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Mehrgangübersetzungsnabe für Fahr-und Motorräder mit einem Planetengetriebe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrgangübersetzungsnabe für Fahr- oder Motorräder,
die mit einem Planetengetriebe versehen ist.
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Bei den bekannten Übersetzungsnaben für Zweiradfahrzeuge werden Planetengetriebe
verwendet, bei denen die Planetenräder gleichmäßig auf dem Teilkreis des Planetenradträgers
angeordnet sind. Die Lagerzapfen der Planetenräder dienen meist gleichzeitig als
Anschlagzapfen für den Mitnehmer. Die symmetrische Teilungsanordnung auf dem Teilkreis
isst bei den bekannten Getriebenaben wegen des oft verwendeten vierarmigen Mitnehmers
erforderlich, um gleich verteilte Anschläge zu erhalten. Um diese Planetenräder
auf den Lagerzapfen montieren zu können, muß die Bedingung erfüllt sein, daß die
Summe der Zähnezahlen des Sonnenrades und des Kohlrades durch die Zahl der verwendeten
Planetenräder ohne Rest teilbar ist.
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Für ein Getriebe mit vier symmetrisch auf dem Teilkreis des Planetenradträgers
verteilten Planetenrädern ergibt sich also die Bedingung, daß die Summe der Zähnezahlen
des Sonnenrades und des Hohlrades durch vier ohne Rest teilbar sein muß. Aus baulichen
und wirtschaftlichen Gründen wird bei Fahrradübersetzungsnaben das Sonnenrad auf
der Achse so klein wie möglich ausgeführt. Soll die Übersetzung derartiger Getriebe
geändert werden, so ist es nicht ohne weiteres möglich, da, um die Montagebedingung
erfüllen zu können, am Hohlrad stets Zahnsprünge von mindestens vier, bei größeren
Übersetzungsänderungen von acht oder noch mehr Zähnen verwendet werden müssen. Derartig
große Zähnezahländerungen sind jedoch gleichbedeutend mit großen übersetzungssprüngen
und außerdem mit wesentlichen Durchmesserveränderungen des Hohlrades und damit der
Nabenhülse und aller anderen Nabenteile. Diese Getriebe haben also den Nachteil,
daß kleine übersetzungssprünge nicht möglich sind, was zur Folge hat, daß der Durchmesser
der Nabenhülse groß gehalten werden muß, da das Planetengetriebe im Inneren der
Nabenhülse eingebaut ist. Die geschilderten Nachteile wirken sich sehr ungünstig
aus, da nicht ohne weiteres jeder individuelle übersetzungswunsch berücksichtigt
werden kann und bei Durchmesservergrößerung der Nabenhülse sich das Gewicht und
damit die Kosten der Übersetzungsnabe sofort erhöhen.
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Es ist eine Mehrgangübersetzungsnabe für Zweiradfahrzeuge bekannt,
bei der vier Planetenräder ungleichmäßig auf dem Teilkreis des Planetenträgers angeordnet
sind. Es müssen sich jedoch immer zwei Planetenräder gegenüberliegen, da zur Verbindung
zwischen Antreiber und Planetengetriebe ein zweiarmiger Mitnehmer verwendet wird,
dessen Arme an die Planetenradzapfen anschlagen. Der Nachteil dieser Anordnung ist
die Notwendigkeit, vier Planetenräder zu verwenden, da bei einer Verwendung von
nur zwei oder drei Planetenrädern der Antrieb durch einen zweiarmigen Mitnehmer
infolge des großen Spiels zwischen Antriebs- und Leerlaufstellung bzw. der unsymmetrischen-
Anlageverhältnisse nicht möglich ist. Weitere Nachteile sind, daß die Summe der
Zähnezahlen von Hohlrad und Sonnenrad weiterhin durch Zwei teilbar sein muß, wodurch
-wieder ein Zahnsprung von mindestens zwei Zähnen am Hohlrad erforderlich wird,
und daß infolge der Verwendung eines geschlitzten Antreibers und eines mit Armen
versehenen Mitnehmers eine Durchmesserverkleinerung der Nabenhülse, wie sie durch
die Verwendung ungleichmäßig angeordneter Planetenräder möglich wäre, ausgeschlossen
wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Bauarten
zu vermeiden, das Planetengetriebe bei Mehrgangübersetzungsnaben im Aufbau zu vereinfachen
und den Nabendurchmesser zu verkleinern. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung
dadurch gelöst, daß die Planetenräder in an sich bekannter Weise nicht gleichmäßig
auf dem Teilkreis des Planetenradträgers verteilt sind, daß der Antrieb zentral
durch eine mit dem Planetenradträger über eine Verzahnungskupplung verbundene Kupplungsbüchse
oder durch einen verzahnten Mitnehmer erfolgt und die Planetenräder sich nicht gegenüberliegen.
Auf Grund der Verwendung einer Verzahnungskupplung zwischen dem Mitnahmeelement
und dem Planetenradträger entfällt die Notwendigkeit, mindestens vier Planetenräder
zu verwenden. Das Getriebe kann mit nur zwei oder drei Planetenrädern ausgeführt
werden, wodurch sich eine Einsparung an
Bearbeitungs- und Materialkosten
ergibt: Weiterhin ist es auch nicht mehr erforderlich, daß die Summe der Zähnezahlen
von Hohlrad und Sonnenrad durch Zwei teilbar ist, da sich ja die Planetenräder nicht
genau gegenüberliegen. Man erhält also .eine noch größere Freizügigkeit in der WahI
des übersetzungsverhältnisses, und der Durchmesser des Getriebes kann sehr klein
gehalten werden. Ein Schutz wird nur für die Gesamtkombination aller im Anspruch
1 enthaltenen Merkmale beansprucht, da nur durch diese Kombination die Vorteile
des Erfindungsgegenstandes erreichbar sind. Die Gesamtwirkung des Erfindungsgegenstandes
stellt nicht nur eine Summierung der Wirkungen der Einzelmerkmale dar, sondern es
werden neue Vorteile erzielt, die durch keines der Einzelmerkmale zu verwirklichen
sind.
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Erfolgt der Antrieb vom Antreiber zum Planetengetriebe durch die zentral
gelegene Kupplungsbüchse, so ist es möglich, den Durchmesser der Antriebsseite der
Mehrgangübersetzungsnabe zu verkleinern, wodurch der Durchmesser der Nabenhülse
insgesamt verringert werden kann. Bei Verwendung eines Mitnehmers zum Antrieb ist
eine Verkleinerung des Gesamtnabenhülsendurchmessers nämlich auch dann nicht möglich,
wenn das Getriebe infolge ungleichmäßig angeordneter Planetenräder schon sehr klein
ausführbar ist.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Fig. 1 zeigt den halben Längsschnitt durch eine Dreigangübersetzungsnabe
mit einem Planetengetriebe gemäß der Erfindung; Fig. 2 zeigt einen Querschnitt II-II
durch die Fig. 1; Fig. 3 zeigt eine gegenüber der Fig. 2 abgewandelte Anordnung,
bei der nur zwei Planetenräder vorhanden sind.
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Der Aufbau des dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist
folgender: Auf der feststehenden Nabenachse 16 ist das Sonnenrad 9 des Planetengetriebes
fest angeordnet. Der Planetenradträger 11 und die Kupplungsbüchse 3 sind
drehbar auf der Nabenachse 16 gelagert. Der Planetenradträger 11 besteht
aus mehreren Teilen, die durch die Nietzapfen 18 verbunden sind. In diesem Planetenradträger
sind die Planetenradzapfen 13 eingepreßt, auf denen die Planetenräder 12 drehbar
gelagert sind. Das Hohlrad 10 des Planetengetriebes trägt den verschiebbaren
Sperrklinkenträger 14. Die Schaltung erfolgt durch die axial verschiebliche Kupplungsbüchse
3, die mit dem Antreiber 2 über Verzahnungen 4 und 5 dauernd in Verbindung steht.
Die Schaltung der Gänge erfolgt dadurch, daß die Verzahnung 6 der Kupplungsbüchse
3 abwechselnd mit der Verzahnung 7 des Planetenradträgers 11 oder mit der Verzahnung
8 des Hohlrades 10 in Eingriff gebracht wird.
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Aus den Fig.2 und 3 ist zu ersehen, daß die Planetenräder 12 ungleichmäßig
auf dem Teilkreis des Planetenradträgers angeordnet sind. Bei einer Anordnung gemäß
Fig.2 mit drei Planetenrädern ist mindestens eines der Planetenräder 12 um einen
Winkel a gegenüber der 120°-Teilung versetzt. Der Winkel a wird so gewählt, daß
eine Montage des Planetenrades bei entsprechendem Zähnezahlverhältnis möglich ist.
-In Fig. 3 ist eine Anordnung mit zwei Planetenrädern gezeigt, bei der sich
die Planetenräder nicht genau gegenüberliegen, sondern das eine um einen Winkel
ä gegenüber der Durchmesserlinie versetzt ist. Auch in diesem Fall wird der Winkel
a' so gewählt, daß eine Montage möglich ist.
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Die Wirkungsweise der Nabe ergibt sich aus der Fig. 1. Der Antrieb
erfolgt durch das auf dem Antreiber befestigte Kettenritzel 1. Von dort wird
die Antriebskraft über die Verzahnungen 4, 5 und die Kupplungsbüchse 3 entweder
über die Verzahnung 6 und die Verzahnung 7 zum Planetenradträger 11 oder - bei einer
anderen Stellung der Kupplungsbüchse -über die Verzahnung 6 und Verzahnung 8 zum
Hohlrad 10 geleitet. Der Abtrieb zur Nabenhülse 15 erfolgt über den
im Hohlrad gelagerten Sperrklinkenträger 14, wodurch beim Antrieb des Planetenradträgers
durch die Kupplungsbüchse der Schnellgang und beim Antrieb des Hohlrades durch die
Kupplungsbüchse der Normalgang eingeschaltet ist. Soll der Berggang eingeschaltet
werden, so wird die Kupplungsbüchse 3 durch den Schubklotz 17 noch weiter nach rechts
gezogen, wodurch das Antriebsgesperre mit dem Sperrklinkenträger 14 ausgekuppelt
wird und der Abtrieb auf die Nabenhülse über das Gesperre 19 erfolgt.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele;
vielmehr läßt sich die Grundkonstruktion der Nabe weitgehend variieren. So kann
z. B. der Antreiber gleichzeitig als Planetenradträger ausgebildet sein, wobei dann
der Abtrieb zur Nabenhülse vom Planetenradgetriebe über die Kupplungshülse erfolgt.