DE3537851A1 - Nabe fuer fahrraeder oder dergleichen, insbesondere fuer fahrstuehle, fuer vorwaerts- und rueckwaertsfahrt sowie fuer bremsung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nabe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art für Fahrräder oder dergleichen, insbesondere für Fahrstühle.

Durch die FR-PS 6 85 706 ist eine Nabe der betreffenden Art bekannt. Die Bremselemente sind dabei durch auf Zapfen drehbar gehaltene Bremshebel gebildet, die an ihrem einen Ende nach außen gegen eine zylindrische Innenfläche der Brems­ hülse bewegbare Bremsbacken und an ihrem anderen Ende schräge Flächen aufweisen, gegen die der Bremskonus drückt, wenn dieser bei Rückwärtsdrehung des Antreibers aufgrund der Gewindeverbindung zwischen beiden axial bewegt wird. Das zweite Teil zur Lagerung der Nabenhülse ist über eine Sperr­ klinkenanordnung mit einem drehfesten Bremshebel gekoppelt.

Wird bei dieser bekannten Nabe der Antreiber in Rück­ wärtsrichtung gedreht, so soll sich zunächst der Bremskonus aufgrund der Gewindeverbindung zwischen Antreiber und Brems­ konus gegen die Schrägen der Bremshebel bewegen, um so die Bremsbacken nach außen gegen die zylindrische Innenfläche der Nabenhülse zu drücken. Durch die Rückwärtsbewegung des Antreibers wird nur diese Andrückkraft erzeugt. Das Brems­ moment selbst wird von der Nabenhülse auf die Bremsbacken, auf das zweite Teil zur Lagerung der Nabenhülse und über die Sperrklinkenanordnung in den drehfest gehaltenen Bremshebel übertragen.

Wird auf den Antreiber auch nach Stillstand der Naben­ hülse ein Drehmoment in Rückwärtsrichtung ausgeübt, so über­ trägt sich dieses Drehmoment über die Gewindeverbindung zwischen Antreiber und Bremskonus und die weiterhin in Brems­ stellung befindliche Bremsvorrichtung auf die Nabenhülse, die sich dadurch in Rückwärtsrichtung zu drehen beginnt, und zwar zusammen mit der Bremsvorrichtung dank der Drehlagerung des zweiten Teils auf der drehfesten Achse und der in Rückwärts­ richtung eine Drehung ermöglichenden Sperrklinkenverbindung zwischen dem zweiten Teil und dem drehfesten Bremsarm.

Diese bekannte Nabe hat den Nachteil, daß die Brems­ elemente nicht entgegen der Betätigungsrichtung durch eine Feder vorgespannt sind, so daß nicht gewährleistet ist, daß sie bei Nichtbremsung sicher außer Eingriff sind.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Gewinde­ verbindung zwischen Antreiber und Bremskonus nur dann die Be­ tätigung der Bremselemente bewirken kann, wenn dem in Rück­ wärtsrichtung wirkenden Betätigungsdrehmoment ein entspre­ chendes Gegendrehmoment gegenübersteht, das auf den Bremskonus einwirkt. Befindet sich die Bremsvorrichtung in Bremsstellung, so ist das Gegendrehmoment Teil des Bremsmomentes, d.h. daß in Bremslage der Bremskonus über seine Konusfläche von der Bremsvorrichtung beim Bremsvorgang festgehalten und bei Rück­ wärtsfahrt gegenüber dem Antreiber zurückgehalten wird. Eine sichere Betätigung der Bremsvorrichtung, die bei Rückwärts­ fahrt auch das Rückwärtsdrehmoment überträgt, ist nur bei bereits in Tätigkeit befindlicher Bremsvorrichtung sicherge­ stellt. Der Nachteil kann nur dadurch teilweise vermieden werden, daß bei Einleitung des Brems- oder Rückwärtsfahr­ vorganges der Antreiber ruckartig in Rückwärtsrichtung betä­ tigt wird, um dadurch unter Zuhilfenahme der Trägheit der Bremsvorrichtung und des damit verbundenen zweiten Teils der Lagerung der Nabenhülse die Bremsung einzuleiten und damit das Gegendrehmoment für das Betätigungsdrehmoment zu erzeugen. Eine solche ruckartige Betätigung kann bei Fahrrädern eventuell toleriert werden, nicht jedoch bei einem Fahrstuhl.

Durch die DE-OS 24 39 332 ist eine Mehrgangübersetzungs­ nabe für Fahrräder oder dergleichen bekannt, die sich von der zuvor geschilderten Nabe dadurch unterscheidet, daß das zweite Teil zur Lagerung der Nabenhülse drehfest ist, so daß eine Rückwärtsfahrt nicht möglich ist. Die Bremsvorrichtung weist einen Bremsmantel auf, der durch zwei Hälften gebildet ist, die durch einen federnden Ring radial nach innen zusammengehalten sind. Die Hälften des Bremsmantels sind da­ durch bei Nichtbremsung sicher außer Eingriff. Der Bremsmantel ist drehfest mit dem zweiten Teil zur Lagerung der Nabenhülse verbunden und weist auf der anderen Seite eine konische Innen­ fläche auf, in die der Bremskonus bei Rückwärtsdrehung des Antreibers aufgrund der Gewindeverbindung zwischen dem An­ treiber und dem Bremskonus eingreift und so die Hälften des Bremsmantels entgegen der Kraft der sie umschließenden Feder radial nach außen gegen eine gegenüberliegende Innenfläche der Nabenhülse drückt. Der Bremskonus ist über eine Friktions­ feder mit dem Bremsmantel verbunden, wobei die Friktionsfeder so gerichtet ist, daß sie bei Betätigung der Bremse eine hohe Reibkraft entfaltet und damit das nötige Gegendrehmoment aus­ übt, damit die Gewindeverbindung zwischen Bremskonus und An­ treiber zur Wirkung kommen kann. Würde man eine derartige Friktionsfeder bei der zuvor geschilderten Nabe mit Rückwärts­ fahrt anwenden, so wäre sie wirkungslos, weil dort die Brems­ vorrichtung in Rückwärtsrichtung, also in Betätigungsrichtung der Bremse, drehbar ist und somit ein solches Gegendrehmoment nicht aufnehmen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nabe der betreffenden Art für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt sowie für Bremsung zu schaffen, bei der die Bremsvorrichtung bei Vorwärts­ fahrt sicher außer Eingriff gehalten ist und bei Einleitung der Bremsung oder Rückwärtsfahrt die Bremsvorrichtung sicher auch bei langsamer Bewegung in Eingriff bringbar ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.

Durch die an sich bekannte Federbelastung der Brems­ elemente radial nach innen ist sicher ein Schleifen der Bremsvorrichtung bei Nichtbetätigung vermieden, so daß ein leichter Lauf gewährleistet und ein unnötiger Verschleiß vermieden ist. Das gerade aufgrund der Federbelastung der Bremselemente erforderliche größere Gegendrehmoment auf den Bremskonus, durch das erst die Gewindeverbindung zwischen Bremskonus und Antreiber seine Wirkung entfalten kann, wird durch die Rutschkupplung zwischen dem Bremskonus und einem drehfesten Teil aufgebracht.

Das drehfeste Teil, an dem die Rutschkupplung angreift, kann die Achse selbst oder ein damit verbundenes Teil sein. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache Konstruktion.

Die Bremselemente können in an sich bekannter Weise durch einen Bremsmantel gebildet sein, der radial aufspreizbar ist, wobei er ebenfalls in zweckmäßiger Weise aus zwei Hälften bestehen kann, die an ihrem Umfang durch einen Federring zusammengehalten sind.

Von besonderem Vorteil bei der Erfindung ist die Tat­ sache, daß die Rutschkupplung für den Bremskonus zur Aufbrin­ gung des Gegendrehmoments völlig unabhängig von anderen Teilen wirkt, also auch dann, wenn das andere Teil zur Lagerung der Nabenhülse in beide Drehrichtungen drehbar gelagert ist. In diesem Falle wird bei Abbremsung das Bremsmoment von der Nabenhülse auf den Antreiber übertragen, so daß von diesem nicht nur das Betätigungsdrehmoment, sondern auch das Brems­ moment selbst aufgenommen werden muß, jedoch ist das insbe­ sondere bei einem Fahrstuhl nicht weiter von Nachteil. Es ist aber auch möglich, genauso wie bei der eingangs geschilderten, betreffenden Nabe, das zweite Teil nur in Rückwärtsrichtung drehbar zu lagern, z.B. mittels einer Sperrklinkenanordnung, so daß das Bremsmoment selbst von dem Antreiber nicht aufge­ nommen zu werden braucht.

Die Rutschkupplung läßt sich gemäß Anspruch 7 in ein­ facher Weise mit Hilfe einer ringförmigen Reibfeder ausbilden, die federnd und damit reibend in einer Nut des Bremskonus liegt und über einen axialen Arm mit einem drehfesten Teil verbunden ist.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Nabe in Radialansicht, zur Hälfte geschnitten.

Die in der Zeichnung dargestellte Nabe weist eine Naben­ hülse 1 auf, die über ein Wälzlager 2 auf einem drehfesten Lagerschild 3 gelagert ist, das auf einer Achse 4 sitzt, die mit Hilfe einer Mutter 5 in einer Buchse 6 festgezogen ist, die in ein Rahmenteil 7 eines Fahrstuhles eingeschweißt ist. Auf der anderen Seite ist die Nabenhülse 1 mittels eines Wälzlagers 8 auf einem Antreiber 9 gelagert, der seinerseits über ein Wälzlager 10 auf einem Lagerkonus 11 gelagert ist, der mittels einer Mutter 12 festgezogen ist. Auf der Außenseite weist die Nabenhülse 1 Flansche 13 und 14 auf, in denen sich Löcher 15 zum Durchstecken von Speichen eines Speichenrades befinden.

Mit dem Antreiber 9 ist drehfest eine Scheibe 16 verbun­ den, von der Speichen 17 zu einem nicht gezeigten Greifrad zum Antrieb der Nabe führen. Die Drehbewegungen des Antreibers 9 werden über ein schaltbares Planetenradgetriebe 18 und Sperrklinken 19 und 20 auf die Nabenhülse 1 übertragen. Das Planetenradgetriebe ist für die erfindungsgemäße Lehre nicht weiter von Bedeutung bis auf die Tatsache, daß sich an einem Planetenradträger 21, der drehbar auf der Achse 4 angeordnet ist, ein Gewindezapfen 22 mit einem Außengewinde 23 befin­ det, mit dem ein Bremskonus 24 mit seinem Innengewinde 25 in Wirkverbindung steht. Der Gewindezapfen 22 steht über das Planetenradgetriebe 18 mit dem Antreiber 9 in Drehverbindung.

Der Bremskonus 24 weist eine konische Außenfläche 26 auf, die mit einer konischen Innenfläche 27 eines aus zwei Hälften bestehenden Bremsmantels 28 zusammenwirkt, die durch einen Federring 29 zusammengehalten sind.

Auf der dem Bremskonus 24 abgewandten Seite weist der Bremsmantel 28 eine weitere konische Innenfläche 30 auf, die mit einer konischen Außenfläche 31 eines Gegenbremskonus 32 zusammenwirkt, der mittels zu einem Freilauf gehörenden Walzen 33 auf der Achse 4 gelagert und außerdem in Axialrichtung durch ein Wälzlager 34 an dem Lagerschild 3 abgestützt ist. Die Hälften des Bremsmantels 18 weisen Nasen 35 auf, die in Schlitze 36 des Gegenbremskonus 32 eingreifen, so daß beide drehfest miteinander verbunden sind.

Am Ende des Bremskonus 24 befindet sich in einem Teil desselben mit kleinerem Durchmesser eine Ringnut 37, in der eine einen offenen Ring bildende Reibfeder reibschlüssig geführt ist. Das eine Ende des offenen Ringes der Ringfeder ist nach außen gebogen und bildet einen kleinen Arm 39, der in einen radialen Schlitz 40 einer Scheibe 41 eingreift, die drehfest auf der Achse 4 gehalten ist.

Nachfolgend soll die Arbeitsweise der Nabe beschrieben werden.

Wird der Griffring des Fahrstuhls und damit der Antreiber 9 in Vorwärtsrichtung angetrieben, so wird diese Bewegung in Abhängigkeit von der jeweiligen Schaltstellung des schalt­ baren Planetenradgetriebes 18 auf die Nabenhülse 1 über­ tragen. Der Sinn der aus dem Außengewinde 23 und dem Innen­ gewinde 25 bestehenden Gewindeverbindung ist dabei so, daß der Bremskonus 24 in der Zeichnung nach rechts bis zu seinem Anschlag geschraubt ist, und zwar unter Mitwirkung der Reib­ feder 38, die den Bremskonus 24 im wesentlichen festhält.

Soll aus einer Fahrgeschwindigkeit heraus eine Abbremsung erfolgen, so wird der Griffring und damit der Antreiber 9 und somit auch der Gewindezapfen 22 des Planetenradträgers 21 in Rückwärtsrichtung gedreht. Dadurch schraubt sich der Brems­ konus 24 in der Zeichnung nach links, wobei er durch die Reibfeder 38 festgehalten ist. Durch seine Bewegung nach links drückt der Bremskonus 24 mit seiner konischen Außen­ fläche 26 in die konische Innenfläche 27, so daß die beiden Hälften des Bremsmantels 28 radial nach außen gespreizt werden. Die gleiche Spreizung erfolgt auf der anderen Seite dadurch, daß die konische Innenfläche 30 des Bremsmantels 28 auf die konische Außenfläche 31 des Gegenbremskonus 32 aufgleitet. Die Bremswirkung der Reibfeder 38 ist so groß bemessen, daß die Rückhaltung des Bremskonus 24 ausreicht, um eine aus­ reichende Schraubwirkung und damit ein ausreichendes Ein­ greifen des Bremskonus 24 zwischen die Hälften des Brems­ mantels 28 trotz des Federringes zu bewirken.

Durch die radiale Auseinanderspreizung des Bremsmantels 28 kommt dessen Außenbremsfläche mit der gegenüberliegenden, zylindrischen Innenfläche der Nabenhülse 1 in Bremseingriff, so daß die gewünschte Bremswirkung erzielt wird. Die Brems­ kräfte werden dabei durch die Nasen 35 und den Schlitz 36 auf den Gegenbremskonus 32 und von diesem über die in Brems­ richtung klemmenden Walzen 33 des von ihnen gebildeten Freilaufs auf einen zylindrischen Zapfen 42 und damit auf die Achse 4 übertragen, mit der der Zapfen 42 durch seine feste Verbindung mit dem Lagerschild 3 drehfest verbunden ist. Der zylindrische Zapfen 42 weist auf seiner Außenfläche für die Walzen 39 in bei Freiläufen bekannter Weise schräge Klemmflächen auf.

Während des Bremsvorganges wird der mit dem Antreiber 9 drehfest verbundene Griffring in Rückwärtsdrehrichtung ge­ drückt, ohne dabei, abgesehen von einem gewissen Betätigungs­ weg, bewegt zu werden. Ist das Rad aufgrund dieser Bremsung zum Stillstand gekommen und wird weiter eine Kraft auf den Griffring und damit ein Drehmoment auf den Antreiber 9 in Rückwärtsrichtung ausgeübt, so überträgt sich dieses Dreh­ moment von dem mit dem Antreiber 9 in Drehverbindung stehenden Gewindezapfen 22 über die Gewinde 23, 25 auf den Bremskonus 24 und durch die Reibverbindung zwischen den konischen Flächen 26, 27 und den Reibflächen zwischen dem Bremsmantel 28 und der Nabenhülse 1 auf diese. Diese Drehbewegung in Rückwärtsrichtung ist dadurch möglich, daß der Gegenbrems­ konus 32 in Rückwärtsrichtung frei laufen kann. Durch die Reibwirkung der Reibfeder 38 ist sichergestellt, daß der Bremseingriff nicht nur sicher erfolgt, sondern auch bei Rückwärtsfahrt beibehalten wird. Die Reibwirkung muß dabei auf die radiale Zusammenhaltekraft des Federringes 29 unter Berücksichtigung des Eingriffs zwischen den konischen Flächen 26, 27 abgestimmt sein, was für einen Fachmann keine weitere Schwierigkeit darstellt. Jedenfalls muß die Reibkraft der Reibfeder 38 so groß bemessen sein, daß der Federring 29 nicht in der Lage ist, die Hälften des Bremsmantels 28 bei Bremsung oder Rückwärtsfahrt zusammenzudrücken, wobei der Bremskonus 24 auf dem Gewindezapfen 22 in der Zeichnung nach rechts geschraubt werden würde. Auch die Steigung und die Reibverhältnisse des Eingriffs zwischen den Gewinden 23, 25 gehen dabei in die Abstimmung ein.

Grundsätzlich ist es auch möglich, statt des Freilaufs mit den Walzen 33 ein einfaches Wälzlager vorzusehen. Dadurch könnte sich der Gegenbremskonus 32 nicht nur in Rückwärts­ richtung, sondern auch in Vorwärtsrichtung, also beispiels­ weise beim Bremsen, drehen. Der Eingriff zwischen den Nasen 35 und den Schlitzen 36 wäre damit wirkungslos. Wegen der Reibverbindung zwischen den konischen Flächen 26, 27 würden die Bremskräfte jedoch auf den Gewindezapfen 22 und somit auch auf den Antreiber 9 und schließlich auf den damit verbundenen Greifring übertragen werden.

Claims (11)

1. Nabe für Fahrräder oder dergleichen, insbesondere für Fahrstühle, für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt sowie für Bremsung, mit einer Nabenhülse, die über Wälzlager auf zwei auf einer Drehachse angeordneten ersten und zweiten Teilen gelagert ist, von denen das erste einen mittels eines Wälzlagers auf der Achse gelagerten Antreiber bildet, der mit der Nabenhülse über eine Sperrklinkenanordnung in Vorwärtsrichtung in Drehverbindung steht, und von denen das zweite Teil in Rückwärtsrichtung drehbar auf der Achse gelagert ist, mit einem drehbar auf der Achse angeordneten und mit dem Antreiber in Drehverbindung stehenden Gewinde­ teil, dessen Außengewinde in ein Innengewinde eines Brems­ konus eingreift, der mit einer konischen Innenfläche einer sich axial an dem zweiten Teil abstützenden Bremsvorrich­ tung zusammenwirkt, um deren Bremselemente radial nach außen gegen eine Innenfläche der Nabenhülse zu drücken, da­ durch gekennzeichnet, daß die Brems­ elemente radial nach innen federbelastet sind und daß der Bremskonus (24) über eine Rutschkupplung (37, 38) mit einem in Rückwärtsrichtung drehfesten Teil verbunden ist.

2. Nabe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das drehfeste Teil die Achse (4) oder ein damit verbundenes Teil ist.

3. Nabe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bremselemente durch einen Brems­ mantel (28) gebildet sind, der radial aufspreizbar ist.

4. Nabe nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Bremsmantel (28) aus zwei Hälften besteht, die an ihrem Umfang durch einen Federring (29) zusammengehalten sind.

5. Nabe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite Teil (32) nur in Rückwärts­ richtung drehbar gelagert ist.

6. Nabe nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite Teil (32) über einen in Vorwärtsrichtung der Nabenhülse greifenden Freilauf mit einem drehfesten Teil (42, 4) verbunden ist.

7. Nabe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rutschkupplung durch eine ringförmige Reib- feder (38) gebildet ist, die federnd in einer Nut (37) des Bremskonus (24) liegt und mit einem im wesentlichen axial gerichteten Arm (39) in eine Ausnehmung eines dreh­ fest auf der Achse (4) angeordneten Teils, insbesondere einer Scheibe (41), eingreift.

8. Nabe nach Anspruch 7, daß die Ausnehmung in der Scheibe (41) ein radialer Schlitz (40) ist.

9. Nabe nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite Teil (32) über einen in Vorwärtsrichtung festklemmenden Freilauf (33, 42) mit der Achse (4) verbunden ist.

10. Nabe nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Bremsmantel (28) drehfest mit dem zweiten Teil verbunden ist.

11. Nabe nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite Teil ein Gegenbremskonus (32) ist, dessen konische Außenfläche (31) mit einer konischen Innenfläche (30) des Bremsmantels (28) zusammenwirkt.