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Die
vorliegende Erfindung ist auf Fahrradgetriebe und, spezieller, auf
ein internes Fahrradgetriebe gerichtet, welches eine Rücktrittbremseinheit
umfaßt.
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Ein
intern montiertes Fahrradgetriebe, welches eine Rücktrittbremseinheit
umfaßt,
ist aus dem US-Patent 3,937,309 bekannt. Diese interne Nabe schließt eine
Nabenachse, ein in bezug auf die Nabenachse drehbar montiertes Antriebselement,
ein in bezug auf die Nabenachse drehbar montiertes Nabengehäuse und
einen zwischen das Antriebselement und das Nabengehäuse gekoppelten
Planetengetriebemechanismus ein, um Drehkraft des Antriebselements
zu dem Nabengehäuse über eine
Vielzahl von Drehkraft-Übertragungswegen
zu übertragen. Der
Planetengetriebemechanismus schließt ein von einem Planetenradträger unterstütztes Planetenrad zur
Rotation in bezug auf die Nabenachse, und einen in das Planetenrad
eingreifendes Hohlrad ein. Das Getriebe stellt drei Gänge, abhängig von
der axialen Position einer Kupplungseinheit, welche an das Antriebselement
gekoppelt ist, zur Verfügung.
Insbesondere wird ein Schnellgang zur Verfügung gestellt, wenn die Kupplung
mit dem Planetenradträger
derart verbunden ist, daß die
Vorwärtsdrehleistung
des Antreibers von dem an dem Planetenradträger angebrachten Planetenrad
zu dem Nabengehäuse über das
Hohlrad übertragen
wird. Ein Mittel- oder Normalgang wird zur Verfügung gestellt, wenn das Kupplungsgehäuse mit
dem Hohlrad verbunden ist und die Vorwärtsdrehleistung des Antreibers
von dem Hohlrad direkt auf das Nabengehäuse übertragen wird. Eine langsame
oder Berggangstufe wird zur Verfügung
gestellt, wenn das Kupplungsgehäuse
mit dem Hohlrad verbunden ist und die Vorwärtsdrehleistung des Antreibers
zu dem Nabengehäuse,
dem Hohlrad, dem Planetenrad und dem Planetenradträger übertragen
wird.
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Solche
Getriebe schließen üblicherweise eine
Rücktrittbremseinheit
ein, wobei die Rückwärtsdrehleistung
des Antreibers eine axiale Bewegung eines an dem Planetenradträger vorgesehenen Bremskonus
bewirkt. Diese Bewegung des Bremskonus in der axialen Richtung bewirkt,
daß ein
Bremsschuh expandiert und so eine Bremsaktion bewirkt. Unglücklicherweise
muß die
Rückwärtsdrehleistung des
Antreibers über
dieselben Übertragungswege übertragen
werden, welche bei Vorwärtsdrehung
des Antreibers benutzt werden. Deshalb wird für eine gegebene, auf die Pedale
in Bremsrichtung aufgebrachte Kraft abhängig von dem zum Bremszeitpunkt gewählten Übertragungspfad
eine unterschiedliche Bremskraft auf das Rad angewendet. Dabei gibt
es ein Risiko, daß die
auf das Rad aufgebrachte resultierende Bremskraft unterschiedlich
von der ist, die der Fahrer beabsichtigte, und diese kann ungenügend oder
zu groß sein.
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DE-OS
25 33 308 beschreibt eine Mehrgangnabe mit einem Planetenradgetriebe,
das zwischen einem Antriebselement und dem Nabengehäuse angeordnet
ist. Eine Kupplung ist vorgesehen, die entweder in die Klauen des
Planetenradträgers
oder in Zähne
auf der Innenseite des Hohlrads eingreifen kann.
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Aus
der
US 4,240,533 ist
ein intern montiertes Fahrradgetriebe mit einer Rücktrittbremseinheit bekannt.
Die Nabe umfaßt
eine Nabenachse, einen Antreiber und ein Nabengehäuse, das
drehbar auf der Nabenachse angebracht ist, und ein Planetengetriebemechanismus
ist zwischen den Antreiber und das Nabengehäuse gekoppelt, um Drehkraft
des Antriebselements auf das Nabengehäuse über eine Vielzahl von Drehkraftübertragungswegen
zu übertragen.
Der Planetengetriebemechanismus weist Planetenräder, einen Planetenradträger und
ein Hohlrad auf, welches mit den Planetenrädern im Eingriff steht. Zwei
verschiedene bevorzugte Ausführungsformen
werden offenbart. In der ersten bevorzugten Ausführungsform können das
Hohlrad und der Planetenradträger
gemeinsam axial bewegt und in bezug aufeinander gedreht werden,
aber sie können
nicht axial in bezug aufeinander bewegt werden. In der zweiten bevorzugten
Ausführungsform
sind das Hohlrad und der Planetenradträger axial nicht beweglich.
Eine Kupplung ist vorgesehen, die axial bewegt wird, um dem Gang
zu wechseln. In beiden bevorzugten Ausführungsformen wird Bremskraft des
Antriebselements immer direkt auf das Hohlrad aufgebracht. Ein Problem
mit derartigen internen Getriebenaben ist, daß ein großer Drehwinkel der Tretkurbel
nötig ist,
um zu bremsen. Deshalb kann bei einem Bremsvorgang im Notfall eine
erhebliche Zeitverzögerung
die Folge sein.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf eine intern montierte Getriebenabe
nach Anspruch 1 gerichtet, welche eine Rücktrittbremseinheit umfaßt, worin
die auf die Räder
aufgebrachte Bremskraft unabhängig von
dem gewählten Übertragungsweg
gleich ist. In einer Ausführung
der vorliegenden Erfindung schließt eine Getriebenabe mit einer
Rücktrittbremseinheit
eine Nabenachse, ein in bezug auf die Nabenachse rotierbar montiertes
Antriebselement, ein in bezug auf die Nabenachse rotierbar montiertes
Nabengehäuse
und einen zwischen das Antriebselement und das Nabengehäuse gekoppelten
Planetengetriebemechanismus ein, um Drehkraft des Antreibers zu
dem Nabengehäuse über eine
Vielzahl von Drehkraft-Übertragungswegen
zu übertragen.
Der Planetengetriebemechanismus schließt ein von einem Planetenradträger unterstütztes Planetenrad, um
in bezug auf die Nabenachse zu rotieren, und ein Hohlrad oder einen
Zahnring, welches in das Planetenrad eingreift, ein. Der Planetenradträger weist eine
in Umfangsrichtung davon gebildete Vertiefung auf, und das Hohlrad
weist eine Kerbverzahnung in Umfangsrichtung auf. Eine Kupplung
mit einer Eingriffs-Teileinheit ist in der Richtung einer Längsrichtung
der Achse zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position
beweglich. Die Eingriffs-Teileinheit greift in die Vertiefung in
dem Planetenradträger
ein, um Vorwärtsdrehleistung
zu dem Planetenradträger
zu übertragen,
wenn sich die Kupplung in der ersten Position befindet, und die
Eingriffs-Teileinheit greift in die Kerbverzahnung des Hohlrades
ein, um Vorwärtsdrehleistung
zu dem Hohlrad zu übertragen,
wenn sich die Kupplung in der zweiten Position befindet. Eine Einrichtung
zur erzwungenen Bewegung bewegt die Kupplung erzwungenermaßen von der
Vertiefung auf die Kerbverzahnung zu, wenn Rückwärtsdrehleistung auf das Antriebselement
aufgebracht wird.
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Dies
führt dazu,
daß Rückwärtsdrehleistung immer
direkt auf das Hohlrad aufgebracht wird, um unabhängig von
dem gewählten Übertragungsweg immer
dieselbe Bremskraft auf die Rücktrittsbremse aufzubringen.
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1 ist
eine Ansicht eines Teilquerschnitts einer speziellen Ausführungsform
einer intern montierten Getriebenabe, welche eine Rücktrittbremseinrichtung
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung aufweist;
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2 ist
eine schematische Ansicht des Getriebes nach 1 in der
Schnellgangstufe;
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3 ist
eine schematische Ansicht des Getriebes nach 1 in einer
Normal- oder Mittelgangstufe;
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4 ist
eine schematische Ansicht des Getriebes nach 1 in einer
Berggangstufe;
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5 ist
eine detaillierte Darstellung, welche die Position einer Eingriffs-Teileinheit
einer Kupplung in Relation zu der in dem Planetenradträger gebildeten
Vertiefung und einer in dem Hohlrad gebildeten Kerbverzahnung zeigt,
wenn sich das Getriebe in der Schnellgangstufe befindet;
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6 ist
eine detaillierte Darstellung, welche die Position einer Eingriffs-Teileinheit
einer Kupplung in Relation zu einer in dem Planetenradträger gebildeten
Vertiefung und einer in dem Hohlrad gebildeten Kerbverzahnung zeigt,
wenn sich das Getriebe in der Mittel- oder Normalgangstufe befindet;
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7 ist
eine detaillierte Darstellung, welche die Position einer Eingriffs-Teileinheit
einer Kupplung in Relation zu einer in dem Planetenradträger gebildeten
Vertiefung und einer in dem Hohlrad gebildeten Kerbverzahnung zeigt,
wenn sich das Getriebe in einer Berggangstufe befindet;
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8 ist
eine Querschnittsseitenansicht einer speziellen Ausführungsform
eines in dem Getriebe nach 1 gezeigten
Planetenradträgers;
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9 ist
eine Aufsicht des Planetenradträgers
nach 8;
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10 ist
eine Querschnittsseitenansicht einer speziellen Ausführungsform
eines Hohlrads, welche in dem Getriebe nach 1 benutzt
wird;
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11 ist
eine Aufsicht auf das Hohlrad nach 10;
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12 ist
eine Querschnittsseitenansicht einer speziellen Ausführungsform
eines Kupplungsgehäuses,
welches in dem in 1 gezeigten Getriebe verwendet
wird;
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13 ist
eine Aufsicht auf das Kupplungsgehäuse nach 12;
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14 ist
eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer intern montierten Getriebenabe,
welche eine Rücktrittbremseinrichtung
aufweist, in der Schnellgangstufe;
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15 ist
eine schematische Ansicht des in 14 gezeigten
Getriebes in einer Mittel- oder Normalgangstufe;
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16 ist
eine schematische Ansicht des in 14 gezeigten
Getriebes in einer Berggangstufe;
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17 ist
eine detaillierte Darstellung, welche die Position einer Eingriffs-Teileinheit
einer Kupplung in Relation zu einer in dem Planetenradträger gebildeten
Vertiefung und einer in dem Hohlrad gebildeten Kerbverzahnung zeigt,
wenn das Getriebe nach 14 in einer Schnellgangstufe
ist;
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18 ist
eine detaillierte Darstellung, welche die Position einer Eingriffs-Teileinheit
einer Kupplung in Relation zu einer in dem Planetenradträger gebildeten
Vertiefung und einer in dem Hohlrad gebildeten Kerbverzahnung zeigt,
wenn das Getriebe in 14 in einer Mittel- oder Normalgangstufe
ist; und
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19 ist
eine detaillierte Darstellung, welche die Position einer Eingriffs-Teileinheit
einer Kupplung in Relation zu einer in dem Planetenradträger gebildeten
Vertiefung und einer in dem Hohlrad gebildeten Kerbverzahnung zeigt,
wenn das Getriebe in 14 in einer Berggangstufe ist.
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1 zeigt
eine Seitenansicht eines Teilquerschnitts einer speziellen Ausführungsform
eines intern montierten Fahrradgetriebes, welches eine Rücktrittbremseinheit
nach der vorliegenden Erfindung einschließt. Das Getriebe 1 umfaßt eine
Nabenachse 2, welche an dem Fahrradrahmen befestigt ist und
eine Längsrichtung
X hat; einen Antreiber 3 und ein Nabengehäuse 4,
die von der Nabenachse 2 derart unterstützt werden, daß sie sich
in bezug auf die Längsrichtung
X drehen können;
einen Planetengetriebemechanismus 5, der Leistung zwischen
dem Antreiber 3 und dem Nabengehäuse 4 überträgt; ein Kupplungsgehäuse 6,
welches den von dem Planetengetriebemechanismus 5 benutzten
Leistungsübertragungsweg
zwischen dem Antreiber 3 und dem Nabengehäuse 4 selektiv
schaltet; und eine Rollenbremse 8, welche an sich als eine
Rücktrittbremseinheit
bekannt ist.
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Der
Antreiber 3, welcher als Eingabekomponente für diese
interne Getriebenabe 1 dient, ist auf seiner äußeren Umfangsoberfläche mit
einem Kettenzahnrad 31 versehen, welches die von einer
Kette übertragene
Leistung empfängt.
Weiterhin ist die interne Getriebenabe 1 mit einem ersten
Kugellagermechanismus 11 ausgerüstet, welcher einen um die innere
Umfangsoberfläche
des Antreibers 3, zwischen dem Antreiber 3 und
der Nabenachse 2, gebildeten äußeren Lauf 32, einen
in der Nabenachse 2 gebildeten inneren Lauf 21 und
zwischen diesen beiden Läufen
positionierte Kugeln 12 umfaßt.
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Bei
dem Nabengehäuse 4,
welches als die Ausgabekomponente dieser internen Getriebenabe dient,
sind um seine äußere Umfangsoberfläche ein Paar
von Nabenflanschen 41 angeordnet, die benutzt werden, um
Speichen (nicht dargestellt) eines Rades eines Fahrrades zu verbinden.
Weiterhin ist die interne Getriebenabe 1 mit einem zweiten
Kugellagermechanismus 13 ausgerüstet, welcher einen sich aus
der inneren Umfangsoberfläche
des Nabengehäuses 4,
zwischen dem Nabengehäuse 4 und dem
Antreiber 3, ergebenden äußeren Lauf 43, einen sich
aus der äußeren Umfangsoberfläche des
Antreibers 3 ergebenden inneren Lauf 33 und zwischen diesen
beiden Läufen
positionierte Kugeln 14 umfaßt. Ein ähnlicher, dritter Kugellagermechanismus 15 ist
zwischen dem Nabengehäuse 4 und
einem Bremsarm 80 vorgesehen, welcher an der Nabenachse 2 befestigt
ist.
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Der
Planetengetriebemechanismus 5 besteht aus einem um die äußere Umfangsoberfläche der
Nabenachse geformten Sonnenrad 51, drei so in Umfangsrichtung
angeordneten Planetenrädern 53, daß sie mit
diesem Sonnenrad 51 kämmen,
einem zylindrischen Planetenradträger 52, welcher Gebrauch
von einem Getriebeschaft 55 macht, um diese Planetenräder 53 rotierbar
zu unterstützen,
und einem Hohlrad 54, welcher mit diesen Planetenrädern 53 kämmt. Die
Details dieses Planetenradträgers 52 sind
in den 10 und 11 dargestellt.
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Das
Hohlrad 54 ist derart konstruiert, daß es sich entlang einer Längsrichtung
X bewegen kann, und es wird durch eine Spiralfeder 54b zu
dem Planetenradträger 52 hin
gedrückt.
Ein Ende des Hohlrads 54 ist mit einer Sperrklinkenkupplung 16 versehen,
welche als eine Einwegkupplung funktioniert, die Rotation in der
Fahrrichtung des Fahrrades überträgt. Diese
Sperrklinken kupplung ist an sich bekannt und setzt sich zusammen
aus einer oszillierenden Sperrklinke 16a, welche mit einer
um die innere Umfangsoberfläche
des Nabengehäuses 4 geformten Klinke 44 kämmt, einem
Unterstützungsbolzen 16b, welcher
diese oszillierende Sperrklinke 16a oszillierbar an dem
Hohlrad 54 befestigt, und einer Klinkenfeder 16c,
welche diese oszillierende Sperrklinke 16a in die Eingriffsrichtung
drückt.
Eine Rollenkupplung 17, welche als eine Einwegkupplung
funktioniert, überträgt die Rotationen
in der Fahrrichtung von dem Fahrrad, und ist zwischen dem Planetenradträger 52 und
dem Nabengehäuse 4 vorgesehen.
In anderen Worten geht die Übertragung
von Leistung von dem Planetengetriebemechanismus 5 zu dem
Nabengehäuse 4 durch
zwei Pfade, namentlich, einen Übertragungsweg
von dem Hohlrad 54 zu dem Nabengehäuse 4 über die
Sperrklinkenkupplung 16 und einen Übertragungsweg von dem Planetenradträger 52 zu dem
Nabengehäuse 4 über die
Rollenkupplung 17.
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Die
Umschaltung zwischen den oben genannten beiden Übertragungswegen wird durch
das Kupplungsgehäuse 6 verrichtet.
Das Kupplungsgehäuse 6 kann
in eine erste Position, eine Zwischenposition, und eine zweite Position
entlang der Längsrichtung
X unter Benutzung einer Kupplungsbetätigungs-Einrichtung, die mit
einer Schaltungseinheit mittels eines (nicht dargestellten) Schaltzugs
gebracht werden. Das Kupplungsgehäuse 6 kann sich entlang
der Längsrichtung
X bis zu diesem Ende bewegen und kann in bezug auf die Nabenachse 2 rotieren.
In dieser Ausführungsform
umfaßt
das Kupplungsgehäuse 6 ein
erstes Kupplungselement 60 und ein zweites Kupplungselement 65,
wie in den 12 und 13 dargestellt.
Um die zwei Elemente derart zu verbinden, daß Drehmomentübertragung
möglich ist,
ist an einem Ende von dem ersten Kupplungselement 60 eine
Keilnuten-Einrichtung 61 vorgesehen, eine Keilzahn-Einrichtung 66 ist
an einem Ende des zweiten Kupplungselements vorgesehen, und der Eingriff
dieser Keilnuten- und Keilzahn-Einrichtungen 61 und 66 verbindet
die zwei Elemente 60 und 65 derart, daß Drehmomentübertragung
möglich
ist. Das andere Ende des ersten Kupplungselements 60 ist
mit einer äußeren Eingriffs-Einrichtung 62 versehen,
welche in eine um die innere Umfangsoberfläche des Antreibers 3 herum
gebildete innere Eingriffs-Einrichtung 34 eingreift. Dies
führt dazu,
daß sich
das erste Kupplungselement 60 zusammen mit dem Antreiber 3 dreht,
und es kann entlang der Längsrichtung
X mit Bezug auf den Antreiber 3 gleiten.
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Ein
Absatz oder eine Stufe 68, die auf die oszillierende Sperrklinke 16a einwirkt,
ist um die äußere Umfangsoberfläche des
zweiten Kupplungselements 65 herum vorgesehen. Diese Stufe 68 wirkt
auf die oszillierende Sperrklinke 16a ein und stößt sie um bzw.
drückt
sie nieder, wenn das Kupplungsgehäuse 6 sich von der
ersten Position aus nach rechts bewegt und die Zwischenposition
erreicht, was die oszillierende Sperrklinke 16a und die
Klinke 44 außer Eingriff
bringt. Die Form dieser Stufe 68 ist derart ausgelegt,
daß die
Stufe 68 auf die oszillierende Sperrklinke 16a innerhalb
des Bewegungsbereichs des Kupplungsgehäuses 6 von der Zwischenposition zu
der zweiten Position einwirkt und die oszillierende Sperrklinke 16a untenliegend
hält.
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Vier
Eingriffs-Teileinheiten 67, die nach außen in die radiale Richtung
vorspringen, sind in der Umfangsrichtung an dem anderen Ende von
dem zweiten Kupplungselement 65 angeordnet. Diese Eingriffs-Teileinheiten 67 greifen
in zwölf
Kerbverzahnungen oder Auszackungen 54a ein, welche in der Form
von Kerben gebildet und in der Umfangsrichtung um die innere Umfangsoberfläche des
Hohlrads 54 herum angeordnet sind, oder in vier Vertiefungen 70,
welche in der Form von axialen Ausbauchungen oder Kerben gebildet
und in der Umfangsrichtung um die innere Umfangsoberfläche des
Planetenradträgers
angeordnet sind. Insbesondere sind die Eingriffs-Teileinheiten 67 in
Eingriff mit den Vertiefungen 70 des Planetenradträgers, wenn
das Kupplungsgehäuse 6 sich
in der ersten und in der Zwischenposition befindet, und die Eingriffs-Teileinheiten 67 sind
in Eingriff mit den Kerben der Kerbverzahnung 54a des Hohlrads 54,
wenn das Kupplungsgehäuse 6 nach rechts
bewegt ist (in 1) und sich in der zweiten Position
befindet.
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Das
Verhältnis
zwischen den Kerbverzahnungen 54a des Hohlrads 54,
den Vertiefungen 70 des Planetenradträgers und den Eingriffs-Teileinheiten 67 des
Kupplungsgehäuses
wird mit Bezug auf 5 bis 7 beschrieben.
Diese Figuren sind für die
Beschreibung genutzte schematische Darstellungen, und obwohl die
Formen der Vertiefungen 70 und der Kerben der Kerbverzahnung 54a derart
sind, daß sie
in Umfangsrichtung angeordnet sind, sind sie hier in abgewickelter
Form dargestellt. Die Pfeile in den Fig. zeigen die Fahrrichtung
des Fahrrades an. Drehung in diese Richtung wird in dieser Beschreibung oft
als Vorwärts-Drehrichtung bezeichnet,
und Drehung in die entgegengesetzte Richtung wird Rückwärts-Drehrichtung
genannt.
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Die
Vertiefung 70 wird im wesentlichen von der ersten Schrägfläche 71 und
der zweiten Schrägfläche 72,
die die Seitenoberflächen
auf der Rückwärts-Drehrichtungsseite
ausmachen, der Seitenoberfläche 74 auf
der Vorwärts-Drehrichtungsseite, der
Grundfläche 73,
der Ansatzkomponente 75 und der flachen Oberfläche 76 am
distalen (entfernten) Ende gebildet. Die erste Schrägfläche 71 und
die zweite Schrägfläche 72 bilden
zusammen die geneigte Führungsoberfläche 7,
die als Einrichtung zur erzwungenen Bewegung dient, welche im Detail
unten diskutiert wird. Wenn sich das Kupplungsgehäuse 6 in
der ersten Position befindet, kommt die Eingriffs-Teileinheit 67 in
Kontakt mit dem Planetenradträger 52 an
der Position a, gekennzeichnet durch die durchgezogene Linie in 5,
und Vorwärtsdrehleistung
des Antreibers 3 wird auf den Planetenradträger 52 übertragen.
Wenn sich das Kupplungsgehäuse 6 in
der Zwischenposition befindet, kommt die Eingriffs-Teileinheit 67 an
der Position b, gekennzeichnet durch die durchgezogene Linie in 6,
in Kontakt mit dem Planetenradträger 52 und
Vorwärtsdrehleistung
von dem Antreiber 3 wird auf den Planetenradträger 52 übertragen.
Wenn sich das Kupplungsgehäuse 6 in
der zweiten Position befindet, kommt die Eingriffs-Teileinheit 67 an
der Position c, gekennzeichnet durch die durchgezogene Linie in 7,
in Kontakt mit dem Hohlrad 54, und Vorwärtsdrehleistung von dem Antreiber 3 wird
auf das Hohlrad 54 übertragen.
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Wenn
in einem Zustand, in dem die Eingriffs-Teileinheit 67 in
Kontakt mit dem Planetenradträger 52 ist,
die Pedale rückwärts zum
Bremsen gedreht wird und als ein Ergebnis die Eingriffs-Teileinheit 67 in
die Richtung entgegengesetzt der Fahrt gedreht wird, kommt die Eingriffs-Teileinheit 67 in
Kontakt mit der ersten Schrägfläche 71,
deren Neigung bewirkt, daß die
Eingriffs-Teileinheit 67 entlang der axialen Richtung auf
das Hohlrad 54 zu gleitet. Wenn es den ganzen Weg zu der
zweiten Schrägfläche 72 gleitet,
kommt es in Kontakt mit dem Hohlrad 54 und gleitet in einigen
Fällen,
bis es in die flache Komponente 76 eintritt und sich in
einer zu der Kerbverzahnung 54a passenden Phasenrelation
befindet, und tritt endlich in die Kerbverzahnung 54a ein
und überträgt die Rückwärtsdrehleistung
des Antreibers 3 auf das Hohlrad 54. Da eine Phasenrelation,
in welcher die Eingriffs-Teileinheit 67 zu der Kerbverzahnung 54a paßt, erreicht
wird, während
die Eingriffs-Teileinheit 67 über die zweite Schrägfläche 72 und
die flache Komponente 76 gleitet, ist die Umfangsrichtungsentfernung
D1 von der zweiten Schrägfläche und
der flachen Komponente 76 größer als ein Umfangsrichtungsabstand
D2 oder Anordnungsabstand in Umfangsrichtung der Kerbverzahnungen 54a.
In diesem praktischen Beispiel ist der Neigungswinkel der zweiten
Schrägfläche 72 derart
gewählt,
daß er größer als
der Neigungswinkel der ersten Schrägfläche 71 ist.
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Die
Funktion der internen Dreigangnabe mit einer Rücktrittbremseinheit in der
oben diskutierten Ausführungsform
wird nun beschrieben.
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Die
Schnellgangstufe kann eingestellt werden, indem das Kupplungsgehäuse 6 in
die erste Position gesetzt wird. Dieser Zustand wird in den 2 und 5 gezeigt.
Die durch eine Kette von dem Antreiber 3 aufgenommene Vorwärtsdrehleistung
wird über
das Kupplungsgehäuse 6 zu
dem Planetenradträger 52 übertragen,
welches sich in Eingriff mit der Eingriffs-Teileinheit 67 des
Kupplungsgehäuses 6 befindet.
Da die oszillierende Sperrklinke 16a der Sperrklinkenkupplung 16 durch
die Klinkenfeder 16c in Eingriff mit der Klinke 44 ist,
wird die an den Planetenradträger 52 übertragene
Vorwärtsdrehleistung durch
die Arbeit der Planetenräder 53 und
des Sonnenrades 51 verstärkt, bevor sie auf das Hohlrad 54 übertragen
wird, und wird dann durch die Sperrklinkenkupplung 16 auf
das Nabengehäuse 4 übertragen.
Da die Geschwindigkeit des Nabengehäuses 4 größer als
die Geschwindigkeit des Planetenradträgers 52 ist, überläuft die
Rollenkupplung 17. Wenn in diesem Zustand die Pedale zu
Bremszwecken rückwärts gedreht
wird, trifft die Eingriffs-Teileinheit 67 die erste Schrägfläche 71 der
in der Vertiefung 70 gebildeten geneigten Führungsoberfläche 7 gleitet über diese
erste Schrägfläche 71,
gleitet weiter, bis sie die zweite Schrägfläche 72 erreicht, und
tritt dann in die Kerbverzahnungen 54a des Hohlrads 54 ein.
Einmal in den Kerbverzahnungen 54a, überträgt die Eingriffs-Teileinheit 67 die
Rückwärtsdrehleistung
auf das Hohlrad 54, und diese Rückwärtsdrehleistung wird über die
Planetenräder 53 weiter
auf den Planetenradträger 52 übertragen.
Wenn der Planetenradträger 52 rückwärts gefahren
wird, wird die Rollenkupplung 17 in Bewegung gesetzt, und
das Nabengehäuse
wird gebremst.
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Die
Mittel- oder Normalgangstufe kann realisiert werden, indem das Kupplungsgehäuse 6 in
einer sich zwischen der ersten Position und der zweiten Position
befindende Zwischenposition gesetzt wird. Dieser Zustand ist in 3 und 6 dargestellt.
Die von dem Antreiber durch die Kette aufgenommene Vorwärtsdrehleistung
wird über
das Kupplungsgehäuse 6 auf
den Planetenradträger 52 übertragen,
welcher noch mit der Eingriffs-Teileinheit 67 des Kupplungsgehäuses 6 in
Eingriff ist. Da die oszillierende Sperrklinke 16a der
Sperrklinkenkupplung 16 durch die Stufe 68 des
zweiten Kupplungselements 65 von der Klinke 44 getrennt
wurde, wird die auf den Planetenradträger 52 übertragene
Vorwärtsdrehleistung über die
Rollenkupplung 17 auf das Nabengehäuse 4 übertragen.
Wenn die Pedale in diesem Zustand zu Bremszwecken rückwärts gedreht wird
trifft die Eingriffs-Teileinheit 67,
genau wie in der Schnellgangstufe, die erste Schrägfläche 71 der
in der Vertiefung 70 gebildeten geneigten Führungsoberfläche 7,
gleitet über
die erste Schrägfläche 71, gleitet
weiter bis sie die zweite Schrägfläche 72 erreicht
und dann in die Kerbverzahnungen 54a des Hohlrads 54 eintritt.
Einmal in den Kerbverzahnungen 54a überträgt die Eingriffs-Teileinheit 67 die Rückwärtsdrehleistung
auf das Hohlrad 54 und diese Rückwärtsdrehleistung wird über die
Planetenradträger 53 weiter
auf den Planetenradträger 52 übertragen,
die Rollenkupplung 17 wird in Bewegung gesetzt und das
Nabengehäuse
wird gebremst.
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Die
Langsam- oder Berggangstufe kann realisiert werden, indem das Kupplungsgehäuse 6 in
die zweite Position gebracht wird. Dieser Zustand ist in den 4 und 7 gezeigt.
Die von dem Antreiber durch die Kette aufgenommene Vorwärtsdrehleistung
wird über
das Kupplungsgehäuse 6 auf
das Hohlrad 54 übertragen,
wel cher mit der Eingriffs-Teileinheit 67 in Eingriff mit
dem Kupplungsgehäuse 6 ist.
Da die oszillierende Sperrklinke 16a der Sperrklinkenkupplung 16 noch
von der Klinke 44 durch die Stufe 68 des zweiten
Kupplungselements 65 getrennt ist, wird die auf das Hohlrad 54. übertragene Vorwärtsdrehleistung
durch die Arbeit der Planetenräder 53 und
des Sonnenrades 51 verringert, bevor sie auf den Planetenradträger 52 übertragen
wird, und wird dann über
die Rollenkupplung 17 auf das Nabengehäuse 4 übertragen.
Wenn die Pedale in diesem Zustand zu Bremszwecken rückwärts gedreht
wird, überträgt die Eingriffs-Teileinheit 67,
welche schon in die Kerbverzahnungen 54a des Hohlrads 54 eingetreten
ist, die Rückwärtsdrehleistung
direkt und unverändert
auf das Hohlrad 54, und diese Rückwärtsdrehleistung wird weiter über die
Planetenräder 53 zu
dem Planetenradträger 52 übertragen,
die Rollenkupplung 17 wird in Bewegung gesetzt, und das
Nabengehäuse
wird gebremst.
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14–19 zeigen
eine andere Ausführungsform
der internen Dreigangnabe mit einer Rücktrittbremseinheit der vorliegenden
Erfindung. In der vorigen Ausführungsform
wurde die Leistung von dem Kupplungsgehäuse in der Schnellgangstufe
von dem Planetenradträger
zu dem Nabengehäuse über das
Hohlrad übertragen,
die Leistung von dem Kupplungsgehäuse in der Normalgangstufe
wurde direkt über
den Planetenradträger
zu dem Nabengehäuse übertragen,
und in der Berggangstufe wurde die Leistung von dem Kupplungsgehäuse von
dem Hohlrad über
den Planetenradträger
auf das Nabengehäuse übertragen.
In dieser Ausführungsform
wird die Leistung von dem Kupplungsgehäuse in der Schnellgangstufe
von dem Planetenradträger über das
Hohlrad zum Nabengehäuse übertragen,
in der Normalgangstufe wird die Leistung von dem Kupplungsgehäuse direkt über das
Hohlrad auf das Nabengehäuse übertragen,
und in der Berggang- oder Langsamgangstufe wird die Leistung von
dem Kupplungsgehäuse
von dem Hohlrad über
den Planetenradträger auf
das Nabengehäuse übertragen.
Deshalb wird die Eingriffs-Teileinheit 67 von dem Kupplungsgehäuse 6 nur
in dem Fall des Rückwärtstretens
in der Schnellgangstufe von der geneigten Führungsoberfläche 7 bewegt,
welche die Einrichtung zur erzwungenen Bewegung ist, und in die
Kerbverzahnungen 54a des Hohlrads 54 eingepaßt.
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Die
strukturellen Elemente in dieser Ausführungsform sind im wesentlichen
die gleichen wie jene in der vorherigen Ausführungsform, mit dem einzigen Unterschied,
daß die
Formen und Dimensionen des Planetenradträgers 52, des Hohlrads 54 und
des Kupplungsgehäuses 6 derart
geändert
sind, daß die Eingriffs-Teileinheit 67 des
Kupplungsgehäuses 6 in die
Kerbverzahnungen 54a des Hohlrads 54 in der Zwischenposition
eingreift und daß die
Form und die Dimensionen des Kupplungsgehäuses 6 geändert sind,
so daß die
Stufe 68 des zweiten Kupplungselements 65 nur
auf die oszillierende Sperrklinke 16a der Sperrklinkenkupplung 16 einwirkt,
um die oszillierende Sperrklinke 16a außer Eingriff mit der Klinke 44 zu
bringen, wenn das Kupplungsgehäuse 6 in
die zweite Position bewegt wurde. Wegen dieser Ähnlichkeit wird für die verschiedenen
Elemente in den Figuren die gleiche Numerierung verwendet wie in der
vorherigen Ausführungsform.
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Die
Funktion der internen Dreigangnabe mit einer Rücktrittbremseinheit in dieser
anderen Ausführungsform
wird nun beschrieben.
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Die
Schnellgangstufe kann durch Setzen des Kupplungsgehäuses 6 in
die erste Position eingeschaltet werden. Dieser Zustand ist in den 14 und 17 gezeigt.
Die Vorwärtsdrehleistung,
die Rückwärtsdrehleistung
und die Übertragungswege darin
sind alle die gleichen wie in der vorherigen Ausführungsform,
so daß ihre
Beschreibung hier weggelassen wird.
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Die
Mittel- oder Normalgangstufe kann durch Setzen des Kupplungsgehäuses 6 in
eine Zwischenposition zwischen der ersten Position und der zweiten
Position eingeschaltet werden. Dieser Zustand ist in den 15 und 18 dargestellt.
Die von dem Antreiber durch die Kette empfangene Vorwärtsdrehleistung
wird über
das Kupplungsgehäuse 6 auf
das Hohlrad 54 übertragen,
welches in Eingriff mit der Eingriffs-Teileinheit 67 des
Kupplungsgehäuses 6 ist. Da
die oszillierende Sperrklinke 16a der Sperrklinkenkupplung 16 nicht
im Kontakt mit der Stufe 68 des zweiten Kupplungselements 65 ist,
bleibt sie in Eingriff mit der Klinke 44. Entsprechend
wird die auf das Hohlrad 54 ausgeübte Vorwärtsdrehleistung direkt und
unverändert über die
Sperrklinkenkupplung 16 auf das Nabengehäuse 4 übertragen.
Wenn die Pedale in diesem Zustand zu Bremszwecken rückwärts gedreht
werden, überträgt die Eingriffs-Teileinheit 67, welche
schon in die Kerbverzahnungen 54a des Hohlrads 54 eingetreten
ist, die Rückwärtsdrehleistung
zu dem Hohlrad 54, und diese Rückwärtsdrehleistung wird weiter über die
Planetenräder 53 auf den
Planetenradträger 52 übertragen.
Die Rollenkupplung 17 wird in Bewegung gesetzt, und das
Nabengehäuse
wird gebremst.
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Die
Langsamgangstufe kann eingeschaltet werden, indem das Kupplungsgehäuse in die
zweite Position gesetzt wird. Dieser Zustand ist in den 16 und 19 gezeigt.
In dieser Position ist die oszillierende Sperrklinke 16a der
Sperrklinkenkupplung 16 durch die Stufe 68 des
zweiten Kupplungselements 65 von der Klinke 44 getrennt.
Dementsprechend sind die Vorwärtsdrehleistung,
die Rückwärtsdrehleistung
und die Übertragungspfade
darin alle die gleichen wie in der vorigen Ausführungsform, und ihre Beschreibung
wird hier weggelassen.
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Wegen
des Obigen ist das Kupplungsgehäuse 6 immer
in Eingriff mit dem Hohlrad 54, wenn die Pedale rückwärts zu Bremszwecken
bewegt werden, so daß die
Rollenbremse 8, unabhängig
davon, ob das Fahrrad in der Schnellgangstufe, der Mittelgangstufe
oder der Langsamgangstufe gefahren wird, mit einem gleichen Drehmomentniveau
ausgelöst
wird.
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Obwohl
Bezugszeichen in den Ansprüchen verwendet
werden, um einen Bezug zu den Figuren zu ermöglichen, ist durch eine solche
Kennzeichnung selbstverständlich
nicht beabsichtigt, die vorliegende Erfindung auf die in den beiliegenden
Figuren dargestellten Konstruktionen zu beschränken.