DE19900079A1 - Mehrgang-Getriebenabe - Google Patents

Abstract

Die Mehrgang-Getriebenabe weist nach Tretrichtungsumkehr durch das ihr direkt anhängende Planetengetriebe den Freilauf (26) auf, der die zu übertragenden Kräfte des hinteren Antriebszahnkranzes (13) auf die in die rahmenfesten montierten Nabenachsenhülsen (1, 39) drehenden Achse mit den Nabenachsen (2, 37) überträgt. In die kegelförmig verlaufende Nabenhülse (7) sind die Hohlräder (43, 24, 44...n) integriert. Die Planetenräder (6, 22, 10...n), die zueinander in Gleitreibungskontakt stehen und mit ihrer Zahnung entlang der Sonnenradlaufebene (25) verlaufen, werden durch die Planetenträgerteilstücke (45, 21, 46...n) um jeweils 120 DEG zueinander beabstandet, so daß nach Verschieben des Sonnenrades (21) durch den Schaltläufer (31) entlang der Nabenachsensechskantstrecke (29) die unterschiedlichsten Übersetzungsverhältnisse bzw. Gangstufen bei kleinem Getriebenabendurchmesser mit geringem Gewicht und kurzer Klemmbreite realisiert werden können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrgang-Getriebenabe nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Mehrgang-Getriebenaben - insbesondere für Fahrräder - haben eine große Verbreitung erfahren und werden in vielfältigen Ausführungsformen hergestellt. Der Aufbau dieser Getriebenaben zur Erreichung von bisher maximal 14 Schaltstufen ist äußerst kompliziert und mechanisch sehr aufwendig.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine preiswerte, kleinbauende und betriebssichere Mehrgang-Getriebenabe mit 14 oder mehr möglichen Schaltstufen bei geringer Klemmbreite nach der eingangs genannten Art zu schaffen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die von diesem Anspruch abhängigen Unteransprüche gekennzeichnet.

In folgendem wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit zwei Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1. eine vereinfachte Schnittzeichnung in Seitenansicht. Zur Richtungsumkehr der Tretrichtung wirkt die Antriebskraft des hinteren Antriebszahnkranzes (13) über das integrale bzw. kraft- oder formschlüssig damit verbundene Hohlrad (12) auf die Planetenräder (15, 34) und auf ein weiteres nicht sichtbares Planetenrad über das Freilaufsonnenrad (35) mit dem Freilauf (26) auf das Sonnenrad (21) ein, welches entlang der Naben­ achsensechskantstrecke (29) mittels des Schaltläufers (31) und der Mitnehmernase (20), die in die Nut (47) des Sonnenrades (21) eingreift, frei verschiebbar ist. Die Nabenhülse (7) verläuft konisch, um die an der Hohlräderkegellinie (8) integral bzw. kraft- oder formschlüssig mit ihr verbundenen Hohlräder (43, 44 . . .n) mit jeweils unterschiedlichem Durchmesser aufzunehmen, wobei alle Planetenräder einer um jeweils 120° ver­ setzten Ebene zueinander in Gleitreibungskontakt stehen und auf der Sonneradlaufebene (25) derart enden, daß das Sonnenrad (21) über die jeweils zugehörige Zahnung in jedes einzelne Planetenrad formschlüssig eingreifen kann. Um den Schaltvorgang auslösen zu können, weisen die Stärke der der mittig plazierten Zahn­ ringe der Planetenräder und des Sonnenrades jeweils die halbe Stärke ihrer zugehörigen Trägerkörper auf bzw. sind die Zahnringe noch geringfügig schmaler. Die Planetenträgerteilstücke (24, 41, 42 . . .n) beabstanden die Planetenräder (22, 32', 32" . . .n) beispielhaft um jeweils 120° zueinander. Die Planetenträgerteilstücke sind so ausgelegt, daß ihre stirnseitige Nut den Zahnring (48, 23, 57 . . .n) kraft- und formschlüssig umgeben, ohne dabei in einer ersten Ausführungsform die Zahnung der jeweils zugehörigen Planetenräder und/oder Hohlräder zu berühren. Da wegen der erforderlichen Tretrichtungsumkehr die Nabenachsensechskantstrecke (29) mit den Nabenachsen (2, 37) frei drehen muß, ist eine Aufhängung in den Nabenachsenhülsen (1, 39) vorgesehen. Um eine rahmenfeste Anbringung zu ermöglichen, werden hierzu die notwendigen Kräfte rahmenseitig auf die Endanschläge (4, 17) geleitet.

Fig. 2 eine vereinfachte Schnittzeichnung der Fig. 1 in Vorderansicht.

Bezugszeichenliste

1

Nabenachsenhülse

2

Nabenachse

3

Achsendurchbohrung

4

Endanschlag

5

Lager

6

Planetenrad

7

Nabenhülse

8

Hohlräderkegel

9

Nabenachsenausnehmung

10

Planetenrad

11

Lager

12

Hohlrad

13

Antriebszahnkranz

14

Zahnring

15

Planetenrad

16

Planetenträgerlaufring

17

Endanschlag

18

Nabenachsenhülsengewinde

19

Stellelement

20

Mitnehmernase

21

Sonnenrad

22

Planetenrad

23

Zahnring

24

Hohlring

25

Sonneradlaufebene

26

Freilauf

27

Nabenachsenhülsengewinde

28

Planetenrad

29

Nabenachsensechskantstrecke

30

Widerlager

31

Schaltläufer

32

Planetenrad

33

Planetenrad

24

Planetenrad

35

Freilaufsonnenrad

36

Lager

37

Nabenachse

38

Druckfeder

39

Nabenachsenhülse

40

Bohrung

41

Planetenträgerteilstück

42

Planetenträgerteilstück

43

Hohlrad

44

Hohlrad

45

Planetenträgerteilstück

46

Planetenträgerteilstück

47

Nut

48

Zahnring

49

Planetenträgerlaufring

50

Planetenträgerlaufring

51

Planetenträgerlaufring

52

Planetenträgerteilstück

53

Planetenträgernut

54

Planetenträgerteilstück

55

Planetenträgerlaufring

56

Planetenträgerlaufring

Claims (13)

1. 1. Mehrgang-Getriebenabe für Fahrräder in einem rotationssymmetrischen Gehäuse aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenachse (2) in der von Rahmenteilen drehfest gehaltenen Nabenachsenhülse (1, 39) mit dem Endanschlag (4, 17) entgegengesetzt der Drehrichtung des hinteren Antriebszahnkranzes (13) dreht, getrieben über ein Planetengetriebe gebildet aus dem Hohlrad (12), den Planetenrädern (15, 34) und ein weiteres ebenfalls um 120° versetztes Planetenrad derselben Ebene, die durch drei kongruente Planetenträ­ gerteilstücke (54 . . .n), die jeweils mit ihren Nuten in den zugehörigen Planetenträgerlaufringen (16 . . .n) der Zahnringe (14 . . .n) laufen und zueinander um 120° beabstandet sind, so daß die Antriebskraft über den Freilauf (26) auf das Freilaufsonnenrad (35) und die Nabenachse (2) übertragen wird, die ihrerseits im Bereich der Nabenachsensechskantstrecke (29) über den Schaltläufer (31) und die Mitnehmernase (20), die form­ schlüssig mit dem Sonnenrad (21) über die Nut (47) verbunden ist, wobei das Sonnenrad (21), dessen Zahnbreite gleich oder kleiner ist als die der Planetenräderzahnungen, entlang der Sonneradlaufebene (25) verschiebbar ist und sich hier mit ihren jeweiligen in einer Ebene plazierten und in Gleitreibungskontakt ste­ henden Planetenrädern (6, 28, 22, 32, 10, 33 . . .n), deren Zahnbreite jeweils die Hälfte der Breite der Planetenräder aufweist oder auch kleiner ist und jeweils mittig plaziert sind, berühren und jeweils um ein weiteres ebenfalls um 120° versetztes Planetenrad derselben Ebene eingreifen, die wiederum in die jeweils zugehörigen Hohlräder (43, 24, 44 . . .n) entlang des Hohlräderkegels (8) und eingreifen, wobei die Planetenräder alle um das jeweils um 120° versetzte Planetenträgerteilstück (45, 46 . . .n) beabstandet werden, die mit ihren jeweiligen Seitenflächen der Planetenträgernuten (53 . . .n) auf den Planetenträgerlaufringen (55, 56 . . .n) laufen und kraft- und form­ schlüssig mit ihnen verbunden sind.

2. Mehrgang-Getriebenabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenhülse (7) die Hohl­ räder (43 . . . 44) integral enthält, oder daß diese kraft- oder formschlüssig damit verbunden sind.

3. Mehrgang-Getriebenabe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenträgerteil­ stücke (45, 41, 46, 54 . . .n) mit ihren jeweiligen nutenförmigen Enden die Zahnringe (48, 23, 57, 14 . . .n) der Plane­ tenräder (6, 22, 10, 15, 34 . . .n) formschlüssig umgeben und dabei die jeweilige Zahnung der Planetenräder und der zugehörigen Hohlräder nicht berühren oder mit diesen in Gleitreibungskontakt stehen, wobei die Planeten­ trägerteilstücke seitlich zueinander beabstandet sind oder zueinander in Gleitreibungskontakt stehen.

4. Mehrgang-Getriebenabe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Planeten­ trägerteilstücke (45, 42, 46, 54 . . .n) mit ihren nutenförmigen Enden die Planetenträgerlaufringe (49, 50) der Planetenräder (45, 28, 22, 32, 10,33 . . .n) soweit umschließen, daß eine kraft- und formschlüssige Verbindung im Verbund mit den jeweils zugehörigen Hohlrädern als Widerlager hergestellt wird.

5. Mehrgang-Getriebenabe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Antriebszahnkranz (13) direkt mit dem Freilauf (26) verbunden ist, wobei das Hohlrad (12), das Planeten­ rad (15 . . .n) das Freilaufsonnenrad (35) entfallen kann und der vordere Antriebszahnkranz eine Vorrichtung zur Tretrichtungsumkehr enthält.

6. Mehrgang-Getriebenabe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach An­ spruch 5 der Antriebszahnkranz (13) unter Wegfall des Freilaufs (26) direkt mit der Nabenachse (37) kraft- oder formschlüssig verbunden ist, wobei dann der vordere Antriebszahnkranz eine Freilaufeinrichtung aufweist.

7. Mehrgang-Getriebenabe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Planeten­ räder (45, 28, 22, 32, 10, 33 . . .n) die zugehörigen Zahnringe integral aufweisen oder daß diese kraft oder form­ schlüssig damit verbunden sind.

8. Mehrgang-Getriebenabe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Gehäuse die öldichten Lager (5, 11, 36) aufweist.

9. Mehrgang-Getriebenabe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfe­ der (38) den Schaltläufer (31) über den gesamten Bereich der Nabenachsenausnehmung (9) der Nabenach­ sensechskantstrecke (29) bewegt, oder daß eine weitere Druckfeder im nicht belegten Bereich der Achsen­ durchbohrung (3) mit Endanschlag an der Nabenachsenhülse (1) und einer weiteren Bohrung zur Ausführung eines zweiten Stellelementes aufweist, wobei die Federn in ihren Kräften so ausgelegt sein können, daß für eine Notlaufsituation automatisch eine mittleres Planetenradsegment angesteuert wird.

10. Mehrgang-Getriebenabe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (40) das ausgeführte Stellelement (19) öldicht umschließt.

11. Mehrgang-Getriebenabe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalt­ läufer (31) mit einem achsialkonzentrisch verlaufendem Gewinde versehen ist, in dem eine Schneckenzahn­ stange in der Länge der Nabenachsensechskantstrecke (29) verläuft, die über einen an der Nabenachsenhülse (1) und/oder Nabenachsenhülse (39) angeflanschten oder integrierten Schrittmotor mit oder ohne Getriebe über eine am Lenker bedienbare Steuerelektronik gangstufenumschaltbar wirksam steuerbar ist.

12. Mehrgang-Getriebenabe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Plane­ tenrad (34) integraler Bestandteil der Nabenachse (37) ist und daß der Freilauf (26) wirksam zwischen dem frei drehbaren Hohlrad (12) und dem Antriebszahnkranz (13) plaziert wird.

13. Mehrgang-Getriebenabe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäu­ se der Nabenhülse (7) ganz oder teilweise mit Schmieröl gefüllt ist