-
Zweigangübersetzungsnabe mit Rücktrittschaltung Die Erfindung bezieht
sich auf eine Zweigangübersetzungsnabe für Fahrräder od. dgl., bestehend aus einem
auf einem Antreiber gesondert befestigten Antriebskettenrad, einer Nabenhülse und
zwei mit verschiedenen Teilen eines Planetengetriebes verbundenen wechselweise zur
Bewegungsübertragung dienenden Abtriebsorganen, wobei durch das Planetengetriebe
bei Vorwärtsdrehung des Antriebskettenrades diese Bewegung wahlweise über eines
der zwei Abtriebsorgane auf die Nabenhülse übertragen wird, während bei Rückwärtsdrehung
des Antriebskettenrades die Gangumschaltung erfolgt und Mittel zur Begrenzung der
Rückwärtsdrehung vorhanden sind. Diese Mittel können aus einer Rücktrittbremse oder
einer Durchschaltsperre bestehen.
-
Es sind derartige Zweigangübersetzungsnaben bekannt. Bei ihnen sind
als Abtriebsorgane Konusantriebe vorhanden. Der Nachteil dieser bekannten Ausführungen
ist ihr hoher Bauaufwand, der aus der Verwendung von Konusantrieben resultiert und
das ungenügende Betriebsverhalten, denn der jeweils nicht zur Kraftübertragung benutzte
Antriebskonus schleift dauernd an der Gegenfläche in der Nabenhülse, wodurch ein
erheblicher Verschleiß auftreten kann.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Zweigangübersetzungsnabe
mit Rücktrittschaltung zu vermeiden und eine Ausführung mit überaus einfacher Rücktrittschalteinrichtung
und einwandfreiem Betriebsverhalten zu schaffen.
-
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Zweigangübersetzungsnabe
der obengenannten Art, die durch die Gesamtkombination der folgenden Merkmale gekennzeichnet
ist. Diese Merkmale sind: a) Beide Abtriebsorgane sind in an sich bekannter Weise
als Klinkengesperre ausgebildet, und die Nabenhülse ist in ebenfalls an sich bekannter
Weise mit einer Gesperreinnenverzahnung verbunden.
-
b) Die Klinken eines Klinkengesperres greifen in an sich bekannter
Weise direkt in die Gesperreinnenverzahnung ein, und für das zweite Klinkengesperre
ist ein ebenfalls in an sich bekannter Weise mit einer Gesperreinnenverzahnung versehener
Mitnehmerring vorhanden, der an seinem Außenumfang mit mindestens einem Vorsprung
versehen ist, der in die Gesperreinnenverzahnung der Nabenhülse eingreift und den
Mitnehmerring in an sich bekannter Weise drehfest, aber mit einem Spiel in Umfangsrichtung
mit der Nabenhülse verbindet, das größer als der Teilungswinkel der in der Nabenhülse
angeordneten Gesperreinnenverzahnung ist. c) Zum Zwecke der Gangumschaltung ist
an einem Klinkengesperre ein an sich bekanntes Friktionsteil zum wechselweisen Ein-
und Ausschalten dieses Klinkengesperres vorhanden, das über mindestens eine Friktionsfeder
mit einem gegenüber den Klinken langsamer umlaufenden oder einem beim Rückwärtsdrehen
des Antriebskettenrades feststehenden Nabenteil verbunden ist, wobei die Klinken
in dieser Bewegungsphase durch die -Bewegung des Antriebskettenrades relativ zum
Friktionsteil verdreht und in bzw. außer Eingriff mit der zugehörigen Gesperreinnenverzahnung
gebracht werden.
-
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung werden wesentliche Vorteile
gegenüber den bekannten Zweigangübersetzungsnaben mit Rücktrittschaltung erzielt.
Die Verwendung von Klinkengesperren als Abtriebsorgane vermeidet die Nachteile des
Konusantriebes und ermöglicht es, ein überaus einfach ausgebildetes Friktionsteil
als Schaltorgan für die Rücktrittschaltung zu benutzen. Weiterhin ist es auf Grund
der Ausbildung beider Abtriebsorgane als Klinkengesperre möglich, viele Teile dieser
Gesperre gleichartig auszubilden und verschiedene Teile für mehrere Aufgaben heranzuziehen.
So wird die mit der Nabenhülse verbundene Gesperreinnenverzahnung einmal als Verzahnung
für ein Klinkengesperre und außerdem als Verbindungsmittel zwischen Mitnehmerring
und Nabenhülse verwendet, wobei zwischen diesen beiden Teilen noch in einfachster
Weise ein Spiel in Umfangsrichtung (Totgangkupplung) angeordnet ist. Dieses Spiel
in Umfangsrichtung soll ein Versperren der Nabe ausschließen, das in bekannter Weise
auftreten kann, sobald das Antriebskettenrad rückwärts gedreht und gleichzeitig
das Fahrrad rückwärts geschoben wird. Nur' durch die Gesamtkombination der genannten
Merkmale können die genannten Vorteile in ihrer Gesamtheit erzielt werden, und die
Aufgabe der Erfindung .ist nur durch Vereinigung all dieser
Vorteile
bei einer Konstruktion lösbar. Da durch die Anwendung von einzelnen Merkmalen der
Erfindung keine vorteilhaften Teilwirkungen erzielbar sind, beschränkt sich die
Erfindung ausschließlich auf die Gesamtkombination aller genannten Merkmale.
-
Das Friktionsteil kann gemäß der Erfindung ein Friktionsring und in
an sich bekannter Weise so ausgebildet sein, daß er die Klinken übergreift und daß
die Klinken beim Eingriff in die Gesperreinnenverzahnung durch die Aussparungen
des Friktionsringes hindurchragen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn Anschläge für die
Klinken am Friktionsring nach innen ragen und bei ausgeschaltetem Gesperre verhindern,
daß die Klinken durch die Aussparungen des Friktionsringes in die Gesperreinnenverzahnung
eingreifen. Diese zweckmäßige Ausgestaltung des Friktionsringes ermöglicht es, für
die Gesperre bolzenlos gelagerte Klinken zu verwenden, wodurch die Baugröße der
Naben verringert wird.
-
Für die Ausbildung der Totgangkupplung ergibt sich eine besonders
vorteilhafte Ausführungsform dadurch, daß an der Gesperreinnenverzahnung der Nabenhülse
im Bereich des Mitnehmerringes Zahnlücken mit größerer Breite dadurch gebildet sind,
daß ein Zahn fehlt und die Teilung zumindest an dieser Stelle der doppelten Teilung
der Gesperreinnenverzahnung entspricht und in diese Zahnlücke die am Außenumfang
des Mitnehmerringes befindlichen Vorsprünge, deren Breite kleiner als die Teilung
der Gesperreinnenverzahnung ist, eingreifen.
-
In den Figuren sind beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung
dargestellt. Dabei zeigt F i g. 1 einen halben Längsschnitt durch eine Zweigangübersetzungsnabe
mit Rücktrittschaltung und Rücktrittbremse gemäß der Erfindung, F i g. 2 einen halben
Längsschnitt durch eine Zweigangübersetzungsnabe mit Rücktrittschaltung ohne Bremse
gemäß der Erfindung, jedoch mit einer Durchschaltsperre, F i g. 3 einen Schnitt
III-III durch die F i g. 1 bei eingeschaltetem Schnellgang und F i g. 4 einen Schnitt
I11-III durch die F i g. 1 bei eingeschaltetem Normalgang.
-
Die in den F i g. 1, 3 und 4 dargestellte Zweigangübersetzungsnabe
hat folgenden Aufbau: Die Nabenhülse 1 ist mittels Kugeln auf dem gleichzeitig
als Planetenradträger dienenden Antreiber 3 und auf dem Festkonus
16 drehbar gelagert. Der Festkonus 16 ist auf der Nabenachse 2 befestigt,
während sich der Antreiber 3 drehbar auf der Nabenachse 2 abstützt. In dem Antreiber
3 sind mittels der Planetenradachsen 4 die Planetenräder 5 angeordnet,
die sich im Eingriff mit dem Hohlrad 6 und mit dem Sonnenrad 7, das fest auf der
Nabenachse 2 angeordnet ist, befinden. Auf der Nabenachse 2 ist weiterhin eine Antriebshülse
17 drehbar gelagert, die über eine Profilsteckkupplung 23 mit dem Antreiber 3 und
am anderen Ende über ein Gewinde 30 mit dem Bremskonus 13 der Rücktrittbremse verbunden
ist. Auf der Antriebshülse 17 ist weiterhin der Sperrklinkenträger 25 drehbar gelagert,
der ebenfalls über eine Profilsteckkupplung 24 mit dem Hohlrad 6 in Verbindung steht.
Der Bremskonus 13 dient ebenfalls als Sperrklinkenträger und ist mit Sperrklinken
14 versehen. Auf dem Sperrklinkenträger 25 sind die Sperrklinken 8 angeordnet,
die in eine Gesperreinnenverzahnung 12 des Mitnehmerringes 9 zum Eingriff kommen
können, wenn der Friktionsring 11 eine entsprechende Stellung hat. Die Sperrklinken
8 ragen seitlich aus der Gesperreinnenverzahnung 12 heraus und werden von
dem Friktionsring 11 überragt. Der Friktionsring 11
stützt sich über
die Friktionsfeder 26 am Bremskonus 13 ab. Die Nabenhülse 1 ist an
ihrer Innenseite mit einer Gesperreinnenverzahnung 10 versehen, in die die Sperrklinken
14 und außerdem die Vorsprünge 27 des Mitnehmerringes 9 eingreifen. Die Antriebsbewegung
wird in der Nabe durch das auf dem Antreiber 3 befestigte Antriebskettenrad 15 eingeleitet.
18 ist der Bremsmantel der Rücktrittbremse, der bei der Betätigung durch
den Bremskonus 13 aufgeweitet wird. Der Friktionsring 11 trägt außer der Friktionsfeder
26 die nach innen gerichteten Vorsprünge 28
und ist an seinem Umfang
mit Aussparungen 29 versehen.
-
Im folgenden wird die Wirkungsweise der Nabe nach den F i g. 1, 3
und 4 beschrieben. Da die eingeschaltete Gangstellung aus einem Längsschnitt nur
schlecht ersichtlich ist, wurde der Querschnitt III-III in der F i g. 3 im Schnellgang
und in der F i g. 4 noch einmal im Normalgang dargestellt.
-
Im Schnellgang befindet sich der Friktionsring 11 in einer Stellung,
in der die Sperrklinken 8 durch die Aussparungen 29 hindurch in die Gesperreinnenverzahnung
12 des Mitnehmerringes 9 greifen. Wird das Antriebskettenrad
15 vorwärts gedreht, so wird diese Bewegung über den Antreiber 3, die Planetenräder
5 und das Hohlrad 6 auf den Sperrklinkenträger 25 übertragen, der über die Sperrklinken
8 den Mitnehmerring 9 und damit die Nabenhülse 1 antreibt. Die Sperrklinken
14 werden im Schnellgang von der Nabenhülse 1 überholt, da die mit dem Antreiber
3 verbundene Antriebshülse 17 langsamer umläuft als der Sperrklinkenträger 25.
-
Soll der Normalgang eingeschaltet werden, so wird das Antriebskettenrad
15 rückwärts gedreht (Vorwärtsdrehrichtung in F i g. 3 und 4 durch Pfeil markiert).
Durch diese Rückwärtsdrehung wird der Bremskonus 13 nicht verdreht, sondern lediglich
axial verschoben, und das gleiche gilt für den Friktionsring 11, da er mit
dem Bremskonus 13 über die Friktionsfedern 26 in Reibverbindung steht. Der
Sperrklinkenträger 25 wird zusammen mit den Sperrklinken 8 durch die Rückwärtsdrehung
des Antriebskettenrades 15 gegenüber dem stehenden Friktionsring
11 rückwärts gedreht, und zwar so weit, bis die Sperrklinken 8
an den
Vorsprüngen 28 zur Anlage gelangen, nachdem sie an diesen vorbeibewegt wurden.
Die Rücktrittbremse dient dabei in an sich bekannter Weise zur Begrenzung des Schaltweges.
Wird nun das Antriebskettenrad 15 wieder nach vorn gedreht um die Nabe anzutreiben,
so wird diese Bewegung vom Antreiber 3 über die Antriebshülse 17 und das Gewinde
30 auf den Bremskonus 13 übertragen, der über die Sperrklinken
14 die Nabenhülse 1 antreibt. Die Sperrklinken 8 sind in dieser Gangstellung
ausgeschaltet, d. h. sie liegen an der Innenseite des Friktionsringes
11 an, wodurch die Sperrklinken 8 außer Eingriff mit der Gesperreinnenverzahnung
12 gebracht sind. Die Vorsprünge 28 verhindern dabei, daß durch die
Vorwärtsdrehung des Sperrklinkenträgers 25 die Klinken wieder in den Bereich der
Aussparungen 29 gelangen.
-
Soll wieder der Schnellgang eingeschaltet werden, so wird durch Zurückdrehen
des Antriebskettenrades 15 der Sperrklinkenträger 25 mit den Sperrklinken
8
erneut relativ zu dem feststehenden Friktionsring 11 rückwärts verdreht,
und die Sperrklinken 8 greifen
durch die Aussparungen 29 in die
Gesperreinnenverzahnung 12 ein.
-
Wird die Nabenhülse im gebremsten Zustand nach rückwärts gedreht,
d. h. das Fahrrad rückwärts geschoben, so wird ein Verklemmen verhindert, denn auf
Grund des Spieles in Umfangsrichtung zwischen dem Mitnehmerring 9 und der Nabenhülse
1 kann das Antriebskettenrad 15 in jedem Fall um einen geringen Betrag vorwärts
gedreht werden, wodurch die Bremse über das Gewinde 30 gelöst wird.
-
In der F i g. 2 ist eine Nabenausführung dargestellt, bei der keine
Rücktrittbremse vorhanden ist und zur Begrenzung des Schaltweges eine Durchschaltsperre
verwendet wird. Diese Durchschaltsperre besteht aus einem Sperrklinkenträger 19,
der über das Gewinde 30 von der Antriebshülse 17 beim Antrieb in Vorwärtsrichtung
gedreht und beim Rückwärtsdrehen axial verschoben wird, bis er mit dem im Festkonus
16 angeordneten Ring 21 zum Eingriff kommt. Die Friktionsfeder 22 soll beim Rückwärtsdrehen
der Antriebshülse 17 den Sperrklinkenträger 19 abbremsen, um dessen axiale Verschiebung
zu bewirken. Der Friktionsring 11 für die Steuerung der Klinken ist auf einer Friktionsfeder
20 angeordnet, die am Sperrklinkenträger 19 befestigt ist und die gleiche Aufgabe
hat wie die Friktionsfeder 26 in F i g. 1. Es besteht lediglich der Unterschied,
daß in der F i g. 2 die Reibverbindung zwischen dem Friktionsring 11 und der Friktionsfeder
20 vorhanden ist, und nicht zwischen Friktionsfeder und Bremskonus wie in F i g.
1.