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Mehrgangübersetzungsnabe mit Rücktrittschaltung
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Um eine exakte Führung des Schubklotzes oder eines entsprechenden Organs durch die Schaltkulisse der Schaltbüchse sicherzustellen, drückt man das Schaltorgan mit Federkraft gegen den Schubklotz.
Wenn das Schaltgetriebe ein Planetengetriebe ist, so führt man das Kupplungsglied vorzugsweise als
Kupplungsbüchse aus, welche mit einer ersten antreiberseitigen Verzahnung in eine Innenverzahnung des ) Antreibers eingreift und mit einer weiteren Aussenverzahnung wahlweise ininnenverzahnungen eines Hohl- ra3es und eines Planetenradträgers des Planetengetriebes eingreift ; die Kupplungsbüchse ist dabei in Rich- tung auf den Antreiber hin durch eine Feder vorgespannt, welche zweckmässig zwischen das Hohlrad und die Kupplungsbüchse eingespannt ist.
Besonders zweckmässig ist es, die Kupplungsbüchse im Bereich der antreiberseitigen Verzahnung mit ) grösserem Durchmesser auszuführen als im Bereich des Planetengetriebes, wo sie auf der Nabenachse ge- führt ist, denn es ergibt sich dann die Möglichkeit, die Schaltkulisse und den Schubklotz in dem Ringraum zwischen dem erweiterten Abschnitt der Kupplungsbüchse und der Nabenachse unterzubringen und den
Schubklotz an der Schulterfläche angreifen zu lassen, welche am Übergang von dem erweiterten Ab- schnitt der Kupplungsbüchse zum verengten Abschnitt auftritt.
Die mit dem Schaltorgan, im Falle der bevorzugten Ausführungsform also mit der Kupplungsbüchse, zu kuppelnden Getriebeteile sind zweckmässig in Axialrichtung abgefedert, wodurch das Einkuppeln er- leichtert wird ; die Abfederung kann beispielsweise von Tellerfedern gebildet sein, so dass in den ver- schiedenen Gangstellungen keine Federbelastung in den abgefederten Getriebeteilen auftritt.
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ein Abtriebsklinkengesperre.
Eine Ausführungsform der Mehrgangübersetzungsnabe mit Rücktrittbremse hat den Vorteil, dass die Bremse den Rücktrittschaltweg begrenzt ; der bis zum Wirksamwerden der Bremse notwendige Bremsschalweg kann so gewählt werden, dass er nur wenig grösser ist als der zum Schalten von einem Gang zum nächsten erforderliche Rücktrittschaltweg ; eine derartige Anordnung hat im Falle einer Zweigangnabe zur Folge, dass beim Bremsen jedesmal von dem einen Gang auf den andern geschaltet wird und dass man umgekehrt beim Schalten von dem einen Gang auf den andern durch die Bremse den Vorteil hat, dass der Schaltvorgang begrenzt wird.
Um zu verhindern, dass unbeabsichtigterweise von einem Gang auf den andern geschaltet wird, kann man die den Gangstellungen entsprechenden Eingriffszonen der Schaltkulisse durch Erhöhungen begrenzen.
Die beiligenden Figuren erläutern die Erfindung : Fig. 1 zeigt eine Zweigangübersetzungsnabe mit Rücktrittschaltung im halben Längsschnitt im direkten Gang, Fig. 2 die Nabe der Fig. 1 im Schnellgang, Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2, Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 2, Fig. 5 zeigt eine abgewickelte Schaltkurve, Fig. 6 zeigt eine Teilansicht der Nabenachse mit Schaltbüchse, Kupplungsbüchse, Schubklotz und einen Führungsschlitz der Nabenachse, Fig. 7 zeigt eine gegenüber Fig. 1 und 2 abgewandelte Anordnung einer Rückholfeder, Fig. 8 zeigt eine Zweigangüberset-
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gelagert, der mit einem Kettenrad 8 vereinigt ist. Eine Nabenhülse 13 ist mittels eines Kugellagers 52 einerseits auf dem Antreiber 1 und anderseits auf dem Lagerringkörper 50 gelagert.
Innerhalb der Nabenhülse 13 ist ein Planetengetriebe untergebracht ; dieses umfasst ein Sonnenrad 26 auf der Nabenachse 17, einen-Planetenradträger 22, auf dem mittels Planetenradlagerzapfen 24 Planetenräder 25 gelagert sind. Ein Hohlrad 7 umschliesst die Planetenräder und steht in Eingriff mit diesen. Mit demHohlrad 7 ist duroh eine Klauenkupplung 9 ein Sperrklinkenträger 11 gekuppelt ; dieser Sperrklinkenträger 11 ist auf einem Lagerhals des Planetenradträgers 22 drehbar gelagert. Seine Sperrklinken stehen in Eingriff mit einer Sperrklinkenverzahnung 12 der Nabenhülse 13 (s. Fig. 3). Auf dem Lagerhals des Planetenradträgers 22 ist weiterhin ein beweglicher Bremskonus 57 durch eine Verschraubung 58 geführt und durch eine Friktionsfeder 59 gegen unbeabsichtigte Verdrehung gesichert.
Der bewegliche Bremskonus 57 steht einer konischen Innenfläche 60 an einem Bremsmantel 61 gegenüber ; der Bremsmantel 61 ist durch Lappen 62 in einem Schlitz 63 des Lagerringkörpers 50 gegen Verdrehung gesichert.
Zwischen dem Planetengetriebe und dem Antreiber 1 ist eine Kupplungsbüchse 4 vorgesehen. Die Kupplungsbüchse 4 greift mit einer Aussenverzahnung 3 in eine Innenverzahnung 2 des Antreibers 1 ein. Eine weitere Aussenverzahnung 5 der Kupplungsbüchse 4 greift wahlweise in eine Innenverzahnung 6 des Hohlrades 7 und eine Innenverzahnung 21 des Planetenradträgers 22 ein. Eine Schraubenfeder 31 stützt sich einerseits gegen das Hohlrad 7 ab und drückt anderseits die Kupplungsbüchse 4 in der Figur nach rechts.
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Wie aus Fig. 1 und 3 zu ersehen, ist innerhalb des Antreibers 1 unmittelbar angrenzend an das An- treiberlager 51 ein Freilauf 14 vorgesehen ; dieser Freilauf 14 umfasst Klemmrollen 64 und einen Klemm- rollenkäfig 65. Durch den Freilauf 14 wird beim Rückwärtstreten eine Schaltbüchse 15 vom Antreiber 1 mitgenommen. Die Schaltbüchse 15 wirkt mit einer Schaltkurve (s. Fig. 5) auf einen Schubklotz 20 ein.
Der Schubklotz 20 ist in einem Schlitz 19 der Nabenachse 17 geführt.
In Fig. 1 befindet sich die Nabe in direktem Gang ; der Drehmomentfluss geht vom Kettenrad 8 Ober den Antreiber 1, die Kupplungsbüchse 4, das Hohlrad 7, die Klauenkupplung 9 auf den Sperrklinkenträger
10 und von diesem auf die Nabenhülse 13.
In Fig. 2 ist auf übersetzten Gang geschaltet. Der Drehmomentfluss erfolgt vom Kettenrad 8 über den Antreiber 1, die Kupplungsbüchse 4, den Planetenradträger 22, die Planetenräder 25, das Hohlrad 7, die
Klauenkupplung 9, den Sperrklinkenträger 10 und die Sperrklinken 11 auf die Nabenhülse 13.
In dem in der Figur linken Ende des Planetenradträgers 22 finden sich Tellerfedern 23, welche sich gegen Federringe 66 auf der Nabenachse 17 abstützen.
Die Gangschaltung vom direkten Gang auf den Schnellgang erfolgt durch Rückwärtsbewegen des Antreibers 1 über Pedale. Bei dem Zurückbewegen der Pedale wird vom Antreiber 1 über den Klemmrollen- freilauf 14 die Schaltbüchse 15 verdreht. Diese Schaltbüchse 15 trägt die Schaltkurve 16 (s. Fig. 5 und 6), die so ausgebildet sind, dass die einzelnen Wege, die für die Gangeinstellung erforderlich sind, geschaltet werden können. Durch die Verdrehung der Schaltbüchse 15, die sich an dem Lagerringkörper 18 abstützt, wird über die Schaltkurve 16 der SchubkloLz 20 in dem Schlitz 19 der Achse 17 nach links verschoben.
Dabei wird die Verbindung zwischen dem Hohlrad 7 und der Kupplungsbüchse 4 gelöst und dafür über die Ver- zahnung 5 und 21 der Planetenradträger 22 an die Kupplungsbüchse 4 gekuppelt.
Zur Erleichterung des
Einkuppelns ist der Planetenradträger 22 über die Federn 23 etwas länger verschiebbar. Wenn beim Rück- wärtsbewegen der Pedale die Kupplungsbüchse 4 verdreht und gleichzeitig längs verschoben wird, kann es vorkommen, dass an den Planseiten der Verzahnungen 5 und 21 Zahn auf Zahn aufeinander steht und die
Verzahnungen 5 und 21 nicht zum Eingriff gebracht werden können. Durch das seitlich federnde Auswei- chen des Planetenradträgers 22, das durch die Federn 23 bewirkt wird, ist jedoch ein Einkuppeln der bei- den Kupplungsverzahnungen 5 und 21 möglich.
Das Zurückschalten in die unter Fig. 1 beschriebene Ausgangsstellung erfolgt wieder durch die Rück- wärtsbewegung der Pedale. Durch die Druckfeder 31 werden die Kupplungsbüchse 4 und der Schubklotz 20 nach rechts gedrückt. Wird nun die Schaltbüchse 15 verdreht, so rutscht durch den Federdruck der Schub- klotz 20 von seiner Stellung 28 über die Erhöhung 30 zurück in die Ausgangsstellung 27.
An Hand der Fig. 5 und 6 soll jetzt der Schaltvorgang im einzelnen erläutert werden. Bei dem Schal- ten vom Schnellgang wird der Schubklotz 20 von der Senke 27 der Schaltkurve 16 auf das Plateau 28 ge- bracht. Das Plateau 28 ist mit seitlichen Erhöhungen 29 und 30 versehen, um die Schaltbüchse 15 gegen- über dem Schubklotz 20 gegen ungewollte Verdrehung zu sichern. Die Schaltkurven 16 der Schaltbüchse
15 sind dann am günstigsten gestaltet, wenn die Anzahl der Perioden durch 2 teilbar ist. In diesem Falle liegt der Schubklotz 20 an seinen beiden Enden plan an. An Stelle eines Schubklotzes, der als längs ver- schiebbares, nicht verdrehbarer Teil zwischen Schaltbüchse und Kupplungsbüchse angeordnet ist, können beliebige Mittel verwendet werden, wenn sie die gleichen Aufgaben erfüllen. So kann z.
B. eine Büchse vorgesehen werden, die durch Keile, Stifte oder ein Profilloch auf der Achse gegen Verdrehung gesichert wird, jedoch längs verschiebbar ist und die auf einer Seite als Gegenstück zur Schaltkurve ausgebildet ist.
Ausserdem können auch verschiebbare Keile oder Passfedern oder dergleichen Verwendung finden, die in
Nuten oder auf Flächen oder dergleichen der Achse längs verschiebbar angeordnet sind.
Bei einer Zweigangnabe kann die Nabe so gestaltet werden, dass jeweils nur auf den nächsten Gang zu schalten ist, z. B. von Stellung 27 in Stellung 28 oder von 28 nach 27 und dann die Bremse zu wirken beginnt. Bei diesem System ist ein Überschalten nicht möglich, da die Bremse als Schaltbegrenzung wirkt.
Erst nach dem Vorwärtsbewegen der Pedale, d. h. durch Auslösen der Bremse kann der nächste Gang durch
Rückwärtsbewegen der Pedale geschaltet werden. Will man mit dieser Nabe bremsen, so wird jeweils der andere Gang geschaltet.
Das axiale Spiel zwischen Bremskonus 57 und Bremsmantel 61 bestimmt dabei den Schaltweg.
Die Ausführungsform der Fig. 7 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 1-6 allein durch die ver- änderte Anordnung der Druckfeder 31 ; diese stützt sich hier an einer Büchse 32 ab, die durch einen Ring
68 am Antreiber 1 festgehalten ist. Eine Reibung der Druckfeder 31 an dem Hohlrad 7 ist deshalb ver- mieden.
Auch die Ausführungsform der Fig. 8 entspricht in wesentlichen Teilen derjenigen der Fig. 1 - 6. Es handelt sich nunmehr aber um eine Zweigangnabe mit einem Direktgang und einem untersetzten Gang.
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Das Antriebsgesperre ist bei dieser Ausführungsform nicht mehr mit dem Hohlrad gekuppelt ; es ist viel- mehr ein Sperrklinkenträger 34 auf einem beweglichen Bremskonus 33 angeordnet. Die Sperrklinken des
Antriebsgesperres greifen in eine Sperrklinkenverzahnung 35 der Nabenhülse ein.
Der Drehmomentfluss geht in dem in Fig. 8 dargestellten untersetzten Gang vom Kettenrad 8 über den 5 antreiben 1, die Kupplungshülse 4, das Hohlrad 7, die Planetenräder 25, den Planetenradträger 22, den beweglichen Bremskonus 33, den Sperrklinkenträger 34 auf die Nabenhülse 13. In dem nicht eingezeichne- tenDirektgang läuft der Drehmomentfluss vom Kettenrad 8 über den Antreiber 1. die Kupplungsbüchse4, den Planetenradträger 22, den beweglichen Bremskonus 33, den Sperrklinkenträger 34 auf die Nabenhülse 13.
Die Schaltvorgänge sind die gleichen wie bei der Ausführungsform der Fig. 1 - 6.
Mit vorliegenden Erfindungsgegenstand liegt eine einfache Konstruktion einer Rücktrittschaltnabe vor.
Selbstverständlich können beliebige Variationen in der Konstruktion vorgenommen werden. So kann z. B. an Stelle einer Kupplungsverzahnung die Kraftübertragung und Schaltung über einen an sich bekannten
Mitnehmer erfolgen. Es würde zu weit führen, die verschiedenen Kombinationen und Arten vorzuschlagen, die bei einer Mehrgangnabe Anwendung finden können, die gemäss der Erfindung geschaltet wird.
PA. T ENTANSPRÜCHE : 1. Mehrgangübersetzungsnabe mit oder ohne Rücktrittbremse, mit einem Schaltgetriebe und einem
Schaltmechanismus, letzterer umfassend eine Schaltbüchse mit Schaltkulisse, die beim Rückwärtstreten eines Antreibers durch einen Freilauf vom Antreiber mitgenommen wird und mit ihrer Schaltkulisse auf einen unverdrehbaren Schubklotz oder dergleichen einwirkt und somit eine axiale Schaltbewegung er- zeugt, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Schaltkulisse (16) beaufschlagte Schubklotz (20) unmit- telbar auf ein Schaltorgan (4) des Schaltgetriebes (26,22, 25,7) einwirkt.