-
Umschalteinrichtung für Mehrgangnaben Die Erfindung bezieht sich auf
eine Umschalteinrichtung für durch ein Zugorgan in der Nabenachse schaltbare Mehrgangnaben
von Fahrrädern od. dgl. bestehend aus einem Schalthebel, durch den über einen Schaltzug
die Gangumschaltung vorgenommen wird, aus einem für die Fixierung der einzelnen
Gänge der Mehrgangnabe bestimmten, mit Rasten versehenen Schaltteil, das auf der
Nabenachse oder auf einem fest mit der Nabenachse verbindbarem Teil drehbar gelagert
ist, und aus einem auf das Schaltteil einwirkenden Betätigungsglied, wobei zwischen
dem Betätigungsglied und dem Schaltteil ein spielfreier Freilauf angeordnet ist.
-
Es sind übersetzungsnahen bekannt, die eine außerhalb der Nabenhülse
angeordnete Rücktrittschaltvorrichtung aufweisen. Diese bekannten Rücktrittschaltvorrichtungen
sind für eine Handschaltung nicht verwendbar und bei übersetzungsnahen mit Rücktrittbremse
oft unerwünscht, da einerseits bei einer Betätigung der Rücktrittbremse ungewollt
eine Umschaltung stattfindet und andererseits beim Umschalten eine unabsichtige
Betätigung der Rücktrittbremse erfolgt.
-
Weiter ist eine Zweigangübersetzungsnabe mit Planetengetriebe bekannt,
wobei das Antriebskettenrad als Hohlrad ausgebildet ist. Durch einen außen angeordneten
Hebel wird die Gangumschaltung mittels schwenkbar angeordneter Teile vorgenommen,
welche für den untersetzten Gang das Sonnenrad des Planetengetriebes festhalten
und im direkten Gang das Planetengetriebe blockieren. Diese bekannte Schaltvorrichtung
ist nicht auf Mehrgangnaben übertragbar, bei denen die Gangschaltung durch ein Zugorgan
in der Nabenachse erfolgt.
-
Eine weitere bekannte Schaltvorrichtung für Kraftfahrzeugwechselgetriebe
mit Lenkradschaltung überträgt die Schaltbewegung durch ein übertragungsgestänge
auf das Getriebe. Diese Schaltvorrichtung kann für Getriebenaben keine Anregung
geben.
-
Bei übersetzungsnahen für Fahrräder erfolgt die Schaltung der einzelnen
Gänge durch einen am Lenker oder am Rahmen des Fahrrades angebrachten Schalthebel.
Dieser Schalthebel weist Einrichtungen auf, die ihn in den einzelnen Gangstellungen
arretieren. In der Praxis können sich bei dieser Anordnung verschiedene Schwierigkeiten
ergeben. Die Dehnung des Schaltzuges wirkt sich auf die Stellung der Schaltorgane
in der Nabe aus, d. 1i., die Stellung der Schaltorgane in der Nabe entspricht nicht
mehr genau der am Schalthebel angebrachten Arretierung. Dadurch ergeben sich Schaltschwierigkeiten,
die bis zur vollständigen Funktionsunfähigkeit der Schaltung gehen können, da bei
der geringen Überdeckung der Schaltkupplungen in der Nabe schon geringe Änderungen
des Schaltweges sich sehr stark auswirken. Außerdem wird bei jedem Ausbau des Hinterrades
und auch beim Kettenspannen die wirksame Länge des Schaltzuges geändert. Es ist
jedesmal eine Neueinstellung des Schaltzuges nötig, um eine einwandfreie Funktion
der Gangschaltung zu gewährleisten. Diese Schwierigkeiten versuchte man durch entsprechende
Einstelllehren bzw. Einstellvorrichtungen zu beseitigen. Die Einstellehren erleichtern
natürlich das Neueinstellen des Schaltzuges, jedoch bleibt dieses Neueinstellen
nach wie vor erforderlich und nicht einfach durchführbar. Die Einstellvorrichtung
erfordert einen größeren baulichen Aufwand und macht das Einstellen auch nicht überflüssig,
obwohl dieses Einstellen weitgehend vereinfacht und auch für den Laien durchführbar
wird.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten
Konstruktion zu vermeiden und eine Umschalteinrichtung für Mehrgangnaben zu schaffen,
bei der die Schaltung von den Dehnungen des Schaltzuges unabhängig ist und bei der
nach dem Ausbau und Wiedereinbau des Hinterrades bzw. nach dem Kettenspannen kein
Neueinstellen des Schaltzuges bzw. der Umschalteinrichtung nötig ist.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Betätigungsglied
als Hebel ausgebildet ist und dieser Betätigungshebel mit dem Schaltzug und damit
mit dem Schalthebel verbunden ist. Bei dieser Umschalteinrichtung wird eine Bedienungsvereinfachung
erreicht, denn es entfällt sowohl ein Einstellen der Schaltung, wenn der Schaltzug
sich im Laufe der Zeit längt, als auch ein Einstellen der Schaltung im Anschluß
an Reparaturen des Hinterrades. Die Gefahr einer Beschädigung, der in der Nabe eingeordneten
Schaltorgane, die bei falscher Einstellung sehr groß ist, wird wesentlich herabgesetzt
und die Betriebssicherheit der Mehrgangnabe durch die erfindungsgemäße Schalteinrichtung
erhöht.
Es ist zweckmäßig, den Schaltweg am Schalthebel größer zu
machen als den Abstand der am Schalthebel befindlichen Rasten.
-
Eine exakte Begrenzung des Schaltweges erhält man entweder dadurch,
daß das Schaltteil als Büchse mit einer Schaltkurve ausgebildet ist und diese Schaltkurve
der Büchse mit Rasten versehen ist oder .daß das Schaltteil eine Schalttrommel ist
und die Trommel mit Rasten versehen ist, in die die Kugel eines Stiftes eingreift,
wobei der Anpreßdruck der Kugel durch Veränderung der Stellung des Stiftes variiert
werden kann.
-
F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Umschalteinrichtung,
die direkt auf der Nabenachse angeordnet ist; F i g. 2 zeigt einen Querschnitt A-B
durch die Fig.l; F i g. 3 zeigt das Schaltbild der F i g. 1 in Stirnansicht mit
den Rasten für die einzelnen Gänge; F i g. 4 zeigt eine Abwicklung der Schaltkurve
des Schaltteiles der F i g. 1; F i g. 5 zeigt die teilweise geschnittene Ansicht
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, bei der die Umschalteinrichtung neben
der Nabenachse angeordnet ist; F i g. 6 zeigt den Längsschnitt durch die Anordnung
entsprechend der F i g. 5; F i g. 7 zeigt das Schaltteil der F i g. 5 in Stirnansicht
mit den entsprechenden Rasten für die einzelnen Gänge.
-
Der Aufbau der Umschalteinrichtung entsprechend den F i g. 1 bis 4
ergibt sich wie folgt: Die Mehrgang-Hinterradnabe 1 eines Fahrrades besitzt eine
hohle, feststehende Achse 3, durch die die Schaltstange 5 in das Innere der Nabe
geführt ist. Die Schaltstange 5 ist im Nabeninneren fest mit dem Schubklotz 4 verbunden,
über den die Schaltung der einzelnen Gänge erfolgt. Der Schubklotz 4 wird durch
die Rückholfeder 38 in der Stellung des Schnellganges gehalten. 2 ist das Kettenritzel,
von dem die Antriebskraft in die Nabe eingeleitet wird. Auf der verlängerten Nabenachse
sitzt ein als Befestigungsmutter dienendes hülsenartiges Teil 11. Auf dem
hülsenartigen Teil 11 ist längsverschiebbar ein Führungsstück 8 angeordnet, das
mit der Schaltstange über ein Gewinde 6 und eine Kontermutter 7 fest verbunden ist.
Das Führungsstück 8 wird gegenüber dem hülsenartigen Teil 11 an einer radialen
Verdrehung durch einen Bolzen 9 gehindert, der mit seinem inneren Ende in eine Längsnut
10 des hülsenartigen Teiles 11 eingreift. Auf dem Teil 11 ist
das Schaltteil 12 drehbar gelagert. Mit seinem kurvenseitigen Ende überdeckt das
Schaltteil 12 einen Teil des Führungsstückes B. Der Bolzen
9 greift in die Rasten 18 des hier als Büchse ausgebildeten Schaltteiles
12. Dadurch werden die einzelnen Gänge fixiert. Die Schaltkurve 19 des Schaltteiles
12 weist vier Rasten auf, und zwar eine für den Schnellgang (S), zwei für
den Normalgang (N)
und eine für den Berggang (B). Diese Anordnung der Rasten
18 entspricht einer Dreigangnabe. Bei Obersetzungsnaben mit mehr oder weniger Gängen
werden entsprechend mehr oder weniger Rasten 18 angeordnet. Auf dem den Rasten
18 und der Schaltkurve 19
abgekehrten Teil des Schaltteiles
12 ist der Betätigungshebel 14 unter Zwischenschaltung eines Freilaufes 13
angeordnet. In der Ruhelage wird der Betätigungshebel 14 durch die Rückholfeder
15 gegen einen Anschlag 17 gedrückt. Der Anschlag 17 ist als abgewinkelter
Teil der Sicherungsscheibe 16 ausgebildet. In den F i g. 1 und 2 ist die Umschalteinrichtung
in der Stellung des Schnellganges dargestellt, da die Schaltstange 5 sich in ihrer
am meisten in die Nabe eingeschobenen Stellung befindet und diese Stellung des Schubklotzes
4 dem Schnellgang entspricht.
-
Die Wirkungsweise dieser Umschalteinrichtung ist folgende: Durch die
Bewegung des Schaltzuges, der am Betätigungshebel 14 angreift, wird in Pfeilrichtung
(s. F i g. 2) über den Freilauf 13 und gegen die Wirkung der Rückholfeder 15 das
Schaltteil 12 verdreht. Der fest mit dem Führungsstück 8 verbundene Bolzen 9 wird
durch diese Bewegung aus einer der Rasten 18 gelöst. Durch die Verdrehung des Schaltteiles
12 bewegt sich der Stift 9 entlang der Schaltkurve 19, bis er in die nächste Raste
eingreift. Durch die Bewegung an der Schaltkurve 19 wird der Stift 6 in axialer
Richtung der Nabenachse 3 bewegt. Eine Verdrehung findet nicht statt, da ja der
Stift 9 in der Längsnut 10 des Teiles 11 gleitet. Durch die axiale Bewegung
des Stiftes 9 wird das Führungsstück 8 und damit die Schaltstange 5 ebenfalls bewegt.
Durch die Bewegung der Schaltstange werden über den Schubklotz 4 die einzelnen Gänge
der Mehrgangnabe eingeschaltet. Die Rückholfeder 38 in der Nabe 1 bewirkt die Schaltung
vom Berg- auf den Normalgang und vom Normalauf den Schnellgang. Der Zug am Betätigungshebel
14, der über die Schaltkurve 19 an den Bolzen 9 und das Führungsstück
8 weitergeleitet wird, bewirkt gegen den Druck der Rückholfeder 38 in der Nabe 1
das Schalten vom Schnell- auf den Normalgang und vom Normal- auf den Berggang.
-
In den F i g. 5 bis 7 wird eine weitere Ausführungsmöglichkeit der
Erfindung dargestellt. Die Mehrgangnabe 1 mit dem Kettenritzel
2 wird im Rahmen 20
des Fahrrades gehalten. Auf der Achse 3 der Mehrgangnabe
1 ist ein Halteblech 22 angeordnet, das von der Befestigungsmutter 21 der
Mehrgangnabe 1 festgehalten wird. Der rechtwinklig abgebogene Lappen 23 des
Haltebleches 22 dient als Anschlag für das Halteblech 22 und liegt auf einem Rahmenteil
des Rahmens 20 auf. Auf dem Halteblech 22 ist durch eine Schraube 26 das
Schaltteil 25 drehbar angebracht. Das Schaltteil 25 ist hier als Schalttrommel
ausgebildet und mit vier Rasten 27 am Umfang versehen. In diese Rasten greift eine
Kugel 28. Der Stift 29 ist in dem abgewinkelten Lappen 24 des Haltebleches 22 durch
ein Gewinde und eine Kontermutter 30 befestigt. Die Kugel 28 ist federnd im Stift
29 gelagert. Das Schaltteil 25 trägt den Betätigungshebel 14, der durch die
Rückholfeder 15 gegen den als Anschlag dienenden Lappen 24 gedrückt wird. Zwischen
Betätigungshebel 14 und Schaltteil 25 ist ein Freilauf 13 angeordnet.
An der Stirnseite des Schaltteiles 25 ist die Einstellhülse 32 mittels einer Schraube
36 drehbar befestigt. Die Einstellhülse 32 trägt eine Bohrung 33 mit Gewinde, in
die das mit dem Zugkettchen 31 verbundene Gewindestück 34 eingeschraubt ist. Die
Fixierung dieses Gewindestückes 34 in der Bohrung 33 erfolgt durch eine Kontermutter
35. Bei einer Dreigangübersetzungsnabe weist das als Schalttrommel ausgebildete
Schaltteil 25 vier Rasten 27 auf, und zwar zwei Rasten für die Normalstellung (N)
und je eine Raste für den Berggang (B) und für den Schnellgang (S). Hat die Nabe
mehr oder weniger Gänge, so werden mehr oder weniger Rasten angeordnet. Die
Umschalteinrichtung
ist in den F i g. 5 und 6 in der Stellung des Bergganges dargestellt, da das Zugkettchen
31 am weitesten herausgezogen ist und dies der Schalttstellung des Bergganges entspricht.
Der innere Aufbau der Mehrgangübersetzungsnabe 1 ist der gleiche wie der der Nabe,
die in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist. An der dort vorhandenen Schaltstange
ist das Zugkettchen 31 befestigt. Die Rasten 27 werden durch eine Abdeckkappe 37
gegen Verschmutzung geschützt.
-
Die Funktion dieser Umschalteinrichtung ist ähnlich wie die der Umschalteinrichtung
nach den F i g. 1 bis 4. Durch die Bewegung des Betätigungshebels (in F i g. 5 in
Pfeilrichtung) wird das Schaltteil 25 mitgenommen und dadurch die Kugel
28 aus der Raste 27 gelöst. Durch die Drehung des Schaltteiles 25 wird über
die Einstellhülse 32 das Zugkettchen 31 mehr oder weniger weit aus der Nabe 1 herausgezogen,
und dadurch werden die einzelnen Gänge geschaltet. Die Rückholfeder 15 führt den
Betätigungshebel 14 nach jeder Schaltung wieder in seine in F i g. 5 gestrichelt
gezeichnete Ausgangsstellung zurück.
-
Bei beiden Ausführungsformen muß der Weg am nicht dargestellten Schalthebel,
der sich am Lenker oder am Rahmen des Fahrrades befindet, mindestens genausogroß
sein wie der Weg des Betätigungshebels 14, der nötig ist, um das Schaltteil in den
nächsten Gang zu bringen. Zweckmäßig ist es jedoch, den Weg am Schalthebel etwas
größer zu wählen, da dadurch Fehlschaltungen vermieden werden und an die Genauigkeit
der Teile keine so großen Anforderungen gestellt werden.
-
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die zwei dargestellten Ausführungsbeispiele,
sondern kann innerhalb des Erfindungsgedankens konstruktiv beliebig variiert werden.