DE190845C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die ^Erfindung betrifft eine Freilaufnabe mit Wechselgetriebe und Gegentretbremse, bei welcher die Antrieb- und Bremskraft durch die mit Gewinde versehene verlängerte Kettenradnabe übertragen wird. Bei Freilaufnaben mit Rücktrittbremsen sind Einrichtungen bekannt, mittels derer die Nabe für verschiedene Geschwindigkeit benutzt werden kann, ohne daß sie die Freilauf eigenschaft verliert. Solche

ίο Naben sind auch in Ausführungen bekannt geworden, bei denen· der Wechsel der Übersetzung entweder durch Rückwärtstreten erfolgt oder von der Hand des Fahrers eingeleitet wird. An sich ist es ferner bei Naben mit durch Verschiebung einer Kupplungshülse erfolgendem Wechsel der Übersetzung bekannt, die Verschiebung der Hülse durch eine innerhalb der einen Abschlußplatte der Nabe liegende, von außen drehbare Gewindemuffe oder de^gl. zu bewirken. Den bekannten Anordnungen gegenüber wird die Erfindung in der durch die Ansprüche gekennzeichneten Anordnung einer besonderen, mit dem Gewinde der Kettenradnabe in Eingriff befindlichen

Muffe gesehen, die den Wechsel der Übersetzung und das. Anziehen der Bremse vermittelt.

Die Zeichnungen zeigen zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, und zwar Fig. ι bis 9 eine solche, bei der der Wechsel der Übersetzung durch kurzes Gegentreten erfolgt und Fig. 10 bis 18 eine solche, bei der die Umstellung der Übersetzung von Hand des Fahrers herbeigeführt wird".

Fig. ι ist ein Längsschnitt durch die erste Ausführungsform, Fig. 2 ein Querschnitt nach 2-2 in Fig. i, Fig. 3 ein solcher nach 3-3 in Fig. i, während die Fig. 4 bis 9 verschiedene Einzelteile veranschaulichen. Fig. 10 ist ein Längsschnitt durch die zweite Ausführungsform, Fig. 11 bis 18 zeigen schaubildlich einzelne Teile derselben in Ansicht.

In Fig. I bis 9 ist A die Radnabe, jB die Achse, welche in der rückwärtigen Gabel des Fahrrades gelagert ist, C¹ das Kettenantriebrad mit Gewindehülse C (Fig. 6), D die Bremsantriebmuffe (Fig. 4), E die Hauptkuppelhülse (Fig. 8), G die Hilfskuppelhülse (Fig. 5) und F die die höhere Übersetzung vermittelnde Gegenkupplungshülse für letztere (Fig. 7).

Die Nabe ist mit ihrem einen Ende mittels des Kugellagers c² auf der Kettenradnabe gelagert, die in üblicher Weise die mit einem Schraubengang C³ versehene Gewindehülse C trägt. Die Hauptkupplungsmuffe E steht mit Muttergewinde e mit dem Gewinde C³ in Eingriff. Das innere Ende der Muffe E ist becherförmig gestaltet und bildet einen äußeren Kupplungskegel E\ der mit der Nabeninnenfläche A³ gekuppelt werden kann, während der innere Teil zur Aufnahme der Hülsen F und G dient. Die Muffe E steht unter dem Einfluß der üblichen Schraubenfeder is¹⁰ (Fig. 9), welche wie bei bekannten Freilaufnaben dieser Art den Zweck hat, als Schleiffeder zu wirken und dadurch die Verschiebung der Muffe zu sichern.

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Beim Vorwärtsdrehen des Kettentriebes veranlaßt der Schraubengang der Hülse C eine seitliche Verschiebung der Muffe E, wodurch deren Kuppelfläche E¹ mit der Nabenfläche A³ in Eingriff gebracht wird und das Kettenrad mit der Nabe gekuppelt wird, so daß letztere in gleicher Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit wie der Kettentrieb nach vorwärts gedreht wird.

Beim Rückwärtsdrehen des Kettenrades oder bei Stillstand desselben und Weiterdrehung der Nabe wird die Muffe E von der Nabe entkuppelt,- so daß das Rad frei und vom Antrieb unabhängig laufen kann.

Um die Nabe schneller laufen zu lassen als den Kettentrieb, ist die Hülse F (Fig. 7) vorgesehen, die an einem Ende mit einem Flansch. F¹ und mit inneren und äußeren Laufflächen f,f^l für die Kugellager f'², /³ versehen ist. Der innere Satz /² läuft auf den Lagern d⁸ der Bremsantriebmuffe D, der äußere Satz /³ zwischen F und Nabe A. Am Flansch F¹ sind die Zahnräder F² des Planetcnrädergetriebes auf Zapfen F³ gelagert, die einerseits in F¹, anderseits in einer j Scheibe F⁴ (Fig. 7) eingelassen sind, so daß die Hilfsantriebhülse F leicht herausgenommen werden kann.

Der Antrieb der Hülse F erfolgt von dem Haupttrieb C aus unter Vermittelung der Hilfskupplungsmuffe G. Diese ist mit einem inneren Schraubengang g versehen, welcher mit dem Gewinde C³ der Antriebhülse C in Eingriff steht. Auf der Außenfläche der Muffe g ist außerdem eine Nut G⁶ vorgesehen, in welche ein federnder Ring G⁷ faßt, welcher etwas über die Oberfläche der Muffe herausragt und hemmend an der Innenfläche der Hülse F anliegt, wenn die Muffe G seitlieh verschoben werden soll. Der federnde Ring G⁷ hat also bei der Muffe G den gleichen Zweck zu erfüllen, wie die Feder E¹⁰ bei der Muffe E. Die Muffe G wird, wenn frei, bei Vorwärtsdrehung des Kettenrades seitlich verschoben, derart, daß ihre Kuppelfläche G² mit der Innenfläche F⁵ der Hülse F in Eingriff tritt. Ein Weiterdrehen des Kettenrades verursacht die Kupplung der Muffe G mit der Hülse F, welche durch die in einen Zahnkranz A⁴ der Nabe eingreifenden Zahnräder F² mit der Nabe gekuppelt ist und letztere je nach der Übersetzung der Zahnräder mit größerer Geschwindigkeit antreibt. Wenn der Vorwärtsantrieb aufhört und eine kleine Rückbewegung des Kettenrades erfolgt, wird die Zwischenmuffe G wieder gegen die Bremsantriebmuffe D hinbewegt und von der Hülse F entkuppelt, so ,- daß diese leer läuft.

Bei eingeschalteter großer Übersetzung wird die Hauptkupplungsmuffe E dadurch unwirksam, daß die Nabe mit größerer Geschwindigkeit läuft als die Kuppelhülse selbst, da bei Berührung der Kuppelfläche Ε^Λ mit der Nabeninnenfläche A³ die Muffe E mitgenommen und vorwärts gedreht wird, wodurch ihr Losschrauben von der Gewindehülse C und damit ihre Entkupplung von der Nabe erfolgt.

Ohne Anordnung einer Vorrichtung; zum Zurückhalten der Hilfskupplungsmuffe G würde diese beim Vorwärtstreten jederzeit seitlich bewegt und mit der Hülse F gekuppelt werden. Es ist daher notwendig, Mittel vorzusehen, mit deren Hilfe der Fahrer den Eingriff von G mit F verhindert, "wenn die Nabe vom Antrieb aus unmittelbar ohne Übersetzung angetrieben werden soll.

Zu diesem Zwecke dient ein Anschlag, welcher willkürlich in und außer Tätigkeit gebracht werden kann, je nachdem, ob die seitliche Verschiebung der Hilfskupplungsmuffe erfolgen soll oder nicht. Dieser Anschlag besteht aus einem Ringflansch H\ welcher an einer Muffe H innerhalb der verlängerten Kettenradnabe auf der Achse verschiebbar angeordnet ist (Fig. 1). Die Muffe H ist bei h geschlitzt und wird durch einen Stift h^l der Achse B unter Verhinderung ihrer Drehung geführt. Der Flansch U¹ der Muffe H dient als Anschlag für die Seitenfläche einer Ringnut G⁵ innerhalb der Hilfskupplungsmuffe G. Das andere Ende der Muffe H ist mit Sperrzähnen H'² versehen, welche mit gleichartigen Zähnen J¹ einer Gegenmuffe I in Eingriff treten können. Die Zahnenden beider Muffen sind verhältnismäßig breit gestaltet, um große Auflagerflächen zu bieten, wenn die Zähne außer Eingriff sind und sich gegenüberstehen (Fig. 1).

In dieser Stellung liegt der Flansch H^l der Muffe H an dem Rand der Nut G⁵ der Hilfskupplungsmuffe G an, so daß diese an einer seitlichen Bewegung zwecks Kupplung mit der Hülse F verhindert ist. Da außerdem die Gegenmuffe / gegen einen auf der Achse verschraubten Konus c¹ anliegt, so bietet die Muffe H in dieser Stellung einen vollkommen starren Anschlag für die außer Eingriff befindliche Muffe G. Durch Drehung der Gegenmuffe / zwecks . Eingriffs der 7Jskmz H* und J¹ wird die Muffe G frei und kann zwecks Kupplung seitlich verschoben werden. Eine Feder d¹⁰, welche sich gegen die Muffe H einerseits stützt und anderseits in der Bremsantriebsmuffe D gelagert ist, schiebt. bei Eingriff der Zähne /' und H² die Muffe H um die Zahntiefe zurück.

Die die Gegenmuffe / umschließende Innenwand der Gewindehülse C ist mit feinen Zähnen C⁵ (Fig. 3) versehen, welche mit einer oder mehreren Klinken I³ der Muffe /

in Eingriff kommen, wenn die Gewindehülse C zurückgedreht wird, so daß die Gegenmuffe / von C mitgenommen wird.

Am anderen Ende der Achse ist die Brems-. vorrichtung angeordnet, welche durch die Bremsantriebmuffe D in und außer Tätigkeit gesetzt wird. Die Bremsvorrichtung besteht aus einer Anzahl federnder geteilter Ringe rf, welche durch Spreizen gegen die Bremsfläche A* des mit der Nabe verbundenen Bremsgehäuses A* gepreßt werden können. Diese Ringe werden durch Bolzen rf·¹ gehalten, welche, durch eine Scheibe d² hindurchgehend, in der Platte rf³ befestigt sind. Letztere greift mit Vorsprüngen rf⁴ in Kerben der Scheiben rf². Die Platte d³ ist in bekannter Weise mittels eines Armes D ° mit dem Fahrradrahmen verbunden. Beim Drehen der Bremsantriebmuffe D in einer Richtung wirken in bekannter Weise Spreizhebel D⁷ (Fig. 1) auf die freien Enden der Bremsringe und treiben dieselben gegen die Nabenbremsfläche, während die Bewegung der Bremsantriebmuffe in entgegengesetzter Richtung dadurch verhindert ist, daß sich die Spreizhebel gegen die festliegenden Enden der Bremsringe anlegen; Dies ist erforderlich, da bei der höheren Übersetzung das auf dem Bremstrieb D angeordnete Zentralrad D⁴ (Fig. 4) festgehalten werden muß.

Um durch Rückwärtsdrehen des Kettentriebs um einen bestimmten Winkel die Bremse anzuziehen, ist die Muffe G mit einer konisch nach innen verjüngten Kuppelfläche G¹ versehen, welche mit dem Endkegel Z)² der Bremsantriebmuffe gekuppelt wird, wenn beim Rückwärtstreten die Hauptkupplungsmuffe E zwecks Entkupplung von der Nabe seitlich bewegt wird und die Hilfskupplungsmuffe G ebenfalls seitlich verschoben wird, so daß beim weiteren Gegentreten die Bremsantriebmuffe D drehend mitgenommen und die Bremse in Wirkung gebracht wird. Ein darauf folgendes Vorwärtsdrehen des Antriebes löst die Muffe G von Muffe D und daher auch die Bremse.

Bei eingeschalteter niedriger Übersetzung ist die Muffe / in der in Fig. 1 dargestellten Stellung. Beim Freilauf hält der Fahrer die Tretkurbeln in Ruhe. Wenn mit großer Übersetzung gefahren werden soll, werden die Kurbeln etwas nach rückwärts getreten, um die Muffe / so weit zu drehen, daß Zähne I¹ und H² miteinander in Eingriff treten und die Feder d¹⁰ den Anschlag H seitlich verschieben kann, um die Hilfskupplungsmuffe G freizugeben..

Bei darauffolgendem Vorwärtstreten schiebt das Gewinde C³ die Muffe G so weit, bis dieselbe mit der Kuppelbüchse F gekuppelt wird, und bei weiterem Vorwärtstreten wird die Nabe nicht unmittelbar vom Kettenrad aus, sondern durch den Hilfsantrieb mit erhöhter Geschwindigkeit getrieben. Werden dann die Tretkurbeln wieder etwas rückwärts getreten, so kommen die Zahne P und H² wieder außer Eingriff; die Muffe H wird nach links verschoben, bis die Auflagerflächen der Zahnenden einander gegenüberstehen. Der Anschlag//"¹ sichert dann die Hilfskupplungsmuffe gegen axiale Verschiebung nach rechts, so daß bei wieder erfolgendem Vorwärtstreten eine Kupplung zwischen den Muffen F und G nicht eintreten kann und die Nabe wieder mit niedriger Geschwindigkeit angetrieben wird. Die Muffe G dreht sich hierbei mit der Hülse C zusammen um die Achse B.

Die Gegenmuffe / kann an ihrer an dem Konus C * anliegenden Fläche gerauht sein, hat aber ebenso wie dieser Konus vorteilhaft eine feine Verzahnung /⁴ und c⁴ (Fig. 1), zu dem Zwecke, ein Verdrehen der Muffe I nach ihrer Einstellung zu verhindern, wobei die in der Aussparung rfⁿ'von D gelagerte Feder rf¹⁰ unter Vermittlung der Muffe H die Muffe I gegen den Konus c' preßt, um den Eingriff der gezahnten Flächen zu sichern.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 bis 18 erfolgt das Umschalten der Übersetzung von Hand.

Gegenseitige Anordnung und Wirkungsweise der Hauptkupplungsmuffe E, der Hilfskupplungsmuffe G, Zwischenhülse F und der Bremsantriebmuffe D sind hier ebenso wie vorher, nur die Verschiebung der Muffe G ist vereinfacht.

Die Zahnräder F'² sind bei dieser Ausführungsform auf Kugellagern /⁵ gelagert, die Lagerzapfen F³ (Fig. 11) durch Splinte f* im Flansch F¹ der Hülse F gesichert.

Die Bremse ist, wie vorher, im Nabenende gelagert und besteht aus einer Anzahl geschlitzter federnder Ringe d, welche beim Spreizen mittels der gezahnten Hebel d^s, rf* (Fig. 14) gegen eine Bremsfläche^!¹ des Bremsgehäuses A ² der Nabe gepreßt werden. Die Platte rf* ist auch hier durch einen Arm (vergl. Fig. 15) mit dem Fahrradrahmen verbunden.

Die Zähne Z)² (Fig. 16) der Bremsantriebmuffe stehen sonach sowohl mit den Bremsdaumen rf⁸ als auch mit den Zahnrädern F" (Fig. 10) des Planetenrädergetriebes D², F², Aⁱ in Eingriff. Die Hülse F und die Kupplungsmuffe G sind, wie vorher, mit inneren und äußeren Kuppelflächen F⁶ und G² (Fig. 11) versehen. Wenn die Hilfskupplungsmuffe G nicht festgehalten wird, bewirkt ein Vorwärtsdrehen des Kettentriebes eine seitliche Verschiebung der Muffe G und Kupplung mit F, worauf beim weiteren Vorwärtstreten die Nabe mit der Übersetzung des Planetenrädergetriebes angetrieben wird.

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Die Umstellmuffe besteht hier aus dem Teil H¹, der mit einem Ende in das Innere der Hilfskupplungsmuffe G hineinragt und ein Kugellager h, Λ ^x hat (Fig. ι ο und 16), dessen Gegenpfanne g^l an der Innenwand von G angeordnet ist. Bei der in Fig. io dargestellten Stellung der Muffe H¹ verhindern die Kugeln ft¹ die seitliche Verschiebung der Muffe nach der Kupplungsfläche F⁶

(Fig. 11) der Hülse F hin.

In dieser Stellung wird die Radnabe ohne Übersetzung durch ,die Antriebhülse C angetrieben. Soll die Übersetzung eingeschaltet werden, so wird die Muffe H¹ nach rechts geschoben, wodurch die HilfskupplungSr muffe G freigegeben und durch das Gewinde G³ von G (Fig. 13) verschoben wird, bis die Kuppelflächen G² und F⁶ miteinander gekuppelt sind, worauf die Radnabe mit der

Übersetzung des Planetenrädergetriebes läuft. Zum Verschieben der Muffe H¹ dient eine kurze Büchse H², welche innerhalb der Bremsantriebmuffe D und der Abschlußplatte i⁴ liegt und mit Stiften h³ (Fig. 18) oder-Innengewinde (Fig. 10) und Zähnen h^s (Fig. 15) versehen ist, welche mit den Zähnen ft⁶ eines Zahnsegmentes H³ in Eingriff stehen. Der Zahnkranz h⁵ wirkt gegen die Abschlußplatte der Nabe als ein die Büchse H² an einer seitlichen -_; Bewegung hindernder Anschlag. Das Zahnsegment H³ ist innerhalb eines Ausschnittes d¹⁰ in der Platte d* gelagert und mit einer Nabe versehen, welche durch eine, öffnung der Platte hindürchragt und mit einem Arm H* verbunden ist, mittels dessen das Zahnsegment H³ und Büchse H'² gedreht werden können. Diese Drehung bewirkt mittels des Gewindes h ⁴ die Verschiebung der Muffe H^, je nach der .Drehungsrichtung des Hebels H* nach rechts oder nach links. Wenn die Muffe H¹ nach rechts bewegt wird (Fig. 10), so. wird die Hilfskupplungsmuffe G freigegeben, so daß sie mittels des Gewindes der Antriebhülse C gegen den Hauptantrieb gezogen wird, um die Kupplungshülse F mit der Antriebhülse C und dem Kettenradtrieb zu kuppeln. Soll die Übersetzung wieder ausgeschaltet werden, so werden die Tretkurbeln, festgehalten, wodurch die Muffe G aus F ausgerückt wird. Bei Bewegung der Muffe H¹ nach links mittels des Hebels ff⁴ wird dann die Gewindemuffe G in ihrer ausgerückten Lage festgehalten, so daß beim Vorwärtstreten der Antrieb der Nabe un-^ mittelbar durch die Hauptkupplungsmuffe E erfolgt. Beim Gegentreten erfolgt auch bei dieser Ausführungsform Kupplung der Hilfskupplungsmuffe G mit der Bremsantriebmuffe D und damit das Bremsen der Nabe.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Freilaufnabe mit Wechselgetriebe und Gegentretbremsc, bei welcher die Antrieb- und Bremskraft durch die mit Gewinde versehene verlängerte Kettenradnabe übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Gewindenabe des Kettenrades außer der bekannten, zur unmittelbaren Kupplung zwischen Kettenrad und Treibradnabe dienenden Gewindeniuffe (E) noch eine zweite Kupplungsgewindemuffe (G) vorgesehen ist', die beim Gegentreten in an sich bekannter Weise durch axiale Verschiebung in der einen Richtung die Bremse einrückt und durch axiale Ver-Schiebung in der anderen Richtung eine Kupplung mit einer einen Teil des Planetengetriebes tragenden "Hülse (F) und dadurch eine Übersetzung zwischen Kettenrad und Triebradnabe einschaltet, woran sie zwecks Ausschaltung dieser Übersetzung durch einen Bund einer gleichfalls in axialer Richtung verschiebbaren Muffe (H) gehindert werden kann.

2. Freilaufnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei kürzerem Gegentreten (bei dem die Bremse noch nicht angezogen wird): die den Bund tragende, in axialer Richtung verschiebbare Muffe (H) mittels Schrägflächen von Zähnen (J¹) einer von der Nabe des Kettenrades mittels einseitigen Gesperres mitgenommenen Muffe (J) in ihre wirksame Lage verschoben und durch eine Feder (d¹⁰) in ihre unwirksame Lage zurückgebracht werden kann.

3. Freilauf nabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Verschiebung der den Bund tragenden Muffe (H) und damit das Hineinbringen in ihre wirksame oder unwirksame Lage mittels eines von Hand des Fahrers zu bedienenden, von der· übrigen Antriebvorrichtung unabhängigen Getriebes erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.