DE3114381A1

DE3114381A1 - Antriebsnabe fuer fahrraeder o.dgl. fuer kettenschaltung und mit einer mehrgang-nabenschaltung

Info

Publication number: DE3114381A1
Application number: DE19813114381
Authority: DE
Inventors: Kurt 8720 Schweinfurt Schuller
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1981-04-09
Filing date: 1981-04-09
Publication date: 1982-11-04
Also published as: SE8202238L; FR2503655B1; FR2503655A1; GB2096720A; DE3114381C2; GB2096720B; SE449975B; JPS57178985A

Description

PICHTEL & SACHS AG - SCHWEINFURT

PATENT- UND GEBRAUCHSMUSTERHILPSANMELDUNG

Antriebsnabe für Fahrräder o. dgl. für Kettenschaltung und mit einer Mehrgang-Nabensehaltung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsnabe für Fahrräder o. dgl. mit Mehrfach-Kettenradsatz am Antreiber für eine Kettenschalteinrichtung und mit einer Mehrgang-Nabenschaltung mit wenigstens einem Planetengetriebesystem, wobei der Antreiber zugleich als Hohlrad des Planetengetriebes ausgebildet ist, dessen Planetenträger auf der Nabenachse gesondert drehbar gelagert und vom Antreiber übergriffen ist, und daß die Hohlradverzahnung im Antreiber zugleich als Kupplungsverzahnung für eine das Antriebsmoment vom Antreiber zur Nabenhülse weiterleitendes, koaxiales, auf dem Planetenträgerschaft gelagertes, ringförmiges Kupplungssystem dient.

Es ist bereits eine derartige Antriebsnabe vorgeschlagen worden, bei welcher die Nabengetriebe-Elemente einen Trägerring für einen Satz radial nach innen und für einen Satz nach radial außen in Eingriff gelangender Sperrklinken enthalten, wobei ein als Hohlrad ausgebildeter Antreiber das Antriebsmoment in das Getriebe einleitet .

Die Erfindung zeigt nun eine andere Ausgestaltung des Nabengetriebes einer derartigen Antriebsnabe für Fahrräder o. dgl., bei welcher die Bauelemente der Sperrklinkensysteme mit geringerem Aufwand hergestellt und montiert werden können. Insbesondere die Ausgestaltung der Getriebeelemente ist im Kennzeichen des Hauptanspruches angegeben.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

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Die Erfindung wird nachstehend an Hand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgestaltete Antriebsnabe im Teillängsschnitt in der Betriebsstellung "Normalgang" des Nabengetriebes und

Pig. 2 eine Antriebsnabe mit abgewandeltem Innengetriebe-Aufbau im Teillängsschnitt in der Betriebsstellung "Berggang".

In den Figuren ist mit 1 jeweils die Achse der erfindungsgemäß ausgestalteten Antriebsnabe bezeichnet, die einerseits einen Stellkonus 2 und andererseits einen Festkonus 3 trägt. Auf diesen sind mittels Kugelläufen 4 und 5 eine Nabenhülse 7 mit Speichenflanschen und ein Antreiber 6 gelagert. Dabei ist die Nabenhülse 7 am Antriebsende mittels eines weiteren Kugellaufes 8 auf dem Antreiber 6 gelagert. An beiden Lagerstellen weist die vorzugsweise aus Leichtmetall gefertigte Nabenhülse eingepreßte Lagerschalen 4a und 8a aus Stahl auf.

Der Antreiber 6 dient zur drehfesten Aufnahme von mehreren nicht gezeigten -Zahnkränzen 6afür den Antrieb mittels einer Kettenschaltung. Der Antreiber ist, der Nabenhülse zugekehrt, etwa glockenförmig ausgestaltet und weist eine Innenverzahnung 9 auf, mit welcher .Planetenräder 11 eines PlanetenträgerslO kämmen, die zugleich in eine Sonnenradverzahnung 3a im Festkonus 3 auf der Nabenachse 1 eingreifen. Der Planetenträger 10 ist auf · der Achse 1 - ggf. unter Zwischenfügung einer Laufbuchse - drehbar und zugleich axial verschiebbar angeordnet. In die Hohlradverzahnung 9 im Antreiber 6 greift zugleich die Außenverzahnung 13 eines Klinkenträgerringes 12 ein, dessen axial nebenliegend angeordnete Sperrklinken 14 unter Wirkung eines Federspannringes mit der Nabenhülse 7 nach radial außen in Eingriff kommen können, und zwar mit einem Innengesperre 15_} welches in der Lagerschale 8a der Nabenhülse 7 vorgesehen ist. Der Klinkenträgerring 12 ist auf dem Schaft des Planetenträgers 10 drehbar, jedoch axial festliegend angeordnet.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform einer Antriebsnabe läßt am axial inneren Ende des Innengesperres 15 _s dem Klinkenträgerring

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mit den Sperrklinken 14 abgekehrt, eine Aushebeschräge 15a erkennen, wodurch die Klinken 14 in später noch zu beschreibender Weise gesteuert werden können. Auf dem Schaft des Planetenträgers ist innerhalb des Sperrklinkensystems ein weiterer Sperrklinkensatz mit Sperrklinken 16 angeordnet, die mittels eines Distanzringes von den Sperrklinken 14 getrennt, in Klinkentaschen 18 des Planetenträgers 10 drehfest zu diesem angeordnet sind und unter Pederwirkung radial nach außen in ein Innengesperre 17 in der Lagerschale 8a eingreifen. Der Planetenträger 10 ist auf der Nabenachse 1 axial verschiebbar - in Fig. 1 nach links -, und zwar mittels eines Zugklotzes 20, welcher in einem Durchbruch 21 der Nabenachse 1 nach links verschiebbar ist und auf dem Ende einer in der Nabenachsbohrung 20 gleitenden Zugstange 22 angeordnet ist und von dieser mittels einer Zugkette 24 in herkömmlicher Weise gegen die Spannung einer Druckfeder 23, die sich einerseits am Sicherungsring auf der Nabenachse und andererseits gegen eine koaxiale Hülsenführung 19 am Planetenträger 10 legt, mittels eines hier nicht gezeigten Handschalters betätigbar ist. Zusammen mit dem Planetenträger 10 werden die auf diesem angeordneten Sperrklinkensysteme 12/14 und 16/18 axial verschoben. Entsprechend sind sowohl die Hohlradverzahnung 9 im Antreiber 6, die Sonnenradverzahnung 3a auf dem Festkonus 3j als auch die Innenverzahnung 17 in der Lagerschale 8a axial verlängert ausgebildet, derart, daß die Planetenräder 11, die Verzahnung 13 und auch die Klinken 16 ständig im Eingriff bleiben, demgegenüber aber die Sperrklinken 14 auf dem Trägerring 12 durch die Aushebeschräge 15a außer Eingriff mit dem Gesperre 15 in der Lagerschale 8a gebracht werden.

Durch diese Axialverschiebung des Planetenträgers 10 einschließlich der darauf angeordneten Sperrklinkensysteme mittels der Zugkette 24 wird die Nabe vom Betriebszustand "Normalgang", wobei der Antriebsfluß vom Antreiber 6 über die Innenverzahnung 9 auf die Außenverzahnung 13 des Gesperreringes 12 und von diesem über die Klinken 14 auf das Innengesperre 15 der Lagerschale 8 und damit auf die Nabenhülse 7 geht, während die Klinken 16 überholt werden, umgeschaltet auf den Betriebszustand "Berggang". Dabei läuft der Planetenträger 10 nicht mehr leer unter dem Gesperresystem 13/14 um, sondern es wird ausschließlich die gegenüber dem Antreiber 6 langsamere Drehung des Planetenträgers 10 - bei aus-

geschalteten Sperrklinken 14 - über die auf dem Planetenträgerschaft 10 drehfest angeordneten Sperrklinken 16 an das Innengesperre 17 in der Lagerschale 8a der Nabenhülse 7 weitergeleitet.

Die in Pig. 2 gezeigte Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Antriebsnabe unterscheidet sich vom Beispiel gem. Fig. 1 dadurch, daß für die auf dem Schaft des Planetenträgers 10 angeordneten Sperrklinkensysteme 12/1¹Jaund l6a/L7a das jeweils zugehörige Innengesperre in der Nabenhülse 7 für beide Klinkengesperre gemeinsam als axial langes Gesperre 15b in der Lagerschale 8a ausgebildet ist. Weiterhin ist die Aushebeschräge 9a für die vom Antreiber 6 über das Außengesperre 13 des Trägerringes 12 direkt antreibbaren Klinken l4a nunmehr am axial äußeren Ende der Antreiber-Hohlradverzahnung 9 vorgesehen, derart, daß die Sperrklinken 14a bei unter Einfluß der Druckfeder axial rechts stehenden Planetenträger 10 gegenüber dem Innengesperre 15 in der Lagerschale 8a außer Eingriff gebracht werden, während die Sperrklinken l6a, die mittels eines Zwischenringes 18a drehfest auf dem Planetenträgerschaft angeordnet sind, mit dem Innengesperre 15b in der Lagerschale 8a der Nabenhülse 7 in Eingriff bleiben, so daß die Nabenhülse derart im "Berggang" angetrieben wird. Der "Normalgang" der Antriebsnabe wird durch Betätigung der Zugkette 24 und Zugstange 22 eingeschaltet, wodurch der Planetenträger 10 mit den darauf angeordneten Klinkengesperresystemen axial nach links verschoben wird, womit die über den Trägerring 12 vom Antreiber 6 direkt angetriebenen Sperrklinken l4a von der Aushebeschräge 9a freikommen und dadurch in Eingriff mit dem Innengesperre 15bin der Nabenhülse 7 kommen. Die infolge des Planetengetriebes langsamer umlaufenden Sperrklinken l6a auf dem Planetenträger 10 werden von der nunmehr schneller umlaufenden Nabenhülse 7 überholt.

Mit der vorbeschriebenen, erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Antriebsnabe wird eine beträchtliche Verbesserung sowohl der Fertigung der Bauelemente als auch deren Montage dadurch erzielt, daß lediglich radial nach außen wirkende Sperrklinkensysteme verwendet werden. Weiterhin wird die Funktion dadurch günstiger, daß die mit dem Hohlrad 9 zusammenwirkende Kupplungsverzahnung 13 des Trägerringes 12 in beiden Gangstufen - "Normal- bzw. Berggang" eingekuppelt bleibt.

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Mittels der in bekannter Weise zu schaltenden Kettenschaltung kann über die hier nicht gezeigten Kettenkränze 6a auf dem Antreiber eine feinstufige Veränderung des Antriebs in Kombination mit der vorstehend beschriebenen Nabengetriebeschaltung erzielt werden.

Es ist auch eine Ausführungsform einer Antriebs-Nabe denkbar, bei welcher die beiden Sperrklinken-Systeme in der Nabenhülse angeordnet sind und nach radial innen gerichtet zum Eingriff gelangen können. Die zugehörigen Gegengesperre sind dabei nebeneinander auf dem Schaft des Planetenträgers vorgesehen, wobei ein Gesperre an einem drehbar gelagerten, mit dem Antreiber fest gekuppelten Trägerring angeordnet ist. Die zugehörige Aushebeschräge ist an diesem Trägerring vorgesehen, derart, daß bei einer Verschiebung des Planetenträgers axial nach links die Klinken für den direkten Antrieb außer Eingriff gebracht werden. Dieser Trägerring entspricht dem vorstehend gezeigten Klinkenträgerring 12/13. Das Gegengesperre für die ständig in Eingriff stehenden Sperrklinken ist in entsprechender axialer Erstreckung unmittelbar am Schaft des Planetenträgers vorgesehen.

25.03.1981
FRP-3 Schu/Tre-

Leerseite

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

IJ Antriebsnabe für Fahrräder o. dgl. mit Mehrfach-Kettenradsatz ^~/ am Antreiber für eine Kettenschalteinrichtung und mit einer Mehrgang-Nabenschaltung mit wenigstens einem Planetengetriebesystem, wobei der Antreiber zugleich als Hohlrad des Planetengetriebes ausgebildet ist, dessen Planetenträger auf der Nabenachse gesondert drehbar gelagert und vom Antreiber übergriffen ist, und daß die Hohlradverzahnung im Antreiber zugleich als Kupplungsverzahnung für ein das Antriebsmoment vom Antreiber zur Nabenhülse weiterleitendes, koaxiales, auf dem Planetenträgerschaft gelagertes, ringförmiges Kupplungssystem dient, dad. gek., daß der Planetenträger (10) auf der Nabenachse (1) axial verschiebbar angeordnet ist und daß dabei das Kupplungssystem auf dem Schaft des Planetenträgers (10) einerseits einen Sperrklinken-Trägerring (12) aufweist, der auf dem Schaft (10) drehbar angeordnet, ständig mit dem im Antreiber (6) vorgesehenen Hohlrad (9) gekuppelt ist und dessen Sperrklinkeni"14 /MejTnit einem GegengesperreCi5,15b)in der Nabenhülse (7, 8a) kuppelbar sind, und daß andererseits axial nebenliegend auf dem Planetenträgerschaft ein koaxiales Klinkengesperresystem (16, 18j l6a, 17a) angeordnet ist, dessen Sperrklinken (16; l6a) ständig mit einem Gesperre (17j 15b)in der Nabenhülse (7, 8a) in Eingriff stehen.

2. Antriebsnabe nach Anspruch 1, dad. gek., daß die Sperrklinken (14, 16; l4a, l6a) beider Klinkengesperresysteme nach radial außen zum Eingriff gerichtet sind.

3. Antriebsnabe nach Anspruch 1 oder 2, dad, gek., daß die Sperrklinken (14, 14a) des auf dem Schaft des Planetenträgers (10) drehbar gelagerten Systems steuerbar sind,

4. Antriebsnabe nach Anspruch 3, dad, gek., daß die Sperrklinken (14, 14a) des drehbar auf dem Planetenträger (10) angeordneten Klinkengesperresystems mittels radial außen wirkender Schaltschrägen (15a, 9a) steuerbar sind.

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5. Antriebsnabe nach Anspruch 4, dad. gek., daß die Schaltschräge (15a) am axialen Ende des Innengesperres (15) in der Nabenhülse (7j 8a) vorgesehen ist.

6. Antriebsnabe nach Anspruch ¹J, dad. gek., daß die Schaltschräge (9a) am axialen Beginn der Innenverzahnung (9) des als Hohlrad ausgebildeten Antreibers (6) vorgesehen ist,

7. Antriebsnabe nach Anspruch 1, dad. gek., daß das Innengesperie (15,15"b;l7) in der Nabenhülse (7) zum Eingriff sowohl der
ständig eingekuppelten Sperrklinken (l6j l6a) als auch der
wahlweise einkuppelbaren Sperrklinken (l4j l4a) ausgebildet
ist.

8. Antriebsnabe nach Anspruch 1, dad. gek., daß das Innengesperre (15;15b;17) in der Nabenhülse (7) an dem dem Antreiber (6) benachbarten Lagerschalenteil (8a) vorgesehen ist.

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