DE4127182A1 - Radnabe fuer fahrraeder oder dergleichen mit einem eingebauten umlauf-wechselgetriebe - Google Patents

Description

Radnabe für Fahrräder od. dgl. mit einem eingebauten Umlaufwechselgetriebe.

Die Erfindung betrifft eine Radnabe für Fahrräder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Außer der Anforderung an ein Wechselgetriebe, daß das Übersetzungsverhältnis an die jeweiligen Fahrbedingungen angepaßt werden kann, soll so ein Getriebe möglichst verlustlos arbeiten, in jeder Situation schaltbar sein - unter Last, im Stand -, möglichst weitspannen im Übersetzungsbereich gebaut werden können und die Aufmerksamkeit beim Fahren nicht in Anspruch nehmen.

Es sind Fahrradnaben mit Umlaufwechselgetriebe mit Selbst- und Handschaltung bekannt (Fichtel u. Sachs DE-A 19 64 866; Shimano DP 17 80 095; Sturney-Archer Gears DPS 10 62 133). Diese Getriebe sind aus einer Vielzahl unterschiedlicher Bauteile zusammengesetzt, weisen schleifende Federn und Teile auf, sind wegen der begrenzten Übersetzungsspannweite nicht überall anwendbar und die Schaltwerte sind nicht beeinflußbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein im Baukastensystem und Funktionsschalenprinzip aufgebautes, selbst und gewollt in allen Situationen schaltendes Nabengetriebe mit einem für ein Bergfahrrad genügend großen Übersetzungsbereich, mit einheitlichen Baugruppen, mit Leichtläufigkeit und Verstellbarkeit mit Anzeige der Schaltwerte auszustatten.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Um die Reibungsverluste gering zu halten wird die seitliche Berührung und Abstützung der Rädersätze durch Ausstattung der Umlaufräder mit beidseitig angebrachten Führungsringen (3) in den Bereich der Verzahnung verlegt. Dadurch wird ein kugellagerähnliches Verhalten des Getriebes erzielt.

Um eine drehzahlabhängige kraftflußunabhängige Selbstschaltung zu erreichen sind Sperrklinkensätze (82, 83, 84, x) in der Nabenhülse (7) gelagert, die sie durchgreifen, mit Fliehkraftschaltgewichten (14) versehen, durch je einen Schaltring (10) zu je einem Sperrklinkensatz gleichgeschaltet und durch eine geeichte Feder (18) auf einer verstellbaren Skala (19) gegenbelastet. Der Schaltring des Sperrklinkensatzes (81) dessen Klinken keine Fliehkraftschaltgewichte aufweisen, erfüllt gleichzeitig den Zweck einer Ringfeder (8), die die zum Unterschied der anderen Klinkensätze nicht abgerundeten Schultern der Klinken in Richtung Einklinkstellung belastet. Sämtliche Sperrklinken besitzen je einen Zapfen (94) der sich durch ein im Schaltring vorgesehenes Loch erstreckt und von je einer Sperrklinke jedes Sperrklinkensatzes durch den Schaltring hindurch in eine Aussparung einer Verschiebebrücke (11) eingreift. Die Verschiebebrücke (11) weist für jeden Sperrklinkensatz (81, 82, 83, 84, x) je eine Aussparung mit federndem Mitnehmer (51) und Sperre (52) auf, die in der Weise auf der Verschiebebrücke positioniert sind, daß ein gewolltes fortschreitendes Einschalten von der vorgeringsten Geschwindigkeitsstufe beginnend aufwärts, oder ein fortschreitendes Ausschalten von der größten Geschwindigkeitsstufe beginnend abwärts möglich ist. Beim willkürlichen Aufwärtsschalten werden die nicht treibenden Klinkensätze durch die Sperren (52) abgehoben. Die Verschiebebrücke (11) wird über einen Steuerhebel (12), einen ringförmigen Gleitschieber (13), eine in der Achse (4) gelagerte Stange (15), die von einer Zugfeder (16) belastet ist, einen Schubkeil (17) mit den Schaltstufen entsprechenden Raststufen und einen Kabelzug betätigt. Die außerhalb der Nabenhülse (7) liegende Schaltung ist durch einen vorzugsweise durchsichtigen Nabenmantel (20) mit Abstandstegen und Schaumstoffrändern staubdicht abgedeckt. Über den Skalastellschrauben sind verstöpselte Öffnungen im Nabenmantel (20) vorgesehen.

Die inneren Zentralräder (41, 42, 43, x) sind zwecks Abwandlung des Übersetzungsbereiches abwechselnd mit je einem Distanzring (5) auf der feststehenden Achse (4) drehsinnlich verrastet. sämtliche Umlaufräder, innere Zentralräder und äußere Zentralräder sind untereinander deckungsgleich. Ein solches Nabengetriebe kann eine Rücktrittbremse aufnehmen. Der Übersetzungsbereich kann 1 : 4 und mehr betragen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Schaltung nicht vom Kraftfluß beeinflußt wird und auch im Stand unbehindert anspricht, daß der Übersetzungsbereich abwandlungsfähig ist oder extrem erweitert werden kann, daß keine schleifende Berührung zwischen den Teilen auftritt, daß eine kleine Anzahl von vereinheitlichten Baugruppen im Baukastensystem und Funktionsschalenprinzip nebeneinander aufgereiht sind, daß die einzelnen Selbstschaltwerte angezeigt werden und verstellbar sind und daß die Aufmerksamkeit beim Fahren durch die Schaltvorgänge nicht in Anspruch genommen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 Ansicht und achsparalleler Aufschnitt der Nabe,

Fig. 2 schematische Darstellung des Getriebes mit Verschiebebrücke,

Fig. 3 Übersetzungsdiagramm.

Claims (16)

1. Radnabe für Fahrräder od. dgl. mit einem eingebauten Umlaufwechselgetriebe zum Schalten von mehreren Vorwärtsgängen, mit einer feststehenden Achse (4), die ein Zentralrad (41) für einen ersten Umlaufrädersatz (31) aufweist, dessen Träger (61) ein äußeres Zentralrad für einen zweiten Umlaufrädersatz (32) bildet, dem ein zweites Zentralrad (42) auf der Achse (4) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger für den zweiten Umlaufrädersatz (32) ein mit einem Antriebskettenrad (1) verbundener Antriebsring (2) dient, der über einen Sperrklinkensatz (81) in direkter Verbindung mit einer Nabenhülse (7) steht, daß für den ersten Umlaufrädersatz (31) ebenfalls ein äußeres Zentralrad (62) vorgesehen ist, das als Träger für einen dritten Umlaufrädersatz (33) dient, dem ein drittes Zentralrad (43) auf der Achse (4) zugeordnet ist, daß der dritte Umlaufrädersatz (33) ein weiteres äußeres Zentralrad (63) antreibt und daß jedes äußere Zentralrad (61, 62, 63) über einen schaltbaren, in der Nabenhülse (7) gelagerten und diese durchgreifenden Sperrklinkensatz (82, 83, 84) mit der Nabenhülse (7) verbunden ist (Fig. 1).

2. Radnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Umlaufrädersätze und damit auch die Zentralräder identisch sind und ihre Anzahl wählbar ist (Fig. 1).

3. Radnabe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Zentralräder (41, 42, 43, x) zusammen mit Führungs- und Distanz-Ringen (5) auf der Achse (4) aufgeschoben und seitlich abgesichert und in einer Nut der Achse (4) drehsinnlich festgestellt sind (Fig. 1).

4. Radnabe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden schaltbaren Sperrklinkensatz (81, 82, 83, 84, x) zum gleichzeitigen Schalten seiner Sperrklinken ein auf der Nabenhülse (7) gelagerter Schaltring (10) vorgesehen ist, daß die Schaltringe über eine achsparallele Verschiebebrücke (11) nacheinander schaltbar sind und daß zum Betätigen der Verschiebebrücke (11) ein Steuerhebel (12) vorgesehen ist (Fig. 1).

5. Radnabe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich von jedem Schaltring (10) radial ein Zapfen (94) nach außen erstreckt, der in eine Aussparung der Verschiebebrücke (11) eingreift (Fig. 1).

6. Radnabe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (94) als ein Fortsatz eines sich durch ein Loch des Schaltrings erstreckenden Kupplungsstiftes einer Sperrklinke ausgebildet ist (Fig. 1).

7. Radnabe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (12) als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist und der zur Achse (4) weisende Arm eine Führungsrolle trägt (Fig. 1).

8. Radnabe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (12) in einen ringförmigen Gleitschieber (13) eingreift, der auf der feststehenden Achse (4) axial verschiebbar gelagert ist (Fig. 1).

9. Radnabe nach einem der Ansprüche 4-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebebrücke (11) für jeden Schaltring zum Überführen des zugehörigen Sperrklinkensatzes in die Einklinkstellung einen Mitnehmer (51) aufweist, der elastisch ist oder federnd abgestützt ist (Fig. 2).

10. Radnabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinken der schaltbaren Sperrklinkenansätze (82, 83, 84, x) mit Fliehkraftschaltgewichten (14) versehen sind und der Sperrklinkensatz (81) von einer Ringfeder (8) eingeklinkt gehalten wird (Fig. 1).

11. Radnabe nach den Ansprüchen 4 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebebrücke (11) für jeden Schaltring zum Sichern des zugehörigen Sperrklinkensatzes in der ausgeklinkten Stellung eine Sperre (52) besitzt (Fig. 2).

12. Radnabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlaufwechselgetriebe von einem vorzugsweise transparenten Nabenmantel (20) umgeben ist (Fig. 1).

13. Radnabe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Nabenhülse (7) für jeden Klinkensatz (82, 83, 84, x) eine Skala (19) mit Gegenhaltefeder (18), die in den jeweils zugehörigen Schaltring (10) eingreift, mittels einer Stellschraube radial verstellbar befestigt ist (Fig. 1).

14. Radnabe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betätigen des Gleitschiebers (13) eine in der Achse (4) verschiebbare Stange (15) dient, die sich einerseits aus der Achse herauserstreckt und andererseits von einer Feder (16) belastet ist (Fig. 1).

15. Radnabe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschieben der Stange (15) entgegen der Kraft der Feder (16) ein willkürlich betätigbarer Schubkeil (17) vorgesehen ist, der zur Verrastung an der Stange (15) eine der Anzahl der Gleitschieberpositionen entsprechende Anzahl von Raststufen besitzt (Fig. 1).

16. Radnabe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufräder je zwei seitliche die Verzahnung abdeckende Führungsringe (3) aufweisen (Fig. 1).