DE244724C

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Publication number: DE244724C
Application number: DENDAT244724D
Authority: DE
Priority date: 1911-11-17
Also published as: GB191125680A; DE271348C; FR436582A; DK16501C; GB191228304A

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 63 t. GRUPPE

Dänemark.

Es sind bereits Fahrradnaben bekannt geworden, bei denen die Veränderung der Übersetzung durch Rückwärtstreten bewirkt wird, und bei denen zwischen einer inneren, mit dem Kettenrad verbundenen Hülse und einer zu der festen Radachse feststellbaren Muffe ein Spielraum in Richtung des Umfanges vorgesehen ist, welcher gestattet, daß die genannten Organe zwecks Änderung der Übersetzung gegenein-

ander etwas gedreht werden können.

Die betreffenden Organe bei den bisher bekannten Wechselgetrieben dieser und ähnlicher Art werden jedoch nicht, wie dies bei dem Erfindungsgegenstand der Fall ist, dazu benutzt, den Arbeitsdruck und den die Bremse in Tätigkeit setzenden Druck zu übertragen. Eine derartige Anordnung bewirkt eine große Vereinfachung der Bauart und eine beträchtliche Vergrößerung der Betriebssicherheit. Es

ao sind ferner Freilaufnaben mit Rücktrittbremse bekannt, bei denen der den Wechsel der Übersetzung beim Rückwärtstreten veranlassende Kupplungskörper in verschieden tiefe Zahnlücken eines Kupplungszahnkranzes eingreifen kann. Bei der bekannten Anordnung kommt man jedoch auf die jeweilige Geschwindigkeitsübersetzung zurück, wenn man zu weit zurücktreten sollte. Bei dem Erfindungsgegenstand ist jedoch dieser Nachteil vermieden, weil die Anordnung derart getroffen ist, daß ein wiederholter Wechsel der Übersetzung nur stattfinden kann, wenn nach erfolgtem Rücktreten jedesmal ein Vorwärtstreten stattgefunden hat.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand veranschaulicht.

Es zeigt:

Fig. ι einen Längsschnitt durch die Nabe,

Fig. 2 eine mit dem Antriebsrad starr zu verbindende, innere Nabenhülse mit eingesetztem Kupplungsorgan in Ansicht,

Fig. 3 eine Abwicklung eines Teiles der. inneren Nabenhülse,

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie A-B der Fig. 3, von der linken Seite aus gesehen,

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie C-D der Fig. 3, von der rechten Seite aus gesehen.

Die Fig; 6 und 7 zeigen besondere Ausführungsformen der inneren Nabenhülse und

Fig. 8. einen Querschnitt durch die Nabe nach Linie E-F der Fig. 1.

Die feste Achse α (Fig. i) ist mit einem Schraubengewinde b sowie einem Konus c für das Kugellager versehen, welches die innere Nabenhülse d auf der rechten Seite trägt. Ferner ist auf der Achse α eine Bremsschale β befestigt, die zur Feststellung des Bremsringes f dient. Lose auf der Achse α zwischen dem Schraubengewinde b und dem Konus c ist ein Zahnrad g gelagert, welches durch achsiale Verschiebung der- auf dem Schraubengewinde b geführten Muffe h an der Achse α festgekuppelt oder von dieser gelöst werden kann. Zu diesem

13. Auflage, ausgegeben am 4. Januar 1915.

Zwecke ist die Muffe h auf ihrer Außenseite zum Teil kegelförmig gestaltet, und zwar entsprechend einem mit dem Zahnrad g verbundenen Hohlkonus. Die Festkupplung des Zahnrades an der Achse α findet dadurch statt, daß das Zahnrad von der Muffe h gegen die Endfläche des an der Achse α sitzenden Konus c angedrückt wird. Die Muffe % steht unter der Wirkung einer Torsionsfeder i. Ein, Bund k

ίο der Achse et begrenzt die Verschiebung der Muffe h nach links. '

m ist eine auf der Achse α geführte und achsial verschiebbare Muffe, an deren Ende ein geschlitzter federnder Ring η befestigt ist, welcher das ihm zugekehrte Ende der Muffe h umfaßt. Das linke Ende der Muffe m weist Einschnitte 19 (Fig; 8) auf, die zur Einwirkung auf die Vorsprünge 18 der in Ausbohrungen 14 der Hülse 13 liegenden Körper p kommen. Diese Körper

ao sind um Zapfen 15 drehbar angeordnet und mit exzentrischen Vorsprüngen 16, welche auf den Bremsring f einwirken können, sowie mit anderen entgegengesetzt verlaufenden Vorsprüngen 17 versehen, welche mit einer zylindrischen Fläche der äußeren, die Speichen tragenden Nabenhülse χ zusammen wirken. Wenn man die Tretkurbel nach vorwärts tritt und dadurch das Kettenrad nach vorwärts dreht, bewirkt die Drehung der Hülse d und dec Muffe m, die miteinander in einer später noch zu beschreibenden Weise gekuppelt sind, daß die die Einschnitte 19 begrenzenden Zähne die Vorsprünge 18 beeinflussen und die Körper p um ihre Zapfen 15 in solcher Richtung drehen, daß die Vorsprünge 17 sich gegen die zylindrische Fläche. der äußeren Nabenhülse χ anlegen und diese durch Reibung mitgenommen wird. Tritt man alsdann rückwärts, so beeinflußt die Muffe m die Vorsprünge 18 und dreht die Körper p in der entgegengesetzten Richtung ; die Vorsprünge 16 legen sich gegen den Bremsring f an und spreizen diesen auseinander, so daß eine Bremswirkung eintritt.
Die Hülse 13 wird von zwei Kugellagern getragen, von welchen das eine eine Reihe von Kugeln 20 besitzt, die in der äußeren Nabenhülse χ rollen, während das andere eine Reihe von Kugeln 21 hat, die zwischen einem Kegel auf der Bremsschale e und einem Ring 22 rollen. Dieser Ring ist an den Enden der zwischen den Körpern p hervorstehenden Teile der Hülse 13 befestigt.

Die Muffe in steht unter der Einwirkung der Druckfeder s (Fig. 1). Die innere Nabenhülse d ist mit Aussparungen q (Fig. 2) versehen, in welchen die um Zapfen ν sich drehenden Zahnräder u (Fig. 1) liegen. Die Zahnräder stehen einerseits in Eingriff mit dem mittleren Zahnrad g, andererseits mit einem inneren Zahnkranz w der äußeren Nabenhülse x. Die Muffe w weist zwei Vorsprünge ζ auf, die in.Einschnitte der inneren Nabenhülse d hineinragen. Das linke Ende der inneren Nabenhülse d ist mit einer Reihe, nach steilen Schraubenlinien verlaufenden Ausfräsungen 1 versehen. Die Vor-Sprünge ζ der Muffe m entsprechen in ihrer _: Ausführung dem Querschnitt der Ausfräsungen i, so daß sie in letzteren gleiten können, wie Fig. 2 zeigt. Zwei der genannten Ausfräsungen 1 sind etwas länger als die übrigen, und diese beiden sind diametral entgegengesetzt angebracht. Die dazwischenliegenden Ausfräsungen 2 sind kürzer. Die schraffierten Teile 4, 5, 6 und 7 in Fig. 3 deuten die Stellen an, wo die Hälfte der Wandstärke der .Hülse d weggeschnitten ist, um eine Verbindung zwischen den Ausfräsungen ι und 2 herzustellen, so daß die Vorsprünge z, deren radiale Ausdehnung geringer ist als die Hälfte der Wandstärke der Hülse d, von der einen nach der anderen Ausfräsung übergeführt werden können. -

Die Ausschnitte 3 dienen zur Einführung der Vorsprünge z, wenn die Nabe zusammengestellt wird.

Die Wirkungsweise der Fahrradnabe ist folgende:

In der gezeichneten Stellung der Teile ist das Zahnrad g an der "stillstehenden Achse a festgekuppelt. Durch die Umdrehung der inneren Nabenhülse d mittels des Kettengetriebes werden die Zahnräder u gezwungen, um das feste Rad g zu rollen. Die Bewegung der Räder u wird durch den inneren Zahnkranz w auf die äußere Nabenhülse χ mit erhöhter Geschwindigkeit übertragen. Die Körper p, welche von der Muffe m beeinflußt werden und bei der Umdrehung des Kettenkranzes nach einer Einwirkung auf die Nabenhülse χ zum Vorwärtstrieb streben, kommen in diesem Falle nicht in Tätigkeit, weil die Nabenhülse χ von den Zahngetrieben mit erhöhter Geschwindigkeit vorwärts getrieben wird, den Körpern /»also voreilt.

Werden nun während der Vorwärtsfahrt die Tretkurbeln und damit das Kettengetriebe und die innere Nabenhülse d stillgehalten, so wird die Bewegung des Zahnkranzes w durch die Räder u auf das Rad g übertragen, welches hierdurch in der Rückwärtsrichtung gedreht wird. Durch die Reibung zwischen den konischen Flächen der Muffe h und des Rades g.no wird die Muffe h eine kleine Strecke mit herumgeführt und nach links geschoben. Das Zahnrad g kann sich hiernach während der Dauer des Freilaufes frei auf der Achse α drehen. Wird dann wieder vorwärts getreten, so dreht die innere Nabenhülse d- durch die Vorsprünge ζ ebenfalls die Muffe m und hiermit den auf dieser festsitzenden, federnden Ring η, welcher wiederum die Muffe h zum erneuten Eingriff in das Zahnrad g vorschraubt.

Will man nun das Übersetzungsverhältnis ändern, so tritt man so weit zurück, daß der Bremsring f in Tätigkeit tritt. Hierdurch wird die Muffe m festgehalten. Eine weitere Zurückdrehung der inneren Nabenhülse d bewirkt, daß die Vorsprünge ζ längs der Einschnitte ι gleiten, wodurch 'die Muffe m eine Strecke nach links verschoben wird. Die Vorsprünge ζ folgen den Einschnitten i, bis dieselben den Verbindungsweg 4 (Fig. 3) erreichen und gleiten hiernach in einen der Ausschnitte 2 hinüber, in ■ welchem dieselben wieder gleiten und durch den Verbindungsweg 5 in die Stellung z¹ in den nächsten Ausschnitt 2 gehen, in welcher Stellung sie festgehalten werden. Tritt man weiter in zurückgehender Richtung, so wird nun mit voller Kraft gebremst. Tritt man alsdann vorwärts, so werden die Vorsprünge ζ auf Grund der Einwirkung der Feder s auf

so die Muffe m in die Stellung z²· verschoben, in welcher dieselben festgehalten werden, bis wieder rückwärts getreten wird. In. dieser Stellung z² der Vorsprünge ζ ist die Muffe m so weit im Verhältnis zu der in Fig. 1 gezeigten Stellung nach links verschoben, daß der Ring η . nicht mehr mit. der Muffe h zusammen wirken kann. Diese wird nunmehr von der Feder i gegen den Bund k angepreßt. Tritt man'jetzt vorwärts, so wird die Bewegung unmittelbar durch die innere Nabenhülse d, die Vorsprünge z, die Muffe m und die Körper φ auf die äußere Nabenhülse χ übertragen. Tritt man dann wieder, rückwärts, so wird die Muffe m durch den Bremsring daran verhindert, sich weiter zurückzudrehen, während eine weitere Zurückdrehung der inneren Nabenhülse d bewirkt, daß die Vorsprünge ζ von der Stellung z² durch den Verbindungsweg 6 nach dem folgenden Ausschnitt 2 gelangen, wo dieselben hinaufgleiten und durch den Verbindungsweg 7 gehen, bis sie in der Stellung z³ einen festen Halt finden, wonach mit voller Kraft gebremst wird. Tritt man nun wieder vorwärts, so gleiten die Vorsprünge ζ auf Grund der Einwirkung der Feder s in die Stellung z* in den tiefen Einschnitt 1 und sind nun in die zuerst beschriebene Stellung zurückgekehrt, in welcher wieder ein Eingriff zwischen dem Ring η und der Muffe h erfolgt. Es wird also die Drehung, welche die innere Nabenhülse d ausführt, bevor die Bremse mit ihrer vollen Kraft zur Wirkung kommt, dazu benutzt, der Muffe m eine Verschiebung in achsialer Richtung zu erteilen, wodurch der

• Ring η in oder außer Eingriff mit der Muffe h kommt, weiche die Umschaltung bewirkt.

Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform der inneren Nabenhülse d wirkt im wesentlichen in der vorstehend beschriebenen Weise. Die Vorsprünge ζ haben jedoch bei dieser Ausfiihrungsform eine spitze Form, und die innere Nabenhülse d ist mit einer festen Verzahnung 8 versehen. Mit dieser wirkt ein mit einer entsprechenden Verzahnung versehener Ring 9 zusammen, welcher in achsialer Richtung verschoben werden kann und außen auf der inneren, Nabenhülse d drehbar angeordnet ist. Der Ring 9 ist an seiner anderen Kante mit scharfen Einschnitten von verschiedener Tiefe versehen.. Da, wo die Einschnitte sich befinden, ist die darunterliegende Wand der inneren Nabenhülse mit zwei breiteren Ausschnitten 10 ausgestattet, welche eine achsiale Verschiebung sowie eine gewisse Drehung der Vorsprünge ζ gestatten. Letztere sind von solcher Höhe, daß sie in die Höhe der äußeren Oberfläche des Ringes 9 hinaufragen, so daß sie auch mit den verschieden tiefen Einschnitten dieses Ringes zusammen wirken können.

Die Wirkungsweise dieser Ausführung ist folgende: '

In der in Fig. 6 gezeigten' Stellung der Teile nimmt die Muffe m die der Fig. 1 entsprechende Stellung ein, in welcher die Übersetzung in Tätigkeit ist, indem der Ring μ sich so weit rechts befindet, daß er in Eingriff mit der. Muffe h steht. Wenn man nun rückwärts tritt, so wird das Stück m mit der inneren Nabenhülse d so weit zurückgedreht, bis dasselbe durch die Bremsvorrichtung festgehalten wird. Ein weiteres Rückwärtstreten bewirkt, daß der Vorsprung ζ an der schrägen Fläche auf dem Ring 9 hinauf gleitet und in den weniger tiefen Ausschnitt 11 unter der Einwirkung der Feder s einfällt. Der Vorsprung ζ hat sich hierdurch in dem Ausschnitt 10 so weit in tangentialer Richtung bewegt, wie die Breite dieses Ausschnittes gestattet. Ein weiteres. Rückwärtstreten bewirkt, daß jetzt mit voller Kraft gebremst wird. Tritt .man dann wieder vorwärts, so hält der Vorsprung ζ den Ring 9 zurück und verhindert denselben an der Teilnahme der Umdrehung. Wenn die innere Nabenhülse nun weiter in vorwärts gehender Richtung gedreht wird, so hat dies zur Folge, daß der Eingriff zwischen der Verzahnung 8 auf der inneren Nabenhülse und der Verzahnung 12 auf dem Ring eg um einen Zahn verändert wird, indem die Feder s nachgibt. Die Vorsprünge ζ sind hierdurch gegen , die andere' Begrenzung des Ausschnittes 10 zurückgekommen, befinden j sich aber nun in dem weniger tiefen Einschnitt 11 im Ring 9, so daß eine achsiale Verschiebung der Muffe m stattgefunden hat.

Die in Fig, 7 gezeigte Ausführungsform weicht von der in Fig. 6 gezeigten nur dadurch ab, daß die Verzahnung sich nach der entgegengesetzten Richtung wendet, und zwar sowohl in der inneren Nabenhülse d als auch auf dem Ring 9, was zur Folge hat, daß die Veränderung der Übersetzung erst stattfindet, wenn man, nach-

dem man rückwärts getreten hat, wieder vorwärts tritt, während die Anordnung laut Fig. 6 die Veränderung während des Rückwärtstretens bewirkt. Bei den in Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführurigsformen kann die Veränderung durch eine geringere Drehung der inneren Nabenhülse im Verhältnis zur Muffe m stattfinden als bei der in Fig. 1 bis 5 gezeigten Ausführungsform.

Claims

Patent-An Sprüche:

i. Fahrradnabe mit Freilauf, Rücktrittbremse und doppelter Übersetzung, bei welcher die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses durch Rückwärtstreten bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein beim Rückwärtstreten mit der Bremse gekuppeltes und bei der einen Übersetzung den Antrieb vermittelndes, achsial verschiebbares Kupplungsorgan fm) zu einem mit diesem in Eingriff stehenden und mit dem. Antriebsrad verbundenen Körper (d) begrenzt drehbar angeordnet ist, damit das beim Rückwärtstreten an der Bremse festgestellte Kupplungsorgan durch den mit dem Antriebsrad fest verbundenen, vom Fahrer gedrehten Körper unter Einwirkung von Schrägflächen in ächsialer Richtung zwecks Änderung der Übersetzung verschoben werden kann.
2. Fahrradnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das achsial verschiebbare Kupplungsorgan mit Vorsprüngen (z) versehen ist, die in schraubenförmig verlaufende, verschieden lange Einschnitte (1,2) des mit dem Antriebsrad fest verbundenen Körpers eingreifen, die durch zum Überleiten der Vorsprünge (z) von einem zum anderen der Einschnitte dienende, konzentrisch verlaufende Einschnitte (4, 5, 6, 7) miteinander verbunden sind.
3. Fahrradnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Antriebsrad fest verbundene Körper mit einer Verzahnung (8) ausgestattet ist, welche mit der Verzahnung (12) eines auf dem genannten Körper lose drehbar gelagerten Ringes (9) zusammen wirkt, dessen anderes Ende mit Einschnitten verschiedener Tiefe für entsprechend geformte Vorsprünge (z) des achsial verschiebbaren Kupplungsorgans versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.