DE293968C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Es ist ein Antrieb für Motorräder bekannt mit einer in der Hinterradnabe relativ drehbaren Übertragungshülse, die mit der Nabe mittels einer durch Federn geschlossenen und von Hand lösbaren Reibungskupplung verbunden ist und auf die sowohl das von den Tretkurbeln bewegte Getriebe mittels Rollengesperres als auch das mit dem Motor in Verbindung stehende Planetenräderwechselgetriebe wirkt, dessen an der Übertragungshülse gelagerte Planetenräder je zwei Stufenzahnkränze tragen und dessen Sonnenräder entweder gegeneinander gesperrt sind oder einzeln festgestellt werden zur Erzielung dreier Über-Setzungen, zwischen denen Leerlaufstellungen eingeschaltet sind. Bei diesem bekannten Antrieb sind gemäß vorliegender Erfindung folgende drei an sich bei Motorrädern bzw. Fahrrädern bekannte Vorrichtungen zugleich angebracht : Die Rollen des Rollenklemmgesperres werden durch einen mit einer Reibungsfeder verbundenen Führungsring gesteuert, die Reibungskupplung zwischen Überttagungshülse und Nabe besteht atts achsial verschiebbaren äußeren und inneren konischen Reibkörpern, und eine mit mehreren Kupplungskränzen versehene Kupplungshülse bewirkt den Wechsel der Übersetzung des Planetengetriebes. It is known a drive for motorcycles with a relatively rotatable in the rear wheel hub Transmission sleeve, which is connected to the hub by means of a spring closed and manually releasable friction clutch is connected to both that of the pedal cranks Moving gear by means of roller locks as well as that in connection with the motor standing planetary change gear acts, its mounted on the transmission sleeve Planet gears each carry two step ring gears and either its sun gears are locked against each other or are individually determined to achieve three ratios, between which idle positions are switched on. In this known drive are, according to the present invention, the following three per se in the case of motorcycles or bicycles Known devices attached at the same time: The roles of the roller locking mechanism are controlled by a guide ring connected to a friction spring, the friction clutch between the transmission sleeve and hub consists atts axially displaceable outer and inner conical Friction bodies, and a clutch sleeve provided with several clutch rings causes the change of the translation of the planetary gear.

Auf der Zeichnung ist die Hinterradnabe gemäß der Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt. Fig. 1 stellt In the drawing, the rear wheel hub according to the invention is shown in one embodiment, for example. Fig. 1 represents

in der oberen Hälfte einen Längsschnitt und in der unteren Hälfte die äußere Ansicht der Hinterradnabe dar. Fig. 2 und 3 sind Quer· schnitte nach den Linien 2-2 bzw. 3-3 der Fig. i.in the upper half a longitudinal section and in the lower half the external view of the 2 and 3 are cross-sections along lines 2-2 and 3-3 of FIG Fig. I.

Zum Antrieb der Hinterradnabe dienen zwei verschiedene Antriebsvorrichtungen, und zwar das gewöhnliche Tretkurbelgetriebe des Fahrrades, das durch eine Kette mit dem auf einer Antriebshülse 12 fest angeordneten Kettenrad 11 in der gewöhnlichen Weise verbunden ist, und andererseits ein im anderen Ende der Nabe 10 gelagerter glockenförmiger Antriebskörper 13, der mit einer Innenverzahnung 45 versehen ist und auf seinem aus der Nabe herausragenden Ende die üblichen Gewinde 14 trägt, mittels deren ein Kettenrad auf ihm befestigt wird. Dieses Kettenrad erhält seinen Antrieb vom Motor des Fahrrades. Die beiden Antriebe wirken auf eine in der Nabe 10 gelagerte Übertragungshülse 15, die durch eine besondere, nachstehend beschriebene Kupplung die Kraft auf die Nabe 10 überträgt. Die Hülse 15 trägt an dem einen Ende die Drehbolzen 16 eines Planetenrädergetriebes, die mit ihren anderen Enden in einem Ring 17 befestigt sind. Dieser Ring ist an dem Antriebskörper 13 mittels eines Kugellagers gelagert, während die weitere Stützung der Hülse 15 durch ein Kugellager geschieht, das an einem auf der Achse 19 fest angeordneten Konus 18 läuft. Hierdurch wird dieTwo different drive devices are used to drive the rear wheel hub, and although the usual pedal crank gear of the bicycle, which is connected to the on by a chain a drive sleeve 12 fixedly arranged sprocket 11 connected in the usual way and, on the other hand, a bell-shaped one supported in the other end of the hub 10 Drive body 13, which is provided with internal teeth 45 and on his from the Hub protruding end carries the usual thread 14, by means of which a sprocket is attached to it. This sprocket gets its drive from the motor of the bicycle. The two drives act on a transmission sleeve 15 mounted in the hub 10, which the force on the hub 10 by means of a special coupling described below transmits. The sleeve 15 carries the pivot pin 16 of a planetary gear at one end, which are fastened at their other ends in a ring 17. This ring is mounted on the drive body 13 by means of a ball bearing, while the further support the sleeve 15 is done by a ball bearing, which is fixed to one on the axis 19 Cone 18 runs. This will make the

Hülse in der Nabe konzentrisch und zu letzterer relativ drehbar geführt.Sleeve in the hub concentrically and relatively rotatably guided to the latter.

Die Kupplungsvorrichtung zwischen derThe coupling device between the

Hülse 15 und der Nabe 10 besteht aus einer Anzahl konzentrischer, mit kegelförmigen Reibflächen versehener Ringe, von denen die äußeren 20 durch Vorspränge und Aussparun-, gen, ζ. Β. durch Nut- und Federführung 21, mit der Nabe 10 undrehbar, aber längsverschiebbar verbunden sind.' Die inneren Kupplungsringe 22, 23, 24 sind auf der Hülse 15 undrehbar, und zwar der Ring 24 dadurch, daß er durch Gewinde mit der Hülse 15 starr verbunden ist, während die Ringe 22 und 23 mittels Nut und Feder 25 auf der Hülse 15 zwischen deren Flansch 26 und dem Ring 24 . achsial verschiebbar geführt sind. Zwischen dem Flansch 26 und dem Ring 22 sind im Umkreise verteilt eine Anzahl. Schraubenfedern 27 angeordnet und in Bohrungen der beiden Teile gelagert; sie streben den Ring 22 gegen den Ring 24 hin zu drücken, wobei die doppelkonischen Flächen sämtlicher Kupplungsringe 20 bis 24 fest aufeinandergedrückt ■ werden.Sleeve 15 and the hub 10 consists of one Number of concentric rings provided with conical friction surfaces, of which the outer 20 through projections and recesses, ζ. Β. through tongue and groove guide 21, are connected to the hub 10 in such a way that they cannot rotate but are longitudinally displaceable. ' The inner coupling rings 22, 23, 24 are non-rotatable on the sleeve 15, namely the ring 24 as a result, that it is rigidly connected by thread to the sleeve 15, while the rings 22 and 23 by means of tongue and groove 25 on the sleeve 15 between its flange 26 and the ring 24 . are axially displaceable. Between the flange 26 and the ring 22 are in a circle distributed a number. Coil springs 27 arranged and in bores of the two Parts stored; they strive to press the ring 22 against the ring 24, the double-conical Surfaces of all coupling rings 20 to 24 are firmly pressed onto one another ■.

da die zwischen den Ringen 22 und 24 liegenden Ringe sich achsial entsprechend einstellen können. Die Reibflächen der äußeren und inneren Ringe stellen die Kupplung zwischen der.Hülse 15 und der Nabe 10 her, die deshalb in der Drehung mitgenommen werden kann. Da die Kupplung durch den Druck der Federn 27 in Eingriff gehalten wird, so vermag.sie bei einer Überlastung nächzugeben, indem die Reibflächen der Kupplungskörper aufeinandersince the rings lying between the rings 22 and 24 adjust themselves axially accordingly can. The friction surfaces of the outer and inner rings provide the clutch between der.Hülse 15 and the hub 10 ago, which is why can be taken in the rotation. Because the clutch by the pressure of the springs 27 is kept engaged, so it is able to give in the event of an overload by the Friction surfaces of the coupling body on each other

.35 gleiten, und es wird Bruch der Teile verhütet. Die Lösung der Kupplung kann von Hand mittels einer Steuervorrichtung erfolgen, die den Ring 22 entgegen der Wirkung der Federn 27 gegen den Flansch 26 hin zu bewegen vermag, worauf auch die übrigen Kupplungskörper außer Berührung miteinander kommen. Zu diesem Zwecke ist innerhalb der Hülse 15 ein Ring 30 gelagert, von dem mehrere radiale Arme 31 durch Längsschlitze der Hülse 15 hindurchragen und in diesen achsial beweglich sind. Von den Armen 31 ragen Nasen 32 gegen die rechte Seite des Ringes 22. Der Ring 30 ist mittels eines Kugellagers an einem auf der Achse 19 verschiebbaren Konus 33 gelagert; letzterer ist mit einem durch Längsschlitze der Achse sich erstreckenden flachen Körper 34 vereinigt, gegen dessen von dem Konus 33 abgewendete Seite das innere Ende eines in der Bohrung der Achse 19 verschiebbaren Stiftes 35 sich legt. Auf dem Ende der Achse ist ein Ring 36 befestigt, der auf seinem Umfange ein steiles ϋελνίηαε 37 trägt, mit . dem ein entsprechendes Muttergewinde einer , Kappe 38 in Eingriff steht, gegen deren innere Fläche das" äußere Ende des Stiftes 35 sich stützt, wenn durch den Druck der Federn 27 die gesamte Steuervorrichtung 30 bis 35 nach rechts geschoben wird. Wird die Kappe 38 auf dem Ring 36 mittels eines vom Fahrer zu bewegenden Zuggestänges in entsprechender Richtung gedreht, so wird durch die Wirkung der Gewinde 37 die Kappe und damit der Stift 35 links bewegt, so daß die Nasen 32 den Ring 22 entgegen dem Federdruck gegen den Flansch 26 hin bewegen. Nach Aufhören des Zuges bringen die Federn die Steuervorrichtung wieder in ihre Ruhestellung..35 slide, and breakage of the parts is prevented. The clutch can be released by hand take place by means of a control device, the ring 22 against the action of the springs 27 is able to move towards the flange 26, whereupon the remaining coupling bodies also come out of contact with one another. For this purpose, a ring 30 is mounted within the sleeve 15, of which several radial Arms 31 protrude through longitudinal slots of the sleeve 15 and are axially movable therein are. From the arms 31 projecting noses 32 against the right side of the ring 22 Ring 30 is mounted by means of a ball bearing on a cone 33 which is displaceable on the axis 19; the latter has a flat one extending through longitudinal slots in the axis Body 34 united, against the side facing away from the cone 33, the inner end a pin 35 displaceable in the bore of the axis 19 lies down. On the end of the Axis a ring 36 is attached, which carries a steep ϋελνίηαε 37 on its circumference, with . which a corresponding nut thread of a cap 38 is engaged against the inner one Surface the "outer end of the pin 35 is supported when by the pressure of the springs 27 the entire control device 30 to 35 is pushed to the right. If the cap 38 on the ring 36 by means of a pull rod to be moved by the driver in a corresponding manner Direction rotated, the action of the thread 37, the cap and thus the Pin 35 moved to the left, so that the lugs 32 the ring 22 against the spring pressure against the Move flange 26 towards. After the train has stopped, the springs bring the control device back to their resting position.

Der Antrieb des Fahrrades vom Tretkurbelgetriebe aus erfolgt mit Hilfe einer Freilauf-' kupplung, die zwischen der Antriebshülse 12 und der'Übertragungshülse 15 angeordnet ist und aus dem gebräuchlichen Rollenklemmgesperre besteht, bei dem Kupplungsrollen 40 in schrägen Taschen auf dem Umfange der Antriebshülse 12 gelagert sind und gegen die innere Fläche der Hülse 15 selbst oder eines in diese geschraubten Ringes 41 wirken. Ein Führungsring 42, der mit einem federnden' Teil an dem Konus 33 schleift, steuert sämtliche Rollen 40 gleichzeitig. Wenn das Antriebsrad 11 durch das Tretkurbelgetriebe in Vorwärtsdrehung versetzt wird, so werden die Rollen 40 in den schrägen Taschen nach auswärts bewegt und gegen den Ring 41 gedrückt, wodurch die Kupplung geschlossen ist und die Hülse 15 und damit die Hinterradnabe angetrieben wird. Wegen der nachstehend beschriebenen besonderen Verbindung kann jedoch auch der Körper 13 in manchen Fällen angetrieben werden, was auch den Antrieb des Motors vom Tretkurbelgetriebe aus ermöglicht. Wenn die Hülse 15 schneller läuft als die Antriebshülse 12, so löst sich die Rollenkupplung selbsttätig.The bicycle is driven from the crank gear with the help of a freewheel ' coupling, which is arranged between the drive sleeve 12 and the transmission sleeve 15 and consists of the usual roller locking mechanism, in which clutch rollers 40 are mounted in inclined pockets on the periphery of the drive sleeve 12 and against the inner surface of the sleeve 15 itself or a ring 41 screwed into this act. A Guide ring 42, which rubs against the cone 33 with a resilient part, controls all of them Roll 40 at the same time. When the drive wheel 11 is in Forward rotation is displaced, the rollers 40 in the inclined pockets are moved outward moved and pressed against the ring 41, whereby the clutch is closed and the Sleeve 15 and thus the rear hub is driven. Because of the below described In some cases, however, the body 13 can also have a special connection be driven, which also enables the motor to be driven from the crank gear. If the sleeve 15 runs faster than the drive sleeve 12, the Automatic roller clutch.

Der mit dem Motor durch Kettengetriebe o. dgl. in Verbindung stehende Antriebskörper 13 trägt an seinem inneren Ende einen Innenzahnkranz 45, der mit der kleineren Stufe 46 zweier starr miteinander verbundener Planetenrädersätze 46 und 47 in Eingriff ist, die auf den an der Hülse 15 befestigten Drehbolzen 16 drehbar sind. Sämtliche Planetenräder 46 sind mit einem Sonnenrad 48 und die Planetenräder 47 mit einem Sonnenrad 49 in Eingriff; die Sonnenräder sind zwi- n° sehen den Teilen 15 und 17 unabhängig voneinander drehbar, jedoch achsial nicht verschiebbar geführt. In · der Bohrung der Sonnenräder ist auf der Achse eine Kupplungshülse 50 verschiebbar und drehbar angeordnet, die auf ihrem Umfange Zahnkränze 51 und 52 als Kupplungsorgane trägt. Entsprechende Gegenkupplungen 53 und 54 sind in der Bohrung der beiden Sonnenräder 48 bzw. 49 vorgesehen, und weitere ähnliche Kupplungen 55The drive body connected to the motor by chain gears or the like 13 carries at its inner end an internal ring gear 45, the one with the smaller one Step 46 of two rigidly connected planetary gear sets 46 and 47 in engagement which are rotatable on the pivot pin 16 attached to the sleeve 15. All planetary gears 46 are in mesh with a sun gear 48 and the planet gears 47 with a sun gear 49; the sun gears are between n ° see the parts 15 and 17 independently rotatable but not axially displaceable. In · the bore of the sun gears a coupling sleeve 50 is arranged displaceably and rotatably on the axis, the gear rings 51 and 52 carries as coupling organs. Corresponding mating couplings 53 and 54 are provided in the bore of the two sun gears 48 and 49, respectively. and other similar couplings 55

und 56 sind in der Bohrung der Hülse 15 bzw. in einer Ausdrehung eines auf der Achse undrehbar befestigten Lagerkonus 57 ausgebildet. Je nach ihrer Stellung gestattet demnach die Hülse 50 eine verschiedene Einschaltung des Planetenräderwechselgetriebes. In der Stellung nach Fig. 1 kuppelt der Zahnkranz 52 der Hülse 50 durch die Kupplungen 54 und 55 das Sonnenrad 49 mit der Übertragungshülseand 56 are non-rotatable in the bore of the sleeve 15 or in a recess on the axis attached bearing cone 57 formed. Depending on its position, the sleeve 50 therefore allows a different activation of the planetary gear change transmission. In the position according to FIG. 1, the ring gear 52 couples the sleeve 50 through the clutches 54 and 55, the sun gear 49 with the transmission sleeve

15. Infolgedessen können sich die Sonnenräder um ihre Drehbolzen 16 nicht drehen, sondern das gesamte Rädergetriebe ist starr gekuppelt, weshalb der Antriebskörper 13 durch die Planetenräder die Hülse 15 mit derselben Geschwindigkeit mitnimmt, wobei auch die Kupplungshülse 50 umläuft. In der äußersten linken Stellung der Hülse 50, in der die Kupplungszähne 55 frei sind, während' die Verzahnungen 52 und 53 ineinandergreifen und die Hülse 50 durch ihren Zahnkranz 51 und die Kupplungszähne 56 mit dem Lagerkonus 57 undrehbar verbunden ist, wird dementsprechend auch das Sonnenrad 48 ündrehbar festgehalten, wohingegen das Sonnenrad 49 drehbar bleibt. Beim Antrieb des Körpers 13 wickeln sich nun die Planetenräder 46 an dem Innenzahnkranz 45 und an dem feststehenden Sonnenrad 48 ab, wobei sie ihren Drehzapfen 16 und der mit diesen verbundenen Hülse. 15 eine Übersetzung ins Langsame, und zwar mit der in diesem Getriebe auftretenden kleinsten Geschwindigkeit mitteilen. Die sich mit den Planetenrädern 46 drehenden Planetenräder 47 können dem Sonnenrad 49 eine Drehung in entsprechendem Sinne erteilen, weil dieses an einer Drehung nicht.gehindert ist. In der Mittelstellung der Übertragungshülse 50, in der das Sonnenrad 49 durch die Kupplungen 54 und 52 mit der Hülse 50 und diese durch die Kupplungen 51 und 56 mit dem Lagerkonus 57 undrehbar gekuppelt sind, werden beide Planetenrädergetriebe zur Wirkung gebracht; denn bei der Drehung des Antriebskörpers 13 rollen sich die Planetenräder 46 an dem Innenzahnkranz 45 und die Planetenräder 47 an dem feststehenden Sonnenrad 49 ab. Dies ergibt eine mittlere Übersetzung ins Langsame. Die besondere Ausführung des Planetenrädergetriebes gestattet einen allmählichen Übergang von der höchsten Oder normalen Geschwindigkeit auf die mittlere und schließlich auf die kleinste, und umgekehrt, lediglich durch Verschieben der Kupplungshülse 50 in derselben Richtung.15. As a result, the sun gears cannot rotate around their pivot pins 16, Instead, the entire gear train is rigidly coupled, which is why the drive body 13 by means of the planet gears, the sleeve 15 takes along at the same speed, and also the coupling sleeve 50 rotates. In the extreme left position of the sleeve 50, in which the Coupling teeth 55 are free, while 'the teeth 52 and 53 mesh with one another and the sleeve 50 through its ring gear 51 and the coupling teeth 56 with the bearing cone 57 is non-rotatably connected, the sun gear 48 is accordingly also unrotatable held, whereas the sun gear 49 remains rotatable. When driving the body 13 now wind the planet gears 46 on the internal ring gear 45 and on the stationary one Sun gear 48 from, with their pivot pin 16 and the associated with these Sleeve. 15 a translation into slow speed, namely with that occurring in this gear the lowest speed. The rotating with the planet gears 46 Planet gears 47 can give the sun gear 49 a rotation in a corresponding sense, because it is not prevented from rotating. In the middle position of the transmission sleeve 50, in which the sun gear 49 through the clutches 54 and 52 with the sleeve 50 and this through the clutches 51 and 56 with the bearing cone 57 are non-rotatably coupled, both planetary gears are effective brought; because when the drive body 13 rotates, the planet gears roll 46 on the internal ring gear 45 and the planet gears 47 on the fixed sun gear 49 from. This results in a medium speed ratio. The special execution of the planetary gear allows a gradual transition from the highest Or normal speed to the medium and finally to the lowest, and vice versa, only by moving the coupling sleeve 50 in the same direction.

Wird die Kupplungshülse 50 in solcher Stellung festgehalten, daß ihre Kupplungszähne 52 sich zwischen den Kupplungen 53 und 54 befinden, ohne in diese einzugreifen, so läuft das Planetenrädergetriebe leer; denn da in diesem Falle beide Sonnenräder um die Achse drehbar bleiben, so kann das Planetenrädergetriebe keinen Rückdruck aufnehmen, der die Übertragung der Kraft von dem Teil 13 auf den Teil 15 und umgekehrt ermöglicht. Der Motor ist dann'abgeschaltet, und der Antrieb der Nabe kann ausschließlich durch das Tretkurbelgetriebe geschehen.If the coupling sleeve 50 is held in such a position that its coupling teeth 52 are located between the clutches 53 and 54 without engaging them, so runs the planetary gear empty; because in this case both sun gears around the axis remain rotatable, the planetary gear can not absorb any back pressure that the Transmission of the force from the part 13 to the part 15 and vice versa allows. Of the The motor is then switched off and the hub can only be driven by the crank mechanism happen.

Die Verschiebung der Hülse 50 geschieht mit Hilfe einer in der hohlen Achse 19 angeordneten Steuervorrichtung, die im wesentliehen aus einer Stange 61 besteht, auf deren innerem Ende durch Längsschlitze der Achse hindurchragende und die Hülse 50 an ihren Enden übergreifende Führungskörper 62 unverschiebbar befestigt sind, während ihr äußeres Ende mit einer über eine Rolle 63 geführten Kette 64, einem Zuggestänge, einem Hebelsystem 0. dgl. verbunden ist, mittels dessen der Stange 61 eine Längsbewegung erteilt werden kann. Die Zugvorrichtung ist zweckmäßig bis an eine solche Stelle des Fahrradrahmens geführt, an der sie dem Fahrer leicht erreichbar ist.The sleeve 50 is displaced with the aid of a shaft 19 arranged in the hollow Control device, which consists essentially of a rod 61 on which inner end protruding through longitudinal slots of the axle and the sleeve 50 at their End overlapping guide body 62 are fixed, while their outer End with a chain 64 guided over a roller 63, a pull rod, a lever system 0. Like. Is connected, by means of which the rod 61 issued a longitudinal movement can be. The pulling device is useful up to such a point on the bicycle frame where it is easily accessible to the driver.

Bei dieser Konstruktion der Nabe kann die Kupplung der Übertragungshülse 15 mit der Nabe 10 von Hand ausgeschaltet werden. Man kann alsdann mit Hilfe des Tretkurbelgetriebes den Motor anlassen, worauf dieser mit der Nabe 10 durch allmähliches Schließen der Kupplung verbunden werden kann, während die Verbindung mit den Tretkurbeln sich selbsttätig ausschaltet. Es ist aber auch möglich, gleichzeitig mit dem Motor die Tretkurbeln als Antrieb des Fahrrades zu benutzen. Ferner kann man unter Einstellung der Leerlaufstellung des Planetenrädergetriebes das Tretkurbelgetriebe allein zum Antrieb des Fahrrades benutzen. Die Vorrichtung zur Einschaltung der verschiedenen Übersetzungen kann unabhängig von der Steuerung der Kupplung bewegt werden.In this construction of the hub, the coupling of the transmission sleeve 15 with the Hub 10 can be switched off manually. You can then with the help of the pedal crank gear start the engine, whereupon this with the hub 10 by gradually closing the clutch can be connected while the connection with the cranks is itself switches off automatically. But it is also possible to use the pedal cranks at the same time as the motor to use as a drive for the bicycle. You can also adjust the idle position of the planetary gear use the pedal crank gear only to drive the bicycle. The device for Activation of the various translations can be done independently of the control of the Clutch can be moved.

Claims

Patent claim:

Drive for motorcycles or the like with a relatively rotatable in the rear wheel hub Transmission sleeve, which is connected to the hub by means of a spring closed and manually releasable friction clutch is connected and both the gear moved by the cranks by means of RoI-lenklemmgesperres as well as the planetary gear change in connection with the engine acts, whose on the Transmission sleeve bearing planetary gears each carry two gear rims and its Sun gears are either locked against each other or individually determined to achieve three translations, between which idle positions are switched on, characterized in that the

Rolling of the roller locking mechanism (40) by means of a friction spring Guide ring (42) are controlled that the friction clutch between the transmission sleeve (15) and the Rear hub (10) made of axially displaceable outer and inner conical friction bodies (20, 22, 23, 24), and that the change in the translation of the planetary gear is effected by a coupling sleeve (50) provided with several kissing rings.

1 sheet of drawings.