DE3637299A1 - Planetenradtraeger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Planetenradträger für ein Planeten­ getriebe, insbesondere einer Fahrrad-Mehrgangnabe.

Aus dem deutschen Patent 11 93 377 ist ein aus zwei Ringteilen bestehender Planetenradträger bekannt, bei welchem die Planeten­ zahnräder an gesonderten, in den beiden Ringteilen gehaltenen Achsen drehbar gelagert sind. Die beiden Ringteile sind mittels Nietzapfen aneinander befestigt, die an einem der beiden Ring­ teile durch Kalt- oder Warmverformung des ansonsten massiven Bauteils hergestellt sind. Zur Herstellung eines solchen Planetenradträgers ist jedoch ein verhältnismäßig großer Auf­ wand an spanender Bearbeitung nötig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Planetenrad­ träger so auszubilden, daß der zur Herstellung erforderliche Bearbeitungsaufwand erheblich vermindert wird, ohne daß die Funktionstüchtigkeit des Planetenradträgers beeinträchtigt wird.

Der erfindungsgemäße Planetenradträger umfaßt zwei aus Blech­ material formgestanzte, im wesentlichen formgleiche Ring­ scheiben, die gleichachsig und zueinander spiegelbildlich angeordnet sind und jeweils mehrere, in Umfangsrichtung ge­ geneinander versetzte, aus dem Blechmaterial herausgedrückte, zylindrische Lagerzapfen, sowie in Umfangsrichtung zwischen den Lagerzapfen in gleicher axialer Richtung aus dem Blech­ material herausgedrückte Brückennocken aufweisen. Die Lager­ zapfen der spiegelbildlich angeordneten Ringscheiben fluchten paarweise, wobei die Brückennocken paarweise axial aneinander anliegen. Ringscheiben dieser Bauart haben gedrängte Bauform und lassen sich kostengünstig durch Stanzen, insbesondere Feinstanzen einschließlich der Lagerzapfen und der den axialen Abstand der beiden Ringscheiben definierenden Brückennocken herstellen.

Die beiden Ringscheiben werden nach dem Aufsetzen der Planeten­ zahnräder auf die Lagerzapfen aneinander befestigt, beispiels­ weise miteinander verschweißt. Für die Schweißverbindung eignet sich insbesondere eine Laserschweißung, da sie auf örtlich eng begrenzte Bereiche konzentriert werden kann und ein Verziehen der Ringscheiben vermieden wird.

Alternativ können die beiden Ringscheiben auch miteinander vernietet werden, wobei die Nieten durch Durchgangslöcher in den Brückennocken treten. Bei den Nieten kann es sich um ge­ sonderte Bauteile handeln, die Nieten können aber auch als im Bereich der Brückennocken aus dem Blechmaterial herausge­ drückte Nietzapfen ausgebildet sein.

Die beiden Ringscheiben können als Träger zusätzlicher Bau­ elemente des Planetengetriebes dienen. Insbesondere können zusätzliche Kupplungsorgane entweder an den Ringscheiben unmittelbar durch den Stanzvorgang angeformt sein oder aber es können zusätzliche Bauelemente speziell durch die zur Be­ festigung der Ringscheiben benutzten Nieten an dem Planeten­ radträger gehalten sein. Für die Drehmomenteinleitung oder Weiterleitung sind am Innenumfang der Ringscheiben zweck­ mäßigerweise Kupplungsverzahnungen angeformt, die mit ent­ sprechenden komplementären Verzahnungen des Planetengetriebes bzw. der Mehrgangnabe kuppelbar sind. Um zu verhindern, daß diese Gegenverzahnungen in unerwünschter Weise mit den Pla­ netenzahnrädern in Berührung kommen, kann axial zwischen einer der Ringscheiben und den Planetenzahnrädern eine in die Innen­ öffnung der benachbarten Ringscheibe hinein gekröpfte An­ schlagscheibe angeordnet sein, die radial an den Lagerzapfen der Planetenzahnräder geführt ist. Die Anschlagscheibe kann beispielsweise Durchtrittsöffnungen für die Lagerzapfen haben.

Bei Verwendung in Mehrgang-Getriebenaben von Fahrrädern werden vielfach Klauen-Schaltkupplungen benutzt, wie sie beispiels­ weise in dem deutschen Patent 23 37 725 beschrieben sind. Der erfindungsgemäße Planetenradträger erlaubt die herstellungs­ technisch einfache Befestigung eines mit axial abstehenden Kupplungsklauen versehenen Klauenrings an dem Planetenrad­ träger. Der Klauenring hat mit den Durchgangslöchern der Ring­ scheiben fluchtende Durchgangslöcher und ist zweckmäßigerweise mit den die Ringscheiben aneinander befestigenden Nieten an dem Planetenradträger gehalten.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an­ hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Axialansicht eines Planetenradträgers für eine Mehrgangnabe eines Fahrrads;

Fig. 2 eine Schnittansicht des Planetenradträgers, gesehen entlang einer Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht einer bei dem Planetenradträger benutzten Ringscheibe, gesehen entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 4 eine Axialansicht der Ringscheibe;

Fig. 5 eine Axialansicht einer Variante des Planetenrad­ trägers aus Fig. 1 und

Fig. 6 eine Schnittansicht des Planetenradträgers aus Fig. 5, gesehen entlang einer Linie VI-VI.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Planetenradträger umfaßt zwei gleiche, durch Feinstanzen aus Blechmaterial hergestellte Ringscheiben 1, die gleichachsig zur Dreh­ achse 3 des Planetenradträgers in dem nicht näher darge­ stellten Planetenradgetriebe, jedoch spiegelbildlich zu­ einander fest miteinander verbunden sind. Die Fig. 3 und 4 zeigen Einzelheiten einer der Ringscheiben 1. Aus dem Blechmaterial der Ringscheiben 1 sind mehrere, auf einem gemeinsamen Durchmesserkreis in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnete, zylindrische Lagerzapfen 5 heraus­ gedrückt. Die Lagerzapfen 5 sind so angeordnet, daß sie bei zusammengebauten Ringscheiben 1 miteinander fluchten. Auf miteinander fluchtenden Paaren von Lagerzapfen 5 ist je­ weils eines von mehreren, axial zwischen den Ringscheiben 1 angeordneten Planetenzahnrädern 7 drehbar gelagert. Im dar­ gestellten Ausführungsbeispiel sind 3 um 120° gegeneinander winkelversetzt um die Drehachse 3 herum angeordnete Planeten­ zahnräder 7 vorgesehen. Durch das Herausdrücken der Lager­ zapfen 5 werden auf der Gegenseite der Ringscheiben 1 je­ weils Vertiefungen 9 gebildet die, um ausreichend lange Lagerzapfen herstellen zu können, in Umfangsrichtung der Ringscheiben langgestreckt oval geformt sind, wie dies am besten Fig. 1 zeigt.

In Umfangsrichtung zwischen den Lagerzapfen sind in gleicher Richtung aus dem Blechmaterial Brückennocken 11 herausge­ drückt. Bei zusammengebautem Planetenradträger liegen die Brückennocken 11 der beiden Ringscheiben 1 paarweise an­ einander und legen so den axialen Abstand der beiden Ring­ scheiben 1 voneinander fest. Die Brückennocken 11 haben Durchgangslöcher 13, durch die axiale Befestigungsnieten 15 treten, die die beiden Ringscheiben 1 aneinander halten. Fig. 2 zeigt die Befestigungsnieten 15 als an beiden Enden mit Nietköpfen versehenes gesondertes Bauteil. Die Befesti­ gungsnieten 15 können jedoch auch ähnlich den Lagerzapfen 5 aus dem Blechmaterial der Ringscheiben 1 herausgedrückt sein. Je nach der Anzahl der Befestigungsnieten können die Nieten lediglich an einer der beiden Ringscheiben vorgesehen sein, wobei die Ringscheiben dann hinsichtlich dieses Details von­ einander abweichen, oder aber es können bei geradzahliger Nietenzahl auch hier formgleiche Ringscheiben verwendet werden. Alternativ kann anstelle einer Befestigung durch Nieten auch eine Schweißbefestigung der beiden Ringscheiben 1 im Bereich der Brückennocken 11 benutzt werden.

In Mehrgangnaben von Fahrrädern werden die Gänge durch Schalt­ kupplungen in einem von dem Planetenradträger weg oder zum Planetenradträger hin führenden Drehmomentübertragungsweg umgeschaltet. Für die Drehmomentkupplung mit dem Planeten­ radträger sind am Innenumfang der Ringscheiben 1 Verzahnungen 17 vorzugsweise durch Stanzen angeformt. Axial zwischen einer der beiden Ringscheiben 1 in Fig. 2 der linken Ringscheibe 1 und den Planetenzahnrädern 7 ist eine ringförmige Anlauf- bzw. Anschlagscheibe 19 angeordnet, die mit den Lagerzapfen 5 übereinstimmende Löcher 21 hat, durch die die Lagerzapfen 5 der benachbarten Ringscheibe 1 treten und die Anschlagscheibe 19 radial fixieren. Die Anschlagscheibe 19 hat an ihrem Innen­ umfang eine axial nach außen vorspringende Umfangskröpfung 23, die mit der Innenverzahnung 17 der benachbarten Ringscheibe 1 axial überlappt und die nicht näher dargestellten, dieser Innenverzahnung zugeordneten Gegenverzahnungen von einem Be­ rührungskontakt mit den Planetenzahnrädern 7 fern hält.

Im Bereich des Außenumfangs der Ringscheiben 1 sind axial nach außen vorspringende Abstandnocken 25 aus dem Blechmaterial nach außen gedrückt. Fig. 4 zeigt die dazu komplementären Ein­ druckspuren 27.

Ein Planetenradträger der vorstehend erläuterten Bauart läßt sich aus vollständig formgleichen oder nahezu formgleichen Ring­ scheiben aufbauen, die vorzugsweise durch einen einzigen Form­ stanzvorgang hergestellt werden. Diese Art der Herstellung ist fertigungstechnisch einfach, ohne die Funktionsfähigkeit des Planetenradträgers im Betrieb zu beeinträchtigen.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Variante des vorstehend er­ läuterten Planetenradträgers, die sich von dem Planetenrad­ träger im wesentlichen nur dadurch unterscheidet, daß an dem Planetenradträger unter Verwendung bereits vorhandener Bau­ teile weitere Bauteile der Fahrrad-Mehrgangnabe befestigt sind. Gleichwirkende Teile sind mit um die Zahl 100 erhöhte Be­ zugszahlen bezeichnet. Zur Erläuterung des Aufbaus und der Wirkungsweise wird auf die Beschreibung der Fig. 1 bis 4 Bezug genommen.

Der Planetenradträger trägt auf der Außenseite einer der beiden, die Planetenzahnräder 107 axial zwischen sich ein­ schließenden Ringscheiben 101 einen scheibenförmigen Klauen­ ring 127, aus dessen Innenbereich mehrere, hier 3 um 120° gegeneinander winkelversetzte Kupplungsklauen 129 axial nach außen gebogen sind. Die Kupplungsklauen 129 sind Be­ standteil einer Schaltkupplung der Fahrrad-Mehrgangnabe, wie sie beispielsweise in dem deutschen Patent 23 37 725 beschrieben ist. Der Klauenring 127 hat den Brückennocken 111 der Ringscheiben 101 axial gegenüberliegende Vorsprünge 131, die den Kupplungsklauen 129 entgegengesetzt aus dem Blechmaterial des Klauenrings 127 herausgedrückt sind. Die Vorsprünge 131 greifen axial in die durch das Herausdrücken der Brückennocken 111 gebildeten Einsenkungen 133 der Ring­ scheiben 101 ein und haben mit den Durchgangslöchern 113 in den Brückennocken 111 fluchtende Durchgangslöcher 135 für axiale Verlängerungen 137 der Befestigungsnieten 115. Der Durchmesser der Verlängerung 137 jeder Befestigungs­ niete 115 ist größer als der die Durchgangslöcher 113 durch­ setzende Teil, so daß die Brückennocken 111 zwischen einer Ringschulter 139 der Befestigungsniete 115 und einem ersten Nietkopf 141 gegeneinander gespannt sind. Der Klauenring 127 ist durch einen an der Verlängerung 137 am anderen Ende der Befestigungsniete 115 angeformten Nietkopf 143 befestigt. Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Abstandnocken 9 sind bei dem Planetenradträger der Fig. 5 und 6 nicht vorhanden.

Claims (9)

1. Planetenradträger für ein Planetengetriebe, insbesondere eine Fahrrad-Mehrgangnabe, gekennzeichnet durch zwei aus Blechmaterial formgestanzte, im wesentlichen formgleiche Ringscheiben (1; 101), die gleichachsig und zueinander spiegelbildlich angeordnet sind und jeweils mehrere, in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte, aus dem Blechmaterial herausgedrückte, zylin­ drische Lagerzapfen (5; 105), sowie in Umfangsrichtung zwischen den Lagerzapfen (5; 105) in gleicher axialer Richtung aus dem Blechmaterial herausgedrückte Brücken­ nocken (11; 111) aufweisen, wobei in der spiegelbildlichen Anordnung der Ringscheiben (1; 101) die Lagerzapfen (5; 105) paarweise fluchten und die Brückennocken (11; 111) axial aneinander anliegen, durch mehrere, axial zwischen den Ringscheiben (1; 101) angeordnete Planetenzahnräder (7; 107), von denen jedes auf einem der Lagerzapfenpaare drehbar gelagert ist, durch Befestigungsmittel (15; 115), die die Ringscheiben (1; 101) im Bereich der Brückennocken (11; 111) fest miteinander verbinden und durch an den Ringscheiben (1; 101) ange­ formte Kupplungsorgane (17; 117) für eine Drehmoment über­ tragende Verbindung.

2. Planetenradträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Brückennaben (11; 111) Durchgangslöcher (13; 113) eingestanzt sind und die Befestigungsmittel als Nieten (15; 115) ausge­ bildet sind.

3. Planetenradträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nieten als im Bereich der Brückennocken aus dem Blechmaterial herausgedrückte Nietzapfen ausgebildet sind.

4. Planetenradträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite einer der Ringscheiben (101) ein mit axial abstehenden Kupplungsklauen (129) versehener Klauenring (127) ange­ ordnet ist, welcher mit den Durchgangslöchern (113) der Ringscheiben (101) fluchtende Durchgangslöcher (135) aufweist und daß die Nieten (115) auch durch die Durchgangslöcher (135) des Klauenrings (127) treten und den Klauenring (127) fest mit den Ringscheiben (127) verbinden.

5. Planetenradträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nieten (115) eine Ringschulter (139) haben und die Ringscheiben (101) zwischen der Ringschulter (139) und einem ersten end­ seitigen Nietkopf (141) halten und daß zur Befestigung des Klauenrings (127) ein zweiter Nietkopf (143) auf der dem ersten Nietkopf (141) abgewandten Seite des Klauen­ rings (127) vorgesehen ist.

6. Planetenradträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Gegenseite jedes Lagerzapfens (5; 105) eine ovale Vertiefung (9; 109) in das Blechmaterial einge­ prägt ist.

7. Planetenradträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsorgane als am Innenumfang der Ring­ scheiben (1; 101) eingestanzte Kupplungsverzahnung (17; 117) ausgebildet ist.

8. Planetenradträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß axial zwischen einer der Ringscheiben (1; 101) und den Planetenzahn­ rädern (7; 107) eine an den Lagerzapfen (5; 105) radial geführte, in die benachbarte Ringscheibe (1; 101) hinein gekröpfte Anschlagscheibe (19; 119) angeordnet ist.

9. Planetenradträger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Blechmaterial der Ringscheiben (1) mehrere in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Abstands­ haltenocken (9) entgegengesetzt zu den Lagerzapfen (5) herausgedrückt sind.