DE1166028B

DE1166028B - Mehrgang-UEbersetzungsnabe ohne Ruecktrittbremse mit Ruecktrittschaltung und Durchschaltsperre

Info

Publication number: DE1166028B
Application number: DEF35954A
Authority: DE
Inventors: Hans Joachim Schwerdhoefer
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1962-02-07
Filing date: 1962-02-07
Publication date: 1964-03-19
Also published as: US3180181A; GB999654A

Description

Mehrgang-übersetzungsnabe ohne Rücktrittbremse mit Rücktrittschaltung und Durchschaltsperre Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrgangübersetzungsnabe ohne Rücktrittbremse mit einer Rücktrittschaltung, insbesondere für Fahrräder, bei der die durch das Kettanrad in die Nabe eingeleitete Schaltbewegung mittels einer Durchschaltsperre zwischen einem durch die Drehung des Kettenrades in Schaltrichtung gedrehten Getriebeteil und einem durch diese Drehung nicht gedrehtem Nabenteil in Schaltrichtung nach vollzogener Schaltung begrenzt wird, nach Patent 1137 336.
Die erfindungsgemäße Weiterentwicklung undVerbesserung des dem Hauptpatent zugrunde liegenden Gegenstandes besteht darin, daß zwischen einem stehenden Nabenteil und der Durchschaltsperre eine beliebig ausgebildete überlastkupplung angeordnet ist. Hierdurch wird mit Sicherheit eine zu starke Beanspruchung der Nabenteile durch den Rücktrittschaltvorgang vermieden und die Lebensdauer und Funktionssicherheit der Nabe erhöht.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die überlastkupplung aus in radialer oder in axialer Richtung wirkenden federnden oder durch Federn beeinflußten Kupplungsteilen, die so ausgebildet sind, daß sie einer normalen Rücktrittschaltkraft entgegenwirken, jedoch bei überhöhter Schaltkraft ein Durchrutschen der überlastkupplung erlauben.
In den F i g. 1 bis 8 sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
F i g. 1 zeigt einen halben Längsschnitt einer Zweigang-übersetzungsnabe ohne Rücktrittbremse mit zwei Abtriebsorganen und Rücktrittschaltung mit Durchschaltsperre, zusätzlich ausgerüstet mit der erfindungsgemäß angeordneten und ausgebildeten überlastkupplung. Die überlastkupplung wird von einem sogenannten Toleranzausgleichsring dargestellt. Die dargestellte Schaltung entspricht der des direkten Ganges. Die Schaltstellung erfolgt beim Rückwärtsdrehen durch die Relativbewegung zwischen dem drehenden Hohlrad und einem stehenden Sperrklinkenträger.
F i g. 2 zeigt einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie A -B der F i g. 1: F i g. 3 zeigt einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie E-F der F i g. 1, F i g. 4 bis 8 zeigen weitere Ausbildungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen überlastkupplung. Aufbau und Wirkungsweise der in F i g. 1 dargestellten Nabe sind folgende: Auf der Achse 1 sind die Konen 2 und 3 befestigt. Der Planetenradträger 4 ist als Antreiber ausgebildet und trägt das Kettenrad 29. Auf den Kugellagern 5 und 6 ist der Planetenradträger, auf den Kugellagern 6 und 8 die Nabenhülse 7 gelagert. Auf der Achse 1 ist drehbar ein innerer Antreiber 9 angeordnet, der über eine Steckkupplung 10 mit dem Planetenradträger 4 verbunden ist. Im Planetenradträger 4 sind auf den Bolzen 11 die Planetenräder 12 gelagert. Sie stehen mit dem Sonnenrad 13, das fest auf der Achse 1 sitzt, und mit dem Hohlrad 14 stets im Eingriff. Auf dem inneren Antreiber 9 ist ein Sperrklinkenträger 15 drehbar gelagert. Auf ihm sind die Sperrklinken 16 und 17 und die Friktionsfeder 18 angeordnet (F i g. 2 bzw. 3). über die Verzahnung 19 des Hohlrades 14, die für den Antrieb und zur Steuerung dient, werden die Sperrklinken 17 und damit der Sperrklinkenträger 15 angetrieben. Gleichzeitig steuert die Verzahnung 19 die Sperrklinken 16 und bringt sie bei Rückwärtsbewegung der Pedale entweder mit dem Gesperrering 20 und dessen Gesperreverzahnung 36 in Eingriff oder außer Eingriff, wodurch die beiden Gänge geschaltet werden. Die F i g. 1 zeigt die Nabe in der Stellung des direkten Ganges, folglich sind die Sperrklinken 16 außer Eingriff mit dem Gesperrering 20 und dessen Gesperreverzahnung 36, und der Abtrieb erfolgt über die Sperrklinken 24, welche in die Gesperreverzahnung 25 der Nabenhülse 7 eingreifen. Der Gesperrering 20 ist über eine Totgangkupplung 21 mit der Nabenhülse 7 verbunden (F i g. 2 ). Auf dem inneren Antreiber 9 sitzt neben dem Sperrklinkenträger 15 eine Durchschaltsperre 22, die mit ihrer Friktionsfeder 23 in einen Schlitz des feststehenden Konus 3 eingreift. Die Verbindung zwischen dem inneren Antreiber 9 und der Durchschaltsperre 22 erfolgt durch ein Gewinde 26. Zwischen der Durchschaltsperre 22 und dem Konus 3 ist als überlastkupplung ein sogenannter Toleranzausgleichsring, bestehend aus einem geschlitzten Ring 27, der in radialer Richtung federbelastet ist, beispielsweise durch ein Federband 28. An Stelle des Federbandes 28 können auch andere radial wirkende Federelemente verwendet werden.
Ändert sich beim Schaltvorgang die Drehrichtung des inneren Antreibers 9, so bewegt sich die Durchschaltsperre 22 von der Friktionsfeder 23 gebremst auf dem Gewinde 26 nach links, bis sie auf der überlastkupplung zur Einwirkung kommt. Der Verschiebweg und damit der Schaltweg wird durch den Anschlag der Durchschaltsperre 22 an den Ring 27 der überlastkupplung begrenzt. Bei Auftreten eines überhöhten Rücktrittsmomentes bzw. einer überhöhten Axial- und Umfangskraft wirkt der Toleranzausgleichsring als Rutschkupplung, so daß die Nabenteile vor einer überbeanspruchung geschützt werden.
In den F i g. 4 bis 8 werden Ausführungsbeispiele für die Ausbildung einer überlastkupplung dargestellt, bei der das Kupplungsteil bzw. die Kupplungsteile von axial wirkenden Federn beaufschlagt werden. Die Wirkungsweise dieser Kupplungen entspricht im Prinzip der bei der Beschreibung der F i g. 1 näher erläuterten überlastkupplung.
F i g. 4 zeigt eine überlastkupplung, bestehend aus dem Kupplungsteil 30, das über eine Verzahnung 31 mit dem Konus 3 verbunden ist, und weiter aus den Tellerfedem 32, die der Verschiebung des Kupplungsteiles 30 entgegenwirken. An Stelle der Verzahnung 31 können auch Klauen, Zapfen od. dgl. Verwendung finden.
In F i g. 5 tritt die Durchschaltsperre 22 im Gegensatz zu Fig.4 mit dem Kupplungsteil30 formschlüssig in Verbindung. Zwischen dem Konus 3 und dem Kupplungsteil 30 sind beaufschlagt durch die Tefferfedern 32 Wälzkörper, z. B. Kugeln 34, in einem Käfig geführt, angeordnet, wobei zur Aufnahme der Wälzkörper sowohl im Konus 3 als auch im Kupplungsteil 30 Vertiefungen 35 vorgesehen sind. Bei Anordnung der Tellerfedern 32 auf der der Durchschaltsperre 22 zugewandten Seite des Kupplungsteiles 30 kann sich das Kupplungsteil bei zu großer Axialkraft gegen die Bewegungsrichtung der Durchschaltsperre bewegen.
F i g. 6 unterscheidet sich gegenüber F i g. 5 einmal durch die kraftschlüssige Verbindung zwischen Durchschaltsperre 22 und Kupplungsteil 30 und zum anderen durch die Anordnung der Tellerfedern 32, die in ihrer Kraftrichtung nun der Axialkraft der Durchschaltsperre 22 entgegenwirken. Die Bohrung 37 im Kupplungsteil 30 bzw. in der Scheibe 38 zur Aufnahme der Kugeln 34, auf die die Tellerfedern 32 wirken, könnten gemäß F i g. 5 auch durch entsprechende Vertiefungen 35 ersetzt werden.
F i g. 7 unterscheidet sich von der F i g. 6 dadurch, daß das Kupplungsteil 30 an seiner Stimfläche mit Kerben oder Zähnen versehen ist und gegen eine gleichfalls so ausgebildete Scheibe 39 gedrückt wird. Die Scheibe 39 ist wie die Scheibe 38 der F i g. 6 drehfest, aber verschiebbar mit dem feststehenden Konus 3 verbunden.
In F i g. 8 finden an Stelle von Tellerfedern 32 in Hülsen 40 geführte Schraubenfedem 41 Verwendung. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten a Ausführungsbeispiele, sondern es sind innerhalb des Erfindungsgedankens viele konstruktive Abwandlungen möglich. Schutz wird jedoch lediglich in Verbindung mit dem Hauptpatent begehrt.

Claims

Patentansprüche: 1. Mehrgang-übersetzungsnabe ohne Rücktrittbremse mit einer Rücktrittschaltung, insbesondere für Fahrräder, bei der die durch das Kettenrad in die Nabe eingeleitete Schaltbewegung mittels einer Durchschaltsperre zwischen einem durch die Drehung des Kettenrades in Schaltrichtung gedrehten Getriebeteil und einem durch diese Drehung nicht gedrehtem Nabenteil in Schaltrichtung nach vollzogener Schaltung begrenzt wird, nach Patent 1 137336, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem nicht gedrehten Nabenteil und der Durchschaltsperre (22) eine überlastkupplung angeordnet ist.
2. Mehrgang-übersetzungsnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberlastkupplung aus in radialer Richtung wirkenden federnden oder durch Federn beeinflußten Kupplungsteilen besteht. 3. Mehrgang-übersetzungsnabe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als federndes Kupplungsteil ein an sich bekannter sogenannter Toleranzausgleichsring (27, 28) verwendet wird, der bei einem bestimmten Drehmornent als Rutschkupplung wirkt. 4. Mehrgang-übersetzungsnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die überlastkupplung aus in axialer Richtung wirkenden federnden oder durch Federn beeinflußten Kupplungsteilen (30) besteht. 5. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein verschiebbares Kupplungsteil (30), auf einen bestimmten Verschiebweg begrenzt, forinschlüssig mit einem stehenden Nabenteil (3) verbunden ist. 6. Mehrgang-übersetzungsnabe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als formschlüssige Verbindungszwecke Klauen, Zapfen od. dgl. Verwendung finden. 7. Mehrgang-übersetzungsnabe nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl ein Kupplungsteil (30) als auch ein stehendes Nabenteil (3) direkt oder indirekt mit Vertiefungen (35) versehen sind, die zur Aufnahme von federbelasteten Wälzkörpern dienen. 8. Mehrgang-übersetzungsnabe nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl ein Kupplungsteil (30) als auch ein stehendes Nabenteil (39) an der Stirnfläche mit Erhöhungen und Vertiefungen versehen sind, die federbelastet rastenartig ineinandergreifen. 9. Mehrgang-übersetzungsnabe nach Anspruch 1, 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Kupplungsteil (30) der überlastkupplung so angeordnet ist, daß es bei zu großer Axialkraft sich gegen die Bewegungsrichtung der Durchschaltsperre (22) bewegen kann. 10. Mehrgang-übersetzungsnabe nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen einem Kupplungsteil (30) und der Durchschaltsperre (22) eine formschlüssige Verbindung Anwendung findet, die in Abhängigkeit von der Z, Spannung des Gewindes und des erforderlichen Schaltweges in Eingriff kommt. 11. Mehrgang-übersetzungsnabe nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das stehende Nabenteil (Stellkonus) über ein Profilloch verdrehbar mit der Achse verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1230 071.