DE3440070C2

DE3440070C2 - Multi-speed hub for bicycles or the like

Info

Publication number: DE3440070C2
Application number: DE19843440070
Authority: DE
Inventors: Eduard Ing Bergles
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: SRAM Deutschland GmbH
Priority date: 1984-11-02
Filing date: 1984-11-02
Publication date: 1993-12-02
Anticipated expiration: 2004-11-03
Also published as: DE3440070A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrgang-Nabe für Fahrräder gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a multi-speed hub for bicycles according to the Preamble of claim 1.

Aus der DE-OS 34 07 164 ist eine Nabe bekannt, bei der die Schal tung von Gangstufen ausschließlich durch Ein- und Aussteuern von Sperrklinken erfolgt. Klinkengesteuerte Naben haben den Vorteil, totgangfrei und gerüscharrm umschaltbar zu sein und bei Rück trittsbremsnaben in der rückwärts gerichteten Drehrichtung keine formschlüssige Verbindung aus dem Antrieb zu haben. In gleicher Weise werden Klinken bei einer Mehrgang-Nabe gemäß DE-OS 19 46 871 aus- und eingesteuert, wobei es sich bei beiden Vor schlägen um Dreigang-Naben handelt, deren Lehre in der vorgeschla genen Fünfgang-Nabe erfinderisch derart fortentwickelt wird, daß die Dreigang-Klinkensteuerung mit einer Sonnenrad-Klauensteuerung gekoppelt wird, die zudem noch die Möglichkeit einer einzügigen Schaltbarkeit bietet.From DE-OS 34 07 164 a hub is known in which the scarf gears only by switching on and off Pawls take place. Pawl controlled hubs have the advantage to be switchable with no backlash and low noise and on return Pedal brake hubs in the reverse direction of rotation none to have a positive connection from the drive. In the same Ways are pawls in a multi-speed hub according to DE-OS 19 46 871 controlled and controlled, it being in both cases suggest three-speed hubs, the teaching of which is suggested in the 5-speed hub is inventively developed in such a way that the three-speed pawl control with a sun gear claw control is coupled, which also the possibility of a one-way Switchability offers.

Es ist somit die Aufgabe der Erfindung, eine Nabe mit mehr als drei Gängen zu schaffen, bei welcher die Dreigang-Klinkensteue rung beibehalten wird und welche eine Steuerung aufweist, die mit einem einzigen Steuerelement schaltbar ist.It is therefore the object of the invention to provide a hub with more than to create three gears, in which the three-speed ratchet control tion is maintained and which has a control that with a single control is switchable.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patent anspruch 1 angegeben.The solution to this problem is in the patent Claim 1 specified.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Further advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims described.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in Zeichnungen dar gestellten Ausführungsbeispieles einer Fünfgang-Nabe beschrieben.The invention is illustrated below with reference to a in drawings described embodiment of a five-speed hub described.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 eine Fünfgang-Nabe mit Rücktrittbremse im Teillängsschnitt, in der Schaltstellung 1. Gang; Figure 1 is a five-speed hub with coaster brake in partial longitudinal section, in the 1st gear position.

Fig. 2 einen Querschnitt der Nabe gem. Fig. 1 entlang der Linie II-II; Fig. 2 shows a cross section of the hub. Fig. 1 along the line II-II;

Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 2 in Ansicht; Fig. 3 is a detail of Figure 2 in view.

Fig. 4 eine Teilansicht entlang dem Pfeil X in Fig. 3; Fig. 4 is a partial view along arrow X in Fig. 3;

Fig. 5 eine Anordnung von Steuerelementen um die Nabenachse gem. Fig. 1 in abgewickelter Darstellung; Fig. An array of controls, about the hub axle gem 5. 1 shows in developed form.

Fig. 6 die Steuerelemente gem. Fig. 5 in anderer Schaltstellung; Fig. 6, the controls according to. Fig. 5 in a different switching position;

Fig. 7 ein Federelement für Klinkengesperre in Einzelteildarstel lung; Figure 7 shows a spring element for ratchet lock in item depiction.

Fig. 8 eine Ausschnittvergrößerung des Getriebeteiles gem. Fig. 1. Fig. 8 shows an enlarged detail of the gear part. Fig. 1.

In den Figuren ist mit 1 die Nabenhülse einer Mehrgang-Nabe be zeichnet, die über Kugelläufe 27, 28 und 29 auf einer Nabenach se 6 gelagert ist. Innerhalb der Nabenhülse 1 ist eine Rücktritt bremseinrichtung vorgesehen, welche einen Bremskonus 30 und einen auf der Nabenachse 6 drehfest angeordneten Hebelkonus 36 auf weist. Dazwischen ist der drehfest angeordnete, gegen die Kraft einer umspannenden Feder 32 aufspreizbare Bremsmantel 31 angeord net.In the figures, 1 denotes the hub sleeve of a multi-speed hub, which is mounted on ball races 27, 28 and 29 on a hub axle 6 . Within the hub sleeve 1 , a back-up braking device is provided, which has a brake cone 30 and a lever cone 36 arranged on the hub axle 6 in a rotationally fixed manner. In between, the non-rotatably arranged, against the force of a spanning spring 32 expandable brake jacket 31 is net angeord.

Der Bremskonus 30 ist durch ein Steilgewinde 35 mit dem Scharft eines Planetenradträgers 4 verbunden und wird bei dessen Rück wärtsdrehung axial verschoben und spreitzt den am Hebelkonus 6 drehfest gelagerten Bremsmantel 31 auf. Der Bremskonus 30 ist da bei zugleich als Träger für Sperrklinken 7 ausgebildet, welche ständig in eine Innenverzahnung 1a in der Nabenhülse 1 eingreifen.The brake cone 30 is connected by a helical thread 35 to the sharpening of a planet carrier 4 and is axially displaced when it rotates backwards and expands the brake jacket 31 mounted on the lever cone 6 in a rotationally fixed manner. The brake cone 30 is formed at the same time as a carrier for pawls 7 , which constantly engage in an internal toothing 1 a in the hub sleeve 1 .

Am Planetenradträger 4 sind auf Bolzen 4a Planetenräder gelagert, welche als Stufenräder 33 und 34 ausgebildet sind und einerseits mit auf der Nabenachse 6 angeordneten Sonnenrädern 23 und 24 so wie andererseits mit der Innenverzahnung 2a eines Hohlrades 2 kämmen. At the planet carrier 4 are supported on bolts 4 a planet wheels, which are designed as stepped gears 33 and 34 and on the one hand with disposed on the hub axle 6 sun gears 23 and 24 as on the other hand with the internal teeth 2a of a ring gear 2 mesh.

Der Planetenradträger 4 ist bremsseitig mit einem Sicherungsring 13 der Nabenachse 6 festgelegt und liegt antriebsseitig unter Zwischenschaltung eines weiteren Ringes 14 an einem Nabenachsen- Absatz an. Die Stufenräder 34 stehen ständig im Eingriff mit der Innenverzahnung 2a des Hohlrades 2. Dieses ist als Träger für Sperrklinken 11 ausgebildet, die im Eingriff mit einer Innenver zahnnung 1b der Nabenhülse 1 stehen.The planetary gear carrier 4 is fixed on the brake side with a locking ring 13 of the hub axle 6 and bears on the drive side with the interposition of a further ring 14 on a hub axle shoulder. The step wheels 34 are constantly in engagement with the internal toothing 2 a of the ring gear 2 . This is designed as a carrier for pawls 11 which are in engagement with an internal toothing 1 b of the hub sleeve 1 .

Das Hohlrad 2 steht antriebsseitig unter Spannung einer axialen Druckfeder 19 und trägt eine Innenverzahnung 2b, die mit Sperr klinken 9 im Eingriff stehen kann. Weiterhin zeigt der Planeten radträger 4 einen Absatz 4b, welcher eine Innenverzahnung 4c auf weist - zum Eingriff von Sperrklinken 8, die den vorerwähnten Sperrklinken 9 unmittelbar benachbart sind. Die Sperrklinken 8 und 9 sind auf einem Ansatz 5c des Antreibers 5 axial nebeneinan der angeordnet. Dieser Ansatz 5c trägt Sperrklinken 10 am Umfang verteilt in einer Ebene mit den Sperrklinken 8, die aber in ihrer Wirkung gegensinnig angeordnet sind, da sie der Betätigung der Rücktritt-Bremseinrichtung dienen, wie insbesondere Fig. 2 erken nen läßt. Die in einer Ebene zueinander angeordneten Sperrklin ken 8 und 10 auf dem Ansatz 5c des Antreibers 5 werden durch ein Paar von Federelementen 12 vorgespannt. Ein solches Federelement 12 ist etwa halbkreisförmig ausgebildet und steckt mit einem axial gerichteten Bügelteil 12a jeweils in einer axialen Bohrung 5b des Antreibers 5 und wirkt auf die Sperrklinken 8 und 10 ein. Die halbkreisförmigen Federelemente 12 ermöglichen es, jeweils zwei Sperrklinken gleichzeitig anzufedern. Die Federenden 12b sind geringfügig nach unten abgebogen, wodurch eine einwandfreie Lage der Federelemente 12 in der umlaufenden Aufnahmenut 5d des Ansatzes 5c erzielt wird.The ring gear 2 is on the drive side under tension of an axial compression spring 19 and has an internal toothing 2 b, the pawls 9 can be engaged. Furthermore, the planet wheel carrier 4 shows a paragraph 4 b, which has an internal toothing 4 c - for engagement of pawls 8 , which are immediately adjacent to the aforementioned pawls 9 . The pawls 8 and 9 are arranged on a shoulder 5 c of the driver 5 axially next to each other. This approach 5 c carries pawls 10 distributed on the circumference in a plane with the pawls 8 , but which are arranged in opposite directions in their effect, since they serve the actuation of the coaster brake device, as in particular Fig. 2 Erken NEN. The in a plane arranged Sperrklin ken 8 and 10 on the approach 5 c of the driver 5 are biased by a pair of spring elements 12 . Such a spring element 12 is approximately semicircular and is inserted with an axially directed bracket part 12 a in an axial bore 5 b of the driver 5 and acts on the pawls 8 and 10 . The semicircular spring elements 12 make it possible to spring two pawls simultaneously. The spring ends 12 b are slightly bent downwards, whereby a perfect position of the spring elements 12 in the circumferential receiving groove 5 d of the approach 5 c is achieved.

Die Schalteinrichtung der vorgeschlagenen Mehrgang-Nabe setzt sich aus einem klinkengesteuerten Dreigangteil und zwei zusätzli chen Gangstufen zusammen, die aus der Aufteilung des Bergganges und des Schnellganges in zwei voneinander verschiedenen Übersetzun gen durch wechselweises Festlegen der beiden Sonnenräder 23 und 24 erreicht werden. Für die Gangumschaltung des Dreigangteiles ist eine Steuerung der Sperrklinken 8 und 9 auf dem axial festlie genden Antreiber 5, 5c mittels eines Schaltringes 3 vorgesehen, wobei dieser zur wechselweisen Drehfestmachung der Sonnenräder 23 und 24 mit den Steuerelementen zusammenwirkt.The switching device of the proposed multi-speed hub is composed of a ratchet-controlled three-speed part and two additional gear stages, which are achieved by dividing the mountain gear and the overdrive in two different ratios by alternately setting the two sun gears 23 and 24 . For the gear change of the three-speed part, a control of the pawls 8 and 9 on the axially festlie lowing driver 5 , 5 c is provided by means of a switching ring 3 , which interacts with the control elements for alternating rotation of the sun gears 23 and 24 .

Der Schaltring 3 übergreift die Sperrklinken 8 bzw. 9 auf dem An satz 5c des Antreibers 5, wobei zur Steuerung der jeweiligen Klinken eine konische Steuerkante 3d bei axialer Verschiebung des Schaltringes 3 dient. Dieser ist über einen Nabenteil 3e auf der Nabenachse 6 verschiebbar abgestützt, wobei sich Verbindungsar me 3c zwischen dem Nabenteil 3e und dem Schaltring 3 radial er strecken. Zur Aufnahme dieser Verbindungsarme 3c weist der An treiber 5/5c entsprechend radiale Ausnehmungen 5a auf, die in Fig. 4 erkennbar sind. Ferner sind am Schaltring 3 gem. Fig. 2 den ggf. übergriffenen Sperrklinken zugeordnete radiale Ausnehmun gen 3a bzw. 3b vorgesehen, deren Funktion beim Ändern der Dreh richtung zum Tragen kommt.The switching ring 3 engages over the pawls 8 and 9 on the set 5 c of the driver 5 , with a conical control edge 3 d serving for the axial displacement of the switching ring 3 for controlling the respective pawls. This is supported slidably on a hub portion 3 e to the hub axle 6, wherein Verbindungsar me 3 c between the hub portion 3 e and the switching ring 3 radially stretch it. To accommodate these connecting arms 3 c, the driver 5/5 c has corresponding radial recesses 5 a, which can be seen in Fig. 4. Furthermore, 3 on the switching ring. Fig. 2 the possibly overlapping pawls associated radial Ausnehmun gene 3 a or 3 b provided, the function of which comes into play when changing the direction of rotation.

Um die Nabenachse 6 herum sind Steuerelemmente für die wechselsei tige Festlegung der Sonnenräder 23 und 24 angeordnet. Es handelt sich hier um eine achsnahe Schalthülse 17, die axial mit einer Steigzahnhülse 25 zusammenwirkt, sowie um eine die Schalthülse 17 konzentrisch umgreifende Federhülse 15, die mit dem Nabenteil 3e des Schaltringes 3 gekoppelt ist. Dabei steht der Nabenteil 3e unter Spannung einer Druckfeder 22, welche sich an einem axial rechten Bund der Federhülse 15 abstützt. Zwischen der Druckfe der 22 und dem Nabenteil 3e des Schaltringes ist ein Anlage ring 16 angeordnet, der in Längsschlitze im zylindrischen Teil der Federhülse 15 eingepaßt ist. Dieser ist somit mit der Achse 6 drehfest verbunden und dient als Friktion für den Nabenteil 3e des Schaltringes 3, dessen Verbindungsarme 3c in den Ausnehmungen 5a ein Drehspiel haben. Wichtig wird diese Tatsache für den An trieb in Gegenrichtung für die Einleitung der Bremsung.Control elements for the setting of the sun gears 23 and 24 are arranged around the hub axle 6 . This is a shift sleeve 17 close to the axis, which cooperates axially with a rising tooth sleeve 25 , and a spring sleeve 15 concentrically encompassing the shift sleeve 17 , which is coupled to the hub part 3 e of the shift ring 3 . The hub part 3 e is under tension from a compression spring 22 , which is supported on an axially right collar of the spring sleeve 15 . Between the Druckfe the 22 and the hub part 3 e of the switching ring, a system ring 16 is arranged, which is fitted into longitudinal slots in the cylindrical part of the spring sleeve 15 . This is thus rotatably connected to the axis 6 and serves as a friction for the hub part 3 e of the shift ring 3 , the connecting arms 3 c have a rotational play in the recesses 5 a. This fact is important for the drive in the opposite direction to initiate braking.

Die Federhülse 15 wird zusammen mit dem Federspeicher aus der Druckfeder 22 von einem Schubklotz 21 gesteuert, welcher in einem Schlitz 6b der Nabenachse 6 gleitend angeordnet ist und mit einem Schaltorgan, beispielsweise einer Druckstange 20, verbunden ist. Diese ist in einer Nabenachsbohrung 6d unter Vorspannung einer Fe der 26 axial verschiebbar angeordnet und mündet am Ende der Na benachse 6 in einem Kopfteil 20a. Hierauf wirkt ein hier nicht gezeigtes Schaltorgan ein. The spring sleeve 15 is controlled together with the spring accumulator from the compression spring 22 by a thrust block 21 which is slidably arranged in a slot 6 b of the hub axle 6 and is connected to a switching element, for example a push rod 20 . This is arranged axially displaceably in a hub axle bore 6 d under pretension of a spring 26 and ends at the end of the axle 6 in a head part 20 a. A switching element, not shown here, acts on this.

Der im Schlitz 6b der Nabenachse 6 gleitend gelagerte Schub klotz 21 durchdringt mit seinen im Querschnitt etwa kreisförmig ausgebildeten radialen Enden die Schalthülse 17 in einem Steuer schlitz 17a/17b (vgl. Fig. 5 u. 6) und greift radial in die Fe derhülse 15 ein, die ebenfalls einen entsprechenden Schlitz auf weist. Der Schubklotz 21 liegt zusammen mit der Federhülse 15 in der axial linken Extremstellung, wobei die Druckfeder 22 den Kon takt zwischen Federhülse 15 und Schubklotz 21 aufrechterhält. Gleichzeitig befindet sich auch die Schalthülse 17 gemeinsam mit der Steigzahnhülse 25 in der von einer Druckfeder 18 im Gleichge wicht gehaltenen axial linken extremen Anschlagposition. Feste Achsklauen 6c auf der Nabenachse 6 wirken mit der Steigzahnhül se 25 zusammen und bilden für diese einen Anschlag in einer Dreh richtung. Die Nabenachse 6 weist Klauen 6a auf, die mit Klauen 24a des Sonnenrades 24 und mit Klauen des Sonnenrades 23 wechsel weise zusammenwirken.The in the slot 6 b of the hub axle 6 sliding block 21 penetrates with its approximately circular cross-section radial ends, the switching sleeve 17 in a control slot 17 a / 17 b (see. Fig. 5 and 6) and engages radially in the Fe derhülse 15 , which also has a corresponding slot. The thrust block 21 lies together with the spring sleeve 15 in the axially left extreme position, the compression spring 22 maintaining the contact between the spring sleeve 15 and the thrust block 21 . At the same time there is also the switching sleeve 17 together with the rising toothed sleeve 25 in the axially left extreme stop position held by a compression spring 18 in the same weight. Fixed axle claws 6 c on the hub axle 6 cooperate with the riser sleeve 25 and form a stop in one direction for this. The hub axle 6 has claws 6 a, which interact with claws 24 a of the sun gear 24 and with claws of the sun gear 23 alternately.

Die Fig. 1 zeigt die Fünfgang-Nabe in der Schaltstellung 1. Gang (kleiner Berggang). Hierbei sind der Schaltstift 20 und damit der Schubklotz 21 gegen die Spannung der Feder 26 axial extrem links positioniert. Der axial festlegende Antreiber steht mit seinen Sperrklinken 9 auf dem Ansatz 5c im Eingriff mit der Innenverzah nung 2b im Hohlrad 2; der Schaltring 3 steht axial extrem links und übergreift die Sperrklinken 8. Die auf dem Hohlrad 2 angeord neten Sperrklinken 11 sind infolge der Stellung des Hohlrades 2 aus der Innenverzahnung 1b der Nabenhülse 1 ausgesteuert. Fig. 1 shows the five-speed hub in the 1st gear position (small mountain gear). Here, the switching pin 20 and thus the thrust block 21 are positioned axially to the extreme left against the tension of the spring 26 . The axially defining driver is with its pawls 9 on the approach 5 c in engagement with the internal toothing 2 b in the ring gear 2 ; the shift ring 3 is axially extreme left and engages over the pawls 8 . On the ring gear 2 angeord Neten pawls 11 are due to the position of the ring gear 2 from the internal teeth 1 of the hub shell 1 b modulated.

Mit dem Hohlrad 2 kämmt das Stufenrad 34 auf dem Bolzen 4a des Planetenradträgers 4. Das Stufenrad 34 kämmt wiederum mit dem Sonnenrad 24, das infolge seiner axialen Stellung drehfest an den Klauen 6a gehalten ist, während das Sonnenrad 23 frei dreht.The ring gear 34 meshes with the ring gear 2 on the bolt 4 a of the planet carrier 4 . The stepped gear 34 in turn meshes with the sun gear 24 , which due to its axial position is held in rotation on the claws 6 a, while the sun gear 23 rotates freely.

In dieser Schaltstellung des 1. Ganges (kleiner Berggang) besteht folgender Drehmomentenfluß: Antreiber 5 mit Sperrklinken 9 auf Ansatz 5c - Hohlrad 2 mit Innenverzahnung 2b - Stufenrad 34 auf Sonnenrad 24 - Bolzen 4a - Planetenradträger 4 mit Steilgewinde 35 - Bremskonus 30 mit Sperrklinken 7 - Innenverzahnung 1a der Nabenhülse 1. In this shift position of the 1st gear (small mountain gear) there is the following torque flow: Driver 5 with pawls 9 on shoulder 5 c - Ring gear 2 with internal teeth 2 b - Stepped gear 34 on sun gear 24 - Bolt 4 a - Planet gear carrier 4 with steep thread 35 - Brake cone 30 with pawls 7 - internal toothing 1 a of the hub sleeve 1 .

Zur Schaltstellung 2. Gang (großer Berggang) wird der Schalt stift 20 etwas nachgelassen, wodurch sich die Schalthülse 25 auf der Nabenachse 6 entsprechend nach rechts verschieben kann, weil die Druckfeder 18 axial links neben dem Sonnenrad 23 dieses mit dem benachbarten Sonnenrad 24 entsprechend nach axial rechts ver schiebt. Hierdurch kommt das Sonnenrad 24 mit seinen radialen Klauen 24a außer Eingriff mit den Klauen 6a, während zugleich das Sonnenrad 23 mit seinen axial gerichteten Klauen 23a mit den Klauen 6a in drehfesten Eingriff mit der Achse 6 gelangt. Die übrigen Steuerelemente, insbesondere der Schaltring 3 und die Schalthülse 17, bleiben unverändert in ihrer Position.To the switching position 2nd gear (large mountain gear), the shift pin 20 is somewhat reduced, whereby the shift sleeve 25 on the hub axle 6 can move accordingly to the right, because the compression spring 18 axially to the left of the sun gear 23 this with the adjacent sun gear 24 accordingly shifts axially right. As a result, the sun gear 24 with its radial claws 24 a disengages from the claws 6 a, while at the same time the sun gear 23 with its axially directed claws 23 a with the claws 6 a comes into non-rotatable engagement with the axis 6 . The other control elements, in particular the switching ring 3 and the switching sleeve 17 , remain unchanged in their position.

Der Drehmomentenfluß in dieser Schaltstellung ist wie folgt: An treiber 5 mit Sperrklinken 9 auf Ansatz 5c - Hohlrad 2 mit Innen verzahnungen 2a und 2b - Stufenrad 34 - Stufenrad 34/33 auf Son nenrad 23 - Bolzen 4a - Steilgewinde 35 auf Planetenradträger 4 - Bremskonus 30 mit Sperrklinken 7 - Innenverzahnung 1a der Naben hülse 1.The torque flow in this switch position is as follows: To driver 5 with pawls 9 on approach 5 c - ring gear 2 with internal toothing 2 a and 2 b - step wheel 34 - step wheel 34/33 on sun wheel 23 - bolt 4 a - steep thread 35 on Planetary gear carrier 4 - brake cone 30 with pawls 7 - internal toothing 1 a of the hub sleeve 1 .

Zur Schaltstellung 3. Gang (Normalgang bzw. direkter Gang) wird der Schaltstift 20, der unter axialer Vorspannung der Druckfeder 26 steht, wiederum um einen gewissen Weg nachgelassen. Die Federhül se 15 wird über den Anlagering 16 vom Schubklotz 21 axial mitge nommen; zugleich nimmt der axial linke Rand der Federhülse 15 den Nabenteil 3e des Schaltringes 3 nach axial rechts mit. Dadurch werden einerseits die Sperrklinken 8 zum Eingriff in die Innen verzahnung 4c des Ansatzes 4b des Planetenradträgers 4 freigege ben und andererseits die bisher wirksamen Sperrklinken 9 außer Eingriff gebracht. Die Steigzahnhülse 25 bleibt, bedingt durch Anliegen an den Klauen 6c, in ihrer axialen Lage. Ebenso bleibt die Position der Sonnenräder unverändert. Das Hohlrad 2 läuft leer mit, weil die Sperrklinken 8 außer Eingriff sind.For the 3rd gear shift position (normal gear or direct gear), the shift pin 20 , which is under the axial pretension of the compression spring 26, is again reduced by a certain distance. The Federhül se 15 is axially entrained over the bearing ring 16 from the thrust block 21 ; at the same time the axially left edge of the spring sleeve 15 takes the hub part 3 e of the shift ring 3 axially to the right. Thus, the pawls 8 are on one hand to engage the internal teeth 4c of the tab 4 b woks ben on the other hand the previously effective pawls 9 out of engagement of the planet carrier. 4 The rising toothed sleeve 25 remains in its axial position due to the claws 6 c being in contact with it. The position of the sun gears also remains unchanged. The ring gear 2 runs idle because the pawls 8 are disengaged.

Der Drehmomentfluß ist im 3. Gang folgender: Antreiber 5/5c mit Sperrklinken 8 - Innenverzahnung 4c am Planetenradträger 4 - Steilgewinde 35 - Bremskonus 30 mit Sperrklinken 7 - Innenver zahnung 1a der Nabenhülse 1. The torque flow in 3rd gear is as follows: Driver 5/5 c with pawls 8 - internal toothing 4 c on the planet carrier 4 - steep thread 35 - brake cone 30 with pawls 7 - internal toothing 1 a of the hub sleeve 1 .

Zum Einschalten des 4. Ganges (kleiner Schnellgang) wird der Schaltstift 20 um einen weiteren axialen Weg nachgelassen. Die Federhülse 15 nimmt mit ihrem linken Rand den Nabenteil 3e des Schaltringes 3 nach axial rechts mit, wodurch der Schaltring 3 das Hohlrad 2 gegen die Spannung der Feder 19 so weit nach axial rechts verschiebt, daß die Sperrklinken 11 auf dem Hohlrad 2 in Eingriff mit der Innerverzahnung 1b der Nabenhülse 1 gelangen. Die Sperrklinken 8 sind im Eingriff mit dem Planetenradträger 4 geblieben, ebenso bleibt das Stufenrad 33 mit dem Sonnenrad 23 im Eingriff, so daß die Nabe über die Sperrklinken 11 vom Hohlrad 2 angetrieben wird.To switch on the 4th gear (low overdrive), the shift pin 20 is released by a further axial path. The spring sleeve 15 takes with its left edge the hub part 3 e of the switching ring 3 to the right axially, whereby the switching ring 3 moves the ring gear 2 against the tension of the spring 19 so far axially right that the pawls 11 on the ring gear 2 in engagement with the inner gear teeth 1b of the hub sleeve 1 pass. The pawls 8 have remained in engagement with the planet gear carrier 4 , likewise the step gear 33 remains in engagement with the sun gear 23 , so that the hub is driven by the ring gear 2 via the pawls 11 .

Der Drehmomentenfluß im 4. Gang ist folgender: Antreiber 5/5c mit Sperrklinken 8 - Innenverzahnung 4c im Ansatz 4b - Bolzen 4a - Stufenräder 33 am Sonnenrad 23 kämmend - Stufenräder 34 mit Hohl rad 2/2a kämmend - Sperrklinken 11 - Innenverzahnung 1b der Naben hülse 1.The torque flow in 4th gear is as follows: Driver 5/5 c with pawls 8 - internal teeth 4 c in the approach 4 b - bolts 4 a - intermeshing gear wheels 33 on sun gear 23 - intermeshing gear wheels 34 with ring gear 2/2 a - interlocking pawls 11 - Internal toothing 1 b of the hub sleeve 1 .

Zur Schaltung des 5. Ganges (großer Schnellgang) wird der Schalt stift 20 um eine weitere Strecke nachgelassen. Der Schubklotz 21 bewegt sich im Längsschlitz 6b der Nabenachse 6 geradlinig nach axial rechts; hierbei wird die von den Enden des Schubklotzes 21 durchgriffene Schalthülse 17 (Fig. 1, 5 u. 6) auf Grund der win kelabweichenden Steuerkurvenbahn 17a nach 17b in Umfangsrichtung verdreht. Dadurch wird die linksseitig unmittelbar anliegende, den Sonnenrädern zugewandte Steigzahnhülse 25 mittels entspre chender Steuerkanten 17c, welche mit Anlagekanten 25a zusammen wirken, axial verschoben, nachdem ein Mitdrehen mit der Schalt hülse 17 infolge Anliegens mit Kante 25b an den Klauen 6c verhin dert ist. Diese Verschiebung der Steigzahnhülse 25 nach axial links bewirkt eine Axialverschiebung des unmittelbar benachbarten Sonnenrades 24 ebenfalls nach rechts gegen die Druckfeder 18. Hierbei kommt das Sonnenrad 23 außer Eingriff mit den Klauen 6a, während das Sonnenrad 24 nunmehr in Eingriff mit den Klauen 6a gelangt.To shift the 5th gear (high overdrive), the shift pin 20 is reduced by a further distance. The thrust block 21 moves in the longitudinal slot 6 b of the hub axle 6 in a straight line to the right axially; Here, the through attacked by the ends of the thrust block 21 will shift sleeve 17 (Fig. 1, 5 u. 6) due to the win kelabweichenden cam track 17 a to 17 b is rotated in the circumferential direction. As a result, the left-hand immediately adjacent, the sun gears facing rising toothed sleeve 25 by means of corre sponding control edges 17 c, which cooperate with contact edges 25 a, axially displaced after turning with the switching sleeve 17 due to abutment with edge 25 b on the claws 6 c is. This displacement of the rising toothed sleeve 25 axially to the left brings about an axial displacement of the immediately adjacent sun gear 24 also to the right against the compression spring 18 . Here, the sun gear 23 comes out of engagement with the claws 6 a, while the sun gear 24 now comes into engagement with the claws 6 a.

Es besteht im 5. Gang folgender Drehmomentenfluß: Antreiber 5/5c mit Sperrklinken 8 - Ansatz 4b mit Innenverzahnung 4c im Planeten radträger 4 - Stufenräder 33 und 34 auf Bolzen 4a - Sonnenrad 24 drehfest auf Achse 6 - Stufenräder 34 - Innenverzahnung 2a im Hohlrad 2 mit Sperrklinken 11 - Innenverzahnung 1b in Nabenhül se 1.There is the following torque flow in 5th gear: Driver 5/5 c with pawls 8 - approach 4 b with internal toothing 4 c in the planet wheel carrier 4 - step wheels 33 and 34 on bolts 4 a - sun wheel 24 rotatably on axis 6 - step wheels 34 - internal toothing 2 a in the ring gear 2 with pawls 11 - internal teeth 1 b in the hub shell 1 .

Der Schaltring 3 läßt sich ohne besonderen Kraftaufwand axial verschieben und überträgt keinerlei Drehmoment, weshalb er leicht gebaut sein kann. Die am Schaltring 3 vorgesehene konische Steuer kante 3d dient zum Ein- und Ausschalten der hier auf dem Antrei ber 5/5c angeordneten Sperrklinken 8 und 9.The switching ring 3 can be moved axially without any special effort and does not transmit any torque, which is why it can be built easily. The provided on the switching ring 3 conical control edge 3 d serves to switch on and off the pawls 8 and 9 arranged here on the driver via 5/5 c.

Die Bremseinrichtung der Nabe wird in allen Gangstufen herkömm lich durch Rückwärtstreten betätigt. Dabei werden am Antreiber 5 die Sperrklinken 10 (vgl. Fig. 2) mit der Innenverzahnung 4c des Ansatzes 4b am Planetenradträger 4 in Eingriff gebracht. Das Rückdrehmoment wird somit unmittelbar dem Bremskonus 30 über das Steilgewinde 35 auf dem Planetenradträger 4 zugeleitet. Durch den Bremskonus 30 wird der Bremsmantel 31 gegen die Spannung der Fe der 32 aufgespreizt, wobei das Bremsmoment in herkömmlicher Weise über den Hebelkonus 36 auf einen Bremshebel 37 abgeleitet wird, der seinerseits mit dem Rahmen des Fahrrades in Verbindung steht. Am Schaltring 3 können radiale Ausnehmungen 3a vorgesehen sein, durch welche in Verbindung mit dem Drehspiel zwischen jeweils ei nem Ringarm 3c und den Flanken der Ausnehmungen 5a im Ansatz 5c des Antreibers 5 die Antriebssperrklinken 9 bei einer Bremsbetä tigung durch Rückwärtstreten zusätzlich ausgeschaltet werden, um zu verhindern, daß sich die Getriebeelemente durch gleichzeitigen Eingriff in den Innenverzahnungen festziehen. Einen zusätzlichen Schutz gegen Festziehen bilden die in ihrer Lagerung am Umfang verschiebbaren Sperrklinken 11 dar, wie Fig. 2 erkennen läßt.The braking device of the hub is actuated in all gears by pushing backwards. The pawls on the impeller 5 10 (see. Fig. 2) with the internal teeth 4c of the tab 4 b the planet carrier 4 is brought into engagement. The return torque is thus fed directly to the brake cone 30 via the steep thread 35 on the planet gear carrier 4 . Through the brake cone 30 , the brake jacket 31 is spread against the voltage of the Fe 32 , the braking torque being derived in a conventional manner via the lever cone 36 onto a brake lever 37 , which in turn is connected to the frame of the bicycle. At the switching ring 3 radial recesses 3 a can be provided, through which in conjunction with the rotational play between each egg nem ring arm 3 c and the flanks of the recesses 5 a in the approach 5 c of the driver 5, the drive pawls 9 in a brake actuation additionally switched off by kicking backwards to prevent the gear elements from tightening due to simultaneous engagement in the internal gears. An additional protection against tightening is provided by the pawls 11 , which are displaceable around their circumference, as can be seen in FIG. 2.

Die Druckschaltung der beschriebenen Fünfgang-Nabe läßt sich auch ohne Druckfeder 26 ermöglichen, wenn die Gangschalt-Arretierung von der hier nicht gezeigten Schalteinrichtung übernommen wird.The pressure shifting of the five-speed hub described can also be made possible without pressure spring 26 if the gear shift locking is taken over by the shifting device, not shown here.

Darüber hinaus bietet die Nabe den Vorteil, daß bei Betätigung der Rücktrittbremseinrichtung die erzielte Bremskraft unabhängig von einer jeweiligen Schaltstellung des Nabengetriebes sowohl in der Wirkung als auch in der Betätigung völlig gleichbleibend ist.In addition, the hub has the advantage that when the Coaster brake device the braking force achieved regardless of a respective switching position of the hub gear both in the Effect as well as in the operation is completely constant.

Claims

1. Multi-speed gear hub for a bike with more than three gears with

a) a hub axle ( 6 ),
b) a driver ( 5 ) rotatably mounted on the hub axle ( 6 ),
c) a hub sleeve ( 1 ) rotatably mounted on the one hand on the driver ( 5 ) and on the other hand on the hub axle ( 6 ),
d) a planetary gear arranged within the hub sleeve ( 1 ) with an axially fixed, but rotatably mounted on the hub axle ( 6 ) planet carrier ( 4 ), with at least at least two on the hub axle ( 6 ) displaceable and rotatably lockable sun gears ( 23, 24 ), a ring gear ( 2 ) and several stepped gears ( 33, 34 ),
e) a plurality of coupling elements ( 8, 9, 10, 11 ) which can be brought into engagement by positive locking in torque-transmitting,
f) at least one thrust block ( 21 ) which can be actuated through the center of the hub axle ( 6 ),
g) which interacts with axially displaceable control elements for switching th gear stages,

characterized in that

h) the controls are a hub sleeve ( 6 ) surrounding the switching sleeve ( 17 ), an axially arranged riser sleeve ( 25 ) and a switching sleeve ( 17 ) surrounding Fe derhülse ( 15 ),
i))) abuts the rising toothed sleeve (25 on the one hand the large sun gear (24 and has the other contact edges (25 a) and edges (25 b), which cooperate with claws (6 c),
j) the switching sleeve ( 17 ) for actuation by the thrust block ( 21 ) has an axially extending control slot ( 17 a), which runs helically towards the driver ( 5 ) ( 17 b), and at the other end the corresponding control edges ( 25 a) edges ( 17 c),
k) whereby when switching from the 1st to the 2nd gear stage, the riser sleeve ( 25 ) and the switching sleeve ( 17 ) together follow the thrust block ( 21 ) and bring the large sunbath ( 24 ) out of engagement with the claws ( 6 a) and
l) when switching from the 4th to the 5th gear stage, the shift sleeve ( 17 ) is rotated by the interaction of the thrust block ( 21 ) with the screw-shaped ( 17 b) end of the control slot ( 17 a), which means that the system edges ( 25 a) and control edges ( 17 c) the riser sleeve ( 25 ) pushes the large sun gear ( 24 ) back into the locked position.

2. Multi-speed gear hub according to claim 1, characterized in that at least two claws ( 6 c) on the hub axle ( 6 ) axially guide the riser sleeve ( 25 ) on the edges ( 25 b) thereof and that these claws ( 6 c) when switching from the 4th to the 5th gear step form the abutment to the tangential force component from the interaction of the contact edges ( 25 a) and the control edges ( 17 c).

3. Multi-speed gear hub according to claim 1 or 2, characterized in that with the shift system "riser sleeve ( 25 ) with shift sleeve ( 17 ) and spring sleeve ( 15 )" a shift ring ( 3 ) for alternately controlling the pawls ( 8, 9 ) is coupled to the spring sleeve (15) which (5 a) passes through the impeller (5) with connecting arms (3 c) at least two recesses of the driver (5) and mounted with its hub part (3 e) on the spring sleeve (15) is.

4. Multi-speed gear hub according to one of claims 1 to 3, characterized in that the hub part ( 3 e) of the switching ring ( 3 ) with the spring sleeve ( 15 ) by interposing the compression spring ( 22 ) forms a spring accumulator which the switchability of the Sleeve system allowed with the help of the push block ( 21 ) on both sides.

5. Multi-speed gear hub according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pawls ( 8, 10 and 9 ) in each of the storage levels associated spring element ( 12 ) is designed as Halbbo gene spring with a bracket part ( 12 a) , which engages in axially parallel bores ( 5 b) in the driver ( 5, 5 c).