DE1425839B2

DE1425839B2 - Mehrgang-Planetengetriebe für Radnaben mit Rücktrittbremse

Info

Publication number: DE1425839B2
Application number: DE19631425839
Authority: DE
Inventors: Gordon Herbert Mapperley Plains Nottingham Preece (Großbritannien)
Original assignee: Raleigh Industries Ltd
Current assignee: Raleigh Industries Ltd
Priority date: 1962-03-29
Filing date: 1963-03-08
Publication date: 1970-11-26
Also published as: US3257868A; NL290414A; DE1425839A1; CH402633A; BE628560A; NL142637B; GB953095A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mehrgang-Planetengetriebe für Radnaben mit Rücktrittbremse, in welchem die Antriebsbewegung des Treibers über eine Schalthülse und formschlüssige Kupplungen wahlweise auf einen Planetenträger oder ein Zentral· rad und von diesen auf die Nabenhülse übertragen wird und die Bremsbewegung von dem Treiber im umgekehrten Drehsinn auf einen dieser Teile übertragen wird.

Bei bekannten Getrieben dieser Art (deutsche Patentschrift 976 577 und deutsche Auslegeschrift 1 043 121) wird über denselben, je nach der Gangeinstellung vorhandenen Kraftweg vom Treiber über die Schalthülse entweder zum Planetenträger oder zum Zentralrad nicht nur die Antriebskraft in Vorwärtsrichtung auf die Nabe, sondern auch bei einer Riickwärtsdrehung des Treibers die Bremskraft auf die Bremse übertragen. Dies hat den Nachteil, daß auch für die Übertragung der Bremskraft ein je nach der Gangeinstellung unterschiedliches Übersetzungsverhältnis wirksam ist, so daß zur Erzielung einer gleichen Bremswirkung eine je nach der Gangeinstellung unterschiedliche Kraft auf den Treiber ausgeübt werden muß. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß bei einer Einstellung des Getriebes zwischen zwei Gängen, wie sie während des Umschaltern oder auch bei schlechter Justierung des Getriebes auftreten kann, die Übertragung der Bremskraft auf die Bremse überhaupt unterbrochen ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, in einem Getriebe der genannten Art die Schalteinrichtungen so auszubilden, daß das Getriebe seine Bremswirkung nicht bei Einstellungen zwischen den Gängen verliert und daß bei einer gegebenen Bremskraft die Bremswirkung in den hohen Gängen nicht geringer ist als im niedrigen Gang.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Getriebe der genannten Art dadurch gelöst, daß zwischen Treiber und Zentralrad eine nur im Bremsdrehsinn des Treibers wirksame Sperr-Ratsche vorgesehen ist, deren Sperrelemente durch Vorsprünge auf der Schalthülse im Schnellgang während der Antriebsbewegung des Treibers außer Eingriff sind, und daß die formschlüssigen Kupplungen an der Schalthülse und dem Planetenträger im Bremsdrehsinn eine relative Verdrehung dieser Teile zulassen.

Hierdurch wird erreicht, daß die Bremskraft auf stets demselben, von der Schaltstellung unabhängigen Weg durch das Getriebe auf die Bremse übertragen wird, der stets dasselbe Übersetzungsverhältnis aufweist und auch bei einer Einstellung des Getriebes zwischen den Gängen nicht unterbrochen ist. Im Niedriggang, wenn die Schalthülse mit dem Planetenträger gekuppelt ist, sorgt die besondere Ausbildung dieser Kupplung dafür, daß in Bremsdrehrichtung keine Kraft übertragen wird, so daß auch in dieser Schaltstellung die Übertragung der Bremskraft ausschließlich über die hierfür vorgesehene Sperr-Ratsche erfolgt.

Es genügt, wenn die Kupplung zwischen Schalthülse und Planetenträger eine relative Verdrehung dieser Teile um einen Winkel zuläßt, der etwas größer ist als der bis zum Wirksamwerden der Bremse erforderliche Verdrehungswinkel. Deshalb genügt es, die Kupplung beispielsweise als Klauenkupplung mit entsprechendem Spiel zwischen den Klauen auszubilden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung tragen jedoch die Schalthülse und der Planetenträger zusammenwirken Klauen, die abgeschrägte Flächen zur Abweisu im Bremsdrehsinn aufweisen, so daß im Bremsdre sinn eine unbegrenzte Verdrehung zwischen dies ^ri Teilen möglich ist.

Bei einer vorteilhaften Ausbildung der erfindun^ gemäß vorgesehenen Sperr-Ratsche trägt der Treib eine oder mehrere an ihm schwenkbar gelager Sperrklinken, die zusammen mit Sperrzähnen i

ίο Zentralrad die die Bremse betätigende Rätsel bilden und rückwärtig verlängerte Teile aufweise durch deren Zusammenwirken mit nach außen g richteten Keilvorsprüngen der Schalthülse die Sper klinken von den Sperrzähnen abhebbar sind, wob zwischen zusammenwirkenden Vorsprüngen Treiber und der Schalthülse Spiel vorhanden ist, d den Eingriff der Sperrklinken mit den Sperrzähn bei einer Relativdrehung zwischen der Schalthül: und dem Zentralrad im Bremsdrehsinn des Treibe

ao ermöglicht.

Damit nicht bei jedem Bremsvorgang zunäch dieses Spiel durch Rückwärtstreten überwundi werden muß und infolgedessen eine Verzögerun der Bremswirkung eintritt, ist vorteilhafterweise ein den Treiber gegen die Schalthülse im Bremsdrehsin verdrehende Drehfeder vorgesehen. Dies bewirk daß schon beim Aufhören der nach vorn gerichtete Antriebskraft der Treiber selbsttätig relativ ζ Schalthülse zurückgedreht wird und die Sperrklink< infolgedessen in den Eingriff mit den Sperrzähne gebracht werden, so daß das Getriebe ständig Bremsbereitschaft ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand d« in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch das erfindung: gemäße Planetengetriebe,

F i g. 2 einen Querschnitt an der Stelle II-II Fig. 1 und

F i g. 3 die Darstellung eines Details aus F i g. Fig. 1 zeigt eine Radnabe 11, in der ein Treib 12 um eine feststehende Achse 13 drehbar gelager ist. Eine Schalthülse 14 sitzt auf der Achse 13 unc kann mittels der Schaltstange 15 axial dazu bewegt werden. Ein Sonnenrad 16 sitzt fest auf der Achse 13. Mehrere Planetenräder 17 sind an einem Planetenträger 18 gelagert und befinden sich in Eingriff mit dem Sonnenrad 16. Der Planetenträger 18 ist frei drehbar auf der Achse 13 gelagert. Ein Zentralrad 19 umgibt die Planetenräder und weist an seinem Innenumfang eine mit den Planetenrädern 17 zusammenwirkende Zahnung auf. Zwischen dem Zentralrad 19 und der Radnabe 11 sitzt eine Ratsche 20 für den Normalgang und den hohen Gang. Ferner ist eine Ratsche 24 für den Niedriggang zwischen einem Bremskonus 21, der über ein Schraubgewinde mit dem Planetenträger 18 verbunden ist, und der Radnabe 11 angeordnet. Bei Relativdrehung zwischen dem Bremskonus 21 und dem Planetenträger 18 in Bremsrichtung tritt ein Bremsmantel 22 in Reibungsverbindung mit einer Bremstrommel 23. Zur Betätigung der Bremse ist innerhalb der Nabe 11 eine Sperr-Ratsche 25 vorgesehen, durch die der Bremskonus 21 durch eine Drehung des Zentralrades 19 und des Planetenträgers 18 so bewegt werden kann, daß der Bremsmantel in seine aktive Stellung geführt wird. Die Schalthülse 14, die mit dem Treiber 12 zusammenwirkt, braucht hierbei nicht mit dem Pia-

Claims

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netemräger 18 oder dem Zentralrad 19 zusammen- Spiel zwischen den Keilzähnen 12 a und 14 b des

' zuwirken. Treibers und der Schalthülse ermöglicht es den

Der Treiber 12 ist axial durchbohrt. Diese Boh- Sperrklinken, wieder mit den Sperrzähnen in Kon-

rung ist mit einer Keilverzahnung 12a versahen. takt zu treten, wenn der Treiber in der entseaen-

Die innere Bohrung des Planetenträgers 18 weist 5 gesetzten Richtung gedreht wird. Dieses Ausschalten

eine Mehrzahl von Klauen 18 b auf. in dia entspre- der Sperrklinken im hohen Gang im Antriebsdreh-

chende Klauen 14 a am inneren Ende der Schalthülse sinn ist erforderlich, um eine Blockierung der Vor-

14 eingreifen, während das äußere Ende der Schalt- richtung zu verhindern, da im hohen Gang das

hülse keilzähne 14 b trägt, die in die entsprechende Zentralrad 12 gegenüber dem Treiber eine höhere

Keilverzahnung 12 a in dem Treiber eingreifen. io Drehgeschwindigkeit in Antriebsrichtung hat.

Eine Feder 26 zur Rückstellung der Schalthülse Weiterhin ist es notwendig, wenn die Bremse in sitzt koaxial auf der Achse 13 zwischen einer Nase der erforderlichen Weise bei Einschaltung des hohen 27 a des festen Lagerkonus 27 und dem Kupplungs- Ganges ansprechen soll, daß entweder die Klauen teil 28, der mit der Schalthülse zusammenwirkt und 14 a von den Klauen 18 b getrennt sind oder daß _f an dem die Schaltstange 15 angreift. 15 die Kupplung zwischen der Schalthülse und dem Die Arbeitsweise eines Planetengetriebes ist be- Planetenträger so eingerichtet ist, daß diese Teile : kannt. Die in der F i g. 1 dargestellten Teile befinden nur in einer Richtung, nämlich der Antriebsdreh-. sich in der dem hohen Gang entsprechenden Lage. richtung, antriebsmäßig verbunden sind, und eine ι Vorwärtsdrehung des Kettenrades 29, das mit dem Antriebsverbindung im Bremsdrehsinn nicht aufTreiber 12 verbunden ist, veranlaßt den Planeten- 20 halten kann, bevor die Bremse angezogen ist. Die . träger 18 ebenfalls zur Drehung, und zwar über die Bremse wird durch das Zentralrad"l9 betätigt. Ein Vermittlung der Schalthülse 14, die auf der einen zwangläufiges Lösen der Antriebsverbindung kann Seite in den Treiber 12 und auf der anderen Seite in dadurch erreicht werden, daß die Klauen 14 a mit den Planetenträger 18 eingreift. Dadurch wird das einer schrägen Rückfläche 14a' (Fig. 3) versehen Zentralrad 19 in Drehung versetzt und verursacht 25 werden, wobei eine entsprechende Schrägung 18 b' über die Klinken 20 α, die mit den Sperrzähnen 20 b auf der geeigneten Seite der Vorsprünse 18 b vorder Ratsche 20 in Eingriff stehen, die Drehung der handen ist. "Bei Drehung der Schalthülse 14 im Nabe und somit den Antrieb. Bremsdrehsinn gleiten die Schrägflächen aneinander, Zur Einschaltung des normalen, d. h. des mittleren und die Schalthülse 14 wird axial so lange verscho-Ganges wird die Schalthülse 14 zurückgezogen bis 30 ben, bis die Klauen 14 a und 18 b außer Eingriff ihre Klauen 14 a in Eingriff mit den Vorsprüngen sind. Statt dessen kann auch durch geeignete Dimen-19 a im Zentralrad 19 kommen. In diesem Fall wird sionierung der Klauen 18 b ein für das Anziehen der der Antrieb über die Schalthülse 14 auf das Zentral- Bremse ausreichendes Spiel der Kupplung eingeführt rad 19 übertragen und von da aus. wie oben be- werden.

schrieben, über die Ratsche 20 auf die Nabe 11. 35 Das Getriebe arbeitet beim Bremsen wie folgt: Im Niedriggang ist die Schalthülse 14 noch weiter Bei Drehung des Treibers 12 in der Brems-Drehzurückgezogen, bis ihre Klauen 14a gegen die Vor- richtungX (Fig. 2) wird dem rückwärtigen Teil Sprünge 20a' der Klinken 20a stoßen und diese Klin- 25a' der Sperrklinken 25a in allen Gängen und auch ken außer Eingriff mit den entsprechenden Sperr- dann, wenn die Vorrichtung auf einen Zwischenzähnen bringen. In diesem Fall wird der Antrieb 40 zustand zwischen hohen und normalen Gängen einüber die Schalthülse 14 auf das Zentralrad über- geschaltet ist. radiale Bewegung nach innen erlaubt, tragen und von da aus auf die Planetenräder 17. und die Sperrklinken kommen in Eingriff mit den Die Drehung der Planetenräder 17 um das feste Sperrzähnen 25 b' unter der Wirkung der Federn 25 c. Sonnenrad 16 bewirkt eine· Drehung des Planeten- Gegebenenfalls kann eine Drehfeder vorzusehen sein, trägers 18 und damit des Bremskonus.21, dsr die 45 mittels derer die Drehung des Treibers 12 in der Bewegung über die Ratsche 24 auf die Nabe 11 Richtung des Pfeiles X relativ zur Schalthülse 14 überträgt. sofort beim Aufhören des Antriebsmomentes hervor-Im Einschaltzustand des hohen und des Normal- gerufen wird, so daß die Sperrklinken immer dann, ganges wird die Ratsche 24 überlaufen. wenn nicht angetrieben wird, in die Sperrzähne ein-

Die Sperr-Ratsche 25 zur Betätigung der Bremse 50 greifen.

(siehe insbesondere F i g. 2) umfaßt zwei Sperrklin- Wenn eine rückwärts gerichtete Kraft auf die ken 25 a, die von dem Treiber 12 getragen sind und Pedale ausgeübt wird und sich die Sperrklinken 25 a mit nach innen gerichteten Sperrzähnen 25 b des in Eingriff mit den Sperrzähnen 25 b befinden, wer-Zentralrades zusammenwirken. den das Zentralrad 19 und der Planetenträger 18 im Die Sperrklinken 25 a liegen in Schlitzen 12 & in 55 Bremsdrehsinn gedreht. Die Drehung des Planetendem Treiber 12. Die rückwärtigen Teile 25 a' der trägers 18 verursacht eine axiale Verschiebung des Sperrklinke 25 a sind innerhalb des Schlitzes 12 b zu Bremskonus 21 und damit die erforderliche Reibung einer noch zu erläuternden Funktion nach innen zwischen dem Bremsmantel 22 und der Bremsgerichtet. Eine Feder 29 drückt jede Sperrklinke 25 a trommel 23. gegen die Sperrzähne 25 b. Die rückwärtigen Teile 60

25 a' der Sperrklinken sind an ihren Innenseiten Patentansprüche: abgeschrägt.

Die Sperrklinken 25 a sind gegenüber dem Treiber 1. Mehrgang-Planetengetriebe für Radnaben mit 12 so angeordnet, daß die Keiizähne 14 b auf der Rückstrittbremse, in welchem die Antriebsbewe-Schalthülse 14 in ihrer aktiven Lage gegenüber den 65 gung des Treibers über eine Schalthülse und form-Keilzähnen 12 a des Treibers gegen die rückwärtigen schlüssige Kupplungen wahlweise auf einen Pia-Teile 25a' der Sperrklinken stoßen und sie dadurch netemräger cder ein Zentralrad und von diesen außer Eingriff mit den Sperrzähnen 25 b bringen. auf die Nabenhülse übertragen wird und die

Bremsbewegung von dem Treiber im umgekehrten Drehsinn auf einen dieser Teile übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Treiber (12) und Zentralrad (19) eine nur im Bremsdrehsinn des Treibers wirksame Sperr-Ratsche (25) vorgesehen ist, deren Sperrelemente (25 a, 25 b) durch Vorsprünge (14 b) auf der Schalthülse (14) im Schnellgang während der Antriebsbewegung des Treibers außer Eingriff sind, und daß die formschlüssigen Kupplungen (14 α, ίο 18 b) an der Schalthülse (14) und dem Planetenträger (18) im Bremsdrehsinn eine relative Verdrehung dieser Teile zulassen.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalthülse (14) und der Planetenträger (18) zusammenwirkende Klauen (14 α, 18 b) tragen, die abgeschrägte Flächen (14 a', 18 b) zur Abweisung im Bremsdrehsinn aufweisen.
3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

zeichnet, daß der Treiber (12) eine oder mehrere an ihm schwenkbar gelagerte Sperrklinken (25 α) trägt, die zusammen mit Sperrzähnen (25 b) im Zentralrad (19) die die Bremse betätigende Ratsche bilden und rückwärtig verlängerte Teile (25 a') aufweisen, durch deren Zusammenwirken mit nach außen gerichteten Keilvorsprüngen (14 6) der Schalthülse (14) die Sperrklinken (25 α) von den Sperrzähnen (25 b) abhebbar sind, und daß zwischen zusammenwirkenden Vorsprüngen! (12 a, 14 6) am Treiber (12) und der Schalthülse (14) Spiel vorhanden ist, das den Eingriff der Sperrklinken (25 α) mit den Sperrzähnen (25 b) bei einer Relativdrehung zwischen der Wähleinrichtung (14) und dem Zentralrad (19) im Bremsdrehsinn des Treibers (12) ermöglicht.
4. Getriebe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine den Treiber (12) gegenüber der Schalthülse (14) im Bremsdrehsinn verdrehende Drehfeder.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen