DE3346794A1

DE3346794A1 - Fahrradnabe

Info

Publication number: DE3346794A1
Application number: DE19833346794
Authority: DE
Inventors: Masashi Izumi Osaka Nagano
Original assignee: Shimano Industrial Co Ltd
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1982-12-27
Filing date: 1983-12-23
Publication date: 1984-07-05
Also published as: GB2133844B; FR2538315B1; IT1168744B; US4580670A; IT8324398A0; GB8334183D0; JPS59102504U; FR2538315A1; DE3346794C2; GB2133844A; JPH0113605Y2

Description

Fahrradnabe

B_e s_c h_r e_i b_u n_g

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrradnabe mit einer am Rahmen eines Fahrrads befestigbaren Nabenwelle, eienr drehbar darauf gelagerten Nabenhülse und einem Freilauf an einem axialen Ende der Nabenhülse.

Bei einer bekannten Fahrradnabe der vorstehend genannten Art hat die Nabenhülse an einem Ende eine axial auswärts · hervorstehende Tragmuffe, auf welche eine zum Freilauf gehörige angetriebene Muffe im Preßsitz aufgezogen ist.

Die angetriebene Muffe des Freilaufs hat an ihrem äußeren

Umfang eine Anzahl von Mitnehmerklinken. Zum Freilauf gehören ferner eine treibende Muffe, welche auf ihrem äußeren Umfang wenigstens ein Kettenrad trägt und an der Innen- _nn seite eine Ratschenzahnung hat, sowie ein Paar zwischen der

treibenden und der angetriebenen Muffe angeordneter Kugellager. Die Ratschenzahnung und die Mitnehmerklinken bilden zusammen eine in einem Drehsinn wirksame Antriebsübertragung, welche die Drehung der treibenden Muffe in einer _9P- Richtung auf die angetriebene Muffe überträgt, während die angetriebene Muffe in der entgegengesetzten Richtung relativ zur treibenden Muffe frei drehbar ist. Die auf die angetriebene Muffe übertragene Antriebskraft wird von dieser über die Nabenhülse, an welcher sie befestigt ist, auf ein über eine Anordnung von Speichen damit verbundenes Rad des Fahrrads übertragen.

Da die angetriebene Muffe in der vorstehend beschriebenen bekannten Ausführung einer Fahrradnabe im Preßsitz auf die

Tragmuffe der Nabenhülse aufgezogen ist, bietet der Abbau 35

des Freilaufs von der Nabenhülse, beispielsweise zum Auswechseln von beschädigten oder abgenützten Mitnehmerklinken, beträchtliche Schwierigkeiten. Bei wiederholtem Ab-

ziehen und Wieder-Aufziehen der angetriebenen Muffe von der bzw. auf die Tragmuffe besteht darüber hinaus die Gefahr, daß sich die angetriebene Muffe aufweitet, so daß sie dann nicht mehr fest auf der Tragmuffe sitzt. 6

Eine Ausführungsform, bei welcher dieser Mangel weitgehend beseitigt ist, ist in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Sho 56-165,563/81 der Anmelderin beschrieben. In dieser Ausführungsform ist die axiale Länge der an der Nabenhülse hervorstehenden Tragmuffe größer als die der angetriebenen Muffe, welche ihrerseits lose auf die Tragmuffe aufgesetzt ist. Die Tragmuffe hat an ihrem freien Ende ein Außengewinde und an ihrem inneren Ende eine Keilnutverzahnung. Auf das Außengewinde der Tragmuffe ist ein an seiner axialen Außenfläche mit Ausbildungen für den Angriff eines Werkzeugs versehener Gewindering aufgeschraubt, welcher die mit einer komplementären Verzahnung versehene angetriebene Muffe in Eingriff mit der Keilnutverzahnung der Tragmuffe hält. Diese Anordnung ermöglicht ein müheloses Aufsetzen und Abziehen der angetriebenen Muffe auf die bzw. von der Trr.gmuffe. Da bei der vorstehend beschriebenen Anordnung die Ausbildungen für den Angriff eines Werkzeugs zwangsläufig an der axialen Außenseite des Gewinderings angeordnet sein müssen, ist für die Montage und Demontage der angetriebenen Muffe auf der bzw. von der Tragmuffe ein Sonderwerkzeuf; erforderlich. Darüber hinaus besteht die erhöhte Gefahr einer· Beschädigung der Ausbildungen für den Angriff des Werkzeugs. Außerdem muß die angetriebene Muffe des Freilaufs eine bestimmte Mindestlänge haben, da sie ja die Mitnehmerklinken trägt. Da jedoch die Nabenhülse mittels nahe ihren Enden angeordneter Kugellager auf der Nabenwelle gelagert ist, kann die Tragmuffe nur eine begrenzte Länge haben. Daraus ergibt sich, daß auch das Außengewinde am freien Ende der Tragmuffe nur eine begrenzte Länge haben kann, so daß sich eine entsprechend kurze Eingriffslänge für den Gewindering ergibt, was zu einer nicht übermäßig sicheren Befestigung führt.

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• ♦ · * P O

Um den vorstehend aufgezeigten Nachteilen und Mängeln zu begegnen, schafft die Erfindung eine Fahrradnabe, bei welcher die angetriebene Muffe des Freilaufs mühelos und sicher mit der Tragmuffe der Nabenhülse verbindbar und von ihr lösbar ist, ohne daß dazu die axiale Länge der Tragmuffe vergrößert zu werden braucht. Selbst bei wiederholtem An- und Abbau der angetriebenen Muffe an der bzw. von der Tragmuffe besteht keine Gefahr, daß sich die Verbindung zwischen den beiden Teilen lockert oder beschädigt wird. Außerdem läßt sich der An- und Abbau der angetriebenen Muffe mittels eines gebräuchlichen Werkzeugs, z.B. eines Sechskantschlüssels, bewerkstelligen.

Bei einer Fahrradnabe der eingangs genannten Art ist somit gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Nabenhülse an einem axialen Ende mit einem Innengewinde versehen ist. Eine innere Muffe, welche in Axialrichtung länger ist als die engetriebene Muffe des Freilaufs, hat an einem Ende ein Außengewinde für den Eingriff mit dem Innengewinde der Nabenhülse. Am anderen Ende h--t die inpc--o Muffe einen Anschlag, welcher an dem entsf rechemkii· Knde der angetriebenen Muffe angreift und sie -jadurch in axialer Richtung unbeweglich festhält. An der Innenseite: hat die innere Muffe Ausbildungen für den Angriff eine·.τ. Werkzeugs, mittels dessen die innere Muffe mittels ihres Außengewindes in das Innengewinde der Nabenhülse einschraubbar und aus diesem herausschraubbar ist.

Da die Befestigung der angetriebenen Muffe des Freilaufs gemäß der Erfindung mittels einer in ein Innengewinde der Nabenhülse einschraubbaren inneren Muffe bewerkstelligt ist, kann das Innengewinde der Nabenhülse eine für die sichere Befestigung der angetriebenen Muffe an der Nabenhülse ausreichende Länge haben. Ebenso können die an der inneren Muffe geformten Ausbildungen für den -ingriff eines Werkzeugs eine für den sicheren Angriff des Werkzeugs ausreichende axiale Länge haben.

BAD ΟΒΙβ^||νΙΔΙ

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Somit ermöglicht die Erfindung einerseits eine ausreichend sichere Befestigung der angetriebenen Muffe dank der beim Einschrauben der inneren Muffe in die Nabenhülse wirksam werdenden Anzugskraft, und andererseits die Verwendung eines gebräuchlichen Werkzeugs, z.B. eines Sechskantoder Inbusschlüssels, für den Ein- und Ausbau der inneren Muffe und damit des Freilaufs. Da die an der inneren Muffe geformten Ausbildungen für den Angriff eines Werkzeugs eine ausreichende axiale Länge haben können, besteht kaum die Gefahr einer Abnützung oder Beschädigung derselben, selbst bei wiederholtem An- und Abbau der angetriebenen Muffe.

Da ferner die Befestigung der angetriebenen Muffe mittels der mit einem Gewinde versehenen inneren Muffe erfolgt, kann die axiale Länge der zur Nabenhülse gehörigen Tragmuffe auf das zum Verhindern einer Verdrehung der angetriebenen Muffe relativ zur Nabenhülse notwendige Mindestmaß verringert werden.

Der an der inneren Muffe vorgesehene Anschlag für den Angriff an der angetriebenen Muffe des Freilaufs kann als mit der inneren Muffe einstückiger, radial davon abstehender Rand ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der radial hervorstehende Rand konusföririig ausgebildet und findet Aufnahme in einer konusförmigen Aussparung an dem betreffenden Ende der angetriebenen Muffe.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht einer Fahrradnabe in einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines wesentlichen Teils der Fahrradnabe nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht einer abgewandelten

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Ausführungsform eines Anschlags.

Eine in Fig. 1 dargestellte Schnellmontage-Fahrradnabe hat eine Nabenwelle 1, welche von einer Nabenhülse 2 umgeben ist. Am in der Zeichnung linken Ende ist die Nabenhülse 2 mittels eines äußeren Lagerrings 3, einer Anzahl von Lagerkugeln 4 und eines inneren Lagerrings 5 drehbar auf der Nabenwelle 1 gelagert. Am anderen Ende hat die Nabenhülse 2 eine einstückig damit geformte Tragmuffe 7, welche an ihrem äußeren Umfang eine Keilnutverzahnung 6 aufweist. Zu einem an diesem Ende der Nabenhülse 2 angeordneten Freilauf A gehören eine angetriebene Muffe 9, eine treibende Muffe 13, welche auf ihrem äußeren Umfang eines Anzahl von Kettenrädern 12 trägt, eine nachstehend im einzelnen beschriebene in einer Drehrichtung wirksame Antriebsübertragung 10 und zwei Kugellager 11 und 14, mit denen die treibende Muffe 13 drehbar auf der angetriebenen Muffe 9 gelagert ist. Die in einer Richtung wirksame Antriebsübertragung 10 und die Kugellager 11 und 14 ermöglichen die freie Drehung der antreibenden Muffe 13 relativ zur angetriebene!". Ta.'.f'fe ^u. in einer Drehrichtung. Das das eine Ende der ant* c iber..-.u.·. Muffe 13 tragende Kugellager 14 hat einen innerer. Lagerring 15, welcher auf das rechtsseitige Ende der angetriebenen Muffe 9 aufgeschraubt ist. Das äußere Endstück der angetriebenen Muffe 9 des Freilaufs A ist mittels einer Anzahl von Lagerkugeln 16 und eines auf die Nabenwelle 1 aufgeschraubten inneren Lagerrings 17 drehbar auf der Nabenwelle 1 gelagert. Die Nabenhülse 2 weist in ihren Hnd bereichen zwei Flansche 18 auf.

Die in einer Richtung wirksame Antriebsübertragung 10 ist folgendermaßen ausgebildet: Die antreibende Muffe 13 hat an ihrem inneren Umfang zwischen den beiden Kugellagern 11 und 14 eine Ratschenverzahnung 10a, und die angetriebene Muffe 9 trägt auf ihrem äußeren Umfang eine Anzahl von Mitnehmerklinken 10b, welche durch eine Feder 27 belastet sind, so daß sie bei Vorwärtsdrehung der antreibenden Muffe 13 in Eingriff mit der Ratschenverzahnung 10a kommen,

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um die auf die antreibende Muffe 13 ausgeübte Antriebskraft über die angetriebene Muffe 9 und die Tragmuffe 7 auf die Nabenhülse 2 mit ihren Flanschen 18 zu übertragen.

Der Anbau des vorstehend beschriebenen Freilaufs A erfolgt durch Befestigung der angetriebenen Muffe 9 an der Tragmuffe 7- Zu diesem Zweck hat die angetriebene Muffe 9 an ihrem axial inneren Ende eine Innenverzahnung 8 für den Eingriff mit der Außenverzahnung 6 der Tragmuffe 7- Ferner hat die Nabenhülse 2 an ihrem die Tragmuffe 7 darstellenden Ende ein Innengewinde 20 von vorbestimmter Länge. Eine innere Muffe 30, deren axiale Länge größer ist als die der angetriebenen Muffe 9, hat an einem Ende ein Außengewinde 32, mit welchem sie in das Innengewinde 20 der Nabenhülse 2 einschraubbar ist. Am anderen Ende hat die innere Muffe

30 einen über ihren äußeren Umfang hervorstehenden Anschlag

31 für den Angriff an dem entsprechenden Ende der angetriebenen Muffe 9. An der Innenseite dieses Endstücks hat die innere Muffe 30 sich über eine vorbestimmte Länge erstrekkende Ausbildungen 33 für den Angriff eines Werkzeugs.

Der Anbau der angetriebenen Muffe 9 des Freilaufs A ericl^". auf folgende Weise: Zunächst wird die angetriebene Muffe 9 so auf die Tragmuffe 7 aufgesetzt, daß die Verzahnungen 6 und 8 in gegenseitigen Eingriff kommen, worauf dann die innere Muffe 30 in die angetriebene Muffe 9 eingeführt und mit ihrem Außengewinde 32 in das Innengewinde 20 der Nater,-hülse 2 eingeschraubt wird, bis der am anderen Ende der inneren Muffe 30 hervorstehende Anschlag 31 in Anlage an der angetriebenen Muffe 9 kommt.

Der Anbau des Freilaufs A an der Tragmuffe 7 ist somit auf besonders einfache Weise bewerkstelligbar, indem lediglieh die Verzahnungen 6 und 8 in gegenseitigen Eingriff gebracht zu werden brauchen und die innere Muffe 30 in die Nabenhülse 2 eingeschraubt zu werden braucht, um damit die angetriebene Muffe 9 sicher an der Tragmuffe 7 zu befestigen.

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Für den Abbau des Freilaufs A von der Tragrauffe 7, beispielsweise zum Auswechseln der angetriebenen Muffe 9, werden zunächst die in Axialrichtung außerhalb der inneren Muffe 3Q angeordneten Teile, darunter der innere Lagerring 17 und die Lagerkugeln 16, abgebaut, worauf sich dann die innere Muffe 30 aus der Nabenhülse 2 herausschrauben und der geaamte Freilauf A sich nach rechts abziehen läßt, so daß sich der gegenseitige Eingriff der Verzahnungen 6 und 8 löst.

Das abnehmen des Freilaufs A von der Tragmuffe 7 ist somit ebenfalls auf äußerst einfache Weise bewerkstelligbar, indem lediglich die inenre Muffe 30 herausgeschraubt und der gegenseitige Eingriff der Verzahnungen 6 und 8 gelöst zu werden braucht, wobei das Ein- und Ausschrauben der inneren Muffe 30 mittels eines gebräuchlichen Werkzeugs, beispielsweise eines Sechskant- oder Inbusschlüssels erfolgen kann und keinerlei Spezialwerkzeuge erfordert.

Für die Befestigung des Frei laufs A an der Nabenhülse 2 ist somit gemäß der Erfindung eine zusätzliche innere Muffe vorgesehen, welche mit einem Außengewinde 32 in ein Innengewinde 20 der Nabenhülse 2 einschraubbar ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß das Innengewinde 20 eine beträchtliche Länge aufweisen kann, welche eine sichere Befestigung der inneren Muffe 30 und damit, der angetriebenen Muffe 9 des Freilaufs A an der Nabenhülse 2 gewährleistet .

Da die Befestigung des Frei laufs A an der Nabenhülse 2 gemäß der Erfindung derart erfolgt, daß die angetriebene Muffe 9 mit der Tragmuffe 7 in Eingriff gebracht und die innere Muffe 30 in die Nabenhülse 2 eingeschraubt wird, besteht selbst bei wiederholtem An- und Abbau der angetriebenen Muffe 9 kaum die Gefahr daß sich die antriebsübertragende Verbindung lockert oder irgendwie beschädigt wird.

In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform hat der

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Anschlag 31 die Form beispielsweise eines am äußeren Ende der inneren Muffe 30 radial hervorstehenden Rands. In der in Fig. 2 und 3 gezeigten abgewandelten Ausführungsform ist der Anschlag 31 konisch gestaltet und findet Aufnahme in einem an der angetriebenen Muffe 9 ausgebildeten konischen Sitz 91, wodurch einerseits die Befestigung der angetriebenen Muffe 9 noch besser gesichert ist und die angetriebene Muffe 9 darüber hinaus durch die in die Nabenhülse eingeschraubte innere Muffe 30 in bezug auf die Nabenhülse 2 zentriert wird. Zur Zentrierung der angetriebenen Muffe 9 relativ zur Nabenhülse 2 können auch eine bestimmte Höhe und axiale Länge aufweisende Erhebungen nahe dem axial äußeren Ende an der Außenseite der inneren Muffe oaer an der Innenseite der angetriebenen Muffe 9 ausgebildet sein.

In der dargestellten Ausführungsform ist in der äußeren Stirnfläche der Nabenhülse 2 eine die Tragmuffe 7 umgebende Ringnut 21 geformt, in welcher ein elastisches Glied 22, z.B. ein Wellenfederring sitzt, welcher auf die auf die Tragmuffe 9 aufgesetzte angetriebene Muffe 9 eine von der Nabenhülse 2 weg auswärts gerichtete Kraft ausübt. Diese Anordnung beugt einer Lockerung der Gewindeverbindung 20,32 vor, so daß sich die innere Muffe 30 und damit der Freilauf A nicht aus ihrer bzw. seiner Befestigung lösen kann.

Neben den vorstehend beschriebenen Teilen gehören zu der in Fig. 1 und 2 dargestellten Fahrradnabe ferner eine die schnelle Montage der Nabe am Fahrradrahmen ermöglichende Nabenachse 23, auf die Nabenwelle 1 geschraubte Kontermuttern 24 und 25 und eine Anordnung von Abstandsringen 26 zwischen der in einer Richtung wirksamen Antriebsübertragung 10 und dem Lagerring 15.

Zwar ist die Erfindung vorstehend in Verbindung mit einer Schnellmontage-Fahrradnabe beschrieben, sie ist jedoch auch für andere Arten von Naben anwendbar, bei denen eine an einem axialen Ende der Nabenhülse 2 angeordnete Tragmuffe auf ihrem äußeren Umfang eine Anzahl von sich in axialer

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Richtung erstreckenden Zähnen 6 aufweist, wobei ferner eine angetriebene Muffe 9 eine mit den Zähnen 6 in Eingriff bringbare Innenverzahnung 8 aufweist und ein Freilauf A vorhanden ist, welcher aus der angetriebenen Muffe 9 und einer unter Zwischenschaltung einer in einer Richtung wirksamen Antriebsübertragung 10 damit verbundenen und auf ihrem äußeren Umfang eine Anzahl von Kettenrädern 12 tragenden antreibenden Muffe 13 besteht, so daß der Freilauf A durch den formschlüssigen Eingriff der angetriebenen Muffe 9 mit der Tragmuffe 7 mit dieser verbunden ist.

Die gemäß der Erfindung für die Halterung des Freilaufs verwendete innere Muffe hat an einem Ende einen Anschlag für den Angriff am Ende der angetriebenen Muffe des Freilaufs und am anderen Ende ein Außengewinde, mit welcher sie in ein Innengewinde der Nabenhülse einschraubbar ist. Durch die Verschraubung der inneren Muffe mit der Nabenhülse wird die angetriebene Muffe des Freilaufs mit der Tragmuffe in Eingriff und damit der Freilauf insgesamt an der Nabenhülse festgehalten. Der Anbau des Freilaufs an der Nabenhülse kann daher auf äußerst einfache Weise erfolgen, indem die angetriebene Muffe mit der Tragmuffe in Eingriff gebracht und die innere Muffe in die Nabenhülse eingeschraubt wird. Darüber hinaus erfordert das Ein- und Ausschrauben der inneren Muffe kein Spezialwerkzeug, wie dies bei bekannten Ausführungen der Fall ist, sondern läßt sich mittels eines gebräuchlichen Werkzeugs, z.B. eines Sechskant- oder Inbusschlüssels bewerkstelligen, wodurch sich der dazu notwendige Aufwand verringert.

Die Verwendung der mit einem Außengewinde versehenen inneren Muffe ermöglicht es, die Nabenhülse mit einem für den Gewindeeingriff mit dem Außengewinde bestimmten Innengewinde von beträchtlicher Länge zu versehen, so daß eine besonders sichere Befestigung der inneren Muffe an der Nabenhülse gewährleistet ist. Dadurch ist dann auch eine sichere Halterung der angetriebenen Muffe in Eingriff mit der Tragbuchse gewährleistet. Darüber hinaus besteht selbst

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1 wiederholter Demontage der angetriebenen Muffe von der Tragmuffe keine Gefahr des Losewerdens oder von Beschädigungen der Nabe und ihrer Teile.

5 Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern erlaubt die verschiedensten Abwandlungen desselben im Rahmen der Ansprüche.

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Claims

BERG i-STApF -.SCMWABE, — SANDMAIR «Q/R7q/ MAUERKIRCHERSTRASSE 45 8000 MÜNCHEN Θ0 Anwaltsakte 33 19823. Dezember 1983 SHIMANO INDUSTRIAL COMPANY LIMITED 77, 3-cho, Oimatsu-cho, Sakai-shi, Osaka / JAPAN Fahrradnabe P a t_e η t a_n_s_p r ü c_h_e

1. \ Fahrradnabe mit einer Nabenwelle, einer drehbar auf

Nabenwelle gelagerten Nabenhülse, welche an einem axialen Ende eine einen nicht kreisförmigen Außenquerschnitt aufweisende Tragmuffe aufweist, und mit einem Freilauf, welcher eine unverdrehbar mit der Tragmuffe der Nabenhülse verbundene angetriebene Muffe, eine wenigstens ein Kettenrad tragende antriebende Muffe und eine zwischen der angetriebenen und der antreibenden Muffe angeordnete, in einer Richtung wirksame Antriebsübertragung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenhülse (2) an einem axialen Ende mit einem Innengewinde (20) versehen ist und daß eine eine größere axiale Länge als die angetriebene Muffe (9) aufweisende innere

• (089) 98 82 72 - 74 Telex: 05 24 560 BERG d Bankkonten: Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 700202 70)

Telegramme (cable): Telekopierer; (089) 983049 Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Switt Code: HYPO DE I

BERGSTAPFPATENT München KaIIe Inlotec 6000 Postscheck München 853 43-808 (BLZ 700100 80)

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Muffe (30) mit einem an einem axialen Ende derselben geformten Außengewinde (32) in das Innengewinde (20) der Nabenhülse (2) einschraubbar ist und am anderen axialen Ende einen Anschlag (31) aufweist, welcher zur in Axialrichtung unbeweglichen Befestigung der angetriebenen Muffe (9) an einem Ende derselben in Anlage bringbar ist, wobei die innere Muffe (30) ferner Ausbildungen für den Angriff eines Werkzeugs zum Ein- und Ausschrauben der inneren Muffe in das bzw. aus dem Innengewinde der Nabenhülse aufweist.

2. Fahrradnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag als ein an einem Ende der inneren Muffe (30) radial auswärts über den äußeren Umfang derselben hervorstehender Vorsprung (3D ausgebildet ist.

3. Fahrradnabe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (31) konusförmig ist und daß die angetriebene Muffe (9) an einem Ende einen konusförmigen Sitz für die Aufnahme des konusförmigen Vorsprungs aufweist.

4. Fahrradnabe nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η - ζ e i c h η e t, daß zwischen der angetriebenen Muffe (9) und der Nabenhülse (2) elastische Einrichtungen (22) vorgesehen sind, welche auf die angetriebene Muffe eine von der Nabenhülse weg gerichtete Kraft ausüben.

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