DE4025708A1 - Anordnung von gesperreklinken in fahrradnaben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Gesperreklinken in Fahrradnaben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zweck der Erfindung ist es, Rationalisierungen bei Getriebena­ ben einzuleiten, insbesondere bei den kostenintensiven Teilen, ohne jedoch Einschränkungen bezüglich Funktion hinnehmen zu müssen. Bei Gesperreüberholkupplungen werden hohe Kosten vor allem durch Arbeitsgänge wie Fräsen und dgl. erzeugt, wobei bei den hohen zu übertragenden Kräften hohe Anforderungen an die Genauigkeit gestellt werden. Neuartige Herstellungsmetho­ den sollen die Großserienherstellung dieser Getriebeelemente mit geringen Kosten ermöglichen, wobei der spanlosen Formge­ bung der Vorzug gegeben wird.

Mit dem DBP 29 40 841 ist eine Klinkenanordnung für eine Zwei­ gang-Nabe bekannt, bei der die Kontaktarme der Klinken gegen ein Außengesperre nach innen gerichtet sind, wohingegen die Lagerung der Klinken mit ihrer kreisförmigen Kontur im äußeren Tragteil angeordnet ist. Die hier getroffene Anordnung hat zum Ziel, ein in axialer Richtung kleinbauendes Getriebe zu reali­ sieren, wobei es hier möglich war, zwei Gesperre übereinander, d. h. das eine mit Innenklinken, das andere mit Außenklinken in einem Ringkörper unterzubringen. Der hier erforderliche Aufwand hinsichtlich Darstellung der Klinkentaschen hat zu Ausweichlösungen geführt, deren Eignung nicht in jedem Anwen­ dungsfall gegeben ist. Ferner lassen sich Innenklinken mit den klassischen Herstellungsverfahren nur am Ende eines Innen­ zylinders anbringen, da die Klinkentaschenfräser eintauchen müssen, oder aber die formgebenden Werkzeughälften nach außen ziehbar sein müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Herstellung der beiden an der Überholkupplung beteiligten Drehkörper sich auf den spanenden Arbeitsgang "Drehen" zu beschränken und die übri­ gen Formen, insbesondere der der Klinkenlagerung, aber auch der der Gesperreverzahnung spanlos zu fertigen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches beschrieben.

Als weitere Ausgestaltung wird vorgeschlagen, die Taschen für die Klinkenlagerung ins volle Rohrmaterial zu prägen, wobei ein Werkzeug mit der erhabenen Taschenkontur von innen nach außen in das Rohrmaterial des äußeren Klinkenträgerteils eindringt und wobei außen mit einem Werkzeug, das im wesent­ lichen den Umfang der Tasche aufweist, gegengehalten wird.

Ferner ist ein Bauteil in Form eines geschlitzten Ringes zur axial definierten Festlegung der Klinken erforderlich, das aus einem Rohrabschnitt mit rechteckigen Fenstern besteht, durch die die Klinken hindurchragen. Die Fenster schränken in tan­ gentialer Richtung die Bewegung der Klinken nicht ein. Der Ring liegt in einer Nut und ist hierdurch selbst axial festgelegt, wobei die Fenster durch eine Verdrehsicherung, die nicht Ge­ genstand dieser Erfindung ist und zeichnerisch auch nicht dar­ gestellt wird, mit den Klinken übereinander zu liegen kommen. Diese Anordnung läßt sich mit einer Klinkenfeder kombinieren, die - ebenfalls verdrehgesichert - die Kontaktarme der Klinken nach innen dreht.

Eine Vereinfachung hinsichtlich Anzahl der Teile läßt sich schließlich dadurch erzielen, daß die Klinkenfeder und der Ring einteilig in der Weise ausgeführt sind, daß die Feder zungen­ förmig tangential in das Fenster hineinragt und - bei der Herstellung des Ringes entsprechend vorgebogen - die Aufgaben der Feder zum Vorspannen der Kontaktarme der Klinken gegen die Verzahnung des inneren Bauteils wahrnimmt.

Die Vorteile einer Überholkupplung mit einem solchen Klinken­ gesperre liegen in erster Linie in der Reduzierung von Kosten durch Ersatz von spanenden Arbeitsgängen durch spanlose. Wei­ terhin baut eine solche Anordnung in radialer Richtung klein, was insbesondere bei Getriebenaben mit mehreren Gängen von Vorteil ist. Ferner werden solche Konstruktionen dann bevor­ zugt, wenn bereits Maschinen zur Herstellung ähnlicher Bau­ teile zur Verfügung stehen. Schließlich bietet sich der Ar­ beitsgang Prägen dann an, wenn es sich um Nabenteile handelt, die aus anderen Gründen bereits Prägekonturen erhalten haben.

Die Klinkenanordnung wird in den folgenden Figuren dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Klinke im Formschluß zwischen innerem und äußerem Bauteil im Ausschnitt;

Fig. 2 die Klinke gemäß Fig. 1 mit ihrer axialen Festlegung durch den Ring im Teilschnitt;

Fig. 3 das Klinkensystem entsprechend Fig. 1 in Überholstel­ lung; Teilausschnitt;

Fig. 4 Teilabwicklung der Ringpartie für den Fall, daß der Ring und die Klinkenfeder einteilig ausgeführt sind.

Bezeichnet man mit 1 das äußere, im wesentlichen rotations­ symmetrische Bauteil der Überholkupplung, so ist ein inneres, ebenfalls im wesentlichen rotationssymmetrisches Bauteil 10 koaxial drehbar gelagert und im Formschluß über die Klinken 20 verbindbar. Eine Feder 26, hier mit Rechteckquerschnitt, ver­ anlaßt die Klinke 20 durch ihre radial nach außen gerichtete Vorspannung zu einer Drehung gegen den Uhrzeigersinn, indem sie die Klinke am äußersten Ende der Kontur 22 berührt und so über die Klinkenlagerung mit den Konturen 8 und 9 ein Drehmoment in der vorgenannten Richtung erzeugt. Ober Kontaktarme 24 wird also der Formschluß zum Antrieb des äußeren Bauteils 1 durch das innere 10 bewirkt.

Die hier gezeichnete, in tangentialer Richtung länglich ausge­ formte Tasche 3 hat bekanntermaßen den Zweck, bei Rücktritt- Bremsnaben einen zusätzlichen Totgang zu erzeugen, der das Lö­ sen der verspannten Nabenteile beim Bremsen zuverlässig ge­ währleistet. Wird das Klinkensystem bei Leerlaufnaben verwen­ det, so werden hier selbstverständlich Taschen vorgesehen, bei denen die Innenkontur 9 aus einem einzigen Kreisbogen besteht, der der Klinkenkontur 8 im wesentlichen entspricht.

Die Herstellung der Klinkentaschen 3 erfolgt erfindungsgemäß hinsichtlich ihrer wirksamen Kontur 9 spanlos durch ein Präge­ werkzeug, das das Positiv-Profil trägt und in das rohrförmige äußere Bauteil mit hoher Kraft radial nach außen eingedrückt wird. Dies ist jedoch nur dann möglich, wenn an der Außen­ mantelfläche des Bauteils ein Gegenhaltewerkzeug mit einer der Kontur der Klinkentasche ähnlichen Kontur angreift. Es liegt auf der Hand, den Prägevorgang durch eine Radialbewegung des inneren Werkzeugs durchzuführen, wobei das äußere Gegen­ haltewerkzeug starr bleibt und das äußere Bauteil führt. Auf diese Weise können zwei gegenüberliegende Klinkentaschen mit hoher Präzision eingearbeitet werden. Es läßt sich aber auch wegen der einfacheren und robusten Bauweise des Innenwerkzeugs denken, daß der bewegliche Teil des Werkzeugs außen liegt und das innere einteilige Werkzeug starr bleibt. Auf diese Weise werden zeitlich nacheinander Taschen eingeprägt, wobei die Fließrichtung der Bewegungsrichtung entgegengesetzt ist. Beim Prägen der Taschen 3 kann die Kontur 9 funktionsgerecht aus­ reichend genau hergestellt werden, nicht aber die Axialkontur 6, die durch Fließen des Rohrmaterials wie auch durch Anzug­ schrägen keine saubere, zur Prägerichtung parallele Flanke er­ gibt. Es wird daher vorgeschlagen, über den gesamten Klinken­ bereich eine Nut S einzudrehen, die durch klar definierte Flanken 7 in der Lage ist, einen Ring 30 aufzunehmen, dessen Fenster 32 die Breite der Klinken 20 mit einem entsprechenden Freiraum haben. Der Ring 30 ist geschlitzt und federt in die Nut S ein, wobei die Fenster an der Arbeitsstelle der Klin­ ken zu liegen kommen, wenn eine hier nicht beschriebene Ver­ drehsicherung zwischen Ring 30 und dem äußeren Bauteil 1 ein­ rastet. Die Klinke 20 ist nun axial durch den Ring 30 und dessen Fenster 32, radial nach außen durch die Feder 26 und die Lagerung über die Konturen 8 und 9 und schließlich radial nach innen durch die Anlage der Kontaktarme 24 an der Ver­ zahnung 12 festgelegt.

Die Variante entsprechend Fig. 4 bringt eine Verbilligung der Herstellung durch Zusammenfassen der Feder 26 und des Ringes 30 zu einer Einheit. Die hierdurch entstandene Feder 26a wur­ zelt an der mantellinig verlaufenden Seite des Rechteckfensters S und übergreift die Klinke 20 in der bekannten Weise mit Re­ rührung an der Kontur 22 zur Erzeugung eines Drehmoments. Die Mehrkosten für das Stanzwerkzeug und die Montagevorrichtung werden durch die Material kosten mehr als kompensiert.

Claims (7)

1. Klinkenanordnung in Fahrradnaben mit Federrückstellung zur Übertragung von Antriebskräften in eine Richtung von einem inneren Bauteil dieser Nabe auf ein äußeres oder umgekehrt und zur Erzeugung von Leerlauf in der dem Antrieb entge­ gengesetzten Drehrichtung, gekennzeichnet durch die fol­ genden Merkmale:

• a) Das äußere, im wesentlichen rotationssymmetrische und rohrförmige Bauteil (1) trägt die Klinkenlagerung (9) in Form von einer oder mehreren nach innen offenen Taschen (3).
• b) Die Kontaktarme (24) der Klinken (20) sind nach innen gegen eine korrespondierende Gesperreverzahnung (12) orientiert.
• c) Für den Fall der Verwendung der Klinkenanordnung in einer Rücktritt-Bremsnabe ist die Lagerung der Klinke (20) mit ihrer Lagerkontur (8) in der Lager­ kontur (9) des äußeren Bauteils (1) derart angeord­ net, daß die Tasche (3) in tangentialer Richtung ver­ längert ist und so das Kreisbogenprofil (9) durch einen zum Rohrdurchmesser parallelen Kreisbogen aus­ einandergezogen wird.
• d) Eine oder mehrere Klinkentaschen (3) sind axial an be­ liebiger Stelle des Innenzylinders des rohrförmigen äußeren Bauteils (1) anbringbar.
• e) Die Klinkentasche (3) ist spanlos mit einem Werkzeug, das die Positiv-Kontur der Tasche tragt, von außen nach innen kalt in das Rohrmaterial des äußeren Bauteils (1) eingeprägt.
• f) Die Klinken (20) sind mit zusätzlichen Fixiereinrichtun­ gen axial festgelegt.

2. Klinkenanordnung in Fahrradnaben nach dem Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß beim Prägen der Taschen (3) am äußeren Mantel des äußeren Bauteils (1) ein Gegenhalte­ werkzeug angreift, das im wesentlichen eine der Form der Tasche ähnliche und größere Ringfläche aufweist.

3. Klinkenanordnung in Fahrradnaben nach dem Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Innenform des äußeren Bau­ teils (1) einen Einstich (5) aufweist, der sich mittig über die eingeprägten Taschen (3) erstreckt und dessen Breite größer als die der Taschen ist, um einen Ring (30) aufzu­ nehmen, dessen Fenster (32) die Klinken (20) axial festle­ gen.

4. Klinkenanordnung in Fahrradnaben nach dem Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ring (30) gegen Verdrehen ge­ sichert ist.

5. Klinkenanordnung in Fahrradnaben nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfeder (26) für die Klinken (20) einen rechteckigen Querschnitt hat.

6. Klinkenanordnung in Fahrradnaben nach den Ansprüchen 1 und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (30) und die Feder (26a) einteilig ausgeführt sind.

7. Klinkenanordnung in Fahrradnaben nach dem Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Feder (26a) an einer mantel­ linig verlaufenden Seite des rechteckigen Fensters (5) wur­ zelt und die Klinke ebenso wie Feder (26) tangential über­ greift.