eingriff mit einer Innenverzahnung eines durch die Planetenradlagerbolzen 30 am Planetenradträger 29 befestigten Ringes 38.
Die Kupplungshülse 34 ist über eine Zugkette 39, ein Zugstängchen 40 und einen Schubklotz 41 in axialer Richtung gegen die Wirkung einer Schraubenfeder 42 verschiebbar. Dabei tritt die Aussenverzahnung 37 der Kupplungsbüchse 34 ausser Eingriff mit der Verzahnung des Ringes 38 und in Eingriff mit einer Innenverzahnung 43 des Hohlrades 33. Ausserdem wirkt dabei die Aussenverzahnung 37 der Kupplungsbüchse mit ihrem Ende auf eine U-förmige Mitnehmerscheibe 44 ein.
Auf dem Hohlrad 33 sitzt unverdrehbar, aber axial verschiebbar ein Sperrklinkenrad 6. Dieses Sperrklinkenrad 6 trägt in Taschen 18 Sperrklinken 9. Die Sperrklinken 9 stehen in Eingriff mit einer Gesperreverzahnung 10 eines Mitnehmerringes 11 ; der Mitnehmerring 11 ist durch eine Klauenkupplung mit einer Lagerschale 45 der Nabenhülse 25 gekuppelt.
Auf dem Planetenradträger 29 sitzt mittels eines Gewindes 46 verschraubbar ein Bremskörper 1 mit einer konischen Bremsfläche 47. Diese konische Bremsfläche 47 ist zum Eingriff mit einem Hohlkonus 48 eines Bremsmantels 49 bestimmt. Der Bremsmantel 49 ist geteilt und gegen die Innenseite der Nabenhülse 25 anpressbar. Auf dem Bremskörper 47 sind Sperrklinken 3 gelagert, welche durch einen Federring 2 in Eingriff gehalten werden mit einer Gesperreverzahnung 4 an der Innenseite der Nabenhülse 25.
In der gezeichneten Schaltstellung der Nabe erfolgt der Antrieb vom Kettenrad 28 über den Antreiber 24, die Kupplungsbüchse 34, den Planetenradträger 29, 38, die Planetenräder 31, dasHohlrad 33, das Klinkengesperre 45,9, den Mitnehmerring 11 auf die Lagerschale 45 und die Nabenhülse 25.
In einer weiteren, durch Verschiebung der Kupplungsbüchse nach rechts zu erreichenden Schaltstufe erfolgt der Antrieb vom Kettenrad 28 über den Antreiber 24, die Kupplungsbüchse 34, das Hohlrad 33, das Klinkengesperre 9, den Mitnehmerring 11 auf die Lagerschale 45 und damit die Nabenhülse 25.
Durch Weiterverschiebung der Kupplungsbüchse 34 nach rechts in eine dritte Schaltstellung wird das In der Figur rechte Ende der Aussenverzahnung 37 der Kupplungsbüchse 34 in Eingriff treten mit der Mit- Mhmerscheibe 4 und diese nach rechts verschieben. Dabei wird das mit dem Hohlrad 33 unverdrehbar vereinigte, aber axial verschiebbare Sperrklinkenrad 6 nach rechts mitgenommen und die Sperrklinken 9 verden mit einer Erhöhung 19 (Fig. 4) auf eine konische Fläche 12 der Lagerschale 45 aufgelaufen. Sie : relangen dabei in die Stellung der Fig. 3 und 5, d. h. ausser Eingriff mit der Gesperreverzahnung 10.
Das Antriebsmoment verläuft in dieser Schaltstellung vom Kettenrad 28 über den Antreiber 24, die Kupplungs-
<Desc/Clms Page number 3>
büchse 34, das Hohlrad 33, die Planetenräder 31, den Planetenradträger 29, den Bremskörper 47, die Sperrklinken 4 auf die Nabenhülse 25. Erfindungswesentlich ist allein die Ausbildung und Anbringung der Sperrklinken.
In Fig. 4 ist das Sperrklinkenrad 6 mit den Sperrklinken 9 im einzelnen dargestellt. In das Sperri klinkenrad 6 sind Taschen 18 eingelassen. Die Taschen 18 sind in axialer Richtung beidseitig offen und können deshalb durch Räumen oder Stossen hergestellt werden. In die Böden der Taschen 18 sind zylindrische Pfannen 50 eingelassen. Die Sperrklinken 9 weisen zylindrische Ansätze 16 auf, welche in die zylindrischen Pfannen 50 eingreifen. Die Sperrklinken 9 sind deshalb um die Zylinderachse der zylindrischen Ansätze 16 schwenkbar. In die Rücken der Sperrklinken 9 sind Schlitze 51 eingelassen. Ein Federring 8, der in eine Ringnut 52 des Sperrklinkenrades 6 geführt ist, greift in die Schlitze 51 der Sperrklinken 9 ein. Durch diesen Federring 8 sind die Sperrklinken 9 in axialer Richtung und in radialer Richtung gegen unbeabsichtigte Verlagerung gesichert.
Ausserdem greift der Federring 8 an den rückwärtigen Kanten 15 der Schlitze 51 an und sucht dabei die Sperrklinken 9 mit ihren Spitzen 17 in radialer Richtung nach aussen zu verschwenken, derart, dass diese in Eingriff kommen mit der Sperrklinkenverzahi nung 10 des Mitnehmerringes 11. Durch die zylindrische Pfanne 50 und den zylindrischen Ansatz 16 des Sperrklinkenrades 6 bzw. der Sperrklinken 9 sind die Sperrklinken in tangentialer Richtung einwandfrei festgelegt.
Die Bedeutung der Erhöhungen 19 der Sperrklinkenrücken ist aus Fig. 4 besonders deutlich zu entnehmen. Wenn sich das Sperrklinkenrad 6 gegenüber der Gesperreverzahnung 10 im Uhrzeigersinn verdreht, so schleift im wesentlichen die Erhöhung 19 auf der Gesperreverzahnung 10 und nicht die Spitze 17 der Sperrklinken. Die Spitze 17 ist deshalb geschont und ihrer eigentlichen Aufgabe vorbehalten, näm-. lich der Mitnahme des Ringes 11 bei Verdrehung des Sperrklinkenrades entgegen dem Uhrzeigersinn.
In Fig. 5 sind die Spitzen 17 der Sperrklinken 9 in radialer Richtung nach innen verschwenkt. Dies infolge einer Wechselwirkung der Erhöhungen 19 mit der konischen Fläche 12 bei axialer Verschiebung des Sperrklinkenrades in Fig. 1 nach rechts in eine Bohrung mit Innendurchmesser 14.
Die Sperrklinken 3 auf dem Bremskörper 47 können genauso ausgebildet sein wie die Sperrklinken 9.
Dementsprechend sind die Taschen des Bremskörpers 47, welche die Sperrklinken 3 aufnehmen, genauso ausgebildet wie die Taschen des Sperrklinkenrades 6, d. h. insbesondere, dass die Taschen im Bremskörper 47 beidseitig offen sind, also die konische Bremsfläche 47 anschneiden.
Die Sperrklinken können aus Profilmaterial hergestellt und beim Ablängen gleichzeitig geschlitzt werden.
Die Schlitze 51 (s. Fig. 4 und 5) sind so geführt, dass die Erhöhungen 19 vor dem Einbau des Sperrklinkenrades 6 in die Nabe auf einem Kreis liegen, welcher grösser ist als der die Angriffspunkte der Erhöhungen 19 an der Gesperreverzahnung verbindende Kreis ; dadurch ist erreicht, dass die Erhöhungen 19 mit Federvorspannung an der Gesperreverzahnung 10 anliegen, anderseits ist die Vorspannung nicht so gross, dass dadurch der Einbau über Gebühr erschwert würde.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Klinkengesperre für Freilaufnaben von Fahrrädern, Motorrädern u. dgl., umfassend ein Sperrklinkenrad mit in dessen Aussenumfang eingelassenen Taschen, in den Taschen des Sperrklinkenrades bolzenlos gelagerten Sperrklinken für den Eingriff in eine das Sperrklinkenrad umschliessende Gesperreverzahnung und eine in eine Ringnut in der äusserenUmfangsfläche des Sperrklinkenrades sowie in Schlitze in den radial äusseren Flächen der Sperrklinken eingreifende Ringfeder, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale : a) Die Taschen (18) des Sperrklinkenrades (6) sind seitlich, d. h. in axialer Richtung offen und durch Räumen, Stossen oder ein ähnliches Verfahren hergestellt ; b) in die Böden der Taschen (18) sind zylindrische Pfannen (50) eingelassen, in welchen die Sperrklinken (9) mit entsprechenden zylindrischen Ansätzen (16) eingreifen.