DE19951399A1

DE19951399A1 - Sperrklinke für eine Freilaufkupplung in Fahrradantrieben

Info

Publication number: DE19951399A1
Application number: DE1999151399
Authority: DE
Inventors: Werner Steuer; Michael Kohaupt
Original assignee: SRAM Deutschland GmbH
Current assignee: SRAM Deutschland GmbH
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2001-05-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sperrklinke in mehrfacher Ausführung, die in Urformtechnik hergestellt und für die Anwendung in Mehrgangnaben für Fahrräder geeignet ist, wobei die Sperrklinke neben einem Eingriffsabschnitt auch einen Aufhebeabschnitt aufweist, der zum Wechsel der Gangstufen steuerbar ist. Besondere Vorteile bei der Urformtechnik bildet neben der Stanztechnik die Sintertechnik, mit Hilfe welcher ganz spezielle Formen von Sperrklinken spanlos herstellbar sind, die neben dem Eingriffsabschnitt und dem Aushebeabschnitt auch eine Lagerstelle aufweisen, die sogar einem Totgang zur Veränderung der Festklemmneigung der Mehrgangnabe beinhalten können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sperrklinke für eine Freilaufkupplung in Fahrradgetrieben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Sperrklinken wurden in der langen Geschichte der Getriebenaben immer wieder ver wendet und auf verschiedene Weise hergestellt. Die Anforderungen an die Genauigkeit der Sperrklinken, insbesondere auf deren Lagerung und Kontur machten es immer wie der erforderlich, zumindest einen spanenden Vorgang für deren Kalibrierung anzuwen den. Bei bolzengelagerten Sperrklinken war es zumeist die Bohrung, welche spanend bearbeitet werden mußte und bei angefederten Sperrklinken, die beim Bau von moder nen Mehrgangnaben eine große Rolle spielen, ist es der Schlitz für die Auflage der Fe der, der spanend in die Sperrklinke eingearbeitet werden muß. Angefederte Sperrklin ken werden üblicher Weise aus einer Profilstange hergestellt, die das Außenprofil der Sperrklinke aufweist. Die Sperrklinke entsteht durch Ablängen der Profilstange auf die Breite der Sperrklinke und durch Einsägen des Schlitzes zur Anlage der Feder. Eine sol che Sperrklinke geht aus der EP 0 471 349 hervor, die in einem Außenring gelagert ist und auf einen verzahnten Innenring wirkt. Für diese Sperrklinke gilt speziell, daß sie von einer Profilstange abgelängt und geschlitzt worden ist. Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 3 hervorgeht, ist die Sperrklinke in einer Klinkentasche im äußeren Ring gelagert, die sich über einen größeren Umfang erstreckt und dadurch einen Totgang ermöglicht, der bei Mehrgangnaben mit Rücktrittbremse generell erforderlich ist, nämlich dann, wenn das Fahrrad unter Betätigung der Rücktrittbremse rückwärts geschoben wird. In diesem besonderen Fall neigt die Mehrgangnabe dazu, sich innerlich festzuklemmen.

Neue Technologien, insbesondere Fortschritte auf dem Gebiet der Sintertechnik, erlau ben es, Sperrklinken in einem Arbeitsgang herzustellen, die aus einer Umfangskontur bestehen und Planflächen insbesondere in mehreren Ebenen aufweisen. Insbesondere kann ein Eingriffsabschnitt in der einen Ebene und ein Aushebeabschnitt in der anderen Ebene angeordnet sein. Es können aber auch Durchbrüche oder Bohrungen in den Klin kenkörper in Preßrichtung eingeformt sein, die der Lagerung der Sperrklinke auf einem Lagerbolzen als Schwenkachse dienen, der in einen der beiden an der Freilaufkupplung beteiligten Drehteile einfügbar ist. Hierbei läßt die Sintertechnik Formen für die Durch brüche zu, die zur Realisierung eines Totganges eine tangentiale Verschiebung der Sperrklinke zu ihrem Lagerbolzen zuläßt. Der vorzugsweise als Langloch geformte Durchbruch erzeugt jedoch eine den Werkzeugverschleiß beim Sintern erhöhende fili grane Form der Sperrklinke mit zwei das Langloch flankierenden Wänden, die mögli cherweise auch die Stabilität der Sperrklinken selbst beeinträchtigen können. Es ist da her von Vorteil, eine der beiden Wände wegzulassen und das Langloch einseitig offen zu gestalten. Welche der beiden Wände entfallen kann und welche dann demzufolge eine Verstärkung erfährt, hängt von der Lage der Sperrklinke zwischen den Drehteilen, also von der Position des Lagerbolzens in einer Tasche eines der Drehteile ab. Ferner kann das einseitig offene Langloch zur Verbesserung der Montierbarkeit der Sperrklinke auf dem Lagerbolzen genutzt werden.

Auch in der Stanztechnik haben sich Verfahren herausgebildet, mit Hilfe deren Sperr klinken herstellbar sind, die in der Stanzrichtung vorgeformt sind, wobei Vorsprünge oder Vertiefungen angeprägt sein können, ohne daß die Maßhaltigkeit der Schnittkan ten nachteilhaft beeinflußt wird. So wird es möglich, daß Bohrungen und Durchbrüche an den Sperrklinken angeordnet sein können, die nicht ganz durchgestanzt sind, also einen Boden aufweisen können. Sollte also nur ein Lagerbolzen zur Verfügung sein, der einseitig in die Sperrklinke eingreift, so ist für diesen Zweck eine in die Richtung der Schwenkachse weisende, einseitig offene Führung in der Sperrklinke realisierbar. Ebenso kann die Schnittebene abgesetzt sein, wodurch sich Stanzteile ergeben, die stufenför mig ausgeführt sind. Sollten Sperrklinken einem einseitig offenen Langloch zur Auf nahme des Lagerbolzenes benötigt werden, so sind solche Sperrklinken auch als Stanz teile herstellbar.

Es ergibt sich somit die Aufgabe, ein bevorzugtes Herstellungsverfahren für Sperrklinken zu finden, mit welchem auf spanlose Weise Sperrklinken herstellbar sind, die sowohl als bolzengelagerte Sperrklinken, als angefederte Sperrklinken als auch als Sperrklinken mit einem Verschiebeweg gegenüber einem Lagerbolzen ausgeführt sind.

Die Lösung der Aufgabe ist im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 beschrieben. Ausgestal tungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand mehrerer Zeichnungen werden verschiedene Ausführungen von Sperrklinken erläutert, die spanlos herstellbar sind und den Anforderungen gemäß der Aufgabenstel lung genügen. Es zeigen

Fig. 1 eine Sperrklinke mit einem Eingriffsabschnitt und einem Aushebeabschnitt mit angeformten Lagerstellen auf beiden Seiten der Planflächen der Sperrklinke, wobei die schwenkbaren Lagerstellen erhaben ausgeführt sind;

Fig. 2 eine Sperrklinke nach Fig. 1, bei der eine der schwenkbaren Lagerstellen als Bohrung ausgeführt ist;

Fig. 3 eine Sperrklinke mit einem Eingriffsabschnitt und einem Aushebeabschnitt sowie mit einer schwenkbaren Lagerstelle, die z. B. als Langloch zu ihrer Lagerung auf einem Lagerbolzen ausgeführt ist;

Fig. 4 eine Sperrklinke mit einem Eingriffsabschnitt und einem Aushebeabschnitt auf zwei versetzt angeordneten Ebenen, zwischen denen ein Abstand für die Auflage einer Ringfeder angeordnet ist;

Fig. 5 eine Sperrklinke ähnlich der gemäß Fig. 4 mit zwei verschiedenen Ebenen für den Eingriffsabschnitt und den Aushebeabschnitt sowie mit der An ordnung einer schwenkbaren Lagerstelle am Eingriffsabschnitt.

Gemäß Fig. 1 wird eine spanlos und insbesondere mit Hilfe des Sinterverfahrens herge stellte schaltbare Sperrklinke A gezeigt, die einen Eingriffsabschnitt 2a und einen Aus hebeabschnitt 3a aufweist. Der Eingriffsabschnitt 2a und der Aushebeabschnitt 3a bil den eine gemeinsame Kontur und durch die gleiche Breite zwei gemeinsame Planflä chen 6a1 und 6a2, aus denen jeweils eine schwenkbare Lagerstelle 1a in Richtung einer Schwenkachse S herausragt, wobei jede Lagerstelle 1a jeweils mit einer Planfläche ab schließt. Für die Herstellung im Sinterverfahren für Sperrklinken ergibt sich somit eine erschwerte Herstellung durch die Darstellung von jeweils mehreren verschiedenen Plan flächen und von zwei Konturen, nämlich einmal der Kontur der Sperrklinke A selbst und einmal der Kontur der schwenkbaren Lagerstelle 1a.

Was die Funktion der Sperrklinke A betrifft, so würde die Anordnung des Eingriffsab schnittes 2a und der schwenkbaren Lagerstellen 1a zur Bildung eines in einer Richtung wirkenden Freilaufes an der Sperrklinke A genügen. Die hier nicht dargestellte Anfede rung der Sperrklinke A wird hierbei vorausgesetzt. Da in zunehmenden Maße Sperrklin ken in Mehrgangnaben verwendet werden, die steuerbar sein müssen, wird der Aushe beabschnitt 3a zusätzlich angeordnet, der durch axiale oder radiale Verschiebeelemente in der Mehrgangnabe gegen die Anfederung der Sperrklinke A bewegt wird, was dazu führt, daß der Eingriffsabschnitt 2a aus seinem Eingriff mit einer Verzahnung eines Drehteiles, das einem zweiten Drehteil mit einer Tasche zur Lagerung der Sperrklinke A zugeordnet ist, herausgehoben wird. Eine solche Steuerung kann derart ausgelegt sein, daß der Aushebeabschnitt 3a zusätzliche Schrägen aufweist, die mit dem Verschiebe element zusammenwirken, wobei hierdurch entweder der Aushebevorgang erleichtert oder aber die Aushebekraft und somit die Steuerkraft für das Verschiebeelement be grenzt wird.

Gemäß Fig. 2 ist eine Sperrklinke B gezeigt, die hinsichtlich des Aufbaus eines Ein griffsabschnittes 2b und eines Aushebeabschnittes 3b ähnlich aufgebaut ist wie die Sperrklinke A, wobei ebenfalls eine gemeinsame Planfläche 6b1 und 6b2 zu beiden Sei ten der Sperrklinke B angeordnet ist. An einer dieser Planflächen 6b2 ist eine schwenk bare Lagerstelle 1b in Form eines zylindrischen Zapfens um eine Schwenkachse S ange ordnet wohingegen auf der gegenüberliegenden Planfläche 6b1 eine Bohrung als schwenkbare Lagerstelle 1b angeordnet ist. Die Ausbildung der schwenkbaren Lagerstel le 1b ist für konstruktive Sonderausführungen in einem der Drehteile gedacht, wo nur eine Tasche für die schwenkbare Lagerstelle 1b anbringbar ist und wo andererseits ein Bolzen für die einseitige Lagerung der Sperrklinke B in der Schwenkachse S zur Verfü gung steht.

Gemäß Fig. 3 ist eine Sperrklinke C dargestellt, die einen Eingriffsabschnitt 2c und eine Aushebeabschnitt 3c analog zu den vorgenannten Sperrklinken A und B zwischen zwei Planflächen 6c1 und 6c2 aufweist. Die Besonderheit dieser Sperrklinke C liegt in der schwenkbaren Lagerstelle 1c, die als Langloch oder als einseitig in radialer Richtung of fene Führung ausgebildet ist und einem Lagerbolzen 4 Raum gibt, der im Drehteil gela gert werden kann, wobei die Sperrklinke C ähnlich wie in der zum Stand der Technik genannten EP 0471 349 gezeigten Ausführung einen Totgang zur Vermeidung des Festklemmens der Mehrgangnabe aufweist.

Eine Sperrklinke D gemäß Fig. 4 zeigt ebenfalls Analogien zu in der EP 0471 349 ge zeigten Sperrklinke. Hier wie dort ist eine schwenkbare Lagerstelle 1d unterhalb eines Eingriffsabschnittes 2d angeordnet, wobei die Sperrklinke D zwischen einem Aushebe abschnitt 3d und dem Eingriffsabschnitt 2d einen Abstand 5 aufweist, der einer hier nicht dargestellten Ringfeder eine Angriffsfläche bietet, um die Sperrklinke D in einer Tasche des Drehteils in der bekannten Weise vorzuspannen. Sintertechnisch sind Sperr klinken dieser Art wegen der Anwesenheit von vier Planflächen 6d1, 6d2, 6d3 und 6d4 nur mit neuen Technologien herstellbar, da der Eingriffsabschnitt 2d zwei Planflächen 6d1 und 6d2 aufweist, während der Aushebeabschnitt 3d mit Planflächen 6d3 und 6d4 versehen ist, wobei der Eingriffsabschnitt 2d gegenüber dem Aushebeabschnitt 3d um den Abstand 5 versetzt, jedoch einstückig zueinander angeordnet sind. Zur Anbringung einer Federauflage für die Ringfeder kann aus sintertechnischen Gründen kein Schlitz mehr im herkömmlichen Sinne analog der Sperrklinke gemäß EP 0471 349 verwendet werden, sondern es muß zumindest auf eine der beiden schlitzbildenden Planflächen verzichtet werden. Da der Schlitz in der herkömmlichen Sperrklinke für die axiale Festle gung der Sperrklinke sorgt, muß im Falle der Sperrklinke D für eine axiale Festlegung zumindest gegenüber der Planfläche 6d1 gesorgt werden, da die Ringfeder die Sperr klinke D axial nur gegen dies Planfläche 6d2 sichern kann.

Gemäß Fig. 5 ist eine Sperrklinke E dargestellt, die analog zur Sperrklinke D vier Plan flächen 6e1, 6e2, 6e3 und 6e4 aufweist. Die Planflächen 6e1 und 6e2 begrenzen eine Eingriffsabschnitt 2e und die Planflächen 6e3 und 6e4 begrenzen einen Aushebeab schnitt 3e. Fertigungstechnisch unterscheidet sich die Herstellung der Sperrklinke E nur unwesentlich von der Herstellung der Sperrklinke D. In der Funktion indessen unter scheiden sie sich dadurch, daß die Schwenkebene S mit einer als Kante ausgeführten schwenkbaren Lagerstelle 1e zusammen fällt, wodurch sich die Sperrklinke E auf einem inneren Drehteil schwenkbar abstützen kann, während das äußere Ende des Eingriffsab schnittes 2e mit einer Verzahnung des äußeren Drehteils zusammenwirkt.

Bezugszeichenliste

A Sperrklinke
B Sperrklinke
C Sperrklinke
D Sperrklinke
E Sperrklinke
S Schwenkachse

1

a schwenkbare Lagerstelle

1

b schwenkbare Lagerstelle

1

c schwenkbare Lagerstelle

1

d schwenkbare Lagerstelle

1

e schwenkbare Lagerstelle

2

a Eingriffsabschnitt

2

b Eingriffsabschnitt

2

c Eingriffsabschnitt

2

d Eingriffsabschnitt

2

e Eingriffsabschnitt

3

a Aushebeabschnitt

3

b Aushebeabschnitt

3

c Aushebeabschnitt

3

d Aushebeabschnitt

3

e Aushebeabschnitt

4

Lagerbolzen

5

Abstand

6

a1 Planfläche

6

a2 Planfläche

6

b1 Planfläche

6

b2 Planfläche

6

c1 Planfläche

6

c2 Planfläche

6

d1 Planfläche

6

d2 Planfläche

6

d3 Planfläche

6

d4 Planfläche

6

e1 Planfläche

6

e2 Planfläche

6

e3 Planfläche

6

e4 Planfläche

Claims

1. Sperrklinke für eine in einer Drehrichtung wirkende Freilaufkupplung zwischen ei nem ersten Drehteil und einem zweiten Drehteil insbesondere für die Anwendung in Fahrradantrieben, umfassend

- eine schwenkbare Lagerstelle (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) zur Lagerung der Sperrklinke (A, B, C, D, E) im ersten Drehteil,
- einen Eingriffsabschnitt (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) zum Eingriff in einer Verzahnung des zweiten Drehteils,
- einen Aushebeabschnitt (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) zur Steuerung des Eingriffs des Ein griffsabschnittes (2a, 2b, 2c, 2d, 2e),

dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (A, B, C, D, E) spanlos geformt hergestellt ist.

2. Verfahren zur Fertigung einer Sperrklinke (A, B, C, D, E) für eine Freilaufkupplung zwi schen einem ersten Drehteil und einem zweiten Drehteil in Fahrradantrieben, umfassend

dadurch gekennzeichnet, daß die Fertigung der Sperrklinke (A, B, C, D, E) im Sinterverfahren durch Heißpressen von Metallpulver in einer Form erfolgt.

3. Sperrklinke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (A, B, C, D, E) gestanzt ist.

4. Sperrklinke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbare Lagerstelle (1a) ein zu beiden Seiten der Sperrklinke (A) auf einer Planfläche (6a1) und auf einer gegenüberliegenden Planfläche (6a2) als je ein angeformter in die Richtung einer Schwenkachse (5) weisender Fortsatz ausgebildet ist.

5. Sperrklinke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbare Lagerstelle (1b) auf einer ersten Planfläche (6b1) der Sperr klinke (8) als ein angeformter zylindrischer Fortsatz und auf der gegenüberliegenden Planfläche (6b2) der Sperrklinke (B) als Lagerbohrung ausgebildet ist.

6. Sperrklinke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbare Lagerstelle (1c) als ein Durchbruch ausgebildet ist, der einen Lagerbolzen (4) zur schwenkbaren Lagerung der Sperrklinke (C) im ersten Drehteil aufnehmen kann.

7. Sperrklinke nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch als Langloch zur Ermöglichung einer Verschiebung der Sperr klinke (C) gegenüber dem Lagerbolzen (4) ausgeführt ist.

8. Sperrklinke nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Langloch senkrecht zur Schwenkachse (5) radial einseitig offen ausgeführt ist.

9. Sperrklinke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbare Lagerstelle (1d) als zylindrisches Auflager für eine Tasche in einem der Drehteile ausgebildet ist, wobei sich dieses Auflager zumindest unter den Eingriffsabschnitt (2d) erstreckt.

10. Sperrklinke nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriffsabschnitt (2d) zwei Planflächen (6d1, 6d2) und der Aushebeab schnitt (3d) zwei Planflächen (6d3, 6d4) aufweist, wobei ein Abstand (S) in Richtung der Schwenkachse (S) gesehen entsteht, der einer Ringfeder zum Anfedern der Sperrklinke (D) Raum gibt.

11. Sperrklinke nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbare Lagerstelle (1e) als eine Kante an der Innenseite des Eingriffs abschnitts (2e) ausgebildet ist, die mit der Schwenkachse (S) zusammenfällt, wenn sie in eine Verzahnung des ersten Drehteils einrastet, während das äußere Ende des Eingriffsabschnitts (2e) mit einer Verzahnung des zweiten Drehteils zusammenwirkt.