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Zweigangübersetzungsnabe mit Rücktrittschaltung
Die Erfindung betrifft eine Zweigangübersetzungsnabe mit Rücktrittschaltung, umfassend eine auf einer Nabenachse gelagerte Nabenhülse, einen ebenfalls auf dieser Nabenachse gelagerten, mit einem
Kettenrad versehenen Antreiber, ein innerhalb der Nabenhülse untergebrachtes, durch den Antreiber an- getriebenes Planetengetriebe sowie verschiedenen Teilen des Planetengetriebes nachgeschaJtete Antriebs- gesperre, welche wahlweise je nach Schaltstellung die Bewegung des Getriebes auf die Nabenhülse über- tragen.
Zweigangübersetzungsnaben dieser Art sind bekannt.
Die Erfindung will die bekannten Zweigangübersetzungsnaben in ihrer Herstellungsweise vereinfachen und in ihrer Funktionsweise verbessern. Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Antriebsgesperre Klinkengesperre sind, dass dem mit der grösseren Drehzahl umlaufenden Klinkenge- sperre ein Steuerring zugeordnet ist, welcher beim Vorwärtstreten mit diesem Klinkengesperre umläuft, beim Rückwärtstreten jedoch durch eine Rücklaufsperre gegen Verdrehung gesichert ist und dass an dem
Steuerring Sperrklinkenausschaltzohen und Sperrklinkeneinschaltzonen ausgebildet sind, welche durch
Rückwärtstreten beistillstehendem Steuerring wechselweise zur Deckung mit den Sperrklinken gebracht werden.
Der Steuerring ist zweckmässig in der Weise ausgebildet, dass er an seiner den zugehörigen Sperrklinken zugekehrten Seite in Umfangsrichtung abwechselnd Vorsprünge und Lücken aufweist, wobei sich in der einen Schaltstellung die Vorsprünge mit ihrer radial inneren Fläche auf die Sperrklinken legen und diese ausser Einwirkung mit der Nabenhülse bringen und in der andern Schaltstellung die Lücken die
Sperrklinken freigeben und die Einwirkung auf die Nabenhülse gestatten.
Die Forderung, dass der Steuerring beim Vorwärtstreten mit den schnell angetriebenen Sperrklinken umläuft, anderseits aber beim Rückwärtstreten stillsteht und so eine Relativverdrehung gegenüber diesen schnell umlaufenden Sperrklinken erfährt, lässt sich dadurch erfüllen, dass der Steuerring durch einen Freilauf, vorzugsweise einen Klemmfederfreilauf mit einem beim Rückwärtstreten stationären Nabenteil gekuppelt ist.
Der stationäre Teil, demgegenüber der Steuerring beim Rückwärtstreten festgelegt wird, kann im Falle einer mit Rücktrittbremse ausgerüsteten Nabe ein Bremskonus sein, der beim Rückwärtstreten, d. h., beim Bremsen eine axiale Verschiebung erfährt, jedoch unverdreht bleibt. Ist eine Rücktrittbremse nicht vorgesehen, wohl aber eine das Rückwärtstreten zum Zwecke des Schaltens begrenzende Rücklaufsperre, so kann die Festlegung des Steuerringes auch gegenüber einem Anschlagkörper erfolgen, der beim Rückwärtstreten ähnlich wie der Bremskonus bei Rücktrittnaben mit Bremse, eine Axialverschiebung erfährt, ohne jedoch verdreht zu werden.
Um das Übergreifen der schnell angetriebenen Sperrklinken durch den Steuerring zu erleichtern, kann man die diesen Sperrklinken zugehörige Gesperreverzahnung an der Innenseite eines Mitnehmerringes ausbilden, der seinerseits mit der Nabenhülse gekuppelt ist ; dadurch, dass man die Sperrklinken in axialer Richtung länger macht, als der Mitnehmerring ist, ergibt sich dann eine einfache Möglichkeit, die Sperrklinken durch den Steuerring zu erfassen.
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Des weiteren hat die Verwendung eines Mitnehmerringes den Vorteil, dass man auf einfache Weise die Gefahr des Blockierens beim Rückwärtsschieben nach vorangegangenem Bremsen unterbinden kann :
Man braucht nur den Mitnehmerring mit der Nabenhülse mit einem Spiel in Umfangsrichtung zu kuppeln, welches grösser ist als die Teilung der den andern Sperrklinken zugehörigen Sperrklinkenverzahnung.
Es ist möglich, ein-und dieselbe Innenverzahnung der Nabenhülse sowohl als Sperrklinkenverzahnung für die längs verlaufenden Sperrklinken zu benutzen wie auch als Kupplungsverzahnung für den Mitneh- merring ; die Forderung nach einem vergrösserten Spiel des Mitnehmerringes in Umfangsrichtung kann in diesem Fall dadurch erfüllt werden, dass man im Bereich des Mitnehmerringes einen Teil der Zähne der
Nabenhülseninnenverzahnung unterdrückt.
Um zu erreichen, dass die schnell umlaufenden Sperrklinken im Langsamgang durch den Steuerring mit Sicherheit ausser Einwirkung auf die Nabenhülse gehalten werden, sieht man an der Innenseite des
Steuerringes im Bereich der Vorsprünge zweckmässig Mitnehmerorgane vor, welche beim Rückwärtstreten von den schnell laufenden Sperrklinken überfahren werden, beim Vorwärtstreten jedoch die Mitnahme des
Steuerringes durch diese Sperrklinken sicherstellen.
Das Antriebskettenrad sollte zweckmässig auf dem Antreiber lösbar befestigt sein.
Verschiedene Einzelmerkmale der erfindungsgemässen Kombination sind an sich bekannt. Neu ist je- doch die Kombination als'solche.
Die Figuren erläutern die Erfindung. Es stellen dar : Fig. 1 zum Teil einen Längsschnitt, zum Teil eine Ansicht einer erfindungsgemässen Zweiganggetriebenabe, Fig. 2 eine entsprechende Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 1 in einer ersten Stellung, Fig. 4 den Schnitt nach Linie III-III der Fig. 1 in einer zweiten Stellung, Fig. 5 eine Detailansicht eines erfindungsgemässen Steuerringes.
Die Zweiganggetriebenabe der Fig. 1 umfasst eine Nabenachse 2. Auf der Nabenachse 2 ist mittels eines Lagerringes 40 ein Antreiber 3 gelagert, der mit einem Antriebskettenrad 15 vereinigt ist. Auf dem Antreiber 3 einerseits und einem weiteren Lagerringkörper 16 anderseits ist eine Nabenhülse 1 gelagert.
Innerhalb der Nabenhülse 1 ist ein Planetengetriebe untergebracht. Der Antreiber 3 ist gleichzeitig Planetenradträger des Planetengetriebes ; er ist aus diesem Grunde mit Planetenradlagerbolzen 4 ausgerüstet, auf denen Planetenräder 5 gelagert sind. Die Planetenräder 5 stehen einerseits in Eingriff mit einem nabenachsenfesten äusseren Rad 7 und anderseits mit einem sie umgebenden Hohlrad 6.
Durch eine Steckkupplung 23 ist mit dem Antreiber und Planetenradträger 3 eine Antriebshülse 17 gekuppelt, auf welcher verschraubbar ein Bremskonus 13 sitzt. Der Bremskonus 13 ist zur Zusammenwirkung mit einem Gegenkonus 18 bestimmt, der einen expandierbaren Bremsmantel trägt. Letzterer kommt im Falle der Expansion zum Anliegen an eine Bremsfläche an der Innenseite der Nabenhülse l.
Beim Vorwärtstreten befindet sich der Bremskonus 13 in seiner in der Fig. 1 rechten Endstellung und ist in dieser Endstellung durch einen nicht eingezeichneten Anschlag unverdrehbar mit der Antriebshülse 17 gekuppelt. Deshalb kann dieser Bremskonus 13 auch als Träger für ein Klinkengesperre 14 dienen, dessen Sperrklinken mit einer Sperrklinkenverzahnung 10 an der Innenseite der Nabenhülse zusammenwirken.
Auf der Antriebshülse 17 ist des weiteren drehbar ein Sperrklinkenträger 25 gelagert. Dieser Sperrklinkenträger ist ebenfalls durch eine im einzelnen nicht erkennbare Steckkupplung 24 od. dgl. mit dem Hohlrad 6 des Planetengetriebes gekuppelt. Der Sperrklinkenträger 25 weist Sperrklinken 8 auf, welche für-den Eingriff mit einer Sperrklinkenverzahnung 12 an der Innenseite eines Mitnehmerringes 9 bestimmt sind. Der Mitnehmerring 9 ist mit der Nabenhülse 1 gekuppelt, u. zw. dadurch, dass an der Aussenseite des Mitnehmerringes 9 angebrachte Zähne 27 mit der verlängerten Sperrklinkenverzahnung 10 an der Nabenhülseninnenseite in Eingriff stehen.
Die soweit dargestellte und beschriebene Zweiganggetriebenabe ist zweier Schaltstellungen fähig ; in der ersten Schaltstellung erfolgt der Drehmomentfluss von dem Antriebskettenrad 15 über den Antreiber und Planetenradträger 3 auf die Antriebshülse 17, von dieser auf den Bremskonus 13 und damit die Sperrklinken 14, welche ihre Bewegung der Nabenhülse 1 mitteilen. Die mit grösserer Geschwindigkeit umlau-
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-Planetenradträger 3, die Planetenräder 5 auf das Hohlrad 6, von diesem auf den Sperrklinkenträger 25 und die Sperrklinken 8. Die Sperrklinken 8 sind in dieser Schaltstellung durch noch zu beschreibende Mittel in Eingriff mit der Sperrklinkenverzahnung 12 des Mitnehmerringes 9 gefahren, treiben diesen Mit-
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nehmerring 9 an und dieser trägt seine Bewegung mittels der Zähne 27 und der Sperrklinkenverzahnung 10 auf die Nabenhülse.
Die langsamer umlaufenden Sperrklinken 14 schleifen dabei an der schneller umlau- fenden Sperrklinkenverzahnung 10. Es können natürlich in an sich bekannter Weise Mittel vorgesehen sein, die der Ausschaltung der Sperrklinken 14 dienen, so dass das durch das Schleifen der Sperrklinken entstehende Geräusch unterdrückt wird.
Das Bremsen erfolgt bei der hier besprochenen, mit Rücktrittbremse ausgeführten Nabe durch Rückwärtstreten ; beim Rückwärtstreten wird, gleichgültig, welche Schaltstellung vorliegt, die Antriebshülse 17 rückwärts verdreht, ohne dass sich der Bremskonus 13 mitdrehen kann, denn er ist durch eine nicht eingezeichnete Rücklaufhemmung am Rückwärtsdrehen gehindert ; der Bremskonus 13 wird folglich durch das Gewinde 30 in axialer Richtung nach links verschoben und expandiert den Hohlkonus 18 mit dem Brems-
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liegen kommt, wird die Nabenhülse gebremst.
Von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung ist die Ein-und Ausschaltung der mit erhöhter Geschwin- digkeit umlaufenden Sperrklinken 8 ;
Wesentliches Organ für die Aus- und Einschaltung der Sperrklinken 8 ist ein Steuerring 11. Dieser
Steuerring 11 weist an seinem den Sperrklinken 8 zugekehrten Rand abwechselnd Vorsprünge 28 und Lücken
29 auf (s. insbesondere Fig. 5). Die Vorsprünge 28 können sich über die radial äusseren Flächen der Sperr- klinken 8 legen, wie in Fig. 4 dargestellt. Die Sperrklinken 8 werden dann ausser Eingriff mit der Sperr- klinkenverzahnung 12 an der Innenseite des Mitnehmerringes 9 gehalten und es liegt die oben beschrie- bene Schaltstellung vor, in der der Antrieb von den Sperrklinken 14 übernommen wird, das ist der lang- same Gang.
Wenn dagegen die Sperrklinken 8 sich mit den Lücken 29 decken, wie aus Fig. 3 zu ersehen, so kön- nen die Sperrklinken 8 durch diese Lücken hindurch in die Sperrklinkenverzahnung 12 des Mitnehmer- ringes 9 eingreifen, so dass die schneller umlaufenden Sperrklinken 8 den Antrieb übernehmen und somit der Schnellgang eingeleitet wird.
In jeder der Gangstellungen muss der Steuerring 26 mit den Sperrklinken 8 mitlaufen, denn die Re- lativlage der Vorsprünge 28 bzw. Lücken 29 einerseits und der Sperrklinken 8 anderseits darf sich ja nicht verändern, da sonst ein ständiges Hin- und Herschalten zwischen Schnellgang und Langsamgang stattfände. Die Mitnahme des Steuerringes 11 im'Schnellgang (Schaltstellung der Fig. 3) ist dadurch sichergestellt, dass die Spitzen der Sperrklinken 8 an den Rändern der Vorsprünge 28 angreifen und somit die Vorsprünge 28 vor sich herschieben (man betrachte den durch Pfeil angedeuteten Vorwärtsdrehsinn in der Darstellung der Fig. 3).
Wenn die Sperrklinken 8 dagegen durch die Vorsprünge 28 ausser Eingriff mit der
Sperrklinkenverzahnung 12 gehalten sind, so liegen ihre Spitzen an Mitnehmernasen 42 an, welche an der Innenseite der Vorsprünge 28 ausgebildet sind ; diese Mitnehmernasen 42 stellen sicher, dass auch im Langsamgang (Schaltstellung der Fig. 4) der Mitnehmerring 11 mit den Sperrklinken 8 umläuft, ohne seine Relativlage diesen gegenüber zu verändern.
Das Schalten von einer Gangstellung zur andern erfolgt durch Rückwärtstreten. Der Steuerring 11 ist, wie aus Fig. 1 und insbesondere aus Fig. 5 zu ersehen, durch eine Friktionsfeder 26 mit dem Bremskonus 13 gekuppelt. Diese Kupplung stört nicht beim Vorwärtstreten, bremst aber den Steuerring 11, wenn rückwärtsgetreten wird. Beim Rückwärtstreten verschieben sich deshalb die Sperrklinken 8 relativ zum Steuerring 11 in Umfangsrichtung. Dies bedeutet, dass, ausgehend von der Relativlage der Fig. 4 diejenige der Fig. 3 hergestellt wird und ausgehend von der Relativlage der Fig. 3 diejenige der Fig. 4 hergestellt wird. Beim Übergang von der Relativlage der Fig. 3 zu derjenigen der Fig. 4 schleifen die Sperrklinken 8 über die Mitnehmernasen 42 hinweg.
Man will nun erreichen, dass beim Rückwärtstreten zum Zwecke des Schaltens jeweils nur soweit zurückgetreten werden kann, dass exakt von einer Schaltstellung zur nächsten geschaltet wird. Dies erreicht man durch geeignete Einstellung des Bremskonus 13 gegenüber dem Hohlkonus 18. Geeignet heisst, dass der Bremskonus 13 dann am Hohlkonus 18 anschlagen und ein weiteres Rückwärtstreten verhindern soll, wenn exakt um eine Schaltstellung weitergeschaltet worden ist.
In der Ausführungsform der Fig. 2 ist auf eine Rücktrittbremse verzichtet. Der Anschlagkörper 19 übernimmt hier hinsichtlich der Rücktrittbegrenzung die Funktion, die im Falle der Ausführungsform nach Fig. 1, der Bremskonus 13 innehat : Auch der Anschlagkörper 19 wird beim Rückwärtstreten ohne Drehung axial verschoben ; wenn er gegen den Anschlagring 21 anschlägt, ist ein weiteres Rückwärtstreten nicht möglich ; die Anordnung wird auch hier wieder so gewählt, dass Anschlagkörper 19 und Anschlagring gerade dann zusammentreffen, wenn durch Rückwärtstreten exakt von einer Schaltstellung zur andern geschaltet ist.
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Bei der erfindungsgemässen Nabe besteht nicht die sonst bei Zweiganggetriebenaben mit Rücktritt- bremse häufig auftretende Gefahr des Blockierens, wenn nach vorangegangenem Bremsen rückwärts ge- schoben wird : Wenn die Sperrklinken 8 in die Sperrklinkenverzahnung 12 eingreifen, die Nabe gebremst ist und nunmehr rückwärts geschoben wird, so durchläuft die Nabenhülse 1 das gesamte zwischen ihr und i dem Mitnehmerring 9 vorhandene Spiel, bevor die Sperrklinken 8 infolge des Rückwärtsschiebens über- haupt eine Bewegung mitgeteilt erhalten. Ist dieser Moment erreicht, so ist mit Sicherheit schon eine der
Sperrklinken 14 in Eingriff getreten mit der Sperrklinkenverzahnung 10, da die Teilung der Sperrklinken- verzahnung20 kleiner ist als das Spiel, das zwischen Nabenhülse 1 und Mitnehmerring 9 in Umfangsrich- tung besteht.
Sobald die Sperrklinken 14 durch die Sperrklinkenverzahnung 10 die Rückwärtsbewegung der Nabenhülse mitgeteilt erhalten haben, lösen sie aber den Bremskonus 13 vom Hohlkonus 18. Es kann also nicht soweit kommen, dass durch die Rückwärtsbewegung der Nabenhülse 1 über die Sperrklinken 8 und das
Planetengetriebe der Antriebshülse 17 eine zum erneuten Bremsen führende Rückwärtsbewegung mitge- teilt wird, ohne dass nicht bereits vorher die Bremse durch die Sperrklinken 14 gelöst worden ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zweigangübersetzungsnabe mit Rücktrittschaltung, umfassend eine auf einer Nabenachse gela- gerte Nabenhülse, einen ebenfalls auf dieser Nabenachse gelagerten, mit einem Kettenrad versehenen
Antreiber, ein innerhalb der Nabenhülse untergebrachtes, durch den Antreiber angetriebenes Planeten - getriebe sowie verschiedenen Teilen des Planetengetriebes nachgeschaltete Antriebsgesperre, welche wahlweise je nach Schaltstellung die Bewegung des Getriebes auf die Nabenhülse übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsgesperre (8, 14) Klinkengesperre sind, dass dem mit der grösseren Dreh- zahl umlaufenden Klinkengesperre ein Steuerring (11) zugeordnet ist, welcher beim Vorwärtstreten mit diesem Klinkengesperre (18) umläuft, beim Rückwärtstreten jedoch durch eine Rücklaufsperre (26)
gegen
Verdrehung gesichert ist-und dass an dem Steuerring (11) Sperrklinkenausschaltzonen (28) und Sperrklinken- einschaltzonen(29) ausgebildet sind, welche durch Rückwärtstreten bei stillstehendem Steuerring (11) wechselweise zur Deckung mit den Sperrklinken (8) gebracht werden.