-
Zweigangübersetzungsnabe Die Erfindung bezieht sich auf eine Zweigangübersetzungsnabe
für Fahrräder od. dgl. mit einem direkten Gang und einer Übersetzung ins Schnelle,
bei der der Antreiber und Planatenradträger ein einziges Teil eines in einer Ebene
liegenden Umlaufgetriebes ist, dessen Teile axial unverschiebbar sind.
-
Bekannte Zweigangaaben werden vorwiegend durch Verschieben eines Sonnenrades
oder durch Verschieben des Planetenradträgers bzw. des Hohlrades geschaltet. Zum
Abtrieb genügt bei diesen Naben ein Abtriebsorgan. Diese Zweigangnaben sind infolge
der verschiebbaren Getriebeteile in ihrem Aufbau sehr kompliziert. Mit diesen Anordnungen
hat der Erfindungsgegenstand nichts zu tun.
-
Bekanntgeworden ist eine Dreigangnabe mit zwei Planetengetrieben,
bei der das Sonnenrad eines Planetengetriebes zur Gangschaltung entweder festgehalten
oder mit dem Hohlrad verbunden wird. Im Betriebsverhalten und in der Baugröße entspricht
eine derartige Nabe einer Konstruktion mit einem verschiebbaren Sonnenrad, d. h.,
es werden Teile des Planetengetriebes verschoben. Bei einer Konstruktion mit einem
verschiebbaren Sonnenrad wird dieses auch entweder mit einem feststehenden Teil
oder mit dem Hohlrad durch die Verschiebung gekuppelt. Der Nachteil diesen- und
damit auch der genannten Draigangnabenkonstruktion ist, daß ein lose auf der Nabenachse
gelagertes Sonnenrad einen sehr großen radialen Platzbedarf hat, da die Verzahnung
nicht direkt auf der Nabenachse angeordnet werden kann. Der radiale Bauraum des
Planetengetriebes bestimmt aber den Durchmesser der gesamten Nabe, und diese weist
bei einem großen Durchmesser ein hohes Gewicht auf und ist auf Grund des großen
Materialbedarfes teuer.
-
Zweigangnaben, bei denen das Getriebe in einer Ebene wirkt und keines
der Getriebeteile zur Schaltung verschoben wird, sind nur als ins Langsame untersetzt
ausgeführte Naben bekanntgeworden. Wollte man diese Konstruktionen umkehren, um
daraus Naben mit einem ins Schnelle übersetzten Gang zu entwickeln, so müßten, wenn
sie mit einer Rücktrittbremse ausgestattet werden sollen, zusätzliche Einrichtungen
vorgesehen werden, die beim Rückwärtsschieben des Rades ein Versperren der Nabe
verhindern. Diese zusätzlichen Einrichtungen sind ein Nachteil dieser Naben, denn
sie erfordern zumindest eine mit einem Spiel in Umfangsrichtung versehene Kupplung
und ein zweites Abtriebsorgan, z. B. einen Sperrklinkenabtrieb.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Konstruktionen
zu vermeiden und eine Zweigangnabe zu schaffen, die folgende Bedingungen erfüllt:
Sie soll a) mit und ohne Rücktrittbremse gebaut werden können, b) einen direkten
und einen ins Schnelle übersetzten Gang haben, c) nur ein Abtriebsorgan besitzen,
d) ohne Totgangkupplung gebaut werden können, e) durch Austausch weniger Teile mit
einer Gestänge- oder Seilzugschaltung bzw. mit einer Rücktrittschaltung ausgeführt
werden können und f) ein Getriebe besitzen, das in einer Ebene wirkt, wobei keines
der Getriebeteile zur Gangschaltung verschoben werden soll.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Planetenradträger
oder das Hohlrad wählweise über eine Kupplungseinrichtung mit einem inneren Antreiber
verbunden werden kann, der auf ein Abtriebsorgan einwirkt. Durch diese von den bekannten
Konstruktionen erheblich abweichende Bauweise ist es möglich, die Verzahnung des
Sonnenrades des Planetengetriebes direkt auf der Nabenachse anzuordnen. Aus diesem
Grunde kann der Durchmesser des Sonnenrades gegenüber den bekannten Konstruktionen
erheblich verkleinert werden. Dies hat eine Verkleinerung des gesamten Planetengetriebes
und damit der Getriebenabe zur Folge, wodurch das Gewicht und durch die Materialeinsparung
auch der Preis einer derartigen Nabe erheblich reduziert werden.
-
Die Kupplungseinrichtung kann beliebig ausgebildet sein und entweder
durch Betätigung .eines Seilzuges bzw. eines Gestänges oder durch Rückwärtstreten
des Pedals und dadurch eingeleitetes Zurückdrehen des äußeren Antreibers (Rücktrittschaltung)
verschoben
werden. Vom inneren Antreiber oder dem mit ihm verbundenen Bremskonus erfolgt über
ein beliebiges Abtriebsorgan der Abtrieb auf die Nabenhülse.
-
Vorzugsweise kann die Kupplungseinrichtung aus einer mit im Abwälzverfahren
herstellbaren Zähnen versehenen Kupplungsbüchse bestehen.
-
In den Fig. 1 bis 8 sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
-
Fig. 1 zeigt eine Zweigangnabe mit Rücktrittbremse im halben Längsschnitt
in der Schaltstellung des übersetzten Ganges. Die Schaltung erfolgt über eine Zugeinrichtung;
Fig. 2 zeigt eine Zweigangnabe mit Rücktrittbremse im halben Längsschnitt entsprechend
der Fig. 1, jedoch in der Schaltstellung des direkten Ganges; Fig. 3 zeigt eine
Zweigangnabe ohne Rücktrittbremse im halben Längsschnitt in der Schaltstellung des
übersetzten Ganges; die Schaltung erfolgt über eine Zugeinrichtung; Fig. 4 zeigt
eine Zweigangnabe mit Rücktrittbremse im halben Längsschnitt in der Schaltstellung
des übersetzten Ganges; die Schaltung erfolgt über eine Rücktrittschalteinrichtung;
Fig. 5 zeigt eine Zweigangnabe mit Rücktrittbremse im halben Längsschnitt entsprechend
der Fig. 4, jedoch in der Schaltstellung des direkten Ganges; Fig. 6 zeigt eine
Zweigangnabe ohne Rücktrittbremse im halben Längsschnitt in der Schaltstellung des
übersetzten Ganges; die Schaltung erfolgt über eine Rücktrittschalteinrichtung,
die mit einer Durchschaltsperre versehen ist; Fig. 7 zeigt einen Schnitt gemäß der
Schnittlinie A B der Fig. 4; Fig. 8 zeigt die Abwicklung der Schaltkurve
einer Zweigangnabe mit Rücktrittschaltung gemäß den Fig. 4 bis 6.
-
Der allgemeine Aufbau der beispielsweise in den Fig. 1 bis 6 dargestellten
Naben ist folgender: Auf einer Achse 1 sind die Konen 2 und 3 befestigt.
Ein Antreiber 4, der als Planetenradträger ausgebildet ist, ist auf den Kugellagern
5 und 6 und die Nabenhülsen 7 sind auf den Kugellagern 6 und 8 gelagert.
Auf der Achse 1 ist ein innerer Antreiber 9 und eine Kupplungsbüchse 10 od. dgl.
drehbar angeordnet. Im Antreiber 4 sind auf Zapfen 11 der Planetenräder
12 gelagert. Sie stehen mit dem Sonnenrad 13, das fest auf der Achse 1 sitzt,
und dem Hohlrad 14 stets im Eingriff. Über ein Zugstängchen 15, das
entweder über ein Kettchen 29 durch eine beliebige Zugeinrichtung oder durch eine
beliebige Rücktrittschaltung bewegt wird, und über einen Schubklotz 16 kann die
Kupplungsbüchse 10 wahlweise mit dem Hohlrad 14 oder dem Antreiber
4 gekuppelt werden. Mit dem inneren Antroiber 9 bleibt die Kupplungsbüchse
10 jedoch immer im Eingriff. Der Abtrieb erfolgt von dem inneren Antreiber 9 direkt
oder indirekt über ein beliebiges Abtriebsorgan 19, das hier als Klinkengesperre
ausgebildet ist.
-
Bei Naben mit Bremse ist auf oder neben dem inneren Antreiber ein
Bremskonus 17 od. dgl. angeordnet, der durch ein Gewinde 18 oder durch Steigzähne
seitlich bewegt werden kann und das Abtriebsorgan 19 trägt. Bei Naben ohne Bremse
kann das Abtriebsorgan 19 direkt auf dem inneren Antreiber 9 angeordnet sein. Bei
Naben ohne Bremse mit Rücktrittschaltung und Durchschaltsperre wird das Abtriebsorgan
19 zweckmäßig auf der Durchschaltsperre 32 angeordnet, um ein Rückwärtsschieben
des Rades zu gestatten.
-
Naben, die mit einer Rücktrittschaltung ausgestattet sind, haben nach
dem Ausführungsbeispiel noch eine zusätzliche Betätigungsvorrichtung für die Rücktrittschaltung.
Bei diesen Naben ist im Antreiber 4 ein beliebiges Gesperre 21 untergebracht, das
beim Rückwärtsbewegen des Antreibers 4 eine Schaltbüchse 22 verdreht. Durch
die Schaltkurven 23 der Schaltbüchse 22 wird über den Schubklotz
24 ein Zugstängchen 15 und die mit diesem über den Schubklotz 16 verbundene
Kupplungsbüchse 10 seitlich zum Gangwechsel verschoben.
-
Es sind auch noch andere Schaltsysteme ausführbar. Mit dem einen Ausführungsbeispiel
soll nur gezeigt werden, daß es möglich ist, ohne wesentliche Veränderungen der
erfindungsgemäßen Nabe ein Rücktrittschaltsystem einzubauen.
-
Die Funktion der in den Ausführungsbeispielen dargestellten Naben
ergibt sich aus dem Folgenden: Fig. 1 zeigt eine Zweigangnabe mit Rücktrittbremse
und mit einer Schaltung durch Zugbetätigung in der Stellung des übersetzten Ganges.
Über einen Zahnkranz 25 wird der Antreiber 4 angetrieben. Die auf
dem Zapfen 11 gelagerten Planetenräder 12, die sich auf dem Sonnenrad
13 abwälzen, treiben dabei das Hohlrad 14 ins Schnelle. Die Drehzahl des
Hohlrades 14 wird über eine Kupplung 26 auf die Kupplungsbüchse 10
und von dieser über eine Kupplung 27 auf den inneren Antreiber
9 übertragen. Der innere Antreiber 9 und der Bremskonus 17 sind durch ein
Gewinde 18 od. dgl. miteinander verbunden. über ein beliebiges Abtriebsorgan 19
wird die Drehung des inneren Antreibers 9 bzw. des Bremskonus 17 auf die
Nabenhülse 7 übertragen.
-
Beim Bremsen, d. h. beim Rückwärtsbewegen der Pedale wird der Bremskonus
17 durch das Gewinde 18 und durch eine Friktionsfeder 28, die den Bremskonus
17 an einer Verdrehung hindert, nach links bewegt. Der Bremskonus 17 und
der Konus 2 spreizen dabei den Bremsmantel 20 auf, pressen ihn gegen die
Bremsfläche der Nabenhülse 7 und bremsen diese ab.
-
Im Freilauf bleibt die gesamte Inneneinrichtung im Stillstand. Die
Nabenhülse 7 rollt dabei auf den Kugellagern 6 und 8 ab.
-
Fig. 2 zeigt eine Zweigangnabe gemäß Fig. 1, jedoch in der Stellung
des direkten Ganges. Durch Herausziehen der Zugeinrichtung, die aus den Teilen 29,
15 und 16 besteht, wird die Kupplungsbüchse 10 aus der Kupplung 26 des Hohlrades
14 ausgekuppelt und mit der Kupplung 30 des Antreibers 4 in
Eingriff gebracht. Die Kraftübertragung erfolgt vom Zahnkranz 25 auf den
Antreiber 4, auf die Kupplungsbüchse 10, auf den inneren Antreiber
9, auf den Bremskonus 17 und von diesem über das Abtriebsorgan 19 auf die
Nabenhülse 7, also im direkten Gang. Das Zurückschalten. in die Ausgangsstellung
erfolgt durch Lösen der Zugeinrichtung. Durch die Druckfeder 31 wird über den Schubklotz
16 die Kupplungsbüchse 10 in die ursprüngliche Lage (Fig. 1) zurückgeholt.
-
Fig. 3 zeigt eine Zweigangnabe, die sich gegenüber den nach Fig. 1
und 2 gezeigten Naben nur durch das Fehlen einer Rücktrittbremse unterscheidet.
Das Abtriebsorgan 19 kann direkt auf dem inneren Antreiber 9 angeordnet sein.
Fig.
4 und 5 zeigen eine Zweigangnabe mit Rücktrittbremse und einer Rücktrittschaltung.
Der Aufbau der Nabe unterscheidet sich nicht von dem Ausführungsbeispiel nach Fig.
1 und 2. An Stelle einer Zugeinrichtung ist eine Rücktrittschaltung eingebaut. Beim
Zurückdrehen des Zahnkranzes 25 bzw. des Antreibers 4 wird über ein beliebiges
Gesperre 21
eine Schaltbüchse 22 verdreht. Durch die Schaltkurven
23 der Schaltbüchse 22 wird über den Schubklotz 24 das Zugstängchen
15, der Schubklotz 16 und damit die Kupplungsbüchse 10 verschoben, die dabei
wahlweise mit dem Hohlrad 14 oder dem Antreiber 4
gekuppelt wird. Das
Zurückschalten in die Ausgangsstellung wird bei der entsprechenden Stellung der
Schaltbüchse 22 auch hier durch eine Druckfeder 31
vorgenommen.
-
In Fig. 6 ist eine Zweigangnabe ohne Rücktrittbremse mit einer Rücktrittschaltung
dargestellt. Die Funktion ist die gleiche, wie sie bei den Ausführungsbeispielen
von Fig. 3 bis 5 beschrieben wurde. Der einzige Unterschied besteht im Abtrieb.
Um beim Schalten nicht ständig durchschalten zu können, wurde eine Durchschaltsperre
32, die mittels eines Gewindes 18 od. dgl. auf dem inneren Antreiber 9 gelagert
ist, angeordnet. Beim Zurückdrehen des Antreibers 4 wird der innere Antreiber
9 entsprechend mit verdreht. Durch die Friktionsfeder 28 wird die Durchschaltsperre
32 jedoch am Verdrehen gehindert, so daß sie sich durch das Gewinde 18 bis
zu einem Anschlag am Konus 2 bewegen kann. Bis zu dieser Stellung ist nur
ein Gang schaltbar. Der nächste Gang kann erst wieder geschaltet werden, nachdem
die Nabe in Antriebsstellung gebracht wurde. Auf der Durchschaltsperre 32 ist das
Abtriebsorgan 19 angeordnet, von dem aus die Nabenhülse 7 angetrieben wird.
-
Die Erfindung ist nicht an die beschriebenen Ausführungsbeispiele
gebunden. An Stelle einer Bremse mit einem Stahlmantel kann jede beliebige Bremsenanordnung,
z. B. eine Lamellenbremse, ausgeführt werden. Genauso kann die Bremse an Stelle
über ein Flachgewinde über Steigungen, die radial oder axial wirken können, betätigt
werden. An Stelle eines Sperrklinkenabtriebes kann auch ein anderes Abtriebsorgan,
z. B. ein Klemmrollenfreilauf, verwendet werden. Die Kupplungsbüchse kann durch
einen Mitnehmer ersetzt werden, der mit seinen Armen in Schlitzen des inneren Antreibers
längsverschiebbar ist und wahlweise mit dem Hohlrad oder dem Planetenradträger gekuppelt
werden kann. Als Rücktrittschaltsystem kann auch ein anderes System Verwendung finden,
soweit es zur Anwendung am Erfindungsgegenstand geeignet ist.
-
Im Rahmen der Erfindung ist es unerheblich, ob Planetenradträger und
Antreiber aus einem Stück bestehen oder ob hier zwei verschiedene Teile verwendet
werden, die durch eine beliebige Einrichtung verbunden sind. Das wesentliche ist,
da.ß zwischen diesen Teilen keine Schaltbewegungen auftreten.