DE202010012075U1

DE202010012075U1 - Fahrradnabengetriebe

Info

Publication number: DE202010012075U1
Application number: DE202010012075U
Authority: DE
Original assignee: Canyon Bicycles GmbH
Current assignee: Canyon Bicycles GmbH
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2010-11-18
Anticipated expiration: 2020-09-02

Abstract

Fahrradnabengetriebe, mit
einem Antriebselement (12) und einem Abtriebselement (62), wobei zwischen dem Antriebselement (12) und dem Abtriebselement (62) ein Drei-Gang-Planetengetriebe angeordnet ist und
einem ringförmigen axial verschiebbaren Übertragungselement (16), so dass durch axiale Verschiebung die Kraftübertragung auf das Abtriebselement (62) über einen Planetenträger (32), oder über den Planetenträger (32), die Planeten (40) und ein Hohlrad (46), oder über das Hohlrad (46), die Planeten (40) und den Planetenträger (32) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrradnabengetriebe, das insbesondere für Mountainbikes oder Trekkingfahrräder geeignet ist.
Bei Mountainbikes und Trekkingfahrrädern sind Kassetten mit sieben oder mehr Ritzeln, sowie drei Kettenblätter üblich. Hierdurch ist eine große Spreizung der Gänge realisiert. Der Platzbedarf für drei Kettenblätter ist jedoch im Bereich des Tretlagers sehr groß. Ferner muss Platz für den vorderen Umwerfer vorgesehen sein. Des Weiteren besteht der Nachteil, dass beim Vorsehen von drei Kettenblättern, insbesondere aufgrund der sich stark unterscheidenden Zähnezahl, die Kette leicht abspringen kann.
Zur Vermeidung der drei Kettenblätter wurde das sogenannte Hammerschmidt-Getriebe entwickelt. Hierbei handelt es sich um ein Planetengetriebe, das die drei Kettenblätter ersetzt. Das Hammerschmidt-Getriebe ist unmittelbar mit der Tretkurbel verbunden und entsprechend der Kettenblätter zwischen dem Tretlager und der Tretkurbel angeordnet. Die Kraftübertragung auf die an der Hinterradnabe vorgesehene Ritzelkassette erfolgt über eine Kette, wobei die Ritzelschaltung mit einem üblichen Umwerfer realisiert ist. Das Hammerschmidt-Getriebe weist jedoch ein hohes Gewicht und eine geringe Spreizung auf. Das Hammerschmidt-Getriebe ist daher im Allgemeinen nur für sogenannte Freeride-Fahrräder, nicht jedoch für Mountainbikes und Trekkingfahrräder geeignet.
Ferner ist die sogenannte Rohloff-Nabe bekannt. Hierbei handelt es sich um ein in die Hinterradnabe integriertes Getriebe. Durch die Rohloff-Nabe werden die Ritzel ersetzt. Mit der Rohloff-Nabe werden üblicherweise sieben Gänge realisiert. Die Rohloff-Nabe baut sehr groß und ist schwer. Ferner kann keine für Mountainbikes akzeptable Spreizung realisiert werden, da durch die Rohloff-Nabe nur die Ritzelkassette ersetzt wird. Die Kettenblätter werden durch die Rohloff-Nabe nicht ersetzt, so dass hinsichtlich der Kettenblätter und des Umwerfers weiterhin der Nachteil des entsprechenden Raumbedarfs besteht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrradnabengetriebe zu schaffen, das insbesondere für Mountainbikes und Trekkingfahrräder geeignet ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Das erfindungsgemäße Fahrradnabengetriebe weist ein Antriebselement sowie ein Abtriebselement auf. Bei dem Antriebselement handelt es sich beispielsweise um ein Ritzel oder eine Ritzelkassette. Das Abtriebselement ist üblicherweise das Nabengehäuse, mit dem über Speichen die Hinterradfelge verbunden ist. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement ein insbesondere in die Hinterradnabe integriertes Drei-Gang-Planetengetriebe angeordnet. Erfindungsgemäß ist es somit möglich, mit einem einzigen Planetengetriebe drei unterschiedliche Gänge, nämlich einen Normalgang, einen Berggang mit entsprechender Untersetzung, sowie einen Schnellgang mit entsprechender Übersetzung zu realisieren. Zum Wechsel der drei Gänge ist erfindungsgemäß ein schaltbares, d. h. axial verschiebbares Übertragungselement vorgesehen. Dieses ist ring- oder scheibenförmig ausgebildet und umgibt vorzugsweise die Hinterradachse. Die Kraftübertragung erfolgt somit zunächst von dem Ritzel auf das Übertragungselement. Dies kann durch eine sowohl mit dem Ritzel als auch mit dem Übertragungselement verbundene Welle oder Achse erfolgen.
Gegebenenfalls kann das axiale Verschieben des Übertragungselements auch unabhängig von einer derartigen die Drehbewegung übertragenden Welle erfolgen. In dem Normalgang, in dem weder eine Über- noch eine Untersetzung erfolgt, erfolgt die Kraftübertragung von dem Übertragungselement auf einen Planetenträger des Planetengetriebes und von dem Planetenträger unmittelbar auf das Abtriebselement. Im Normalgang erfüllt das Planetengetriebe somit lediglich die Funktion der Kraftübertragung über den Planetenträger. Eine Über- oder Untersetzung erfolgt nicht. Im Schnellgang, in dem man Übersetzung von beispielsweise i = 0,7 realisiert werden kann, erfolgt die Kraftübertragung von dem Übertragungselement auf den Planetenträger, von dem Planetenträger auf die Planeten und von diesem über das Hohlrad auf das Abtriebselement. Bei einem Berggang, bei dem eine Untersetzung von beispielsweise i = 1,44 erfolgt, wird die Kraft von dem Übertragungselement auf das Hohlrad, von diesem auf die Planeten und sodann von dem Planetenträger auf das Abtriebselement übertragen. Erfindungswesentlich ist hierbei insbesondere die Vertauschung der beteiligten Bauteile des Planetengetriebes zwischen Schnellgang und Berggang. Im Schnellgang erfolgt der Antrieb des Planetengetriebes über den Planetenträger und der Abtrieb über das Hohlrad. Im Berggang erfolgt der Antrieb des Planetengetriebes in umgekehrter Reihenfolge, d. h. über das Hohlrad und der Abtrieb sodann über den Planetenträger. Bezogen auf das Planetengetriebe erfolgt somit zwischen Schnellgang und Berggang ein Vertauschen von Antrieb und Abtrieb.
Insbesondere durch die Nutzung eines einzigen Planetengetriebes als Drei-Gang-Getriebe ist es möglich, durch das Planetengetriebe die drei Kettenblätter zu ersetzen. Die Schaltfunktion der drei Kettenblätter wird somit in das Planetengetriebe verlagert, da es innerhalb der Fahrradnabe angeordnet ist. Im Bereich des Tretlagers muss somit nur noch ein einziges Kettenblatt vorgesehen werden. Ferner ist das Vorsehen eines Umwerfers in diesem Bereich nicht mehr erforderlich. Aufgrund der äußerst kompakten Bauweise und der Nutzung eines Planetengetriebes als Drei-Gang-Getriebe kann ferner ein vergleichsweise leichtes Getriebe realisiert werden.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fahrradnabengetriebes ist zwischen dem Planetenträger und dem Abtriebselement ein Freilaufelement angeordnet. Erfindungsgemäß kann hierbei über das Freilaufelement einerseits eine Kraftübertragung und je nach Gang auch ein Freilauf realisiert werden, so dass zwei Zahnräder des Freilaufs gegeneinander verdreht werden können. Auch kann dieser Verlauf als herkömmlicher Freilauf genutzt werden, wenn keine Kraftübertragung erfolgt, oder der Fahrradfahrer rückwärts tritt. Das erfindungsgemäße Freilaufelement weist hierbei in besonders bevorzugter Ausführungsform zwei Zahnräder auf, die jeweils eine Stirnverzahnung aufweisen. Für die Stirnverzahnung kann bei entsprechender Drehrichtung eine Kraftübertragung erfolgen. Bei entgegengesetzter Drehrichtung, wenn beispielsweise nicht oder rückwärts getreten wird, rutschen die entsprechend ausgeformten rampenförmigen Zähne der Stirnverzahnung übereinander. Vorzugsweise ist eines der beiden Zahnräder des Freilaufs in Richtung des anderen Zahnrades federbelastet, um sicherzustellen, dass die Stirnverzahnung zur Kraftübertragung ineinander greift. Insbesondere im Schnellgang, in dem die Kraftübertragung von dem Hohlrad auf das Abtriebselement wie das Nabengehäuse erfolgt, ist das erfindungsgemäße Freilaufelement vorteilhaft, da im Schnellgang zwischen dem Planetenträger und dem Abtriebselement keine Kraftübertragung erfolgt, da sich das Abtriebselement schneller als der Planetenträger dreht. Durch das Vorsehen des Freilaufs ist auf einfache Weise realisiert, dass zwischen Planetenträger und Abtriebselement keine Kraftübertragung im Schnellgang erfolgt. Dies könnte dadurch gelöst werden, dass im Schnellgang die Verbindung zwischen Planetenträger und Abtriebselement gelöst wird. Dies wäre durch axiales Verschieben einer der beiden Zahnräder des Freilaufs ebenfalls möglich.
Zum Vereinfachen des Schattens der Gänge, insbesondere zwischen Normalgang und Schnellgang ist in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung zwischen dem Übertragungselement und dem Planetenträger ein Zwischenelement vorgesehen. Das Zwischenelement ist axial verschiebbar, jedoch drehfest mit dem Planetenträger verbunden. Hierdurch ist es möglich, von dem Übertragungselement in zwei unterschiedlichen Schaltstellungen über das Zwischenelement auf dem Planetenträger Kraft zu übertragen. Dies erfolgt in der Schaltstellung Schnellgang, sowie in der Schaltstellung Normalgang. Bei einem Verschieben des Übertragungselements zwischen dem Schnellgang und dem Normalgang wird das erste Zwischenelement somit mit verschoben. Dies kann auf einfache Weise dadurch erfolgen, dass das Zwischenelement in Richtung des Übertragungselements federbelastet ist und beim Schalten zwischen Normalgang und Berggang an einem Anschlag anstößt, so dass das erste Zwischenelement bei diesem Schaltvorgang nicht mehr mit verschoben wird. Ebenso kann auch eine Verbindung zwischen dem ersten Zwischenelement und dem Übertragungselement vorgesehen sein, die beim Schalten von Normalgang in Berggang gelöst wird. Besonders bevorzugt ist es, dass die Kraftübertragung zwischen dem Übertragungselement und dem ersten Zwischenelement über eine Stirnverzahnung erfolgt. Dies hat den erheblichen Vorteil, dass auch dieser Bereich der Kraftübertragung als Freilauf fungieren kann.
Im Schnellgang erfolgt eine Kraftübertragung von dem Hohlrad auf das Abtriebselement. Die Verbindung muss für den Normalgang und den Berggang gelöst werden. Dies kann beispielsweise durch Verschieben eines zwischen dem Hohlrad und dem Abtriebselement wie dem Nabengehäuse angeordnetes Verbindungselement erfolgen. Ein entsprechendes Verbindungselement könnte unmittelbar zwischen einer Außenseite des Hohlrades und einer Innenseite eines zylindrischen Abtriebselements bzw. Nabengehäuses erfolgen. Bevorzugt ist die Ausgestaltung des Verbindungselementes derart, dass auch hier eine Kraftübertragung über eine Stirnverzahnung erfolgen kann. Besonders bevorzugt ist es hierbei, dass die Kraftübertragung von dem Hohlrad auf das Verbindungselement und von diesem über ein zweites Zwischenelement auf das Abtriebselement erfolgt. Das zweite Zwischenelement ist hier bei bevorzugter Ausführungsform mit einer Stirnverzahnung versehen, die mit einer Stirnverzahnung des Verbindungselementes zusammenwirkt. Es ist sodann wiederum möglich, das Verbindungselement und/oder das zweite Zwischenelement federbelastet auszubilden, dass auch hier ein weiterer Freilauf realisiert werden kann. Ferner ist es bevorzugt, das zweites Zwischenelement derart auszugestalten, dass es zwar drehfest mit dem Abtriebselement, jedoch axial verschiebbar gegenüber diesem angeordnet ist. Hierdurch kann durch Vorsehen einer Feder nicht nur auf einfach Weise ein Freilauf realisiert, sondern im Normalgang und Berggang auch eine Trennung zwischen Hohlrad und Abtriebselement erfolgen, in dem die Trennung zwischen dem Verbindungselement und dem zweiten Zwischenelement realisiert wird. Dies ist auf einfache Weise möglich, in dem das zweite Zwischenelement insbesondere zusammen mit dem Übertragungselement verschoben wird und somit die Stirnverzahnung des zweiten Zwischenelements außer Eingriff bezogen auf die Stirnverzahnung des Verbindungselements gelangt.
Um einen möglichst kompakten Aufbau des Fahrradnabengetriebes zu realisieren, ist es in bevorzugter Ausführungsform des Getriebes erfindungswesentlich, dass der Freilauf in das Getriebe integriert ist. Der Freilauf ist somit durch Bauteile des Getriebes realisiert, die auch zur Kraftübertragung dienen. Die kompakte Bauweise wird ferner dadurch verbessert, dass das Übertragungselement zwei insbesondere einander gegenüberliegende Stirnverzahnungen aufweist. Hierdurch ist es möglich, dass das Übertragungselement in unterschiedlichen Schaltzuständen jeweils für eine der beiden Stirnverzahnungen Kraft übertragen kann. Über die vorzugsweise zweite Stirnverzahnung des Übertragungselements erfolgt vorzugsweise im Berggang eine Übertragung der Kraft von dem Übertragungselement auf das Hohlrad, insbesondere über das Verbindungselement und eine entsprechend an dem Verbindungselement vorgesehene in Richtung des Übertragungselements weisende Stirnverzahnung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen Fahrradnabengetriebes im Querschnitt in dem Schaltzugstand Schnellgang,
2 eine der 1 entsprechende Darstellung des Fahrradnabengetriebes im Normalgang,
3 eine der 1 entsprechende Darstellung des Fahrradnabengetriebes im Berggang, und
4 eine exemplarische schematische Darstellung eines Zahnrades mit als Freilauf fungierender Stirnverzahnung, sowie einer Radialverzahnung, die ein axiales Verschieben des Bauteils ermöglicht.
Die Darstellung in den 1 bis 3 erfolgt aus Gründen der Übersichtlichkeit im Halbschnitt, wobei die Bauteile zur Hinterradachse 10 rotationssymmetrisch sind.
Die Krafteinleitung erfolgt über eine Kette oder einen Riementrieb auf eine Ritzelkassette 12. Diese weist mehrere Zahnräder mit unterschiedlicher Zähnezahl bzw. unterschiedlichem Durchmesser auf. Die Ritzelkassette 12 ist gegenüber der Achse 10 drehbar, jedoch nicht axial verschiebbar. Die Kraftübertragung erfolgt sodann von der Ritzelkassette 12 auf ein im dargestellten Ausführungsbeispiel als Hohlwelle ausgebildetes Schaltelement 14. Das Schaltelement 14 befindet sich in 1 in dem Schaltzustand Schnellgang.
Im Schnellgang erfolgt die Kraftübertragung von dem Schaltelement 14 auf das fest mit dem Schaltelement 14 verbundene Übertragungselement 16. Das Übertragungselement 16 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildet und umgibt die Achse 10. Ferner weist das Übertragungselement 16 an seinen beiden Stirnseiten jeweils eine Stirnverzahnung 18, 20 auf. Über die innere Stirnverzahnung 18 erfolgt ein Übertragen der Drehbewegung auf das erste Zwischenelement 22. Das erste Zwischenelement 22 ist scheiben- oder ringförmig ausgebildet und weist eine Stirnverzahnung 24 auf, die in die Stirnverzahnung 18 des Übertragungselements 16 eingreift. Zur sicheren Kraftübertragung sowie zur zusätzlichen Realisierung eines Freilaufs ist das erste Zwischenelement 22 einerseits, wie durch die Feder 26 dargestellt, in Richtung des Übertragungselements 16 federbelastet und weist andererseits eine sägezahnförmige Stirnverzahnung 24 auf. Auch sämtliche weiteren Stirnverzahnungen, die das erfindungsgemäße Fahrradnabengetriebe aufweist, sind als Sägezähne ausgebildet und dienen somit je nach Drehrichtung zur Kraftübertragung oder als Freilauf. Ferner ist das erste Zwischenelement 22 axial verschiebbar. Die axiale Verschiebbarkeit ist durch eine radiale Verzahnung 28 an einer Außenumfangsfläche des Zwischenelements 22 realisiert, die in eine entsprechende radiale Verzahnung 30 eines Planetenträgers 32 eingreift. Durch eine derartige Verzahnung ist einerseits eine Kraftübertragung, d. h. eine drehfeste Verbindung, und andererseits eine axiale Verschiebbarkeit ermöglicht.
Die Übertragung der Drehbewegung des ersten Zwischenelements 22 erfolgt somit über die radiale Verzahnung 28, 30 auf den Planetenträger 32. Der Planetenträger 32 weist ein erstes Stegteil 34, sowie ein gegenüberliegendes Stegteil 36 auf. Die beiden Stegteile 34, 36 sind über üblicherweise drei Achsen 38 miteinander verbunden, wobei auf jeder der Achsen 38 ein Planet 40 frei drehbar angeordnet ist.
Eine Außenverzahnung 42 der Planeten 40 greift in eine Sonne 44 ein, so dass sich die Planeten 40 auf der Sonne 44 abwälzen. Die Sonne 44 ist drehfest mit der Achse 10, die ebenfalls drehfest mit dem Fahrradrahmen verbunden ist, gehalten. Ko-axial zu der Sonne 44 ist ein Hohlrad 46 angeordnet. Das Hohlrad 46 weist eine Innenverzahnung 48 auf, die mit der Verzahnung 42 kämmt.
Im Schnellgang erfolgt die Kraftübertragung von dem Planetenträger 32 auf die Planeten 40 und von diesen auf das Hohlrad 46. Das Hohlrad 46 ist fest mit einem Verbindungselement 50 verbunden. Das Verbindungselement 50 ist derart ausgebildet, dass es in Richtung des Schaltelements 14 bzw. der Achse 10 gebogen ist und an seinem in Richtung der Achse 10 weisenden Ende mit einem Ringelement 52 fest verbunden ist. Das Ringelement 52 umgibt das Schaltelement 14 und weist zwei einander gegenüberliegende jeweils in axiale Richtung weisende Stirnverzahnungen 54, 56 auf. Die äußere Stirnverzahnung 54 greift im Schnellgang in eine Stirnverzahnung 58 eines zweiten Zwischenelements 60. Das zweite Zwischenelement 60 ist drehfest mit dem Abtriebselement bzw. dem Nabengehäuse 62 verbunden. Die drehfeste Verbindung erfolgt über eine Radialverzahnung 64, die an einer Umfangsfläche des zweiten Zwischenelements vorgesehen ist und in eine entsprechende Verzahnung 66 des Nabengehäuses 62 eingreift. Das Zwischenelement ist somit ein drehfest mit dem Nabengehäuse 62 verbunden, jedoch axial in dem Nabengehäuse 62 verschiebbar. Um eine sichere Kraftübertragung zwischen den Stirnverzahnungen 54, 58 zu gewährleisten und andererseits diese Verzahnung auch als Freilauf nutzen zu können, ist das zweite Zwischenelement 60 wie durch den Pfeil 68 angedeutet in Richtung des Ringelements 52 federbelastet.
Das Abtriebselement 62, bei dem es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um die Hinterradnabe handelt, ist wie üblich über Speichen mit der Hinterradfelge verbunden.
Im Schnellgang (1) erfolgt die Kraftübertragung somit von der Ritzelkassette 12 über das Schaltelement 14, das Übertragungselement 16, das erste Zwischenelement 22, dem Planetenträger 32, die Planeten 40, das Hohlrad 46, das Verbindungselement 50, das Ringelement 52 und das zweite Zwischenelement 60 auf das Nabengehäuse 62.
Das in 1 linke Stegteil 36 des Planetenträgers 32 ist fest mit einem Zahnrad 70 verbundenen, das die Achse 10 umgibt. Das Zahnrad 70 weist eine Stirnverzahnung 72 auf, die in eine Stirnverzahnung 74 eines weiteren Zahnrads 76 eingreift. Das Zahnrad 76, das ebenfalls die Achse 10 ringförmig umgibt, ist über eine radiale Verzahnung 78 mit einer ebenfalls radialen Verzahnung 80 des Nabengehäuses 62 drehfest aber axial verschiebbar verbunden. Ferner ist das Zahnrad 76 in Richtung des Zahnrads 70, wie durch den Pfeil 82 dargestellt, federbelastet.
In dem in 1 dargestellten Schnellgang erfolgt über die Zahnradanordnung 70, 76 keine Kraftübertragung, vielmehr fungiert diese als Freilauf, da aufgrund der Übersetzung durch das Planetengetriebe sich das Nabengehäuse 62 schneller dreht als der Planetenträger.
Zum Schalten des Planetengetriebes aus dem Schnellgang (1) in den Normalgang (2) wird das Schaltelement 14 nach außen bzw. in 1 nach rechts verschoben. Bei einem über einen Bowdenzug betätigten Schaltelement 14 erfolgt dies lediglich durch Lösen des Bowdenzugs. Die Bewegung des Schaltelements 14 wird sodann durch die Feder 26 realisiert. Beim Schalten von dem Schnellgang (1) in den Normalgang (2) wird zusammen mit dem Schaltelement 14 das Übertragungselement 16 sowie das erste Zwischenelement 22 nach rechts bzw. bezogen auf das Nabengehäuse 62 nach außen verschoben. Ferner erfolgt ein axiales Verschieben des zweiten Zwischenelements 60 ebenfalls nach außen. Dies ist dadurch realisiert, dass das zweite Zwischenelement 60 zwar einerseits gegenüber dem Schaltelement 14 drehbar ist, jedoch axial fixiert ist. Die axiale Fixierung zwischen dem zweiten Zwischenelement 60 und dem Schaltelement 44 erfolgt durch einen ringförmigen Ansatz 84 des zweiten Zwischenelements, der in eine entsprechende Nut oder Ausnehmung des Schaltelements 14 greift.
Da das Schaltelement 14 gegenüber der Ritzelkassette 12 ebenfalls axial verschiebbar ist, erfolgt selbstverständlich auch kein Verschieben der Ritzelkassette 12. Diese axiale Verschiebbarkeit ist ebenfalls durch eine entsprechende radiale Verzahnung 86, 88 realisiert. Auch die übrigen Bauteile des Fahrradnabengetriebes werden bei der Überführung von dem Schnellgang in den Normalgang nicht verschoben.
In dem Normalgang wurde das zweite Zwischenelement 60 gegen die Federkraft 68 nach außen verschoben, so dass die Stirnverzahnung 54, 58 zwischen dem zweiten Zwischenelement 60 und dem Ringelement 52 des Verbindungselements 50 geöffnet ist und hier keine Kraftübertragung mehr erfolgt. Aufgrund der Feder 26 wurde das erste Zwischenelement 22 jedoch zusammen mit dem Übertragungselement 16, sowie dem Schaltelement 14 nach außen verschoben. Es erfolgt somit weiterhin eine Kraftübertragung von dem Übertragungselement 16 auf das erste Zwischenelement 22 und von diesem auf den Planetenträger 32.
Im Normalgang, in dem weder eine Unter- noch Übersetzung durch das Getriebe erfolgen soll, wird die Kraft somit über die Ritzelkassette 12 eingeleitet und auf das Schaltelement 14 übertragen. Von diesem erfolgt ein Übertragen der Kraft auf das Übertragungselement 16, das erste Zwischenelement 22 und dem Planetenträger 32. Da das Hohlrad 46 nicht mehr über das Verzahnungspaar 54, 58 mit dem Abtriebselement 62 verbunden ist, erfolgt keine Kraftübertragung im Normalgang zwischen dem Planeten 40 und dem Hohlrad 46. Vielmehr erfolgt die Kraftübertragung über den Planetenträger 32 bzw. dessen beiden über die Achsen 38 verbundenen Stegelemente 34, 36. Die Kraft erfolgt von dem Stegelement 36 auf das Zahnrad 70 und von diesem über die Stirnverzahnungen 72, 74 auf das zweite Zahnrad 76. Da das Zahnrad 76 drehfest mit dem Nabengehäuse 62 über die Verzahnung 78, 80 verbunden ist, erfolgt die Kraftübertragung sodann von dem Zahnrad 76 auf das Nabengehäuse 62. Hierbei erfolgt weder eine Übernoch eine Untersetzung.
Im Berggang (3) wird das Schaltelement 14 gegenüber dem Normalgang (2) weiter nach außen bzw. rechts verschoben. Auch hierbei erfolgt bei einer Betätigung des Schaltelements 14 über einen Bowdenzug wiederum ein Lösen des Bowdenzugs und ein Verschieben des Schaltelements 14 nach außen über ein durch einen Pfeil 90 angedeutetes Federelement. Das erste Zwischenelement 22 bzw. die mit dem ersten Zwischenelement 22 verbundene Feder 26 kann kein weiteres Verschieben in 2 nach rechts bzw. nach außen bewirken, da das erste Zwischenelement 22 von der Feder 26 gegen einen Absatz 92 gedrückt wird, der mit dem Stegteil 34 des Planetenträgers 32 verbunden ist. Dies hat zur Folge, dass die Stirnverzahnung 18, 24 außer Eingriff gebracht wird und durch die Axialverschiebung des Schaltelements 14 sodann für den Berggang die Stirnverzahnung 20 des Übertragungselements 16 in Eingriff gelangt mit der Stirnverzahnung 56 des Ringelements 52. Da das zweite Zwischenelement 60 gegen die Federkraft 68 weiter nach außen verschoben wurde, ist die Stirnverzahnung 54 weiterhin nicht in Eingriff mit der Stirnverzahnung 58.
Vielmehr erfolgt von dem Übertragungselement 16 im Berggang (3) eine Übertragung der Kraft über das Ringelement 52 auf das Verbindungselement 50 und von diesem auf das Hohlrad 46. Über die Verzahnung 48 des Hohlrads 46 erfolgt ein Antreiben der Planeten 40, die sich auf der Sonne 44 abwälzen. Dies bewirkt ein Drehen des Planetenträgers 32. Von dem Planetenträger 32 bzw. dessen Stegteil 36 erfolgt die Kraftübertragung auf das fest mit dem Stegteil 36 verbundene Zahnrad 70 und von diesem über die Stirnverzahnung 72, 74 auf das zweite Zahnrad 76. Das zweite Zahnrad 76, das durch den Schaltvorgang nicht verschoben wird, ist weiterhin drehfest mit dem Nabengehäuse 62 verbunden, so dass die Übertragung der Kraft von dem Zahnrad 76 auf das Nabengehäuse 62 erfolgt. Im Berggang erfolgt somit durch das Planetengetriebe eine Untersetzung.
Zur Verdeutlichung des Aufbaus der Zahnräder ist in 4 schematisch das Zahnrad 76 dargestellt. Hieraus ist die sägezahnartige Ausgestaltung der Stirnverzahnung 72 sowie die radiale Verzahnung am Umfang ersichtlich. Über die Sägezähne 74 kann Kraft nur in eine Richtung übertragen werden. In die andere Drehrichtung rutschen die Flanken übereinander, so dass ein Freilauf realisiert ist. Aufgrund der Verzahnung 78 ist ein axiales Verschieben bei gleichzeitiger drehfester Verbindung möglich. Die übrigen Stirnverzahnungen des Getriebes sind entsprechend ausgebildet. Dies gilt auch für die übrigen Radialverzahnungen des Getriebes.

Claims

Fahrradnabengetriebe, mit einem Antriebselement (12) und einem Abtriebselement (62), wobei zwischen dem Antriebselement (12) und dem Abtriebselement (62) ein Drei-Gang-Planetengetriebe angeordnet ist und einem ringförmigen axial verschiebbaren Übertragungselement (16), so dass durch axiale Verschiebung die Kraftübertragung auf das Abtriebselement (62) über einen Planetenträger (32), oder über den Planetenträger (32), die Planeten (40) und ein Hohlrad (46), oder über das Hohlrad (46), die Planeten (40) und den Planetenträger (32) erfolgt.
Fahrradnabengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Planetenträger (32) und dem Abtriebselement (62) ein Freilaufelement (70, 76) angeordnet ist, das vorzugsweise Zahnräder (70, 76) mit ineinander greifender Stirnverzahnung (72, 74) aufweist.
Fahrradnabengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass über das Freilaufelement Kraft übertragen wird, wenn das Übertragungselement (16) mit dem Planetenträger (32) oder über das Hohlrad (46) und die Planeten (40) mit dem Planetenträger (32) verbunden ist.
Fahrradnabengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Freilaufelement als Freilauf dient, wenn das Übertragungselement (16) mit dem Planetenträger (32) über die Planeten (40) und das Hohlrad (46) mit dem Abtriebselement (62) verbunden ist, in dem ein mit dem Abtriebselement (62) verbundenes Zahnrad (76) axial verschiebbar ist.
Fahrradnabengetriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Zahnräder (76) des Freilaufelements axial verschiebbar, drehfest mit dem Abtriebselement verbunden ist und in Richtung des anderen Zahnrads (70) federbelastet ist.
Fahrradnabengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein zwischen dem Übertragungselement (16) und dem Planetenträger (32) angeordnetes mit dem Planetenträger (32) axial verschiebbar, drehfest verbundenes erstes Zwischenelement (22), das vorzugsweise in Richtung des Übertragungselements (16) federbelastet ist.
Fahrradnabengetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (16) und das erste Zwischenelement (22) über eine Stirnverzahnung (18, 24) miteinander verbunden sind, wobei die Verbindung auch als Freilauf fungieren kann.
Fahrradnabengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein zwischen dem Hohlrad (46) und dem Abtriebselement (62) angeordnetes insbesondere fest mit dem Hohlrad (46) verbundenes Verbindungselement (50, 52), das zur Verbindung mit dem Abtriebselement (62) eine Stirnverzahnung (54) aufweist.
Fahrradnabengetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Verbindungselement (50, 52) und dem Abtriebselement (62) ein drehfest, axial verschiebbar mit dem Abtriebselement (62) verbundenes zweites Zwischenelement (60) vorgesehen ist, das eine mit der Stirnverzahnung (54) des Verbindungselements (50) zusammenwirkende Stirnverzahnung (58) aufweist und das vorzugsweise in Richtung des Verbindungselements (52) federbelastet ist.
Fahrradnabengetriebe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (50, 52) wahlweise unmittelbar mit dem Übertragungselement (16) vorzugsweise über eine zweite Stirnverzahnung (56) verbunden ist.
Fahrradnabengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (16) zwei einander gegenüberliegende Stirnverzahnungen (18, 20) aufweist.
Fahrradnabengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch ein mit dem Übertragungselement (16) insbesondere fest verbundenes Schaltelement (14).
Fahrradnabengetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zwischenelement (60) mit dem Schaltelement (14) drehbar, axial fest verbunden ist.