SE449975B

SE449975B - DRIVING NAV FOR CYCLES AND SIMILAR

Info

Publication number: SE449975B
Application number: SE8202238A
Authority: SE
Inventors: K Schuller
Original assignee: Fichtel & Sachs Ag
Priority date: 1981-04-09
Filing date: 1982-04-07
Publication date: 1987-06-01
Also published as: DE3114381A1; FR2503655A1; GB2096720A; SE8202238L; GB2096720B; FR2503655B1; DE3114381C2; JPS57178985A

Description

la un .11 1,. ln w , (\) 449 975 rörlig längs navaxeln genom ställorganen. En bärring är roter- bart monterad på planethjulsbäraren för gemensam axiell rörelse med denna. Bärringen står i kontinuerligt drivingrepp med driv- elementet. En första spärrkoppling är anordnad mellan bärringen och navhylsan. En andra spärrkoppling är anordnad mellan planet- hjulsbäraren och navhylsan axiellt intill bärringen. Den första spärrkopplingen är omställbar mellanett första vridmomentöver- förande tillstånd och ett overksamt tillstånd i beroende av axiell rörelse hos planethjulsbäraren. la un .11 1 ,. ln w, (\) 449 975 movable along the hub axis through the adjusting means. A support ring is rotatably mounted on the planet gear carrier for joint axial movement with it. The support ring is in continuous driving engagement with the drive element. A first locking coupling is arranged between the support ring and the hub sleeve. A second locking coupling is arranged between the planetary gear carrier and the hub sleeve axially next to the support ring. The first ratchet clutch is adjustable between a first torque transmitting condition and an idle state depending on axial movement of the planetary gear carrier.

Det har visat sig att detta förbättrade drivnav är mycket driftssäkert.It has been shown that this improved drive hub is very reliable.

Utföringsexempel av uppfinningen beskrivs närmare nedan med hänvisning till bifogad ritning, på vilken fig. 1 visar ett drivnav utformat i enlighet med uppfinningen, delvis i längdsnitt, med planetväxelsystemet i "normalläget”, och fig. 2 .visar ett drivnav med ett modifierat planetväxelsystem, delvis i längdsnitt, med planetväxelsystemet i "motlutsläge".Embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a drive hub designed in accordance with the invention, partly in longitudinal section, with the planetary gear system in the "normal position", and Fig. 2 shows a drive hub with a modified planetary gear system. partly in longitudinal section, with the planetary gear system in "counter-tilt position".

I båda figurerna betecknar 1 navaxeln hos det i enlighet med uppfinningen utformade drivnavet, vilket på den ena sidan uppbär en inställbar lagerkona 2 och på den andra sidan uppbär en fast lagerkona 3. På dessa lagerkonor är medelst kullager- löpbanor 4 och 5 monterade en navhylsa 7 med ekerflänsar 7a, 7b och ett drivelement 6. Navhylsan 7 är monterad vid driv- elementets 6 drivände med hjälp av ytterligare kullagerlöpbana S. Vid båda lagerställena har navhylsan, vilken företrädesvis är framställd av lättmetall, pressade lagerskålar 4a och Sa av stål.In both figures, 1 denotes the hub shaft of the drive hub designed in accordance with the invention, which on the one hand carries an adjustable bearing cone 2 and on the other side carries a fixed bearing cone 3. A hub sleeve is mounted on these bearing cones by means of ball bearing raceways 4 and 5. 7 with spoke flanges 7a, 7b and a drive element 6. The hub sleeve 7 is mounted at the drive end of the drive element 6 by means of further ball bearing race S. At both bearing points, the hub sleeve, which is preferably made of light metal, has pressed bearing cups 4a and 5a of steel.

Drivelementet 6 är anordnat för upptagning av ett flertal kedjedrev öa, vilka kan valbart drivas av en växlingsbar kedja.The drive element 6 is arranged for receiving a plurality of chain gears, which can be selectively driven by a switchable chain.

Vänt mot navhylsan, har drivelementct en klockliknnndu form samt uppvisar en invändig ringhjulskuggtandning 9 med vilken ingriper planethjul 11 hos en planethjulsbärare 10, vilka sam- tidigt står i ingrepp med en kuggtandning Sa hos ett solhjul i den fasta konan 3 på navaxeln 1. Planethjulsbäraren 10 är anordnad roterbar och samtidigt axiellt förskjutbar på nav- axeln 1 - möjligen över en mellanliggande lagerbussning. Sam- tidigt ingriper med ringhjulskuggtnndningen 9 i drivelementet o den yttre kuggtandningen 13 hos en spärrhakeförsedd bärring 12, vars axiellt intilliggande spärrhakar 14 kan föras radlellt utat under verkan av en fjäderring 14a i ingrepp med nnvhylsan LN 449 975 7, närmare bestämt med en inre spärrtandning 15 vilken är an- ordnad i navhylsans 7 lagerskål 8a. Bärringen 12 för spärr- hakarna är anordnad roterbar men axiellt fixerad på planet- hjulsbärarens 10 axel 10a.Facing the hub sleeve, the drive element has a bell-like shape and has an internal ring gear tooth tooth 9 with which engages planet gears 11 of a planet gear carrier 10, which simultaneously engage a gear tooth Sa of a sun gear in the fixed cone 3 on the hub shaft 10. is arranged rotatable and at the same time axially displaceable on the hub shaft 1 - possibly over an intermediate bearing bushing. At the same time, the ring gear tooth tooth 9 engages in the drive element and the outer tooth tooth 13 of a pawl bearing ring 12, the axially adjacent pawls 14 of which can be moved radially outwardly under the action of a spring ring 14a in engagement with the inner sleeve LN 449 975. Which is arranged in the bearing cup 8a of the hub sleeve 7. The support ring 12 for the pawls is arranged rotatably but axially fixed on the shaft 10a of the planetary gear carrier 10.

Drivnavots utföringsform enligt fin. 1 visar pa den nxíellt inre änden hos den lnvílndign spíírrtnlxrlllingen IE'- «-n lyfllfnln lSn genom vilken spärrhakarna 14 kan styras på ett sätt som kommer att beskrivas senare. På planethjulsbärarens 10 axel 10a är anordnat en ytterligare uppsättning med spärrhakar 16, vilka, separerade medelst en distansring 10b från spärrhakarna 11, är anordnade i fickor 18 hos planethjulsbäraren 10. För gemen- sam rotation med denna, och vilka under fjäderverkan ingriper radiellt utåt i en invändig spärrtandning 17 i lagerskålen Sa.Drivnavot's embodiment according to fine. 1 shows the nxally inner end of the inner locking ring IE'- «-n leverllfnln lSn through which the pawls 14 can be guided in a manner which will be described later. Arranged on the shaft 10a of the planetary gear carrier 10 is a further set of pawls 16, which, separated by a spacer ring 10b from the pawls 11, are arranged in pockets 18 of the planetary gear carrier 10. For joint rotation therewith, and which during spring action engage radially outwardly in an internal locking tooth 17 in the bearing bowl Sa.

Planethjulsbäraren 10 är axiellt förskjutbar - till vänster i fig. 1 - på navaxeln 1, närmare bestämt genom ett dragblock »20 vilket är förskjutbart till vänster i en öppning Zl hos nav- 'JI f; UI UI axeln 1 och är anordnat vid änden av en i navaxelns borrning 25 anordnad dragstång 22 samt är påverkbart genom denna drag- stâng med hjälp av en dragkedja 24 på konventionellt sätt, med hjälp av ett ej visat handtag mot trycket av en kompressions- fjäder ZS, vilken är ansatt dels mot en lâsring 23a på navaxeln, dels mot en koaxiell styrhylsa 19 hos planethjulsbäraren 10.The planetary gear carrier 10 is axially displaceable - to the left in Fig. 1 - on the hub shaft 1, more precisely by a traction block »20 which is displaceable to the left in an opening Z1 of the hub-JI f; UI UI shaft 1 and is arranged at the end of a drawbar 22 arranged in the bore of the hub shaft and is actuatable through this drawbar by means of a zipper 24 in a conventional manner, by means of a handle (not shown) against the pressure of a compression spring ZS, which is mounted partly against a locking ring 23a on the hub axle, partly against a coaxial guide sleeve 19 of the planetary gear carrier 10.

Spärrhakarna 14 och 16 förskjuts axiellt tillsammans med planet- hjulsbäraren 10. Ringhjulskuggtandníngen 9 i drivelementet 6, solhjulskuggtandningen Sa på den fasta konan 3 samt även den invändíga tandníngen 17 i lagerskâlen Sa är utbildade axiellt förlängda på sådant sätt, att planethjulen 11, tandníngen 13 liksom bärhakarna 16 förblir i konstant ingrepp, men à andra sidan bringas spärrhakarna 14 på bärringen 12 ur ingrepp med spärrtandníngen 15 i lagerskålen Sa genom lyftkammen läa, då planethjulsbäraren 10 förflyttas åt vänster.The pawls 14 and 16 are axially displaced together with the planet gear carrier 10. The ring gear tooth teeth 9 in the drive element 6, the sun gear tooth teeth Sa on the fixed cone 3 and also the internal tooth teeth 17 in the bearing shells Sa are formed axially elongated in such a way that the planet wheels 11 the support hooks 16 remain in constant engagement, but on the other hand the ratchets 14 on the support ring 12 are brought out of engagement with the ratchet teeth 15 in the bearing cup Sa through the lifting cam läa, when the planet gear carrier 10 is moved to the left.

Genom denna axiella förskjutning av planethjulsbäraren 10 inklusive det på denna anordnade spärrhakesystemen 14 och 15, växlas navets driftssätt med hjälp av dragkedjan 24. I "normalläget" överförs som visas vridmomentet från drivele- mentet 6 genom den inre tandningen 9 till den yttre tandningen 13 hos bärringen 12 och därifrån med hjälp av spärrhnkarnn 14 till den invändíga spärrtandningen 15 hos lagerskàlen S och följaktligen till navhylsan 7, under det att spärrhakarna lo förbipasseras. I "motlutsläget" vilket uppnås genom förflyttning 10 l~) UI LH UI JU 449 975 4 av planethjulsbäraren till vänster kommer denna ej längre att rotera i tomgång. Planethjulsbärarens 10 rotation, vilken är långsammare än drivelementets 6 rotation, överförs istället, med spärrhakarna 14 ur ingrepp med hjälp av kamytan 15a, över spärrhakarna 16 till den invändiga spärrtandningen 17 i lager- skålen Sa hos navhylsan 7. _ Den i fig. Z visade utföringsformen hos drivnavet enligt uppfinningen skiljer sig från exemplet enligt fig. 1 genom att för spärrhakesystemen 14a och 16a är utbildad en gemensam, axiellt förlängd spärrtandning 15b i lagerskâlen 8a. Dessutom är lyftkammen 9a för spärrhakarna 14a, vilka är drivna genom drivelementet 6 över bärringens 12 utvändiga tandning 13, nu anordnad vid ringhjulstandningens 9 axiellt inre ände hos driv- elementet, på sådant sätt att spärrhakarna 14a, när planethjuls- bäraren 10 befinner sig axiellt till höger under inverkan av _kompressionsfjädern, bringas ur ingrepp med lagerskålens Ba in- vändiga spärrtandning 15b, under det att spärrhakarna 16a, vilka är anordnade i rotationsingrepp på planethjulsbärarens axel med hjälp av en mellanliggande ring 18a, förblir i ingrepp med den invändiga spärrtandningen 15b i navhylsans 7 lagerskâl Sa, så att härigenom navhylsan drivs i "motlutsläget". Driv-- navets "normalläge" uppnås genom påverkan av dragkedjan 24 och dragstången 22, varigenom planethjulsbäraren 10 med de på denna anordnade spärrtandsystemen förskjuts axiellt till vänster, så att spärrhakarna 14a vilka drivs direkt av drívelementet 6 över bärringen 12, frigörs från lyftkammen 9a, och följaktligen sätts i ingrepp med den invändiga spärrtandningen 15b i navhylsan 7.By this axial displacement of the planetary gear carrier 10 including the ratchet systems 14 and 15 arranged thereon, the mode of operation of the hub is changed by means of the zipper 24. In the "normal position" the torque is transmitted from the drive element 6 through the inner toothing 9 to the outer toothing 13 of the support ring 12 and thence by means of the ratchet core 14 to the internal ratchet toothing 15 of the bearing shells S and consequently to the hub sleeve 7, while the ratchet hooks 10 are bypassed. In the "counter-tilt position" which is achieved by moving the planetary gear carrier to the left, it will no longer rotate at idle. The rotation of the planetary gear carrier 10, which is slower than the rotation of the drive element 6, is instead transmitted, with the pawls 14 out of engagement by means of the cam surface 15a, over the pawls 16 to the inner pawl 17 in the bearing cup Sa of the hub sleeve 7. the embodiment of the drive hub according to the invention differs from the example according to Fig. 1 in that a common, axially extended locking tooth 15b is formed in the bearing shells 8a for the ratchet hook systems 14a and 16a. In addition, the lifting cam 9a of the pawls 14a, which are driven by the drive member 6 over the outer toothing 13 of the support ring 12, is now arranged at the axial inner end of the ring gear stand 9 of the drive member, such that the pawls 14a, when the planet gear carrier 10 is axial to right under the action of the compression spring, is brought into engagement with the inner locking tooth 15b of the bearing cup Ba, while the pawls 16a, which are arranged in rotational engagement on the shaft of the planet gear carrier by means of an intermediate ring 18a, remain in engagement with the inner locking tooth 15 7 bearing shell Sa, so that the hub sleeve is thereby driven in the "counter-tilt position". The "normal position" of the drive hub is achieved by actuating the zipper 24 and the drawbar 22, whereby the planetary gear carrier 10 with the ratchet tooth systems arranged thereon is displaced axially to the left, so that the ratchets 14a which are driven directly by the drive element 6 over the support ring 12a are released. and consequently is engaged with the internal locking toothing 15b in the hub sleeve 7.

Spärrhakarna 16a pà planethjulsbäraren 10 vilken roterar saktare genom verkan av planetväxeln, blir upphunna av navhylsan " nu roterar snabbare. vilken Med utformningen av drivnavet i enlighet med uppfinningen såsom ovan beskrivits, uppnås en avsevärd förbättring vad gäller såväl delarnas framställning som deras montering, tack vare att endast radiellt utåtverkande spärrhakesystem används. Dessutom blir funktionen mer gynnsam till följd av att bärringens 12 7 kopplingstandning 13, samverkande med det ihåliga hjulet 9, förblir inkopplad i både "normal-" och "motlutsläget".The ratchets 16a on the planetary gear carrier 10 which rotate more slowly by the action of the planetary gear are caught by the hub sleeve "now rotate faster. Which With the design of the drive hub in accordance with the invention as described above, a considerable improvement is achieved in both parts and assembly. In addition, the function becomes more favorable due to the fact that the coupling teeth 13 of the support ring 127, cooperating with the hollow wheel 9, remain engaged in both the "normal" and "counter-tilt" positions.

Med hjälp av den på känt sätt manövrerbara kedjeväxlingcn över kedjedreven 6a på drivelementet 6, är det möjligt att er- hålla en fin indelad variation av utväxlingen i kombination med S 449 975 den ovan beskrivna navväxeln.By means of the chain gear which can be operated in a known manner over the chain gears 6a on the drive element 6, it is possible to obtain a fine divided variation of the gear in combination with the hub gear described above.

En utföringsform av en navväxel är även tänkbar, hos vilken de två spärrhakesystemen är anordnade i navhylsan för ingrepp i en radiell inåtriktning. Tillhörnnde motverkande spärrtänder är i detta fall anordnade sida vid sida på axeln hos planethjulsbäraren respektive på en bärring, vilken är roterbart monterad på planethjulsbäraren och i konstant driv- förbindelse med drivelementet. Den tillhörande lyftkammen är i detta fall anordnad på denna bärring på sådant sätt, att vid en axiell förskjutning åt vänster av planethjulsbäraren, bringas spärrhakarna för direktdrivning ur ingrepp.An embodiment of a hub gear is also conceivable, in which the two ratchet systems are arranged in the hub sleeve for engagement in a radial inward direction. Associated counter-locking teeth are in this case arranged side by side on the shaft of the planetary gear carrier and on a support ring, which is rotatably mounted on the planetary gear carrier and in constant drive connection with the drive element. The associated lifting cam is in this case arranged on this support ring in such a way that in the event of an axial displacement to the left of the planetary gear carrier, the pawls for direct drive are disengaged.

Claims

10 15 20 25 30 35 40 449 "975 6 Eatentkggv

A drive hub for bicycles and the like comprising a) a hub axle (1) having one front end and one other end; b) a drive element (6), which is rotatably mounted on the hub shaft (1) adjacent to its forward end by forward bearing means (5) and which is drivable via a chain; c) a hub shelf (7) which omelutes the hub shaft (1) and is rotatably mounted on the drive element (6) through second bearing means (6) and on the hub shaft (1) adjacent to its other end through third bearing means (4); d) a planetary gear system, which is covered by the hub sleeve (7) and the drive element (6) for transmitting drive motion from the drive member (6) to the hub sleeve (7), the planetary gear system comprising a toothed sol attached to the hub shaft (1). wheel (3a), a planetary gear carrier; (10) mounted for rotation about the hub axle (1), a ring gear mounted for rotation about the hub shaft (1), the ring gear being provided with an internal ring gear tooth (9), and at least having planet gears (11) mounted for rotation on the planet gear carrier (10) and simultaneously in gear engagement with the sun gear (3a) and the ring gear gearing (9); e) adjustable coupling means for selectively coupling the hub shaft (7) with the ring gear or the planet gear carrier (10); f) counting means (24, 22, 20, 23) for adjusting the coupling means and extending through an axial bore (25) of the hub shaft (1); g) wherein the planetary gear carrier (10) is axially movable along the hub shaft (1) through the adjusting means (24, 22, 20, 23); h) wherein a support ring (12) for pear hooks is rotatably mounted on the planetary gear carrier (10) for common axial movement therewith; i) wherein the support ring (12) is drivable by means of the drive element (6); k) wherein a first locking coupling (14, 15) is arranged between the support ring (12) and the hub sleeve (7), said first locking coupling (14, 15) comprising at least one radially outwardly directed locking hook (14), which is pivotally mounted on the support ring. (12) and pre-engaged for engagement with a radially aligned locking tooth member (15) disposed on the hub shelf; Wherein a second locking coupling (16, 17) is arranged between the planetary gear lock (10) and the hub sleeve (7), said second locking coupling (16, 17) comprising at least one radially outwardly directed locking hook (16) on the planet gear carrier (10) and a radially misaligned ratchet tooth member (17) disposed on the hub shelf (7); and rm) wherein the actuated locking clutch (14, 15) is adjustable between a torque transmitting state and an inactive allowance depending on axial movement of the planetary gear carrier (10); characterized in that n) the drive element (6) is provided with a plurality of chain gears (6a); o) the ring gear is fixedly connected to the drive element (6) and placed inside the drive element (6); p) the support ring (12) is in continuous drive connection with the drive element (6); and q) the first ratchet coupling (14, 15) and the second ratchet coupling (16, 17) are located adjacent to each other at the axial side of at least one planet wheel and inside a common terminating portion of the hub sleeve adjacent the drive member (6).

Drive hub according to claim 1, characterized in that a cam surface (15a) for adjusting engagement with at least one pear hook (14) and the locking coupling (14, 15) is arranged on a cam girder (Ba), and that the pear hook (14) of the front gear coupling (14, 15) is extremely movable with respect to the camshaft carrier (Ba) depending on axial movement of the planetary gear carrier (10) along the hub axle (1).

Drive hub according to claim 2, characterized in that the cam surface (15a) is arranged on the hand sleeve (7) next to the locking tooth member (15) of the pre-locked coupling (14, 15).

Drive hub according to claim 2, characterized in that the cam surface (Qa) is arranged on the drive element (6).

5. A drive hub according to any one of the preceding claims, characterized in that the first (14a, 15b) and second (16a, 15b) coupling couplings comprise common locking tooth means (15b) on the hub shelf (7). V

Drive hub according to any one of the preceding claims, characterized in that said aligned pear tooth means (15, 16) are arranged on a bearing ine (8a) of said second bearing means (8) inserted in the hub sleeve (7).

Drive hub according to one of the preceding claims, characterized in that the inner ring gear tooth (9) is in continuous driving engagement with external tooth tooth means (13) on the support ring (12).

Drive hub according to one of the preceding claims, characterized in that the ring gear is formed in a plane with the drive element (6). (x