DE1902021C3

DE1902021C3 - Selbsttätig schaltende MehrgangÜbersetzungsnabe mit Planetengetriebe

Info

Publication number: DE1902021C3
Application number: DE1902021A
Authority: DE
Inventors: Horst Schulz; Joachim Schwerhoefer
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1969-01-16
Filing date: 1969-01-16
Publication date: 1974-05-02
Also published as: SE371618B; DE1902021A1; GB1255463A; US3661034A; NL7000229A; FR2033247A6; DE1902021B2; PL72657B1; SU559634A3

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätig schaltende Vfchrgang-Übcrsctzungsnabc mit einem Planetenradsatz, dessen inneres Zcntrafraü (Sonnenrad) achicnfesi, dessen Träger über eine erste Freilaufkupplung und dessen äußeres Zentralrad (Hohlrad) über .Hne fliehkraftbetätigte zweite Freilaufkupplung mit Jcr Nabenhülse verbindbar ist und wobei das äußere Zentralrad über eine drif.ic Freilaufkupplung und der T'niger über eine flichkryitbctatigle vierte Frcilaufkunnlune mit dem Treiber verbindbar ist, während der Fliehkraftschalter von der Eingangsseite her angetrieben wird, nach deutschem Patent 1750 897.

Aus der französischen Patentschrift 1 348 324 ist bereits eine selbsttätig schaltende Mehrgang-Nabe bekannt, bei der jedoch für drei verschiedene Gangstufen zwei Planetengetriebe und drei als Klinkengesperre ausgebildete Kupplunijseinrichtungen vorhanden sind. Diese Bauelemente bilden insgesamt einen sehr komplizierten und aufwandreichen konstruktiven in Aufbau.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Mehrgang-Übersetzungsnabe nach dem Hauptpatent im Aufbau und in der Herstellung zu vereinfachen.

'•5 Diese Aufgabe wird erfindungf gemäß dadurch gelöst, daß die Übersetzungsnabe einen im wesentlichen symmetrischen Aufbau aufweist, wobei das oder die Planelengetriebe in der Nabenmitte angeordnet sind und die Symmetrieebene darstellet. Dadurch wird ein zn übersichtlicher, dabei aber sehr I >:npakter Aufbau der Mehrgang-Nabe erzielt, der zu ei:er im Durchmesser verhältnismäßig kleinen Nabe führt.

Vorteilhaft ist es bei einer Mehrgang-Überseizungsnabe. wobei die Fliehgewichte des gelriebeausgangsseuigen Fliehkraftschalters mit der Nabenhülse und die Fliehgewichte des getriebeeingjngsseitigen Fliehkraftschalters mit dem Antreiber verbunden sind, daß sowohl die Fliehgewichte der Fliehkraflschaller. deren Steuervorrichtung und die durch diese jo betätigten Freilaufkupplungen als auch die zwischen dem Antreiberund dem Hohlrad des ersten Planetengel riebesatzes und die zwischen dem Planetenradträger und der Nabenhülse angeordneten Freilaufkupplungen jeweils auf einer mit dem Antreiber bzw. der -.5 Nahenhulse über eine Steckkupplung, vorzugsweise eine Zahnkupplung, drehfest verbundenen Büchse angeordnet sind und diese Büchsen untereinander gleiche Bauteile darstellen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist to es vorteilhaft, wenn jeweils zwei Speriklinkcn-Freilaufkupplungcn nebeneinanderliegend auf den Büchsen angeordnet sind.

Zur Erzielung einer gedrängten Nabenbauform ist es gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung von Bedeutung, daß die Klinken der Spcrrklinken-Freilaufkupplungen in an sich bekannter Weise in taschenförmigen Vertiefungen der als Spcrrklinken- und Fliehgewichtsträger dienenden Büchsen gelagert sind.

Ein vciteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung hi-sttht darin, daß die Fliehgewichtc eines Fliehkraftschalter mittels achsparalleler Bolzen an den Büchsen in s.iüialer Richtung schwenkbar gelagert sind. H'*"-hei ist es zweckmäßig, die zur Lagerung der Fiiehgewichte dienenden Bolzen in Axialbohrungen eines gleichzeitig al Sperrklinkenträger dienenden, flanschart'gen Abschnittes der Büchsen einzuschieben und durch Sprengring»; in Achsrichtung zu fixieren. Einer gedrängten Bauform der Mehrgang-Überset/.ungsnabc dient weiterhin das Merkmal, daß das Hohlrad eines Planclengetriebesatzes sowohl die getriebeeingangsseiugen als auch die getriebcausgangsseitigen Sperrklinken und den zu beiden Seiten mit Gcsperreinncnverzahnungen versehenen Planetenradträger umschließt und daß an seinen beiden fiiidabschnitten ebenfalls Gesperreinnenverzahnungen vorgesehen sind.

Vorteilhaft für eine kompakte Bauform ist es fcr-

ner, wenn die Gesperreinnenverzahnungen des Hohlradcs und die sich zur Hohlradmitte hin anschließenden Gesperreinnenverzahnungen des Planetenradtnigers mit etwa gleichem Teilkreisdurchmesser ausgebildet sind und eine der beiden Gespcrrcinnenverzahnungen des Hohlradcs an einem drehfest mit diesem verbundenen,demontierbaren Ringvorgesehenist,da hierdurch eine Mehrgang-Übersetzungsnabe mit besonders geringem Durchmesser erhalten werden

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der eine Gesperreinnenverzahnung des Hohlrades tragende Ring mittels radialer Vorsprünge in Axialschlitzen des Hohlrades drehfest geführt und mittels eines Sprengringes axial gesichert ist. Um die Funktionssicherheit des Schaltablaufes der Mehrgang-Schaltnabe zu erhöhen, kann es vorteilhaft sein, den vorgenannten Sprengring in Achsrichtung gewölbt auszubilden, so daß zwischen dem Hohlrad und/oder dem die eine Gesperreinnenverzahnung des Hohlrades tragenden Ring und dem Planetenradträger eine reibschlüssige Verbindung vorliegt und der genannte Sprengring folglich ein Friktionsmittel bildet.

Eine weitere Vereinfachung und Vcrbilligung des Nabenaufbaues erhält man in Weiterbildung der Erfindung mit einer Nabenhülse, deren Innenbohrung völlig glatt ausgebildet ist, wobei das Antriebsorgan der Nabenhülse, z. B. eine Gesperreverzahnung oder eine Zahnkupplung, an einer mit der Nabenhülse drehfest verbundenen Ringscheibe od. dgl. angeordnet ist. Eine solche Nabenhülse kann mit einem Minimum an Aufwand hergestellt werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die mit dem Antriebsorgan der Nabenhülse versehene Ringscheibe in die Bohrung der Nabenhülsc eingepreßt und an ihrer zur Nabenachsc konzentrischen Bohrung mit einer Steckkupplung, vorzugsweise einer Zahnkupplung, versehen, die mit der abtriebsseitigen, als Fliehgewichts- und Sperrklinkenträger dienenden Büchse in Wirkverbindung steht. Die vorgenannte Ringscheibe ist im Gegensatz zur Nabenhülse gehärtet und stellt einen die eine Nabenhülsenlagerstelle aufnehmenden Abschlußdeckel der Nabe dar.

Mit Rücksicht darauf, daß die Nabenhülse selbst keinem Härtevorgang unterworfen wird, wird vorgeschlagen, im Bereich der antreiberseitigen Nabenhülseniagerung einen gehärteten Lageraußenring in die Bohrung der Nabenhülse einzupressen.

Eine im Aufbau besonders einfache "Mehrgang-Nabe in der Ausbildung als Dreigang-Übersetzungsnabe mit selbsttätiger Gangschaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von dem in der Nabenmitte vorgesehenen Planetengetriebe zu beiden Seiten dieses Getriebes jeweils zwei Sperrklinken-Freilaufkupplungen, daran anschließend die mit einer der beiden Sperrklinken-Freilaufkupplungen in Wirkverbindung stehende Steuerscheibe und daran anschließend der die Steuerscheibe betätigende Fliehkraftschalter angeordnet sind.

Eine Weiterführung der Erfindung besteht darin, daß der getriebeeingangsseitige Fliehkraftschalter mit der zwischen dem Antreiber und dem Planetenradträ-. ger angeordneten Freilaufkupplung und der getriebeausgangsseitige Fliehkraftschalter mit der zwischen der abtriebsseitigen Büchse und dem Hohlrad angeordneten Freilaufkupplung in Wirkverbindung ste-Die vom getriebeeingangsseitigen Fliehkraftschalter gesteuerten Gesperreklinken stehen in Achsrichtung über den Eingriffsbereich der zwischen diesen und der Steuerscheibe angeordneten Freilaufkupplung hinaus und befinden sich mit in der Steuerscheibe zur Steuerung der Gesperreklinken vorgesehenen Aussparungen in Eingriff.

Aus fertigungstechnischen Gründen ist es sehr günstig, wenn die verschiedenen, voneinander getrennten ίο Aussparungen einer Steuerscheibe, nämlich die Aussparungen /ur Steuerung der Klinken, zur Durchführung der Fliehgcwichtslagerbolzen und zur Aufnahme der die Steuerscheibe mit den Fliehgewichten verbindenden Stifte jeweils zu einer einzigen Aussparung verfingt sind. Dies bedeutet, daß bei der Anwendung zweier einander diametral gegenüberliegender Fliehgewichte und zweier einander ebenfalls diametral gegenüberliegender Sperrklinken die zur Steuerung der Gesperreklinken dienende Aussparung jeweils so ausgebildet ist, daß zusätzlich sowohl der Lagerbolzen eines Flichgewichtes und dessen Verbindungsstift durchgeführt bzw. vorgesehen werden kann.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht schließlich darin, daß die zu beiden Seiten des Plane- »5 tcnradtrigers vorgesehenen Gesperreinnenverzahnungen gleich ausgebildet sind, so daß das Einsetzen des Planetenradträgers wesentlich erleichtert ist.

Ein weiterer bedeutender Vorteil der Erfindung besteht schließlich darin, daß nicht nur - wie bereits dargelegt - die beiden als Sperrklinken- und Fliehgewichtsträger dienenden Büchsen, sondern auch die Fliehgewichte, die Steuerscheiben und die nicht gesteuerten Gesperreklinken unter sich völlig gleich ausgebildet sind. Hierdurch wird nicht nur die Herstellung der Nabe vereinfacht und damit verbilligt, sondern werden auch Montagefehler vermieden und wird die Ersatzteilehaltung günstig beeinflußt.

In der Zeichnung ist eine Dreigang-Übersetzungsnabe als Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fi g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Dreigang-Nabe,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II durch die Nabe nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie IH-IIl durch die Nabe nach Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV durch die Nabe nach Fig. 1,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V durch di« Nabe nach Fig. 1,

Fig. 6 einen der Fig. 5 entsprechenden Schnit durch die Nabe nach Fig. 1, jedoch mit geänderte Steuerscheibe.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Dreigang J₅ Übersetzungsnabe mit automatisch betältigbare Gangumschaltung für Fahrräder od. dgl. ist mit 1 eim starre Nabenachse bezeichnet, auf der ein Sonnen rad 2 des aus einem Planetenradträger 3 und Plane tenrädern 4 und einem Hohlrad 5 bestehenden Pia 60 netengetriebe drehfest angeordnet ist. Zu beide Seiten des in der Nabenmitte vorgesehenen Planeter getriebes sind jeweils zwei als Sperrklinken-Freilaui kupplungen ausgebildete Freilaufkupplungen vorge sehen. Es sind dies die beiden getriebeeingangsseiti 65 vorgesehenen Freilaufkupplungen 10, 25 und 11, und die beiden getriebeausgangsseitigen Freilau: kupplungen 28, 26 und 29,27. Die Freilaufk upplui gen 10,25 und 11,24 sind axial nebeneinanderliegeri

auf einer mil dem Antreiber 7 über eine Zahnkupplung 8 drehfest verbundenen und auf der Nabenachse I drehbar gelagerten Büchse 9 angeordnet. An der Müchse 9 sind Fliehgewichte 20 eines gctriebeeingangs-'jitigen Flichkraftschaltsystemes in einem flanscharligcn Abschnitt mittels 'Bolzen 21 in radialer Richtung schwenkbar angeordnet. Der Antreiber 7 h/w. die mit ihm verbundene Büchse 9 ist über die I-"reilaiifkupplung 10, 25 mit dem Hohlrad 5 und mittels liei Freilaufkupplung 11. 24 mit dem Planetenradträger 3 verbunden. Während die Freilaufkupplung K), 25 eine selbsttätig schaltbare Freilaufkupplung darstellt und damit ständig wirksam ist. handelt es skh bei der Freilaufkupplung 11. 24 um eine füehkraf !geschaltete Freilaufkupplung. Zur Steuerung der Sperrklinken 11 ist eine auf der Büchse 9 zentrierte und mittels Stiften 22 mit den Fliehgewichten 20 verbundene Steuerscheibe 16 vorgesehen. Die auf der (ietrieheausgangsseite angeordneten Freilaufkupplungen 28. 26 und 29. 27 sind auf einer Buchse 31 untergebracht. Die Büchse 31 entspricht in ihrer konstp.iktiven Ausbildung der getriebeeingangsseitigen Biiehse 9. Die Büchse 31 steht über eine Zahnkupplung 34 mit einer zugleich als Nabcnabschlußdeckel ■inenden Ringscheibe 35 in Verbindung. Die Ringscheibe 35 ist drehfest mit der Nabenhülse 36 verrnmi. i\ Die Büchse 31 b/w. die Zahnkupplung 34 stellen ':imit das Antriebsorgan der Nah< nliülse 36 dar Die Hiehgewichte 32 des getriebeausgangsseitigen Fliehkr.iftschalters sind in entsprechender Weise wie die Riehgewichte 20 mittels Bolzen 21 an der Büchse 31 ••-diwe-nkbar angelcnkt.

Wahrend die Fliehgewichte 20 des getriebeeml:'misse it igen Fliehkraftschalters mit der treikurbcli.l· l'i/ahlabhüngigcn Antreiberdrehzahl angetrieben ■·.,! Jen. erfolgt der Antrieb der Flichgewichlc 32 des •.κ i: -ebeausgangsscitigen Fliehkraftschalters fahrge-M.-hwindigkcüsabhängig. d.h.. mit der Drehzahl der Nahenhülse36. Wie bei dem getriebeeingangsseitigen Fliehkraftschaltsystem (Fliehgewicht 20) ist auch hier eine zur Steuerung der Freilaufkupplung 29, 27 dienende, mit 30 bezeichnete Steuerscheibe vorgesehen. Die nähere Ausbildung der Steuerscheibe 30 oder 16 bzw. 39 ist aus den F i g. 5 und 6 ersichtlich. Bei beiden flichkraftgesteuerten Freilaufkupplungen 11, 24 und 29. 27 sind die Sperrklinken in Achsrichtung so breit ausgelegt, daß sie in eine entsprechend profilierte Aussparung 17(vgl. Fi g. 5) bzw. 40 (vgl. F ι g. 6) hineinragen. Die Form dieser Aussparungen 17 bzw. 40 ist so gewählt, daß die Sperrklinken 11 bzw. 29 unterhalb der Ansprech- bzw. Ausrückdrehzahl des jeweiligen Fliehkraftschalters außer Eingriff mit der jeweiligen Gesperreinnenverzahnung 24 bzw. 27 gehalten werden. Beim Ausrücken eines Fliehkraftschalters wird die zugehörige Steuerscheibe um einen gewissen Betrag verdreht und damit die vorher gehaltenen Sperrklinken freigegeben.

Das Hohlrad 5 des Planetengetriebes umschliebt sowohl die getriebeeingangsseitigen Freilaufkupplungen 10, 25 und 11, 24 als auch die getriebeausgangsseitigen Freilaufkupplungen 28, 26 und 29 27 und den zu beiden Seiten mit Gesperreinnenverzahnungen 24 und 26 versehenen Planetenradträger 3 und weist an seinen beiden Endabschnitten die Gesperreinnenverzahnungen 25 und 27 auf. Die Gesperreinnenverzahnungen 25 und 27 am Hohlrad 5 und die sich zur Hohlradmine hin anschließenden Gesperrcinncnver-/ahnimcen 24 und 26 am Planetenradträger 3 sind jeweils mit gleichem Teilkreisdurchmesser ausgebildet. Um eine Montage des Planelenradträgers 3 zu ermöglichen, ist die eine der beiden Gesperreinnenverzahnungen 25 und 27 des Hohlrades 5, hier die Gesperrcinnenverzahnung 25, an einem drehfest mit dein Holilrad verbundenen, demontierbaren Ring 12 vorgesehen. Der Ring 12 ist-vgl. Fig. 3- mittels radialer Vorsprünge 14 in entsprechenden Axialschlit/cn 13 de«. Hohlrades 5 drehfest geführt und mittels eines

ίο Sprengringes 15 axial gesichert. Der Sprengring 15 kann dabei in Achsrichtung gewölbt ausgebildet sein, so daß unier der Wirkung des derart in axialer Richtung federnd wirkenden Sprengringes der Ring 12 rcibschliissig am Planetenradträger 3 zur Anlage kommt. Im Bedarfsfälle könnte man daher mit einem derartigen Sprengring auf einfachste Weise eine zusätzliche Friktionscinrichtung/.iir Erleichterung der Schal !vorgänge erzielen.

Die Nabenhülse 36 ist mit glatter Innenbohrung ausgebildet und nicht gehärtet. Wie bereits erwähnt, ist das Antriebsorgan dei Nabenhülse 36. hier die Zahnkupplung 34. an der zur Nabenachse 1 konzentrischen Bohrung der Ringscheibe 35 angeordnet. Da die Ringseheibe 35 gleichzeitig die eine Lagerstelle der Nabenhülse 36 bildet, ist sie während des Fertigungsverfahrens einem Härtevorgang unterworfen worden. Im Bereich der antreiberstitigen Nabenhülscniagerung 38 ist ein gehärteter Lageraußenring 37 in die Nabenhülse 36 eingepreßt.

jn Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Planetenräder 4 in schlitzförmigen Aussparungen 41 des Planetenrad-1 ragei¹ 3 angeordnet und auf Bolzen gelagert sind. Fig. 3 läßt erkennen, daß die Klinken der Freilaufkupplungen 10. 25 und 11, 24 in taschcnf(innigen Aussparungen 23 der zur Nabenachse 1 konzentrischen Büchse 9 gelagert sind. Das gleiche gilt auch für die Anordnung der Klinken der Freilaufkupplungen 28. 26 und 29, 27 auf der anderen Büchse 31. Aus F i g. 4 wiederum ist ersichtlich, daß bei dem Ausführungsbeispiel ein Fliehkraftschalter aus jeweils zwei diametral gegenüberliegenden Fliehgewichten 20 bzw. 32 auf Lagerbolzen 21 besteht. Die axialen Stifte zwischen den Fliehgewichten 20 bzw. 32 und den davon beaufschlagten Steuerscheiben 16 bzw. 30 sind mit 22 bezeichnet. Die Fliehgewichte stehen unter Einfluß von Rückholfedern 33.

Wie die Fig. 3 und 5 erkennen lassen, bestehen sowohl die selbsttätig schaltbaren Freilaufkupplungen 10, 25 und entsprechend 28, 26 als auch die durch Fliehkraftschalter betätigten Freilaufkupplungen 11, 24 bzw. 29, 27 jeweils aus zwei einander diametral gegenüberliegenden Sperrklinken. Wie die Fig. 5 zeigt, weist die Steuerscheibe 16 und entsprechend auch die Steuerscheibe 30 drei verschiedene Aussparungen auf. Die mit 17 bezeichnete Aussparung dient zur Steuerung der Sperrklinken 11 bzw. 29. Die Aussparungen 18 dienen zur Durchführung der Fliehgewichtslagerbolzen 21 und sind in Umfangsrichtung schlitzförmig ausgebildet, um eine Verdrehung der Steuerscheibe 16 bzw. 30 zu ermöglichen. Aus dem gleichen Grunde sind die mit 19 bezeichneten, jeweils zur Aufnahme des axial gerichteten Verbindungsstiftes 22 dienenden Aussparungen in radialer Richtung als Langloch ausgebildet. Bei der in Fig. 6 gesondert dargestellten Steuerscheibe 39 sind die bei der Steuerscheibe 16 bzw. 30 erwähnten drei verschiedenen Aussparungen 17, 18 und 19 jeweils zu einer Durchbrechung 40 zusammengefaßt.

Eine solche Ausbildung der Steuerscheibe 39 h;it den Vorteil, daß sie schmaler ausgebildet werden kann, wobei hinzukommt, daß einfachere und vor allen Dingen standfestere Stanzwerkzeuge bei der Fertigung verwende! werden können.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen, selbsttätig schaltenden Drcigang-Übcrsetzungsnahe ist folgende:

Das Einschalten der fliehkraftgcschalteten Freilaufkupplungen 11, 24 und 29, 27 erfolgt nach Erreichen der entsprechenden Fahrgeschwindigkeit selbsttätig und ohne Einflußnahme des Fahrers. In Fig. 1 ist die Berggang-Schaltstellung der Übersetzungsnabe dargestellt, in der die beiden Fliehkraftschalter ausgeschaltet sind, d. h., die Fliehgewichte 20 und 32 befinden sich jeweils in ihrer Ruhelage. Hierbei werden die Sperrklinken 11 bzw. 29 durch die Steueraussparung 17 der jeweiligen Steuerscheibe 16 bzw. 30 wie aus Fig. 5 ersichtlich ist außer Eingriff mit den Gcspcrrcinnenverzahnungen 25 bzw. 27 des Hohlradcs 5 gehalten. Der Kraftfluß erfolgt somit vom Zahnkran/ 6 über den Antreiber 7, die Zahnkupplung 8 auf die als Fliehgewichts- und Sperrklinkentrager dienende Büchse 9 und von hier über die ständig wirksame Freilaufkupplung 10, 25 auf den Ring 12 und damit auf das Hohlrad 5 und von hier über die Planetenräder 4 auf den Planetenradträger 3, wobei dieser mit einer ins Langsame übersetzten Drehzahl angetrieben wird. Vom Planetenradträger 3 erfolgt der Drehmomentfluß über die ebenfalls ständig wirksame Freilaufkupplung 28, 26 auf die Büchse 31, von dieser über die Zahnkupplung 34 auf die eingepreßte Ringscheibe 35 und damit auf die Nabenhülse 36selbsi.

Wird die Fahrgeschwindigkeit durch Erhöhung der T retkuibeldrchzahi gesteigert und eine gewisse Drehzahl überschritten (Schaltpunkt), so spricht entweder der erste oder der zweite Fliehkraftschalter, d. h. der getriebeeingangsseitige oder der getriebeausgangsseitige Fliehkraftschalter art und schaltet die ihm zugeordnete Freilaufkupplung ein, wobei die andere, ebenfalls durch Fliehkraft gesteuerte Freilaufkupplung ausgeschaltet bleibt. Welcher der beiden Fliehkraftschalter (Fliehgewichte 20 oder Fliehgewichte 32) zur Schaltung des »Normal«- bzw. »Direk!«-Ganges herangezogen wird, ist eine Frage der Auslegung der Übersetzungsnabe. Sind die Fliehgewichte 20 und 32 der beiden Fliehkraftschalter gleich ausgebildet, so wird der getriebeeingangsseitige Fliehkraftschalter mit den Fliehgewichten 20 infolge der höheren AntriebsQTehzahl zuerst ansprechen. Beim Ausschwenken der Fliehgewichte 20 wird die Steuerscheibe 16 über die axialen Verbindungsstifte 22 in Richtung des Pfeiles 42 in Fig. 5 verdreht und damit die Sperrklinken 11 aus der Haltposition in der Steuerscheibe 16 freigegeben. Hiermit ist die direkte Gangstufe der Übersetzungsnabe eingeschaltet. Der Kraftfluß geht nunmehr von der Büchse 9 über die Freilaufkupplung 11,24 auf den Planetenradträger 3. Dieser treibt auch das Hohlrad 5 an, welches sich infolge der Getriebeübersetzung schneller dreht, so daß die bisher wirkende Freilaufkupplung 10,25 überholt wird. Auf der anderen Getriebeseite ist der Kraftfluß über den Planetenradträger 3 und die Freilaufkupplung 28, 26 auf die Büchse 31 und damit auf die Nabenhülse 36 bestehen geblieben.

Wird die Fahrgeschwindigkeit weiter gesteigert, so erreicht auch der mit der Nabenhülse 36 umlaufende Fliehkraftschalter mit den Fliehgewichten 32 die vorgesehene Schalldrehzahl und gibt über die Steuer-

scheibe 30 die Sperrklinken 29 frei. Die Gesperreverzahnung 27 des Hohlrades 5 holt die mil geringerer Drehzahl umlaufenden Sperrklinken 29 ein und übernimmt den Kraftfluß von der axial neben ihm liegenden Freilaufkupplung 28, 26, die nun, nachdem sie

ίο durch die Untersetzung langsamer geworden ist, überholt wird. Der »Schnelle-Gang der Überset-/ungsnahe ist damit eingeschaltet. In dieser Gangstufe gehl der Kraftfluß vom Antreiber 7 über die Bir.hsc 9 und die Freilaufkupplung 11, 24 in den Planelenrad-

'5 träger 3, von hier durch die Planctenrädcr 4 übersetzt ins Schnelle auf das Hohlrad 5 und von dort über die Freilaufkupplung 29, 27 und die Büchse 31 über die Ringscheibe 35 auf die Nabenhülse 36.

Der Fahrer bestimmt den Zeitpunkt des Zurück-

Schaltens der Überset/ungsnabc in jedem FaIU selbst. Allerdings muß die dem Gangwechsel zugeordnete Fahrgeschwindigkeit erreicht oder unterschritt·.!! sein. Beim Zurückschalten vom Schnell- in den Normalgang genügt ein kurzzeitiges leichtes Zurückbleiben

*5 mit der Pcdaldrehzahl, zum Wechsel von Noirrvl- in den Berggang dagegen muß eine Rücktrittbewegung erfolgen, sonst unterbleibt die eigentliche Schaltung bis zum Stillstand des Fahrrades und das folgende Anfahren erfolgt dann mit dem Normalgang. Der Fahrer

kann also wählen, ob er trotz geringer Fahrgeschwindigkeit weiter im Normalgang bleiben oder im ί·;erggang fahren will. In diesem Fahrbereich liegt als.· eine Wahlschaltung vor. Will der Fahrer nach dem Stillstand im Berggang anfahren, so muß er vorher /u-

rucktreten oder zurückgetreten haben; andernfalls ist bereits im Stillstand der Normalgang eingeschaltet. So ist das hier wirksame, von der Tretkur! eldrchzahl abhängige Schaltsystcm (Gesperre 11) von unnötigen Schaltungen, die sonst von jeder Freilaufphase ausge-

ost wurden, verschont. Das andere Schaltsvstem (Freilaufkupplung 29, 27) ist dagegen fahrgeschwindigkeitsabhangig und somit vor unnötigen Schaltungen ohnehin sicher

Durch die Widerstände in den Verzahnungen des

Planetengetriebes ist gesichert, daß im Freüaufzustand stets der mit der Nabenhülse 36 gekuppelte Sperrklinkenträger, d. h. die Büchse 31, entsprechend umlauft, während das Hohlrad 5 und der Planetenradträger 3 nur mit der Drehzahl des Antreibers 7

so umlaufen. Es tritt dabei ein Freilaufzustand der beiden Klinkenkupplungen auf. Diese Widerstände können noch falls erforderlich, durch zusätzliche Friktionsmitte - etwa durch Anwenden eines in Achsrichtung gewölbt ausgebildeten Sprengringes 15 - verstärkt

werde_n._Beim Zurücktreten bewirken die genannten Widersrande eine Bremsung der Getriebeteile, so daß das mit dem Antreiber 7 bzw. der Büchse 9 gekuppelte Sperrklinkensystem (Sperrklinken 10 und 11) die zugehörigen Sperrklinkenverzahnungen im HoW-

rad und Planetenradträger überholt

Eine mögliche Ausführungsvariante des Erfindungsgedankens wäre darin zu sehen, daß an Stelle der nebeneinanderliegend angeordneten Freilaufkupplungen konzentrisch ineinander angeordnete

Freilaufkupplungen angewandt werden würden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Selbsttätig schaltende Mehrgang-Übersetzungsnabe mit einem Planetenradsatz, dessen inneres Zentralrad (Sonnenrad) achsenfest, dessen Träger über eine erste Freilaufkupplung und dessen äußeres Zentralrad (Hohlrad) über eine fliehkraftbetätigte zweite Freilaufkupplung mit der Nabenhülse verbindbar ist und wobei das äußere Zentralrad über eine dritte Freilaufkupplung und der Träger über eine fliehkraftbetätigte vierte Freilaufkupplung mit dem Treiber verbindbar ist, während der Fliehkraftschalter von der Eingangsseite her angetrieben wird, nach deutschem Patent 1 750897, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungsnabe einen im wesentlichen symmetrischen Aufbau aufweist, wobei das oder die Planetengetriebe (2, 3, 4, 5) in der Nabenmitte angeordnet sind und die Symmetrieebene darstellen.

2. Mehrgang-Übersetziingsnabe nach Anspruch 1, wobei die Fliehgewichte des getriebeausgangsseitigen (zweiten) Fliehkraftschalters mit der Nabenhiilse und die Fliehgewichte des getriebeeingangsseitigen (vierten) Fliehkraftschalter mit dem Antreiber verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Fliehgewichte (20, 32) der Fliehkraftschalter, deren Steuervorrichtung (16, 30) und die durch diese betätigten Freilaufkupplungen (11, 24; 29, 27) als auch die zwischen dem Antreiber (7) und dem Hohlrad (S) des ersten Planetengetriebesa '.es und die zwischen dem Planetenradträger (3) und der Nabenhülse (36) angeordneten Freilaufkupplungen (10, 25; 28, 27) jeweils auf einer mit dem Antreiber (7) bzw. der Nabenhülse (36) über eine Steckkupplung, vorzugsweise eine Zahnkupplung (34), drehfest verbundenen Büchse (9, 31) angeordnet sind und diese Büchsen untereinander gleiche Bauteile darstellen.

3. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Sperrklinken-Freilaufkupplungen (10, 25; 11. 24 und 28, 26; 29, 27) nebeneinanderliegend auf den Büchsen (9 bzw. 31) angeordnet sind.

4. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinken (10, 11; 28, 29) der Sperrklinken-Freilaufkupplungen in an sich bekannter Weise in tasehenförmigen Vertiefungen (23) der als Sperrklinken- und Fliehgcwichtsträger dienenden Büchsen (9, 31) gelagert sind.

5. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den An-Sprüchen 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte (20 bzw. 32) mittels achsparalleler Bolzen (21) an den Büchsen (9 bzw. 31) in radialer Richtung schwenkbar gelagert sind.

6. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den An-Sprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Lagerung der Fliehgewichte (20 bzw. 32) dienenden Bolzen (21) in Axialbohrungen eines gleichzeitig als Sperrklinkenträger dienenden, flanschartigen Abschnittes der Büchsen (9 bzw. 31) eingeschoben und durch Sprengringe axial fixiert sind.

7. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (5) eines Planetengelriebesatzes sowohl die getriebeeingangsseitigcn (10, 11) als auch die getricbeausgangsseitigen Sperrklinken (28, 29) und den zu beiden Seiten mit Gesperrejnnenverzahnungen (24; 26) versehenen Planetenradträger (3) umschließt und daß an seinen beiden Endabschnitten ebenfalls Gesperreinnemerzahnungen (25; 27) vorgesehen sind.

8. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesperreinnenverzahnungen (25; 27) des Hohlrades (5) und die sich zur Hohlradmitte hin anschließenden Gesperreinnenverzahnungen (24; 26) des Planetenradträgers (3) mit etwa gleichem Teilkreisdurchmesser ausgebildet sind und eine der beiden Gesperreinnenverzahnungen (25) des Hohlrades an einem drehfest mit diesem verbundenen, demontierbaren Ring (12) vorgesehen ist.

¹J. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Gesperreinnenverzahnung(25) des Hohlrades (5) tragende Ring (12) mittels radialer Vorsprünge (14) in Axialschlitzen (13) des Hohlrades drehfest geführt und mittels eines Sprengringes (15) axial gesichert ist.

10. Mchrgang-Übcrset/tiiis'! nabe nach Anspruch y, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengring (15) in Achsrichtung gewölbt ausgebildet ist.

11. Mehrgang-Überset/ungsnabe nach den Ansprüchen 9 und 10. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hohlrad (5) und/oder dem die eine Gesperreinnenver/ahnung (25) des Hohlrades tragenden Ring (12) und dem Planetenradträger (3) eine reibschlüssige Verbindung besteht.

12. Mehrgang-ÜberseUungsnabe nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenhülse (36) mit glatter Bohrung (43) ausgebildet und das Antriebsorgan (Zahnkupplung 34) der Nabenhiilse an einer mit der Nabenhülsc drehfest verbundenen Ringscheibe (35) angeordnet ist.

13. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 12. dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (35) in die Bohrung (43) der Nabenhülsc

(36) eingepreßt ist und an ihrer zur Nabenachse (1) konzentrischen Bohruüg eine mit der abtriebsseitigen, als Fliehgewichts- und Sperrklinkenträger dienenden Büchse (31) in Wirkverbindung stehende Zahnkupplung (34) trägt.

14. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (35) im Gegensatz zur Nabenhülse (36) gehärtet ist und einen die eine Nabcnhülsenlagcrstelle aufnehmenden Abschlußdcckel der Nabe darstellt.

15. Mehrgang-Überset?imguiiabc nach den Ansprüchen 1 bis 14. dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der antreibcrscitigen Nabcnhülscnlagtrung (38) ein gehäiteler l.ageraußenring

(37) in die Bohrung der Nabenhülse (36) einge preßt ist. ·

16. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 bis 15 in der Ausbildung als Dreigang-Nabe, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von dem in der Nabenmitte vorgesehenen Planetengetriebe (2, 3,4,5) zu beiden Seiten die-

scs Getriebes jeweils zwei Sperrklinken-Freilaufkupplungen (10, 25: 11, 24 bzw. 28, 26: 29, 27), eint-' mit einer der beiden Sperrklinken-Freilaufkupplungen (11 bzw. 29} in Wirkverhindung stehende Steuerscheibe (16 bzw. 30) und daran anschließend der die Steuerscheibe belangende Fliehkraftschalter (Fliehgewichic 20 bzw. 32) angeordnet sind.

17. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 bis lfi in Ausbildung als Dreigang-Nabe, dadurch gekennzeichnet, daß der gelriebeiMiigarfgsseilige Fliehkraftschalter (Fliehgevvichie 20) mit der zwischen dem Antreiber (7) und dem Planetenradträger (3) angeordneten Freilaufkupplung (11,24) und der getriebeausgangsseitigc Fliehkraftschalter (Fliehgewichte 32) mit der zwischen dor abtriebsseitigcn Büchse (31) und dem Hohlrad (5) angeordneten Freilaufkupplung (29. 27) in Wirkverbindung stehen.

IS. Mehrgang-übersetzungsnabe nach don Ansprüchen 1 bis 17 in der Ausbildung a's Dreiuang-Nahe, dadurch gekennzeichnet, il.sß die vom gciriebeeingangsseitigen Fliehkraftschalter (Fliehgewichte 20) gesteuerten Gesperreklinken (11) in Achsrichtung über den Eingriffsbereich der wischen diesen und der Steuerscheibe (16) angeordneten Freilaufkupplung (10) hinau^stehen und in das Sieuerfenstcr (17) der Steuerscheibe (16) hineinragen.

19. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 bis 1 S in der Ausbildung als Dreigang-Nabe. wobei die Steuerscheibe /ur Betätigung uaer fliehkraflgeschalteten Klinkenfreilaufkupplung Aussparungen zur Steuerung der Klinken, zur Durchführung der Fliehgewichtslagerbol/eii und der zur Verbindung der Fliehtewichtc mit der Steuerscheibe dienenden Stifle vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß hei der Anwendung zweier einander diametral gegenüberliegender Fliehgewichte (20 bzw. 32) und zweier ebenfalls einander diametral gegenüberliegender Gesperreklinken (11 bzw. 29) das jeweils einei (iesperreklinkc (11:29) zugeordnete Sicuerfcnsler (40) so ausgebildet ist, daß in der gleichen Aussparung sowohl der Lagerbolzen (21) des einen Fliehgewichtes als auch dessen Verbindim»--.stift (22) durchgeführt bzw. vorgesehen werden könne·¹.

20. Mehrgang-Übcrsely.ungsiiaru: nach den Ansprüchen! bis 19. dadurch gekennzeichnet, daß die zu beiden Seilen des Planelenradträgers (3) vorgesehenen Gcsperreinnenverzahnungcn (24. 26) gleich ausgebildet sind.