DE2819471C2

DE2819471C2 - Freilaufnabe

Info

Publication number: DE2819471C2
Application number: DE2819471A
Authority: DE
Inventors: Seiji Sakai Osaka Fukui
Original assignee: Shimano Industrial Co Ltd
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1977-05-06
Filing date: 1978-05-03
Publication date: 1986-02-20
Also published as: JPS5546907B2; DE2819471A1; US4240533A; US4323146A; JPS53138148A

Description

bindung zwischen dem Antriebsteil und dem Getriebe her, welche bei Rückwärtsdrehung des Antriebsteiles getrennt wird. Im Gegensatz zur bekannten Freilauf nabe übt aber die Schrägverzahnung nicht die unmittelbare Bremskraft aus. sondern dient lediglich zum Umschalten, wobei ein Mitnehmer eine Verbindung zwischen Antriebsteil und Außenrad des Planetengetriehes herstellt. Diese Antriebsverbindung entspricht jener des kleinsten Ganges und führt zu einer Rückwärtsdrehung des Getriebesteges mit einem für die Bremsung besonders günstigen Übersetzungsverhältnisses zwischen diesem und dem Antriebsteil. Durch diese Rückwärtsdrehung des Getriebestegs wird nun die eigentliche Rücktrittsbremse betätigt.

Während bei der bekannten Freilaufnabe die Höhe der auszuübenden Bremskraft von der Gestaltung der Schrägverzahnung abhängig war, kann be* der erfindungsgemäßen Freilaufnabe mit einfachen Mitteln eine höhere Bremskraft ausgeübt werden, da das Planetengetriebe ohnehin zur Aufnahme und Übertragung der größtmöglichen Antriebskräfte ausgelegt werden muß, wobei das Getriebe mit der Rückwärtsdrehung seines Zwischensteges unmittelbar die Rücktrittsbremse betätigt.

Das Schalten der Gänge kann bei einer Freilaufnabe auf zweierlei verschiedene Weise erfolgen, nämlich einmal durch eine gemeinsame Axialverschiebung des Getriebesteges und des damit verbundenen Außenrades, und zum anderen durch Axialverschiebung eines a.itriebsübertragend zwischen dem Antriebsteil einerseits und dem Getriebesteg und dem Außenrad andererseits angeordneten Kupplungsteils. Die Erfindung ist für beide Ausführungsformen der Schaltung anwendbar, wobei im ersten Falle die beiden Teile der Schrägverzahnung unmittelbar am Getriebesteg bzw. am Antriebsteil angeordnet sind, während im zweiten Falle die beiden Teile der Schrägverzahnung zwischen dem Getriebesteg und dem Kupplungsteil vorgesehen sind, welches seinerseits mit dem Antriebsteil axial verschieblich, aber drehfest verbunden ist.

In beiden Fällen ist erfindungsgemäß eine Umschalteinrichtung zwischen dem Antriebsteil oder einem mit diesem in Dauereingriff stehenden Kupplungsteil und dem Getriebesteg angeordnet, so daß die Antriebsübertragung auf den Getriebesteg bei Rückwärtsdrehung des Anlriebsteils zwangsläufig unterbrocher und auf das Außenrad umgelegt wird. Beim Antrieb der Nabenhülse in jedem beliebigen Übertragungsverhältnis wird die Rückwärtsdrehung des Antriebs- und/oder Kupplungsteils in jedem Falle über das Außenrad auf den Getriebesteg übertragen, um diesen zum Bremsen rückwärtszudrehen. Dadurch ist in allen Betriebszu3tänden eine gleichbleibende Bremswirkung gewährleistet, und Störungen wie zu starkes Bremsen oder ein verzögertes Einsetzen der Bremswirkung sind ausgeschlossen.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Ansprüchen entnehmbar.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Vorderansicht einer Freilauf-Bremsnabe in einer Ausführungsform der Erfindung beim Antrieb mit einem mittleren Übertragurgsverhältnis,

l^: i g. 2 eine Teil-Schnittansicht der Nabe beim Antrieb mit großem Übertragungwerhältnis,

Γ i g. 3 die Ansicht im Schnitt entlang der Linie I1I-III in Fig. 1,

F i κ. 4 die Ansicht im Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1,

Fig.5 eine vergrößerte Teilansicht einer in Eingriff befindlichen Umschalteinrichtung,

F i g. 6 eine teilweise im Schnitt dargestellte Vorderansicht einer anderen Ausführungsform,

F i g. 7 eine Vorderansicht eines Kupplungsteils allein und

F i g. 8 eine Teil-Schnittansicht eines Getriebestegs.

Eine in F i g. 1 dargestellte Freilauf-Bremsnabe für die Antriebsübertragung in einem großen, einem mittleren und einem kleinen Übertragungsverhältnis hat eine am Rahmen Feines Fahrrads befestigte, feststehende Achse 1, ein auf dem mittleren Teil derselben angeordnetes Sonnenrad 2, ein drehbar auf der Welle gelagertes und auf dem äußeren Umfang ein Kettenrad 4 tragendes Antriebsteil 3, eine drehbar auf dem Antriebsteil gelagerte Nabenhülse 5, ein in dieser angeordnetes, zum Ändern des Übertragungsverhältnisses axial verschiebliches Schaltgetriebe 6 zum Übertragen des Antriebs auf die Nabenhülse, und eine durch Rückwärtsdrehen des Antriebsteils 3 zum Abbremsen der Nabenhülse 5 betätigbare Bremseinrichtung 7.

Die feststehende Achse 1 hat an den beiden Enden jeweils ein Schraubgewinde 11 und 12. Auf das Gewinde 11 an der rechten Seite in Fig. 1 ist ein Lagerkonus 13 geschraubt, auf welchem das Antriebsteil 3 mittels Kugeln 14 gelagert ist. Ferner ist auf das Gewinde 11 eine Mutter 15 geschraubt, mittels welcher die Achse 1 am Rahmen F des Fahrrads befestigt ist. Auf das andere Gewinde 12 an der linken Seite in F i g. 1 ist ein durch eine Kontermutter 16 gesicherter Brems- oder Hebelkonus 71 geschraubt, sowie eine (nicht dargestellte) Mutter, mittels welcher dieses Ende der Achse 1 am Rahmen Fdes Fahrrads befestigt ist.

Das Antriebsteil 3 ist zylindrisch und hat an der Innenseite eine Kugelrille für die Kugeln 14, eine in Richtung auf das Schaltgetriebe 6 hervorstehende, zylindrische Verlängerung 31 und am mittleren Teil der Verlängerung an deren äußerem Umfang angeordnete Übertragungsglieder 32 und 33 für die Übertragung der Vorwärts- bzw. Rückwärtsdrehung des Antriebsteils 3 a^-<f ein Außenrad 64 des Schaltgetriebes 6. Die Übertragungsglieder 32 und 33 sind, wie man in F i g. 3 erkennt, als Klinken ausgebildet und von einer einzigen Ringfeder 34 festgehalten. Die Klinken stehen in antriebsübertragendem Eingriff mit am Außenrad 64 vorhandenen Nuten 643, um die Vorwärts- bzw. Rückwärtsdrehung des Antriebsteils 3 auf das Außenrad 64 zu übertragen. Die Übertragungsglieder 32 und 33 und die Nuten 643 bilden zusammen eine erste Übertragungseinrichtung. Am äußersten Ende der Verlängerung 31 ist eine zweite Übertragungseinrichtung zum Übertragen der Vorwärtsdrehung des Antriebsteils auf den Getriebesteg 62 angeordnet.

Das Antriebsteil 3 hat an seinen äußeren Umfang eine Kugelrille für die Aufnahme von Kugeln 17, auf denen das eine Ende der Nabenhülse 5 gelagert ist Der Hebelkonus 71 hat an seinem äußeren Umfang ebenfalls eine Rille für die Aufnahme von Kugeln 18, auf denen das andere Ende der Nabenhülse 5 gelagert ist. Diese ist also mittels der Kugeln 17 und 18 relativ zur feststehenden Achse 1 drehbar gelagert.

Nahe ihren Enden hat die Nabenhülse 5 über ihren Umfang hervorstehende Flansche 51 und 52, und an der Innenseite eine Ratschenverzahnung 53 für den Eingriff von Klinken zum Übertragen des Antriebs irr. mittleren und großen Übertragungsverhältnis.
Das in der Nabenhülse 5 angeordnete Schaltgetriebe

6 umfaßt das Sonnenrad 2, den Getriebesteg 62 mit daran angeordneten, mit dem Sonnenrad 2 kämmenden Planetenrädern 61 und das Außenrad 64, welches eine mit den planetenrädern61 kämmende Innenverzahnung 63 aufweist und Klinken 20 für die Antriebsübertragung mit dem mittleren und großen Übertragungsverhältnis trägt. Der Getriebesteg ist axial verschieblich und durch eine zwischen ihm und dem Hebelkonus 71 angeordnete Feder 65 in Richtung auf das Antriebsteil 3 belastet. Im mittleren Bereich seiner Umfangsfläche hat der Getriebesteg 62 Nockenflächen 621, zwischen welchen und der Innenfläche der Nabenhülse 5 Übertragungsglieder 66 in Form von Rollen für die Übertragung des Vorwärtsantriebs mit kleinem Übertragungsverhältnis vom Antriebsteil 3 auf die Nabenhülse 5 angeordnet sind. Jenseits der Nockenflächen 621 hat der Getriebesteg 62 eine zylindrische Verlängerung 622 mit am Umfang geformten Nockenflächen 623, welche eine der der ersten Nockenflächen 621 entgegengesetzte Neigung aufweisen, und z-vischen welchen und den Bremsschuhen 73 Bremsbetätigungsglieder 72 in Form von Rollen für die Übertragung des Rückwärts-Drehmoments des Antriebsteils 3 auf die Bremsschuhe 73 angeordnet sind. An seinem dem Antriebsteil 3 zugewandten Endstück hat der Getriebesteg ein Eingriffsteil, welches mit einem entsprechenden Eingriffsteil des Antriebsteils 3 zusammen die zweite Übertragungseinrichtung bildet. Am äußeren Umfang des mittleren Teils hat der Getriebesteg 62 ferner ringförmige Eingriffsnuten 624 mit in diese eingreifenden Stiften 67, welche das Außenrad 64 mit dem Getriebesteg 62 verbinden.

Die den Nockenflächen 621 und 623 zugeordneten Übertragungs- bzw. Betätigungsglieder 66 bzw. 72 sitzen in einem rohrförmigen Käfig 68, welcher nahe seinen beiden Enden Aussparungen 681 und 682 für die Aufnahme der Übertragungs- bzw. Betätigungsglieder 66 bzw. 72 aufweist.

Das Außenrad 64 hat an seiner dem Getriebesteg 62 zugewandten Seite die mit den Planetenrädern 61 kämmende innenverzahnung 63 und in seinem mittleren Teil eine Stufe 641 für die Anlage der dem Antriebsteil 3 zugewandten Stirnseite des Getriebestegs 62 sowie Bohrungen 642 für die Aufnahme der Verbindungsstifte 67. Diese sind so in die Bohrungen 642 eingeführt, daß sie mit ihren inneren Enden in die Ringnuten 624 greifen, so daß das Außenrad 64 relativ zum Getriebesteg 62 drehbar und gemeinsam mit diesem axial verschieblich ist. Das dem Antriebsteil 3 zugewandte Endstück des Außenrads 64 hat am inneren Umfang die Nuten 643 für den Eingriff der am Amrieb&iei! 3 sitzenden Obertragungsglieder32 und 33, mit denen sie die erste Übertragungseinrichtung bilden. Am äußeren Umfang des Außenrads 64 sind die Klinken 20 von einer Ringfeder 21 festgehalten.

Die Bremseinrichtung 7 umfaßt den auf das Gewinde 12 am linken Ende der Achse 1 geschraubten Hebelkonus 71, auf welchem das eine Ende der Nabenhülse 5 mittels der Kugeln 18 gelagert ist, die die Rückwärtsdrehung des Getriebestegs 62 auf die Nabenhülse 5 übertragenden Betätigungsglieder 72 und zwei halbzylindrisehe Bremsschuhe 73. Zwischen dem Hebelkonus 71 und den Bremsschuhen 73 ist eine Halteeinrichtung 710 angeordnet, welche ein Mitdrehen der Bremsschuhe 73 verhindert und eine radiale Bewegung derselben zur Nabenhülse 5 hin und von ihr weg ermöglicht Die Betatigungsglieder 72 sind so zwischen den Innenflächen der Bremsschuhe 73 und den Nockenflächen 623 des Getriebestegs 62 angeordnet, daß sie dessen Rückwärtsdrehung auf die Bremsschuhe 73 übertragen, um sie radial auswärts zu bewegen und dabei in Anlage an der Innenseite der Nabenhülse 5 zu bringen.

Zwischen dem Antriebsteil 3 und dem Getriebesteg 62 ist eine Umschalteinrichtung 8 angeordnet, welche bei einer Rückwärtsdrehung des Antriebsteils 3 den über die zweite Übertragungseinrichtung zum Getriebesteg 62 verlaufenden Übertragungsweg zwangsläufig unterbricht und den vom Antriebsteil 3 über die erste Übertragungseinrichtung zum Außenrand 64 verlaufenden Übertragungsweg herstellt, so daß der Getriebesteg 62 über das Außenrad 64 in Rückwärtsdrehung versetzt wird.

Die Umschalteinrichtung 8 ist in die zweite Übertragungseinrichtung einbezogen und weiset am inneren stirnseitigen Ende des Antriebsteils 3 primäre Axialnokken 81 und an der dem Antriebsteil 3 zugewandten Stirnseite des Getriebestegs 62 sekundäre oder komplementäre Axialnocken 82 auf. Die Axialnocken 81 und 82 sind einander gegenüberstehend entlang dem Umfang des Antriebsteils 3 bzw. des Getriebestegs 62 geformt (F i g. 5). Sie weisen jeweils in Axialrichtung verlaufende, zur Übertragung des Antriebs vom Antriebsleil 3 auf den Getriebesteg 62 in gegenseitige Anlage bringbare Angriffsflächen 811 bzw. 821 sowie gegenüber der Axialrichtung schräg angestellte Auflaufflächen 812 bzw. 822 auf, weiche dazu dienen, den Getriebesteg 62 und das Außenrad 64 bei einer Rückwärtsdrehung des Antriebsteils 3 in Axialrichtung von diesem weg zu bewegen. Die Angriffsflächen 811 und 821 weisen an ihren axialen Enden jeweils eine Abschrägung 813 bzw. 823 auf. Die Abschrägungen dienen dazu die primären und sekundären oder komplementären Axialnocken 81 bzw. 82 bei axialer Verschiebung des Getriebestegs 62 und des Außenrads 64 beim Schalten der Gänge schnell voneinander zu lösen, indem sie unter der Einwirkung des auf sie ausgeübten Drehmomentes aufeinander auflaufen und dadurch schnell außer Eingriff kommen.

Beim Antrieb der Nabenhülse 5 mit großem Übertragungsverhältnis werden die Übertragungsglieder 32 und 33 von einer an die Nuten 643 anschließenden Innenfläche des Außenrads 64 niedergehalten und sind daher nicht in Eingriff mit den Nuten, so daß die Vorwärtsdrehung des Antriebsteils 3 über die mit der Umschalteinrichtung 8, deren Axialnocken 81 und 82 sich dabei in gegenseitiger Anlage befinden, kombinierte zweite Übertragungseinrichtung auf den Getriebesteg 62 übertragen wird. Die Länge /, über welche sich die Angriffsflächen 811 und 821 der Axialnocken 81 bzw. 82

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als die Länge /1, über welche die Übertragungsglieder 32 und 33 bis zum Eingriff mit den Nuten 643 des Außenrads 64 bewegt werden müssen, so daß die Rückwärtsdrehung des Antriebsteils 3 auf das Außenrad 64 übertragen wird, bevor sich die primären und sekundären Axialnocken 81 bzw. 82 voneinander lösen.

In Fig. 1 erkennt man außerdem eine Schaltklauc 9 zum Verschieben des Getriebestegs 62 entgegen der Belastung durch die Feder 65. Die Schaltklaue 9 befin det sich mit einer Seite in Anlage an einem axial verschieblich in einer Mittelbohrung der Achse 1 geführten Stößel 10, welcher unter Kompression der Feder 65 nach links in F i g. 1 bewegbar ist, während der Getriebesteg 62 unter der auf die Schaltklaue 9 einwirkenden Belastung durch die Feder 65 nach rechts bewegbar ist.

Das vorstehend beschriebene Schaltgetriebe arbeilet folgendermaßen: Beim Antrieb im mittleren Übertragungsverhältnis befinden sich die Axialnocken 81 und 82

der Umschalteinrichtung 8 außer Eingriff und die Vorwärlsdrehung des Antriebsteils 3 wird, wie in Fig. 1 dargestellt, durch den Eingriff der Übertragungsglieder 32 mit den Nuten 643 auf das Außenrad 64 übertragen.

Der durch den Eingriff der Übertragungsglieder 32 mit den Nuten 643 vom Antriebsteil 3 auf das Außenrad 64 übertragene Antrieb wird ohne Änderung des Übertragungsverhältnisses, d. h. also mit einem Übertragungsverhältnis von 1:1, über die Klinken 20 auf die Nebenhülse 5 übertragen.

Werden nun der Getriebesteg 62 und das Außenrad 64 aus der in F i g. 1 gezeigten Stellung nach rechts verschoben, so kommen die Axialnocken 81 und 82 in gegenseitigen Eingriff und die Übertragungsglieder 32 werden von der an die Nuten 643 anschließenden Innenfläche des Außenrads 64 niedergedrückt und damit aus dem Eingriff mit den Nuten 643 gelöst. Damit wird nun der Antrieb vom Antriebsteil 3 auf den Getriebesteg 62 übertragen, und von diesem in einem übersetzten Verhältnis über die Planetenräder 61, die Innenverzahnung 63 des Außenrads 64 und die an diesem sitzenden Klinken 20 auf die Nabenhülse 5, so daß diese mit einem übersetzten Übertragungsverhältnis angetrieben ist.

Werden der Getriebesteg 62 und das Außenrad 64 aus der in F i g. 1 gezeigten Stellung nach links bewegt, so werden die Klinken 20 von einer an die Ratschenverzahnung 53 anschließenden Innenfläche der Nabenhülse 5 niedergehalten. Dadurch wird nun der Antrieb des Antriebsteils über die Übertragungsglieder 32 auf das Außenrad 64 und von diesem in einem untersetzten Verhältnis über die Planetenräder 61 auf den Getriebesteg 62 und weiter über die Nockenflächen 621 und die Übertragungsglieder 66 auf die Nabenhülse 5 übertragen, so daß diese nun mit einem untersetzten Übertragungsverhältnis angetrieben ist.

Werden der Getriebesteg 62 und das Außenrad 64 zum Einschalten des großen Übertragungsverhältnisses aus der in F i g. 1 gezeigten Stellung nach rechts bewegt, so bewirken die dabei aneinander auflaufenden Abschrägungen 813 und 823 der Axialnocken 81 bzw. 82 eine gegenseitige Ausrichtung derselben, so daß sie schnell in vollen Eingriff kommen und das Antriebsteil 3 nicht gleichzeitig über den Getriebesteg 62 und das Außenrad 64 antriebsübertragend mit der Nabenhülse 5 verbunden ist.

Das Abbremsen des mit sich vorwärts drehender Nabenhülse 5 dahinrollenden Rades geschieht folgendermaßen: Das Bremsen erfolgt bei jedem Übertragungsverhältnis in der Weise, daß das Antriebsteil 3 durch Rückwärlstreten einer Tretkurbel rückwärts gedreht wird, um den Getriebesteg 62 ebenfalls rückwärts zu drehen, so daß die Bremsschuhe 73 durch das Zusammenwirken der Betätigungsglieder 72 mit den Bremsnockenflächen 623 radial auseinanderbewegt werden.

Zum Bremsen bei Antrieb der Nabenhülse mit dem großen Übersetzungsverhältnis wird das Antriebsteil 3 in Rückwärtsdrehung versetzt, wobei die primären und sekundären Axialnocken 81 bzw. 82 mit ihren Auflaufflachen 812 bzw. 822 aneinander auflaufen, so daß der Getriebesteg 62 sich vom Antriebsteil 3 entfernt Dabei kommen die Übertragungsglieder 33 für die Übertragung der Rückwärtsdrehung mit den Nuten 643 des Außenrads 64 in Eingriff, so daß der Getriebesteg 62 nun über das Außenrad 64 und die Planetenräder 61 rückwärts gedreht wird. Beim Bremsen während des Antriebs der Nabenhülse mit dem mittleren oder kleinen Übertragungsverhältnis wird die Rückwärtsdrehung des Antriebsteils 3 direkt auf das Außenrad 64 und von diesem über die Planetenräder 61 auf den Getriebesteg 62 übertragen. Somit wird also der Getriebesteg 62 bei jedem vorher eingeschalteten Übertragungsverhältnis vom Antriebsteil 3 aus über die Übertragungsglieder 33, das Außenrad 64 und die Planetenräder 61 in Rückwärtsdrehung versetzt, d. h. also mit einem gleichbleibenden Übertragungsverhältris, so daß also jeweils die gleiche Kraft über den Getriebesteg 62 und die Betätigungsglieder 72 auf die Bremsschuhe 73 ausübbar ist.

Bei dem vorstehend beschriebenen Schaltgetriebe 6 wird das Übersetzungsverhältnis durch gemeinsame Axialverschiebung des Getriebestegs 62 und des Außenrads 64 verändert. Die Erfindung ist jedoch auch für eine Schaltnabe anwendbar, bei welcher der Getriebesteg 62 und das Außenrad 64 nicht verschieblich sind und bei welcher stattdessen ein zum Ändern des Übertragungsverhältnisses axial verschiebliches Kupplungsteil 100 antriebsübertragend zwischen dem Getriebesteg 62 und dem Außenrad 64 einerseits und dem Antriebsteil 3 andererseits angeordnet ist.

In diesem Falle ist die Umschalteinrichtung 8, wie man in F i g. 6 erkennt, zwischen dem Kupplungsteil 100 und dem Getriebesteg 62 angeordnet.
Das im einzelnen in F i g. 7 dargestellte Kupplungsteil 100 ist zylindrisch und hat am Außenumfang eines Endes eine Keilnutverzahnung 101 und am anderen Ende die primären Axialnocken 81. Das Antriebsteil 3 hat eine Innen-Keilnutverzahnung 35 für den Eingriff der Keilnutverzahnung 101 des Kupplungsteils 100, so daß die beiden Teile vorwärts und rückwärts jeweils gemeinsam drehbar sind. Das Außenrad 64 hat an der Innenseite seines dem Antriebsteil 3 zugewandten Endstücks mit den Angriffsflächen 811 der primären Axialnocken 81 in Eingriff bringbare Nuten 644 und der Getriebesteg 62 hat an der Innenseite seines dem Antriebsteil 3 zugewandten Endstücks die sekundären bzw. komplementären Axialnocken 82 mit den Angriffsflächen 821 und Auflauf flächen 822, welches mit den Angriffs- bzw. Auflaufflächen 811 bzw. 812 der primären Axilnocken 81 zusammenwirken.

Das in Fi g. 6 dargestellte Schaltgetriebe 6 verwendet für die Betätigung der Bremsschuhe 73 keine Rollen, wie sie in F i g. 1 und 2 dargestellt sind, sondern einen über ein Schraubgewinde mit der Verlängerung 622 des Getriebestegs 62 in Eingriff stehenden Bremskonus 74. Dieser hat an seinem äußeren Umfang einen mit einer Innenverzahnung 54 der Nebenhülse 5 in Eingriff stehenden Zahnkranz 75 anstelle der in F i g. 1 und 2 dargestellten Übertragungsglieder oder -rollen. Ferner ist in dieser Ausführungsform jeweils eine Feder 65 bzw. 65^; zwischen der mit dem Kupplungsteil 100 zusammenwirkenden Schaltklaue 9 und dem Lagerkonus 13 sowie zwischen der Schaltklaue 9 und der Stirnseite des Sonnenrades 2 angeordnet

Auch in dieser Ausführungsform des Schaltgetriebes wird die Rückwärtsdrehung des Antriebsteils zum Abbremsen des Fahrrads unabhängig vom vorher eingeschalteten Übertragungsverhältnis über das Außenrad 64 auf den Getriebesteg 62 übertragen.

Wird das Antriebsteil 3 zum Betätigen der Bremse rückwärts gedreht während das große Übertragungsverhältnis eingeschaltet ist, so laufen die Auflaufflächen 812,822 der Axialnocken 81 bzw. 82 aneinander auf, so daß sich das Kupplungsteil 100 vom Getriebesteg 62 entfernt und die Angriffsflächen 811 der Axialnocken 81 mit den Nuten 644 des Außenrads 64 in Eingriff kommen, um das Außenrad 64 und über dieses und die Planetenräder 61 den Getriebesteg 62 in Rückwärtsdre-

hung zu versetzen. Beim Bremsen aus dem Antrieb mit minierem oder kleinem Übertragungsverhältnis dreht sich das Kupplungsteil 100 gemeinsam mit dem Antriebsteil 3 rückwärts und versetzt dadurch den Getriebesteg 62 sofort über das Außenrad 64 und die Planten- 5 räder 61 in Rückwärtsdrehung. Bei jedem vorher eingeschalteten Übertragungsverhältnis wird also der Getriebesteg 62 vom Kupplungsteil 100 aus über das Außenrad 64 und die Planetenräder 61 in Rückwärtsdrehung versetzt, d. h. also jeweils mit dem gleichen Übertra- 10 gungsverhältnis, so daß über den Getriebesteg 62 und den Bremskonus 74 jeweils die gleiche Kraft auf die Bremsschuhe 73 ausübbar ist.

H ierzu 5 Blatt Zeichnungen 15

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Claims

1 2 Teil (Axialnocken 81) der Schrägverzahnung trägt, Patentansprüche: während das andere Teil {Axialnocken 82) am axial beweglichen Getriebesteg (62) angeordnet ist.

1. Freilauf nabe mit Schaltgetriebe für mehrere 6. Freilaufnabe nach Anspruch 5, dadurch gekenn-

Gänge und Rücktrittbremse, bei welcher das Schalt- 5 zeichnet, daß das eine Teil (Axiainocken 81) der getriebe ein auf einer feststehenden Achse drehfest Schrägverzahnung den Mitnehmer bildet und bei

angeordnetes Sonnenrad, einen zylindrischen Ge- axialer Verlagerung des Kupplungsteiles (100) aus

triebesteg, welcher eine Anzahl von mit dem Son- dem Eingriff mit dem anderen Teil (Axialnocken 82)

nenrad kämmenden Planetenrädern trägt, ein innen- der Schrägverzahnung und in Eingriff mit Nuten

verzahntes, mit den Planetenrädern kämmendes Au- ι ο (644) des Außenrads (64) gelangt ßenrad und zwischen dem Getriebesteg und dem

Außenrad einerseits und der Innenfläche der Naben-

hülse andererseits angeordnete Übertragungsteile '

zur Übertragung der Antriebskraft auf die Nabenhülse aufweist und über einen auf der einen Seite des 15 Die Erfindung betrifft eine Freilaufnabe gemäß dem Getriebes angeordneten und auf der Achse gelager- Oberbegriff des Anspruchs 1.

ten Antriebsteil angetrieben wird, wobei die Rück- Bei herkömmlichen Freilaufnaben mit eingebautem

trittbremse auf der anderen Seite des Getriebes an- Schaltgetriebe mit Rücktrittbremse erfolgt die Bremgeordnet ist und durch die Rückwärtsdrehung des sung über den jeweils gerade eingelegten Gang Es ist Antriebsteiles betätigt wird, und wobei eine axiale 20 somit die Bremskraft im Normalfall bei jeder Bremssitu-Schrägverzahnung zwischen dem Antriebsteil und tation anders, was Gefahrensituationen heraufbeschrödem Getriebe vorgesehen ist, die bei Vorwärtsdre- en kann.

hung des Antriebsteiles die Antriebskraft in das Ge- Ferner können bei bekannten Freilaufnaben Zwi-

triebe einleitet, bei Rückwärtsdrehung hingegen ei- schenstellungen zwischen den einzelnen Gängen vcrsene Relativverschiebung der sich über die Schrägver- 25 hentlich angesteuert werden, in weichen die Kraftüberzahnung gegenseitig axial abstützenden Teile zuein- tragung zwischen Antriebsteil und Rücktrittbremse völander und damit eine Trennung dieser Teile bewirkt. Hg unterbrochen ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, dadurch gekennzeichnet, daß die die wenn gerade während eines Schaltvorganges eine Fahraxiale Verschiebung bewirkende Schrägverzahnung situation auftritt die die sofortige Bremsung erfordert. (Axialnocken 81, 82) zwischen dem Antriebsteil (3) 30 Zum Vermeiden dieser Nachteile wird bei der be- und dem Getriebesteg (62) vorgesehen ist daß zwi- kannten, gattungsbildenden Schaltnabe (DE-OS sehen dem Antriebsteil (3) und dem Außenrad (64) 21 14 335) die von einem Antriebsteil in die Freilaufnabe ein Mitnehmer (33) angeordnet ist, der bei der Rück- eingeleitete Antriebskraft unmittelbar nach der Einleiwärtsdrehung des Antriebsteiles (3) durch die axiale tung aufgeteilt wobei bei Vorwärtsantrieb über eine Relativverschiebung der die Schrägverzahnung 35 Umschalteinrichtung ständig die gesamte Antriebskraft (Axialnocken 81, 82) tragenden Teile zueinander in in das Getriebe eingeleitet wird, während bei RückEingriff mit dem Außenrad (64) gebracht wird, und wärtsantrieb durch die Umschalteinrichtung eine Axialdaß die Rücktrittbremse (7) durch Rückwärtsdre- kraft ausgelöst wird, welche die gesamte Getriebeeinhung des Getriebesteges (62) betätigt wird. richtung gegen die Bremse andrückt und sie hierdurch

2. Freilaufnabe nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 40 betätigt. Da die Antriebskraft für die Bremse stets unzeichnet, daß der eine Teil (81) der Schrägverzah- mittelbar vom Antriebsteil abgezweigt wird, erfolgt die nung am Antriebsteil (3) und der andere am Getrie- Betätigung der Bremse völlig unabhängig vom jeweilibesteg (62) angeordnet ist, und daß dieser axial ver- gen Schaltzustand des Getriebes sowie von dem Umschieblich ausgebildet ist. stand, ob gerade ein Gang eingerückt ist oder sich das

3. Freilaufnabe nach Anspruch 2, dadurch gekenn- 45 Getriebe etwa in einer Zwischenstellung befindet, zeichnet, daß die Schrägverzahnung (Axialnocken Nachteilig ist allerdings der Umstand, daß die Brems-81, 82) eine Eingriffstiefe (I) aufweist, die größer ist kraft unmittelbar von den Schrägflächen der genannten als die vom Getriebesteg (62) zum Herstellen des Umschalteinrichtung erzeugt werden muß, wobei der Eingriffs des Mitnehmers (33) zurückzulegende gesamte, für die Betätigung der Bremse vorgesehene, Strecke (I'). 50 zusätzliche Kraftübertragungsweg hohe Kräfte über-

4. Freilaufnabe nach einem der Ansprüche 2 oder tragen muß.

3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsteil (3) Während bei der bekannten Freilaufnabe während eine sich in die Nabenhülse (5) hineinerstreckende, einer Bremsung das Getriebe seinerseits keine kraftzylindrische Verlängerung (31) aufweist, welche im übertragende Funktion ausübt, liegt der Erfindung die mittleren Teil eine dem Innenumfang des Außenrads 55 Aufgabe zugrunde, eine derartige Freilaufnabe so aus-(64) gegenüberliegende Umfangsfläche aufweist, zubilden, daß unter Wahrung des Vorteils, unabhängig und daß zwischen mittlerem Teil der Verlängerung von der jeweils gewählten Schaltstellung eine stets und der diesem gegenüberliegenden inneren Um- gleichbleibende Kraftverbindung zwischen Antriebsteil fangsfläche des Außenrads der Mitnehmer in Form und Rücktrittsbremse hergestellt, diese gleichbleibende von Klinken (33) angeordnet ist, denen Eingriffsnu- 60 Bremsbetätigung unter Nutzung des kleinen Übertraten (643) am Außenrad (64) gegenüber stehen. gungsverhältnisses des Getriebes herbeigeführt und so

5. Freilaufnabe nach Anspruch 1, dadurch gekenn- die Getriebeübersetzung zur Verstärkung der Bremszeichnet, daß zwischen dem Antriebsteil (3) einer- kraft ausgenutzt wird.

seits sowie dem Getriebsteg (62) und dem Außenrad Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des

(64) andererseits ein an einem axialen Ende über 05 Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst,

eine Keilnutverzahnung (101) mit dem Antriebsteil Bei der erfindungsgemäßen Freilaufnabe stellt die

verbundenes, axial verschiebliches, zylindrisches Schrägverzahnung mindestens in einigen Gängen., wie

Kupplungsteil (100) angeordnet ist. welches das eine auch bei der bekannten Freilaufnabe, eine Antriebsver-