Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsnabe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine Antriebsnabe umfasst zumindest eine Nabenhülse, eine Antriebshülse und ein Achsteil, wobei die Nabenhülse und die Antriebshülse um das Achsteil drehbar gelagert sind. Solche Antriebsnaben werden in angetriebenen Rädern eingesetzt, wobei der Antrieb von Tretanordnungen oder gegebenenfalls auch von Antriebsmotoren auf die Antriebshülse wirkt. Bei den gängigen Antriebsnaben von Fahrrädern ist zwischen der Antriebshülse und der Nabenhülse eine Freilauf-Anordnung eingesetzt, sodass bei einer Antriebsdrehbewegung der Antriebshülse die Nabenhülse mit der Antriebshülse mitdreht. Bei fehlender Antriebsdrehbewegung der Antriebsnabe kann die Nabenhülse in Antriebsrichtung weiterdrehen. Das heisst, die Antriebshülse und die Nabenhülse sind in einer Drehrichtung relativ zueinander verdrehbar und in der anderen sind sie über den Freilauf miteinander drehfest verbunden.
Um die Antriebshülse mit einer Fahrrad-Kette antreiben zu können, wird zumindest ein Zahnkranz drehfest, insbesondere formschlüssig, an der Antriebshülse befestigt. An der Nabenhülse sind zwei ringförmige Ausformungen bzw. zwei Flansche zur Aufnahme der Speichenenden ausgebildet. Das Achsteil kann mit Befestigungsmitteln an einer Gabel befestigt werden.
Aus dem Stande der Technik sind sowohl formschlüssige als auch reibungsschlüssige Freiläufe bekannt. Bei den formschlüssigen Freiläufen handelt es sich im Wesentlichen um Klinken- und Rätschenfreiläufe, bei welchen in einer Drehrichtung Klinken oder Vorsprünge in entsprechende Ausnehmungen eingreifen und in der anderen Drehrichtung darüber bewegt werden. Ein wesentlicher Nachteil der formschlüssigen Freiläufe besteht darin, dass sie nur in diskreten Drehlagen der Nabenhülse relativ zur Antriebshülse ineinander eingreifen, was beim Einsetzen einer Antriebsdrehbewegung der Antriebshülse zu einem Spiel führt. Zudem erzeugen die Klinken und Ratschen bei der freien Bewegung über die Ausnehmungen unerwünschte Reibungskräfte und Verschleiss.
Ein reibungsschlüssiger Freilauf ist aus der EP 0 695 886 A1 bekannt. Der darin beschriebene Freilauf umfasst eine mit der Nabenhülse fest verbundene Innenhülse, die in das Innere der Antriebshülse vorsteht. An der Nabenhülse, der Innenhülse und an der durch die Nabenhülse und die Innenhülse führenden Achse sind Kugelhalteteile befestigt. Die Kugelhalteteile ermöglichen zusammen mit dazwischen eingebrachten Kugeln eine Drehlagerung der Naben- und Innenhülse an der Achse. Zwischen der Aussenfläche der Innenhülse und der Innenfläche der Antriebshülse sind Klemmrollen angeordnet.
Die Aussenfläche der Innenhülse und die Innenfläche der Antriebshülse sind so ausgebildet, dass die Klemmrollen bei der Drehbewegung der Antriebshülse relativ zur Innenhülse bzw. zur Nabenhülse in einer Drehrichtung zwischen der Antriebshülse und der Innenhülse reibungsschlüssig festgeklemmt werden und in der anderen Drehrichtung die Drehbewegung der Innenhülse relativ zur Antriebshülse nicht beeinträchtigen. Dazu sind beispielsweise an der Innenfläche der Antriebshülse rampenförmige Ausnehmungen für die Klemmrollen ausgebildet. Die Klemmrollen werden mit schwachen Federelementen gegen die Klemmbereiche dieser Ausnehmungen gedrückt. In der freien Drehrichtung verbleiben die Klemmrollen in den Ausnehmungen und in der klemmenden Drehrichtung werden die Klemmrollen an den Klemmbereichen festgeklemmt.
Eine ähnliche Lösung ist aus der DE 2 542 640 und DE 2 605 144 bekannt, wobei sich hier die Antriebshülse in das Innere der Nabenhülse erstreckt und somit die Klemmrollen zwischen einer mit Rampen versehenen Aussenfläche der Antriebshülse und der Innenfläche der Nabenhülse angeordnet werden. Im Freilauf ist die Nabenhülse auf der einen Seite nicht direkt an der Achse gelagert, sondern die Kräfte müssen über die Lagerkugeln zwischen der Nabenhülse und der Antriebshülse auf die Achslagerung übertragen werden, was zu hohen, über einzelne Kugeln übertragenen Knickkräften zwischen den beiden Hülsen und bei hohen Gewichtsbelastungen zu einer erhöhten Zerstörungsgefahr führt. Die Lösungen gemäss der EP 0 695 886, der DE 2 542 640 und der DE 2 605 144 haben im Vergleich zu den formschlüssigen Freilaufen eine kleinere Reibung.
Ihr Nachteil besteht aber darin, dass die Konstruktion kompliziert ist und die Herstellung der Hülsen mit den Rampen, die Montage, das Auswechseln von Teilen sowie die Wartung aufwändig ist. Die Klemmrollen können beim Montieren herausfallen und gewährleisten nicht ein genügend kleines Spiel beim Wechsel vom Freilauf zum Antrieb. Zudem sind diese Lösungen nicht kompatibel mit anderen Achsteilen oder Antriebshülsen. Das heisst, für eine Lösung mit Schnellspannachse oder eine Lösung mit einer Antriebshülse, die Zahnkränze eines anderen Herstellers aufnehmen soll, müssen konstruktive Anpassungen gemacht werden. Ein einfaches Auswechseln von Teilen ist nicht möglich.
Die DE 19 510 504 A1 und DE 29 519 749 U1 beschreiben Antriebsnaben mit einer Antriebshülse, die sich ins Innere einer Nabenhülse 39 erstreckt. Zur Montage muss ein erstes Achsteil von einer ersten Seite her und ein zweites Achsteil von einer zweiten Seite her in die beiden Hülsen eingeführt werden. Anschliessend müssen die beiden Achsteile mit Werkzeugen ineinander geschraubt werden, was mit einem unerwünschten Aufwand und der Gefahr einer ungenügenden Verschraubung verbunden ist.
Die erfindungsgemässe Aufgabe besteht nun darin, eine Antriebsnabe zu finden, die einfach aufgebaut ist und bei der die Teile mit kleinem Aufwand montiert und ausgewechselt werden können. Vorzugsweise soll die Lösung kompatibel sein mit verschiedenen Achsausgestaltungen und der Verwendung von Antriebshülsen mit Anschlussbereichen, die an verschiedene Antriebssysteme bzw. Anschlussbereiche von Zahnkränzen angepasst sind.
Die Aufgabe wird durch eine Antriebsnabe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben alternative bzw. vorteilhafte Ausführungsvarianten.
Bei der Lösung der Aufgabe wurde erkannt, dass die Lagerung der Antriebshülse an einer mit der Nabenhülse verbundenen Innenhülse die Anzahl der benötigten Teile erhöht und die Gestaltungsmöglichkeit des Anschlussbereiches der Antriebshülse unnötig einschränkt. Gemäss der vorliegenden Erfindung wird nun die Nabenhülse zusammen mit der Antriebshülse am Achsteil gelagert, wobei ein stabiles Verbindungs-Drehlager zwischen der Nabenhülse und der Antriebshülse gewährleistet, dass die Achsen dieser beiden Hülsen auch unter Belastung immer achsparallel bleiben. Das heisst also, dass sowohl die Nabenhülse als auch die Antriebshülse in der einfachsten Ausführungsform je nur über ein einziges Kugellager mit dem Achsteil verbunden werden muss.
Die Nabenhülse und die Antriebshülse bilden zusammen eine zweiteilige, gemeinsam am Achsteil gelagerte Hülse, deren beide Teile relativ zueinander verdrehbar sind. Durch eine Freilauf-Anordnung, vorzugsweise durch einen Hülsenfreilauf mit Klemmrollen, zwischen diesen beiden Teilen wird gewährleistet, dass sie in einer Drehrichtung relativ zueinander verdrehbar und in der anderen miteinander drehend sind. Wenn die beiden Hülsen relativ zueinander drehen, dann ist die Nabenhülse auf einer Seite über ein Drehlager direkt am Achsteil gelagert und auf der anderen Seite zweistufig über das Verbindungs-Drehlager zwischen der Nabenhülse und der Antriebshülse sowie ein zweites Drehlager zwischen der Antriebshülse und dem Achsteil am Achsteil gelagert.
Diese Lösung ist einfach aufgebaut und die benötigten Teile können mit kleinem Aufwand montiert und ausgewechselt werden. Weil die Antriebshülse nicht mehr auf einer mit der Nabenhülse verbundenen Innenhülse, sondern direkt auf dem Achsteil sitzt, hat sie keinen unnötig grossen Aussendurchmesser und kann mit allen gängigen Aussenmassen bzw. Anschlussbereichen ausgestaltet werden, was eine Kompatibilität mit allen bekannten Antriebssystemen gewährleistet. Es ist auch möglich die Antriebshülse aus Aluminium herzustellen, ohne dass die zur Gewährleistung der Stabilität benötigte grössere Mächtigkeit zu Problemen führt. Weil keine mit der Nabenhülse verbundene Innenhülse benötigt wird, umfasst die erfindungsgemässe Antriebsnabe nur wenige Teile.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wird ein im Bereich der Metallbearbeitungsmaschinen handelsüblicher Hülsenfreilauf mit einer Freilaufhülse, einem Käfig und Federelementen verwendet. Die Freilaufhülse umfasst rampenartige Ausnehmungen, welche das Festklemmen der Klemmrollen ermöglichen. Der Käfig, die Federelemente und die Klemmrollen sind so ausgebildet, dass die Klemmrollen auch vor der Montage im Käfig zurückgehalten werden. Die Klemmrollen werden von den Federelementen des Käfigs gegen die Klemmlage bzw. gegen die minimalen Ausnehmungen gedrückt. Ein solcher Hülsenfreilauf wird als ein einziges Ringteil zwischen zylindrische Verbindungsbereiche der Nabenhülse und der Antriebshülse eingesetzt.
Weder an der Nabenhülse noch an der Antriebshülse muss eine aufwändige Bearbeitung durchgeführt werden, weil ja die rampenartigen Ausnehmungen in der Freilaufhülse ausgebildet sind. Weil die Klemmrollen nicht einzeln eingesetzt werden müssen, ist auch eine Demontage und das Ersetzen von Teilen mit kleinem Aufwand möglich.
Um zwischen der Antriebshülse und der Nabenhülse eine stabile Drehlagerung zu gewährleisten, wird gegebenenfalls mindestens ein Wälzlager, insbesondere ein Rollen oder vorzugsweise ein Nadellager, zwischen diesen beiden Hülsen eingesetzt. Wenn zwei Nadellager etwas voneinander beabstandet eingesetzt werden, so kann mit kleinem Aufwand gewährleistet werden, dass die Achsen der Naben- und der Antriebshülse auch unter Belastung immer achsparallel bleiben. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz eines Hülsenfreilaufes mit Wälzlagerung, welcher in Achsrichtung beidseits der Klemmrollen zylindrische Lagerrollen zwischen einer gemeinsamen Lager- und Freilaufhülse und einem gemeinsamen Käfig für alle Rollen hält.
Bei der Verwendung eines solchen Wälzlager-Hülsenfreilaufes beschränkt sich das Einsetzen des Verbindungs-Drehlagers und des Hülsenfreilaufes auf das Einsetzen eines Teiles. Um grosse Antriebskräfte problemlos von der Antriebshülse über den Hülsenfreilauf auf die Nabenhülse übertragen zu können, kann es gegebenenfalls zweckmässig sein, parallel zum Wälzlager-Hülsenfreilauf noch einen weiteren Hülsenfreilauf einzusetzen. Ein Hülsenfreilauf und auch ein Wälzlager-Hülsenfreilauf hat nur eine kleine radiale Mächtigkeit und ermöglicht somit eine Konstruktion einer Antriebsnabe, deren radialer Platzbedarf um das Achsteil relativ klein ist.
In Achsrichtung wird kein Platz benötigt, der über die Summe des Abstandes der beiden ringförmigen Ausformungen an der Nabenhülse zur Aufnahme der Speichenenden und der Länge des Anschlussbereiches der Antriebshülse hinausgeht, weil ja die Drehlage rung und der Freilauf im Inneren der Nabenhülse auf dem Verbindungsbereich der Antriebshülse angeordnet sind.
Zur Gewährleistung der Drehlagerung der Nabenhülse und der Antriebshülse am Achsteil ist vorzugsweise je ein Kugellager, insbesondere ein Rillenlager, eingesetzt. Um die Montage und Demontage der Antriebsnabe zu vereinfachen, wird je eines dies beiden Kugellager als handelsübliches Kugellager in die Nabenhülse bzw. in die Antriebshülse eingepresst und vorzugsweise mit je mindestens einem Sägering an der gewünschten Position festgesetzt. Ein Wälzlager-Hülsenfreilauf ist in den zylindrische Verbindungsbereich der Nabenhülse eingepresst, sodass die Nabenhülse und die Antriebshülse lediglich von beiden Seiten her auf das Achsteil und dabei gleichzeitig ineinander gesteckt werden können. Dabei gelangt der zylindrische Verbindungsbereich der Antriebshülse in den Wälzlager-Hülsenfreilauf.
Vorzugsweise werden anschliessend beidseits Abschlusshülsen auf das Achsteil gesteckt, welche dann durch das Festschrauben des Achsteiles an der Gabel mit zwei in das Achsteil einschraubbaren Befestigungsschrauben festgeklemmt werden. Entsprechend dieser einfachen Montage kann die Antriebsnabe auch einfach demontiert werden.
Erfindungsgemässe Antriebsnaben können entsprechend dem Fahrradtyp, in dem sie eingesetzt werden, optimiert werden. So sind die Anforderungen an die Antriebsnabe bei einem Renn- bzw. Sport-Fahrrad anders als bei einem Touren-Fahrrad bzw. Mountain-Bike und wiederum anders bei einem Tandem oder Transport-Fahrrad. Um für alle dieser Fahrräder ein einfaches Baukasten-System bereitstellen zu können, wird vorzugsweise für alle Antriebsnaben eine einheitliche Nabenhülse verwendet. Auch die Antriebshülse, bzw. deren Formgebung, kann im Wesentlichen für alle Typen gleich gewählt werden. Dabei kann es aber für Rennräder zweckmässig sein, wenn die Antriebshülse zweiteilig ausgebildet ist, indem der Anschlussbereich für das Antriebssystem Verbindungsbereich für den Wälzlager-Hülsenfreilauf auswechselbar festgeschraubt ist.
So kann die Antriebsnabe auf ein anderes Antriebssystem umgestellt werden, indem lediglich der Anschlussbereich ausgewechselt wird. Das Achsteil muss lediglich die beiden seitlichen Sitze für die Drehlager bereitstellen, ansonsten kann das Achsteil entsprechend dem jeweiligen Fahrradtyp sehr unterschiedlich ausgebildet werden. Für Tandems und Transport-Fahrräder ist ein massives Achsteil zweckmässig, das mit Schrauben an der Gabel befestigt wird. Für Touren-Fahrräder und Mountain-Bikes ist es gegebenenfalls zweckmässiger, das Achsteil lediglich als Sitzhülse auszubilden, in der eine Achse mit einem Befestigungs-, insbesondere einem Schnellspannsystem, angeordnet ist, wobei die Gabel auf der Achse aufliegt.
Bei Rennrädern wiederum ist es gegebenenfalls vorteilhaft, wenn die Gabel auf einer etwas massiver gestalteten Sitzhülse aufliegt und ein reiner Spannstab durch die Sitzhülse führt. Wenn nun bei verschiedenen Antriebsnaben die Nabenhülse und die Antriebshülse sowie die beiden Kugellager und der Wälzlager-Hülsenfreilauf gleich ausgestaltet sind, so kann durch das Ersetzen des Achsteils und der gegebenenfalls darin angeordneten Hülsen und/oder Spannstäbe die Antriebsnabe für einen anderen Fahrradtyp bzw. für andere Belastungen bereitgestellt werden, ohne dass die Nabenhülse mit den Speichen und der Felge ersetzt werden muss. Die Antriebsnabe kann beispielsweise auf ein minimales Gewicht oder eine maximale Belastbarkeit ausgelegt werden.
Es versteht sich von selbst, dass erfindungsgemässe Antriebsnaben auch bei speziellen Fahrrädern, beispielsweise mit drei oder auch vier Rädern, vorteilhaft eingesetzt werden können. Selbst in Fahrzeugen, die motorisch oder kombiniert mit Muskelkraft angetrieben werden, können die Antriebsräder mit erfindungsgemässen Antriebsnaben versehen werden. Das heisst also, dass die Antriebsnabe grundsätzlich bei allen über die Nabe angetriebenen Rädern eingesetzt werden kann. Wenn zwei angetriebene Räder nebeneinander vorgesehen sind, so kann bei der Verwendung von Freiläufen in den erfindungsgemässen Antriebsnaben auf ein Differenzial verzichtet werden. Die Verwendung der erfinderischen Antriebsnaben ist nicht auf das Einsetzen in Antriebsräder beschränkt.
Diese Antriebsnaben können auch in Antriebs-Übertragungs-Vorrichtungen vorteilhaft eingesetzt werden, wobei dann an der Nabenhülse wie an der Antriebshülse ein kraftübertragendes Element, insbesondere ein Ritzel, angeordnet ist. An Stelle eines Rades oder eines kraftübertragenden Elementes könnte an der Nabenhülse auch ein Teil eines Generators, insbesondere ein Alternator, befestigt sein. Auf Grund des Freilaufes zwischen der Antriebshülse und der Nabenhülse würde der Alternator im Wesentlichen frei weiterdrehen und bei Antriebsbewegungen der Antriebshülse mit genügend grosser Drehgeschwindigkeit stärker in Drehung versetzt.
Die Zeichnungen erläutern die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles, auf das sie aber nicht eingeschränkt ist. Dabei zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Antriebsnabe mit einem massiven Achsteil, einem Wälzlager-Hülsenfreilauf und einem zusätzlichen Hülsenfreilauf,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Wälzlager-Hülsenfreilaufes,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine Antriebsnabe mit einem hülsenförmigen Achsteil und einer darin angeordneten Spannachse, und
Fig. 4 einen Schnitt durch eine Antriebsnabe mit einem hülsenförmigen Achsteil und einem darin angeordneten Spannstab.
Fig. 1 zeigt eine Antriebsnabe 1 mit einem Achsteil 2, einer Nabenhülse 3 und einer Antriebshülse 4. An der Nabenhülse 3 sind zwei ringförmige Ausformungen 3a bzw. zwei Flansche zur Aufnahme der Speichenenden ausgebildet. Die Antriebshülse 4 umfasst einen Verbindungsbereich 4a, der sich in das Innere der Nabenhülse 3 erstreckt, und einen Anschlussbereich 4b, auf den nicht eingezeichnete Zahnkränze drehfest aufgesetzt werden können. Die Nabenhülse ist über mindestens ein Verbindungs-Drehlager 5a mit der Antriebshülse verbunden. In der dargestellten Ausführungsform wird dieses Verbindungs-Drehlager von zwei Nadellagern 5a gebildet. Diese beiden Nadellager 5a gehören zu einem Wälzlager-Hülsenfreilauf 5, der zwischen den Nadellagern 5a einen Hülsenfreilauf 5b mit Klemmrollen 5b min umfasst.
Um die Nabenhülse 3 und die Antriebshülse 4 gemeinsam am Achsteil drehbar zu lagern, ist die Nabenhülse 3 nur über ein erstes Kugellager 6 mit dem Achsteil 2 verbunden. Die Antriebshülse 4 ist über ein zweites Kugellager 7 mit dem Achsteil 2 verbunden. Zwischen dem ersten und zweiten Kugellager 6 und 7 sind gemäss der Fig. 1 keine weiteren Drehlager vorgesehen. Das heisst also, dass die Nabenhülse 3 und die Antriebshülse 4 in der einfachsten Ausführungsform je nur über ein einziges Kugellager 6 bzw. 7 mit dem Achsteil 2 verbunden werden müssen. Die Nabenhülse 3 und die Antriebshülse 4 bilden zusammen eine zweiteilige, mit gesamthaft zwei Kugellagern 6, 7 gemeinsam am Achsteil 2 gelagerte Hülse, deren beiden Teile in einer Drehrichtung relativ zueinander verdrehbar sind.
Die Lagerung der Nabenhülse 3 und der Antriebshülse 4 am Achsteil 2 soll mit möglichst reibungsfrei laufenden Drehlagern, vorzugsweise Rillenkugellagern, aufgebaut sein, um unnötige Reibungsverluste zu vermeiden. Das Verbindungs-Drehlager 5a führt lediglich im Freilauf zu Reibungsverlusten und kann daher mit Lagern gebildet werden, die mehr Reibungswiderstand erzeugen. Die gesamte Lagerung in der erfindungsgemässen Antriebsnabe kann mit einem minimalen Gewicht gewährleistet werden, weil zwei reibungsarme Kugellager und ein VerbindungsDrehlager mit kleinem Gewicht genügen.
Zum kleinen Gesamtgewicht der erfindungsgemässen Antriebsnabe trägt auch bei, dass keine mit der Nabenhülse verbundene Innenhülse benötigt wird.
Es versteht sich von selbst, dass an Stelle des zweiten, gegebenenfalls aber auch des ersten Kugellagers 7 bzw. 6 insbesondere zwei Kugellager, vorzugsweise mit kleineren Kugeln, oder ein Nadellager eingesetzt werden könnte. Die Lagerung soll aber je an den voneinander abgewandten Enden des Achsteils 2, bzw. der Nabenhülse 3 und der Antriebshülse 4 angeordnet sein. Daher müssen die beiden Nadellager 5a gewährleisten, dass die Nabenhülse 3 knickungsfrei mit der Antriebshülse 4 verbunden ist. Zum Einsetzen des Wälzlager-Hülsenfreilaufes 5 ist auch an der Nabenhülse 3 ein zylindrischer Innenbereich 3b ausgebildet, der dem zylindrischen Verbindungsbereich 4a der Antriebshülse 4 so zugeordnet ist, dass der Wälzlager-Hülsenfreilauf passend einsetzbar ist.
Die in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform mit dem massiven Achsteil 2 ist so ausgebildet, dass sie für den Einsatz in einem Tandem oder Transport-Fahrrad geeignet ist. Zum Übertragen von grossen Antriebsdrehmomenten ist zwischen dem zylindrischer Innenbereich 3b und dem zylindrischen Verbindungsbereich 4a ein zusätzlicher Hülsenfreilauf 5b mit Klemmrollen 5b min in der Form eines Hülsenfreilaufes 8 eingesetzt. Die Anordnung mit einem zusätzlichen Hülsenfreilauf 8 kann aber auch zum Erzielen einer starren Verbindung zwischen der Nabenhülse 3 und Antriebshülse 4 verwendet werden, indem der Hülsenfreilauf 8 und der Wälzlager-Hülsenfreilauf 5 mit entgegengesetzten Laufdrehrichtungen eingesetzt werden. Eine starre Verbindung zwischen der Nabenhülse 3 und der Antriebshülse 4 wird beispielsweise bei Kunsträdern, Radballrädern und Bahn-Rennrädern benötigt.
Mit der erfindungsgemässen Antriebsnabe kann also einfach durch das Umdrehen des Hülsenfreilaufes 8 zwischen einer starren und einer Freilauf-Verbindung gewechselt werden. Entsprechend kann also die gleiche Antriebsnabe sowohl für ein Strassen- als auch für ein Bahnrennen eingesetzt werden.
Um die Kugellager 6 und 7 an der Nabenhülse 3 bzw. an der Antriebshülse 4 an einer gewünschten Position festzusetzen, werden Sägeringe 9 auf einer oder auf beiden Seiten des entsprechenden Kugellagers 6, 7 eingesetzt. Wenn, wie beim zweiten Kugellager 7, auf der einen Seite des Kugellagers ein Absatz der Antriebshülse ausgebildet ist, so genügt der Einsatz eines Sägeringes 9. An den beiden Enden des Achsteiles 2 sind Abschlusshülsen 10 aufgesetzt, die beim Festschrauben der Antriebsnabe 1 an einer Fahrradgabel mit Schrauben 11 festgeklemmt werden. Die Abschlusshülsen vermindern auch den Eintritt von Schmutz. Um den Eintritt von Schmutz zwischen der Nabenhülse und der Antriebshülse zu verhindern, kann in einem ringförmigen Dichtungsbereich 16 eine nicht dargestellte Dichtung eingesetzt werden.
Fig. 2 zeigt einen Wälzlager-Hülsenfreilauf 5, der zwischen den Nadellagern 5a einen Hülsenfreilauf 5b mit Klemmrollen 5b min umfasst. Die Nadellager 5a werden von Nadeln bzw. Rollen 5a min gebildet, die in einem Käfig 5c gehalten sind. Es versteht sich von selbst, dass an Stelle der Nadellager 5a auch andere Lager, gegebenenfalls auch Gleitlager eingesetzt werden können. Der Hülsenfreilauf 5b umfasst eine Freilaufhülse 5 min , den Käfig 5c und Federelemente 5d, wobei an der Innenseite der Freilaufhülse 5 min rampenartige Ausnehmungen 5e bzw. Klemmrampen ausgebildet sind, welche das Festklemmen von Klemmrollen 5b min in den Bereichen mit minimaler Ausnehmungstiefe ermöglichen. Die Klemmrollen 5b min werden von den Federelementen 5d des Käfigs 5c gegen die Klemmbereiche gedrückt.
Dabei sind der Käfig 5c, die Federelemente 5d und die Klemmrollen 5b min so ausgebildet, dass die Klemmrollen 5b min im Käfig 5c zurückgehalten werden. Ein Hülsenfreilauf 8 ist im Wesentlichen gleich aufgebaut wie der dargestellte Wälzlager-Hülsenfreilauf 5, wobei der Hülsenfreilauf 8 keine Wälzlager bzw. Nadellager 5a umfasst. Der Hülsenfreilauf 8 und der Wälzlager-Hülsenfreilauf 5 sind somit radial raumsparend aufgebaute Einwegkupplungen, die Drehmomente in einer Drehrichtung schaltgenau übertragen. Die Einzelfederung der Klemmrollen 5b min sichert den ständigen Kontakt der Klemmrollen 5b min zu einer eingesetzten Welle und zu den Klemmrampen. Die geringe Masse und das damit verbundene kleine Trägheitsmoment der Klemmrollen 5b min ermöglicht eine hohe Freilauf-Schaltfrequenz.
Das Leerauf-Reibungsmoment ist klein, was gewährleistet, dass die Reibungsverluste im Leerlauf minimal sind. Die Hülsenfreiläufe 5b bzw. 8 werden bei der Montage lediglich in die Nabenhülsen 3 eingepresst. Es sind keine axialen Fixierungen nötig.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, die besonders für Tourenräder und Mountain-Bikes geeignet ist. Das Achsteil 2 ist als Sitz- oder Distanzhülse ausgebildet und hat beidseits einen dicken, wandigen Endbereich 2a zur Aufnahme der Kugellager 6 bzw. 7, welche von aussen bis an einen Absatz gepresst werden können. Ein mittlerer Bereich 2b des Achsteiles 2 erzielt die nötige Distanz zwischen den Kugellagern 6, 7 und wird somit nicht mit grossen Kräften belastet. Daher kann dieser mittlere Bereich 2b dünnwandig ausgebildet werden. In der Sitz- oder Distanzhülse ist eine Achse 12, oder gegebenen falls eine Achshülse, mit einem Befestigungssystem zum Befestigen der Antriebsnabe an einer Fahrradgabel angeordnet.
Das Befestigungssystem umfasst vorzugsweise eine Schnellspann-Einrichtung 13, die beispielsweise über das Festschrauben einer Schraube 13b und das Schliessen eines Spannhebels 13a die Antriebsnabe mit einer Fahrradgabel verbindet. Die Gabel liegt nun auf der Achse 12 auf. Durch die Achse 12 kann die für Mountain-Bikes nötige Achs-Stabilität gewährleistet werden. Die maximale Antriebskraft-Übertragung von der Antriebshülse 4 auf die Nabenhülse 3 kann mit nur einem Wälzlager-Hülsenfreilauf 5 gewährleistet werden.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, die besonders für Renn- und Sport-Fahrräder geeignet ist. Das Achsteil 2 ist als hülsenförmige Achse so ausgebildet, dass es die auftretenden Tragkräfte aufnehmen kann. Weil diese Kräfte kleiner sind als bei einem Mountain-Bike, wird keine massive Achse benötigt. Lediglich die beidseitigen Endbereiche 2a sind mit einer grösseren Stärke ausgebildet. Diese Endbereiche 2a tragen die Kugellager 6 bzw. 7. Im Achsteil 2 ist ein reiner Spannstab 14 angeordnet, der mit einer Schnellspann-Einrichtung 13, die beispielsweise über das Festschrauben des Spannstabes in einer Klemmhülse 14a und das Schliessen eines Spannhebels 13a die Antriebsnabe an einer Fahrradgabel festklemmt. Die Gabel liegt nun auf dem Achsteil 2 auf.
Weil der Endbereich 2a bei der Antriebshülse 4 eine grössere Mächtigkeit hat, ist der radiale Abstand zur Antriebshülse 4 verkleinert. Der Abstand ist gegebenenfalls auch verkleinert, weil die Antriebshülse oder ein Teil davon aus Aluminium hergestellt wird. Entsprechend dem kleineren Abstand werden anstelle eines grossen Rillenkugellagers zwei kleinere Kugellager 7 mit einem Distanzhalter 15 nebeneinander eingesetzt. Es versteht sich von selbst, dass auch ein Nadellager eingesetzt werden könnte, wobei aber zur Vermeidung von unerwünschten Reibungsverlusten Kugellager bevorzugt werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Antriebshülse zweiteilig ausgebildet. Ein erster Äntriebshülsenteil 4a min umfasst den Verbindungsbereich 4a und ein zweiter Antriebshülsenteil 4b min umfasst den Anschlussbereich 4b. Die beiden Antriebshülsenteile 4a min und 4b min sind miteinander verschraubt, wobei aber gegebenenfalls auch Steckverbindungen möglich wären. Bei einer zweiteiligen Antriebshülse kann die Antriebsnabe auf ein anderes Antriebssystem bzw. auf einen anderen Formschluss mit den Zahn kränzen umgestellt werden, indem lediglich der Anschlussbereich 4b min ausgewechselt wird.
The invention relates to a drive hub according to the preamble of claim 1.
A drive hub comprises at least one hub sleeve, a drive sleeve and an axle part, the hub sleeve and the drive sleeve being rotatably mounted about the axle part. Such drive hubs are used in driven wheels, the drive of pedal assemblies or possibly also of drive motors acting on the drive sleeve. In the common drive hubs of bicycles, a freewheel arrangement is inserted between the drive sleeve and the hub sleeve, so that the hub sleeve rotates with the drive sleeve when the drive sleeve rotates. If there is no drive rotation of the drive hub, the hub sleeve can continue to rotate in the drive direction. This means that the drive sleeve and the hub sleeve can be rotated relative to one another in one direction of rotation and in the other they are connected to one another in a rotationally fixed manner via the freewheel.
In order to be able to drive the drive sleeve with a bicycle chain, at least one ring gear is attached to the drive sleeve in a rotationally fixed, in particular form-fitting manner. Two ring-shaped shapes or two flanges for receiving the spoke ends are formed on the hub sleeve. The axle part can be fastened to a fork with fastening means.
Both positive and frictional freewheels are known from the prior art. The form-fitting freewheels are essentially ratchet and ratchet freewheels, in which pawls or projections engage in corresponding recesses in one direction of rotation and are moved over them in the other direction of rotation. A major disadvantage of the form-fitting freewheels is that they engage in one another only in discrete rotational positions of the hub sleeve relative to the drive sleeve, which leads to play when a drive rotary movement of the drive sleeve begins. In addition, the pawls and ratchets generate unwanted frictional forces and wear during free movement via the recesses.
A frictional freewheel is known from EP 0 695 886 A1. The freewheel described therein comprises an inner sleeve which is fixedly connected to the hub sleeve and which projects into the interior of the drive sleeve. Ball retaining parts are fastened to the hub sleeve, the inner sleeve and to the axis leading through the hub sleeve and the inner sleeve. The ball holding parts, together with the balls inserted between them, allow the hub and inner sleeve to be pivoted on the axle. Clamping rollers are arranged between the outer surface of the inner sleeve and the inner surface of the drive sleeve.
The outer surface of the inner sleeve and the inner surface of the drive sleeve are designed such that the clamping rollers are frictionally clamped in one direction of rotation between the drive sleeve and the inner sleeve during the rotational movement of the drive sleeve relative to the inner sleeve or to the hub sleeve and the rotational movement of the inner sleeve relative in the other direction of rotation Do not interfere with the drive sleeve. For this purpose, ramp-shaped recesses for the pinch rollers are formed on the inner surface of the drive sleeve, for example. The pinch rollers are pressed against the pinch areas of these recesses with weak spring elements. In the free direction of rotation, the pinch rollers remain in the recesses and in the pinching direction of rotation, the pinch rollers are clamped to the pinch areas.
A similar solution is known from DE 2 542 640 and DE 2 605 144, in which case the drive sleeve extends into the interior of the hub sleeve and the clamping rollers are thus arranged between an outer surface of the drive sleeve provided with ramps and the inner surface of the hub sleeve. In the freewheel mode, the hub sleeve is not directly supported on the axle on one side, but the forces have to be transferred to the axle bearing via the bearing balls between the hub sleeve and the drive sleeve, which leads to high buckling forces between the two sleeves and transmitted via individual balls high weight loads leads to an increased risk of destruction. The solutions according to EP 0 695 886, DE 2 542 640 and DE 2 605 144 have less friction than the form-fitting freewheels.
However, their disadvantage is that the construction is complicated and the manufacture of the sleeves with the ramps, the assembly, the replacement of parts and the maintenance are complex. The pinch rollers can fall out during assembly and do not guarantee a sufficiently small amount of play when changing from freewheel to drive. In addition, these solutions are not compatible with other axle parts or drive sleeves. This means that for a solution with a quick-release axle or a solution with a drive sleeve that is to accommodate sprockets from another manufacturer, design adjustments must be made. It is not possible to simply replace parts.
DE 19 510 504 A1 and DE 29 519 749 U1 describe drive hubs with a drive sleeve which extends into the interior of a hub sleeve 39. For assembly, a first axle part must be inserted into the two sleeves from a first side and a second axle part from a second side. The two axle parts then have to be screwed into one another with tools, which is associated with an undesirable outlay and the risk of inadequate screwing.
The object of the invention is now to find a drive hub which is of simple construction and in which the parts can be assembled and replaced with little effort. The solution should preferably be compatible with different axis configurations and the use of drive sleeves with connection areas which are adapted to different drive systems or connection areas of gear rings.
The object is achieved by a drive hub with the features of claim 1. The dependent claims describe alternative or advantageous design variants.
When the task was solved, it was recognized that mounting the drive sleeve on an inner sleeve connected to the hub sleeve increases the number of parts required and unnecessarily limits the design options for the connection area of the drive sleeve. According to the present invention, the hub sleeve is now mounted on the axle part together with the drive sleeve, a stable connection pivot bearing between the hub sleeve and the drive sleeve ensuring that the axles of these two sleeves always remain axially parallel even under load. This means that both the hub sleeve and the drive sleeve in the simplest embodiment only have to be connected to the axle part via a single ball bearing.
The hub sleeve and the drive sleeve together form a two-part sleeve, which is mounted jointly on the axle part, the two parts of which can be rotated relative to one another. A freewheel arrangement, preferably a sleeve freewheel with clamping rollers, between these two parts ensures that they can be rotated relative to one another in one direction of rotation and rotated with one another in the other. If the two sleeves rotate relative to each other, then the hub sleeve is mounted on one side via a rotary bearing directly on the axle part and on the other side in two stages via the connecting rotary bearing between the hub sleeve and the drive sleeve and a second rotary bearing between the drive sleeve and the axle part Axle part stored.
This solution has a simple structure and the required parts can be assembled and replaced with little effort. Because the drive sleeve is no longer seated on an inner sleeve connected to the hub sleeve but directly on the axle part, it does not have an unnecessarily large outer diameter and can be designed with all common outer dimensions or connection areas, which ensures compatibility with all known drive systems. It is also possible to manufacture the drive sleeve from aluminum without the greater thickness required to ensure stability leading to problems. Because no inner sleeve connected to the hub sleeve is required, the drive hub according to the invention comprises only a few parts.
According to a preferred embodiment, a sleeve freewheel commercially available in the field of metalworking machines with a freewheel sleeve, a cage and spring elements is used. The freewheel sleeve includes ramp-like recesses which enable the clamping rollers to be clamped. The cage, the spring elements and the pinch rollers are designed so that the pinch rollers are retained in the cage even before assembly. The pinch rollers are pressed against the clamping position or against the minimal recesses by the spring elements of the cage. Such a sleeve freewheel is used as a single ring part between cylindrical connection areas of the hub sleeve and the drive sleeve.
No complex machining has to be carried out either on the hub sleeve or on the drive sleeve because the ramp-like recesses are formed in the freewheel sleeve. Because the pinch rollers do not have to be used individually, disassembly and replacement of parts is also possible with little effort.
In order to ensure a stable rotary bearing between the drive sleeve and the hub sleeve, at least one roller bearing, in particular a roller or preferably a needle bearing, is optionally used between these two sleeves. If two needle bearings are used somewhat apart from each other, it can be ensured with little effort that the axes of the hub and the drive sleeve always remain parallel to the axis even under load. The use of a sleeve freewheel with roller bearing is particularly advantageous, which holds cylindrical bearing rollers in the axial direction on both sides of the pinch rollers between a common bearing and freewheel sleeve and a common cage for all rollers.
When using such a roller bearing sleeve freewheel, the insertion of the connecting rotary bearing and the sleeve freewheel is limited to the insertion of a part. In order to be able to transfer large driving forces from the drive sleeve via the sleeve freewheel to the hub sleeve without any problems, it may be appropriate to use a further sleeve freewheel parallel to the roller bearing sleeve freewheel. A sleeve freewheel and also a roller bearing sleeve freewheel has only a small radial thickness and thus enables the construction of a drive hub whose radial space requirement around the axle part is relatively small.
In the axial direction, no space is required that goes beyond the sum of the distance between the two ring-shaped shapes on the hub sleeve for receiving the spoke ends and the length of the connection area of the drive sleeve, because the rotational position and the freewheeling inside the hub sleeve on the connection area of the drive sleeve are arranged.
A ball bearing, in particular a grooved bearing, is preferably used in each case to ensure the rotary bearing of the hub sleeve and the drive sleeve on the axle part. In order to simplify the assembly and disassembly of the drive hub, one of these two ball bearings is pressed into the hub sleeve or into the drive sleeve as a conventional ball bearing and is preferably fixed to the desired position with at least one saw ring. A roller bearing sleeve freewheel is pressed into the cylindrical connection area of the hub sleeve, so that the hub sleeve and the drive sleeve can only be inserted from both sides onto the axle part and at the same time one inside the other. The cylindrical connection area of the drive sleeve comes into the roller bearing sleeve freewheel.
Subsequently, end sleeves are preferably plugged onto the axle part on both sides, which are then clamped by screwing the axle part onto the fork with two fastening screws that can be screwed into the axle part. According to this simple assembly, the drive hub can also be easily dismantled.
Drive hubs according to the invention can be optimized according to the type of bicycle in which they are used. The requirements for the drive hub on a racing or sports bike are different from those on a touring bike or mountain bike and again different on a tandem or transport bike. In order to be able to provide a simple modular system for all of these bicycles, a uniform hub sleeve is preferably used for all drive hubs. The drive sleeve, or its shape, can essentially be chosen to be the same for all types. However, it can be expedient for racing bicycles if the drive sleeve is constructed in two parts by the connection area for the drive system being screwed on and replaceable for the roller bearing sleeve freewheel.
In this way, the drive hub can be converted to a different drive system by simply changing the connection area. The axle part only has to provide the two side seats for the pivot bearings, otherwise the axle part can be designed very differently depending on the type of bicycle. For tandems and transport bicycles, a solid axle part is useful, which is attached to the fork with screws. For touring bicycles and mountain bikes, it may be more expedient to design the axle part merely as a seat sleeve, in which an axle with a fastening, in particular a quick release system, is arranged, the fork resting on the axle.
In the case of racing bikes, in turn, it may be advantageous if the fork rests on a somewhat more solid seat sleeve and a pure tension rod leads through the seat sleeve. If the hub sleeve and the drive sleeve as well as the two ball bearings and the roller bearing sleeve freewheel are designed identically for different drive hubs, then by replacing the axle part and any sleeves and / or tension rods arranged therein, the drive hub can be used for a different type of bicycle or for others Loads are provided without having to replace the hub shell with the spokes and the rim. The drive hub can, for example, be designed for a minimum weight or a maximum load capacity.
It goes without saying that drive hubs according to the invention can also advantageously be used on special bicycles, for example with three or even four wheels. Even in vehicles that are driven by a motor or combined with muscle power, the drive wheels can be provided with drive hubs according to the invention. This means that the drive hub can in principle be used with all wheels driven via the hub. If two driven wheels are provided side by side, a differential can be dispensed with when using freewheels in the drive hubs according to the invention. The use of the inventive drive hubs is not limited to insertion in drive wheels.
These drive hubs can also be used advantageously in drive transmission devices, in which case a force-transmitting element, in particular a pinion, is arranged on the hub sleeve as well as on the drive sleeve. Instead of a wheel or a force-transmitting element, part of a generator, in particular an alternator, could also be attached to the hub shell. Because of the freewheel between the drive sleeve and the hub sleeve, the alternator would essentially continue to rotate freely and would be more strongly rotated when the drive sleeve moves at a sufficiently high rotational speed.
The drawings explain the invention using an exemplary embodiment, but to which it is not restricted. It shows
1 shows a section through a drive hub with a solid axle part, a roller bearing sleeve freewheel and an additional sleeve freewheel,
2 is a perspective view of a roller bearing sleeve freewheel,
Fig. 3 shows a section through a drive hub with a sleeve-shaped axle part and a clamping axis arranged therein, and
Fig. 4 shows a section through a drive hub with a sleeve-shaped axle part and a tie rod arranged therein.
1 shows a drive hub 1 with an axle part 2, a hub sleeve 3 and a drive sleeve 4. On the hub sleeve 3, two annular shapes 3a and two flanges for receiving the ends of the spokes are formed. The drive sleeve 4 comprises a connection area 4a, which extends into the interior of the hub sleeve 3, and a connection area 4b, on which sprockets (not shown) can be placed in a rotationally fixed manner. The hub sleeve is connected to the drive sleeve via at least one connecting rotary bearing 5a. In the illustrated embodiment, this connecting pivot bearing is formed by two needle bearings 5a. These two needle bearings 5a belong to a roller bearing sleeve freewheel 5, which comprises a sleeve freewheel 5b with pinch rollers 5b min between the needle bearings 5a.
In order to rotatably support the hub sleeve 3 and the drive sleeve 4 together on the axle part, the hub sleeve 3 is connected to the axle part 2 only via a first ball bearing 6. The drive sleeve 4 is connected to the axle part 2 via a second ball bearing 7. According to FIG. 1, no further rotary bearings are provided between the first and second ball bearings 6 and 7. This means that the hub sleeve 3 and the drive sleeve 4 in the simplest embodiment each only have to be connected to the axle part 2 via a single ball bearing 6 or 7. The hub sleeve 3 and the drive sleeve 4 together form a two-part sleeve, with a total of two ball bearings 6, 7, which are mounted jointly on the axle part 2, the two parts of which can be rotated relative to one another in one direction of rotation.
The bearing of the hub sleeve 3 and the drive sleeve 4 on the axle part 2 should be constructed with pivot bearings running as smoothly as possible, preferably deep groove ball bearings, in order to avoid unnecessary friction losses. The connection rotary bearing 5a only leads to friction losses in the freewheel and can therefore be formed with bearings that generate more frictional resistance. The entire bearing in the drive hub according to the invention can be guaranteed with a minimal weight, because two low-friction ball bearings and a connecting pivot bearing with a low weight are sufficient.
The fact that no inner sleeve connected to the hub sleeve is required also contributes to the small overall weight of the drive hub according to the invention.
It goes without saying that, instead of the second, but possibly also the first, ball bearing 7 or 6, in particular two ball bearings, preferably with smaller balls, or a needle bearing could be used. However, the mounting should be arranged on the ends of the axle part 2 facing away from each other, or the hub sleeve 3 and the drive sleeve 4. Therefore, the two needle bearings 5a must ensure that the hub sleeve 3 is connected to the drive sleeve 4 without kinking. To insert the roller bearing sleeve freewheel 5, a cylindrical inner region 3b is also formed on the hub sleeve 3, which is assigned to the cylindrical connecting region 4a of the drive sleeve 4 in such a way that the roller bearing sleeve freewheel can be used appropriately.
The embodiment shown in FIG. 1 with the solid axle part 2 is designed such that it is suitable for use in a tandem or transport bicycle. To transmit large drive torques, an additional sleeve freewheel 5b with clamping rollers 5b min in the form of a sleeve freewheel 8 is inserted between the cylindrical inner region 3b and the cylindrical connecting region 4a. The arrangement with an additional sleeve freewheel 8 can also be used to achieve a rigid connection between the hub sleeve 3 and the drive sleeve 4 by using the sleeve freewheel 8 and the roller bearing sleeve freewheel 5 with opposite directions of rotation. A rigid connection between the hub sleeve 3 and the drive sleeve 4 is required, for example, in the case of artificial bikes, wheelball bikes and track racing bikes.
With the drive hub according to the invention, it is therefore easy to switch between a rigid and a freewheel connection by simply turning the sleeve freewheel 8. Accordingly, the same drive hub can be used for both a street and a track race.
In order to fix the ball bearings 6 and 7 on the hub sleeve 3 or on the drive sleeve 4 at a desired position, saw rings 9 are used on one or on both sides of the corresponding ball bearing 6, 7. If, as with the second ball bearing 7, a shoulder of the drive sleeve is formed on one side of the ball bearing, the use of a saw ring 9 is sufficient. End sleeves 10 are attached to the two ends of the axle part 2 and are attached to a bicycle fork when the drive hub 1 is screwed tight be clamped with screws 11. The end sleeves also reduce the entry of dirt. In order to prevent dirt from entering between the hub sleeve and the drive sleeve, a seal (not shown) can be used in an annular sealing region 16.
Fig. 2 shows a roller bearing sleeve freewheel 5, which comprises a sleeve freewheel 5b with pinch rollers 5b min between the needle bearings 5a. The needle bearings 5a are formed by needles or rollers 5a min, which are held in a cage 5c. It goes without saying that instead of the needle bearings 5a, other bearings, possibly also slide bearings, can be used. The sleeve freewheel 5b comprises a freewheel sleeve 5 min, the cage 5c and spring elements 5d, ramp-like recesses 5e or clamping ramps being formed on the inside of the freewheel sleeve 5 min, which enable clamping rollers 5b min to be clamped in the areas with a minimal recess depth. The pinch rollers 5b min are pressed against the pinch areas by the spring elements 5d of the cage 5c.
The cage 5c, the spring elements 5d and the pinch rollers 5b min are designed such that the pinch rollers 5b min are retained in the cage 5c. A sleeve freewheel 8 is constructed essentially the same as the roller bearing sleeve freewheel 5 shown, the sleeve freewheel 8 not comprising any roller bearings or needle bearings 5a. The sleeve freewheel 8 and the roller bearing sleeve freewheel 5 are thus one-way clutches which are constructed in a radially space-saving manner and transmit the torques in one direction of rotation with precise switching. The individual suspension of the pinch rollers 5b min ensures constant contact of the pinch rollers 5b min with an inserted shaft and with the pinch ramps. The low mass and the associated small moment of inertia of the pinch rollers 5b min enables a high freewheeling switching frequency.
The idle friction torque is small, which ensures that the friction losses when idling are minimal. The sleeve freewheels 5b and 8 are only pressed into the hub sleeves 3 during assembly. No axial fixations are necessary.
Fig. 3 shows an embodiment that is particularly suitable for touring bikes and mountain bikes. The axle part 2 is designed as a seat or spacer sleeve and has a thick, walled end region 2a on both sides for receiving the ball bearings 6 and 7, which can be pressed from the outside to a shoulder. A central region 2b of the axle part 2 achieves the necessary distance between the ball bearings 6, 7 and is therefore not subjected to great forces. This middle region 2b can therefore be made thin-walled. In the seat or spacer sleeve, an axle 12, or if necessary an axle sleeve, is arranged with a fastening system for fastening the drive hub to a bicycle fork.
The fastening system preferably comprises a quick-release device 13, which connects the drive hub to a bicycle fork, for example, by tightening a screw 13b and closing a clamping lever 13a. The fork now lies on axis 12. The axle stability required for mountain bikes can be guaranteed by the axle 12. The maximum transmission of drive force from the drive sleeve 4 to the hub sleeve 3 can be ensured with only one roller bearing sleeve freewheel 5.
Fig. 4 shows an embodiment which is particularly suitable for racing and sports bicycles. The axle part 2 is designed as a sleeve-shaped axle so that it can absorb the load-bearing forces that occur. Because these forces are smaller than with a mountain bike, no massive axle is required. Only the end regions 2a on both sides are formed with a greater thickness. These end regions 2a support the ball bearings 6 and 7. In the axle part 2, a pure tension rod 14 is arranged, which with a quick release device 13, for example, by screwing the tension rod in a clamping sleeve 14a and closing a tension lever 13a, the drive hub Bicycle fork clamped. The fork now rests on axle part 2.
Because the end region 2a of the drive sleeve 4 has a greater thickness, the radial distance from the drive sleeve 4 is reduced. The distance may also be reduced because the drive sleeve or a part thereof is made of aluminum. Corresponding to the smaller distance, two smaller ball bearings 7 with a spacer 15 are used next to one another instead of a large deep groove ball bearing. It goes without saying that a needle bearing could also be used, but ball bearings are preferred in order to avoid undesirable friction losses.
In the illustrated embodiment, the drive sleeve is formed in two parts. A first drive sleeve part 4a min comprises the connection area 4a and a second drive sleeve part 4b min comprises the connection area 4b. The two drive sleeve parts 4a min and 4b min are screwed together, but plug connections would also be possible if necessary. In the case of a two-part drive sleeve, the drive hub can be changed over to a different drive system or to another form fit with the toothed rings by merely changing the connection area 4b min.