NL8005541A

NL8005541A - Aandrijfnaaf voor fietsen of dergelijke.

Info

Publication number: NL8005541A
Application number: NL8005541A
Authority: NL
Original assignee: Fichtel & Sachs Ag
Priority date: 1979-10-09
Filing date: 1980-10-07
Publication date: 1981-04-13
Also published as: FI802959A; JPS5660786A; FI64916C; DE2940841C2; FI64916B; GB2062139A; GB2062139B; SE8006711L; FR2467136A1; SE445538B; US4400999A; DE2940841A1; NO802993L; FR2467136B1; DK425180A

Description

i & 4 N.O. 29.450 1

Aandrijfnaaf voor fietsen of dergelijke.

De uitvinding heeft "betrekking op een aandrijfnaaf voor fietsen of dergelijke omvattende a) een naafas, b) een op de naaf as in een eerste lagerpositie gelagerde aandrijf-5 eenheid met een aantal kettingwielen, c) een naafhuls, die in een tweede lagerpositie op de aandrijfeenheid en in een derde lagerpositie op de naafas is gelagerd, d) een door de naafhuls en de aandrijfeenheid afgedekt planeetwiel-drijfwerk voor overdracht van de aandrijf kracht van de aandrijf- 10 eenheid op de naafhuls, welk planeetwieldrijfwerk een relatief ten opzichte van de naafas vaststaand zonnerad omvat, alsmede een om de naafas draaibare planeetwieldrager, een rond de naafas draaibaar hol wiel met een inwendige vertanding en ten minste een planeetwiel op de planeetwieldrager in aangrijping met het 15 zonnewiel en met de inwendige vertanding van het holle wiel, e) schakelbare koppelingsmiddelen voor het naar keuze koppelen van de naafhuls met het holle wiel of met de planeetwieldrager, f) schakelmiddelen voor het bedienen van deze koppelmiddelen, welke schakelmiddelen overdrachtsmiddelen omvatten die binnen een 20 boring van de naafas verlopen.

Een dergelijke aandrijfnaaf is bekend uit het Duitse 'Offenlegungsschrift" 25.56.813·

Bij de bekende aandrijfnaaf is de planeetwieldrager uit één stuk verbonden met de aandrijfeenheid en wordt de naafhuls naar 25 keuze gekoppeld met de aandrijfeenheid of met het holle wiel. let holle wiel loopt zoals bekend is met een ten opzichte van de planeetwieldrager en derhalve ten opzichte van de aandrijfeenheid in snelheid omzetbaar toerental. Dit leidt ertoe, dat men aan de pe-dsaLkruk van de fiets een naar verhouding klein kettingwiel moet 50 aanbrengen om de gewenste totale overzetverhouding van de pedaal-kruk naar de naafhuls te bereiken.

De uitvinding heeft nu ten doel een aandrijfnaaf van in de aanhef genoemde soort dusdanig uit te voeren dat men aan de pe-daalkruk een kettiigd.el van gebruikelijke grote kan toepassen.

35 Als oplossing voor deze doelstelling wordt volgens de uitvin ding voorgesteld om het holle wiel vast met de aandrijfeenheid te verbinden.

Een verder nadeel van de bekende aandrijfnaaf is, dat de naaf- 8005541 2 huls over zijn gehele axiale lengte een naar verhouding grote doorsnede bezit. De uitvinding heeft derhalve verder ten doel een aan-drijfnaaf van in de aanhef genoemde soort dusdanig uit te voeren dat de naafhuls over een zo groot mogelijk deel van de lengte een 5 slanke vorm verkrijgt zoals men van een sportieve naaf verwacht.

Aan deze doelstelling wordt volgens de uitvinding voldaan door de in de volgconclusies weergegeven maatregelen.

De bijgevoegde figuren verduidelijken de uitvinding aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld.

10 Fig. 1 toont een langsdoorsnede door een aandrijfnaaf volgens de uitvinding,

Fig. 2 toont de samenwerking van de tweede grendelpal met de tweede grendelpalvertanding gezien in de pijlrichting II in fig. 1.

Fig. 3 toont de samenwerking van de eerste grendelpal met de 15 eerste grendelpalvertanding eveneens gezien in de pijlrichting II in fig. 1.

In fig. 1 is een naafas aangeduid met cijfer 10. Op deze naafas 10' is in het gebied van het eerste uiteinde ervan een eerste lager-konus 11 aangebracht. Op deze lagerkonus 11 is een aandrijfeenheid 20 12 door middel van een kogellager 13 gelagerd. Aan het andere uiteinde van de naafas 10 is een tweede lagerkonus 14 aangebracht.

Een naafhuls 15 is enerzi'jds door middel van een kogellager 16 gelagerd op de aandrijfeenheid 12 en anderzijds door middel van' een kogellager 17 gelagerd op de tweede lagerkonus 14· De aandrijfeen-25 heid 12 is vast verbonden met vijf kettingwielen 18a tot en met 18e. Deze kettingwielen zijn delen van een kettingschakeling zoals bijvoorbeeld beschreven is in het Duitse "OffenlegungBschrift'1 F 27 39 543 (Fichtel und Sachs Fall 608).

Binnen de door de naafhuls 15 en de aandrijfeenheid 12 be-30 grensde ruimte is een planeetdrijfwerk ondergebracht dat heel algemeen met 19 is aangegeven. Dit planeetdrijfwerk omvat een zonnewiel 20, dat op de eerste lagerkonus 11 is geplaatst en daarmee vast is bevestigd op de naafas 10. Yerder omvat het planeetdrijfwerk 19 een planeetwieldrager 21, die draaibaar en axiaal niet verschuifbaar op 35 de naafas 10 is gelagerd.

De planeetwieldrager 21 is door middel van een lagerhals 21a draaibaar gelagerd op de naafas 10 en bezit een radiale flens 21b. Aan de radiale flens 21b is een planeetwiellagertap 21c bevestigd.

Op deze planeetwiellagertap 21c is een planeetwiel 22 draaibaar ge-40 lagerd. Dit planeetwiel 22 staat in aangrijping met het zonnewiel 20 8005541 ' y * 5 en staat verder in aangrijping met de binnenvertandingjan een hol wiel 52» dat "binnen de eveneens als hol wiel uitgevoerde aandrijf-eenheid 12 is aangebracht.

De lagerhals 21a van de planeetwieldrager 21 is omgeven door 5 een dragerring 25* Deze dragerring 25 bezit een in fig. 1 naar links wijzend uitstekend gedeelte 25a.

Binnen de naafas 10 is een axiale boring 24 aangebracht. In deze axiale boring 24 is een trekstang 25 gepositioneerd die verbonden is met een trekketting 26. De trekketting voert naar een 10 niet getoonde versnellingsschakelaar. Het binnenste uiteinde van de trekstang 25 is verbonden met een schakelblok 27 dat in een diametrale sleuf 28 van de naafas 10 axiaal verschuifbaar wordt geleid.

Het schakelblok 27 grijpt aan op het uitstekende deel 25a van de dragerring 25. Een schroefvormige drukveer 29» die de naafas om-15 sluit, stuit enerzijds tegen een steunring 50 op de naafas 10 en werkt anderzijds in op een lagerbus 51» die in aangrijping staat met het uitstekende gedeelte 25a van de drager--ring 25 en met het schakelblok 27· De schroefvormige drukveer 29 wil het schakelblok 27 en de dragerring 25 in de figuur gezien naar rechts verschuiven 20 naar de in fig. 1 getoonde positie. Werkt de trekstang 25, dan kan de dragerring 25 via het schakelblok 27 tegen de werking van de schroefvormige drukveer 29 in naar links in fig. 1 worden verschoven. Op de dragerring 25 is een buitenvertanding 53 aangebracht om koppelend in te grijpen in de inwendige vertanding van het holle 25 wiel 52. In de in fig. 1 getoonde schakelpositie bevindt de uitwendige vertanding 53 zich in aangrijping met de inwendige vertanding van het holle wiel 52, zodat de dragerring 25 draaivast met de aandrijfeenheid 12 is verbonden.

Op de dragerring 25 is een eerste grendelpal 54 gelagerd.

50 De grendelpal 54 ligt met een lagerkop 54a zoals duidelijk blijkt uit fig. 5 in een lagerpan 55 van de draggerring 25. De eerste grendelpal 54 grijpt in in een eerste grendelpalvertanding 56, die aangebracht is in het binnenomtreksvlak van een lager inzetsuk 57 van de naafhuls 15· Het lagerinzetstuk 57 is draaivast in de naaf-55 huls 15 ingeperst en bezit bovendien een lagervlak voor de kogellager 16. Een ringveer 58, die in een sleuf 59 van de eerste grendelpal 54 ingrijpt en tegen de sleufbodem 40 drukt probeert de eerste grendelpal 54 gezien in fig. 5 in de klokwijzerrichting te verdraaien en daarmee in aangrijping te houden met de eerste gren-40 delpalvertanding 56 binnen in het lagerinzetstuk 57· 8005541 4

Aan de dragerring 23 is verder een tweede grendelpal 41 aangebracht die in fig. 2 in detail is getoond. Deze tweede grendelpal 41 is met een lagerkop 41a gelagerd in een lagerpan 42 van de dragerring 23· Ben ringveer 43» die opgenomen is in een sleuf 44 van 5 de grendelpal 41 en tegen de sleufbodem 45 drukt probeert de grendelpal 41 gezien in fig. 2 in de klokwijzerrichting te verdraaien en daarmee in aangrijping te brengen met een tweede grendelpalvertan-ding 46 die aangebracht is aan de lagerhals 21a van de planeetwiel-drager 21. In fig. 2 is de aangrijpende positie tussen de grendel-10 pal 41 en de tweede grendelpalvertending 46 geïllustreerd. In de schakelpositie van fig. 1 echter is de tweede grendelpal 41 uit de tweede grendelpalvertanding 46 opgegeven en wel doordat, zoals in fig. 1 is weergegeven, de punt van de tweede grendelpal 41 over een konisch stuurvlak 47 is geschoven.

15 In de bovenstaande beschrijving was telkens slechts sprake van een eerste grendelpal 34 en een tweede grendelpal 41· Natuurlijk kunnen meerdere eerste en tweede grendelpallen over de omtrek verdeeld aangebracht zijn. Ook is het natuurlijk mogelijk om in plaats van één planeetwiel 22 meerdere planeetwielen over de omtrek 20 van de planeetwieldrager 21 verdeeld aan te brengen.

In de in fig. 1 getoonde schakelpositie is de dragerring via zijn buitenvertanding 33 draaivast verbonden met de inwendige ver-tanding van het holle wiel 32 en daarmee met de aandrijfeenheid 12.

De dragerring 23 loopt daarom samen met de aandrijfeenheid 12 en 25 wel in de pijlrichting van de in fig. 3 getoonde draaiingspijl 48.

De draaibeweging van de dragerring 23 wordt via de eerste grendelpal 34 overgedragen op de eerste grendelpalvertanding 38 en daarmee via het lagerinzetstuk 37 op de naafhuls 15· Het toerental van de naafhuls 15 komt daarmee overeen met het toerental van de aan-30 drijfeenheid 12. Men spreekt van de direkte versnelling. Het pla-neetdrijfwerk 19 is in deze schakelpositie niet werkzaam; het loopt vrij rond.

Als uitgaande van de schakelpositie volgens fig. 1 de dragerring 23 met behulp van de schakelstang 25 naar links wordt verschoven 35 dan komt de buitenvertanding 33 van de dragerring 23 naar buiten uit de inwendige vertanding van het holle wiel 32 van de aandrijf-eenheid 12. Tegelijkertijd verlaat de tweede grendelpal 41 het stuurvlak 47> zodat de tweede grendelpal 41 terecht kan komen in de in fig. 2 getoonde positie, waarin ze in aangrijping staat met 40 de tweede grendelpalvertanding 48 van de planeetwieldrager 21.

8005541 V- * 5

Be pianeetwieldrager wordt vanuit de aandrijfeenheid 12 via het langs het zonnewiel 20 en de inwendige vertanding 32 van het holle wiel wentelende planeetwiel 22 met een verminderd toerental aangedreven. Bit verminderde toerental van de planeetwieldrager 21 wordt 5 via de tweede grendelpalvertanding 46 en de tweede grendelpal 41 in de richting van de draaiingspijl 49 in fig· 2 overgedragen op de dragerring 23 en van de dragerring 23 verder via de eerste grendelpal 34 en de eerste grendelpalvertanding 36 in de richting van de draaiingspijl 48 in fig. 3 overgedragen op het lagerinzetstuk 10 37 en daarmee overgedragen op de naafhuls 15· De naafhuls 15 loopt dus met een ten opzichte van het toerental van de aandrijfeenheid 12 langzamer toerental rond. Men spreekt derhalve ook van een lagere of langzamere versnelling.

Opmerkenswaardig in de uitvoeringsvorm van de aandrijfnaaf is 15 nog het volgende: Het planeetdrijfwerk 19 en de dragerring 23 met de eerste grendelpal 34 en de tweede grendelpal 41 zijn op een zeer kleine axiale opbouwruimte aan het rechter einde van de aandrijfnaaf geconcentreerd. Het is voor deze concentratie belangrijk dat de planeetwieldrager 21 samen met het pbneetwiel 22 in hoge mate 20 binnen de axiale uitbreiding van de inwendige vertanding van het holle wiel 32 is ondergebracht en deze inwendige vertanding van het holle wiel 32 zich uitstrekt tot in het axiale gebied van de groep kettingwielen 18a tot en met 18e en verder de eerste grendelpal 34 en de tweede grendelpal 41 elkaar in axiale richting overlappen.

25 Uit de concentrering van het planeetdrijfwerk 19 en de dragerring 23 op het in de fig. rechter uiteinde van de aandrijfnaaf resulteert de in fig. 1 getoonde uitvoering van de naafhuls 15· Deze naafhuls 15 bezit een slanke hals 15, een konisch overgangsgebied 15b en een cilindrisch eindgebied 15c. Be doorsnede van de slanke 30 cilindrische hals 15a wordt in hoofdzaak bepaald door de doorsnede van de schroefvormige drukveer 29 en door de doorsnede van de lager-bus 31> welke zeer klein kan worden gehouden. Daardoor verkrijgt de aandrijfnaaf volgens fig. 1 in zijn totaliteit een zeer slank en sportief aanzien. Be axiale lengte van de slanke lagerhals 15a 35 verloopt over ten minste 40%, bij voorkeur ten minste 50% en op zijn best over meer dan 60% van de axiale lengte van de naafhuls 15, gemeten tussen de spaakflenzen 15d en 15e.

Opgemerkt moet nog worden dat ook het kogellager 17 in een lagerinzetstuk 50 van de naafhuls 15 loopt, welk inzetstuk in de 40 naafhuls 15 ingeperst is. Be lagerinzetstukken 50 en 37 bestaan uit 8005541 6 staal. De naafhuls 15 kan eventueel uit lichtmetaal worden vervaardigd.

De niet getoonde fietsketting kan via elk van de in het totaal vijf kettingwielen 18a - 18e lopen, welke wielen uitgerust zijn 5 met verschillende aantallen tanden, zodat door het omschakelen van de ketting vijf verschillende overzetverhoudingen kunnen worden gekozen. Yoor elke door de keuze van een bepaalde kettingwiel vastgestelde basisoverzetverhouding kan een verdere overzetvariatie plaatsvinden door omschakeling van het planeetdrijfwerk 19, zodat 10 er in het totaal tien verschillende schakeltrappen in dit uitvoe-ringsvoorbeeld mogelijk zijn.

Br moet nog op het volgende worden gelet: doordat het toerental van de naafhuls 15 ofwel overeenstemt met het toerental van de aandrijfeenheid 12, ofwel ten opzichte van het toerental van aan-15 drijfeenheid 12 is gereduceerd, wordt het mogelijk om de verhouding tussen de doorsnede van het aan de pedaalkruk aangebrachte kettingwiel ten opzichte van de op de aandrijfeenheid 12 aangebrachte kettingwielen 18a tot en met 18e naar verhouding groot te kiezen, zodat in het totaal het aan de pedaalkruk bevestigde kettingwiel 20 naar verhouding groot kan zijn, en wel zo groot als overeenstemt met de gebruikelijke grote bij sportieve rijwielen.

8005541

Claims

2. Aandrijfnaaf voor rijwielen of dergelijke volgens conclu sie 1, m e t het kenmerk, dat het holle wiel uit één stuk met de aandrijfeenheid (12) is vervaardigd.
3· Aandrijfnaaf voor rijwielen of dergelijke volgens een der conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat de koppelings- 30 middelen voorzien zijn van een dragerring (23) die naar keuze kan worden gekoppeld met de aandrijfeenheid (12) en met de planeetwuel-drager (21), en dat op de dragerring (23) ten minste een eerste grendelpal (34) is aangebracht, die in een aan de naafhuls (15) vast aangebrachte eerste inwendige gr endelp al·* ert an ding (36) in» 35 grijpt.
4· Aandrijfnaaf voor rijwielen of dergelijke volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de dragerring (23) voorzien is van een uitwendige vertanding (33) die kan ingrijpen op de inwendige vertanding van het holle wiel (32).
8 Ou 5 5 4 1
5. Aandrijfnaaf voor rijwielen of dergelijke volgens één der conclusies 3 of 4» met het kenmerk, dat aan de drager-ring (23) ten minste een tweede grendelpal (41) is aangebracht die in een tweede grendelpalvertanding (46) kan ingrijpen, welke aange- 5 bracht is aan de planeetwieldrager (21).
6. Aandrijfnaaf voor rijwielen of dergelijke volgens conclusie 5» met het kenmerk, dat de tweede grendelpalvertanding (46) een uitwendige vertanding is.
7. Aandrijfnaaf voor rijwielen of dergelijke volgens één der 10 conclusies 5 en 6, met het kenmerk, dat de schakel- middelen voorzien zijn van een konisch stuuroppervlak (47) dat met de tweede grendelpal (41) dusdanig samenwerkt, dat bij axiale verschuiving van de tweede grendelpal (41) ten opzichte van het konische stuuroppervlak (47) de tweede grendelpal in aangrijping en 15 uit aangrijping met de tweede grendelpalvertanding (46) wordt gebracht .
8. Aandrijfnaaf voor rijwielen of dergelijke volgens één der conclusies 3 t/m 7»met het kenmerk, dat de dragerring (23) in axiale richting verschuifbaar is tussen twee eindposities, 20 waarbij ze in een eerste eindpositie is verbonden met de aandrijf-eenheid (12) voor overdracht van het draaimoment en in een tweede eindpositie is verbonden met de planeetwieldrager (21) voor overdracht van het draaimoment.
9. Aandrijfnaaf voor rijwielen of dergelijke volgens conclusie 25 8, met het kenmerk, dat de dragerring (23) een lager- hals (21a) van de ten opzichte van de naafas (10) axiaal niet verschuifbare planeetwieldrager (21) omsluit en ten opzichte van de planeetwieldrager (21) axiaal verschuifbaar is, waarbij de tweede grendelpalvertanding (46) en het konische stuuroppervlak (47) 30 aan deze lagerhals (21a) zijn bevestigd.
10. Aandrijfnaaf voor rijwielen of dergelijke volgens één der conclusies 1 t/m 9> 1 e t het kenmerk, dat het planeet-wiel (22) op een planeetwiellagerpen (21c) is gelagerd, welke op zijn beurt is bevestigd aan een radiale flens (21b) van de planeet- 35 wieldrager (21) en dat de radiale flens (21b) en de planeetwiellagerpen (21c) zich radiaal binnen de inwendige vertanding van het holle wiel (32) in het gebied van de axiale uitbreiding daarvan bevinden.
11. Aandrijfnaaf voor rijwielen of dergelijke volgens één der conclusies 1 t/m 10, met het kenmerk, dat de inwendige 40 vertanding van het holle wiel (32) zich in axiale richting ten minste 8005541 over een deel van de kettingwielen (l8a-18e) uitstrekt.
12, Aandrijfnaaf voor rijwielen of dergelijke volgens één der conclusies 5 t/m 11,met het kenmerk, dat de eerste grendelpal (34) en de tweede grendelpal (41) elkaar in axiale 5 richting ten minste gedeeltelijk overlappen.
13· Aandrijfnaaf voor rijwielen of dergelijke volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de naafhuls (15) aan ten minste één uiteinde voorzien is van een lagerinzetstuk (37j 50) voor een rollager (16 respectievelijk 17)» dat aan de 10 tweede respectievelijk derde lager positie is bevestigd.
14· Aandrijfnaaf voor rijwielen of dergelijke volgens conclusie 13» m e t het kenmerk, dat het aan de tweede lagerpositie naburige lagerinzetstuk (37) de drager vormt van de eerste grendelpal vertanding (3 6). 15 15· Aandrijfnaaf voor rijwielen of dergelijke volgens één der conclusies 1 t/m14, met het kenmerk, dat de naafhuls (15) tussen de spaakflenzen (15d, 15e) een slanke naafhals (15a) bezit, waarvan de lengte zich uitstrekt over ten minste 40%, bij voorkeur ten minste 50%, maar nog beter over ten minste 60% van de 20 afstand tussen de spaakflenzen (l5d, 15®) en waarvan de doorsnede hoogstens 300% en bij voorkeur ongeveer 200% bedraagt van de naafas-doorsnede. 8005541