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Fahrräder, insbesondere
Freizeitfahrräder, auch
als City-Cruisers
bezeichnet, sind billig und leicht zu fahren, werden daher verbreitet
verwendet, um zur Arbeit oder zur Schule zu fahren oder um einzukaufen.
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Bei
dieser Art Freizeitfahrrad ist manchmal ein innenliegendes Nabengetriebe
am hinteren Rad montiert, um bei großen Geschwindigkeiten über flaches
Gebiet zu fahren oder mit minimaler Anstrengung bergauf zu fahren.
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Ein
innenliegendes Nabengetriebe weist allgemein eine Nabenachse auf,
welche an dem Fahrradrahmen befestigt ist; ein Nabengehäuse, das um
die Nabenachse rotieren kann; ein Antriebselement, um eine Antriebskraft
von einer Antriebskette aufzunehmen; einen Planetengetriebemechanismus, der
in dem Nabengehäuse
untergebracht ist, um die Antriebskraft vom Antriebselement über eine
Vielzahl von Übertragungspfaden
auf das Nabengehäuse
zu übertragen;
und einen Kupplungsmechanismus, um unter der Vielzahl von Übertragungspfaden
auszuwählen.
Der Kupplungsmechanismus hat ein Kupplungselement, um den Antriebsübertragungspfad
zu schalten, durch eine Bewegung in Richtung der Nabenachse und
eine Druckstange, die das Kupplungselement drückt.
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Da
sich das Antriebselement und das Nabengehäuse relativ zueinander drehen
können,
ist zwischen den beiden ein Raum, der zu dem Risiko führt, daß Wasser,
Schmutz und andere Verunreinigungen in das Innere des Nabengehäuses eintreten und
die Bedienung des Planetengetriebemechanismus und anderer Bestandteile
negativ beeinflussen. Einige innenliegende Nabengetriebe verwenden
einen labyrinthartigen Dichtungsmechanismus, um den Eintritt von
Verunreinigungen in das Nabengehäuse
zu verhindern. Da sich jedoch ein solches System auf versetzte Barrierenwände, mit
Abständen zwischen
den Barrierenwänden
stützt,
besteht immer noch das Risiko, daß Verschmutzungen zwischen
die Barrierenwände
wandern können,
und in das Innere des Nabengehäuses
eintreten, insbesondere, wenn die Nabe in Wasser eingetaucht wird.
Andere innenliegende Nabengetriebe verwenden eine Gummidichtung,
die auf einer inneren Umfangsoberfläche eines ringförmigen Metallrings
montiert ist, die im Gegenzug auf die innere Umfangsoberfläche des
Nabengehäuses
druckgepreßt
ist. Während
ein derartiger Dichtungsmechanismus effektiv ist, wird die Gummidichtung
unvermeidbar als Folge des gleitenden Kontaktes im Antriebselement
abgenutzt, da sich die Nabe bezüglich
des Antriebselementes dreht. Da der Ring, der die Gummidichtung
enthält,
auf die innere Umfangsoberfläche
des Nabengehäuses
druckgepreßt
ist, ist eine Entfernung der alten Dichtung und der Einbau einer
neuen Dichtung sehr schwierig.
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Die
europäische
Patentanmeldung
EP
0 876 953 A2 offenbart ein innenliegendes Nabengetriebe für ein Fahrrad.
Das Nabengetriebe weist eine Nabenachse mit einer Wellenachse auf,
um das Getriebe an einem Fahrradrahmen zu befestigen, ein Antriebselement,
welches drehbar bezüglich
der Nabenachse gelagert ist und einem Planetengetriebemechanismus.
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Daher
ist es wünschenswert,
ein Dichtungssystem zu haben, welches leicht entfernt und ersetzt werden
kann.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf eine Dichtung für eine Fahrradnabe gerichtet,
die effektiv den Eintritt von Verschmutzungen in die Nabe verhindert, und
weiterhin die leichte Entfernung und das Ersetzen der Dichtung erlaubt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung
weist eine Dichtung für
eine Fahrradnabe ein ringförmiges
Gehäuse
und ein ringförmiges Dichtungselement
auf. Das Gehäuse
weist eine Seitenwand auf, welche eine Vielzahl von umfänglich angebrachten
Schlitzen definiert. Das Dichtungselement ist an einem Gehäuse befestigt
und erstreckt sich radial nach innen. Das Dichtungselement ist aus
einem elastischen Material gebildet, und das Gehäuse ist aus einem Material
gebildet, das steifer ist als das Dichtungselement.
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Die
Fahrradnabe der vorliegenden Erfindung ist durch Anspruch 1 bestimmt.
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Bei
einer spezielleren Ausführungsform
einer Fahrradnabe, welche die vorliegende Erfindung beinhaltet,
ist wenigstens der Nabenkupplungsvorsprung und/oder die Nabenkupplungsnut
eine Nabenkupplungsnut, die auf einer äußeren Umfangsoberfläche des
Nabengehäuses
angebracht ist, die wenigstens den Seitenwandkupplungsvorsprung
aufweist, und/oder die Seitenwandkupplungsnut ist ein Seitenwandkupplungsvorsprung,
der auf einer inneren Umfangsoberfläche der Seitenwand angebracht ist
und in die Nabenkupplungsnut eingreift. Es ist sehr leicht, die
Dichtung in das Nabengehäuse
einzubauen oder aus dieser zu entfernen, insbesondere, wenn das
Gehäuse
aus Metall und das Dichtelement aus Gummi gebildet ist, da die Schlitze
dem Ende des Gehäuses
erlauben, von dem Nabengehäuse auseinandergespreizt
zu werden.
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1 ist
eine Seitenansicht eines Fahrrades, das eine spezielle Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen innenliegenden
Nabengetriebes aufweist;
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2 ist
eine teilweise Querschnittsansicht einer besonderen Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen innenliegenden
Nabengetriebes;
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3 ist
eine vergrößerte Detailansicht
des innenliegenden Nabengetriebes aus 2 in der
Position in einer kleinen Gangposition;
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4 ist
eine Schrägansicht
eines Betätigungsmechanismus,
der in dem in 2 gezeigten innenliegenden Nabengetriebe
verwendet wird;
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5 ist
eine schematische Ansicht, die die Betätigung der in 4 dargestellten
Schalttaste und Nockenoberfläche
zeigt;
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6 ist
eine detaillierte Ansicht der Preßstangenanordnung, die in 4 gezeigt
ist,
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7 ist
eine vergrößerte Detailansicht
des innenliegenden Nabengetriebes aus 2 in einer direkten
Antriebsstellung;
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8 ist
eine vergrößerte Detailansicht
des innenliegenden Nabengetriebes aus 2 in der
Position einer hohen Gangposition;
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9 ist
eine detailliertere Ansicht der in 2 gezeigten
Antriebselementdichtung;
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10 ist
eine teilweise Explosionsansicht des innenliegenden Nabengetriebes,
die die Antriebselementdichtung zeigt; und
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11 ist
eine detailliertere Ansicht des Lagerkonusdichtung, die in 2 gezeigt
ist.
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1 ist
eine Seitenansicht eines Fahrrades, welche eine besondere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen innenliegenden
Nabengetriebes verwendet. Dieses Fahrrad ist ein Freizeitfahrrad, welches
einen Rahmen 1 mit einem doppelschleifenartigen Rahmenkörper 2 und
eine vordere Gabel 3, ein Lenkelement 4, ein Antriebselement 5,
ein Vorderrad 6, ein Hinterrad 7, an welches eine
innenliegendes Dreigangnabengetriebe 10 montiert wurde, eine
vordere Bremsvorrichtung 8, eine hintere Schaltkomponente 9,
um das innenliegende Nabengetriebe 10 direkt mit der Hand
zu betätigen
und einen Sattel 11 aufweist.
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Die
Lenkerkomponente 4 hat einen Lenkschaft 14, der
an dem oberen Teil der vorderen Gabel 3 befestigt ist und
eine Lenkstange 15, die an dem Lenkerschaft 14 befestigt
ist. Ein Bremshebel 16, der einen Teil der vorderen Bremsvorrichtung 8 bildet,
ein Griff 17 und die Gangschaltkomponente 9 sind
am rechten Ende der Lenkstange 15 montiert. Die Gangschaltkomponente 9 ist
an dem Bremshebel 16 auf der Innenseite des Bremshebels 16 montiert
und ist mit dem innenliegenden Nabengetriebe 10 mittels
eines Schaltsteuerkabels 73 verbunden, wobei das Schaltsteuerkabel 73 ein
inneres Kabel und eine äußere Hülle aufweist,
welche durch ein spiralförmiges äußeres Kabel
gebildet wird. Die Gangschaltkomponente 9 weist eine gewöhnliche
Struktur auf, mit einem Aufwickelhebel, um das innere Kabel aufzuwickeln
und einem Lockerungshebel, der die Aufwickelbetätigung des Aufwickelhebels
lockert und das innere Kabel ausgibt, und daher hier nicht im einzelnen beschrieben
wird, auf. Die Antriebskomponente 5 hat eine Getriebelkurbel 18,
die am unteren Tretlager (Klammerbereich) des Rahmenkörpers 2 vorgesehen
ist, eine Kette 19, die um die Getriebekurbel 18 führt und
das innenliegende Nabengetriebe 10. Das innenliegende Nabengetriebe 10 ist
eine mit einer Rücktrittbremse
ausgestattete Nabe mit einer 3-Stufen-Struktur, welche Kraftübertragungspfade
zum Herunterschalten, zum direkten Antrieb und zum Hochschalten
aufweist. Wie in 2 gezeigt, hat das innenliegende
Nabengetriebe 10 eine Nabenachse 21, die an den
hinteren Ausfall 2a des Rahmenkörpers 2 des Fahrrades
befestigt ist, ein Antriebselement 22, das um den äußeren Umfang
an einem Ende der Nabenachse 21 angeordnet ist, ein Nabengehäuse 23,
das weiterhin um den äußeren Umfang der Nabenachse 21 und
des Antriebselements 22 angeordnet ist, einen Planetengetriebemechanismus 24,
einen Betätigungsmechanismus 25,
um einen Kraftübertragungspfad
auszuwählen,
einen Umkehrhebel 26, um einen Betätigungsmechanismus 25 zu aktivieren
und eine Rücktrittbremse 27.
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Wie
in den 2 und 3 gezeigt, ist die Nabenachse 21 ein
stangenartiges Element, welches in seiner Mitte einen größeren Durchmesser,
und an beiden Enden einen kleineren Durchmesser hat. Gewinde sind
an beiden Enden der Nabenachse 21 gebildet. Ein Betätigungsloch 21a ist
in dem axialen Bereich der Nabenachse 21 vom rechten Ende
zur Mitte in 2 gebildet, und eine Durchgangsnut 21b ist
in der Umgebung des Bodens des Betätigungsloches 21a gebildet.
Die Durchgangsnut 21b verläuft durch die Achse der Nabenachse 21 und
ist bezüglich
der Wellenachse um einen speziellen Nutneigungswinkel β geneigt
(s. 5).
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Die
Durchgangsnut 21b ist durch Verdrehung in Richtung der
der Vorwärtsrichtung
gegenüberliegenden
Seite, verlaufend von rechts nach links in 5, gebildet.
Die Durchgangsnut 21b wird gebildet, indem ein Endbohrer
mit vorgegebenem Durchmesser verwendet wird, um Löcher zu
bilden, die durch die Achse verlaufen, und in dem dann der Bohrer
in Richtung der Mitte in der axialen Richtung geführt wird,
während
die Nabenachse 21 langsam in der Vorwärtsrichtung gedreht wird. Daher
ist die Durchgangsnut 21b als kontinuierliche Spirale gestaltet,
in der die Durchgangslöcher,
die an beiden Enden schneiden, sich graduell gemäß der Bewegung in der axialen
Richtung drehen. Der Nutneigungswinkel β sollte von 10 bis 50 Grad reichen.
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Ein
Ende des Antriebselements 22 ist drehbar auf der Nabenachse 21 über Kugeln 30 und
einem Nabenkonus 31 gelagert, und ein Nabenzahn 32 ist
um den äußeren Umfang
des Antriebselementes 22 an einem Ende durch einen Schnappring 101 befestigt.
Eine Vielzahl von inneren Kerbzähnen 22a sind
in der axialen Richtung um den inneren Umfang am anderen Ende des
Antriebselementes 22 gebildet. Das Nabengehäuse 23 ist
ein röhrenförmiges Element,
und ein Gehäuseabstand 23a,
um den inneren Umfang desselben beinhaltet das Antriebselement 22 und
den Planetengetriebemechanismus 24. Das Nabengehäuse 23 kann
um die Nabenachse 21 über
Kugeln 33 und 34 einen Nabenlagerkonus 35 drehen.
Flansche 36 und 37 zum Stützen von Speichern 7a (s. 1)
sind an beiden Enden des äußeren Umfangs
des Nabengehäuses 23 befestigt.
Eine Antriebselementdichtung 100 mit einem ringförmigen Gehäuse 104,
welches an das Nabengehäuse 23 gekoppelt
ist, und ein ringförmiges
Dichtelement 108, welches das Antriebselement 22 berührt, ist
auf der rechten Seite des innenliegenden Nabengetriebes 10 angeordnet. Ähnlich ist
eine Konusdichtung 200 mit einem ringförmigen Gehäuse 204, welches an
die Nabenachse 23 gekoppelt ist, und ein ringförmiges Dichtelement 208,
welches den Konus 35 berührt, auf der linken Seite des
innenliegenden Nabengetriebes 10 angeordnet.
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Der
Planetengetriebemechanismus 24 hat ein Sonnenrad 40,
welches koaxial und gemeinsam mit der Nabenachse 21 gebildet
ist, einen Getrieberahmen 41, der um den äußeren Umfang
der Nabenachse 21 angeordnet ist, drei Planetenräder 42 (nur ein
Planetenrad ist in der Figur gezeigt), die mit dem Sonnenrad 40 in
Eingriff stehen und ein Hohlrad 43. Der Getrieberahmen 41 ist
ein röhrenförmiges Element,
und ist drehbar auf der Nabenachse 21 gelagert. Drei Vertiefungen 41a sind
in der Umfangsrichtung des Getrieberahmens 41 gebildet,
und die Planetenräder 42 sind
drehbar durch Bolzen 44 in diesen verschiedenen Vertiefungen 41a gelagert.
Die inneren Kerbzähne 41b sind
um den inneren Umfang an einem Ende des Getrieberahmens 41 gebildet, und äußere Kerbzähne 41c (2)
sind in den äußeren Umfang
am anderen Ende gebildet.
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Das
Hohlrad 43 ist in einer annähernd zylindrischen Form gebildet
und erstreckt sich von den Planetenrädern 42 in Richtung
des äußeren Umfangs
des Antriebselementes 22. Die inneren Zähne 43b sind um den
inneren Umfang an dem anderen Ende des Hohlrades 43 gebildet.
Die Planetenräder 42 stehen
in Eingriff mit dem Sonnenrad 40, wie oben erwähnt, aber
zur gleichen Zeit stehen sie auch in Eingriff mit den inneren Zähnen 43b des
Hohlrades 43. Eine Vertiefung 43a ist an einem
Ende des Hohlrades 43 gebildet, und eine Kupplungssperrklinke 53, welche
einen Bestandteil einer ersten Einwegkupplung 50, wie in 4 gezeigt,
bildet, ist schwenkbar durch einen Bolzen 54 in dieser
Vertiefung 43a gelagert. Diese Kupplungssperrklinke 53 wird
in der stehenden Richtung durch eine Torsionsspiralfeder 55 (4)
vorgespannt. Die erste Einwegkupplung 50 überträgt nur Antriebsdrehkraft
in der Vorwärtsrichtung
von dem Hohlrad 43 auf das Nabengehäuse 23. Die Kupplungssperrklinke 53 steht
nur dann in Eingriff mit Ratschenzähnen 23b, die auf
der inneren Umfangsoberfläche
des Nabengehäuses 23 gebildet sind,
wenn das Hohlrad 43 in der Vorwärtsrichtung gedreht wurde.
Auch in einem eine Übertragung
erlaubenden Zustand, in dem das Hohlrad 43 sich in der
Vorwärtsrichtung
dreht, kann die erste Einwegkupplung 50 zwischen einem
Kraftübertragungszustand,
in welchem die Kupplungssperrklinke 53 in die Ratschenzähne 10 und 23b eingreift
und einem Übertragungsunterbrechungszustand
des Zurückziehens
von den Ratschenzähnen 23b,
welche durch eine Bewegung der Kupplung, wie unten diskutiert, erreicht
wird, schalten.
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Eine
zweite Einwegkupplung 51, die Drehkraft nur in der Vorwärtsrichtung
vom Antriebselement 22 auf das Hohlrad 43 überträgt, ist
zwischen dem Antriebselement 22 und dem Hohlrad 43 angeordnet.
Eine dritte Einwegkupplung 52, die Drehkraft nur in der
Vorwärtsrichtung
von dem Getrieberahmen 41 auf das Nabengehäuse 23 überträgt, ist
zwischen dem Getrieberahmen 41 und dem Nabengehäuse 23 angeordnet.
Die dritte Einwegkupplung 52 hat ein röhrenförmiges Kupplungsgehäuse 56,
in welchem innere Kerbzähne 56a um
den inneren Umfang an einem Ende gebildet sind. Diese inneren Kerbzähne 56a greifen
in die äußeren Kerbzähne 41c des
Getrieberahmens 41 ein, und das Kupplungsgehäuse 56 dreht
sich gemeinsam mit dem Getrieberahmen 41. Diese beiden
Einwegkupplungen 51 und 52 können im Gegensatz zur ersten
Einwegkupplung 50 keine Schaltung in einem übertragungsermöglichenden Zustand
durchführen.
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Der
Betätigungsmechanismus 25 wird
verwendet, um den Kraftübertragungspfad
auszuwählen,
und er weist ein Kupplungselement 45 und ein Kupplungssteuerelement 46 auf.
Das Kupplungselement 45 schaltet das Antriebselement 22 und
den Getrieberahmen 41 zwischen einem verbundenen Zustand
und einem getrennten Zustand und schaltet auch die erste Einwegkupplung 50,
zwischen einem Kraftübertragungszustand
und einem Kraftunterbrechungszustand. Das Kupplungselement 45 ist
um den äußeren Umfang
der Nabenachse 21 so angeordnet, daß es sich drehen und in der
axialen Richtung bewegen kann.
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Wie
in 4 gezeigt, ist das Kupplungselement 45 ein
röhrenförmiges Element,
und weist äußere Kerbzähne 45a auf,
die um den äußeren Umfang
an einem Ende desselben gebildet sind. Die äußeren Kerbzähne 45a stehen gleitend
mit den inneren Kerbzähnen 22a des
Antriebselementes 22 in Eingriff. Eine Komponente 45b mit
großem
Durchmesser ist an dem anderen Ende des Kupplungselementes 45 gebildet,
und äußere Kerbzähne 45c sind um
den äußeren Umfang
desselben gebildet. Die äußeren Kerbzähne 45c können mit
den inneren Kerbzähnen 41b,
die auf dem Getrieberahmen 41 gebildet sind, in Eingriff
stehen. Eine sich verjüngende
Oberfläche 45d ist
zwischen der Komponente 45b mit großem Durchmesser und einem Ende
gebildet. Diese sich verjüngende
Oberfläche 45d ist
vorgesehen, um die Kupplungssperrklinke 53 der ersten Einwegkupplung 50 aus
ihrer aufrechten Position (Kraftübertragungsposition),
die durch die durchgezogene Linie gezeigt ist, in ihre zurückgezogene
Position (Kraftunterbrechungsposition), welche durch die gepunktete Linie
angezeigt ist, zu senken. Wenn sich das Kupplungselement 45 von
links in Richtung der Herabschaltposition am rechten Ende bewegt,
folgt die Kupplungssperrklinke 53 entlang der sich verjüngenden
Oberfläche 45d,
verläuft
auf die Komponente 45b mit großem Durchmesser und wird in
eine zurückgezogene
Stellung gesenkt.
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Wie
in 3 gezeigt, sind zwei gestufte Komponenten 45e und 45f um
den inneren Umfang des Kupplungselementes 45, mit zwischen
ihnen liegenden Abständen
in der axialen Richtung angeordnet. Wie in 4 gezeigt
ist, ist eine Vielzahl von Nockenoberflächen 47 auf der linken
Stufenkomponente 45f mit Abständen dazwischen in der Umfangsrichtung
gebildet.
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Wie
in 5 gezeigt, haben die Nockenoberflächen 47 eine
flache Oberfläche 47a,
die an einem Ende niedergedrückt
ist, eine gekurvte Oberfläche 47b,
die sich nach unten in der Vorwärtsrichtung A
der ebenen Oberfläche 47a erstreckt,
und eine Schrägfläche 47c,
die nach oben führt.
Der Neigungswinkel α bezüglich der
Achse der Achse dieser Schrägfläche 47c sollte
größer sein
als der Nutneigungswinkel β der
Durchgangsnut 21b und zwischen 20 und 70 Grad liegen.
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Die
Kupplungssteuerkomponente 46 bewegt das Kupplungselement 45 in
der axialen Richtung der Nabenachse 21, und steht in Eingriff
mit dem Kupplungselement 45, um die Drehkraft des Kupplungselementes 45 in
eine Verschiebung in der axialen Richtung zu überführen. Die Kupplungssteuerkomponente 46 hat
eine Druckstange 48, die sich in axialer Richtung durch
das Betätigungsloch 21a bewegt,
und eine Schalttaste 49, die durch die Druckstange 48 an
die Seite des Getrieberahmens 41 gedrückt wird, wie in 3 gezeigt.
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Wie
in 6 gezeigt, hat die Druckstange 48 einen
Betätiger 65 einer
speziellen Länge,
einen Betätiger 66,
der auf dem entfernten Ende des Betätigers 65 so gebildet
ist, daß sich
ersterer in der axialen Richtung bewegen kann, und eine erste Spiralfeder 60,
die zwischen dem Bediener 65 und dem Betätiger 66 vorgesehen
ist. Der Bediener 65 hat eine Stangenkomponente 68 und
eine Anschlagkomponente 69, die auf die Stangenkomponente 68 geschraubt
ist. Eine Schraubenkomponente 68a ist auf dem Basisende
der Stangenkomponente 68 gebildet, und eine Komponente 68b mit
großem
Durchmesser ist auf dem entfernten Ende gebildet. Diese Schraubkomponente 68a ist
in die Anschlagkomponente 69 geschraubt. Die Komponente 68b mit
großem
Durchmesser ist rutschfähig
in einem Führungsloch 66a, welches
im Inneren des Betätigers 66 gebildet
ist, montiert. Das Führungsloch 66a hat
einen kleineren Durchmesser auf der Seite des Betätigers 66,
was verhindert, daß der
Betätiger 66 herauskommt.
Die erste Spiralfeder 60 wird in einem komprimierten Zustand
zwischen die Endoberfläche
des Betätigers 66 und
die Endkomponente der Anschlagskomponente 69 eingesetzt,
und drückt
den Betätiger 66 und
den Bediener 65 weg voneinander. So wird das Kupplungselement 45 in
Richtung des Getrieberahmens 41 vorgespannt, wenn der Betätiger 66 auf
die Schalttaste 49 drückt.
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Wie
in 4 gezeigt, ist die Schalttaste 49 ein
stangenartiges Element mit einem dreieckigen Querschnitt. Wenn sie
gedrückt
wird, bewegt sich die Schalttaste 49 durch die Durchgangsnut 21b,
während
sie sich in der gegenüber
der Vorwärtsrichtung entgegengesetzten
Richtung dreht, das heißt
während
sie verdreht wird. Die Kontaktoberfläche der Schalttaste 49 gegen
die Durchgangsnut 21b ist unter einem Winkel gebildet,
der der Durchgangsnut 21b folgt. Wenn zum Beispiel ein
Neigungswinkel β der
Durchgangsnut 21b 30 Grad beträgt, ist der Winkel der Kontaktoberfläche 49b bezüglich der
Achse auch ungefähr
30 Grad. In dieser Ausführungsform ist
die Bewegung der Schalttaste 49 durch einen Haltering 63,
der um den inneren Umfang am anderen Ende des Kupplungselementes 45 montiert
ist, darauf beschränkt,
innerhalb des Kupplungselementes 45 zu liegen. Daher kann
die Schalttaste 49 tatsächlich
nicht aus dem Kupplungselement 45 austreten, wie in 4 gezeigt.
Anstelle dessen berührt
die Schalttaste 49 den Haltering 63 und bewegt
das Kupplungselement 45 nach links in 3.
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Andererseits
kann die Schalttaste 49 an die Nockenoberflächen 47 innerhalb
des Kupplungselementes 45 anschlagen. Wenn das Kupplungselement 45 in
der Vorwärtsrichtung
in einem Zustand gedreht wird, in dem die Schalttaste 49 die
flache Komponente 47a der Nockenoberfläche 47 angeschlagen hat,
dann wird die Schalttaste 49 in Richtung der Führungsoberfläche der
Durchgangsnut 21b durch die Schrägfläche 47c der Nockenoberfläche 47 gedrückt. Als
Folge bewegt sich das Kupplungselement 45 nach rechts in
der axialen Richtung. Genauer wird die Drehkraft des Kupplungselementes 45 in
eine Verschiebung in axialer Richtung umgewandelt, um die Schaltsteuerung
zu unterstützen.
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Eine
Vertiefung 49a wird an beiden Enden der Schalttaste 49 gebildet,
und gegen diese Vertiefung 49a wird eine zweite Spiralfeder 61 gehalten,
die an ihrem anderen Ende auf der Nabenachse 21 gehalten
wird. Die Schalttaste 49 ist permanent in Richtung des
Kupplungselementes 45 durch diese zweite Spiralfeder 61 vorgespannt.
Eine dritte Spiralfeder 62 ist zwischen der Schalttaste 49 und
dem Kupplungselement 45 zwischengelagert. Die dritte Spiralfeder 62 ist
auf eine vorgegebene Gesamtlänge
durch ein (nicht gezeigtes) Begrenzungselement begrenzt. Wenn sie
zusammengedrückt
ist, spannt die dritte Spiralfeder 62 die Schalttaste 49 und
das Kupplungselement 45 weg voneinander, bevor das erstere
das letztere anschlägt.
Als Folge bleibt das Kupplungselement 45 gewöhnlich in
einem festen Abstand von der Schalttaste 49, während der
Bewegung und wird genau positioniert.
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In
dieser Ausführungsform
nehmen die Vorspannkräfte
der ersten bis dritten Spiralfedern 60, 61 und 62 in
dieser Reihenfolge ab. Wenn die Federkraft der ersten Spiralfeder 60 kleiner
wäre als
diejenige der zweiten Spiralfeder 61, dann würde sogar,
wenn die Schalttaste 49 durch die Preßstange 48 gedrückt wäre, die
erste Spiralfeder 60 sich zusammenziehen und die Schalttaste 49 würde sich
nicht bewegen. Wenn die Federkraft der zweiten Spiralfeder 61 kleiner
wäre als
diejenige der dritten Spiralfeder 62, würde die Schalttaste 49 nicht
in die Nockenoberfläche 47 eintreten,
sogar wenn die Schalttaste 49 durch die zweite Spiralfeder 61 gedrückt wäre, und
die Schaltsteuerung würde
nicht unterstützt
werden.
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Die
erste Spiralfeder 60 ist in einem relativ großen Abstand
zwischen dem Bediener 65 und dem Betätiger 66 innerhalb
des Betätigungsloches 21a vorgesehen,
so daß es
möglich
ist, die Anzahl der Windungen zu erhöhen und dabei die Federkonstante
und die Federkraft zu verringern. Entsprechend können die Federkonstanten und
die Federkräfte
der zweiten und dritten Spiralfedern 61 und 62 weiter
verringert werden, was eine Verringerung der Gesamtkraft, welche
benötigt
wird, um die Druckstange 48 während eines Hochschaltens zu
drücken,
zu verringern. Dies würde
im Gegenzug die Bedienkraft des Wickelhebels in der Schaltsteuerkomponente 9 verringern.
Als Folge tritt auf dem inneren Kabel eine geringere Spannung auf,
und das innere Kabel bricht nicht so häufig.
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Der
Umlenkhebel 26 ist an das axiale Ende der Nabenachse 21 montiert.
Der Umlenkhebel 26 weist eine Stützklammer 70 auf,
die am axialen Ende montiert ist und ein Verbindungselement 71,
welches schwenkbar durch die Stützklammer 70 gestützt wird.
Das äußere Gehäuse 73a eines
Schaltsteuerkabels 73 wird an dieser Stützklammer 70 angehalten
und ein inneres Kabel 73b wird an dem Verbindungsglied 71 angehalten.
Das entfernte Ende des Verbindungsglieds 71 schlägt an das
Basisende der Druckstange 48. Durch ein Ziehen des inneren
Kabels 73b mittels der Schaltsteuerkomponente 9 schwenkt
das Verbindungsglied 71, drückt die Stoßstange 48, und führt ein
Hochschalten durch.
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Wenn
das innere Kabel gelockert wird, wird das Kupplungselement 45 durch
die zweite Spiralfeder 61 über die Schalttaste 49 gedrückt, und
ein Herunterschalten wird durchgeführt.
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Wie
in 2 gezeigt, ist die Rücktrittbremse 27 an
das Kupplungsgehäuse 56 montiert.
Die Rücktrittbremse 27 weist
eine Bremsrolle 57 auf, die von dem Kupplungsgehäuse 56 gelagert
wird, eine Nockenoberfläche 41d,
die um einen äußeren Umfang an
dem anderen Ende des Getrieberahmens 41 gebildet ist, einen
Bremsschuh 58, der eine Bremswirkung auf die innere Oberfläche am anderen
Ende des Nabengehäuses 23 ausübt. Die
Bremsrolle 57 ist so gestaltet, daß sie nach außen in der
radialen Richtung durch die Nockenoberfläche 41d gedrückt wird, wenn
das Antriebselement 22 sich in der umgekehrten Richtung
dreht. Als Folge kommt der Bremsschuh 58 in Kontakt mit
der inneren Oberfläche
des Nabengehäuses 23 und
bremst dasselbe.
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Bremsenschluß neigt
dazu aufzutreten, wenn die Rücktrittbremse 27 eingebaut
wird. Bremsenschluß ist
ein Phänomen,
wobei die erste Einwegkupplung 50 in einem Zustand der
Kraftübertragung ist,
wenn der Fahrer rückwärts tritt,
um zu bremsen. Die Antriebskraft wird in einem Zustand übertragen, in
welchem die Bremse angewandt wird, und die Bremse kann nicht gelockert
werden. Ein Sperrklinkenkäfig 59 ist
an die erste Einwegkupplung 50 in dieser Ausführungsform
montiert, um dieses Phänomen
zu verhindern. Der Sperrklinkenkäfig 59 weist
einen speziellen Winkel des Spiels zwischen den Ratschenzähnen 23b des
Nabengehäuses 23 und
der Kupplungssperrklinke 53, der ersten Einwegkupplung 50 auf,
und er erlaubt, daß die
Bremse gelockert wird, während
das Hohlrad 43 durch diese Menge des Spiels dreht. Genauer
verhindert der Kupplungskäfig 59 entweder,
daß die
Kupplungssperrklinke 53 unter einem speziellen Winkel aufgerichtet
wird, oder, selbst wenn sie aufgerichtet ist, erlaubt er dieser,
an einer Position aufgerichtet zu werden, in der sie nicht die Ratschenzähne 23b unter
diesem speziellen Winkel stoppen kann, und verzögert die Zeit, wenn die Kupplungssperrklinke 53 durch
die Ratschenzähne 23b während des
ursprünglichen
Antriebs gestoppt wird.
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Wegen
des Planetengetriebemechanismus 24 und den Einwegkupplungen 50 bis 52 weist
das innenliegende Nabengetriebe 10 folgendes auf:
Einen
Herunterschaltkraftübertragungspfad,
der aus dem Antriebselement 22, dem Hohlrad 43, dem Planetengetriebemechanismus
24, dem Getrieberahmen 41 und dem Nabengehäuse 23 gebildet
wird;
einen direkten Antriebskraftübertragungspfad, der aus dem
Antriebselement 22, dem Hohlrad 43 und dem Nabengehäuse 23 gebildet
wird, und einem Hochschaltkraftübertragungpfad,
der aus dem Antriebselement 22, dem Kupplungselement 45,
dem Getrieberahmen 41, dem Planetengetriebemechanismus 24,
dem Hohlrad 43 und dem Nabengehäuse 23 gebildet wird.
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Eine
Schaltung wird durchgeführt,
indem die Druckstange 48 mit dem Umlenkhebel 26 über das Schaltsteuerkabel 73 betätigt wird.
In dem in 3 gezeigten Zustand, in dem
die Druckstange 48 nicht eingedrückt ist, ist das Kupplungselement 45 in
der Herunterschaltposition am rechten Ende angeordnet, und die Drehung
vom Antriebselement 22 wird auf das Nabengehäuse 23 übertragen,
nachdem es in der Geschwindigkeit über den Herunterschaltkraftübertragungspfad
verringert wurde. Genauer gesagt, wird die Eingangsdrehung auf das
Antriebselement 22 auf das Hohlrad 43 über die
zweite Einwegkupplung 51 übertragen. An diesem Punkt
wird die Kupplungssperrklinke 53 der ersten Einwegkupplung 50 von
dem Kupplungselement 45 in den zurückgezogenen Zustand, der durch
die gepunktete Linie in 4 gezeigt ist, gedreht und die
erste Einwegkupplung ist in einem Kraftunterbrechungszustand. Entsprechend wird
die Drehung, die auf das Hohlrad 43 übertragen wurde, weiter auf
das Nabengehäuse 23 über den Planetengetriebemechanismus 24, den
Getrieberahmen 41 und die dritte Einwegkupplung 52 übertragen.
In diesem Fall wird die Eingangsdrehung in ihrer Geschwindigkeit
entsprechend dem Gangschaltverhältnis,
welches durch die Anzahl von Zähnen
des Sonnenrades 40, der Planetenräder 42 und des Hohlrades 43 bestimmt
ist, verringert.
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Wenn
der Aufwickelhebel der Schaltsteuerkomponente 9 betätigt wird,
schwingt das Verbindungselement 71 der Umlenkhebel 26 und
drückt durch
eine Stufe auf die Druckstange 48. Als Folge, da die Federkraft
der ersten Spiralfeder 60 größer als die Federkraft der
zweiten Spiralfeder 61, wird die Schalttaste 49 durch
das Verbindungselement 71 über die Druckstange 48 gedrückt, in
die Durchgangsnut 21b geführt und in 3 nach
links geführt, während es
sich um die Nabenachse dreht. Das Kupplungselement 45 wird
auch über
den Stoppring 63 gedrückt
und nimmt die Direktantriebsposition ein. Wenn das Kupplungselement 45 erst
in der in 7 gezeigten Direktantriebsposition
angeordnet ist, wird die Kupplungssperrklinke 53 der ersten
Einwegkupplung 50, die in einem zurückgezogenen Zustand durch die
sich verjüngende
Oberfläche 45d gebracht worden
war, zurück
in den aufrechten Zustand, der durch die durchgezogene Linie in 4 gezeigt
ist, durch die Federkraft der Spiralfeder 55 gebracht.
In diesem Zustand kann die erste Einwegkupplung 50 nur
Drehung in der Vorwärtsrichtung
vom dem Hohlrad 43 auf das Nabengehäuse 23 übertragen.
Daher wird die Drehung vom Antriebselement 22 direkt auf das
Nabengehäuse 23 durch
den Direktantriebskraftübertragungspfad übertragen.
Genauer gesagt, wird die Eingangsdrehung an das Antriebselement 22 auf das
Hohlrad 43 über
die zweite Einwegkupplung 51 übertragen, wird dann auf das
Nabengehäuse 23 über die
erste Einwegkupplung 50 übertragen, und die Drehung
des Antriebselements 22 wird direkt auf das Nabengehäuse 23 über das
Hohlrad 43 übertragen.
An diesem Punkt wird die Drehung vom Hohlrad 43 auf den
Getrieberahmen 41 über
den Planetengetriebemechanismus 24 übertragen, und der Getrieberahmen 41 dreht
sich mit verringerter Geschwindigkeit, aber da die Drehung des Nabengehäuses 23 schneller
ist als diejenige des Getrieberahmens 41, tritt keine Übertragung
der Drehung von dem Getrieberahmen 41 auf das Nabengehäuse 23 über die
dritte Einwegkupplung 52 auf.
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Wenn
der Aufwickelhebel im direkten Antriebszustand betätigt wird
und die Druckstange 48 weiter eingedrückt wird, bewegt sich die Schalttaste 49 weiter
nach links und das Kupplungselement 45 bewegt sich auch
dementsprechend in die Hochschaltposition. Wenn das Kupplungselement 45 in der
Hochschaltposition, die in 8 gezeigt
ist, angeordnet ist, greifen die äußere Kerbzähne 45c des Kupplungselements 45 und
die inneren Kerbzähne 41b des
Getrieberahmens 41 ineinander ein. Bei dieser Bewegung
in Richtung der Hochschaltposition, wenn die äußeren Kerbzähne 45c und die inneren Kerbzähne 41b in
Positionen angeordnet sind, in denen sie ineinander greifen, bewegt
sich das Kupplungselement 45 direkt in die Hochschaltposition nach
links, nachdem das Kupplungselement 45 an den Getrieberahmen 41 anschlägt. Wenn
jedoch diese Zähne
in Positionen angeordnet sind, in denen sie nicht ineinandergreifen,
halten die Schalttaste 49 und das Kupplungselement 45 zeitweise
ihre Bewegung nach links an dem Punkt, wenn das Kupplungselement 45 den
Getrieberahmen 41 anschlägt. Wenn dies geschieht, zieht
sich der Betätiger 66 der
Druckstange 48 zurück,
die erste Spiralfeder 60 wird zusammengedrückt, und
die Schalttaste 49 wird gedrückt. Wenn das Kupplungselement 45 sich
dann dreht und die beiden Sätze
von Zähnen 45c und 41b ihre
Eingriffspositionen erreichen, bewegt die Federkraft der ersten
Spiralfeder 60 das Kupplungselement 45 über die
Schalttaste 49 und die beiden Sätze von Zähnen 45c und 41b greifen
ineinander. In diesem Zustand wird die Drehung, die auf das Antriebselement 22 übertragen
wird, auf das Nabengehäuse 23 über den
Hochschaltübertragungspfad übertragen.
Genauer gesagt, wird die Drehung vom Antriebselement 22 über das
Kupplungselement 45 und auf den Getrieberahmen 41 übertragen.
Die Drehung, die auf den Getrieberahmen 41 übertragen
wird, wird auf das Nabengehäuse 23 über den
Planetengetriebemechanismus 24, das Hohlrad 43 und
die erste Einwegkupplung 50 übertragen. In diesem Fall wird die
Eingangsdrehung in ihrer Geschwindigkeit erhöht und die Ausgangsdrehung
entsprechend dem Gangschaltverhältnis,
welches durch die Anzahl von Zähnen
des Sonnenrades, der Planetenräder 42 und
des Hohlrades 43 bestimmt wird, erhöht. An diesem Punkt gibt es
einen Versuch, die Drehung vom Antriebselement 22 auf das
Hohlrad 43 über
die zweite Einwegkupplung 51 zu übertragen, aber da die Drehung
des Hohlrades 43 schneller als diejenige des Antriebselements 22 ist,
wird keine Drehung von der zweiten Einwegkupplung 51 übertragen.
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Da
die Drehung direkt zwischen dem Antriebselement 22 und
dem Hohlrad 43 während
eines derartigen Schaltens von der Herunterschaltseite in die Hochschaltseite übertragen
wird, ist es am besten, dasjenige Kupplungselement 45 zu
bewegen, auf das keine Kraft wirkt.
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Entsprechend
kann die Federkraft der ersten Spiralfeder 60 reduziert
werden, um das Kupplungselement 45 zu drücken, und
weiterhin, da die Federkraft der zweiten Spiralfeder 61 kleiner
als diese ist, kann eine Schaltbetätigung mit einer leichten Kraft durchgeführt werden.
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Wenn
der Lösehebel
der Schaltsteuerkomponente 9 in der in 8 gezeigten
Hochschaltposition betätigt
wird, wird die Vorspannkraft der ersten Spiralfeder 60 reduziert,
und die zweite Spiralfeder 61 drückt auf die Schalttaste 49 und
bewirkt, daß die Druckstange 48 um
eine Stufe nach rechts zurückgezogen
wird. Die Schalttaste 49 drückt dann auf das Kupplungselement 45 über die
dritte Spiralfeder 62 und versucht, das Kupplungselement 45 in
die Direktantriebsposition zu bewegen. Wenn der Fahrer nicht in
die Pedale tritt und keine Antriebskraft übertragen wird, trennt sich
das Kupplungs element 45 sofort von dem Getrieberahmen 41,
und das Kupplungselement 45 bewegt sich in die direkte
Antriebsposition. Wenn der Fahrer die Pedale tritt, kann jedoch,
da Antriebskraft von dem Kupplungselement 45 auf den Getrieberahmen 41 übertragen
wird, Reibungskraft bewirken, daß die inneren Kerbzähne 41b und
die äußeren Kerbzähne 45b in
Eingriff bleiben. In einem derartigen Fall wird die Federkraft der
zweiten Spiralfeder 61 allein nicht das Kupplungselement 45 in 8 nach
rechts bewegen. In einem derartigen Zustand, wenn die Schalttaste 49 die
flache Oberfläche 47a der
Nockenoberfläche 47 des
Kupplungselements 45, wie in 5 gezeigt,
anschlägt,
wird die Schalttaste 49 in Richtung der Führungsoberfläche über die gesamte
Länge des
in die Durchgangsnut 21b eingesetzten Bereiches gedrückt und
durch Reibungskraft davon abgehalten, in der axialen Richtung zu
entweichen. Als Folge, wenn die Schalttaste 49 auf die Schrägfläche 47c hinauf
läuft,
bewegt sich das Kupplungselement 45 nach rechts. Wenn die
inneren Kerbzähne 41b und
die äußeren Kerbzähne 45c dann
außer
Eingriff gelangen, wird das Kupplungselement 45 durch die
zweite Spiralfeder 61 über
die Schalttaste 49 gedrückt
und bewegt sich in die Direktantriebsposition. Mit anderen Worten,
unterstützt der
Kontakt zwischen der Nockenoberfläche 47 des Kupplungselements 45 und
der Schalttaste 49 das Schalten, indem die Drehbewegung
des Kupplungselements 45 in eine Verschiebung in der axialen Richtung
umgewandelt wird.
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Die
Schalttaste 49 kann nicht sofort nach links in der axialen
Richtung entweichen, da sie, wie oben angemerkt, von der zweiten
Spiralfeder 61 gedrückt
wird, und die Durchgangsnut 21b geneigt und in einer Spirale
bezüglich
der Achse verdreht ist. Daher wird die Schalttaste 49 nicht
in der axialen Richtung entweichen, wenn die übertragene Antriebskraft kleiner
ist als die Vorspannkraft der zweiten Spiralfeder 61 und
die Reibungskraft zwischen der Schalttaste 49 und der Führungsoberfläche. Wenn
jedoch eine Antriebskraft aufgebracht wird, die größer ist
als die genannten Kräfte,
kann die Schalttaste 49 die Vorspannkraft der zweiten Spiralfeder 61 und
die Reibungskraft mit der Führungsoberfläche überwinden und
nach links in der axialen Richtung entweichen, ohne daß sich das
Kupplungselement 45 bewegt. Die Reibungskraft kann mittels
des Nutneigungswinkels β eingestellt
werden. Wenn dieser Nutneigungswinkel β zu hoch eingestellt wird, dann
wird es schwierig für
die Schalttaste 49, sich nach links zu bewegen, wenn die
Schalttaste 49 von der Druckstange 48 gedrückt wird.
Wenn der Nutneigungswinkel β zu
gering eingestellt ist, wird der Widerstand während des Drückens durch
die Druckstange 48 geringer sein, aber die Reibungskraft
wird auch abnehmen. Daher sollte der Nutneigungswinkel β zwischen
10 und 50 Grad liegen. Es ist möglich,
die Antriebskraft an der Grenze einzustellen, an der die Schalttaste 49 während der
Unterstützung
entweicht, indem dieser Nutneigungswinkel β, der Neigungswinkel α der Neigungsoberfläche 47c der
Nockenoberfläche 47 und
die Federkraft der drei Spiralfedern 60 bis 62 eingestellt werden.
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Auch
wenn eine Antriebskraft aufgebracht wird, die größer ist als die eingestellte
Antriebskraft und die Schalttaste 49 in der axialen Richtung
entweicht, ohne daß sich
das Kupplungselement 45 bewegt, wird das Kupplungselement 45 durch
die unterstützende
Kraft, die von der Schalttaste 49 produziert wird, gepreßt werden
und wird sich nach rechts bewegen, wenn erst die Pedalkurbel 18 die
Umgebung des oberen Totpunktes oder des unteren Totpunktes erreicht
und die Antriebskraft abnimmt. Demgemäß wird ein Schaltvorgang nicht
durchgeführt
werden, wenn eine extrem große
Antriebskraft aufgebracht wird, so wie auf einem steilen Hügel, was
Schaltstöße vermindert
und dazu beiträgt,
Schaden für
den Fahrer und die kraftübertragenden
Teile, wie die Kerbzähne
und die Einwegkupplungen, zu verhindern. Wenn sich dieses Kupplungselement 45 schließlich bewegt,
wird die Schalttaste 49 von der Nockenoberfläche 47 durch
die dritte Spiralfeder 62 getrennt. Entsprechend wird,
durch die Berührung mit
der Schalttaste 49 kein Geräusch erzeugt werden, auch wenn
das Kupplungselement 45 gedreht wird. In der in 7 gezeigten
direkten Antriebsposition wird eine Drehung von dem Antriebselement 22 auf
das Nabengehäuse 23 über den
direkten Antriebsübertragungspfad übertragen,
wie oben beschrieben.
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Wenn
der Lockerungshebel in einem Zustand betätigt wird, in dem das Kupplungselement 45 in
einer direkten Antriebsposition angeordnet ist, zieht sich die Druckstange 48 weiter
zurück,
und die Schalttaste 49 drückt auf das Kupplungselement 45. An
diesem Punkt kommt die sich verjüngende
Oberfläche 45d des
Kupplungselements 45 in Kontakt mit der Kupplungssperrklinke 53 der
ersten Einwegkupplung 50 und versucht, die Kupplungssperrklinke 53 von
einem aufgerichteten Zustand in einen zurückgezogenen Zustand zu senken.
Da die Kupplungssperrklinke 53 Kraft von dem Hohlrad 43 auf
das Nabengehäuse 23 überträgt, wird
sie jedoch nicht sofort in einen zurückgezogenen Zustand durch die
Vorspannkraft der zweiten Spiralfeder 61 allein gesenkt. Hier
wird wiederum, wie oben dargestellt, eine unterstützende Kraft
erzeugt, wenn die Schalttaste 49 die Nockenoberfläche 47 des
Kupplungselements 45 schlägt, das Kupplungselement 45 wird
in der axialen Richtung bewegt und die Kupplungssperrklinke 53 kann
gesenkt werden.
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Da
Drehung direkt auf das Hohlrad 43 übertragen wird, ohne durch
das Kupplungselement 45 zu gehen, tritt eine Verringerung
der Betätigungskraft, welche
während
des Schaltens in einer Hochschaltbetätigung von der Herunterschaltseite
in Richtung der Hochschaltseite benötigt wird, auf.
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Weiterhin
kann der Fahrer in einer Herunterschaltbetätigung von der Hochschaltseite
zu der Herunterschaltseite, da die Drehkraft des Kupplungselements 45 unterstützt wird,
indem sie in eine Verschiebung in der axialen Richtung umgewandelt
wird, eine Schaltung mit leichter Kraft vornehmen, während er noch
immer in die Pedale tritt, sogar beim Hochschalten.
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9 ist
eine detailliertere Ansicht der Dichtung des Antriebselementes aus 2,
und 10 ist eine teilweise Explosionsansicht des innenliegenden
Nabengetriebes 10, welche die Antriebselementdichtung 100 zeigt.
Wie in diesen Figuren gezeigt, weist das ringförmige Gehäuse 104 eine zylindrische Metallseitenwand 120 mit
einer äußeren Umfangsoberfläche 124 und
einer inneren Umfangsoberfläche 128 auf.
Die Seitenwand 120 weist eine Kupplungswand oder einen
Vorsprung 132, der in eine Nabenkupplungsnut 136,
die auf einer äußeren Umfangsoberfläche 140 zum
Nabengehäuse 23 gebildet
ist, eingreift, auf. Eine fetthaltende Nut 144 ist auch
auf der äußeren Umfangsoberfläche des
Nabengehäuses 23,
rechts von der Nabenkupplungsnut 136, gebildet. Eine Dichtungskupplungswand
oder ein Vorsprung 150 erstreckt sich radial nach innen
von der Seitenwand 124, um in eine komplementäre Dichtungskupplungsnut 154,
die in dem oberen Bereich des Dichtelements 108 gebildet
ist, einzugreifen.
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In
dieser Ausführungsform
ist das Dichtelement 108 ein Gummielement, das an der inneren Umfangsoberfläche des
Gehäuses 104 gehalten wird.
Eine innere Umfangsoberfläche
des Dichtungselementes 108 bildet eine erste Lippe 160,
die sich radial nach innen erstreckt und das Antriebselement 22 innerhalb
einer Dichtungsnut 164, die auf einer äußeren Umfangsoberfläche 168 des
Antriebselements gebildet ist, berührt. Das Dichtungselement 108 bildet
auch eine zweite Lippe 172, die sich in einer unterschiedlichen
Richtung von der ersten Lippe 160 erstreckt, um einen Vorsprung 176,
der durch die äußere Umfangsoberfläche 168 des
Antriebselements 22 gebildet wird, zu berühren. Die
beiden Lippen 160 und 172 bilden eine sehr effektive
Dichtung gegen äußere Verschmutzungen.
Eine ringförmige Staubkappe 180 ist
weiterhin zwischen dem Nabenzapfen 32 und der Dichtung 100 vorgesehen,
um noch größeren Schutz
zu gewährleisten.
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Wie
in 10 gezeigt wird, definiert die Seitenwand 120 eine
Vielzahl von umgebend angeordneten Schlitzen 184, die vollständig durch
die Seitenwand 120 gebildet sind, und sich durch das Ende
der Seitenwand 120, das mit dem Nabengehäuse 23 gekoppelt
ist, erstrecken, um eine Vielzahl von Kupplungsvorsprüngen 188 zu
bilden. Da die Seitenwand 120 aus einem Metallmaterial
hergestellt ist, das steifer ist als das flexible Gummidichtungselement 108, kann
die Seitenwand 120 stark das Nabengehäuse 23 greifen, wenn
sich das Nabengehäuse 23 relativ zum
Antriebselement dreht, aber die Schlitze 184 erlauben es
den Kupplungsvorsprüngen 188,
sich zum leichten Entfernen des Gehäuses 104 vom Nabengehäuse 23 radial
nach außen
zu biegen.
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11 ist
eine detailliertere Ansicht der in 2 gezeigten
Lagerkonusdichtung 200. Wie in 11 gezeigt,
weist das ringförmige
Gehäuse 204 eine
zylindrische Metallseitenwand 220 mit einer äußeren Umfangsoberfläche 224 und
einer inneren Umfangsoberfläche 228 auf.
Die Seitenwand 220 hat eine Kupplungswand oder einen Vorsprung 232,
der in eine Nabenkupplungsnut 236, die auf der äußeren Umfangsoberfläche 140 des
Nabengehäuses 23 gebildet
ist, eingreift. Eine Dichtungskupplungswand oder ein Vorsprung 250 erstreckt
sich radial nach innen von der Seitenwand 224, um in eine
komplementäre
Dichtungskupplungsnut 254, die im oberen Bereich des Dichtungselements 208 gebildet
ist, einzugreifen.
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In
dieser Ausführungsform
ist das Dichtungselement 280 ein Gummielement, das an der
inneren Umfangsoberfläche
des Gehäuses 204 gehalten wird.
Eine innere Umfangsoberfläche
des Dichtungselementes 208 bildet eine Lippe 260,
die sich radial nach innen erstreckt und eine äußere Umfangsoberfläche 268 des
Lagerkonus 35 berührt.
Obwohl dies nicht in den Zeichnungen gezeigt ist, definiert die
Seitenwand 220 eine Vielzahl von umfänglich angeordneten Schlitzen,
die vollständig
durch die Seitenwand 220 gebildet sind, und sich durch
das Ende der Seitenwand 220, das mit dem Nabengehäuse 23 gekoppelt
ist, erstrecken, um eine Vielzahl von Kupplungsvorsprüngen in
der gleichen Weise, wie in 10 für das Gehäuse 104 gezeigt,
zu bilden. In der gleichen Weise kann die Seitenwand 220 stark
das Nabengehäuse 23 greifen,
wenn das Nabengehäuse 23 sich relativ
zum Lagerkonus 35 dreht, aber die in der Seitenwand gebildeten
Schlitze 220 erlauben den Kupplungsvorsprüngen, sich
radial nach außen
zu biegen, um das Gehäuse 204 in
einfacher Weise von dem Nabengehäuse 23 zu
entfernen.
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Während das
obengesagte eine Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung ist, können
weitere Modifikationen angewandt werden, ohne sich von dem Bereich
der vorliegenden Erfindung zu entfernen. Zum Beispiel können die
Größe, die
Form, die Position oder die Orientierung der verschiedenen Komponenten
wie gewünscht
geändert
werden. Obwohl die Antriebselementdichtung 100 und die
Konusdichtung 200 als an die äußere Umfangsoberfläche des
Nabengehäuses 23 gekoppelt
gezeigt wurden, könnten
die Dichtungen an die innere Umfangsoberfläche des Nabengehäuses 23 gekoppelt
sein. Obwohl ein Kupplungsvorsprung auf den Gehäusen 104 und 204 als
inkomplementäre
Kupplungsnuten 136 und 236 auf dem Nabengehäuse 23 eingreifend
gezeigt wurden, könnten
Kupplungsvorsprünge
auf dem Nabengehäuse 23 gebildet
werden, um in komplementäre
Kupplungsnuten auf den Dichtungsgehäusen einzugreifen. Obwohl die
Dichtungsnut 164 auf dem Antriebselement 22 gezeigt
wurde, um in eine erste Lippe 160 einzugreifen, ist eine
derartige Nut nicht nötig.
Die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung
könnte
auf jede Art von innenliegendem Nabengetriebe mit einer beliebigen
Anzahl von Gängen
angewandt werden.
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Daher
sollte der Bereich der Erfindung nicht durch die speziellen offenbarten
Strukturen begrenzt werden. Anstelle dessen sollte der wahre Bereich
der Erfindung durch die folgenden Ansprüche festgelegt sein.