DE102015016073B3

DE102015016073B3 - Circuit assembly for a hub dynamo

Info

Publication number: DE102015016073B3
Application number: DE102015016073.7A
Authority: DE
Inventors: Jochen Wangermann
Original assignee: Renak GmbH
Current assignee: Renak GmbH
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2017-01-12
Anticipated expiration: 2035-12-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsbaugruppe für eine Nabenlichtmaschine mit einem in einer Nabe eines Laufrades angeordneten Rotor-Stator-Induktionssystem zur Stromerzeugung, welches mittels einer Kupplungsvorrichtung zu- und abschaltbar ist, wobei die Kupplungsvorrichtung durch ein von einem Stellhebel beaufschlagtes Stellmittel der Schaltungsbaugruppe betätigbar ist, wobei die Schaltungsbaugruppe aus einer Kupplungsbuchse, einem Federelement, Schaltkugeln, einem Stellring, dem Stellhebel, einem Distanzring, Stellstiften und einer Kupplungsscheibe besteht. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsbaugruppe für eine Nabenlichtmaschine zu schaffen, die durch einen reduzierten Bauteil- und Fertigungsaufwand gekennzeichnet ist. Diese Aufgabe wird gelöst, indem zwischen dem Stellring (6), den Stellstiften (10) und der Kupplungsscheibe (11) eine Wirkverbindung besteht und indem die Stellstifte (10) durch den Distanzring (9) und die kreisringförmige Kontur (12) des Stellhebels (8) geführt sind und gegen die Kupplungsbuchse (4) axial bewegbar sind und indem die Stellstifte (10) an der der Kupplungsvorrichtung (2) abgewandten Stirnseite der Kupplungsscheibe (11) anliegen und indem die Stellstifte (10) an der der Kupplungsvorrichtung (2) zugewandten Stirnseite des Stellrings (6) anliegen und indem die Kupplungsscheibe (11) nur axial gegen die Kupplungsbuchse (4) bewegbar ist.The invention relates to a circuit assembly for a hub dynamo with a arranged in a hub of an impeller rotor-stator induction system for power generation, which can be switched on and off by means of a coupling device, wherein the coupling device is actuated by an acted upon by a lever actuating means of the circuit assembly, wherein the circuit assembly consists of a coupling bush, a spring element, switching balls, a collar, the adjusting lever, a spacer, adjusting pins and a clutch disc. The object of the invention is to provide a circuit assembly for a hub dynamo, which is characterized by a reduced component and manufacturing costs. This object is achieved by an operative connection between the adjusting ring (6), the adjusting pins (10) and the coupling disc (11) and by the adjusting pins (10) by the spacer ring (9) and the annular contour (12) of the actuating lever ( 8) are guided and against the coupling bush (4) are axially movable and by the adjusting pins (10) on the coupling device (2) facing away from the end face of the clutch disc (11) and by the adjusting pins (10) on the coupling device (2) facing the end face of the adjusting ring (6) and by the clutch disc (11) only axially against the coupling sleeve (4) is movable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsbaugruppe für eine Nabenlichtmaschine mit einem in einer Nabe eines Laufrades angeordneten Rotor-Stator-Induktionssystem zur Stromerzeugung, welches mittels einer Kupplungsvorrichtung zu- und abschaltbar ist, wobei die Kupplungsvorrichtung durch ein von einem Stellhebel beaufschlagtes Stellmittel der Schaltungsbaugruppe betätigbar ist, wobei die Schaltungsbaugruppe aus einer Kupplungsbuchse, einem Federelement, Schaltkugeln, einem Stellring, dem Stellhebel, einem Distanzring, Stellstiften und einer Kupplungsscheibe besteht.The invention relates to a circuit assembly for a hub dynamo with a arranged in a hub of an impeller rotor-stator induction system for power generation, which can be switched on and off by means of a coupling device, wherein the coupling device is actuated by an acted upon by a lever actuating means of the circuit assembly, wherein the circuit assembly consists of a coupling bush, a spring element, switching balls, a collar, the adjusting lever, a spacer, adjusting pins and a clutch disc.

Die für die Beleuchtungseinrichtung eines Fahrrads notwendige Energie wird in der Regel über einen am Fahrrad befestigten Dynamo bereitgestellt. Im Wesentlichen haben sich dabei Seitenläuferdynamos und Nabendynamos durchgesetzt. Beim Seitenläuferdynamo wird ein Reibrad von der Flanke des Fahrradreifens angetrieben. Die Drehbewegung des Reibrades wird über eine Welle auf einen Generator übertragen. Nachteilig ist, dass das Reibrad eines Seitenläuferdynamos einem hohen Verschleiß unterliegt, was insbesondere bei Nässe oder Schneematsch dazu führt, dass das Reibrad an der Flanke des Fahrradreifens rutscht und nicht mehr ausreichend angetrieben wird. Damit ist die Spannungsversorgung zum Betrieb der Beleuchtung anfällig. Nabendynamos haben den Vorteil deutlich witterungsunabhängiger zu funktionieren. Nabendynamos werden innerhalb einer Fahrradnabe montiert und weisen einen Magnetrotor und eine Spule auf. Bei Rotation des Magnetrotors wird innerhalb der Spule eine Spannung induziert, die für den Betrieb der Beleuchtungseinrichtung genutzt werden kann.The necessary for the lighting device of a bicycle energy is usually provided via a dynamo attached to the bicycle. Essentially, side rotor dynamos and hub dynamos have prevailed. In the side rotor dynamo, a friction wheel is driven by the flank of the bicycle tire. The rotational movement of the friction wheel is transmitted via a shaft to a generator. The disadvantage is that the friction wheel of a side rotor dynamo is subject to high wear, resulting in particular in wet or slushy that the friction wheel slips on the flank of the bicycle tire and is no longer driven sufficiently. Thus, the power supply to operate the lighting is vulnerable. Hub dynamos have the advantage of operating much weather-independent. Hub dynamos are mounted inside a bicycle hub and have a magnet rotor and a coil. Upon rotation of the magnetic rotor, a voltage is induced within the coil, which can be used for the operation of the illumination device.

Nabendynamos können ein Getriebe aufweisen oder getriebelos sein. In getriebeloser Ausführung sind der Stator üblicherweise fest auf der Achse und der Magnetrotor fest in der Nabenhülse angeordnet. Diese einfache Bauweise ist vorteilhaft. Nachteilig ist, dass keine mechanische Abschaltung der Stromerzeugung des Nabendynamos möglich ist und damit auch eine Spannung induziert wird, wenn diese nicht benötigt wird. Die dabei entstehenden Wirbelstromverluste bewirken eine mit der Fahrgeschwindigkeit zunehmende Schwergängigkeit des Laufrades. Dieser Nachteil kann auch ohne ein in der Fahrradnabe integriertes Getriebe beseitigt werden, wenn die Induktionsspule drehbar auf der Nabenachse angeordnet ist und durch eine Kupplung festgehalten werden kann, um im Falle der Stromerzeugung eine gegebene Relativgeschwindigkeit zwischen Magnetrotor und Induktionsspule zu erzeugen. Im Leerlauf wird hier die Induktionsspule ohne Leistungsaufnahme vom Magnetrotor mit der Nabendrehzahl mitgenommen, ohne eine Spannung und Widerstand zu erzeugen. Durch Einsatz eines Planetengetriebes kann hier die Relativgeschwindigkeit zwischen der Induktionsspule und dem Magnetrotor erhöht werden. Sinnvollerweise wird dieses Planetengetriebe in einer über eine Kupplung abschaltbaren Version ausgeführt. Weiterhin können der Magnetrotor und die Spulen durch eine höhere Drehzahl des Dynamos kleiner ausgelegt werden.Hub dynamos can have a gearbox or be gearless. In gearless design, the stator are usually fixed on the axis and the magnet rotor fixedly disposed in the hub shell. This simple construction is advantageous. The disadvantage is that no mechanical shutdown of the power generation of the hub dynamo is possible and thus a voltage is induced when it is not needed. The resulting eddy current losses cause increasing with the driving speed stiffness of the impeller. This disadvantage can also be eliminated without a transmission integrated in the bicycle hub, when the induction coil is rotatably mounted on the hub axle and can be held by a clutch to generate a given relative speed between the magnetic rotor and the induction coil in the case of power generation. At idle, the induction coil is taken here without power from the magnetic rotor with the hub speed, without generating a voltage and resistance. By using a planetary gear, the relative speed between the induction coil and the magnet rotor can be increased here. It makes sense that this planetary gear is executed in a disengageable via a clutch version. Furthermore, the magnetic rotor and the coils can be made smaller by a higher speed of the dynamo.

Aus dem Stand der Technik sind Nabendynamos mit Getriebe grundsätzlich bekannt. In DE 10 2005 030 405 B4 wird eine Nabenlichtmaschine beschrieben, die ein Rotor-Stator-Induktionssystem mit einem Magnetrotor und einer feststehenden Spulenanordnung innerhalb einer Nabenhülse aufweist. Der Magnetrotor wird über ein Planetengetriebe in Rotation versetzt. Das Planetengetriebe kann über eine Kupplungsvorrichtung zugeschalten oder entkoppelt werden. Die Kupplungsvorrichtung wird über ein Stellglied einer Schaltungsbaugruppe mit zugeordnetem Stellhebel betätigt. Die Schaltungsbaugruppe weist einen Stellring auf, der kleine und große Ausnehmungen zur Aufnahme von Schaltkugeln enthält. Die Schaltkugeln sind in einer kreisringförmigen Kontur eines Stellhebels gelagert. Der Stellring und der Stellhebel sind auf einer Kupplungsbuchse angeordnet, wobei der Stellring im Stellhebel axial und mit dem Stellhebel radial bewegbar ist. Der Stellring liegt an der Kupplungsmutter an und wird von einem Federelement beaufschlagt, das sich an der Abschlussscheibe abstützt. Dieses Federelement kann flach ausgeführt werden, da der erforderliche Arbeitshub nur klein ist und damit die Änderung der Anpresskraft während des Schaltvorgangs nur gering. Ist die Kupplung geöffnet, liegt der Stellring mit einer gewünschten bzw. eingestellten Federkraft an der Kupplungsbuchse an. Die Schaltkugeln liegen lose in den tiefen Näpfchen des Stellrings. Über die Position der Schaltkugeln am Stellring wird der Abstand zwischen der kreisringförmigen Kontur des Stellhebels und dem Stellring vorgegeben. Befinden sich die Schaltkugeln in den großen Ausnehmungen ist der Abstand zwischen der kreisförmigen Kontur des Stellhebels und dem Stellring kleiner, als wenn die Schaltkugeln außerhalb der großen Ausnehmungen liegen. Auf den dem Stellring abgewandten Seiten der Schaltkugeln ist ein Gegenring abgestützt. Dieser steht über Stellstifte mit einer Kupplungsscheibe in Verbindung. Die Stellstifte sind dabei in die Kupplungsscheibe eingelassen und damit fest mit dieser verbunden. Durch Drehen des Stellhebels wird der Stellring mitgenommen, wobei die Schaltkugeln aus den tiefen Näpfchen in die flachen Näpfchen rollen, den Gegenring gegen die Stellstifte drücken, die Kupplung schließen und den Stellring von der bisherigen Auflage an der Kupplungsbuchse wenige Zehntel mm abheben. Dabei wird die voreingestellte Federkraft auf die Kupplung übertragen. Somit kann der Antrieb des Magnetrotors und damit die Nabenlichtmaschine wahlweise zu- oder abgeschaltet werden.Hub dynamos with gearbox are basically known from the prior art. In DE 10 2005 030 405 B4 A hub dynamo is described that includes a rotor-stator induction system having a magnet rotor and fixed coil assembly within a hub shell. The magnet rotor is rotated by a planetary gear. The planetary gear can be switched or decoupled via a coupling device. The coupling device is actuated via an actuator of a circuit assembly with associated control lever. The circuit assembly has a collar that includes small and large recesses for receiving switching balls. The switching balls are mounted in an annular contour of a control lever. The adjusting ring and the adjusting lever are arranged on a coupling bush, wherein the adjusting ring in the adjusting lever is axially movable axially and with the adjusting lever. The adjusting ring abuts on the coupling nut and is acted upon by a spring element, which is supported on the lens. This spring element can be made flat, since the required working stroke is small and thus the change of the contact pressure during the switching process only small. If the clutch is open, the adjusting ring is applied to the coupling socket with a desired or adjusted spring force. The switching balls are loosely in the deep wells of the adjusting ring. About the position of the switching balls on the adjusting ring, the distance between the annular contour of the actuating lever and the adjusting ring is specified. Are the switching balls in the large recesses, the distance between the circular contour of the actuating lever and the adjusting ring is smaller than when the switching balls are outside the large recesses. On the side facing away from the adjusting ring of the switching balls, a counter ring is supported. This is connected via adjusting pins with a clutch disc. The pins are embedded in the clutch disc and thus firmly connected to this. By turning the control lever of the collar is taken, the switching balls from the deep wells roll into the shallow wells, press the mating ring against the pins, close the clutch and lift off the collar of the previous edition of the coupling bushing a few tenths mm. The preset spring force is transmitted to the coupling. Thus, the drive of the magnet rotor and thus the hub dynamo can optionally be switched on or off.

Obwohl sich die beschriebene Schaltungsbaugruppe grundsätzlich bewährt hat, bestehen noch einige Mängel, für deren Überwindung eine Weiterentwicklung angestrebt wird. Insbesondere ist die Fertigung der in die Kupplungsscheibe eingelassenen Stellstifte aufgrund der hohen Toleranzanforderungen aufwendig und teuer. Although the described circuit module has basically proven itself, there are still a few shortcomings which it is intended to overcome. In particular, the production of the recessed in the clutch disc adjusting pins is complicated and expensive due to the high tolerance requirements.

Eine weitere Schaltungsbaugruppe für eine Nabenlichtmaschine ist aus der Druckschrift DE 20 2006 018 296 U1 bekannt. Diese Schaltungsbaugruppe weist eine Kupplungsbuchse, eine Tellerfeder, einen Stellring, eine Distanzscheibe, Schaltkugeln, einen Gegenring und Stellstifte auf. Über einen am Stellring angebrachten Stellhebel kann der Stellring auf der Kupplungsbuchse verdreht werden. Die Schaltkugeln sind zwischen dem Stellring und der Distanzscheibe angeordnet, wobei Stellring und Distanzscheibe Ausnehmungen zur Aufnahme dieser Schaltkugeln aufweisen. Beim Verdrehen des Stellrings werden die Schaltkugeln relativ zu diesen Ausnehmungen bewegt, wobei die Schaltkugeln dabei in oder neben diese Ausnehmungen verlagert werden können. Sind die Schaltkugeln in den Ausnehmungen gelagert, ist die Tellerfeder entspannt und die Stellstifte liegen lose zwischen dem Gegenring und der Kupplungsscheibe. Sind die Schaltkugeln hingegen neben die Ausnehmungen verlagert, werden der Stellring axial bewegt und die Tellerfeder gespannt. Damit werden die Schaltkugeln gegen den Gegenring gedrückt, wodurch wiederum die Stellstifte gegen die Kupplungsscheibe bewegt werden und damit die Kupplung geschlossen wird. Auch diese Lösung hat sich grundsätzlich bewährt, wobei auch hierbei die Fertigung der Stellstifte in Verbindung mit dem Stellring, dem Gegenring und den Schaltkugeln aufgrund der hohen Toleranzanforderungen mit einem großen Aufwand verbunden und damit teuer ist.Another circuit assembly for a hub dynamo is from the document DE 20 2006 018 296 U1 known. This circuit assembly has a coupling bush, a plate spring, a collar, a spacer, switching balls, a mating ring and adjusting pins. The adjusting ring on the coupling bushing can be turned by means of an adjusting lever attached to the adjusting ring. The switching balls are arranged between the adjusting ring and the spacer, wherein adjusting ring and spacer have recesses for receiving these switching balls. When turning the adjusting ring, the switching balls are moved relative to these recesses, wherein the switching balls can be displaced in or next to these recesses. Are the switching balls mounted in the recesses, the plate spring is relaxed and the pins are loose between the mating ring and the clutch disc. However, if the switching balls are displaced next to the recesses, the adjusting ring is moved axially and the plate spring is tensioned. Thus, the switching balls are pressed against the mating ring, which in turn the adjusting pins are moved against the clutch disc and thus the clutch is closed. This solution has also proven itself in principle, and in this case the production of the adjusting pins in connection with the adjusting ring, the counter ring and the switching balls due to the high tolerance requirements associated with a lot of effort and thus is expensive.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsbaugruppe für eine Nabenlichtmaschine zu schaffen, die durch einen reduzierten Bauteil- und Fertigungsaufwand gekennzeichnet ist und durch die Möglichkeit der Verwendung einer Kegelkupplung statt einer Flachscheibenkupplung einen geringen Anpressdruck in der Kupplung zur Erzeugung der erforderlichen Haltkräfte möglich macht, um das erforderliche Drehmoment beim Schaltvorgang am Stellhebel zu vermindern.The object of the invention is to provide a circuit assembly for a hub dynamo, which is characterized by a reduced component and manufacturing costs and by the possibility of using a cone clutch instead of a flat disc clutch makes a low contact pressure in the clutch for generating the necessary holding forces possible to to reduce the required torque during the shift on the lever.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2 gelöst, indem zwischen dem Stellring, den Stellstiften und der Kupplungsscheibe eine Wirkverbindung besteht. Dabei sind die Stellstifte durch den Distanzring und die kreisringförmige Kontur des Stellhebels geführt und gegen den Distanzring und die kreisringförmige Kontur des Stellhebels axial bewegbar. An der der Kupplungsvorrichtung abgewandten Stirnseite der Kupplungsscheibe liegen die Stellstifte an. Auf der anderen Seite liegen die Stellstifte an der Stirnseite des Stellrings an, die der Kupplungsvorrichtung zugewandt ist. Die Kupplungsscheibe ist nur axial gegen die Kupplungsbuchse bewegbar. Die Stellstifte sind axial gegen die Kupplungsbuchse bewegbar. Eine solche Schaltungsbaugruppe hat den Vorteil, dass die Stellstifte unter Einhaltung der engen Toleranzen nicht mehr in die Kupplungsscheibe eingelassen werden müssen. Die Stellstifte liegen lediglich an der Stirnseite der Kupplungsscheibe an, die der Kupplungsvorrichtung abgewandt ist. Die Herstellung von Stellstiften mit exakter Länge ist deutlich einfacher und kostengünstiger.This object is achieved with the features of claim 1 and of claim 2, in that there is an operative connection between the adjusting ring, the adjusting pins and the clutch disc. The adjusting pins are guided by the spacer ring and the annular contour of the actuating lever and against the spacer ring and the annular contour of the actuating lever axially movable. At the side facing away from the coupling device end face of the clutch disc are the adjusting pins. On the other side are the adjusting pins on the front side of the adjusting ring, which faces the coupling device. The clutch disc is only axially movable against the coupling sleeve. The adjusting pins are axially movable against the coupling socket. Such a circuit assembly has the advantage that the adjusting pins no longer have to be embedded in the clutch disc in compliance with the tight tolerances. The adjusting pins are only on the front side of the clutch disc, which faces away from the coupling device. The production of pins with exact length is much easier and cheaper.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Kupplungsbuchse Durchführungen für die Stellstifte aufweist, wobei vorgeschlagen wird, dass die Längsachsen der Stellstifte echt parallel zur Längsache der Kupplungsbuchse angeordnet sind. Die Stellstifte sind damit koaxial um Längsachse der Kupplungsbuchse gelagert, an dieser fixiert und dennoch axial gegen diese bewegbar.An advantageous embodiment provides that the coupling bushing has bushings for the adjusting pins, wherein it is proposed that the longitudinal axes of the adjusting pins are arranged real parallel to the longitudinal axis of the coupling bushing. The adjusting pins are thus mounted coaxially about the longitudinal axis of the coupling socket, fixed to this and yet axially movable against them.

Es wird vorgeschlagen, dass die Ausnehmungen des Stellrings muldenförmig oder als Bohrung ausgestaltet sind.It is proposed that the recesses of the adjusting ring are trough-shaped or designed as a bore.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die der Kupplungsvorrichtung abgewandte Stirnseite der kreisringförmigen Kontur des Stellhebels mindestens einen Anschlag und der Stellring eine kreisförmige Außenkontur aufweist, wobei die kreisförmige Außenkontur von mindestens einer Ausnehmung unterbrochen ist und der Anschlag der kreisringförmigen Kontur des Stellhebels innerhalb der Ausnehmung angeordnet ist. Die radiale Bewegung des Stellrings gegenüber dem Stellhebel wird damit begrenzt, womit eine Hubbegrenzung des Stellhebels erreicht wird.A further embodiment provides that the coupling device facing away from the end face of the annular contour of the actuating lever has at least one stop and the adjusting ring has a circular outer contour, wherein the circular outer contour of at least one recess is interrupted and arranged the stop of the annular contour of the actuating lever within the recess is. The radial movement of the adjusting ring relative to the adjusting lever is thus limited, whereby a stroke limitation of the actuating lever is achieved.

Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, dass die Innenkontur der kreisringförmigen Kontur des Stellhebels Anschläge aufweist. Bei der Drehbewegung des Stellhebels wird der Stellhebel gegen die durch die kreisringförmige Kontur des Stellhebels geführten Stellstifte radial bewegt. Dabei stoßen die Stellstifte nach einem definierten Stellweg gegen die Anschläge, womit auf diese Weise eine Hubbegrenzung des Stellhebels erfolgt.An alternative embodiment provides that the inner contour of the annular contour of the actuating lever has stops. During the rotational movement of the actuating lever, the adjusting lever is moved radially against the guided by the annular contour of the actuating lever adjusting pins. In this case, the stoppers abut against the stops according to a defined travel, whereby a stroke limitation of the adjusting lever takes place in this way.

Grundsätzlich ist die Ausgestaltung des Stellhebels nicht auf die beiden zuvor beschriebenen Ausführungen beschränkt.Basically, the configuration of the actuating lever is not limited to the two embodiments described above.

Es wird vorgeschlagen, dass der Distanzring eine kreisringförmige Kontur aufweist. In einer Ausgestaltung umfasst dabei der Innenumfang der kreisringförmigen Kontur des Distanzrings die Stellstifte. Die Stellstifte liegen also innerhalb der Innenkontur des Distanzrings.It is proposed that the spacer ring has an annular contour. In one embodiment, the inner circumference of the annular contour of the spacer ring comprises the adjusting pins. The adjusting pins are thus within the inner contour of the spacer ring.

Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, dass die Innenkontur des Distanzrings Aussparungen enthält, wobei die Stellstifte durch je eine Aussparung geführt sind. Der Innendurchmesser des Distanzrings ist kleiner als der Durchmesser des Kreises, der von den Außenkanten der Stellstifte bestimmt wird. Die Stellstifte werden durch die Aussparungen an der Innenkontur des Distanzrings geführt. An alternative embodiment provides that the inner contour of the spacer ring contains recesses, wherein the adjusting pins are guided by a respective recess. The inner diameter of the spacer ring is smaller than the diameter of the circle, which is determined by the outer edges of the adjusting pins. The adjusting pins are guided through the recesses on the inner contour of the spacer ring.

Grundsätzlich ist die Ausgestaltung des Distanzrings nicht auf die beiden zuvor beschriebenen Ausführungen beschränkt. Weiterhin ist es beispielsweise auch vorstellbar, den Kugellagerinnenring eines Rillenkugellagers, welches die Achse des Laufrades in der Nabenhülse führt, als Anlage der Schaltkugeln zu verwenden.In principle, the configuration of the spacer ring is not limited to the two embodiments described above. Furthermore, it is also conceivable, for example, to use the ball bearing inner ring of a deep groove ball bearing, which guides the axis of the impeller in the hub shell, as an abutment of the switching balls.

Es wird vorgeschlagen, dass das Federelement aus mindestens einer Tellerfeder oder mindestens einer Schraubenfeder oder mindestens einer Federscheibe besteht.It is proposed that the spring element consists of at least one disc spring or at least one helical spring or at least one spring disc.

Es wird vorgeschlagen, dass die Kupplungsvorrichtung in Verbindung mit der Kupplungsscheibe als Scheibenkupplung oder als Kegelkupplung ausgestaltet ist.It is proposed that the coupling device is designed in conjunction with the clutch disc as a disc clutch or as a cone clutch.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.Hereinafter, an embodiment of the invention will be explained with reference to the drawings.

1 Ausschnitt einer Nabenlichtmaschine 1 Detail of a hub dynamo

2a Ausgestaltung eines Stellhebels 2a Design of a control lever

2b Ausgestaltung eines Stellrings 2 B Design of a collar

3a weitere Ausgestaltung eines Stellhebels 3a further embodiment of a control lever

3b weitere Ausgestaltung eines Stellrings 3b further embodiment of an adjusting ring

4a Ausgestaltung eines Distanzrings 4a Design of a spacer ring

4b weitere Ausgestaltung eines Distanzrings 4b further embodiment of a spacer ring

1 zeigt einen Ausschnitt einer Nabenlichtmaschine mit einem in der Nabe eingebauten Rotor-Stator-Induktionssystem zur Stromerzeugung für eine Fahrradbeleuchtung. Das Rotor-Stator-Induktionssystem ist in der Darstellung nicht sichtbar. Das auf einer Achse 1 eines (nicht dargestellten) Laufrades drehbar gelagerte Rotorsystem lässt sich über eine Kupplungsvorrichtung 2 mit einem Planetengetriebe 3 in Wirkverbindung bringen. Die Kupplungsvorrichtung 2 ist über eine Schaltungsbaugruppe betätigbar. 1 shows a section of a hub dynamo with a built-in hub rotor-stator induction system for power generation for bicycle lighting. The rotor-stator induction system is not visible in the illustration. That on an axis 1 a (not shown) impeller rotatably mounted rotor system can be connected via a coupling device 2 with a planetary gear 3 bring into operative connection. The coupling device 2 is actuated via a circuit assembly.

Die Schaltungsbaugruppe besteht aus einer Kupplungsbuchse 4, einem Federelement 5, einem Stellring 6, Schaltkugeln 7, einem Stellhebel 8, einem Distanzring 9, Stellstiften 10 und einer Kupplungsscheibe 11. Der Stellhebel 8 weist eine kreisringförmige Kontur 12 (2a) auf, in der die Schaltkugeln 7 gelagert sind. Der Stellring 6 enthält Ausnehmungen 13 (2b) zur Aufnahme der Schaltkugeln 7. Die Kupplungsbuchse 4 ist axial um die Achse 1 des Laufrades angeordnet und axial durch das Federelement 5, den Stellring 6, die kreisringförmige Kontur 12 des Stellhebels 8, den Distanzring 9 und die Kupplungsscheibe 11 geführt. Die der Kupplungsvorrichtung 2 abgewandte Stirnfläche des Stellrings 6 wird von dem Federelement 5 beaufschlagt. Die Schaltkugeln 7 sind zwischen der der Kupplungsvorrichtung 2 zugewandten Stirnseite des Stellrings 6 und der der Kupplungsvorrichtung 2 abgewandten Stirnseite der kreisringförmigen Kontur 12 des Stellhebels 8 angeordnet. Die der Kupplungsvorrichtung 2 abgewandte Stirnseite des Distanzrings 9 liegt an der der Kupplungsvorrichtung 2 zugewandten Seite der kreisförmigen Kontur 12 des Stellhebels 8 an. Der Stellring 6 ist nur axial gegen die Kupplungsbuchse 4 bewegbar. Die Kupplungsbuchse 4 weist einen ersten, einen zweiten und einen dritten Abschnitt mit einem jeweils unterschiedlichen Außendurchmesser auf. Die Kupplungsbuchse 4 ist mit Durchführungen für die Stellstifte 10 ausgestaltet, wobei die Stellstifte 10 axial gegen die Kupplungsbuchse 4 bewegbar sind. Vorteilhafterweise sind die Längsachsen der Stellstifte 10 echt parallel zur Längsache der Kupplungsbuchse 4 angeordnet. Zwischen dem Stellring 6, den Stellstiften 10 und der Kupplungsscheibe 11 besteht eine Wirkverbindung.The circuit assembly consists of a coupling socket 4 , a spring element 5 , a collar 6 , Switching balls 7 , a lever 8th a spacer ring 9 , Pins 10 and a clutch disc 11 , The lever 8th has an annular contour 12 ( 2a ), in which the switching balls 7 are stored. The collar 6 contains recesses 13 ( 2 B ) for receiving the switching balls 7 , The coupling socket 4 is axial about the axis 1 the impeller arranged and axially by the spring element 5 , the collar 6 , the circular contour 12 of the control lever 8th , the spacer ring 9 and the clutch disc 11 guided. The coupling device 2 remote end face of the adjusting ring 6 is from the spring element 5 applied. The switching balls 7 are between the coupling device 2 facing end face of the adjusting ring 6 and that of the coupling device 2 facing away from the annular contour 12 of the control lever 8th arranged. The coupling device 2 opposite end face of the spacer ring 9 lies on the coupling device 2 facing side of the circular contour 12 of the control lever 8th at. The collar 6 is only axially against the coupling socket 4 movable. The coupling socket 4 has a first, a second and a third section each having a different outer diameter. The coupling socket 4 is with bushings for the pins 10 designed, with the adjusting pins 10 axially against the coupling socket 4 are movable. Advantageously, the longitudinal axes of the adjusting pins 10 Real parallel to the longitudinal axis of the coupling socket 4 arranged. Between the collar 6 , the pegs 10 and the clutch disc 11 there is an active connection.

Die Stellstifte 10 sind durch den Distanzring 9 und die kreisringförmige Kontur 12 des Stellhebels 8 geführt und gegen den Distanzring 9 und die kreisringförmige Kontur 12 des Stellhebels 8 axial bewegbar. Die Stellstifte 10 liegen an der der Kupplungsvorrichtung 2 abgewandten Stirnseite der Kupplungsscheibe 11 und an der der Kupplungsvorrichtung 2 zugewandten Stirnseite des Stellrings 6 an. Die Kupplungsscheibe 11 ist nur axial gegen die Kupplungsbuchse 4 bewegbar. Die Kupplungsvorrichtung 2 in Verbindung mit der Kupplungsscheibe 4 ist als Scheibenkupplung oder als Kegelkupplung ausgestaltet, wobei die Ausgestaltung nicht hierauf beschränkt ist. Das Federelement 5 besteht aus zwei Tellerfedern. Ebenso sind Schraubenfedern oder Federscheiben denkbar, wobei die Ausführung des Federelementes nicht hierauf beschränkt ist.The adjusting pins 10 are through the spacer ring 9 and the circular contour 12 of the control lever 8th guided and against the spacer ring 9 and the circular contour 12 of the control lever 8th axially movable. The adjusting pins 10 lie on the coupling device 2 opposite end face of the clutch disc 11 and at the coupling device 2 facing end face of the adjusting ring 6 at. The clutch disc 11 is only axially against the coupling socket 4 movable. The coupling device 2 in conjunction with the clutch disc 4 is designed as a disc clutch or as a cone clutch, the design is not limited thereto. The spring element 5 consists of two disc springs. Likewise, coil springs or spring washers are conceivable, wherein the execution of the spring element is not limited thereto.

In 1 wird der Schaltzustand mit geschlossener Kupplung dargestellt. Das Federelement 5 drückt auf den Stellring 6 (der nicht auf der Auflagefläche des Schalthebels 8 aufliegt, also noch ein geringes axiales Spiel hat) und über den Stellstift 10 auf die Kupplungsscheibe 11, sodass die Kupplung geschlossen ist. Wird der Stellhebel 8 mit der Schaltkugel 7 in Schaltrichtung verdreht, so bewegt sich die Schaltkugel 7, die am axial nicht verschiebbaren Distanzring 9 anliegt, aus dem tiefen Näpfchen des radial fixierten Stellringes 6 heraus und drückt den Stellring 6 in Richtung des Federelements 5, wodurch sich die Kupplung öffnet. Sehr geringe axiale Verschiebungen reichen hier aus, um die gewünschte und voreingestellte Vorspannung des Federelementes auf die Kupplung zu übertragen.In 1 the switching state with closed clutch is shown. The spring element 5 press on the adjusting ring 6 (not on the contact surface of the shift lever 8th rests, so still has a slight axial play) and on the control pin 10 on the clutch disc 11 so the clutch closed is. Will the lever 8th with the switching ball 7 twisted in the switching direction, so the switching ball moves 7 , on the axially non-displaceable spacer ring 9 is present, from the deep well of the radially fixed adjusting ring 6 out and press the collar 6 in the direction of the spring element 5 , whereby the clutch opens. Very small axial displacements are sufficient here to transmit the desired and preset bias of the spring element to the coupling.

2a zeigt eine mögliche Ausgestaltung eines Stellhebels 8. Der Stellhebel weist eine kreisringförmige Kontur 12 auf, in der die Schaltkugeln 7 gelagert sind. In 2b ist eine mögliche Ausgestaltung eines Stellrings 6 dargestellt. Vorteilhafterweise sind die Ausnehmungen 13 des Stellrings 6 muldenförmig oder als Bohrung ausgestaltet. Die Ausnehmungen 13 sind so gestaltet, dass jede Schaltkugel 7 eine tiefe und eine hierzu höher gelegene Position im Stellring 6 einnehmen kann. Im Fall von Bohrungen, kann dies über den Durchmesser der Bohrungen erreicht werden, wobei ein größerer Bohrdurchmesser zu einer tieferen Lage der Schaltkugel 7 im Stellring 6 führt. Der Durchmesser der Bohrungen sollte aber den Durchmesser der Schaltkugeln 7 nicht überschreiten. Die der Kupplungsvorrichtung 2 abgewandte Stirnseite der kreisringförmigen Kontur 12 des Stellhebels 8 weist drei Anschläge 14 auf. Der Stellring 6 ist mit einer kreisförmigen Außenkontur ausgestaltet, wobei die kreisförmige Außenkontur von drei Ausnehmungen 15 unterbrochen ist. Der Stellring 6 ist im montierten Zustand so im Stellhebel 8 angeordnet, dass die Anschläge 14 innerhalb der Ausnehmungen 15 liegen. Die Anzahl der Anschläge 14 bzw. Ausnehmungen 15 ist allerdings nicht auf drei beschränkt. Die radiale Bewegung des Stellhebels 8 gegen den Stellring 6 wird über die Anschläge 14 begrenzt. 2a shows a possible embodiment of a control lever 8th , The adjusting lever has an annular contour 12 on, in which the switching balls 7 are stored. In 2 B is a possible embodiment of a collar 6 shown. Advantageously, the recesses 13 of the adjusting ring 6 trough-shaped or designed as a bore. The recesses 13 are designed so that every switching ball 7 a deep and a higher position in the collar 6 can take. In the case of drilling, this can be achieved by the diameter of the holes, with a larger bore diameter to a lower position of the switching ball 7 in the collar 6 leads. The diameter of the holes but should the diameter of the switching balls 7 do not exceed. The coupling device 2 opposite end face of the annular contour 12 of the control lever 8th has three stops 14 on. The collar 6 is configured with a circular outer contour, wherein the circular outer contour of three recesses 15 is interrupted. The collar 6 is in the assembled state so in the lever 8th arranged that the stops 14 within the recesses 15 lie. The number of attacks 14 or recesses 15 is not limited to three. The radial movement of the control lever 8th against the collar 6 will about the attacks 14 limited.

3a zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Stellhebels 8. Wie in der zuvor beschriebenen Ausführung weist der Stellhebel 8 eine kreisringförmige Kontur 12 auf, in der die Schaltkugeln 7 gelagert sind. Die Innenkontur der kreisringförmigen Kontur 12 des Stellhebels 8 weist drei Anschläge 16 auf, wobei die Anzahl nicht auf drei beschränkt ist. Im montierten Zustand sind die (nicht dargestellten) Stellstifte 10 durch die kreisringförmige Kontur 12 des Stellhebels 8 geführt. Die Anschläge 16 sind dabei so dimensioniert, dass die radiale Bewegung der Stellstifte 10 gegen die kreisringförmige Kontur 12 des Stellhebels 8 begrenzt wird. Der Stellring 6 für einen auf diese Weise gestalteten Stellhebel 8 muss nicht mit Ausnehmungen 15 an der Außenkontur ausgestaltet sein. Hier genügt ein Stellring 6 mit kreisrunder Außenkontur. 3b zeigt einen solchen Stellring 6. 3a shows a further embodiment of a control lever 8th , As in the previously described embodiment, the adjusting lever 8th an annular contour 12 on, in which the switching balls 7 are stored. The inner contour of the circular contour 12 of the control lever 8th has three stops 16 The number is not limited to three. In the assembled state are the (not shown) pins 10 through the circular contour 12 of the control lever 8th guided. The attacks 16 are dimensioned so that the radial movement of the adjusting pins 10 against the circular contour 12 of the control lever 8th is limited. The collar 6 for a lever designed in this way 8th does not have to be with recesses 15 be configured on the outer contour. Here is a collar 6 with a circular outer contour. 3b shows such a collar 6 ,

4a und 4b zeigen mögliche Ausgestaltungen des Distanzrings 9. Der in 4a dargestellte Distanzring 9 weist eine kreisringförmige Kontur auf. Der Innenumfang der der kreisringförmigen Kontur ist dabei so ausgelegt, dass dieser im montierten Zustand die Stellstifte 10, die durch den Distanzring 9 geführt sind, umfasst. Die Stellstifte 10 sind nicht Gegenstand der Darstellung. Der in 4b dargestellte Distanzring 9 weist ebenfalls eine kreisringförmige Kontur auf, wobei die Innenkontur des Distanzrings 9 Aussparungen 17 aufweist. Im montierten Zustand sind die Stellstifte 10 durch diese Aussparungen 17 geführt. Die Stellstifte 10 sind nicht dargestellt. Die Ausführung des Distanzrings 9 ist nicht auf die beiden beschriebenen Ausgestaltungen beschränkt. 4a and 4b show possible embodiments of the spacer ring 9 , The in 4a shown spacer ring 9 has an annular contour. The inner circumference of the annular contour is designed so that this in the mounted state, the adjusting pins 10 passing through the spacer ring 9 are included. The adjusting pins 10 are not the subject of the presentation. The in 4b shown spacer ring 9 also has an annular contour, wherein the inner contour of the spacer ring 9 recesses 17 having. In the assembled state are the adjusting pins 10 through these recesses 17 guided. The adjusting pins 10 are not shown. The execution of the spacer ring 9 is not limited to the two described embodiments.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsbaugruppe wird eine Wirkverbindung zwischen der Kupplung und dem Planetengetriebe 3 hergestellt oder gelöst. Bei gelöster Wirkverbindung befinden sich die Schaltkugeln 7 außerhalb der tiefen Bereiche der muldenförmigen Ausnehmungen des Stellrings 6. Dadurch wird der Stellring 6 gegen das Federelement 5 gedrückt, wodurch das Federelement 5 dabei weiter gespannt wird. Der Abstand zwischen der der Kupplungsvorrichtung 2 zugewandten Stirnseite des Stellrings 6 und der der Kupplungsvorrichtung 2 abgewandten Seite der Kupplungsscheibe 11 ist dabei größer als die Länge der Stellstifte 10. Beim Verdrehen des Stellhebels 8 werden die Schaltkugeln 7 in die tiefen Bereiche der muldenförmigen Ausnehmungen 13 des Stellrings 6 verlagert. Aufgrund der Gegenspannung des Federelementes 5 wird der Stellring 6 gegen die kreisringförmige Kontur 12 des Stellhebels 8 gedrückt und damit der Abstand zwischen beiden Teilen verringert. Die der Kupplungsvorrichtung 2 zugewandte Stirnseite des Stellrings 6 liegt nun an den Stellstiften 10 an und drückt diese gegen die Kupplungsscheibe 11. Die volle Federkraft des Federelementes 5 wirkt nun auf die Kupplungsscheibe 11, wodurch diese gegen die Kupplungsvorrichtung 2 gedrückt wird. Damit entsteht zwischen der Kupplungsscheibe 11 und der Kupplungsvorrichtung 2 eine kraftschlüssige Verbindung. In Folge dessen wird eine Wirkverbindung zwischen der Kupplung und dem Planetengetriebe 3 hergestellt.When using the circuit assembly according to the invention is an operative connection between the clutch and the planetary gear 3 made or solved. When the active connection is released, the switching balls are located 7 outside the deep areas of the trough-shaped recesses of the adjusting ring 6 , This will cause the collar 6 against the spring element 5 pressed, causing the spring element 5 while it is stretched further. The distance between the coupling device 2 facing end face of the adjusting ring 6 and that of the coupling device 2 opposite side of the clutch disc 11 is greater than the length of the adjusting pins 10 , When turning the control lever 8th become the switching balls 7 in the deep areas of the trough-shaped recesses 13 of the adjusting ring 6 relocated. Due to the counter tension of the spring element 5 becomes the collar 6 against the circular contour 12 of the control lever 8th pressed and thus reduces the distance between the two parts. The coupling device 2 facing end face of the adjusting ring 6 is now on the pegs 10 and presses it against the clutch disc 11 , The full spring force of the spring element 5 now acts on the clutch disc 11 , whereby these against the coupling device 2 is pressed. This creates between the clutch disc 11 and the coupling device 2 a positive connection. As a result, an operative connection between the clutch and the planetary gear 3 produced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Achseaxis
22: Kupplungsvorrichtungcoupling device
33: Planetengetriebeplanetary gear
44: KupplungsbuchseKupplungsbuchse
55: Federelementspring element
66: Stellringcollar
77: Schaltkugelswitching ball
88th: Stellhebellever
99: Distanzringspacer
1010: Stellstiftsetting rod
1111: Kupplungsscheibeclutch disc
1212: kreisringförmige Konturcircular contour
1313: Ausnehmungrecess
1414: Anschlagattack
1515: Ausnehmungrecess
1616: Anschlagattack
1717: Aussparungrecess

Claims

Circuit assembly for a hub dynamo with arranged in a hub of an impeller rotor-stator induction system for power generation, the stator system rotatably mounted on an axis of the hub and the rotor system rotatably connected to the axis of the hub or non-rotatably connected to the hub shell, wherein the stator system means a coupling device with a planetary gear can be brought into operative connection, wherein the coupling device is actuated by an acted upon by a lever actuating means of the circuit assembly, wherein the circuit assembly of a coupling sleeve, a spring element, a collar, switching balls, the adjusting lever, a spacer ring, adjusting pins and a clutch disc consists, wherein the adjusting lever has an annular contour in which the switching balls are mounted and wherein the adjusting ring has recesses for receiving the switching balls and wherein the coupling sleeve is axially around the axis of the impeller is arranged and wherein the coupling bush is axially guided by the spring element, the adjusting ring, the annular contour of the adjusting lever, the spacer ring and the clutch disc, wherein the coupling device facing away from the end face of the adjusting ring is acted upon by the spring element and the switching balls between the coupling device facing end side the adjusting ring and the coupling device remote from the end face of the annular contour of the actuating lever are arranged and facing away from the coupling device end face of the spacer ring on the coupling device facing side of the circular contour of the actuating lever and wherein the adjusting ring is movable only axially against the coupling sleeve and wherein the coupling socket a first, a second and a third portion having a respective different outer diameter and wherein the adjusting pins are axially movable against the coupling socket, characterized gekennzeic hnet that between the collar ( 6 ), the pegs ( 10 ) and the clutch disc ( 11 ) is an operative connection and that the adjusting pins ( 10 ) through the spacer ring ( 9 ) and the circular contour ( 12 ) of the adjusting lever ( 8th ) and against the spacer ring ( 9 ) and the circular contour ( 12 ) of the adjusting lever ( 8th ) are axially movable and that the adjusting pins ( 10 ) at the coupling device ( 2 ) facing away from the end face of the clutch disc ( 11 ) and that the adjusting pins ( 10 ) at the coupling device ( 2 ) facing end face of the adjusting ring ( 6 ) and that the clutch disc ( 11 ) only axially against the coupling bushing ( 4 ) is movable.

Circuit assembly for a hub dynamo with a arranged in a hub of an impeller rotor-stator induction system for power generation, the stator arranged non-rotatably on an axis of the impeller and whose rotor system is rotatably mounted on the axis of the impeller, wherein the rotor system by means of a coupling device with the axis the impeller can be brought into operative connection, wherein the circuit assembly consists of a coupling sleeve, a spring element, a collar, switching balls, the adjusting lever, a spacer, adjusting pins and a clutch disc, wherein the actuating lever has an annular contour in which the switching balls are mounted and wherein the Adjusting ring has recesses for receiving the switching balls and wherein the coupling sleeve is arranged axially about the axis of the impeller and wherein the coupling sleeve axially by the spring element, the adjusting ring, the annular contour of the adjusting lever, the spacer ring and d The clutch disc is guided, wherein the coupling device facing away from the end face of the adjusting ring is acted upon by the spring element and the switching balls between the coupling device facing end side of the adjusting ring and the coupling device facing away from the annular contour of the actuating lever are arranged and the coupling device facing away from the end of the spacer ring on the side facing the coupling device of the circular contour of the adjusting lever and wherein the adjusting ring is movable only axially against the coupling bush and wherein the coupling bushing has a first, a second and a third portion having a different outer diameter and wherein the adjusting pins axially against the coupling bushing are movable, characterized in that between the adjusting ring ( 6 ), the pegs ( 10 ) and the clutch disc ( 11 ) is an operative connection and that the adjusting pins ( 10 ) through the spacer ring ( 9 ) and the circular contour ( 12 ) of the adjusting lever ( 8th ) and against the spacer ring ( 9 ) and the circular contour ( 12 ) of the adjusting lever ( 8th ) are axially movable and that the adjusting pins ( 10 ) at the coupling device ( 2 ) facing away from the end face of the clutch disc ( 11 ) and that the adjusting pins ( 10 ) at the coupling device ( 2 ) facing end face of the adjusting ring ( 6 ) and that the clutch disc ( 11 ) only axially against the coupling bushing ( 4 ) is movable.

Circuit assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the coupling socket ( 4 ) Bushings for the adjusting pins ( 10 ) having.

Circuit assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the longitudinal axes of the adjusting pins ( 10 ) Real parallel to the longitudinal axis of the coupling socket ( 4 ) are arranged.

Circuit assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the recesses ( 13 ) of the adjusting ring ( 6 ) are formed trough-shaped or as a bore.

Circuit assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the coupling device ( 2 ) facing away from the end of the annular contour ( 12 ) of the adjusting lever ( 8th ) at least one stop ( 14 ) and the collar ( 6 ) has a circular outer contour, wherein the circular outer contour of at least one recess ( 15 ) is interrupted and the stop ( 14 ) of the circular contour ( 12 ) of the adjusting lever ( 8th ) within the recess ( 15 ) is arranged.

Circuit assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the inner contour of the annular contour ( 12 ) of the adjusting lever ( 8th ) Attacks ( 16 ) having.

Circuit assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the spacer ring ( 6 ) has an annular contour.

Circuit assembly according to claim 8, characterized in that the inner circumference of the annular contour of the spacer ring ( 9 ) the adjusting pins ( 10 ).

Circuit assembly according to claim 8, characterized in that the inner circumference of the annular contour of the spacer ring ( 9 ) Recesses ( 17 ), wherein the adjusting pins ( 10 ) by a respective recess ( 17 ) are guided.

Circuit assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the spring element ( 5 ) consists of at least one disc spring or at least one coil spring or at least one spring washer.

Circuit assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the coupling device ( 2 ) in conjunction with the clutch disc ( 11 ) is designed as a disc clutch or as a cone clutch.