DE2232741B1 - Schaltzuglose Mehrgang Nabe fur Fahr rader mit vereinfachter Achsfunktion - Google Patents

Description

net ist, mit seinem radial überstehenden Ringteil an einer dem Sonnenrad zugekehrten Axialfläche des Hohlrades anliegt. Durch diese Ausgestaltung wird unter anderem erreicht, daß die Antriebsbuchse als ein wesentlicher Bauteil der Mehrgang-Nabe, welche sich in einer Richtung axial am Sonnenrad abstützt, nicht nur eine axiale Abstützung auch in der anderen Richtung ebenfalls an Planetengetriebeteilen, nämlich am Hohlrad, erhält, sondern daß zugleich ein definierter axialer Anschlag nahe dem einen Ende der Nabe gewonnen wird. Dadurch wird der Aufbau der Nabenelemente wesentlich erleichtert, indem die Anforderungen an die Maßhaltigkeit der einzelnen Bauelemente geringer gehalten werden können, ohne daß das axiale Spiel durch Aneinanderreihen insgesamt wesentlich größer wird. Insgesamt ergibt sich mit einem derart auf einfache Weise erzielbaren axialen Anschlag eine größere Maßhaltigkeit der gesamten Mehrgang-Nabe im Getriebeteil bei verminderten Anforderungen an die Maßhaltigkeit der einzelnen Getriebebauelemente.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal kann eine Mehrgang-Nabe, bei der auf einem axialen Ansatz des Hohlrades eine Freilaufkupplung angeordnet ist, deren gesonderter Eingriffsring drehfest mit der Nabenhülse verbunden ist, vorteilhaft so ausgestaltet sein, daß zwischen dem Eingriffsring und der Nabenhülse axiale Wegbegrenzungsmittel für die dem Planetengetriebe abgewendete Seite vorgesehen sind und der Eingriffsring in Richtung auf das Planetengetriebe an einer Seitenfläche des Hohlrades abgestützt ist. Auf diese Weise ergibt sich eine stabile Führung für die Antriebsbuchse und die mit ihr in Verbindung stehenden Getriebeteile.

Eine besonders einfache Verwirklichung des Erfindungsgedankens ergibt sich dadurch, daß die Mittel zur Wegbegrenzung in axialer Richtung aus einem radial vorspringenden Ringteil auf dem Außenumfang des Eingriffsringes bestehen, dessen dem Planetengetriebe abgewendete Stirnfläche zur Anlage an die Stirnfläche eines Innenprofils der Nabenhülse vorgesehen ist.

Die Ausgestaltung der Mehrgang-Nabe wird in diesem Zusammenhang besonders einfach, wenn das Innenprofil in der Nabenhülse sowohl zur Wegbegrenzung des gesonderten Eingriffsringes als auch zum Eingriff von Vorsprüngen am Eingriffsring zur drehfesten Mitnahme zwischen diesem und der Nabenhülse dient. Durch Ausnutzung der Doppelfunktion von Bauteilen ergibt sich dabei eine besonders gute Werkstoff ausnutzung.

Ferner ist es erfindungsgemäß besonders zweckmäßig, den Ringvorsprung und die Vorsprünge zur drehfesten Mitnahme radial außen auf dem Eingriffsring und axial nebeneinander anzuordnen. Dies ergibt für diesen Bauteil besonders günstige Herstellungsmöglichkeiten.

Statt der Abstützung der Antriebsbuchse an dem Hohlrad kann diese gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung an dem zweiten auf der Nabenachse angeordneten Lagerkonus, nämlich dem Hebelkonus, auf dem dem Sonnenrad entgegengesetzten Achsenende abgestützt werden.

Für die Verwirklichung dieses Erfindungsgedankens ist es besonders vorteilhaft, zwischen der Antriebsbuchse und dem zweiten auf der Nabenachse angeordneten Lagerkonus einen gesonderten Abstützteil in Form einer Distanzfeder oder Distanzbuchse vorzusehen. Das hat den Vorteil, daß am Lagerkonus bzw. an der Antriebsbuchse kein unnötiger Materialaufwand entsteht, wobei die Distanzfeder bzw. die Distanzbuchse sehr einfache und billige Teile sein können. Bei der Verwendung einer Distanzfeder entsteht darüber hinaus der Vorteil, daß unter Umständen weitere Toleranzen zwischen den Innenteilen der Mehrgang-Nabe großzügiger gehandhabt werden können, da die Anpressung durch die

ίο Distanzfeder weitgehende Spielfreiheit ergibt.

In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und in der Beschreibung erläutert. Es zeigt im einzelnen
F i g. 1 einen halben Längsschnitt durch eine Mehrgang-Nabe gemäß der Erfindung mit Abstützung der Antriebsbuchse am Hohlrad,

F i g. 2 einen Querschnitt II-II durch eine Nabe nach F ig. 1,

F i g. 3 einen Teillängsschnitt durch eine Nabe mit Abstützung der Antriebsbuchse über eine Distanzfeder und

F i g. 4 einen Teillängsschnitt durch eine Nabe mit Abstützung der Antriebsbuchse über eine Distanzbuchse.

In der Darstellung der F i g. 1 ist mit 1 die Nabenachse in der erfindungsgemäßen, verbesserten Ausführung bezeichnet. Antriebsseitig ist auf die Nabenachse der Festkonus 2 aufgesetzt und auf das Gewinde aufgeschraubt. Als Anschlag dient dabei der erste Steg 25 der Rillung der Nabenachse, die außer den Stegen 25 die Ringnuten 24 aufweist. Die Rillung ist hier ohne Steigung ausgeführt, und die Umfangsflächen der Stege 25 dienen als Lauffläche für die Antriebsbuchse 12 bzw. als Lagerfläche für den Hebelkonus 3. Der Hebelkonus 3 ist auf dem der Antriebsseite entgegengesetzten Ende der Nabenachse 1 aufgesetzt, und zwar — wie schon erwähnt — im Bereich der Rillung. Ist die Nabe mit Rücktrittbremse — wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel — ausgeführt, so wird die vom Bremsmantel 29 auf den Hebelkonus 3 übertragene Bremskraft über den sich am Rahmen abstützenden Hebel 30 auf den Fahrradrahmen übertragen. Daneben dient der Hebelkonus 3 noch zur Lagerung der Nabenhülse 9, was bei der Ausführung ohne Rücktrittbremse seine Hauptfunktion ist. Die Abstützung der Nabenhülse 9 erfolgt über Wälzkörper 26. Auf der Antriebsseite erfolgt die Abstützung der Nabenhülse 9 über Wälzkörper 26 zunächst auf dem Planetenradträger 4 und von dort dann ebenfalls über Wälzkörper 26 auf den Festkonus 2. Außer den primär schon für die Radlagerung notwendigen Teilen, nämlich der Nabenachse 1, den Lagerkonen (Festkonus 2 und Hebelkonus 3), dem Planetenradträger 4, der Nabenhülse 9 und den dazugehörenden Wälzkörpern 26, weist die Nabe weitere Baugruppen auf, und zwar ein Planetengetriebe, Schaltmittel für den Gangwechsel samt den dazugehörigen Kupplungselementen sowie Übertragungsteile.

Das Planetengetriebe, das der Einschaltung verschiedener Übersetzungsstufen dient, besteht aus dem Planetenradträger 4, der auch Lagerungsfunktionen hat und außerdem das Antriebskettenrad 37 trägt, dem Hohlrad 5 und dem Sonnenrad 6. Der PIanetenradträger 4 nimmt die Planetenradachsen 11 auf, auf denen Planetenräder 10 frei drehbar gelagert sind. Mit dem inneren Teil ist der Planetenradträger 4 auf die Antriebsbuchse 12 aufgesetzt und dreh-

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fest mit dieser verbunden. Das Hohlräd 5 weist einen ser des Rundmaterials hergestellt. In der Größe entseitlichen Ansatz 18 auf, auf dem die erste Klinken- spricht diese Lagerfläche etwa dem Gewindeaußenfreilaufkupplung 7 angeordnet ist. Beim vorliegenden durchmesser. Diese Gestaltung zusammen mit der Fi-Ausführungsbeispiel erfolgt dies dadurch, daß die xierung der Antriebsbuchse 12 über den Federring Klinken dieser Klinkenfreilaufkupplung direkt auf 5 16 am Hohlrad und des Eingriffsringes 19 an der dem Ansatz 18 schwenkbar gelagert sind, ohne eine Nabenhülse und damit über diese gegen den Hebel-Zwischenschaltung weiterer Bauteile. Das Sonnen- konus 3 ermöglicht neben der großzügigen Tolerierad 6 ist einstückig mit dem Festkonus 2 ausgeführt rung der Nabenachse 1 ebenso eine großzügige ToIe- und befindet sich an dessen innerem Ende. Durch rierung der Längenmaße der übrigen Baugruppen, diese Ausgestaltung ist es möglich, das Sönnenrad io was eine nicht unerhebliche Fertigungsvereinfachung zusammen mit dem Festkonus durch Kaltverformung und Verbilligung mit sich bringt,
herzustellen und dadurch zu einer besonders wirt- Die Funktion der Nabe ist an sich aus früheren schaftlichen Fertigungsmethode zu kommen. Die Veröffentlichungen bereits bekannt. Es handelt sich freie Stirnseite des Sonnenrades dient im übrigen als hier um eine Zweigang-Nabe mit Rücktrittschaltung Anschlagfläche für die Antriebsbüchse 12 entweder 15 mit einem Schnell- und einem Direktgang,
direkt oder unter Zwischenschaltung eines Abstütz- Der Schnellgang ist eingeschaltet, wenn die erste ringes 31. Kliükenfreilaufkupplüng 7 in Funktion ist. In dieser

Die Schaltmittel für den Gangwechsel bestehen Schaltstellung greifen die Klinken 34 der ersten Klinbeim dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem kenfreilaufkupplung 7 in den Eingriffsring 19, der Schaltring 13, der drehbar auf der Antriebsbüchse 12 20 am inneren Umfang mit einer Verzahnung versehen gelagert ist und mit einem vorgezogenen Kragen die ist, ein. Der Antriebsfluß ist dabei so, daß die Beweerste Khnkenfreilaufkupplüng 7 umfaßt. Dieser gung vom Antriebskettenrad 37 über den Planeten-Schaltring wird über eine Reibfeder 32 an einem radträger 4, die Planetenräder 10 und das Hohlrad 5 beim Rückwärtstreten festen Teil, d.h. in diesem auf die Klinken 34 übertragen wird und von dort Äusführungsbeispiel an dem Bremskonus 33, abge- 25 über den Eingriffsring 19 und die Vorsprünge 23 auf stützt. Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, weist der das Innenprofil 22 der Nabenhülse9. In dieser Schaltring 13 an seinem die Khnkenfreilaufkupp- Schaltstellung werden die mit dem Innenprofil 22 lung 7 umgreifenden Teil Kurvenflächen zur Klin- ebenfalls im' Eingriff befindlichen Klinken 35 der kensteuerung auf. zweiten Klinkenfreilaufkupplung 8 von der Naben-

Die Kupplungselemente für die Garigumschaltung 30 hülse 9 überholt.

der Mehrgang-Nabe bestehen aus der ersten Klinken- Der direkte Gang wird dadurch eingeschaltet, daß freilaufkupplung 7 und der zweiten Klinkenfreilauf- die Klinken 34 durch Relatiwerdrehung des Schaltkupplung 8. Die Klinkenfreilaufkupplung 7 weist eine ringes 13 nach innen geschwenkt werden und da- oder mehrere Klinken 34 auf, die direkt schwenkbar durch außer Eingriff mit dem Eingriffsring 19 gelanaüf dem Ansatz 18 des Hohlrades angeordnet sind. 35 gen. In dieser Schaltstellung erfolgt der Antrieb vom Die Rückstellung der Klinken erfolgt, wie üblich, Antriebskettenrad 37 über den Planetenrädträger 4, durch einen sich in einer Nut erstreckenden, offenen die Antriebsbüchse 12 direkt auf den Bremskonus 33 Federring. Außen greifen die Klinken in den Ein- und damit die Klinken 35.

griffsring 19 ein, der über Vörsprünge 23 mit einem Wie bereits erläutert, wird das Rückdrehmoment Innenprofil 22 der Nabenhülse dfehfest verbunden 40 des Sonnenrades 6 über den Festkonus 2 und dessen ist. Die axiale Fixierung geschieht über den Ringvor- Riffelung 15 direkt auf den Fahrradrahmen 14 übersprang 21, der mit einer nicht unterbrochenen Stirn- tragen, so daß die üblicherweise vorhandenen Riffelfläche an der Stirnfläche des Innenprofils 22 anliegt. scheiben auf der Nabenachse, die das Rückdrehmo-Dadurch wird eine Verschiebung von Getriebeteilen ment von der Nabenachse über Anflächungen auf- oder der Antriebsbuchse 12 nach links verhindert, 45 nehmen, entfallen können. Durch den Wegfall der denn das Hohlrad 5 weist in dieser Richtung die Riffelscheiben wird die Achslänge, die notwendig ist, Hohlradseitenfläche 20 auf, an der der Eingriffsring nochmals verringert und das notwendige Material 19 zur Anlage kommen kann. Zu den Kupplungsele- weiterhin reduziert.

menten gehört auch noch die zweite Klinkenfreilauf- In der F i g. 3 ist eine weitere Ausführungsform kupplung 8, die auf dem Bremskonus 33 angeord- 50 der Erfindung hinsichtlich der Antriebsbuchse 12 nete Klinken 35 umfaßt. Die Klinken 35 greifen in dargestellt. Da der Nabenaufbau im übrigen der das Innenprofil 22 der Nabenhülse ein. Zu den Über- gleiche bleibt wie in den F i g. 1 und 2, wurde nur das tragungsteilen gehört wohl als wichtiges die An- linke Endstück der Nabe dargestellt. Daraus ist die triebsbuchse 12, die zur axialen Abstützung der Ge- Anordnung der Distanzfeder 27 zwischen dem stirntriebeelemente und Schaltmittel einen Bund 36 auf- 55 seitigen Ende der Antriebsbuchse 12 und der inneren weist, der von der anderen Seite auch zur Axialab- Stirnseite des Hebelkonusses 3 erkennbar. Vorzugsstützung des Bremskonusses 33 dient. weise übernimmt die Nabenachse 1 eine Führungs-

Wie aus dem Aufbau der Nabe ersichtlich ist, ist funktion für die Distanzfeder 27. Bei dieser Ausfüh-

an der Nabenachse 1 kein einziges genau toleriertes rung könnte unter Umständen die axiale Abstützung

Längenmaß enthalten, so daß dadurch eine großzü- 60 des Eingriffsringes 19 (s. Fig. 1) in der Nabenhülse9

gige und billige Fertigung ermöglicht wird. Die Lage über das Innenprofil 22 entfallen. Durch die Ver-

der anderen Nabenteile im Verhältnis zur Naben- wendung der Distanzfeder 27 als Abstützelement

achse wird lediglich durch den Abstand der Kugel- kann eine weitgehend spielfreie Anlage der betreffen-

lauffläche auf dem Festkonus 2 von der Stirnfläche den Teile auch ohne hohe Fertigungsgenauigkeit er-

des Sonnenrades 6 bestimmt. Die Lägerfläche der 65 reicht werden.

Nabenachse 1, die durch die Umfangsflächen der In der F i g. 4 ist erne weitere, sehr ähnliche AusStege 25 gebildet wird, ist ungehärtet und wie das führungsform gezeigt, wobei statt der Distanzfeder Gewinde durch Rollen aus dem Ausgangsdurchmes- 27 eine Distanzbüchse 28 vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als axiale Patentansprüche: Abstützung für die Antriebsbuchse (12) der zweite auf der Nabenachse (1) angeordnete

1. Mehrgang-Nabe für Fahrräder, umfassend Lagerkonus (Hebelkonus 3) auf dem dem Soneine schaltzuglose, aus Vollmaterial bestehende 5 nenrad entgegengesetzten Achsenende dient. Nabenachse, darauf angeordnete Lagerkonen, ein 7. Mehrgang-Nabe nach Anspruch 6, dadurch aus Planetenradträger, Hohlrad und Sonnenrad gekennzeichnet, daß zwischen der Antriebsbestehendes Planetengetriebe, Schaltmittel für buchse (12) und dem zweiten auf der Nabenachse den Gangwechsel samt den zugehörigen Kupp- (1) angeordneten Lagerkonus (Hebelkonus 3) lungselementen und Übertragungsteilen sowie io eine Distanzfeder (27) angeordnet ist, die als eine diese Teile einschließende Nabenhülse, wo- axiale Abstützung für die Antriebsbuchse (12) bei die Nabenachse die beiderseitigen Lagerko- . auf dem dem Sonnenrad (6) entgegengesetzten nen als axiale Anschlagelemente aufweist, und Achsenende dient.

die axiale Festlegung der Planetengetriebeteile, 8. Mehrgang-Nabe nach Anspruch 6, dadurch Schaltmittel, Kupplungselemente und Übertra- 15 gekennzeichnet, daß zwischen der Antriebsgungsteile untereinander bzw. gegen die Lagerko- buchse (12) und dem zweiten auf der Nabenachse nen erfolgt und wobei der auf der Antriebsseite (1) angeordneten Lagerkonus (Hebelkonus 3) der Nabe befindliche Festkonus an seinem axial eine Distanzbuchse (28) angeordnet ist, die als inneren Ende das Sonnenrad aufweist und (zur axiale Abstützung für die Antriebsbuchse (12) Abstützung des Rückdrehmoments) am axial au- 20 auf dem dem Sonnenrad (6) entgegengesetzten ßeren Ende an der äußeren Stirnseite mit einer Achsenende dient, axialen Riffelung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich axial anschließend -,

an das Sonnenrad (6) in das Nabeninnere hinein

in an sich bekannter Weise eine gesonderte ko- 25 Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrgangaxiale Antriebsbuchse (12) erstreckt und sich in Nabe für Fahrräder, umfassend eine schaltzuglose, einer Richtung stirnseitig am Sonnenrad (6) ab- aus Vollmaterial bestehende Nabenachse, darauf anstützt und daß diese Antriebsbuchse in der dem geordnete Lagerkonen, ein aus Planetenradträger, Sonnenrad (6) abgekehrten Richtung ebenfalls an Hohlrad und Sonnenrad bestehendes Planetenge-Planetengetriebeteilen axial abgestützt ist, derart, 30 triebe, Schaltmittel für den Gangwechsel samt den daß ein offener Federring (16), der in einer auf zugehörigen Kupplungselementen und Ubertragungsdem äußeren Umfang der Antriebsbuchse (12) teilen sowie eine diese Teile einschließende Nabenvorgesehenen Nut angeordnet ist, mit seinem ra- hülse, "wobei" die Nabenachse die beiderseitigen dial überstehenden Ringteil an einer dem Son- Lagerkonen als axiale Anschlagelemente aufweist nenrad (6) zugekehrten Axialfläche (17) des 35_; und die axiale Festlegung der Planetengetriebeteile, Hohlrades (5) anliegt. Schaltmittel, Kupplungselemente und Ubertragungs-

2. Mehrgang-Nabe nach Anspruch 1, bei der teile untereinander bzw. gegen die Lagerkonen erauf einem axialen Ansatz des Hohlrades eine folgt und wobei der auf der Antriebsseite der Nabe Freilaufkupplung angeordnet ist, deren gesonder- befindliche Festkonus an seinem axial inneren Ende ter Eingriffsring drehfest mit der Nabenhülse ver- 40 das Sonnenrad aufweist und (zur Abstützung des bunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwi- Rückdrehmomentes) am axial äußeren Ende an der sehen dem Eingriffsring (19) und der Nabenhülse äußeren Stirnseite mit einer axialen Riffelung; verse-(9) axiale Wegbegrenzungsmittel für die dem Pia- hen ist.

netengetriebe abgewendete Seite vorgesehen sind Derartige Mehrgang-Naben sind bekannt (deut-

und der Eingriffsring (19) in Richtung auf das 45 sehe Auslegeschriften 1277 051 und 1087 920) und Planetengetriebe an einer Seitenfläche (20) des erfüllen an sich die verlangte Funktion zufriedenstel-Hohlrades (5) abgestützt ist. lend. Der Aufbau solcher Naben ist jedoch recht auf-

3. Mehrgang-Nabe nach Anspruch 2, dadurch wendig, wenn auch bei einer bekannten Nabe die gekennzeichnet, daß die Mittel zur Wegbegren- Achse selbst bereits sehr einfach ausgebildet ist. Die zung in axialer Richtung aus einem radialen 5° übrigen Bauteile erfordern, auf Grund des verhältnis-Ringvorsprung (21) auf dem Außenumfang des mäßig komplizierten Aufbaues der Mehrgang-Nabe Eingriffsringes (19) bestehen, dessen dem Plane- eine große Maßhaltigkeit.

tengetriebe abgewendete Stirnfläche zur Anlage Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

an die Stirnfläche eines Innenprofils (22) derNa- Mehrgang-Nabe gemäß dem Gattungsbegriff noch benhülse (9) vorgesehen ist. 55 kostengünstiger fertigen zu können, insbesondere den

4. Mehrgang-Nabe nach Anspruch 3, dadurch Aufbau so zu gestalten, daß möglichst viele Bauteile gekennzeichnet, daß das Innenprofil (22) in der verwendbar sind, die mit weniger eng tolerierten Ma-Nabenhülse (9) sowohl zur Wegbegrenzung des ßen gefertigt werden können.

gesonderten Eingriffsringes (19) als auch zum Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geEingriff von Vorsprüngen (23) am Eingriffsring 60 löst, daß sich axial anschließend an das Sonnenrad in (19) zur drehfesten Mitnahme zwischen diesem das Nabeninnere hinein in an sich bekannter Weise und der Nabenhülse (9) dient. eine gesonderte koaxiale Antriebsbuchse erstreckt

5. Mehrgang-Nabe nach Anspruch 4, dadurch und sich in einer Richtung stirnseitig am Sonnenrad gekennzeichnet, daß der Ringsvorsprung (21) abstützt und daß diese Antriebsbuchse in der dem und die Vorsprünge (23) zur drehfesten Mit- 65 Sonnenrad abgekehrten Richtung ebenfalls an Planenahme radial außen auf dem Eingriffsring (19) tengetriebeteilen axial abgestützt ist, derart, daß ein und axial nebeneinander angeordnet sind. offener Federring, der in einer auf dem äußeren Um-

6. Mehrgang-Nabe insbesondere nach An- fang der Antriebsbuchse vorgesehenen Nut angeord-