-
Kupplungseinrichtung eines Antriebsgesperres für Getriebenaben Die
Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungseinrichtung eines Antriebsgesperres für
Getriebenaben, bei denen eines der vorhandenen Antriebsgesperre zum Zwecke der Gangumschaltung
ausgeschaltet wird, wobei ein Mitnehmerring über eine mit mindestens einem radialen
Vorsprung versehene axial verschiebbare Kupplungsseheibe mit einer Lagerschale oder
mit der Nabenhülse selbst ein-und ausrückbar verbunden ist, nach Patent
1128 772.
-
Das Hauptpatent hat eine Kupplungseinrichtung eines Antriebsgesperres
für Getriebenaben zum Gegenstand, die aus einer Kupplungsscheibe besteht, durch
die eine Verbindung zwischen Nabenhülse und Antriebsgesperre geschaffen wird. Weiterhin
ist vorgeschlagen, diese Kupplungsscheibe mit einem oder mehreren Mitnehmerarmen
zu versehen.
-
Bekannt sind Mehrganggetriebenaben, bei denen die Planetengetriebe
mit verschiebbaren Sonnenrädern ausgeführt sind. Dreigangnaben sind nach diesen
Konstruktionen nur mit einem zweifachen Planetengetriebe zu verwirklichen, wodurch
diese Naben sehr bauaufwendig und teuer werden. Eine Umschaltung auf einen anderen
Gang durch Auskuppeln eines Antriebsgesperres ist bei den bekannten Konstruktionen
nicht möglich.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Konstruktionen
zu vermeiden.
-
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Kupplungsscheibe und eine
zweckmäßige Anordnung für das Antriebsgesperre ergibt sich, wenn die Vorsprünge
der Kupplungsscheibe als Verzahnung ausgebildet sind, die für den Eingriff mit einer
entsprechenden, drehfest mit der Nabenhülse verbundenen Verzahnung verbunden ist
und diese Verzahnung zum Eingriff mit der Verzahnung des Mitnehmerringes bringbar
ist, die gleichzeitig als Sperrklinkenverzahnung für das Antriebsgesperre dient.
Bei dieser Ausbildung der Kupplungsscheibe werden die Kräfte durch mehrere Zähne
gleichzeitig übertragen und die Flächenpressung verringert. Für Teile, die Schaltkanten
aufweisen, ist diese Ausbildung vorteilhaft, da sie den auftretenden Verschleiß
verkleinert. Das Schlitzen von Nfitnehmerring und Lagerschale entfällt, wodurch
die Festigkeit dieser Teile erhöht wird.
-
Das Spiel in Umfangsrichtung kann man dadurch erzielen, daß die Zahnlücken
der mit der Nabenhülse drehfest verbundenen Verzahnung so groß gewählt werden, daß
die mit den Zähnen ihrer Verzahnung in die Zahnlücken dieser Verzahnung eingreifende
Kupplungsscheibe Getriebe und Nabenhülse über ein Spiel in Umfangsrichtung verbindet,
das größer als der Teilungswinkel des zweiten Antriebsgesperres ist, oder daß die
Zahnlücken der Verzahnung des Mtnehmerringes so groß gewählt werden, daß die mit
den Zähnen ihrer Verzahnung in die Zahnlücken die-# ser Verzahnung eingreifenden
Kupplungsscheibe Ge-' triebe und Nabenhülse über ein Spiel in Umfangsrichtung verbindet,
das größer als der Teilungswinkel des zweiten Antriebsgesperres ist.
-
Die Figuren stellen eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung
dar.
-
Fig. 1 zeigt eine Dreiganggetriebenabe mit Bremse im halben
Längsschnitt bei eingeschaltetem Schnellgang, F i g. 2 eine Anordnung entsprechend
der F i g. 1,
doch ist hier der Normalgang eingeschaltet; F i g. 3
zeigt ebenfalls eine Anordnung entsprechend der F i g. 1, jedoch mit eingeschaltetem
Berggang; F i g. 4 zeigt eine Dreiganggetriebenabe mit Bremse im halben Längsschnitt,
jedoch gegenüber F i g. 1 eine andere Ausbildung der Antriebs- und Schaltelemente;
F i g. 5 zeigt einen Querschnitt A-B durch die F i g. 1; der Pfeil
gibt die Vorwärtsdrehrichtung der Nabe an; Fig. 6 zeigt einen QuerschnittC-D
durch die Fig. 1.
-
Der Aufbau der dargestellten Ausführungsbeispiele ergibt sich aus
den Figuren wie folgt: In den F i g. 1 bis 3 und 5 und
6 ist eine Dreigangübersetzungsnabe dargestellt, die von der Nabenhülse
1 umschlossen wird. Ein Kettenritzel 2 ist auf dem Antreiber 3 fest
aufgeschraubt. In die Nabenhülse 1 ist die Lagerschale 8 fest eingeschraubt.
Der Antreiber 3 ist auf Kugeln in die-er Lagerschale 8 gehalten.
Die
Nabenachse 19 trägt das Sonnenrad 14 des Planetengetriebes. Mit dem Sonnenrad
14 befinden sich die Planetenräder 6 im Eingriff, die im Planetenradträger
5 gelagert sind und mit dem äußeren Hohlrad 7 kämmen. Auf der festen
Achse 19 ist außerdem die Kupplungsbüchse 4 drehbar und axial verschiebbar
gelagert. Diese Kupplungsbüchse 4 steht über die Verzahnung 20 mit einer Verzahnung
21 des Antreibers 3 in Verbindung. Auf ihrer anderen Seite weist die Kupplungsbüchse
4 die Verzahnung 25 auf, die wahlweise mit der Verzahnung 24 des Planetenradträgers
5 oder mit der Verzahnung 23 des Hohlrades 7 verbunden werden
kann. Das Hohlrad 7 ist in diesem Fall gleichzeitig als Sperrklinkenträger
für die Sperrklinken 26 ausgebildet. Diese Sperrklinken 26 greifen
in die Verzahnung 12 des Mitnehmerringes 11. Zwischen Hohlrad 7 und
Antreiber 3 ist die Kupplungsscheibe 9, die an ihrem Außenumfang die
Verzahnung 13 trägt, angeordnet. Die Verzahnung 13 kann wahlweise
die Verzahnung 12 des Mitnehmerringes 11 mit der Verzahnung 10 der
Lagerschale 8 verbinden oder nur in die Verzahnung 10
eingreifen. Mit
dem Planetenradträger 5 ist weiterhin ein zweites Antriebsgesperre
15, 16 verbunden, das die Antriebskraft vom Planetenradträger 5 auf
die Nabenhülse 1 übertragen kann. Die Kupplungsbüchse 4 kann über den Schubklotz
17 und die Zugstange 18 axial verschoben werden. Durch diese Verschiebung
werden die verschiedenen Gänge geschaltet.
-
In der F ig. 4 ist eine Dreigangübersetzungsnabe mit Bremse dargestellt,
bei der sich Antriebs- und Schaltelemente von denen der Nabe nach den F i
g. 1
bis 3 und 5 und 6 unterscheiden. Es wird hier statt
des Antreibers 3 mit der Innenverzahnung 21 ein Antreiber 32 verwendet,
der mit Schlitzen 29 versehen ist. In diese Schlitze 29 greift ein
ein- oder mehrarmiger Mitnehmer 27, der über den Schubklotz 28 längs
axial verschoben werden kann. Dabei wird der Mitnehmer 27 entweder mit dem
Planetenradträger 30 oder über entsprechende Ausnehmungen 31 mit dem
Hohlrad 7 gekuppelt und dadurch die einzelnen Gänge geschaltet.
-
Die Funktion der dargestellten Ausführungsbeispiele ist folgendermaßen:
In der F ig. 1 ist der Schnellgang der Nabe eingeschaltet. Der Antrieb kommt
vom Kettenrad 2 und wird auf den Antreiber 3 übertragen. Vom Antreiber
3 über die Kupplungsverzahnung 21, 20, die Kupplungsbüchse 4 und von da über
die Verzahnungen 24, 25 wird der Planetenradträger 5 angetrieben.
Durch die Planetenräder 6 wird die Bewegung weiter auf das äußere Hohlrad
7 und von da durch die Sperrklinken 26 und die Verzahnung 12 auf den
Mitnehmerring 11 übertragen. Dieser Mitnehmerring 11
ist durch die
Verzahnung 13 der Kupplungsscheibe 9
mit der Verzahnung 10 der
Lagerschale 8 und damit mit der Nabenhülse 1 fest verbunden. Dadurch
wird die Bewegung vom Mitnehmerring 11 an die Nabenhülse 1 weitergeleitet
und das Rad in Bewegung gesetzt.
-
In der F i g. 2 ist eine Dreigangübersetzungsnabe mit eingeschaltetem
Normalgang dargestellt. Das Umschalten vom Schnellgang auf den Normalgang erfolgt
durch Ziehen an der Zugstange 18, wodurch der Schubklotz 17 verschoben
wird. Gleichzeitig wird durch den Schubklotz 17 die Kupplungsbüchse 4 nach
rechts verschoben, wobei die Verbindung zum Planetenradträger 5 gelöst und
die Kupplungsbüchse 4 über die Verzahnung 25 und 23 mit dem Hohlrad
7 gekuppelt wird. Das Hohlrad 7 treibt direkt über die Sperrklinken
26 und die Verzahnung 12 den Mitnehmerring 11 und dieser über die
Verzahnun£!en 13 und 10 die mit der Nabenhülse 1 fest verbundene
Lagerschale 8 an. Das Getriebe läuft leer mit. Es findet also weder
eine über- noch eine Unterb,-tzun£! statt.
-
In der Ifi g. 1 wird die gleiche Nabe mit eingeschaltetem
Berggang dargestellt. Der Berggang wird durch ein weiteres Ziehen an der Zugstange
18
geschaltet. Der Schubklotz 17 und die Kupplungsbüchse 4 verschieben
sich hierbei noch mehr nach rechts. Dabei wird durch die Plankanten 33 der
Verzahnung 25 die Kupplungsscheibe 9 ebenfalls nach rechts verschoben
und so die Verbindung zwischen den Verzahnungen 12 und 1.0, die durch die
Verzahnung 13 der Kupplungsscheibe 9 bestand, gelöst. Damit is( das
rechte Gesperre mit den Sperrklinken 26 nicht mehr mit der Nabenhülse verbunden.
Der Antrieb geht jetzt vom Kettenrad 2 über den Antreiber 3. die Kupplungsbüchse
4 auf das Hohlrad 7.
Das Hohlrad 7 treibt die Planetenräder
6, die auf dem feststehenden Sonnenrad 14 abrollen. Der Ab-
trieb vom
Planetengetriebe erfolgt vom Planetenradträger 5 über das Gesperre
15, 16 auf die Nabenhülse 1.
-
Beim Aufwärtssehalten spielen sich die beschriebenen Schaltvorgänge
in umgekehrter Reihenfolge ab. Die Funktion der Nabe entsprechend der F i
g. 4 ist die gleiche wie die einer Nabe nach den F ig. 1
bis
3. Hier wird nur statt der Kupplungsbüchse 4 zum Zwecke des Schaltens der
Mitnehmer 27 verschoben und mit Planetenradträger 30 bzw. Hohlrad
7 gekuppelt. Im Berggang drückt der Mitnehmer die Kupplungsscheibe
9 nach rechts und löst so die Verbindung zwischen Mitnehmerring
11 und Lagerschale 8.
-
Um ein Blockieren der Nabe bei angezogener Bremse und Rückwärtsbewegung
des Rades im Schnellgang und im direkten Gang zu verhindern, ist zwischen Kupplungsscheibe
9 und Mitnehmerring 11
ein Totgang vorgesehen. Die Zahnlücken der Verzahnung
12 sind um den Betrag des erwünschten Totganges in Umfangsrichtung vergrößert. Die
F i g. 5 zeigt die Stellung der Verzahnung 13 in bezug auf die Verzahnung
12, wenn sich die Nabe in Antriebsstellung befindet. In Brems- oder Freilaufstellung
ist der Mitnehmerring 11 gegenüber der Kupplungsseheibe 9 um den Winkel
a zurückgedreht, so daß die Verzahnungen 12 und 13 mit ihren vorher freien
Flächen aneinanderliegen. Das ist der Fall, weil beim Bremsen bzw. im Freilauf die
Innenteile der Nabe stehenbleiben und sich nur die Nabenhülse 1 zusammen
mit der Kupplungsscheibe 9 weiterdreht. Der Mitnehmerring 11 wird
dabei durch die Friktionsfeder 34 so lange in Ruhestellung gehalten, bis die Verzahnungen
den Winkelweg a gegeneinander ausgeführt haben. Wird das Rad in gebremster Stellung
rückwärts bewegt, so dreht sich die Nabenhülse 1 rückwärts. Infolge des Spiels
in Umfangsrichtung zwischen Mitnehmerring 11 und Kupplungsscheibe
9 wird die Bewegung zuerst nicht über die Klinken 26 des rechten Antriebsgesperres,
sondern über das linke Antriebsgesperre 15, 16 übertragen. Ist das Spiel
in Umfangsrichtung größer als die Zahnteilung des Gesperres 15, 16, so wird
über dieses Gesperre
die Bremse durch die Rückwärtsbewegung gelöst,
bevor das rechte Gesperre mit den Klinken 26
von der Nabenhülse bewegt wird.
Auf diese Weise wird ein Blockieren der Nabe vermieden.