DE1809141B2 - Fliehkraftschalter für automatisch betätigte Gangumschaltung, insbesondere bei Mehrgang-Übersetzungsnaben für Fahrräder o.dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fliehkraftschalter für automatisch betätigte Gangumschaltung, insbesondere bei Mehrgang-Übersetzungsnaben für Fahrräder od. dgl., bestehend aus einer angetriebenen Nabenhülse und einer treibenden Antriebseinrichtung, wobei die Antriebseinrichtung einen Antreiber, mindestens ein Getriebe und Kupplungseinrichtungen umfaßt, mit denen der mit Fliehgewichten ausgerüstete Fliehkraftschalter in Wirkverbindung steht und zum Schalten von verschwenkbaren Klinkenschaltorganen dient.

Es ist bereits ein Fliehkraftschalter für eine automatisch schaltbare Mehrgang-Übersetzungsnabe für Fahrräder od. dgl. vorgeschlagen worden, bei welchem auf einem Trägerteil ein Paar Fliehgewichte zur Steuerung eines Schaltelementes angeordnet sind. Die Lagerstellen der Fliehgewichte sind nahe beieinander vorgesehen, die Fliehgewichte stehen durch eine Verzahnung an den benachbarten Enden miteinander in Wirkverbindung. Die Klinkenschaltorgane werden bei diesem Fliehkraftschalter mittels einer drehbaren, die Klinken übergreifenden und zum Träger koaxialen Schaltscheibe gesteuert, welche über einen axialen Zapfen, der an einem der beiden miteinander verbundenen Fliehgewichte vorgesehen ist, zum Zweck der Steuerung verdreht werden kann.

Bei dieser Ausgestaltung eines Fliehkraftschalters ist es unter Umständen ungünstig, daß zum einen die Herstellung der Fliehgewichtselemente verhältnismäßig aufwendig ist, zum anderen ist die Schaltkraft eines mit derartigen Fliehgewichten ausgerüsteten Fliehkraftschalters hinsichtlich ihrer Größe nicht in allen Fällen zufriedenstellend, weil der dabei wirksame Hebelarm verhältnismäßig groß ist, angesichts einer letztlich doch geringen Fliehkraft. Ein solcher Fliehkraftschalter ist Gegenstand der älteren Anmeldung vom 4.7.68, nunmehr DT-Patent 17 55 878.

Zur Lösung der Aufgabe, die vorerwähnten Nachteile bei einem Fliehkraftschalter zu beheben, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die an jedem jeweils an einem Zapfen schwenkbeweglichen Fliehgewichte in der unmittelbaren Nähe seines Schwenkpunktes vorgesehenen Einwirk-Mittel als axial gerichtete, einseitig aus der Ebene der Fliehgewichte herausragende Steuerorgane (Steuernocken, Steuerzapfen) ausgebildet sind, deren Achse jeweils zur Schwenkachse des Fliehgewichtes parallel verläuft.

Mit einer derartigen Ausgestaltung eines Fliehgewichtes in einem Fliehkraftschalter ist ein besonders gedrängter Bau eines Fliehkraftschalters zur Verwendung in einer Fahrrad-Nabenhülse möglich, bei dem — ungeachtet der geringen Drehzahl der Fahrradnabe und der entsprechend verhältnismäßig geringen Fliehkräfte bei geringem Schaltweg innerhalb der Nabenhülse — dennoch eine zuverlässige Funktion zur Betätigung eines verdrehbaren Schaltsystems zur Steuerung von Klinkenschaltorganen eines Nabengetriebes erzielt wird. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung führt zu einem vollständigen Fliehkraftschalter als Baueinheit, der in einer Fahrradnabe vormontiert verwendet wird.

Aus der US-PS 26 94 479 ist zwar bereits eine Fliehkraftkupplung zur Verwendung bei einem Fahrrad, insbesondere mit Hilfsmotor, bekannt, bei welcher die Fliehgewichte in der Nähe ihres Drehpunktes mit Mitteln zur Beeinflussung von als Klemmrollen ausgebildeten Schaltorganen versehen sind. Insofern ist bereits ein Unterschied gegenüber der Gattung des Anmeldungsgegenstandes gegeben. Die aus dieser Entgegenhaltung bekannten Fliehgewichte sind mit einer radial gerichteten Verzahnung nahe dem Drehpunkt versehen, die in eine zentrale, mit einer Gegenverzahnung versehene Hülse eingreift, wodurch über Zwischenräder die Klemmrollen gesteuert werden

können. Bei dieser Fliehkraftkupplung sind weder Schaltklinken als Schaltorgane vorhanden noch weisen die Fliehgewichte axial gerichtete, einseitig aus der Ebene der Fliehgewichte herausragende Steuerorgane mit zur Schwenkachse paralleler Achse auf.

Weiterhin ist aus der CH-PS 2 45 261 bereits eine Mehrgang-Nabe mit einem Fliehkraftschalter bekanm, bei dem die Fliehgewichte jeweils eine Aussparung als Steuerorgan aufweisen. Dieses Steuerorgan ist jeduch gerade entgegengesetzt zum Schwenkpunkt des Fliehgewichtes vorgesehen, in der Form einer Aussparung kann dieses Steuerorgan auch nicht aus der Ebene des Fliehgewichtes axial gerichtet herausragen. Bei dieser bekannten Mehrgnng-Übersetzungsnabe mit automatischer Umschaltung sind überdies keine Klinkenschahorgane vorhanden, sondern mittels eines umschließenden Käfigs zu steuernde Walzenkörper. Demzufolge unterscheidet sich die Ausgestaltung dieser bekannten Mehrgang-Übersetzungsnabe bereits gattungsmäßig von dem Anmeldungsgegenstand.

Ferner zeigt die GB-PS 6 30 961 eine Getriebeanordnung mit schwenkbeweglichen Fliehgewichten, welche ihrerseits jeweils mittels einer gabelförmigen Aussparung nahe dem Schwenkpunkt auf einen axial hervorragenden Fortsatz an einem Walzensteuerkäfig einwirken. Bei dieser bekannten Anordnung, die für ein automatisches Getriebe für Kraftfahrzeuge bestimmt ist, also schon gattungsmäßig unterschiedlich gegenüber dem Anmeldungsgegenstand ist, ist überdies am Fliehgewicht jeweils kein aus dessen Ebene axial μ herausragendes Steuerorgan vorhanden, welches auf Klinkenschaltorgane einwirken kann. Schließlich ist aus der US-PS 3143 005 zwar eine Mehrgang-Nabe für Fahrräder mit automatischer Gangumschaltung bekannt, die dabei vorhandenen Fliehgewichte sind jedoch nicht verschwenkbar an Zapfen angeordnet, sondern lediglich radial verschiebbar vorgesehen. Bei dieser bekannten Mehrgang-Übersetzungsnabe mit Fliehkraftschaltmechanismus ist also keinerlei Drehpunkt für jedes der Fliehgewichte vorhanden. Insofern ist bereits ein kennzeichnender Unterschied zum Anmeldungsgegenstand gegeben.

Einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Anmeldungsgegenstandes dienen die nachstehend dargelegten Merkmale.

So kann das Steuerorgan bei dem erfindungsgemäßen Fliehkraftschalter jeweils am Fliehgewicht als Steuernocken mit etwa dreieckförmigem Grundriß ausgebildet sein, wobei die mit der zu steuernden Sperrklinke der Kupplungseinrichtung zusammenarbeitende Nokkenfläche etwa auf einer Radialen vom Fliehgewichtsdrehpunkt liegt und ebenso wie die andere, im Winkel dazu liegende Nockenfläche etwa bogenförmige Kontur aufweist. Diese Ausgestaltung ist günstig für die Verwendung in einem Fliehkraftschalter mit einem Steuerorgan, welches mit gegenüberliegenden Eingriffsschlitzen die Fliehgewichte koordiniert, wobei die Steuerung der Klinken jedoch über die Fiiehgewichte selbst erfolgt.

Für die Verwendung bei einem Fliehkraftschalter mit scheibenförmigem Schaltorgan, das Aussparungen im Umfangsbereich aufweist, ist es besonders zweckmäßig, wenn das Steuerorgan jeweils am Fliehgewicht als Zapfen mit rundem Querschnitt ausgebildet ist, wobei dieser Steuerzapfen mit dem Drehpunkt jeweils des Fliehgewichtes auf einer Radialen liegt.

Eine zweckmäßige und einfache Herstellung läßt sich dadurch erreichen, daß das Steuerorgan zur Beeinflussung der Sperrklinken jeweils am Fliehgewicht angeformt ist.

Die Herstellung der Fliehgewichte kann noch vereinfacht und deren Verwendbarkeit weiter gesteigert werden dadurch, daß das Steuerorgan zur Beeinflussung der Sperrklinken als gesonderter Teil ausgebildet und dann in den Fliehgewichtskörper eingesetzt ist.

Der Herstellungsaufwand für die Fliehgewichte kann dadurch weiterhin besonders gering gehalten werden, daß die Fliehgewichte untereinander gleichartig, etwa bogenförmig mit am einen Ende des Fliehgewichtskörpers vorgesehenem Drehpunkt für den Lagerbolzen ausgebildet sind.

Zweckmäßig ist es dabei, wenn die Fliehgewichte jeweils aus einem Sinterformteil bestehen, ebenso ist es möglich, die Fliehgewichte jeweils als Druckgußteil auszubilden.

Ebenso kann es günstig für die Herstellung sein, wenn das Steuermittel zur Beeinflussung der Klinkenschaltorgane als gesonderter Teil ausgebildet und in das Fliehgewicht eingesetzt ist.

Zweckmäßig kann es dabei sein, wenn am Fliehgewicht jeweils ein axial hervorstehender Steuerzapfen mit rundem Querschnitt angebracht ist. Sehr günstig für die Steuereigenschaften eines Fliehgewichtes kann das Merkmal sein, daß der Steuerzapfen mit dem Drehpunkt des Fliehgewichtes auf einer Radialen liegt.

Ebenso dient es einer günstigen Hersteilung eines Fliehgewichtes, wenn die Fiiehgewichte untereinander gleichartig ausgebildet sind. Dabei kann es zweckmäßig sein, daß die Fliehgewichte jeweils aus einem Sinterformteil bestehen.

Weiterhin führt es zu einer vorteilhaften Gestaltung eines Fliehgewichtes, wenn die Fliehgewichte jeweils als Druckgußteil ausgebildet sind.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Fliehkraftschalter in einer Mehrgang-Übersetzungsnabe für Fahrräder, die im Längsschnitt dargestellt ist,

F i g. 2 einen Steuerring dieses Fliehkraftschalters in Einzeldarstellung vergrößert,

F i g. 3 die zu diesem Beispiel des Fliehkraftschalters gehörigen Fliehgewichte in Einzeldarstellung, ebenfalls vergrößert,

Fig.4 einen Schnitt IV-!V des Fliehgewichtes nach Fig. 3,

F i g. 5 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fliehkraftschalters mit Steuerelement, Fliehgewichten und Schaltklinken,

Fig.6 einen Schnitt VI-VI des Fliehkraftschalters gemäß F i g. 5,

F i g. 7 einen Fliehkraftschalter in anderer Ausgestaltung in einer Mehrgang-Übersetzungsnabe im Längsschnitt,

F i g. 8 ein als Schaltscheibe ausgebildetes Steuerelement dieses Fliehkraftschalters, vergrößert,

F i g. 9 eines der zu diesem Fliehkraftschalter gehörigen Fliehgewichts in vergrößerter Einzeldarstellung,

F i g. 10 eine Seitenansicht dieses Fliehgewichtes,

Fig. 11 einen Schnitt dieses Fliehgewichtes gemäß F ig. 9,

Fig. 12 eine Seitenansicht dieses Beispiels eines Fliehkraftschalters allein, lediglich mit Steuerelement, Fliehgewichten und Schaltklinken,

F i g. 13 eine Schnittansicht der F i g. 12,

Fig. 14 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Fliehkraftschalters gemäß der Erfindung, vergrößert,

Fig. 15 einen Schnitt eines Fliehkraftschalters nach F i g. 14 nach der Linie XV-XV,

Fig. 16 ein als Schaltring ausgebildetes Steuerelement des erfindungsgemäßen Fliehkraftschalters gemäß den Fig. 14und 15,

Fig. 17 eines der zugehörigen Fliehgewichte in Einzeldarstellung, vergrößert,

Fig. 18 eine Ansicht des Fliehgewichtes gemäß Fig. 17.

Im Ausführungsbeispiel eines Fliehkraftschalters in der Anwendung in einer Mehrgang-Übersetzungsnabe gemäß den Fig. 1—6 ist mit 1 ein etwa ringförmiger Trägerteil bezeichnet, der in taschenartigen Aussparungen Sperrklinken 2 ausschwenkbar trägt. Weiterhin sind am Trägerteil 1 Lagerbolzen 3 angeordnet, an welchen Fliehgewichte 4 ausschwenkbar gelagert sind. Die Bolzen 3 sind im Ausführungsbeispiel mittels Rändelung in der zugehörigen Bohrung befestigt und weisen außen jeweils einen Sicherungsring als Anlage für das auf dem Bolzen gelagerte Fliehgewicht 4 auf. Jedes Fliehgewicht steht dabei unter Einfluß einer Rückholfeder 5. Diese Feder ist als Schenkelfeder ausgebildet, was wegen der Platzersparnis besonders zweckmäßig ist, es ist aber auch möglich, eine Schraubenfeder auf dem Lagerbolzen 3 zu verwenden. Die Fliehgewichte 4 sind untereinander gleich und etwa bogenförmig ausgebildet und weisen an dem einen Ende den Drehpunkt für den Lagerbolzen 3 auf. In diesem Bereich ist das Fliehgewicht in seiner Breite beidseitig vermindert (Fig.4). Nahe dem Drehpunkt ist am Fliehgewicht einseitig ein axial hervorstehender Steuernocken 6 vorgesehen, der, wie aus den F i g. 1 und 5 zu erkennen ist, jeweils mit der Spitze der Klinke 2 zusammenwirken kann, in der Weise, daß bei ausgeschwenkten Fliehgewichten 4 die Klinken 2 freigegeben werden, die dann unter Einfluß eines federnden Sprengringes 7 sich radial spreizen und in einen Mitnehmerring 8 eingreifen können, der die Klinken konzentrisch umschließt und eine den Klinken entsprechende Sperrverzahnung aufweist.

Der zapfenartig hervorstehende Steuernocken 6 ist, wie insbesondere F i g. 3 erkennen läßt, im Grundriß etwa dreieckförmig ausgebildet. Die mit der Kante der Schaltklinke 2 zusammenarbeitende Nockenfläche 6a liegt etwa auf einer Radialen, die vom Drehpunkt 4a des Fliehgewichtes ausgeht. Diese Nockenfläche bildet mit der anderen Fläche 6b annähernd einen rechten Winkel. Besonders günstig ist es dabei, die Nockenflächen 6a und 6b etwa bogenförmig auszubilden. Vorteilhaft ist der Steuernocken am Fliehgewicht angeformt. Das Fliehgewicht 4 ist zweckmäßig als Druckgußteil ausgebildet, es ist aber auch möglich, das Fliehgewicht als Sinterformteil mit angeformten Steuernocken herzustellen. Denkbar ist es aber auch, den Steuernokken 6 gesondert herzustellen und in das Fliehgewicht einzusetzen. Am freien Ende des Fliehgewichtes 4 ist weiterhin ein axial hervorstehender Zapfen 9 vorgesehen, der vorteilhaft eingesetzt werden kann, es ist aber ebenso möglich, diesen gleich bei der Herstellung des Fliehgewichtes anzuformen. Die Anordnung des Steuernockens 6 nahe dem Drehpunkt 4a des Fliehgewichtes 4 ist günstig für die Schaltfunktion des Fliehgewichtes. Diese vorbeschriebene Anordnung bewirkt eine innere Übersetzung im System des Fliehkraftschalters; wenn auch der Weg des Stcuernockens 6 klein ist, weil der Ausschlag der Fliehgewichte verhältnismäßig begrenzt ist, insbesondere bei der Anwendung innerhalb einer Nabenhülse, so wird infolge des nur kurzen Hebelarmes, auf den der Steuerzapfen wirkt, gegenüber dem längeren Hebelarm des Fliehgewichtsschwerpunktes dennoch eine große Kraft aufgebracht.

Im Ausführungsbeispiel sind auf dem Trägerteil 1 zwei Fliehgewichte 4 und zwei Klinken 2 rotationssymmetrisch angeordnet (F i g. 5 und 6), derart, daß sich die

ίο Gewichte gleichsinnig bewegen können unter Einfluß der Flieh- bzw. Rückholkraft der Federn 5. Die Fliehgewichte 4 des im Ausführungsbeispiel dargestellten Fliehkraftschalters sind darüber hinaus miteinander formschlüssig gekoppelt. Dazu dient ein Steuerring 10 als Steuerelement, der konzentrisch drehbar auf dem Fliehgewichtsträger 1 axial zwischen den Klinken 2 und den Fliehgewichten 4 angeordnet ist. Mit diesem Steuerring 10 sind die Fliehgewichte 4 mittels der bereits erwähnten axial gerichteten Zapfen 9 verbunden, die am freien Ende der Fliehgewichte angebrachl sind und in radiale Schlitze 11 des Steuerringes IC eingreifen. Entsprechend der Anordnung und Anzahl der zu koppelnden Fliehgewichte 4 auf dem Fliehgewichtsträger 1 sind am Steuerring 10 zwei diametrale radiale Schlitze 11 vorgesehen (F i g. 2).

Mit diesem Steuerring 10 und den Zapfen 9 läßt sich die Bewegung der Fliehgewichte 4 auf ein GleichmaC bringen, was besonders vorteilhaft ist, wenn wie im hiei beschriebenen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemaß ausgestaltete Fliehkraftschalter in einer Mehr gang-Übersetzungsnabe für Fahrräder od. dgl. zui automatischen Umschaltung eines in der Nabenhüls« untergebrachten Getriebes verwendet wird. In dieserr Anwendungfall ist der Fliehkraftschalter mit seinerr Fliehgewichtsträger 1 auf einer Lagerhülse 15 dei Mehrgangnabe drehbar angebracht. Diese Lagerhüis« 15 wiederum ist auf einer festen Nabenachse 16 drehbai gelagert. Der Fliehgewichtsträger 1 ist mit einen Hohlrad 17 verbunden, welches von Planetenrädern Ii angetrieben wird, die ihrerseits sich auf einer Sonnen radverzahnung 19 auf der Nabenachse 16 abwälzen. Die Planetenräder sind dabei auf Achsen 20 gelagert welche in einem Antreiber 21 vorgesehen sind. De: Antreiber 21 ist über Kugellager auf der Nabenachse K gelagert und wird über einen Kettenzahnkranz X angetrieben; mit dem Antreiber 21 werden über di< Achsen 20 auch die Planetenräder 18 angetrieben um über das Hohlrad 17 der Fliehgewichtsträger 1 mi gegenüber der gleichfalls vom Antreiber, jedoch übe den Stützring 23 der Achsen 20 getriebenen Lagerhülsi 15 erhöhter Drehzahl angetrieben.

Bei Erreichen einer bestimmten, von der Ausleguni der Fliehgewichtselemente 4 abhängigen Drehzahl de Antreibers 21 schwenken die über den Steuerring Ii verbundenen Fliehgewichte 4 aus, die an den Fliehge wichten befindlichen Steuernocken 6 geben di Schaltklinken 2, welche ebenfalls im Trägerteil gelagert sind, frei. Diese Klinken 2 können dann in de Mitnehmerring 8 eingreifen und diesen dann entspre chend der höheren Drehzahl des Trägerteils 1 infolg des Antriebes durch das Hohlrad 17 mit höhere Drehzahl antreiben. Dieser Mitnehmerring 8 ist ir Ausfuhrungsbeispiel in einer Nabenhülse 24 eine Mehrgang-Übersetzungsnabe fest angeordnet, welch

b5 die vorbeschriebenen Elemente, die mit Antreiber un Fliehkraftschalter in Verbindung stehen, einschließt. Bc dem vorbeschriebenen Eingreifen der Klinken 2 in de Mitnehmerring 8 werden Klinken 25 überholt un

dadurch zeitweilig außer Eingriff gebracht. Diese Klinken 25, welche mit einer Innenverzahnung 26 der Nabenhülse 24 zusammenarbeiten können, sind in bekannter Weise in letzterer angeordnet, wobei auch eine Rücktrittbremseinrichtung vorhanden ist. — Diese Elemente in der Nabenhülse 24 wie auch die Lagerung derselben auf der Nabenachse sind nicht wesentlich für den Fliehkraftschalter gemäß der Erfindung und werden deshalb nicht weiter erläutert.

Die vorerwähnten und in ihrer Funktion erläuterten Klinken 2 kommen dann wieder außer Eingriff mit dem Mitnehmerring 8, wenn die Drehzahl des Antreibers 21 unter einen bestimmten Wert sinkt und der Antrieb unterbrochen wird, beispielsweise durch kurzzeitiges Stillsetzen des antreibenden Kettentriebes seitens des Benutzers des im Ausführungsbeispiel nicht weiter bezeichneten Fahrrades, in welchem die Mehrgang-Übersetzungsnabe mit dem erfindungsgemäßen Fliehkraftschalter beispielsweise verwendet ist. Durch die spezielle Kontur des Klinkenrückens werden die Klinken von den überholenden Zähnen des Zahngesperres im Mitnehmerring 8 radial weggedrückt, die Klinkenspitzen kommen sofort außer Eingriff.

Eine Einzeldarstellung des erfindungsgemäßen Fliehkraftschalters mit Steuerring als Baueinheit ist in den F i g. 5 und 6 gezeigt. Die F i g. 5 stellt eine Seitenansicht des Fliehkraftschalters dar, aus der die Form des Fliehgewichtsträgers mit den in Lagertaschen rotationssymmetrisch angeordneten Klinken 2 und die Lagerung der Fliehgewichte 4 auf Bolzen 3, wie auch die Steuernocken 6 an den Fliehgewichten gut erkennbar sind. — In F i g. 6 ist der Fliehgewichtsträger 1 mit den Elementen des Fliehkraftschalters, insbesondere dem koaxial darauf gelagerten Steuerring 10 als Steuerelement in Schnittansicht der F i g. 5 gezeigt, bei der der mit dem Steuerring zusammenwirkende Zapfen 9 deutlich erkennbar ist.

In den Fig.7 —13 ist eine andere Ausführungsform eines Fliehkraftschalters gemäß der Erfindung dargestellt. Auch dieser Fliehkraftschalter bildet eine Baueinheit, die im Ausführungsbeispiel in einer Mehrgang-Übersetzungsnabe mit automatischer Gangumschaltung verwendet ist.

Der bei diesem Ausführungsbeispiel vorhandene Fliehkraftschalter weist ebenfalls einen Fliehgewichtsträger 31 auf, mit Klinken 32, die in taschenartigen Aussparungen schwenkbar gelagert sind (Fig. 12). Die am Fliehgewichtsträger 31 auf Bolzen 33 gelagerten Fliehgewichte sind mit 34 bezeichnet. Die Lagerbolzen 33 sind in diesem Beispiel lediglich in Bohrungen des Fliehgewichtsträgers aufgenommen und weisen auf dieser Seite einen Kopf auf, der am Rand des Trägerteils 31 anliegt; das freie, die Gewichte tragende Ende dieses Bolzens weist jeweils einen Sicherungsring als Anlage für das Fliehgewicht auf. Die Fliehgewichte 34 sind im Bereich der Bohrung 34a für den Lagerbolzen 33 in ihrer Breite abgesetzt (Fig. 10) zur Unterbringung der Rückholfeder und der Sicherungsscheibe.

Die Klinken 32 und Fliehgewichte 34 sind auf dem Fliehgewichtsträger 31 gleichfalls rotationssymmetrisch angeordnet, wobei die Fliehgewichte unter Einfluß von Rückholfedern 35 stehen, die als Schenkelfeder oder auch als Schraubenfeder ausgebildet sein können. Die Fliehgewichte 34, in den F i g. 9— 11 in Einzeldarstellung gezeigt, sind untereinander gleichartig und etwa bogenförmig ausgebildet und weisen am einen Ende eine Bohrung 34a für den Lagerbolzen 33 und diesem benachbart eine Bohrung 346 für einen axialen Zapfen 36 auf. Beide Bohrungen 34a und 34b bzw. die darin untergebrachten Lagerbolzen 33 bzw. Zapfen 36 liegen auf einer Radialen in bezug auf den Mittelpunkt des Bogens, der das Fliehgewicht innen begrenzt. — Der eingesetzte Zapfen 36 greift, wie in den F i g. 7,12 und 13 zu erkennen ist, axial gerichtet in ein auf dem Fliehgewichtsträger 31 drehbar gelagertes Steuerelement 37 ein. An diesem sind dazu radiale Schlitze 38 vorgesehen, welche sich vom Rand des als Scheibe

ίο ausgebildeten Steuerelementes 37 radial nach innen erstrecken und parallele Wandungen aufweisen, zwischen denen der Zapfen 36 gleitend geführt ist. Das Steuerelement 37 koppelt dadurch die Fliehgewichte 34 bei deren Schwenkbewegungen unter Einfluß der Fliehkraft bzw. Rückholkraft der Federn 35 und wird dabei selbst verschwenkt. Dabei werden die gleichfalls auf dem Trägerteil 31 angebrachten Schallklinken 32 gesteuert, und zwar mittels Profilausschnitten 39 in dem Steuerelement 37, welches somit eine Schaltscheibe bildet.

Die Fliehgewichte beeinflussen mittels der Zapfen 36 unter Zwischenschaltung der Schaltscheibe die Klinkenschaltorgane 32, welche axial in die Ausschnitte hineinragen. Die in der Nähe des Drehpunktes 34a des Fliehgewichtes 34 vorgesehenen Zapfen 36 bewirken dabei ebenfalls eine innere Übersetzung, bei der zwar ein nur geringer Weg, jedoch eine große Kraft an den Steuerzapfen auftritt.

Die Ausgestaltung der Schaltscheibe ist in Fig.8

dargestellt.

Die F i g. 9— 11 zeigen eines der untereinander gleich ausgebildeten Fliehgewichte 34. Dabei ist die Gestalt der Gewichte, wie auch die Anordnung der Bohrungen 34a bzw. 34b deutlich erkennbar.

In den Fig. 12 und 13 ist der Fliehkraftschalter als Baueinheit dargestellt. Hierbei ist die Anordnung der Fliehgewichte und Klinken rotationssymmetrisch auf dem Fliehgewichtsträger 31 deutlich. Die Verschwenkbarkeit der Schaltscheibe wird durch jeweils ein Langloch 40 ermöglicht, welches sich an den Schlitz 38 anschließt und den Lagerbolzen 33 aufnimmt. Weiterhin ist die Anordnung und Ausgestaltung der Steuerzapfen 36 erkennbar, welche jeweils im Fliehgewicht 34 nahe der Lagerbohrung 34a angebracht und in den Schlitzen 38 geführt sind. Die rund ausgebildeten Steuerzapfen 36 sind im Fliehgewicht eingesetzt und mittels Rändelung am Schaft gehalten. — Die untereinander gleichartigen Fliehgewichte können als Sinterformteil oder auch als Druckgußteil hergestellt sein. Dabei ist es auch möglich, den Steuerzapfen 36 anzuformen.

Bei Schwenken der Fliehgewichte 34 wird Über die Steuerzapfen 36 die Schaltscheibe verschwenkt, welche sowohl die Fliehgewichte hinsichtlich einer gleichmäßigen Bewegung koordiniert als auch die Schaltklinken

steuert. Diese greifen beim Ausschwenken in ein Gesperre, welches beispielsweise in einem umschließenden Mitnehmerring vorgesehen ist. — Bei Verminderung der Drehzahl des Fliehgewichtsträgers 31 fallen die Fliehgewichte auch unter Wirkung der Rückholfe dem zurück, die Schaltscheibe wird verdreht und die Klinken können außer Eingriff gelangen. Dabei werden die Klinken 32 von dem Mitnehmerring überholt und werden auf Grund der gesondert geformten Kontur des Klinkenrückens von den Gesperrezähnen zurückge drückt und kommen außer Eingriff.

Der vorbeschriebene Fliehkraftschalter als Ganzes ist im Anwendungsbeispiel in einer Mehrgang-Übersetzungsnabe mit automatischer Gangumschaltung für

Fahrräder od. dgl. eingebaut. Diese Mehrgang-Übersetzungsnabe ist mit Ausnahme des Fliehkraftschalters als Baueinheit im Aulbau gleich derjenigen Nabe bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1—5. — Die entsprechenden Teile der Mehrgangnabe sind daher mit den gleichen Positionen bezeichnet, nämlich die Lagerhülse mit 15, auf der der Fliehkraftschalter drehbar gelagert ist. Die diese Lagerhülse wie auch die gesamte Nabe tragende Nabenachse ist mit 18 bezeichnet, die in einem nicht dargestellten Fahrzeugrahmen fest gelagert ist. Das mit dem Fliehgewichtsträger 31 drehfest verbundene Hohlrad trägt die Bezeichnung 17 und das dieses antreibende Planetenrad die Bezeichnung 18. Auf der Nabenachse 16 ist das Sonnenrad 19 fest angebracht, und die im Antreiber 21 der Nabe angeordneten Planetenradachsen sind mit 20 und der daran befestigte Kettenzahnkranz mit 22 bezeichnet. Der die freien Enden der Planetenradachsen verbindende Stützring, welcher zugleich für den Antrieb der Lagerhülse 15 dient, ist auch in diesem Ausführungsbeispiel mit 23 bezeichnet. Die im Inneren der Nabenhülse 24 befindlichen Klinken 25 übertragen den Antrieb im Normalgang von der Lagerhülse 15 auf die Innenverzahnung 26, die in der Nabenhülse 24 fest vorgesehen ist. Für den Antrieb über die von dem erfindungsgemäßen Fliehkraftschalter einschaltbare Übersetzung dient der verzahnte Mitnehmerring 8, welcher in der Nabenhülse 24 befestigt ist, und in den die Klinken 32 nach Freigabe durch die Schaltscheibe eingreifen können.

Der vorbeschriebene Fliehkraftschalter mit einer Schaltscheibe für die Klinken, die zugleich auch den Steuerring für die beiden Fliehgewichte darstellt, ist gegen den Fliehkraftschalter mit gesondertem Steuerring, wie in den F i g. 1 — 6 dargestellt, in der gezeigten Mehrgang-Übersetzungsnabe austauschbar hinsichtlich Einbauabmessungen als auch Wirkungsweise.

In den Fig. 14—18 ist eine weitere Ausführungsform des Fliehkraftschalters dargestellt, der wie die Ausführungsformen gemäß den Fig. 1—6 und 7—13 in einer Mehrgang-Übersetzungsnabe für Fahrräder od. dgl. für die automatische Gangumschaltung Verwendung findet und auch gegen die beiden bereits beschriebenen Fliehkraftschalter austauschbar ist. Zur Vereinfachung der Darstellung ist lediglich der Fliehkraftschalter selbst in der neuen Ausführungsform gezeigt, ohne die dadurch beispielsweise geschaltete Mehrgang-Übersetzungsnabe. Wie insbesondere die Fig. 14 und 15 erkennen lassen, weist der Fliehkraftschalter des Ausführungsbeispiels als wesentlichen Bestandteil einen Fliehgewichtsträger 51 mit drei in Taschen gelagerten Klinken 52 mil spezieller Rückenkontur auf, welcher mittels einer Lagerbohrung 53 auf einer nicht gezeigten Lagerhülse drehbar angeordnet werden kann. An diesem Fliehgewichtsträger 51 sind drei bogenförmig ausgebildete Fliehgewichte 55 auf Lagerbolzen 54 mit Rückholfedern 56 schwenkbar gelagert. Die Lagerbohrung 55a für den Lagerbolzen 54, d.h. der Drehpunkt des Fliehgewichtes, ist an dem einen Ende des Gewichtes vorgesehen, und in diesem Bereich ist letzteres in der Breite beseitigt vermindert. — Die zu diesem Beispiel eines Fliehkraftschalters gehörigen Fliehgewichte sind in den Fig. 15, 17 und 18 im einzelnen dargestellt. Auch diese bogenförmigen Fliehgewichte 55 weisen jeweils eine Bohrung 55a für den Lagerbolzen 54, und dieser benachbart eine Bohrung 55b für einen eingesetzten runden Steuerzapfen 57 auf. Beide Bohrungen liegen dabei auf einer Radialen, die durch den Mittelpunkt des Radius des inneren Bogens des Fliehgewichtes verläuft. Auch bei dieser Ausbildung der Fliehgewichte ist die bereits erwähnte innere Übersetzung vorhanden auf Grund der Zuordnung von Drehpunkt und Steuerzapfen. Untereinander sind die Fliehgewichte gleich ausgebildet, dabei ist es auch hier möglich, ein Sinterformteil oder auch ein Druckgußteil zu wählen. Der Steuerzapfen zur Beeinflussung der Klinken kann dabei eingesetzt oder auch angeformt

ίο sein. Die auf das Fliehgewicht jeweils wirkende Rückholfeder 56 kann dabei gewunden oder auch als Schenkelfeder ausgebildet sein. — Wie die Fig. 15 weiterhin erkennen läßt, ist am freien Ende des Steuerzapfens 57 ein Einstich 58 vorgesehen, wodurch ein etwa scheibenförmiger Kopf 59 entsteht, der zugleich das Zapfenende bildet.

Am Fliehkraftsehalter ist eine Schaltscheibe 60 vorgesehen, welche als Ring ausgebildet ist. Der Zapfenkopf 59 des Steuerzapfens 57 jeweils hält diese ringförmige Schaltscheibe 60 in ihrer Lage senkrecht zum Fliehgewichtsträger 51. Die Schaltscheibe 60 ist im Rahmen der Erfindung ohne zentrale Lagerbohrung ausgestaltet und lagert, wie bereits angedeutet, nur auf den Steuerzapfen an den Fliegewichten. Dazu sind in der ringförmigen Schaltscheibe am Umfang gleichmäßig verteilt Aussparungen 61 mit teilweise kreisförmiger Begrenzung vorgesehen, welche mit den Einstichen 58 der Steuerzapfen 57 zusammenarbeiten. Diese Aussparungen 61 in der Schaltscheibe 60 entsprechen in ihrer Anzahl der Zahl der Steuerzapfen 57 an den Fliehgewichten 55. Weiterhin sind an der ringförmigen Schaltscheibe 60, gleichfalls gleichmäßig auf den Umfang verteilt, Steuer-Profilausschnitte 62 vorgesehen, deren Anzahl derjenigen der Schaltklinken 52 im

J5 Fliehgewichtsträger 51 entspricht. Diese Profilausschnitte sind im Abstand von den Aussparungen 61 rotationssymmetrisch angeordnet. Die radial äußeren Profilkanten der Ausschnitte 62 liegen ebenso wie die Aussparungen 61 jeweils auf einem Umfangskreis der Schaltscheibe 60, wobei diese beiden Kreise in etwa zusammenfallen.

Der Mitteldurchbruch 63 der ringförmig ausgebildeten Schaltscheibe 60 ist nun so groß gewählt, daß die gesamte Scheibenmitte entfällt, die Schaltscheibe stellt

«5 nunmehr einen Ring dar, bei dem die zentrale öffnung bis zu den Aussparungen 61 für die Fliehgewichtszapfen 57 und den Steuerprofilausschnitten 62 für die Klinken 52 reichen. Diese Schaltscheibe in Ringform, die sowohl die Funktion eines Steuerringes als auch die eines Schaltorganes für die Klinken übernimmt, wird im Ausführungsbeispiel, wie es beschrieben und dargestellt ist, von den Steuerzapfen 57 der drei Fliehgewichte 55 gehalten, welche, gelagert auf festen Lagerbolzen 54, beim Ausschwenken die Schallscheibe 60 verdrehen und dadurch die in den Profilausschnitten 62 geführten Klinken 52 steuern. Mit dieser Lagerung einer Schaltscheibe wird zum einen in einfacher Weise eine Zentrierung der Scheibe erzielt und zum anderen zugleich die einem Verdrehen entgegenwirkende Reibung vermindert, wodurch die Mitnahme der Schaltscheibe von den unter Fliehkraft ausschwenkenden Gewichten und ebenso deren Ausschwenken selbst gesichert wird. — Die besondere Rückenkontur der Schaltklinken 52 bewirkt auch hier ein leichtes Außereingriffkommen aus der nicht dargestellten umschließenden Gesperreverzahnung, wenn die auf Grund geringerer Drehzahl zusammenfallenden Fliehgewichte die Schaltscheibe zurückverdrehen.

Wie bereits erwähnt wurde, ist es auch möglich, mehr als drei Fliehgewichte, nämlich vier oder auch fünf Fliehgewichte mit entsprechender Lagerung der Schaltscheibe vorzusehen, was u. a. vom verfügbaren Platz bei dem Schaltring abhängen kann. Einen Sonderfall bildet die Anordnung von vier Fliehgewichten insofern, als es dabei dann bei einer speziellen Art eines von einem erfindungsgemäß ausgebildeten Fliehkraftschalter zu schaltenden Antriebs auch möglich wäre, mit der von den Fliehgewichten gesteuerten Schaltscheibe nur zwei Klinken zu schalten und das andere Klinkenpaar ständig im Eingriff zuhalten.

Dieser besonders vorteilhaft ausgestaltete vorbeschriebeiie Fliehkraftschalter kann gleichfalls wie die Ausführungsformen gemäß den Fig. 1—6 und 7 —13 in einer Nabenhülse einer Mehrgang-Übersetzungsnabe mit automatischer Gangumschaltung verwendet werden und ist gegen die beiden vorgenannten Ausführungsformen austauschbar.

Die beschriebenen drei Ausführungsformen eines Fliehkraftschalters gemäß der Erfindung sind weiterhin mit Vorteil auch für andere Antriebe anwendbar, beispielsweise in Getrieben für befestigungsfreie Waschvollautomaten mit schwingend angeordneten Laugenbehälter und daran angebrachten Antrii.Li.aggregat. Auch in diesem Anwendungsfall treten Erschütterungen auf, deren störende Auswirkung auf die ordnungsgemäße Funktion der Fliehgewichte eines Fliehkraftschalters, der für das Einschalten einer Zwischenschleuder- oder Trockenschleuder-Drehzahl

ίο vorgesehen ist, durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Fliehkraftschalters zumindest mit einem Steuerring zur Koordinierung der Bewegung der Fliehgewichte verhindert werden kann. Weiterhin ist die Verwendung eines erfindungsgemäß ausgestalteten Fliehkraftschalters auch im Antriebssystem eines Kraftfahrzeuges mit Vorteil denkbar, da auch hier im Fahrbetrieb mehr oder minder starke Erschütterungen auftreten können, die sich nicht auf den Fliehkraftschalter bzw. auf dessen zuverlässige Arbeitsweise auf Grund der Funktion der Fliehgewichte auswirken sollen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Fliehkraftschalter für automatisch betätigte Gangumschaltung, insbesondere bei Mehrgang-Übersetzungsnaben für Fahrräder od. dgl., bestehend aus einer angetriebenen Nabenhülse und einer treibenden Antriebseinrichtung, wobei die Antriebseinrichtung einen Antreiber, mindestens ein Getriebe und Kupplungseinrichtungen umfaßt, mit denen der mit Fliehgewichten ausgerüstete Fliehkraftschalter in Wirkverbindung steht und zum Schalten von verschwsnkbaren Klinkenschaltorganen dient, dadurch gekennzeichnet, daß die an jedem jeweils an einem Zapfen schwenkbeweglichen Fliehgewichte (4,34,55) in der unmittelbaren Nähe seines Schwenkpunktes vorgesehenen Einwirk-Mittel als axial gerichtete, einseitig aus der Ebene der Flie'igewichte herausragende Steuerorgane (Steuernocken 6, Steuerzapfen 36 bzw. 57) ausgebildet sind, deren Achse (34b, 55b) jeweils zur Schwenkachse des Fliegewichtes (4a, 34a, 55a) parallel verläuft.

2. Fliehkraftschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan jeweils am Fliehgewicht (4) als Steuernocken (6) mit etwa dreieckförmigem Grundriß ausgebildet ist, wobei die mit der zu steuernden Sperrklinke (2) der Kupplungseinrichtung zusammenarbeitende Nockenfläche (6a) etwa auf einer Radialen vom Fliehgewicht (4a,) und ebenso wie die andere, im Winkel dazu liegende Nockenfläche (6b) etwa bogenförmige Kontur aufweist.

3. Fliehkraftschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan jeweils am Fliehgewicht ais Zapfen (36, 57) mit rundem Querschnitt ausgebildet ist, wobei dieser Steuerzapfen mit dem Drehpunkt (34a, 55a,) jeweils des Fliehgewichtes (34, 55) auf einer Radialen liegt. (F ig. 7,9,12,13; 15,17).

4. Fliehkraftschalter nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (Nocken 6, Zapfen 36, 37) zur Beeinflussung der Sperrklinken (2; 32, 52) jeweils am Fliehgewicht angeformt ist.

5. Fliehkraftschalter nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (Nocken 6, Zapfen 36, 57) zur Beeinflussung der Sperrklinken (2; 32, 52) als gesonderter Teil ausgebildet und in den Fliehgewichtskörper eingesezt ist. (F i g. 7,11,13; 15).

6. Fliehkraftschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte (4; 34; 55) untereinander gleichartig, etwa bogenförmig mit am einen Ende des Fliehgewichtskörpers vorgesehenem Drehpunkt für den Lagerbolzen (3) ausgebildet sind.

7. Fliehkraftschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte (4; 34; 55) jeweils aus einem Sinterformteil bestehen.

8. Fliehkraftschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte (4; 34; 55) jeweils als Druckgußteil ausgebildet sind.