DE2162356C3 - Mehrgang-Getriebe für Kinderfahrzeuge o.dgl - Google Patents
Mehrgang-Getriebe für Kinderfahrzeuge o.dglInfo
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Description
15
20
25
30
Die Erfindung bezieht sich auf ein Mehrgang-Getriebe für Kinderfahrzeuge od. dgl., entsprechend den
Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Antriebseinrichtung für Kinderfahrzeuge ist aus der DE-AS 15 05 936 bekannt. Dabei ist ein
auf einer gesonderten, drehfesten Achse angeordnetes Getriebe vorhanden, welches einerseits einen mit einem
Zahnkranz ausgerüsteten Antreiber und als Abtriebsorgan eine gleichfalls mit einem Zahnkranz versehene
Hülse aufweist. Zum Betrieb erfordert dieses Getriebe zwei Ketten, nämlich vom Antrieb zu dem auf der
gesonderten Achse angeordneten Getriebe und eine Kette zur Abtriebswelle hin, welche die Fahrzeugräder
trägt. Dieses bekannte Getriebe ist zweifach schaltbar, und zwar mittels einer herkömmlichen Nabenschaltung
mittels eines durch die einseitig hohlgebohrte Nabenachse hineingreifenden Schaltzuges, weiterhin ist bei
diesem bekannten Getriebe durch Umkehrung der Antriebsdrehrichiung über eine in beiden Drehrichtungen
wirkende Freilaufkupplung eine Umsteuerung des Abtriebes möglich, ohne daß dabei aber eine Drehzahlveränderung
erfolgt. Das Getriebe ist als Planetengetriebe ausgebildet, wobei der Planetenträger vom
Antreiber gebildet ist, die umschließende Hülse des Getriebes dient einerseits als Abdeckelement, übernimmt
darüber hinaus die Übertragung des Abtriebsdrehmomentes und muß deswegen entsprechend
dimensioniert sein. Dieses bekannte Getriebe ist auf der gesonderten Achse in einzelnen Bauelementen anzuordnen,
weil hier keine zentrale Aufsteckhülse vorhanden ist. In bezug auf die Bauelemente besteht hier ein
erhöhter Aufwand, welcher hinsichtlich Montage und Lagerhaltung unerwünscht ist.
Weiterhin ist aus der DE-AS 15 05 935 ein Ausführungsbeispiel einer Antriebseinrichtung für Kinderfahrzeuge
bekannt, welche unmittelbar auf einer Antriebsachse zu montieren ist. Der Antrieb wird über ein
Kettenrad auf einen Antrdberteil eingeleitet, der Abtrieb wird von der Nabenhülse über ein entsprechendes
Kupplungselement unmittelbar an die Antriebsachse weitergeleitet Zur Abstützung des Reaktionsmomentes
auf eines der Getriebeinnenelemente ist ein am Rahmen des Fahrzeuges fest an7ubringender Haltebügel
versehen. Bei dieser bekannten Getriebeeinrichtung ist über eine in beiden Drehrichtungen wirkende
Freilaufkupplung eine Umsteuerung des Antriebes durch Wechsel der Antriebsdrehrichtung möglich, eine
Übersetzung im Sinne der Veränderung der Drehzahl zwischen Antrieb und Abtrieb ist jedoch nicht
vorgesehen. Auch bei diesem bekannten Getriebe dient eine Hülse sowohl zur Abdeckung als auch zur
Übertragung der Abtriebsdrehmomente und muß dementsprechend bemessen sein. Zur unmittelbaren
Anordnung dieser Antriebseinrichtung dient eine Auisteckhülse, die das gesamte nabenähnliche Getriebe
durchzieht und mittels des erwähnten Haltebügels ständig drehfest angeordnet werden muß.
Schließlich ist aus dem DE-GM 18 56 412 eine herkömmliche Fahrradnabe mit Gangschalteinrichtung
mittels in der einseitig hohlgebohrten Nabenachse untergebrachtem Schaltzug bekannt. Eine Änderung
der Abtriebsdrehrichtung durch Änderung des Antriebes ist bei dieser Nabe nicht möglich. Diese bekannte
Nabe weist außerdem keine Aufsteckhülse auf, sondern ist in herkömmlicher Weise aus den einzelnen
Bauelementen auf der Nabenachse zu montieren. Die Nabenhülse dient einerseits zur Abdeckung des im
Inneren vorgesehenen Planetengetriebes und andererseits zur Weiterleitung des über den Antreiber
eingebrachten Drehmomentes auf die Speichenflansche.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb mit mindestens zwei Gängen für ein Kinderfahrzeug
zu schaffen, der unmittelbar auf die Antriebsachse des Fahrzeuges aufsteckbar ist und bei dem
außerdem noch durch Rückwärtsbewegen des Antriebes unabhängig vom jeweiligen Vorwärtsgang stets eine
feste Gangstufe im Rückwärtsgang erreicht wird.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruches 1 angegeben. Dadurch wird es in vorteilhafter
Weise ermöglicht, ein Getriebe für ein Kinderfahrzeug od. dgl. zu erhalten, welches sowohl nur eine
einzige Kette als auch nur eine Achse benötigt und eine gedrängte Bauform aufweist, wobei mit einer verhältnismäßig
geringen Zahl von Bauteilen dennoch die Vorwärtsfahrt mit wahlweise einschaltbaren Gangstufen
und durch einfaches Rückwärtstreten die Rückwärtsfahrt in einer festen Gangstufe erreicht wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachstehend wird das erfindungsgemäße Mehrgang-Getriebe an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt
Fig. 1 den Teillängsschnitt eines Mehrgang-Getriebes zum Aufstecken auf die Antriebswelle eines
Kinderfahrzeuges,
Fig. 2 den Sperrklinkenträger zum Mehrgang-Getriebe mit Steuerring und Staubdeckel,
F i g. 3 die Seitenansicht des Sperrklinkenträgers gem. Fig.2. aus der die Steuerung der Sperrklinken durch
den Steuerring zu ersehen ist, im Schaltzustand »Vorwärtsfahrt« und
F i g. 4 die Seitenansicht des Mehrgang-Getriebes mit vollständigem Gehäuse, wobei der Schaltzug der
Schalteinrichtung im Teilschnitt gezeigt ist.
In den Figuren ist bei einem Mehrgang-Getriebe mit 1 eine als Hohlwelle ausgestattete Aufsteckhülse
bezeichnet, die auf eine nicht gezeigte Antriebswelle eines Kinderfahrzeuges gesondert aufgeschoben und
auf diese Welle axial festgelegt werden kann. Auf der Aufsteckhülse 1 des Getriebes ist koaxial ein hülsenförmiger
Sperrklinkenträger 2 frei drehbar gelagert. Auf dem Mantelteil dieses Sperrklinkenträgers 2 sind axial
nebeneinander Sperrklinkensysteme 3 und 4 angeordnet, die jeweils unter Einwirkung von einander gleichen,
aber untereinander unabhängigen, ringförmigen Federn 5 stehen. Am in der Zeichnungsfigur 1 axial linken Ende
dieses Sperrklinkenträgers 2 ist ein Kettenzahnkranz 6 drehfest angebracht. Der Sperrklinkenträger 2 bildet
derart einen Antreiber, und zwar für den Antrieb über eine nicht gezeigte Kette mittels einer am nicht
dargestellten Fahrzeug vorgesehenen Antriebseinrichtung, beispielsweise einer Tretkurbel.
Von den vorerwähnten Sperrklinken-Freilaufkupplungssystemen 3 und 4 steht das eine System 3 mit
seinen Sperrklinken einem zum Sperrklinkenträger 2 koaxialen Sperrverzahnung gegenüber während das
andere System 4 mit seiner Sperrklinke in einen von dem Hohlradkörper 7 koaxial umschlossenen Planetenradträger
8 mit entsprechender Sperrverzahnung eingreifen kann. — In F i g. 1 liegt die Sperrklinke 4 axial
neben der einen Sperrklinke 3, ist am Umfang des Sperrklinkenträgers 2 jedoch gegenüber der einen
Sperrklinke 3 versetzt und daher im Teilschnitt gem. F i g. 1 nicht zu sehen, weswegen nur die axiale Lage der
Sperrklinke des Systems 4 mit dem Bezugszeichen (4) angegeben ist. — Der in einem Ansatz mit einer inneren,
ringförmigen Sperrklinkenverzahnung versehene PIanetenradträger
8 weist auf Achsen 10 Planetenräder 9 auf, welche ständig einerseits mit einer Sonnenradverzahnung
11 kämmen, die an der den Sperrklinkenträger 2 als Antreiber tragenden Aufsteckhülse 1 an deren axial
gesehen rechtem Ende fest angebracht ist, und andererseits mit einer Verzahnung 12 im Eingriff stehen,
die in dem vorerwähnten, umschließenden Hohlrad 7 am in der Zeichnungsfigur 1 axial rechten Ende
vorgesehen ist.
Das Hohlrad 7 wie auch der Planetenradträger 8 sind beide einseitig auf dem Sperrklinkenträger 2 gelagert.
Die andere Lagerung des Planetenradträgers 8 wird durch die sich am Sonnenrad 11 abstützenden
Planetenräder 9 gebildet, während das Hohlrad 7 über eine Kupplungsaußenverzahnung 14 drehfest in einem
Antriebsflansch 13 der — nicht gezeichneten — Fahrzeugantriebswelle vorgesehen ist. Zur drehfesten
Kupplung mit der vorerwähnten Antriebswelle weist der Antriebsflansch 13 eine Radialnut 15 zur Aufnahme
eines in der Antriebswelle vorgesehenen Querstiftes oder einer drehfesten, aufzuschiebenden Klauenkupplung
auf.
Die Aufsteckhülse 1 des Mehrgang-Getriebes ist am in der F i g. 1 linken Ende mit einer Außenverzahnung
16 versehen, auf die das Sperrelement einer Umschalteinrichtung 17 einwirken kann, welche in Fig.4 zu
erkennen ist, jedoch im einzelnen erst später beschrieben wird.
Die Aufsteckhülse 1 ist am axial linken Ende innen mit einer dünnwandigen Lagerbuchse 18 aus Kunststoff
versehen, wodurch zuverlässig verhindert wird, daß die Punktbelastung der Aufsteckhülse 1 infolge des
Kettenzuges auf den auf dem Sperrklinkenträger 2 als Antreiber angebrachten Kettenzahnkranz 6 zu Lagerungsschwierigkeiten
bei der Antriebswelle führen kann.
Die vorerwähnten Sperrklinken-Freilaufkupplungssysteme 3 und 4 sind gegen Verschmutzung durch einen
Staubdeckel 19 geschützt, welcher axial neben dem Kettenzahnkranz 6 auf dem Sperrklinkenträger 2
angebracht ist und mit dem Außenrand in einen Absatz eines das Getriebe insgesamt umschließenden Gehäuses
20 aus Kunststoff eingreift. Außer der vorerwähnten Umschalteinrichtung 17 ist für das Getriebe ein
weiteres, als Steuerring 21 ausgebildetes Steuerelement vorgesehen, welches koaxial auf dem Sperrklinkenträger
2 angebracht ist und die Sperrklinkensysteme 3 bzw. 4 durch Obergreifen beeinflußt. Dabei steht dieser
Steuerring 21 selbst unter Einfluß einer Friktionsfeder 22, die in Form eines umschließenden Ringes ausgebildet
ist und ihrerseits mit den beiden radial abstehenden Enden 23 beidseitig an einer Rippe 24 am Absatz des
Getriebegehäuses 20 anschlägt — Diese Bauteile des Mehrgang-Getriebes sind in den Fig. 2 und 3, welche
den vollständigen Sperrklinkenträger 2 außerhalb des Getriebegehäuses 20 zeigen, deutlicher zu erkennen.
Wie insbesondere aus F i g. 2 zu ersehen ist, Hegen die Sperrklinkensysteme 3 bzw. 4 der Freilaufkupplungen in
ihrer jeweiligen Wirkungsebene axial nebeneinander, was bereits im Zusammenhang mit F i g. 1 erwähnt wird
und in F i g. 1 zu erkennen ist, in welcher die Sperrklinke 3 in eine entsprechende Verzahnung axial linksseitig
vom Hohlrad 7 eingreifen kann, während die Sperrklinke 4 mit dem innerhalb des Hohlrades 7 koaxial
angeordneten Innengesperreansatz 8 am Planetenradträger 8 in Eingriff kommen kann. Die F i g. 2 und 3
lassen außerdem erkennen, daß das Sperrklinkensystem
3 in der selben Ebene sowohl eine Klinke 3a, wie F i g. 3 zeigt, gegen den Uhrzeigersinn gerichtet, als auch eine
weitere Klinke 3b im Umlaufsinn am Sperrklinkenträger 2 versetzt, jedoch im Uhrzeigersinn gerichtet.
aufweist. Am Sperrklinkenträger 2 ist räumlich zwischen diesen beiden Sperrklinken 3a und Zb in einer
anderen Ebene die Sperrklinke 4 des anderen Systems vorgesehen, die im Gegenuhrzeigersinn gerichtet ist
Der bereits erwähnte konzentrische Steuerring 21 übergreift, wie insbesondere F i g. 2 erkennen läßt, das Sperrklinkensystem 3 der einen Freilaufkupplung unmittelbar, das axial daneben angeordnete Sperrklinkensystem 4 der anderen Freilaufkupplung wird ebenfalls von ein und dem selben Steuerring 21 beeinflußt. Dies geschieht dadurch, daß die Sperrklinke
Der bereits erwähnte konzentrische Steuerring 21 übergreift, wie insbesondere F i g. 2 erkennen läßt, das Sperrklinkensystem 3 der einen Freilaufkupplung unmittelbar, das axial daneben angeordnete Sperrklinkensystem 4 der anderen Freilaufkupplung wird ebenfalls von ein und dem selben Steuerring 21 beeinflußt. Dies geschieht dadurch, daß die Sperrklinke
4 mittels eines axialen Ansatzes 4a in die Wirkungsebene des das Sperrklinkensystem 3 umschließenden
Steuerringes 21 verbreitert ist, wie F i g. 2 deutlich erkennen läßt Dieser Ansatz 4a ist axial zwischen dem
Sperrklinkenteil 4 und dem vom Steuerring übergriffenen Bereich in der radialen Stärke vermindert um ein
ungehindertes Überlaufen der konzentrischen Sperrverzahnung am Hohlrad 7 auch bei ausgeschwenkter,
d. h„ mit der Sperrverzahnung des Planetenradträgers 8 im Eingriff befindlicher, Klinke 4 zu ermöglichen.
Die gemeinsame Steuerung der beiden die Freilaufkupplungen bildenden Sperrklinkensysteme 3 und 4 läßt
sich auch dadurch bewirken, daß beide Klinkensysteme 3 und 4 axial dicht nebeneinander angeordnet werden
und der Steuerring21 axial entsprechend verbreitert ist
so daß beide Klinken zugleich übergriffen werden.
Die Steuerung der Sperrklinken 3a bzw. 3b, 4 über Teil 4a wird im Ausführungsbeispiel dadurch bewirkt
daß der Steuerring 21 einen bogenförmigen, radial innen gelegenen und sich zum Zentrum öffnenden Ausschnitt
25 aufweist der, wie aus F i g. 3 erkennbar ist in dieser Antriebsstellung zwei Sperrklinken, 3a und über den
Ansatz 4a die Sperrklinke 4 zum Ausschwenken unter
Wirkung der Ringfedern 5 und Eingreifen in die Sperrverzahnung des Hohlrades 7 bzw. des Innengesperres
am Planetenradträger 8 freigibt (Fig. 3).
Der auf dem Sperrklinkenträger 2 konzentrisch angeordnete Steuerring 21 ist, wie bereits erwähnt, auf
diesem frei drehbar. Der Steuerring 21 steht dabei unter Einfluß der ihn umspannenden Friktionsfeder 22, die
ihrerseits mit den Enden 23 an der Rippe 24 des Getriebegehäuses 20 gegen Mitdrehen durch den
umschlossenen Steuerring festgelegt ist. Dieser Steuerring 21 wird vom Antriebskettenrad 6 bei dessen
Umlauf über Anschläge 26 bzw. 27 mitgenommen, die jeweils durch die Kante einer axialen Verstärkung im
Bereich des Steuerausschnittes 25 oder durch einzelne axiale Vorsprünge am Steuerring 21 gebildet werden.
Die mit diesen Anschlägen 26 bzw. 27 wahlweise zusammenarbeitenden Gegen-Anschläge am Antriebsteil bestehen aus axial herausgebogenen Lappen 28 bzw.
29 an dem mit dem Keltenzahnkranz 6 drehfest umlaufenden Staubdeckel 19. Diese Gegenanschläge 28
bzw. 29 sind in F i g. 3 als nicht sichtbare Konturen eingezeichnet, weil in dieser Seitenansicht des vollständigen
Sperrklinkenträgers 2 der Staubdeckel 19 die Einzelheiten verdecken würde und deshalb selbst nicht
eingezeichnet ist. Demgegenüber ist der Staubdeckel 19 in F i g. 2 aus Vereinfachungsgründen ohne den
Kettenzahnkranz 6 dargestellt. Der Staubdeckel 19 ist sowohl in F i g. 2 als auch in F i g. 1 im Schnitt
dargestellt, so daß die vor der Zeichenebene liegenden, axial herausgebogenen Anschlaglappen 28 bzw. 29 in
diesen Figuren nicht darstellbar sind. — Um den Staubdeckel 19 mit den erwähnten Anschlägen 28 und
29 richtig monieren zu können, weist der Staubdeckel 19 in seiner zentralen Aufnahmebohrung eine Abflachung
auf, die mit einer entsprechenden Fläche am Sperrklinkenträger 2 zusammenwirkt, weiterhin ist im
Bereich der Anschläge 28 bzw. 29 radial eine spezielle Kontur vorgesehen, die auf die Klinkentaschen des
Sperrklinkenträgers 2 im Bereich der Sperrklinken 3b und 4 greift to
Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Mehrgang-Getriebes soll im folgenden am Beispiel
eines in ein Kinderfahrzeug eingebauten Getriebes an Hand der F i g. 3, die das Getriebe in Vorwärtsantriebsrichtung
zeigt geschildert werden.
Bei Antrieb des Kinderfahrzeug-Getriebes über den Kettenzahnkranz 6 ist auch der Staubdeckel 19, in der
Zeichnungsfigur 3 im Gegenuhrzeigersinn gedreht worden, der Anschlag 29 hat den Steuerring 21 am Anschlag
27 mitgenommen und in die gezeichnete Stellung so gebracht Die Friktionsfeder 22 liegt mit ihren Enden 23
an dem Gehäuse-Nocken 24 an und hält den Steuerring 21 bremsend in seiner Lage.
Das bereits erwähnte Sperrelement der Umschalteinrichtung 17 ist bei der dargestellten Gangstufe nicht im
Eingriff mit der Außenverzahnung 16 an der Aufsteckhülse 1, die — wie Fig. 1 erkennen läßt — zugleich die
Sonnenradverzahnung 11 trägL Der Antriebskraftfluß vom Kettenzahnkranz 6 auf dem Sperrklinkenträger 2
geht auf die beiden Sperrklinkensysteme 3 und 4. Dabei &o
sind infolge der vorbeschriebenen Stellung des Steuerringes 21 die Sperrklinken 3a mit dem Hohlrad 7 und die
Klinke 4 mit der Gesperreverzahnung am Planetenradträger 8 im Eingriff (Fig. 1). Das Hohlrad 7 und der
Planeten.-adträger 8 laufen mit gleicher Drehzahl um,
ebenso die Planetenräder 9, die über die Achsen 10 von dem mit einem Innengesperreansatz verbundenen
Planetenradträger 8 mitgenommen werden. Das mit den Planetenrädern 9 ständig im Eingriff stehende Sonnenrad
11 kann in diesem Betriebszustand frei umlaufen, da die Aufsteckhülse 1 an ihrem Gesperreteil 16 von der
Umschalteinrichtung 17 nicht gesperrt ist. In diesem Betriebszustand ist das Planetengetriebe mit den Teilen
7, 8, 9, 10, 11 nicht in der Lage, ein Drehmoment zu übertragen. In dieser Schaltstellung ist im Kraftfluß
lediglich das Hohlrad 7 wirksam, welches über die Kupplungsverzahnung 14 starr mit dem Antriebsflansch
13 verbunden ist und letzterer über die Mitnehmernut 15 mit der Antriebsachse des Fahrzeuges, welches nun
im direkten Gang vorwärts angetrieben wird. Das Sonnenrad 11 und der Planetenradträger 8 mit den
Rädern 9 laufen dabei leer mit. Wenn der Antrieb über das Kettenrad 6 eingestellt wird, tritt ein Freilauf des
Hohlrades 7 bzw. des Planetenradträgers 8 gegenüber den Sperrklinken 3a bzw. 4 ein.
Wenn vom Antrieb, d. h., dem Kettenzahnkranz 6, her die Drehrichtung von vorwärts nach rückwärts
umgekehrt wird, bleibt der Steuerring 21 infolge der auf ihn einwirkenden, am Getriebegehäuse-Nocken 24
festgelegten Friktionsfeder 22 zunächst stehen, bis der Anschlag 28 am mit dem Kettenzahnkranz 6 gekuppelt
umlaufenden Staubdeckel 19 (in Fig. 3 im Uhrzeigersinn) den Anschlag 26 des Steuerringes 21 trifft und
letzteren dann unter Überwindung der Bremsung seitens der Friktionsfeder 22 mitnimmt. Der dabei
zurückgelegte Bogen (Totgang) des Kettenzahnkranzes 6 bis zum Wiedereingriffkommen des Klinkensystems 3
bzw. 4 ist zweckmäßig so groß gewählt, daß das Ausschalten durch Sperren der Sperrklinken 3a und 4
nun nunmehriges Freigeben der Sperrklinke 3b durch entsprechende Stellung des Steuerausschnittes 25 am
Steuerring 21 mit großer Zuverlässigkeit erfolgt, d. h., ein ungewolltes Umsteuern sicher vermieden wird. In
der Umsteuerstellung ist ausschließlich die Sperrklinke 3b, die — wie F i g. 3 zeigt — mit dem Uhrzeiger
gerichtet ist, durch Freigabe des Steuerausschnittes 25 wirksam und greift allein in die Gesperreverzahnung
des Hohlrades 7 ein, während die Sperrklinken 3a und 4 nunmehr vom Steuerring 21 völlig außer Eingriff
gehalten werden Der Drehmomentenfluß geht ausschließlich
über das Hohlrad 7 an den Antriebsflansch 13 mit Nut 15 und dann auf die Antriebswelle des
Fahrzeuges. Das Fahrzeug wird rückwärts im Normalgang angetrieben. — Auch in dieser Schaltstellung ist
ein Freilauf möglich, indem die Gesperreverzahnung des Hohlrades 7, welches mit der Fahrzeugachse
gekuppelt ist. über die frei bewegliche Klinke 36 hinwegläuft.
Das Planetengetriebe 7, 8, 9, 10, 11 ist am Drehmomentenfluß der Rückwärtsfahrt nicht beteiligt,
die Planetenräder 9 und damit auch der Planetenradträger 8 laufen zwar mit, die Gesperreinnenverzahnung am
Planetenradträger 8 dreht frei über die mittels des Steuerringes 21 außer Eingriff gehaltene Klinke 4
hinweg, unabhängig davon, ob das Sonnenrad 11 an der Hohlwelle 1 frei umlaufen kann oder durch die
Schalteinrichtung 17 gesperrt wird.
Die bei diesem Mehrgang-Getriebe vorhandene dritte Antriebsmöglichkeit ist der Schnellgang in
Fahrtrichtung vorwärts. Zu dieser Gangwahl wird mittels der Schalteinrichtung 17 das Sonnenrad 11 auf
der Hohlwelle 1 gegen Drehen gehalten. Der Drehmomentennuß geht vom Kettenzahnkranz 6, dem Sperrklinkenträger
2 auf beide Klinkengesperre 3 und 4. Bei Vorwärtsantrieb ist der Steuerring 21 vom Staubdeckel
19 über dessen Anschlaglappen 29. welcher am
Anschlag 27 anliegt, in die in Fig.3 gezeigte Schaltstellung gedreht worden, die Sperrklinke 36 ist
außer Eingriff gehalten, während die Sperrklinken 3a und 4 zum Eingriff feigegeben sind. Der Sperrklinkenträger
2 wird in bezug auf Fig.3 im Gegenuhr/Jgersinn
gedreht. Wie bereits erwähnt, sind beide Klinken 3a bzw. 4 zum Eingriff durch den Steuerbogen 25 des
Steuerringes 21 freigegeben. Der Drehmomentenfluß geht nun vom Sperrklinkenträger 2 über die Sperrklinke
4 auf das Innengesperre am Planetenradträger 8, von dort über die Planetenradachsen 10 auf die Planetenräder
9, welche auf dem nunmehr feststehenden Sonnenrad 11 abrollen und über die Innenverzahnung
12 das Hohlrad 7 mit gegenüber dem Sperrklinkenträger 2 erhöhter Drehzahl antreiben, wodurch über den
starr gekuppelten Antriebsflansch 13 die Antriebswelle des Fahrzeuges ebenfalls mit erhöhter Drehzahl
angetrieben wird. Die gleichfalls zum Eingriff freigegebene Sperrklinke 3a wird von der mit dem Hohlrad 7
schneller umlaufenden Gesperreinnenverzahnung überholt. Wenn der Antrieb vom Kettenzahnkranz 6 her
aufhört, kann das Fahrzeug im Freilauf weiterlaufen, der mit dem Hohlrad 7 umlaufende Planetenradträger 8 mil
Gesperreverzahnung überholt dann die an sich antreibende Klinke 4.
Wenn die Drehrichtung vom Antrieb her gewechselt wird von Vorwärts- auf Rückwärtsfahrt, erfolgt sogleich
mit dem Wechsel der Antriebsdrehrichtung die Umsteuerung durch den Steuerring 21, welcher nach
anfänglichem Stehenbleiben unter Einfluß der Friktionsfeder 22 dann von den Anschlägen 28/26
mitgenommen wird. Nunmehr sind die Klinken 3a und 4 außer Eingriff gebracht, während ausschließlich die
Klinke 3b durch den Steuerausschnitt 25 am Steuerring 21 zum Eingriff freigegeben ist. Dadurch wird
ausschließlich das Hohlrad über die lnnengesperreverzahnung angetrieben, über den starr gekuppelten
Antriebsflansch 13 wird über die Mitnehmernut 15 dann auch die Fahrzeugachse im Normalgang angetrieben.
Bei Rückwärtsrollen des Fahrzeuges triti auch hier eine
Freilaufwirkung ein. das Hohlrad 7 überholt dann die einzig im Eingriff stehende Sperrklinke 3b.
Die bereits mehrfach erwähnte Umschalteinrichtung 17 mit ihrem Sperrelement ist seitlich am Getriebegehäuse
20 angeordnet und mit einem das mit einer Gesperreverzahnung 16 versehene Ende der Aufsteckhülse
1. die zugleich am axial anderen Ende die Sonnenradverzahnung 11 trägt, übergreifenden Deckelteil
30 versehen. In Fig. 4 ist die Schalteinrichtung 17 bei angenommenem Deckelteil 30 dargestellt. Die
Aufsteckhülse 1 endet auf dieser Seite mit der radialen Sperrverzahnung 16. welche mit einem als Sperrbolzen
31 äuSgcMdiiclcn SpcffciciTicüi /luäfliiliciiwifkcii käiifi,
welches senkrecht zur Achse der Aufsteckhülse 1 gerichtet ist Der Sperrbolzen 31 kann zur Sperrverzahnung
16 radial stehen. Besonders günstig ist es aber, den Sperrbolzen 3 t tangential gerichtet anzuordnen, wie in
Fig.4 gezeigt ist Die Verzahnung 16 hat das in der
Stirnansicht gemäß F i g. 4 erkennbare spezielle SperrprofiL
Der damit zusammenwirkende Sperrbolzen 31 ist im Schnitt quer zu seiner Achse rechteckförmig
ausgebildet, wodurch eine verdrehsichere Führung erzielbar ist Am Eingriffsende ist der Sperrbolzen 31
keilförmig abgeschrägt wie aus Fig.4 besonders
deutlich erkennbar ist Der Sperrbolzen 31 wirkt dabei mit seiner Keilfläche mit dem jeweiligen Zahn der
Sperrverzahnung 16 zusammen, so daß die Sperrzahnfläche vollständig an der in der F i g. 4 oben gelegenen
Seitenfläche des vierkantigen Sperrbolzens 31 anliegt, wodurch eine nur geringe Flächenpressung und
dementsprechend ein geringer Verschleiß auftreten können.
Die keilförmige Abschrägung des Sperrbolzenendes hat nicht nur die vorerwähnte günstige Beanspruchung
der miteinander im Eingriff befindlichen Sperrzähne 16 und des Sperrbolzens 31 zur Folge, sondern es wird
dadurch weiterhin ermöglicht, daß auch bei zwecks
ίο Gangwechsel im Eingriff stehendem Sperrbolzen 31 ein
Rückwärtsfahren erfolgen kann. Bei dieser Antriebsrichtung wird der Sperrbolzen 31 auf Grund seiner
keilförmigen Abschrägung und tangentialen Anstellung zur Gesperreverzahnung 16 Zahn für Zahn außer
Eingriff gedruckt — Im vorhergehenden war bereits erläutert, daß die Aufsteckhülse 1 über die Sonnenradverzahnung
11 ständig im Eingriff steht mit den Planetenrädern 9, welche über die Planetenradachsen
10 und den mit einem Innengesperre versehenen Planetenradträger 8 von der Sperrklinke 4 auf dem
Sperrklinkenträger 2 angetrieben werden — bei Vorwärtsfahrt. — Bei dem vorstehend erläuterten
Antrieb im Rückwärtsdrehsinn, ungeachtet des für den Schnellgang in Vorwärtsrichtung in Eingriff gebrachten
Sperrbolzens 31. stellt sich selbsttätig der Normalgang ein.
Die in ihrer Wirkung bereits erläuterte Umschaheinrichtung
17 selbst besteht aus dem Sperrbolzen 31 der im Gehäuseteil 30 geführt ist. Der Sperrbolzen 31 steht
dabei ständig unter Wirkung einer Druckfeder 32. die ihm im Eingriff in der Sperrverzahnung 16 auf der
Aufsteckhülse 1 hält. Zum Lösen, d. h., außer Eingriff
bringen, dient ein Schaltzug 33, welcher durch eine nicht dargestellte Schalteinrichtung vom Benutzer des Fahrzeuge:,
von Hand betätigbar ist. Diese Lösestcllung der
Umschalteinrichtung 17 ist zweckmäßig arretierbar. Das die Umschalteinrichtung 17 tragende Getriebegehäuse
20 ist am Gestell des Fahrzeuges festgelegt, beispielsweise über einen Klauenhebel, der am Deckel-
•Ό teil 30 der Umschalteinrichtung angreift
Es ist auch möglich, die Schalteinrichtung in
Abwandlung der in F ι g. 4 dargestellten Konstruktion so auszugestalten, daß der Sperrbolzen durch Federkraft
gegenüber der Sperrverzahnung außer Eingriff
■»5 gehalten wird, wobei mittels eines Schaltzuges der
Sperrbolzen gegen die Federkraft in Eingriff zu bringen ist. Diese Schaltstellung wird dann ebenfalls vorteilhafterweise
arretierbar ausgestaltet.
Es ist auch denkbar, die Sperrverzahnung auf der Aufsieckhülse 1 durch eine Klauenkupplung zu ersetzen.
Es ist ferner möglich, die vorbeschriebene Einrichtung zum Umschalten des Getriebes an der mit
dem Sonnenrad verbundenen Hohlwelle nicht formschlüssig,
sondern kraftschlüssig wirkend, beispielsweise mittels eines Bremsbandes oder auch mittels einer
Lamellenkupplung, auszubilden.
Die Erfindung ist insgesamt nicht an das beschriebene Ausführungsbeispiel gebunden, sondern kann im Rahmen
des Erfindungsgedankens konstruktiv noch abgewandelt werden. Beispielsweise ist es möglich, das
Mehrgang-Getriebe dahingehend zu vereinfachen, daß die Umschalteinrichtung völlig entbehrlich wird dadurch,
daß das Sonnenrad 11 ständig festgesetzt wird. Die Umschaltung der Mehrgang-Nabe erfolgt dann,
f>5 ohne daß ein Schaltzug mit entsprechendem Mechanismus
erforderlich ist ausschließlich durch entsprechende Steuerung der Sperrklinken 3a, 3b, 4 mittels Betätigung
des Antriebes, ih, durch kurzzeitiges Anhalten oder
auch Rückwärtsbewegen der Pedale durch den Benutzer des Fahrzeuges. Der Steuerring 21 hat bei dieser
Ausführungsvariante einen im Bogen erheblich verkleinerten Steuerausschnitt »25« für die Steuerung jeweils
nur einer Sperrklinke 3a oder 3d bzw. 4.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.
Claims (22)
1. Mehrgang-Getriebe für Kinderfahrzeuge od. dgl., bestehend aus einem wahlweise schaltbaren
Planetengetriebe mit Sonnenrad, mindestens einem Planetenrad, einem Hohlrad, einem die Planetenräder
aufnehmenden Planetenträger, mindestens einer koaxialen Freilaufkupplung und einem mit dem
Planetengetriebe verbindbaren, ein Kettenrad aufweisenden Sperrklinkenträger sowie einer Einrichtung
zum Beeinflussen der Freilaufkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß das mittels
einer als Hohlwelle ausgestalteten Aufsteckhülse (3) auf einer Antriebswelle des Fahrzeuges drehbar
angeordnete und mit einer gestellfesten Abstützeinrichtung für eines der Getriebeteile ausgerüstete
Mehrgang-Getriebe mit seinem Sperrkünkenträger (2) auf der Aufsteckhülse reinerseits drehbar
angeordnet ist und daß der Sperrklinkenträger zugleich als gemeinsamer, unmittelbarer Träger für
axial nebeneinander angeordnete, wahlweise einschaltbare Freilaufkupplungen (3, 4) dient, über die
der Sperrkünkenträger entweder mit dem Planelenträger
(8) oder mit dem Hohlrad (7) des Planetengetriebes verbindbar ist, wobei das Hohlrad seinerseits
drehfest mit der Fahrzeug Antriebswelle verbunden ist, daß das Sonnenrad (11) des Planetengetriebes auf
der Aufsteckhülse drehfest vorgesehen ist und daß die Aufsteckhülse (1) für das Eingreifen einer von
außen betätigbaren Einrichtung (17) zur Beeinflussung der auf dem Sperrkünkenträger angeordneten
Freilaufkupplungen ausgebildet ist.
2 Mehrgang-Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Freilaufkupplungen
(3, 4) doppeltwirkend ausgebildet, während die andere Freilaufkupplung in nur einer
Drehrichtung wirkend ausgebildet ist, und daß für die Freilaufkupplungen ein einziges, in Abhängigkeit
von der Antriebsdrehrichtung wirkendes Steuerelement (21) vorgesehen ist.
3. Mehrgang-Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Beeinflussen
der Freilaufkupplungen (3, 4) aus einer Schalteinrichtung (17) zum Blockieren der das
Sonnenrad (11) tragenden Aufsteckhülse (1) besteht, wodurch eine der Freilaufkupplungen (3, 4) durch
überholende Getriebeelemente (Hohlrad 7) außer Funktion gebracht werden kann.
4. Mehrgang-Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Beeinflussen
der Freilaufkupplungen (3, 4) als Steuerelement (21) ausgebildet ist, welches jeweils ausschließlich
eine der Freilaufkupplungen zum Eingriff freigibt.
5. Mehrgang-Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich zwei Freilaufkupplungssysteme (3, 4) auf dem Sperrkünkenträger
(2) vorgesehen sind.
6. Mehrgang-Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß die Freilaufkupplungen (3,4) als Klinkengesperre ausgestaltet sind
7. Mehrgang-Getriebe nach den Ansprüchen 2, 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement
(21) für die Freilaufkupplungssysteme (3,4) als Friktionsfeder (22) ausgebildet ist, welche an einem
stehenden Teil, vorzugsweise am Getriebegehäuse (20, 24) angreift und auf die Sperrklinken (3a, 36, 4)
mit einem Steuerausschnitt (25) einwirkt.
8. Mehrgang-Getriebe nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sperrklinken (3a, 3b; 4) von einem axial zwischenliegend angeordneten Steuerelement
beeinflußbar sind.
9. Mehrgang-Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem
SperrWinkenträger (2) als gemeinsamen Träger axial nebeneinander angeordneten Klinkengesperre {3a,
3b; 4) im Umlaufsinn gegeneinander versetzt sind.
10. Mehrgang-Getriebe nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sperrklinken (4, 4aJ der einen Freilaufkupplung (4) axial bis in die Wirkungsebene
der anderen Freilaufkupplung (3, 3.?, 3b) verbreitert sind und derart mit dieser gemeinsam
von dem Steuerelement (21) beeinflußbar sind.
11. Mehrgang-Getriebe nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die aus das
Sonnenrad (11) im Festsetzsinn einwirkende Schalteinrichtung (17) an einem das Getriebe umgebenden
Gehäuse (20) angebracht ist, welches seinerseits mit dem Fahrzeugrahmen drehfest verbindbar ausgebildet
ist.
12. Mehrgang-Getriebe nach Anspruch 1 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die mittels der Schaltsinrichtung (17) bewirkbare Umschaltung des
Getriebes durch Festsetzen des Sonnenrades (11) in einer Ebene senkrecht zur Achse des Getriebes
erfolgt.
13. Mehrgang-Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Umschaltung des Getriebes formschlüssig mittels eines im Getriebegehäuse (20) geführten Sperrele
mentes erfolgt, das mit einer entsprechender Sperrverzahnung (16) zusammenarbeitet, welche an
der das Sonnenrad (11) tragenden Aufsteckhülse (1) koaxial vorgesehen ist.
14. Mehrgang-Getriebe nach den Ansprüchen 1, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß das
Sperrelement als im Getriebegehäuse (20) geführter, mit der Gesperreverzahnung (16) an der Aufsteckhülse
f 1) zusammenarbeitender, mittels eines Schaltzuges betätigbarer, unter Wirkung einer Feder (32)
stehender Sperrbolzen (31) ausgebildet ist.
15. Mehrgang-Getriebe nach Anspruch 1 und 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrbolzen
(31) zur formschlüssigen Umschaltung des Getriebes im Getriebegehäuse (20; 30) tangential
zur Sperrverzahnung (16) an der Aufsteckhülse (1) geführt ist.
16. Mehrgang-Getriebe nach Anspruch 1 und i 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sptvrbolzen (31)
an seinem Eingriffsende eine der Sperrverzahnung (16) angepaßte Abschrägung aufweist, derart, daß
bei der einen Drehrichtung der Aufsteckhülse (1) eine Sperrung derselben erfolgt und bei entgegengesetzter
Drehrichtung ein Freilaufen der Aufsteckhülse ermöglicht ist.
17. Mehrgang-Getriebe nach Anspruch I oder 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrbolzen
(31) in seiner Querachse Rechteckquerschnitt aufweist.
18. Mehrgang-Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung
des Getriebes formschlüssig mittels einer an der Aufsteckhülse (1) vorgesehenen, axial wirkenden
Klauenkupplung erfolgt.
19. Mehrgang-Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Umschaltung des Getriebes kraftschlüssig, und zwar
mittels eines über einen Schaltzug (33) betätigbaren,
an einem koaxialen Ansatz der Aufsteckhülse (1) radial angreifenden Bremsbandes erfolgt.
20. Mehrgang-Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß ijie Umschaltung
des Getriebes kraftschlüssig mittels einer an der Aufsteckhülse (1) vorgesehener,, axial wirkenden
Lamellenkupplung erfolgt.
21. Mehrgang-Getriebe nach Anspruch 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (31)
ständig unter Spannung einer Feder (32) mit der Gesperreverzahnung (16) im Eingriff steht und daß
die Schalteinrichtung (17) einen zum Außereingriffbringen des Sperrelementes (31) dienenden, zumindest
in seiner Endlage arretierbaren Schaltzug (33) aufweist.
22. Mehrgang-Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (31) unter
Federwirkung ständig außer Eingriff mit der Gesperreverzahnung (16) der AufstecLhülse (1) ist
und daß mittels eines in seiner Endlage arretierbaren Schaltzuges die Umschaltung des Getriebes durch
Ineingriffbringen des Sperrelementes (31) bewirkbar ist.
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Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19712162356 DE2162356C3 (de) | 1971-12-16 | 1971-12-16 | Mehrgang-Getriebe für Kinderfahrzeuge o.dgl |
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JP12667272A JPS5546911B2 (de) | 1971-12-16 | 1972-12-16 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19712162356 DE2162356C3 (de) | 1971-12-16 | 1971-12-16 | Mehrgang-Getriebe für Kinderfahrzeuge o.dgl |
Publications (3)
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DE2162356A1 DE2162356A1 (de) | 1973-06-20 |
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DE2162356C3 true DE2162356C3 (de) | 1981-08-20 |
Family
ID=5828122
Family Applications (1)
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DE19712162356 Expired DE2162356C3 (de) | 1971-12-16 | 1971-12-16 | Mehrgang-Getriebe für Kinderfahrzeuge o.dgl |
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DE (1) | DE2162356C3 (de) |
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1972
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