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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Naben für Zweiräder, insbesondere eine Kupplung für eine Nabe.
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Stand der Technik
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Zweiräder bzw. Fahrräder sind derart ausgebildet, dass an einem Fahrradrahmen zwei Naben angebracht sind, um daran ein Vorderrad und ein Hinterrad zu montieren. Das taiwanesische Patent TW I 450830 B offenbart eine Nabe, die aus einer Spindeleinheit, einem Gehäuse, einem Kettenradlager und einer Kupplungseinheit besteht, wobei die Kupplungseinheit ein am Gehäuse befestigtes Positionierelement, ein Kupplungselement, ein am Kettenradlager befestigtes Sperrelement und ein zwischen dem Positionierelement und dem Kupplungselement angeordnetes elastisches Element umfasst. Dadurch, dass eine Vielzahl von ersten Eingriffsteilen in eine Vielzahl von zweiten Eingriffsteilen eingreift, kommen das Positionierelement und das Kupplungselement miteinander in Eingriff. Das Kettenradlager treibt das Sperrelement zu einer Drehung in einer Kupplungsrichtung an und das Sperrelement kann das Kupplungselement derart blockieren, dass das Kupplungselement in das Positionierelement eingreift, wodurch das Gehäuse mitbewegt und dadurch zum Drehen gebracht wird. Wenn sich das Kettenradlager relativ zum Gehäuse dreht, wird das Kupplungselement unter der Wirkung des elastischen Elements von einer Eingriffsstellung in eine Trennstellung gebracht, sodass das Kettenradlager leerläuft und keine Leistung ausgibt.
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Das taiwanesische Patent TW I 603859 B offenbart einen Aufbau aus einem Nabenlager, einem Koppelring, einem Hülsenlager und einem Gesperre, wobei eine große Anzahl von Zähnen und ein kleiner Zahnabstand vorgesehen sind. Am Koppelring ist eine große Anzahl von ununterbrochenen ersten Zähnen angeordnet. Genauer gesagt sind am Koppelring 155 erste Zähne angeordnet. Die Sperrklinken des Gesperres weisen jeweils mehrere zweite Zähne auf, die in die ersten Zähne des Koppelrings eingreifen können, um einen Abstand, welchen die zweiten Zähne an den ersten Zähnen des Koppelrings entlanggleiten, effektiv zu verkleinern. Dadurch wird der Abstand, in dem das Gesperre in den Koppelring eingreift, verkürzt, sodass eine durch Eingreifen entstehende Kopplung schnell erfolgen kann. Dies sorgt dafür, dass die Trittlücke verkleinert und ein präzises Treten ermöglicht wird, sodass die Fahrsicherheit erhöht wird.
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Der Gegenstand der taiwanesischen Patentanmeldung
TW 201808676 A ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse der Nabe und dem Rotor eine Kupplung angebracht ist, die aus zwei Zahnkränzen besteht. Wenn die beiden Zahnkränze miteinander in Eingriff stehen, dann bringt der Rotor das Gehäuse der Nabe zum Mitdrehen in der gleichen Richtung. Wenn die beiden Zahnkränze voneinander getrennt sind, dann ist das Gehäuse der Nabe in Bezug auf den Rotor im Leerlauf und bringt dabei keine Leistung hervor.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung zu schaffen, durch die ermöglicht wird, dass sich der Außenring und der Innenring der Kupplung durch einen Antrieb in die gleiche Richtung drehen und in der Gegenrichtung leerlaufen.
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Technische Lösung
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kupplung mit den Merkmalen nach Anspruch 1, bei der eine Innenumfangsfläche durch Eckstücke angetrieben wird, um eine Kopplungsstruktur bereitzustellen,. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die erfindungsgemäße Kupplung umfasst einen Außenring, der eine Innenumfangsfläche aufweist, einen Innenring und mehrere zurückstellbare Rollensätze, wobei die Außenseite des Innenrings mit mehrkantigen Eckteilen ausgebildet ist, wodurch mehrere Ebenen definiert sind, wobei, wenn der Innenring im Außenring eingebaut ist, eine Entfernung von der Mitte einer entsprechenden Ebene bis zur Innenumfangsfläche jeweils größer ist als die Entfernung zwischen den lateralen Seiten der Ebene bis zur Innenumfangsfläche.
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Jeder der mehreren zurückstellbaren Rollensätze weist ferner eine Rolle auf. Wenn ein entsprechender Rollensatz jeweils zwischen der Innenumfangsfläche und einer entsprechenden Ebene eingesetzt ist, dann steht die Rolle mit der Innenumfangsfläche und der Ebene in Kontakt, wobei die an der Außenseite des Innenrings ausgebildeten Eckteile die Rollen so verschieben, dass sich der Außenring in die gleiche Richtung dreht, wobei der Außenring in der Gegenrichtung in Bezug auf den Innenring leerläuft und dabei keine Leistung hervorbringt.
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Erfindungsgemäß sind am Innenring mehrere Trennstücke angeordnet, von denen sich jedes von einem entsprechenden Eckteil des Innenrings nach außen erstreckt. Der korrespondierende Rollensatz weist ferner ein elastisches Element auf, das zwischen dem entsprechenden Trennstück und der jeweiligen Rolle angeordnet ist, sodass eine Kopplung entsteht, durch welche die Rolle an drei Punkten entsprechend mit der Innenumfangsfläche, der Ebene und dem elastischen Element in Kontakt steht. Des Weiteren kann das elastische Element ein Federblatt oder eine Feder sein.
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Somit wird bei der erfindungsgemäßen Kupplung die Innenumfangsfläche durch die Eckstücke angetrieben, wodurch sich eine Kopplungsstruktur ergibt, durch die es ermöglicht wird, dass sich der Außenring und der Innenring der Kupplung durch einen Antrieb in der gleichen Richtung drehen und in der Gegenrichtung leerlaufen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kupplung im zusammengebauten Zustand,
- 2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht, die zur Veranschaulichung der Kombination eines Innenrings mit Rollensätzen gemäß der Erfindung dient,
- 3 zeigt eine Explosionsdarstellung einer Kupplung, einer Nabe und einer Zahnkranzhülse, und
- 4 zeigt eine Schnittansicht einer Kupplung, einer Nabe und einer Zahnkranzhülse, die entlang einer Achse zusammengebaut sind.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung
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Im Folgenden werden die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die Erfindung soll nicht auf die in der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt sein.
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1 und 2 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplung 10, die aus einem Außenring 12, einem Innenring 20 und mehreren zurückstellbaren Rollensätzen 30 zusammengesetzt ist. Der Außenring 12 weist eine Innenumfangsfläche 14 und zwei Reihen von Sperrzähnen 16 auf, wobei die Sperrzähne 16 von dem Außenumfang des Außenrings 12 hervorstehen. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass eine einzige Reihe von Sperrzähnen 16 ausgebildet ist.
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Die Außenseite des Innenrings 20 ist mehrkantig derart ausgebildet, dass der Innenring 20 mehrere Eckteile und mehrere Ebenen 21 definiert. Wenn der Innenring 20 im Außenring 12 eingebaut ist, ist ein Abstand zwischen der Mitte jeder Ebene 21 und der Innenumfangsfläche 14 größer als der Abstand zwischen den beiden lateralen Seiten der Ebene 21 und der Innenumfangsfläche 14. Des Weiteren umfasst der Innenring 20 mehrere Trennstücke 22. Ferner sind an der Innenseite des Innenrings 20 mehrere konkave Teile 23 und mehrere konvexe Teile 24 ausgebildet. Dabei erstreckt sich jedes der Trennstücke 22 von einem korrespondierenden Eckteil des Innenrings 20 nach außen. Jedes der konkaven Teile 23 ist zwischen zwei benachbarten konvexen Teilen 24 angeordnet oder anders ausgedrückt ist jedes der konvexen Teil 24 zwischen zwei benachbarten konkaven Teilen 23 angeordnet.
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Jeder Rollensatz 30 beinhaltet eine Rolle 32 und ein elastisches Element 34. Wenn der entsprechende Rollensatz 30 zwischen der Innenumfangsfläche 14 und der korrespondierenden Ebene 21 angeordnet ist, dann steht die entsprechende Rolle 32 mit der Innenumfangsfläche 14 und der korrespondierenden Ebene 21 in Kontakt, wobei die Eckteile an der Außenseite des Innenrings 20 die Rollen 32 so anschieben, dass der Außenring 12 zur Drehung in der gleichen Richtung angetrieben wird und dadurch relativ zum Innenring 20 in der Gegenrichtung leerläuft und dabei keine Leistung hervorbringt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem elastischen Element 34 jeweils um eine Feder, die zwischen dem entsprechenden Trennstück 22 und der entsprechenden Rolle 32 angeordnet ist und der Rolle 32 eine Kraft zur Verfügung stellt, durch welche die Rolle 32 von der Mitte der Ebene 21 bis zu den lateralen Seiten verschoben werden kann. Dadurch wird eine Kopplung realisiert, bei der die Rolle 32 an drei Punkten mit der Innenumfangsfläche 14, der Ebene 21 und dem elastischen Element 34 in Kontakt steht.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das elastische Element 34 beispielsweise als Federblatt ausgebildet.
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Wie in 2 und 3 gezeigt ist, weist die Kupplung 10 ferner eine Sicherungsscheibe 18 auf, durch die der Innenring 20 gesichert wird. Durch das Zusammenwirken der Sicherungsscheibe 18 mit einem Begrenzungselement 25 werden die Rollensätze 30 zwischen dem Außenring 12 und dem Innenring 20 eingeschlossen.
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Wie in 3 und 4 gezeigt ist, ist die Kupplung 10 zwischen einer Nabe 40 und einer Zahnkranzhülse 43 angeordnet. Insbesondere kann die Kupplung 10 durch Eingreifen der Sperrzähne 16 in entsprechende Sperrzahnaufnahmen 42 formschlüssig mit der Nabe 40 verbunden werden. An einem sich von der Zahnkranzhülse 43 erstreckenden Verbindungsteil 44 sind Erhebungen 45 angeordnet, die mit den konkaven Teilen 23 und den konvexen Teilen 24 zusammenpassen. Somit kann eine Wirkungskraft der Zahnkranzhülse 43 über die Kupplung 10 auf die Nabe 40 übertragen werden.
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Des Weiteren weist die Nabe 40 ein Achsloch 41 auf, das mit den Sperrzahnaufnahmen 42 in Verbindung steht. Wenn eine Achse 50 über das Achsloch 41 unmittelbar im Inneren der Zahnkranzhülse 43 angebracht ist, dann werden die Nabe 40 und die Zahnkranzhülse 43 beim Drehen um die Achse 50 herum durch ein an der Achse 50 angeordnetes Lager 52 abgestützt.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in naheliegender Weise dadurch möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden, wobei durch derartige Modifikationen der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die Offenbarung der vorliegenden Erfindung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kupplung
- 12
- Außenring
- 14
- Innenumfangsfläche
- 16
- Sperrzahn
- 18
- Sicherungsscheibe
- 20
- Innenring
- 21
- Ebene
- 22
- Trennstück
- 23
- konkaves Teil
- 24
- konvexes Teil
- 25
- Begrenzungselement
- 30
- Rollensatz
- 32
- Rolle
- 34
- elastisches Element
- 40
- Nabe
- 41
- Achsloch
- 42
- Sperrzahnaufnahme
- 43
- Zahnkranzhülse
- 44
- Verbindungsteil
- 45
- Erhebung
- 50
- Achse
- 52
- Lager
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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