AT227537B - Übersetzungsnabe mit zwei durch Rücktrittschaltung wechselweise einschaltbaren Übersetzungen - Google Patents

Description

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  Übersetzungsnabe mit zwei durch Rücktrittschaltung wechselweise einschaltbaren Übersetzungen 
Die Erfindung bezieht sich auf   eineÜbersetzungsnabe   mit zwei   durch Rücktrittschaltung wechselweise   einschaltbaren Übersetzungen, mit oder ohne Rücktrittbremse, wobei die Schaltung durch einen Mechanismus erfolgt, der durch Sperrklinken betätigt wird. 



   Bei einer bekannten Zweigangnabe wird die Schaltung der Gänge über einen Steuernocken- und Steuerexzentersystem, das auf eine Sperrklinkengruppe einwirkt, ausgeführt. Nachteilig ist, dass neben den üblichen Getriebeteilen bei dieser Konstruktion zusätzliche Steuer-, Nocken-und Exzenterscheiben sowie Druckfedern und Reibscheiben benötigt werden, die den Bauaufwand beträchtlich erhöhen. 



   Bei einer andern bekannten Konstruktion besteht der Schaltmechanismus aus drei nebeneinanderliegenden Klinkensystemen. Bei dieser Ausführung wird für jeden Gang ein besonderes Klinkensystem benötigt. Die Schaltung erfolgt über eine   Steuerbüchse   und zusätzliche Steuerteile und Federn. Dadurch wird diese Ausführung kompliziert und teuer. 



   Durch die Erfindung werden die Nachteile der bekannten Konstruktionen vermieden. Die Erfindung besteht darin, dass in dem Hohlrad des Umlaufgetriebes oder einem mit dem Hohlrad verbundenen Teil eine Verzahnung für Antrieb und Steuerung angeordnet ist, in die auf einem Sperrklinkenträger gelagerte Sperrklinken eingreifen, neben denen weitere Sperrklinken mit entgegengesetzter Sperrichtung ebenfalls auf dem Sperrklinkenträger angeordnet und im Eingriff mit einer entsprechenden Gesperreverzahnung sind, wobei die letztgenannten Sperrklinken axial in die Verzahnung hineinragen und durch diese wahlweise durch Rückwärtsdrehen des Hohlrades oder des mit ihm verbundenen Teiles ein-oder ausgeschaltet wer- 
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 bekannten Ausführungen eine bedeutend einfachere Lösung dar.

   Es werden weniger und leichter herstellbare Teile benötigt und vor allem nur Teile, die bei einer Mehrgangübersetzungsnabe sowieso erforderlich sind. Der Schaltmechanismus besteht im wesentlichen nur aus einer Verzahnung für Antrieb und Steuerung, die sich im Hohlrad oder in einem mit dem Hohlrad verbundenen Teil befindet, sowie aus einem Sperrklinkenträger mit zwei Sperrklinkengruppen. Die Schaltung erfolgt beim   Rückwärtsdrehen   durch die Relativbewegung zwischen dem Hohlrad und dem langsamer drehenden oder stehenden Sperrklinkenträger. Je nach Schaltstellung wird die zum Antrieb verwendete Sperrklinkengruppe ein-oder ausgeschaltet. 



   Das Schaltsystem lässt sich sowohl bei Naben mit einem direkten und einem übersetzten Gang und auch bei Naben mit einem direkten und einem untersetzten Gang anwenden. 



   Weitere Ausbildungsmöglichkeiten und vorteilhafte Gesichtspunkte der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Figuren. In den Fig.   1 - 13   sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. 



   Fig. 1 zeigt einen halben   Langsschnitt   einer erfindungsgemässen Zweigangnabe mit Rücktrittbremse, mit zwei Abtriebsorganen und Rücktrittschaltung mit einem direkten und einem ins Schnelle übersetzten Gang. Die dargestellte Schaltstellung entspricht der des direkten Ganges. Die Schaltung erfolgt beim Rückwärtsdrehen durch die Relativbewegung zwischen dem drehenden Hohlrad und einem stehenden Sperrklinkenträger. 

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   Fig. 5 stellt einen Sonderfall dar, der am Ende der Funktionsbeschreibung erwähnt wird. 



   Die Funktion der in den Ausführungsbeispielen dargestellten Naben ergibt sich aus dem Folgenden ;
Fig.   l,   3 und 6 zeigt eine erfindungsgemässe Zweigangnabe in der Stellung des direkten Ganges. 



  Über einen Zahnkranz 29 wird der Antreiber, der als Planetenradträger 4 ausgebildet ist, angetrieben. 



  Der Planetenradträger ist über eine beliebige Steckkupplung 10 mit einem inneren Antreiber 9 verbunden, und treibt diesen und damit den mit ihm verbundenen Bremskonus 22 (Fig. 1) oder die mit ihm verbundene Durchschaltsperre 25 (Fig. 3) und damit über die Sperrklinken 27 und die Klinkenverzahnung 28 die Nabenhülse 7 an. Die Verbindung zwischen dem inneren Antreiber 9 und dem Bremskonus 22 bzw. der Durchschaltsperre 25 erfolgt in allen Figuren durch ein Gewinde 32. An Stelle   des Gewindes können alle geeig-   
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Bewegung erreicht wird. 



   Am bekanntesten hiefür sind Steigzähne und Klemmrollen oder Klemmkugeln. Beim Bremsen ist der
Kraftfluss der gleiche wie im direkten Gang. Der Bremskonus 22 ist durch eine Friktionsfeder 23 an einer Verdrehung, die vom drehenden inneren Antreiber 9 veranlasst wird, gehindert. Durch das Gewinde 32 wird der stehende Bremskonus 22 auf den Bremsmantel 24 hin bewegt, spreizt diesen dabei gegen die Bremsbohrung der Nabenhülse 7 und bremst sie ab. An Stelle einer Mantelbremse können alle geeigneten Bremssysteme angewendet werden. Da eine Rücktrittschaltung in der Nabe eingebaut ist, erfolgt beim Bremsen eine Gangumschaltung. Dabei sind zwei Möglichkeiten gegeben. Entweder kann die Schaltung so gelegt werden, dass vor dem Bremsen geschaltet wird, oder dass kurz vor dem Beginn der Bremswirkung wieder der ursprünglich im Antrieb vorhanden gewesene Gang eingeschaltet ist.

   Dies kann durch entsprechende axiale Nut zwischen den Bremselementen bzw. durch Wahl des Verdrehungswinkels zum Schalten bzw. Bremsen ermöglicht werden. Im Freilauf bleibt die ganze Einrichtung der Nabe stehen. Die Nabenhülse 7 rollt auf den Kugellagern 6 und 8 ab. Die Sperrklinken 16 und 27 werden überholt. 



   Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Zweigangnabe in der Stellung des übersetzten Ganges. Über den Zahnkranz 29 wird der Planetenradträger 4 angetrieben. Dabei rollen die Planetenräder 12 auf dem Sonnenrad 13 ab und erteilen dem Hohlrad 14 eine Drehung ins Schnelle. Am Hohlrad 14 ist eine Verzahnung 19 für Antrieb und Steuerung angeordnet, in die die Sperrklinken 17 eingreifen und dem Sperrklinkenträger 15 in beiden Gängen eine Drehung ins Schnelle erteilen. 



   Die Schalt- und Bewegungsfolge der Verzahnung 19 für Antrieb und Steuerung und der Sperrklinken 16 und 17 geht am besten aus den Fig.   6 - 13   hervor und ist folgende :
Im direkten Gang (Fig. 6, 10 und 13) werden die Sperrklinken 17 von den Anschlagflächen 34 der Verzahnung 19 für Antrieb und Steuerung angetrieben (Fig. 6 und 10). Eine Feder 40 drückt dabei die Sperrklinken 17 gegen den Steuerzylinder 35. Die Sperrklinken 16 (Fig. 6 und 13) werden in dieser Gangstellung durch den Steuerzylinder 35 in einer Stellung gehalten, die ein Eingreifen in die Gesperreverzahnung 36 des Gesperreringes 20 verhindert. Beim Rückwärtsdrehen in Schaltrichtung verdreht sich die Verzahnung 19 für Antrieb und Steuerung gegenüber den durch die Friktionsfeder 18 mit dem stehenden Konus 22 oder der   Durchschaltsperre 25 gehaltenen Sperrklinkenträger   15.

   Dabei gleiten die Sperrklinken 16 und 17 im Steuerzylinder 35, bis sie in die Taschen 37 gelangen und durch die Bremse oder die Durchschaltsperre ein weiteres Verdrehen verhindert wird. Diese Stellung entspricht dem übersetzten Gang (Fig. 7, 11 und 12). Beim Verdrehen des Hohlrades 14 in Antriebsrichtung kommt jetzt die durch die Druckfeder 40 nach aussen gedrückte Sperrklinke 17 gegen die Anlagefläche 33 zu liegen (Fig. 11) und überträgt die Umfangskraft auf den Sperrklinkenträger 15. Die seitlich versetzten Sperrklinken 16 werden vom Sperrklinkenträger 15 angetrieben und können in dieser Stellung in die Gesperreverzahnung 36 des Gesperreringes 20 eingreifen und diesen antreiben (Fig. 13).

   Beim erneuten Zurückschalten in den direkten Gang durch Zurückdrehen des Antreibers gleiten die Sperrklinken 17 mit ihrem Rücken über die Schaltschrägen 41, bis sie über die Anlagefläche 34 in den Steuerzylinder 35 geführt werden. Die Sperrklinken 16 werden bei diesem Schaltvorgang mit ihren Spitzen durch die Schaltschräge 41 nach unten gedrückt und in den Steuerzylinder 35 geführt. Der direkte Gang ist wieder eingeschaltet. Ein Durchschalten wird wiederum durch die Bremse oder die Durchschaltsperre verhindert. Beim Antrieb kommen die Sperrklinken 17 (Fig. 10) und die Sperrklinken 16 (Fig. 13) wieder in ihre Ausgangsstellung. 



   Die Schaltkurve 41 wird zweckmässig nicht als Gerade, sondern als Bogen ausgeführt, um zum Ausschalten der Klinken 16 annähernd einen gleichmässigen Schaltwinkel ss zu erhalten (Fig. 12). 



   Im Ausführungsbeispiel ist der Sperrklinkenträger 15 so gestaltet, dass die Sperrklinken 16 und 17 etwa um 900 verdreht angeordnet sind. Durch diese Anordnung und durch die Zahl der Zähne für Antrieb bzw. 



  Steuerung ergibt sich, dass zur Stellung der Sperrklinken 17 nach Fig. 10 die Stellung der Sperrklinken 16 nach Fig. 13 sowie zu Fig. 11 die Fig. 12 gehört. Dies ist nicht unbedingt erforderlich. Es könnte eine 

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 Nabe ausgeführt werden, bei der   z. B.   zu der Stellung nach Fig. 10 die Stellung nach Fig. 12 gehört. Die dargestellte Ausführung hat jedoch den Vorteil, dass in dem Gang, bei dem über die Verzahnung 19 für Antrieb und Steuerung die Kraft übertragen wird, die Sperrklinken 17 am starken Zahn mit der Anlagefläche 33 und in dem Gang, bei dem keine Kraft übertragen wird, am schwachen Zahn mit der Anlagefläche 34 zu liegen kommen. Die Anzahl der   Scha1t- bzw.

   Antriebszähne im   Hohlrad kann beliebig sein, sie muss jedoch durch die Anzahl der verwendeten Klinken ohne Rest teilbar sein,   z. B.   bei 2 Klinken 12,
10,8, 6 Zähne, bei 3 Klinken 12,9, 6 Zähne. Der Gesperrering 20 ist über eine Totgangkupplung 21 (Fig. 1, 8 und 9) mit der Nabenhülse 7 verbunden. Zweckmässig wird für die Totgangkupplung 21 die Klinkenverzahnung 28 der Nabenhülse 7 verwendet und die Gegenverzahnung so gewählt, dass ein Verdrehungswinkel   ou   entsteht (s. Fig. 8). 



   Die Totgangkupplung hat die Aufgabe, beim Rückwärtsschieben eines abgebremsten Ra des ein Blokkieren der Nabe zu verhindern. Im Leerlauf bzw. beim Bremsen bleibt die Inneneinrichtung der Nabe stehen bzw. wird nach rückwärts bewegt, während die Nabenhülse noch auf den Kugellagern 6 und 8 in Antriebsrichtung   läuft.   Dabei kommt die Totgangkupplung 21 in die Stellung, wie sie in der Fig. 8 dargestellt ist. Beim Rückwärtsschieben wird dieser Totgangwinkel   a : wieder   verringert. Kurz vor dem Ende des Totganges kommen die Klinken 27 mit der Verzahnung 28 in Eingriff, wodurch die Bremse gelöst und ein Blockieren der Nabe vermieden wird. 



   Fig. 4 zeigt eine Zweigangnabe mit einem untersetzten und einem direkten Gang in der Stellung des direkten Ganges. Über einen Zahnkranz 29 wird ein als Antreiber ausgebildetes Hohlrad 14 angetrieben, welches die Bewegung über eine beliebige Kupplung 31 auf einen Steuerring 30 überträgt, indem die Verzahnung 19 für Antrieb und Steuerung angeordnet ist. Die Umschaltung erfolgt wie bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen. Im direkten Gang geht der Kraftfluss vom Steuerring 30 auf die Sperrklinken 17, den Sperrklinkenträger 15, die Sperrklinken 16 und den Gesperrering 20 und von dort über die Totgangkupplung 21 auf die Nabenhülse 7. Im untersetzten Gang wird vom Hohlrad   J4   über die Planetenräder der Planetenradträger 4, ins Langsame untersetzt, angetrieben.

   Die Drehbewegung wird über eine beliebige Steckkupplung 10 auf den inneren Antreiber 9 und von diesem über den Bremskonus 22 bzw. über eine Durchschaltsperre 25 und die Sperrklinken 27 auf die Nabenhülse 7 übertragen. 



   Fig. 5 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Nabe, bei der die zum Schalten notwendige Relativbewegung nicht zwischen einem drehenden und einem stehenden Nabenteil, sondern zwischen zwei in gleicher Richtung mit verschiedener Drehzahl drehenden Teilen entsteht. Von einem Zahnkranz 29 wird ein Antreiber 38 angetrieben, der über eine beliebige Steckkupplung 10 mit dem Planetenradträger 4 verbunden ist und diesen antreibt. Über die Planetenräder 12, die auf dem Sonnenrad 13 abrollen, wird dem Hohlrad 14 eine Drehung ins Schnelle erteilt. Der Sperrklinkenträger 15 sitzt auf dem Antreiber 38 und ist über eine   Friktions- oder Klemmfeder   18 mit dem Antreiber 38 verbunden. Beim   Riiekwirtstretenzurn   Schalten kann sich durch dieseFriktionsfeder der Sperrklinkenträger 15 nicht schneller drehen als der Antreiber 38.

   Durch die Getriebeübersetzung entsteht zwischen der Verzahnung 19 für Antrieb und Steuerung und dem Sperrklinkenträger 15 die zum Schalten erforderliche Relativbewegung. Der Schaltvorgang selbst entspricht auch bei diesem Ausführungsbeispiel dem der beschriebenen Konstruktionen. 



   Der Kraftfluss im direkten Gang geht vom Zahnkranz 29 und vom Antreiber 38 auf den Planetenradträger 4 und über den Bremskonus 22 und den Sperrklinken 27 auf die Nabenhülse 7. Im übersetzten Gang geht der Kraftfluss vom Zahnkranz 29, dem Antreiber 38 und dem Planetenradträger 4 über die Planetenräder 12 auf das ins Schnelle übersetzte Hohlrad 14. Von diesem wird die Drehbewegung über die Klinken 17 auf den Sperrklinkenträger 15 und den Sperrklinken 16 auf den Gesperrering 20 übertragen. Der Gesperrering 20 ist durch eine Totgangkupplung 42 über eine Lagerschale 39 mit der Nabenhülse 7 verbunden. Der Pfeil 46 der Fig. 10 gibt die Schaltrichtung an, während der Pfeil 47 der Fig. 10 auf die Antriebsrichtung hinweist. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Übersetzungsnabe für Fahrräder, Motorräder u. dgl. mit zwei durch Rücktrittschaltung wechselweise einschaltbaren Übersetzungen, bestehend aus einer Nabenhülse, einem Antreiber, einem aus einem auf der Nabenachse befestigten Sonnenrad, Planetenradträger und Hohlrad bestehenden Umlaufgetriebe sowie perrklinkenantrieben, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hohlrad (14 bzw.

   30) des Umlaufgetriebes oder einem mit dem Hohlrad verbundenen Teil (30) eine Verzahnung (19) für Antrieb und Steuerung angeordnet ist, in die auf einem Sperrklinkenträger (15) gelagerte Sperrklinken (17) eingreifen, neben denen weitere Sperrklinken (16) mit entgegengesetzter Sperrichtung ebenfalls auf dem Sperrklinkenträger (15) mgeordnet und im Eingriff mit einer entsprechenden Gesperreverzahnung (36) sind, wobei die letztge- <Desc/Clms Page number 5> nannten Sperrklinken (16) axial in die Verzahnung (19) hineinragen und durch diese wahlweise durch Rückwärtsdrehen des Hohlrades (14) oder des mit ihm verbundenen Teiles (30) ein oder ausgeschaltet werden, wodurch die Gangschaltung erfolgt.

   2. Übersetzungsnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrklinkenträger 15 über eine Friktions- oder Klemmfeder (18) mit einem beim Rückwärtsdrehen stehenden Teil (22,25) verbunden ist und dadurch die zum Schalten erforderliche Relativbewegung zwischen einem drehenden und einem stehenden Nabenteil auftritt.

   3. Übersetzungsnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrklinkenträger (15) über eine Friktions- oder Klemmfeder (18) mit einem Antreiber (38) verbunden ist und die zum Schalten erforderliche Relativbewegung durch die Getriebeübersetzung zwischen dem Hohlrad (14) und dem Sperrklinkenträger (15) auftritt.

   4. Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 und 2 oder 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (19) abwechselnd Zahnlücken verschiedener 1'1ete autweist, die die axial in den Bereich der Verzahnung (19) hineinragenden Sperrklinken (16) in bzw. ausser Eingriff mit der Gesperreverzahnung (36) bringen.

   5. Übersetzungsnabe nach Anspruch 1 oder einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antreiber gleichzeitig als ein ein-oder mehrteiliger Planetenradträger (4) eines in einer Ebene wirkenden Umlaufgetriebes, von dem kein Getriebeteil zur Schaltung verschoben wird, ausgebildet ist (Fig. 1 - 3).

   6. Übersetzungsnabe nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antreiber gleichzeitig als ein ein- oder mehrteiliges Hohlrad (14) eines in einer Ebene wirkenden Umlaufgetriebes, von dem kein Getriebeteil zur Schaltung verschoben wird, ausgebildet ist (Fig. 4).

   7. Übersetzungsnabe nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Ausschalten der Sperrklinken (16) vorgesehene Verzahnung (19) mit bogenförmigen Schaltschrägen (35,41) versehen ist, so dass stets der gleiche Schaltwinkel während des Schaltvorganges vorhanden ist.

   8. Übersetzungsnabe nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine an sich bekannte Totgangkupplung (21) eingebaut ist, die beim Rückwärtsschieben des Rades ein Blockieren der Nabe verhindert.

   9. Übersetzungsnabe nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Totgangkupplung (21) als Verzahnungskupplung ausgebildet ist und aus einer Verzahnung auf dem Gesperrering (20) und der Sperrklinkenverzahnung (28) in der Nabenhülse ('7) besteht.

   10. Übersetzungsnabe nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe mit einer Rücktrittbremse (22,24), die als Durchschaltsperre wirken kann, ausgestattet ist.

   11. Übersetzungsnabe nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ohne Rücktrittbremse ausgebildet ist und eine Durchschaltsperre (25) aufweist.