DE3834431A1 - Mehrgang-nabe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrgang-Nabe mit mehr als drei Gän­ gen und mit einer Rücktrittbremseinrichtung für Fahrräder od. dgl. gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist bereits eine Mehrgang-Nabe für mehr als drei Gänge und mit einer Rücktrittbremseinrichtung für Fahrräder od. dgl. bekannt (DE-OS 34 40 071), bei welcher das Planetengetriebe gestufte Pla­ netenräder aufweist, welche verhältnismäßig aufwendig sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt u. a. die Aufgabe zugrunde, eine Schaltnabe mit mehr als drei Gängen zu schaffen, bei welcher ei­ nerseits das Planetengetriebe möglichst einfach aufgebaut ist und andererseits die integrierte Rücktrittbremseinrichtung hinsicht­ lich der Betätigungskraft noch weiter verbessert wird, ohne daß von dem Bestreben, eine Mehrgang-Nabe mit mehr als drei Gängen mit möglichst einfachem und gedrängtem Aufbau zu schaffen, abge­ gangen wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patent­ anspruches 1 angegeben. - Mit dieser Ausgestaltung einer Schalt­ nabe mit mehr als drei Gängen und einer integrierten Rücktritt­ bremseinrichtung kann sowohl der Bauaufwand insbesondere des Pla­ netengetriebes als auch der Mehrgang-Nabe als Ganzes nicht unbe­ trächtlich vermindert werden und darüber hinaus die Rücktritt­ bremseinrichtung in ihrer Funktion noch verbessert werden.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind jeweils Ge­ genstand von Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele von Mehrgang-Naben mit mehr als drei Gängen und mit einer integrierten Rücktrittbrems­ einrichtung für Fahrräder od. dgl. näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrrad- Schaltnabe mit mehr als drei Gängen und mit einer inte­ grierten Rücktrittbremseinrichtung im Längsschnitt;

Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer Fahrrad-Schaltnabe mit mehr als drei Gängen und Rücktrittbremseinrichtung im Längsschnitt;

Fig. 3 eine Einzelheit der Nabe gem. Fig. 2 in Aufsicht;

Fig. 4 einen Querschnitt der Nabe gem. Fig. 2 nach der Linie IV-IV;

Fig. 5 eine Variante eines Teiles des Nabengetriebes zur Nabe gemäß den Fig. 2 bis 4.

Bei der Darstellung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung ist in Fig. 1 mit 1 die Hülse einer Mehrgang-Nabe bezeichnet, die in üblicher Weise mit Speichenflanschen versehen ist. Die Nabenhül­ se 1 umschließt Getriebeelemente, u. a. mit einer Kupplungshül­ se 2, die koaxial zur Nabenachse 6 angeordnet ist und über innere Kupplungsklauen 2 a mit äußeren Kupplungsklauen 3 a einer koaxialen, axial verschiebbaren Kupplungsmuffe 3 in drehfester Verbindung steht. Diese Kupplungsmuffe 3 kann, wie noch erläutert wird, von einem in einem Schlitz der Nabenachse 6 verschiebbaren Schub­ klotz 13 gesteuert werden. Die Kupplungsmuffe 3 trägt drehfest und axial festliegend eine Mitnehmerscheibe 4 mit radialen Kupp­ lungsflächen 4 a. Diese stehen im Schaltzustand gem. Fig. 1 in Eingriff mit axialen, an der Spitze angeschrägten Kupplungsflä­ chen 17 a an einem Planetenradträger 17, der in herkömmlicher Wei­ se drehbar, jedoch axial festliegend, auf der Nabenachse 6 ange­ ordnet ist.

Der Planetenradträger (Steg) 17 nimmt mittels Lagerbolzen, die durch einen Ring 17 c axial festgelegt sind, einen Satz Planeten­ räder 18 auf, die einerseits mit einem drehfesten Sonnenrad 19 auf der Nabenachse 6 kämmen und andererseits mit der Innenverzah­ nung 16 a eines Hohlrades (Ringrades) 16 in Eingriff stehen. Das Hohlrad 16 trägt auf einem Absatz einen Satz ggf. am Umfang ver­ schiebbarer Klinken 20, welche in der gezeigten Schaltstellung gem. Fig. 1 mit einem Innengesperre 1 b der Nabenhülse 1 in Ein­ griff stehen. Am axial rechten Ende weist der Absatz des Hohlra­ des 16 einen nach radial innen gerichteten Kranz von Kupplungs­ flächen 16 b auf, die mit den radialen Kupplungsflächen 4 a der Mitnehmerscheibe 4 in Kupplungsverbindung treten können, wie noch zu beschreiben sein wird.

Das Hochrad 16 mit dem Satz Klinken 20 ist gegen die Spannung ei­ ner Druckfeder 12 axial nach rechts verschiebbar, wie ebenfalls noch beschrieben wird. Die Druckfeder 12 stützt sich dabei an ei­ ner Bundscheibe auf der bereits erwähnten Kupplungshülse 2 ab. Diese Kupplungshülse 2 ist ihrerseits axial verschiebbar angeord­ net und weist radiale Kupplungsflächen 2 b auf, die in der Schalt­ stellung gem. Fig. 1 mit einem weiteren Planetenradträger 7 in Eingriff stehen, der auf der Nabenachse 6 drehbar, jedoch axial festliegend, angeordnet ist. Die im Planetenträger gela­ gerten Planetenräder 7 b kämmen ständig mit einem festen Sonnen­ rad 6 a auf der Nabenachse 6 und mit einem Hohlrad 5 a, welches mit dem Antreiber 5 der Nabe gem. Fig. 1 fest verbunden ist, und zwar derart, daß das Antriebsmoment in jedem Falle über das Hohlrad 5 a in das Nabengetriebe eingeleitet wird, wie noch zu erläutern sein wird. Mit der Hohlradverzahnung 5 b steht eine koaxiale, glocken­ förmige Scheibe 8 in ständiger drehfester Verbindung mittels ei­ ner radialen Verzahnung 8 b und ist seinerseits axial neben dem Planetenträger 7 auf der Kupplungshülse 2 drehbar gelagert. Das Zentrum der glockenförmigen Scheibe 8 weist Kupplungsflächen 8 a auf, welche ggf. mit den radialen Kupplungsflächen 2 b an der Kupplungshülse 2 in Kupplungsverbindung gebracht werden können. - Das vorbeschriebene Planetengetriebe im Bereich des Antreibers bildet ein Primärgetriebe der erfindungsgemäß ausgebildeten Mehrgang-Nabe. - Die über dieses Primärgetriebe antreibbare Kupp­ lungshülse 2 kann über eine koaxiale Mitnehmerscheibe 9 von einem in der geschlitzten Nabenachse 6 verschiebbaren Schubklotz 10 in axialer Richtung gesteuert werden, wie noch erläutert wird.

Der Planetenradträger 17 des in der Nabenhülse 1 angeordneten Planetengetriebes (Sekundärgetriebe) trägt auf seinem Lager­ schaft einen Bremskonus 21, welcher einen Satz Klinken 22 trägt, die mit einem Innengesperre 1 a der Nabenhülse 1 ständig in Ein­ griff stehen. Der Bremskonus 21 kann - unter Wirkung einer Frik­ tionsfeder 21 a stehend - bei Rückwärtsdrehung des Planetenradträ­ gers 17 in herkömmlicher Weise durch Aufspreizen eines Bremsman­ tels 23 an einem Hebelkonus 24, der durch einen Bremshebel 25 ge­ halten wird, die einerseits auf dem Hebelkonus 24 und anderer­ seits am Antreiber 5 in Form einer Innenlagerung drehbar aufge­ nommene Nabenhülse 1 bremsen.

Die vorbeschriebene erfindungsgemäße Mehrgang-Nabe ermöglicht die Schaltung von insgesamt sechs Gängen. In Fig. 1 ist die Mehrgang- Nabe im 5. Gang dargestellt; der Drehmomentenfluß geht dabei von dem mit einem nicht gezeigten Kettenkranz ausgerüsteten Antrei­ ber 5 über das integrierte Hohlrad 5 a mit Innenverzahnung 5 b auf die Planetenräder 7 b, welche sich am Sonnenrad 6 a abwälzen, und damit auf den Planetenradträger 7. Mit dessen jeweils mit dach­ förmiger Anschrägung versehenen Kupplungsflächen 7 a steht die Kupplungshülse 2 in drehfester Verbindung, welche die Drehbewe­ gung auf die koaxiale Kupplungsmuffe 3 weiterleitet und damit die Mitnehmerscheibe 4 antreibt, welche ihrerseits über die Kupp­ lungsflächen 4 a den Planetenradträger 17/17 a des Sekundärgetrie­ bes antreibt. Die Planetenräder 18 des Sekundärgetriebes, mit dem drehfesten Sonnenrad 19 kämmend, treiben über die Innenverzah­ nung 16 a das Hohlrad 16 an. Der auf dem Hohlrad-Absatz angeordne­ te Satz Klinken 20 treibt über das Innengesperre 1 b die Nabenhül­ se 1 an.

Zum Schalten des 6. Ganges wird der Schubklotz 10 über die mit ihm verbundene, die Nabenachse 6 koaxial durchsetzende Schalthül­ se 11 mittels eines hier nicht gezeigten Handschalters nach axial links gedrückt. Dadurch wird über den Mitnehmerring 9 die bisher axial rechts befindliche Kupplungshülse 2 gegen die Spannung der Feder 12 so weit nach links verschoben, daß die Kupplungsverbin­ dung 2 b/7 a zum Planetenradträger 7 aufgehoben wird und stattdes­ sen eine Verbindung der Kupplungshülse 2 mit den Kupplungsflä­ chen 8 a der Hohlradscheibe 8 hergestellt. Die übrigen vom Schub­ klotz 13 des Sekundärgetriebes gesteuerten Getriebeelemente blei­ ben unverändert in der in Fig. 1 gezeigten Position.

Der Drehmomentenfluß geht nunmehr vom Antreiber 5 über das Hohl­ rad 5 a und dessen Innenverzahnung 5 b unmittelbar auf die Schei­ be 8/8 b, von dieser über deren Kupplungselemente 8 a auf die Kupp­ lungshülse 2 mit den Kupplungsflächen 2 b. Von der Kupplungshül­ se 2 geht der Drehmomentenfluß auf die Kupplungsmuffe 3, von der unverändert - wie im bereits geschilderten 5. Gang - der Momen­ tenfluß zur Nabenhülse 1 weitergeleitet wird, die mit um die bisherige Untersetzung im Planetengetriebe 5 a, 7, 7 b, 6 a nunmehr vergrößerter Drehzahl im 6. Gang angetrieben wird.

Zum Schalten des 4. Ganges wird bei gegenüber dem 6. Gang unver­ änderter Schaltstellung des Schubklotzes 10 des Primärgetriebes nunmehr über den zur Schalthülse 11 koaxialen Schaltstift 14 der Schubklotz 13, welcher bislang die Kupplungsmuffe 3 gegen die Spannung der Feder 15 axial gehalten hat, nachgelassen, und zwar so weit, daß die Mitnehmerscheibe 4 mit den radialen Kupplungs­ flächen 4 a nunmehr in Verbindung mit den Kupplungsflächen 16 b des Hohlrades 16 tritt. Der Drehmomentenfluß geht jetzt von der Kupp­ lungsmuffe 3 unmittelbar auf die Klinken 20 auf dem Hohlrad- Absatz und über das Innengesperre 1 b auf die Nabenhülse 1, die mit einer der Antreiberdrehzahl entsprechenden Drehzahl - 4. Gang - angetrieben wird.

Zum Schalten des 3. Ganges wird bei sonst unveränderter Schalt­ stellung lediglich mittels der Schalthülse 11 der Schubklotz 10 und damit die Mitnehmerscheibe 9 nachgelassen, so daß die unter Spannung der Feder 12 stehende Kupplungshülse 2 wieder in die axial rechte Position gelangt, wodurch das über den Antreiber eingeleitete Drehmoment nunmehr - drehzahlmäßig untersetzt infol­ ge der Wirkung des Primärgetriebes - an die unverändert geschal­ teten Elemente des Sekundärgetriebes weitergeleitet wird. Daher bleibt der Drehmomentenfluß ab der Kupplungsmuffe 3 unverändert. Die Nabenhülse 1 wird nun mit etwas geringerer Drehzahl als zuvor im 3. Gang angetrieben.

Zum Schalten des 2. Ganges wird einerseits die Schalthülse 11 bzw. der Schubklotz 10 und über die Mitnehmerscheibe 9 die Kupp­ lungshülse 2 gegen die Feder 12 axial verschoben, so daß die zu­ letzt bei der Schaltstellung 4. Gang bestehende Kupplungsverbin­ dung zwischen der Hohlradscheibe 8 und der Kupplungshülse 2 wie­ der hergestellt wird. Andererseits wird gleichfalls über den hier nicht gezeigten, speziell ausgebildeten Schalter im Handbereich des Fahrradbenutzers der Schaltstift 14 und damit der Schubklotz 13 gegen die Spannung der Feder 15, welche auf die vom Schubklotz 13 gesteuerte Kupplungsmuffe 3 einwirkt, weiter nachgelassen. Die Mitnehmerscheibe 4 auf der sich axial verschiebenden Kupplungs­ muffe 3 lag bereits bei der vorhergehenden Schaltstellung 4. bzw. 3. Gang an der Ringscheibe 16 c am Hohlradansatz an. Nun wird un­ ter Einwirkung der gegenüber der Feder 12 stärker ausgelegten Fe­ der 15 die Kupplungsmuffe 3 mit der Mitnehmerscheibe 4 nach axial rechts verschoben, so daß über die Ringscheibe 16 c auch das Hohl­ rad 16 selbst, welches eine entsprechend axial lange Innenverzah­ nung 16 a für die Planetenräder 18 des Sekundärgetriebes aufweist, verschoben wird. Mit dem Hohlrad 16 werden auch die auf dem Ab­ satz befindlichen Klinken 20 axial verschoben und an einer Steu­ erschräge 1 c in der Nabenhülse 1 vom bisherigen Eingriff in das Innengesperre 1 b der Nabenhülse 1 ausgeschaltet.

Der Drehmomentenfluß ist nunmehr folgender: Antreiber 5 - Hohl­ rad 5 a/5 b - Scheibe 8/8 b/8 a - Kupplungshülse 2/2 b/2 a - Kupp­ lungsmuffe 3/3 a - Mitnehmerscheibe 4/4 a - Kupplungsflächen 16 b am Hohlrad 16 - Innenverzahnung 16 a - Planetenräder 18 auf Sonnen­ rad 19 - Planetenradträger 17 - Bremskonus 21 mit Klinkensatz 22 - Innengesperre 1 a der Nabenhülse 1.

Zum Schalten des 1. Ganges wird bei gegenüber der Schaltstellung 2. Gang unveränderter Position der über den Schubklotz 13 gesteu­ erten Elemente des Sekundärgetriebes nunmehr lediglich der Schub­ klotz 10 mittels Schalthülse 11 unter Spannung der auf die Kupp­ lungshülse 2 wirkenden Feder 12 nach axial rechts bewegt. Dadurch wird wieder die bereits bei der Schaltstellung 3. Gang erwähnte Kupplungsverbindung zum Planetenradträger 7 des Primärgetriebes mit dessen Kupplungsflächen 7 a hergestellt. - Der Drehmomenten­ fluß vom Antreiber 5 geht jetzt untersetzt auf die Kupplungshül­ se 2 und Kupplungsmuffe 3 und von dieser weiter über den bei der Schaltstellung 2. Gang bereits beschriebenen Getriebepfad, d. h., über Hohlrad 16, Planetenräder 18, Planetenradträger 17, Bremsko­ nus 21 und Klinken 22 zur Nabenhülse 1.

In den vorbeschriebenen Gangschaltstufen 6, 5, 4 und 3 rotiert der Planetenradträger 17 des Sekundärgetriebes langsamer als die Nabenhülse 1, die auf dem Bremskonus 21 angeordneten Klinken 22, welche mit dem Planetenradträger 17 umlaufen, werden dann von der schneller rotierenden Nabenhülse 1 überholt.

Der Bremsvorgang mit der integrierten Rücktrittbremseinrichtung wird bei der erfindungsgemäßen Mehrgang-Nabe mit den beschriebe­ nen sechs Gängen in üblicher Weise durch Rückwärtsdrehen des An­ treibers 5 bewirkt. Dadurch wird in jeder Gangschaltstellung der Planetenradträger 17 rückwärts gedreht und damit durch das Bewe­ gungsgewinde der von der Friktionsfeder 21 a gehaltene Bremsko­ nus 21 nach axial links geschoben, wodurch der Bremsmantel 23 am Hebelkonus 24/25 zum Bremsen der Nabenhülse 1 aufgespreizt wird.

Die erforderliche Bremsbetätigungskraft ist in keinem der schaltbaren sechs Fahrgänge infolge der Berggangwirkung des Pri­ märgetriebes größer als diejenige im direkten Gang.

Auf Grund der bereits erwähnten Abschrägungen nicht nur an den Kupplungselementen des Sekundärgetriebes, sondern auch am Primär­ getriebe werden Leerlaufstellungen im Drehmomentenfluß praktisch vermieden.

In den Fig. 2 bis 5 ist eine weitere Ausführungsform einer Nabe mit mehr als drei Gängen und einer Rücktrittbremseinrichtung gezeigt. Gegenüber dem Ausführungsbeispiel gem. Fig. 1 sind die Bezugszeichen für entsprechende Teile des Erfindungsgegenstandes um den Zahlenwert 30 erhöht angegeben.

Die Mehrgang-Nabe insbesondere gem. Fig. 2 weist in einer Naben­ hülse 31 eingeschlossen ein Planetengetriebe mit Planetenradträ­ ger 47, einem Satz Planetenrädern 57, auf durch einen Ring 47 c gesicherten Lagerbolzen angeordnet und mit einem auf der Naben­ achse 36 festen Sonnenrad 56 kämmend, sowie ein unter Spannung einer Feder 52 axial verschiebbares, mit einer axial langen In­ nenverzahnung 46 a ausgerüstetes Hohlrad 46 auf. Diese Elemente bilden ein Sekundärgetriebe.

Auf einem Absatz des Hohlrades 46 ist auch hier ein Satz Klin­ ken 55 fest angeordnet, welcher in Fig. 2 in Eingriff mit einem Innengesperre 31 b der Nabenhülse 31 steht. Bei entsprechender axialer Verschiebung des Hohlrades 46 können die Klinken 55 an einer Steuerkante 31 c der Nabenhülse 31 außer Eingriff gebracht werden. An dem die Klinken 55 tragenden Ansatz weist das Hohl­ rad 46 nach radial innen gerichtete Kupplungsflächen 46 b auf.

Der Planetenradträger 47 des Sekundärgetriebes weist axial gerich­ tete Kupplungsfortsätze 47 a mit dachförmigen Anschrägungen 47 b auf, die zum Zusammenwirken mit radialen Kupplungsfortsätzen an einer Mitnehmerscheibe 34 dienen, wie die Schaltstellung gem. Fig. 2 erkennen läßt. Weiterhin läßt Fig. 2 zusätzliche axiale Fortsätze an der Mitnehmerscheibe 34 in Form von sog. Steigzähnen 34 a erkennen. Die Mitnehmerscheibe 34 ist drehfest und axial festliegend auf einer axial mittels eines Schubklotzes 43 ver­ schiebbaren Kupplungsmuffe 33 angebracht, deren Kupplungsklau­ en 33 a eine drehfeste Verbindung zu einer umschließenden koaxia­ len Kupplungshülse 32 mit Innenklauen 32 a herstellen, wie Fig. 2 bzw. Fig. 3 deutlich erkennen läßt. Die Kupplungshülse 32 ist ih­ rerseits axial festliegend am Planetenradträger 37 des mit dem Antreiber 35 verbundenen Primärgetriebes angeordnet. Die zugehö­ rigen Planetenräder 37 c kämmen mit einem achsfesten Sonnenrad 36 a. Die Kupplungshülse 32 weist diametrale Schlitze auf, in denen - radial übergreifend - Arme eines Mitnehmers 39 axial verschiebbar sind, und zwar mittels eines weiteren Schubklotzes 40 und einer Schalthülse 41, welch letztere in einem entsprechenden Längs­ schlitz bzw. in einer Längsbohrung der Nabenachse 36 axial ver­ schiebbar angeordnet sind, wie noch zu beschreiben sein wird.

Mittels des Mitnehmers 39 läßt sich eine drehfeste Verbindung zwischen Kupplungshülse 32 und Planetenradträger 37 des Primärge­ triebes (vgl. Fig. 2) oder wechselweise mit der dem Primärgetrie­ be zugeordneten Hohlradscheibe 38 herstellen. Diese Hohlradschei­ be 38 greift einerseits mit ihrer Außenverzahnung in die Verzah­ nung 35 b eines auch hier mit dem Antreiber 35 verbundenen Hohlra­ des 35 a ein und weist radial innen Kupplungsklauen 38 a zur be­ reits erwähnten wechselweisen Kupplung mit dem Mitnehmer 39 auf. Die Hohlradscheibe 38 ist dabei zentral auf einer Schalthülse 54 gelagert, welche den Mitnehmer 39 axial in gewünschter Lage fest­ hält, wie noch zu berichten sein wird. Die Schalthülse 54 steht dabei unter Spannung einer Druckfeder 51, welche die Kupplungs­ hülse 32 umgibt und sich axial links an einer Federhülse 49 als Widerlager abstützt. Diese Federhülse 49 hält axial die Kupp­ lungshülse 32 und stützt sich an einem Lagerteil 48 ab, welches seinerseits am äußeren Umfang im Hohlrad 35 a bzw. in dessen In­ nenverzahnung 35 b aufgenommen ist. Dieses Lagerteil 48 dient darüber hinaus dazu, den axial rechten Kugellauf als Lagerung für die Nabenhülse 31 abzustützen, wie Fig. 2 deutlich erkennen läßt. Während die Federhülse 49 am Lagerteil 48 axial festliegend ange­ ordnet ist, kann die Schalthülse 54 mittels des Mitnehmers 39 bzw. des Schubklotzes 40 gegen die Spannung der Druckfeder 51 axial verschoben werden. Die Hohlradscheibe 38 ist gegen Spannung einer Feder 50 unabhängig verschiebbar, wodurch die an der Hohl­ radscheibe 38 vorgesehenen Kupplungsklauen 38 a beim Umschalten des Primärgetriebes mittels Schubklotz 40 bzw. Mitnehmer 39 ggf. axial ausweichen können, bis ein Kupplungseingriff sicher er­ folgt. Dadurch wird ggf. ein Leerlauf vermieden.

Fig. 5 zeigt eine Variante des Systems der Ablenkung der Kupp­ lungsklauen 38 a an der Hohlradscheibe 38. Bei dieser Ausgestal­ tungsform ist ein Klauenring 53 koaxial zwischen Mitnehmer 39 und Hohlradscheibe 38 angeordnet, welcher einerseits nach radial in­ nen gerichtete Kupplungsklauen 53 b zum Zusammenwirken mit den Kupplungselementen des Mitnehmers 39 und äußere Kupplungselemente 53 a zum ständigen Eingriff der Kupplungsklauen 38 a an der Hohlrad­ scheibe 38 aufweist. Der Klauenring 53 ist gegen die Feder 50 axial verschiebbar; die Hohlradscheibe 38 selbst ist axial fest­ stehend. Mit dieser Ausgestaltung wird ein platzsparendes System der Klauenablenkung erzielt.

Das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel einer Mehrgang-Nabe mit mehr als drei Gängen und mit integrierter Rücktrittbremseinrich­ tung ist in Fig. 2 in der Schaltstellung 5. Gang (kleiner Schnell­ gang) dargestellt.

Die Funktion ist folgende:

Das über den Antreiber 35 eingeleitete Drehmoment wird auf das Primärgetriebe mit Hohlrad 35 a/35 b, Planetenräder 37 c, Sonnen­ rad 36 a, Planetenradträger 37 mit Kupplungsflächen 37 a weiterge­ leitet. Von den Kupplungsflächen 37 a zum Mitnehmer 39/39 a/39 b und dann von der Kupplungshülse 32/32 a zur Kupplungsmuffe 33/33 a mit Mitnehmerscheibe 34/34 a geleitet. Von den Klauen 47 a/47 b am Pla­ netenradträger 47 wird das Drehmoment über die Planetenräder 57 am Sonnenrad 56 auf das Hohlrad 46 und von dessen Klinken 55 auf die Nabenhülse 31 mit dem Innengesperre 31 b übermittelt.

Zum Schalten in den 6. Gang (großer Schnellgang) wird von der hier nicht gezeigten Schalteinrichtung mittels der Schalthülse 41 der Schubklotz 40 und damit der Mitnehmer 39 axial derart ver­ schoben, daß die Kupplungsverbindung zum Planetenradträger 37 aufgehoben und stattdessen eine Kupplungsverbindung des die Kupp­ lungshülse 32 durchsetzenden Mitnehmers 39/39 b mit der Hohlrad­ scheibe 38 über deren Kupplungsflächen 38 a hergestellt wird. Da­ bei wird die am Mitnehmer 39 anliegende Schalthülse 54 axial nach links verschoben und die koaxiale Feder 51 gespannt. Der Drehmo­ mentenfluß vom Antreiber her wird nun ohne Übersetzung im Primär­ getriebe unmittelbar von der Hohlradscheibe 38 über den Mitneh­ mer 39/39 a/39 b auf die Kupplungshülse 32/32 a und von dieser über die ständig mit ihr gekuppelte Kupplungsmuffe 33 unverändert - wie bei der vorbeschriebenen Schaltstellung 5. Gang - auf die Nabenhülse 31 über deren Innengesperre 31 b übertragen.

Zum Schalten des 4. Ganges (großer Normalgang) wird bei unverän­ derter Stellung des Mitnehmers 39 in der axial linken Lage mit­ tels der Schalteinrichtung über den Schaltstift 44 der Schub­ klotz 43 entsprechend nachgelassen. Der Schubklotz 43 hält axial die Kupplungsmuffe 33 gegen die Spannung der Druckfeder 45. In­ folge der über die Schalteinrichtung nunmehr ermöglichten axialen Verschiebung der mit der Kupplungshülse 32 drehfest verbundenen Kupplungsmuffe 33 mit dem darauf fest angeordneten Mitnehmer 34 wird auch das unter axialer Spannung der Feder 52 stehende, bis­ her vom Mitnehmer 34 axial gehaltene Hohlrad 46 zu einer derarti­ gen Verschiebung freigegeben, daß die auf dem Hohlrad angeordne­ ten Klinken 55 von der radialen Steuerkante 31 c der Nabenhülse 31 ausgeschaltet werden.

Der Drehmomentenfluß geht vom Mitnehmer 34 weiterhin auf den Pla­ netenträger 37. - Das Hohlrad 46 mit den Klinken 55 läuft nun aber leer um. - Das Drehmoment wird auf den auf dem Planetenträger 37 angeordneten Bremskonus 58 und die darauf angebrachten Klinken 59 geleitet, welche über das Innengesperre 31 a die Nabenhülse 31 an­ treiben.

Zum Schalten des 3. Ganges (kleiner Normalgang) wird über die Schalteinrichtung lediglich der Schubklotz 40 und damit der Mit­ nehmer 39 in die axial rechte Lage gebracht, d. h., das Primärge­ triebe eingeschaltet. Dadurch wird die über den Antreiber 35 ein­ geleitete Antreiberdrehzahl entsprechend reduziert, im übrigen aber wie im 4. Gang an die Elemente des unverändert geschalteten Sekundärgetriebes weitergeleitet und die Nabenhülse 31 wiederum über das Innengesperre 31 a angetrieben.

Zum Schalten des 2. Ganges (kleiner Berggang) wird der Schub­ klotz 43 seitens der Schalteinrichtung noch weiter nachgelassen. Damit verschiebt sich unter Spannung der Feder 45 die Kupplungs­ muffe 33 völlig nach axial rechts, so daß der auf der Muffe 33 angeordnete Mitnehmer 34 nunmehr eine Kupplungsverbindung zu den radialen Flächen 46 b des axial rechts stehenden Hohlrades 46 her­ stellt. Zugleich mit der Verschiebung des Schubklotzes 43 ist über die Schalteinrichtung der Schubklotz 40 und damit der Mit­ nehmer 39 nach axial links verschoben worden - gegen die Spannung der Feder 51 -, welche auf die vom Mitnehmer 39 beaufschlagte Schalthülse 54 wirkt. Nunmehr ist das Primärgetriebe ausgeschal­ tet. Der Drehmomentenfluß geht ohne Drehzahlveränderung vom An­ treiber 35 auf die Schalthülse 32, von dieser über die Schaltmuf­ fe 33 auf den Mitnehmer 34, welcher jetzt das Hohlrad 46 an­ treibt. Dieses treibt über die Planetenräder 57 am Sonnenrad 56 den Planetenträger 47 an, von welchem der Antrieb über die auf dem Bremskonus 58 angebrachten Klinken 59 an die Nabenhülse 31 über deren Innengesperre 31 a weitergeleitet wird.

Zum Schalten des 1. Ganges (großer Berggang) wird bei unveränder­ ter Schaltung des Sekundärgetriebes mittels der Schalteinrichtung der Schubklotz 40 des Primärgetriebes nachgelassen, so daß nun die Kupplungsverbindung zwischen Planetenradträger 37 und Kupp­ lungshülse 32 unter Einfluß der zuvor gespannten Feder 51 wieder hergestellt wird. Der Antrieb wird nunmehr mit entsprechend dem Primärgetriebe verminderter Drehzahl auf die unverändert geschal­ teten Elemente des Sekundärgetriebes weitergeleitet und von die­ sem über die Klinken 59 auf das Innengesperre 31 a der Nabenhül­ se 31.

Das auch bei diesem Ausführungsbeispiel als Baueinheit mit dem Antreiber ausgebildete zweigängige Primärgetriebe kann z. B. mit einem Übersetzungsverhältnis i = 1 : 0,82 ausgelegt werden. Für das in der Nabenhülse angeordnete, im Drehmomentenfluß nachge­ schaltete dreigängige Sekundärgetriebe kann z. B. ein Über­ setzungsverhältnis i = 1 : 0,68-1,0-1,47 gewählt werden. Mit diesen Werten des Ausführungsbeispieles einer Sechsgang-Nabe er­ gibt sich eine günstige Gesamtübersetzung von 1 : 0,56-0,68- 0,82-1,0-1,21-1,47.

Zum Einleiten des Bremsvorganges wird auch bei dieser vorbeschrie­ benen Sechsgang-Nabe gemäß den Fig. 2, 3 und 4 bzw. 5 der An­ treiber 35 rückwärts gedreht. Dadurch wird - ggf. untersetzt bei entsprechender Stellung des Primärgetriebes - das Bremsmoment auf die Schalthülse 32 geleitet. Die dabei beteiligten Kupplungsklau­ en 37 a am Planetenradträger 37 sind axial links mit Ablenkkan­ ten 37 b versehen (Fig. 3). Mit dieser Maßnahme wird ein ständiger Kupplungseingriff beim Bremsvorgang über das Primärgetriebe ge­ währleistet.

Wie Fig. 2, insbesondere aber Fig. 3, erkennen läßt, sind weiter­ hin an der Kupplungshülse 32 axial links diametrale Ausnehmun­ gen 32 b vorgesehen, die mit Steigflächen 34 a zusammenwirken kön­ nen, welche axial am Mitnehmer 34 angebracht sind. Diese Maßnah­ men dienen dazu, bei einem Bremsvorgang aus denjenigen Gangschalt­ stellungen, bei welchen der Mitnehmer 34 auf der Kupplungsmuf­ fe 33 jeweils in Eingriff mit Kupplungsklauen 46 b des Hohlrades 46 steht, diese Kupplungsverbindung zu trennen und stattdessen die Kupplungsflächen 34 a/34 b des Mitnehmers 34 in Eingriff mit den axialen Kupplungsklauen 47 a/47 b des Planetenträgers 47 zu bringen.

Bei diesem Vorgang wirken Ausnehmungen 32 b an der Kupplungshül­ se 32 in der Weise, daß der mit den Steigflächen 34 a versehene Mitnehmer 34 beim Rückwärtsdrehen aufgrund der Ablenkwirkung eine axiale Verschiebung gegen die Spannung der auf die Kupplungsmuf­ fe 33 wirkenden Feder 45 erfährt, und zwar zu den radialen Kupp­ lungselementen 47 a/47 b am Planetenradträger 47 hin. Dabei kann jeweils die axial rückwärtige Steigzahnkontur 34 b des Mitnehmers 34 in die Steigzahnlücke 47 b des Planetenträgers 47 eingreifen. Hierzu sei auf Fig. 3 verwiesen. Eine axiale Zwischenstellung des Mitnehmers 34 ist mit 34′ bezeichnet.

Die vorerwähnte axiale Ablenkung wird dabei durch ein bewußt vor­ gesehenes Spiel in Umfangsrichtung zwischen der Kupplungshülse 32/32 a und der den Mitnehmer 34 fest tragenden Kupplungsmuffe 33/33 a ermöglicht, was in Fig. 4 deutlich erkennbar ist.

Mit den geschilderten Maßnahmen im Bereich des Sekundärgetriebes wird erreicht, daß bei allen Gangschaltstellungen mit gleichblei­ bender Bremskraft gebremst werden kann, allenfalls variiert durch die an sich geringe Übersetzung in der Primärstufe.

Die Betätigung der Rücktrittbremseinrichtung erfolgt im Sekundär­ getriebe in jedem Falle über den Planetenradträger 47, durch des­ sen Rückwärtsdrehung dann in bekannter Weise der Bremskonus 58, gehalten durch die Friktionsfeder 58 a, auf dem Schaft des Plane­ tenträgers 47 nach axial links bewegt wird und auf diese Weise ein Aufspreizen des Bremsmantels 60 an dem durch den Bremshebel 62 gehaltenen Hebelkonus 61 zu einer Bremsung der Nabenhülse 31 bewirkt.

Auch diese Mehrgang-Nabe insbesondere gem. Fig. 2 weist bei einer Schaltmöglichkeit von insgesamt sechs Gängen und einer integrier­ ten Rücktrittbremseinrichtung dennoch keine größere axiale Länge als eine herkömmliche Dreigang-Nabe mit Rücktrittbremseinrichtung auf.

Claims (7)

1. Mehrgang-Nabe mit mehr als drei Gängen mit einem Planetenge­ triebesystem und mit einer Rücktrittbremseinrichtung für Fahr­ räder od. dgl., gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) Das Planetengetriebesystem umfaßt ein mit dem Antreiber (5; 35) verbundenes einstufiges Planetengetriebe (Primärgetrie­ be 5 a, 5 b, 6 a, 7, 7 b; 35 a, 35 b, 36 a, 37, 37 c) und ein ge­ trenntes, in der Nabenhülse (1; 31) angeordnetes einstufi­ ges Planetengetriebe (Sekundärgetriebe 16, 16 a, 17, 18, 19; 46, 46 a, 47, 56, 57);
• b) dem mit dem Antreiber (5; 35) verbundenen Planetengetriebe (Primärgetriebe) ist eine koaxiale Kupplungshülse (2; 32) zugeordnet, welche mittels eines axial verschiebbaren, über einen ersten Schubklotz (10; 40) steuerbaren Kupp­ lungselementes (Mitnehmer 9; 39) gegen Spannung einer Feder (12; 51) wechselweise entweder mit dem Planetenradträger (7; 37) der Primärstufe oder mit einer das Primärgetriebe überbrückenden koaxialen Hohlradscheibe (8; 38) in Kupp­ lungsverbindung bringbar ist;
• c) die Kupplungshülse (2; 32) steht über Kupplungsklauen (2 a; 32 a) ständig in Kupplungsverbindung mit einer koaxialen Kupplungsmuffe (3, 3 a; 33, 33 a), die ihrerseits unter Span­ nung einer Feder (15; 45) stehend, über einen zweiten Schubklotz (13; 43) axial verschiebbar ist;
• d) die Kupplungsmuffe (3; 33) trägt drehfest und axial fest einen Mitnehmer (4; 34), der mittels der axialen Verschieb­ barkeit der Kupplungsmuffe (3; 33) wechselweise entweder mit dem Planetenradträger (17, 17 a, 17 b; 47, 47 a, 47 b) des Sekundärgetriebes oder mit dessen Hohlrad (16, 16 b; 46, 46 b) in Kupplungsverbindung bringbar ist;
• e) das dem Planetenradträger (17, 18; 47, 57) des Sekundärge­ triebes zugeordnete Hohlrad (16; 46) ist über einen Ansatz als Träger für Klinken (20; 55) ausgebildet, weist eine axial lange Innenverzahnung (16 a; 46 a) auf und ist - unter Einfluß einer Druckfeder (12; 52) stehend - gegenüber dem Planetenradträger (17; 47) mit den Planetenrädern (18; 57) axial verschiebbar angeordnet;
• f) die auf dem Ansatz des Hohlrades (16; 46) angeordneten Klinken (20; 55) gelangen bei axialer Verschiebung des Hohlrades in den Wirkbereich einer in der Nabenhülse (1; 31) vorgesehenen Steuerschräge (1 c; 31 c).

2. Mehrgang-Nabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Antreiber (5 - Primärgetriebe) nachgeschaltete Kupplungs­ hülse (2) ihrerseits axial verschiebbar gegen Spannung einer Feder (12) angeordnet ist und die zur wechselweisen Kupplung mit dem Planetenradträger (7) bzw. der Hohlradscheibe (8) die­ nenden Elemente (2 b) aufweist (Fig. 1).

3. Mehrgang-Nabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Antreiber (35 - Primärgetriebe) nachgeschaltete Kupplungs­ hülse (32) axial festliegend angeordnet ist und zur Lagerung einer koaxialen, verschiebbaren Schalthülse (54) eingerichtet ist, welche ihrerseits die Spannung einer Druckfeder (51) axial auf den axial verschiebbaren Mitnehmer (39) weiterlei­ tet, der mit seinen radialen Armen die Kupplungshülse (32) in radialen Schlitzen (32 c) durchdringt (Fig. 2, 3).

4. Mehrgang-Nabe nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (34) an seinen Kupplungsarmen axial wirkende Steigflächen (34 a) aufweist, daß an der koaxialen Kupplungs­ hülse (32) Steigflächen (32 b) vorgesehen sind, welche bei Rückwärtsdrehung der Kupplungshülse zur Bremsbetätigung eine axiale Verschiebung des ggf. axial benachbarten Mitnehmers (34) zur Änderung einer Kupplungsverbindung bewirken können, wenn der Mitnehmer bei Vorwärtsdrehung in Kupplungsverbindung mit den Klauen (46 b) des Hohlrades (46) steht (Fig. 2, 3).

5. Mehrgang-Nabe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (32) in ihren Innenkupplungselementen (32 a) derart ausgebildet ist, daß für die umschlossene Kupplungsmuf­ fe (33, 33 a) bei ihrem ständigen Kupplungseingriff ein Spiel in Umfangsrichtung besteht (Fig. 4).

6. Mehrgang-Nabe nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenradträger (37) des Primärgetriebes an seinen Kupplungselementen (37 a) zusätzliche Ablenkkanten (37 b) auf­ weist (Fig. 3).

7. Mehrgang-Nabe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Primärgetriebe zugeordnete Hohlradscheibe (38) gegen Span­ nung einer Feder (50) axial verschiebbar angeordnet ist (Fig. 2).