DE10030941A1 - Mehrgangschaltnabe - Google Patents
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Abstract
Bei einer Mehrgangschaltnabe mit mindestens einem Planetengetriebe (19) werden zur Wahl verschiedener Übersetzungsverhältnisse verschiedene Sonnenräder (22, 23, 24) blockiert und andere jeweils zur Drehung freigegeben. Zu dieser Umschaltung des Sonnenradschaltzustands dient ein axial verschiebbarer Sonnenradzustandwandler (47). Dieser Sonnenradzustandwandler (47) wird durch Zusammenwirken von Steuerkurven (59, 60) einer Steuerkurventrägereinheit (56) mit Steuerkurvenanlageelementen (k1, k2, k3) axial verschoben. Die Steuerkurvenanlageelemente (k1, k2, k3) sind in radialer Richtung mittels einer Gangwechselsignalleitung (SL) in und außer Eingriff mit einer jeweiligen Steuerkurve (59, 60) verstellbar. Der Drehantrieb der Steuerkurventrägereinheit (56) erfolgt von einer zumindest beim Vorwärtstreten angetriebenen Nabenkomponente her.
Description
Die Erfindung betrifft eine Mehrgangschaltnabe für Fahrräder od. dgl.,
umfassend:
- - eine Nabenachse mit einer geometrischen Achse,
- - einen mit mindestens einem Drehmomenteinleitungsglied, insbesondere einem Kettenzahnkranz, koppelbaren oder gekoppelten Antreiber, welcher drehbar auf der Nabenachse gelagert ist,
- - eine drehbar auf der Nabenachse gelagerte Nabenhülse,
- - ein innerhalb der Nabenhülse angeordnetes Planetengetriebesystem
mit mindestens einem Planetengetriebe zur Drehmomentübertragung
von dem Antreiber auf die Nabenhülse, dieses Planetengetriebesystem
ausgeführt mit
wenigstens einem Sonnenrad, welches wahlweise zwischen einem Zustand freier Drehbarkeit um die Nabenachse und einem Zustand der Drehblockierung gegenüber der Nabenachse umschaltbar ist,
wenigstens einem drehbar auf der Nabenachse gelagerten Hohlrad und
wenigstens einem Planetenrad, welches auf einem um die Nabenachse drehbaren Planetenradträger drehbar gelagert ist,
ferner umfassend
einen axial beweglichen Sonnenradzustandwandler, welcher in Abhängigkeit von seiner Axialstellung das Sonnenrad
entweder zur Einnahme des Zustands freier Drehbarkeit oder des Zustands der Drehblockierung veranlasst,
eine Gangwechseleinrichtung zum Bewegen des Sonnenradzustandwandlers in Richtung der geometrischen Achse, diese Gangwechseleinrichtung in Wirkverbindung
mit einer von einem Gangwechselsignalgeber außerhalb der Mehrgangschaltnabe her in die Mehrgangschaltnabe eingeführten Gangwechselsignalleitung.
Eine solche Mehrgangschaltnabe ist aus der EP 446 966 B1 bekannt. Gemäß
Fig. 9 dieser Druckschrift ist als Sonnenradzustandwandler eine
Blockierungshülse auf der Nabenachse unverdrehbar, aber axial verschiebbar
angeordnet. Diese Blockierungshülse ist durch eine Verzahnung je nach
Axialstellung entweder mit einem kleinen oder mit einem großen Sonnenrad in
drehsicherndem Eingriff. Die Axialverschiebung der Blockierungshülse erfolgt
von einem Gangwechselsignalgeber, d. h. einem Gangschalter aus, der
außerhalb der Mehrgangschaltnabe beispielsweise auf einem Lenker des
jeweiligen Fahrrads angeordnet ist. Durch wahlweises Feststellen bzw.
Freigeben des kleinen bzw. des großen Sonnenrads kann das Übersetzungs
verhältnis des Planetengetriebes verändert werden. Die Axialverschiebung der
Blockierungshülse vom Gangwechselsignalgeber her muss sehr präzise
abgestimmt sein, damit die Sonnenräder jeweils einzeln mit maximaler
Zahnüberdeckung zur Nabenachse blockiert sind. Längenveränderungen in
der den Gangwechselsignalgeber mit der Blockierungshülse verbindenden
Signalleitung können zu Störzuständen innerhalb der Mehrgangschaltnabe
führen. Wenn versucht wird, die Blockierungshülse zum Zwecke der
Gangschaltung axial zu verschieben, solange die Mehrgangschaltnabe unter
Last steht, d. h. solange im Vorwärtsdrehsinn getreten wird, so treten zwischen
der Nabenachse und dem jeweils wirksamen Sonnenrad große Stützmomente
auf, die entsprechend große Zahnflankenreibung zwischen dem jeweiligen
Sonnenrad und der Nabenachse bewirken. Dies bedeutet, dass die
Blockierungshülse nur mit großem Kraftaufwand in axialer Richtung
verschoben werden kann. und dementsprechend große Schaltkräfte an dem
Gangwechselsignalgeber und der Gangwechselsignalleitung auftreten. Diese
großen Kräfte führen zu Längenveränderungen in der Gangwechselsig
nalleitung, so dass die vorher erwähnte Präzision der Blockierungshülsen
einstellung rasch verloren gehen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrgangschaltnabe der
eingangs bezeichneten Art so auszubilden, dass der Sonnenradzustand
wandler (vergleichbar mit der Blockierungshülse in der EP 446 966 B1) mit
erhöhter Präzision positioniert und in Position gehalten werden kann; ferner
soll das Gangschalten durch Veränderung des Schaltzustands eines oder
mehrerer Sonnenräder vermittels Axialverschiebung des Sonnenradzustand
wandlers erleichtert werden; anders ausgedrückt: Die an dem Gangwechsel
signalgeber und der Gangwechselsignalleitung auftretenden Schaltkräfte
sollen auch dann gering gehalten werden, wenn das Gangschalten unter Last,
d. h. während des Vorwärtstretens stattfindet.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden die folgenden Merkmale vorgeschlagen:
- a) eine um die geometrische Achse drehbare Steuerkurventrägereinheit mit mindestens einer in Umfangsrichtung um die geometrische Achse verlaufenden und zu einer achsnormalen Ebene geneigt verlaufenden Steuerkurve;
- b) eine Drehmitnahmeverbindung zwischen einer bei Drehung des Antreibers oder/und bei Drehung der Nabenhülse um die geometrische Achse rotierenden Nabenkomponente und der Steuerkurventräger einheit;
- c) mindestens ein Steuerkurvenanlageelement zur im Wesentlichen axialen Anlage an der Steuerkurve,
- d) wobei dieses Steuerkurvenanlageelement gegenüber der Nabenachse in Richtung der Nabenachse und in Umfangsrichtung im Wesentlichen unbeweglich und gegenüber der geometrischen Achse radial verstellbar ist zwischen einer radial überlappenden Stellung zur Steuerkurve und einer radial nicht überlappenden Stellung zur Steuerkurve,
- e) wobei weiter die Gangwechselsignalleitung zur radialen Verstellung des Steuerkurvenanlageelements mit diesem in Wirkverbindung steht,
- f) wobei weiter die Steuerkurventrägereinheit mit dem Sonnenradzu standwandler identisch ist oder in axialer Mitnahmeverbindung mit dem Sonnenradzustandwandler steht,
- g) und wobei die geometrischen Verhältnisse so gewählt sind, dass nach radialer Verstellung des Steuerkurvenanlageelements in seine die Steuerkurve radial überlappende Stellung die Steuerkurve infolge der Drehung der Steuerkurventrägereinheit um die geometrische Achse in Berührung mit dem Steuerkurvenanlageelement treten kann und die Steuerkurventrägereinheit sowie der Sonnenradzustandwandler infolge Relatiwerdrehung der Steuerkurve und des Steuerkurven anlageelements eine Axialverschiebung erfahren.
Bei erfindungsgemäßer Ausbildung der Mehrgangschaltnabe ist die
Axialposition der Steuerkurventrägereinheit und damit des Sonnenradzu
standwandlers im Wesentlichen abhängig von dem Zusammenwirken jeweils
einer Steuerkurve und eines Steuerkurvenanlageelements. Da das Steuerkur
venanlagelement in Umfangsrichtung und in Achsrichtung der Nabenachse im
Wesentlichen unbeweglich ist, ergibt sich in einer bestimmten Drehwin
kelstellung der Steuerkurventrägereinheit eine eindeutige axiale Festlegung
dieser Steuerkurventrägereinheit und damit des Sonnenradzustandwandlers,
welche weitgehend unabhängig von der Längeneinstellung der Gang
wechselsignalleitung ist. Damit ergibt sich die geforderte Präzision hinsichtlich
der Blockierungs- und Drehfreigabezustände des mindestens einen
Sonnenrads.
Da die Axialverschiebung des Sonnenradzustandwandlers von der Drehung
des Antreibers oder der Drehung der Nabenhülse ableitbar ist, bedarf es auch
beim Gangschalten unter Last keiner großen Schaltkräfte an dem
Gangwechselsignalgeber, d. h. an dem von Hand zu bedienenden Gang
schalter und in der Gangwechselsignalleitung. Das Gangschalten unter Last
ist somit erleichtert. Gleichzeitig ist die Gefahr einer Längenveränderung in der
Gangwechselsignalleitung bei Gangschalten unter Last reduziert. Dies gilt
nicht nur dann, wenn die Gangwechselsignalleitung rein mechanisch von dem
Gangschalter zum Sonnenradzustandwandler führt, sondern auch dann, wenn
beispielsweise eine elektrische Gangwechselsignalleitung zur Anwendung
kommt, die ja irgendwo auch in einen mechanischen Weggeber übergehen
muss.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Steuerkurvenbestückung der Steuerkurventrägereinheit und die Anlageele
mentausstattung der Nabenachse für die Axialverschiebung der Steuerkur
venträgereinheit in einer einzigen Richtung ausgebildet sind und dass eine
Rückstellvorrichtung zur Axialverschiebung der Steuerkurventrägereinheit in
der entgegengesetzten Richtung vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform
kann es sich als notwendig erweisen, in einer Axialposition, die durch
Zusammenwirken von Steuerkurve und Steuerkurvenanlageelement erreicht
wird, eine Haltevorrichtung vorzusehen, welche der Rückstellvorrichtung,
beispielsweise einer Rückstellfeder, standhält und unwirksam gemacht wird,
wenn die Axialverschiebung in der entgegengesetzten Richtung eingeleitet
wird.
Nach einer zweiten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuerkurven
bestückung der Steuerkurventrägereinheit und die Anlageelementausstattung
der Nabenachse für die Axialverschiebung der Steuerkurventrägereinheit in
entgegengesetzten Richtungen ausgebildet sind.
Im einfachsten Fall dient die Kombination einer Steuerkurve und eines
Steuerkurvenanlageelements zum Drehsichern bzw. zur Drehfreigabe eines
Sonnenrads oder zur wahlweisen Drehsicherung bzw. Drehfreigabe jeweils
eines von zwei Sonnenrädern. Darüber hinaus ist es aber auch möglich, dass
die Steuerkurvenbestückung der Steuerkurventrägereinheit und die
Anlageelementausstattung der Nabenachse für die Einstellung von mehr als
zwei Axialpositionen der Steuerkurventrägereinheit bestimmt und geeignet
sind.
Die Axialverstellung der Steuerkurventrägereinheit bzw. des Sonnenradzu
standwandlers in zwei entgegengesetzten axialen Richtungen kann ins
besondere in der Weise aufgebaut sein, dass zur Festlegung der Steuerkur
venträgereinheit in einer bestimmten Axialposition auf der Steuerkurven
trägereinheit zwei axial entgegengesetzt gerichtete Steuerkurven angeordnet
sind und dass jeder dieser axial entgegengesetzt gerichteten Steuerkurven
mindestens ein radial überlappendes Steuerkurvenanlageelement in axialer
Richtung gegenübersteht.
Um sicherzustellen, dass die Steuerkurventrägereinheit eine einmal erreichte
Axialposition entsprechend der Auswahl eines bestimmten Sonnenradzu
stands auch beibehält, bis ein weiteres Schaltsignal gegeben wird, kann man
dafür sorgen, dass je ein jeder Steuerkurve zugehöriger, in achsnormaler
Ebene liegender Hüllkreis axialen Abstand von dem der jeweiligen
Steuerkurve in axialer Richtung gegenüberstehenden Steuerkurvenanlageele
ment hat oder dieses tangiert. Dabei wird für den Fall der Zufassung eines
axialen Abstands dieser axiale Abstand bevorzugt klein gehalten, damit das
Einstellspiel der Steuerkurventrägereinheit und demgemäß auch des
Sonnenradzustandwandlers möglichst klein bleibt.
Unter der Voraussetzung, dass zwei axial entgegengesetzt gerichtete
Steuerkurven an der Steuerkurventrägereinheit vorgesehen sind, kann man
dafür sorgen, dass zur Festlegung der Steuerkurventrägereinheit in einer
bestimmten Axialposition jeweils ein dieser Axialposition zugeordnetes
Steuerkurvenanlageelement oder eine Gruppe solcher Elemente in einer
Umfangszone zwischen zwei in axialer Richtung einander zugekehrten
Steuerkurven liegt bzw. liegen und dabei diese Steuerkurven radial überlappt
bzw. überlappen. Diese Ausführungsform kann man z. B. dadurch ver
wirklichen, dass man die zwei einander zugekehrten Steuerkurven von den
Begrenzungskurven einer Steuerkurvennut an einer Außenumfangsfläche der
Steuerkurventrägereinheit nimmt.
Alternativ kann man auch vorsehen, dass zur Festlegung der Steuerkurven
trägereinheit in einer bestimmten Axialposition zwei von einander abge
wandten Steuerkurven jeweils eines von zwei diese Axialposition bestim
menden Steuerkurvenanlageelementen oder eine von zwei diese Axialposition
bestimmenden Gruppen von Steuerkurvenanlageelementen in axialer
Richtung gegenübersteht und dabei die jeweilige Steuerkurve radial überlappt.
Bei dieser Variante können die beiden voneinander abgewandten
Steuerkurven beispielsweise von den Begrenzungskurven einer schrauben
förmig verlaufenden Rippe gebildet sein, die aus der Umfangsfläche einer
Steuerkurventrägereinheit heraus vorsteht.
Der Umschaltmechanismus kann so gestaltet sein, dass bei bestehender
Festlegung der Steuerkurventrägereinheit in einer bestimmten Axialposition
zur Einleitung der Veränderung dieser Axialposition ein Steuerkurven
anlageelement durch die Gangwechselsignalleitung in Richtung auf
überlappende Stellung zu einer zugehörigen Steuerkurve beaufschlagbar ist
derart, dass es - je nach momentaner Drehwinkelstellung der Steuerkurven
trägereinheit - sofort oder nach Drehung der Steuerkurventrägereinheit in
überlappende Stellung zu der zugehörigen Steuerkurve gelangt, mit dieser in
Eingriff tritt und die Steuerkurventrägereinheit bei deren weiterer Drehung in
axialer Richtung verschiebt.
Insbesondere ist es möglich, dass bei bestehender Festlegung der Steuerkur
venträgereinheit in einer ersten bestimmten Axialposition zur Herbeiführung
einer anderen bestimmten Axialposition mindestens ein weiteres Steuerkur
venanlageelement axial hinter einem Hüllkreis durch die Gangwechselsignalleitung
in Richtung auf radial überlappende Stellung zu der diesem einen
Hüllkreis zugehörigen einen Steuerkurve beaufschlagbar ist derart, dass es - je
nach momentaner Drehwinkelstellung der Steuerkurventrägereinheit - sofort
oder nach Drehung der Steuerkurventrägereinheit in einem gegenüber dem
einen Hüllkreis zurückgesetzten Umfangsbereich der dem einen Hüllkreis
zugehörigen Steuerkurve in radial überlappende Stellung zu dieser einen
Steuerkurve gelangt und sofort oder nach weiterer Drehung der Steuerkurven
trägereinheit mit dieser einen Steuerkurve in Eingriff tritt und nach weiterer
Drehung der Steuerkurventrägereinheit diese in Richtung auf die andere
bestimmte Axialposition axial verschiebt. Bei dieser Ausführungsform kann
weiterhin vorgesehen sein, dass während oder nach der axialen Verschiebung
der Steuerkurventrägereinheit in Richtung auf die andere bestimmte Axialposi
tion ein an der Festlegung der ersten bestimmten Axialposition beteiligtes
Steuerkurvenanlageelement durch Wechselwirkung mit der anderen
Steuerkurve oder/und durch die Gangwechselsignalleitung in Richtung auf die
radial nicht überlappende Stellung zu der anderen Steuerkurve zurückstellbar
ist.
Das Zusammenspiel zweier Steuerkurven mit diesen zugehörigen Steuer
kurvenanlageelementen kann zu Situationen führen, in denen zu ver
schiedenen Axialpositionen der Steuerkurventrägereinheit zugehörige
Steuerkurvenanlageelemente in Eingriff mit der jeweiligen Steuerkurve liegen.
Um zu verhindern, dass dies zu einem Klemmen führt, ist vorgesehen, dass
der axiale Abstand zwischen zwei Steuerkurven auf ihrer ganzen
Umfangslänge derart bemessen ist, dass sie während der Drehung der
Steuerkurventrägereinheit eine unbeabsichtigte gleichzeitige radiale
Überlappung durch Steuerkurvenanlageelemente unter oszillierender
Axialbewegung der Steuerkurventrägereinheit klemmungsfrei zulassen,
Steuerkurvenanlageelemente, die für zwei bestimmte axial benachbarte
Axialpositionen der Steuerkurventrägereinheit verantwortlich sind. Bei einer
solchen Gestaltung kann es niemals zu einem Klemmen durch Zusammen
wirken der Steuerkurventrägereinheit mit den Steuerkurvenanlageelementen
kommen. Das Schlimmste, was passieren kann, ist, dass die Steuerkurven
trägereinheit eine oszillierende Axialbewegung ausführt. Dies ist ein sogleich
erkennbarer Störzustand, der nicht zu einer Zerstörung führen kann.
Es ist möglich, dass ein Steuerkurvenanlageelement in einer Radialbohrung
der Nabenachse radial verstellbar geführt ist. Dabei kann ein Steuerkurven
anlageelement von einer Kugel gebildet sein. Neben einer Kugel sind
beispielsweise auch Steuerkurvenanlageelemente in Form von Stiften
denkbar, die an mindestens einem Ende sphärisch oder konisch verjüngt sind.
Eine herstellungstechnisch vorteilhafte Gestaltung der Steuerkurventräger
einheit ergibt sich dann, wenn eine Steuerkurve von einer Schulter zwischen
reliefartig in radialer Richtung gegeneinander versetzten Innenumfangsflächen
der Steuerkurventrägereinheit gebildet ist. Die Steuerkurventrägereinheit kann
dann an den Innenumfangsflächen durch Fräsung bearbeitet werden. Diese
fräsende Bearbeitung kann dadurch erleichtert werden, dass die
Steuerkurventrägereinheit aus zwei Teilen zusammengesetzt wird, an deren
jeder eine der beiden Steuerkurven herausgearbeitet wird.
Die Gangwechselsignalleitung kann in unterschiedlicher Weise auf die
Steuerkurvenanlageelemente einwirken, z. B. so, dass die Gangwechselsignalleitung
mit einem Steuerkörper ausgeführt oder verbunden ist, welcher in
einem axialen Hohlraum der Nabenachse axial verschiebbar ist und ein in
axialer Richtung verlaufendes Steuerprofil zum Stützen und/oder Radialver
schieben eines Steuerkurvenanlageelements aufweist. Es ist aber auch
denkbar, dass die Steuerkurvenanlageelemente unter Benutzung einer
elektrischen Gangwechselsignalleitung elektromagnetisch oder in anderer
Weise beaufschlagt werden.
Um zu verhindern, dass die Steuerkurvenanlageelemente zwischen der
jeweiligen Steuerkurve und einer radial einwärts liegenden Steuerfläche
zerquetscht oder beschädigt werden, kann man dafür sorgen, dass ein
Steuerkurvenanlageelement bei Beaufschlagung durch eine Steuerkurve
gegen eine radial einwärts gerichtete Bewegung wenigstens zum Teil von
einer Umfangswand der Radialbohrung abgestützt ist. Bei dieser Aus
führungsform ergeben sich günstige Schmiegungsverhältnisse zwischen dem
jeweiligen Steuerkurvenanlageelement und seiner nabenachsenseitigen
Abstützung.
Für den Aufbau der Nabenkonstruktion ergeben sich eine Reihe von Optionen
dann, wenn der axialbewegliche Sonnenradzustandswandler von einem mit
der Steuerkurventrägereinheit durch eine Drehverbindung zur gemeinsamen
axialen Bewegung verbundenen Kupplungsglied gebildet ist, welches drehfest,
aber axial verschiebbar auf der Nabenachse angeordnet ist und in
Abhängigkeit von seiner Axialstellung ein Sonnenrad im Zustand freier
Drehbarkeit oder im Zustand der Drehblockierung hält. Das Kupplungsglied
kann bei dieser Ausführungsform nämlich schlank, z. B. als Kupplungshülse,
ausgebildet werden und damit ohne großen Raumbedarf auch zur
Überbrückung großer Längsabstände zwischen Sonnenrad und Steuerkur
venträgereinheit herangezogen werden.
Um beim Schalten die Gefahr von Überbelastungen in der Mehrgang
schaltnabe zu vermeiden, ist vorgesehen, dass die Gangwechselsignalleitung
ein elastisches Ausgleichsglied enthält, welches die Einleitung eines
Gangwechselsignals auch dann erlaubt, wenn eine beabsichtigte radiale
Verstellung des Steuerkurvenanlageelements durch die Steuerkurven
trägereinheit gehemmt ist.
Das Zurückstellen eines Steuerkurvenanlageelements in radialer Richtung
kann grundsätzlich der Schwerkraft überlassen bleiben, wenn die Führungs
richtung des Steuerkurvenanlageelements vertikal ist. Da man aber mit
Hemmungen oder Verzögerungen des Steuerkurvenanlageelements rechnen
muss, beispielsweise durch Schmierfett, wird empfohlen, dass die mindestens
eine Steuerkurve wenigstens auf einem Teil ihres Umfangsverlaufs eine
Profilform und das wenigstens eine Steuerkurvenanlageelement einen Umriss
besitzen derart, dass durch Zusammenwirkung dieser Profilform und dieses
Umrisses eine Verlagerung der Steuerkurvenanlageelemente radial einwärts
unterstützt wird.
Wenn ein Planetengetriebe beim Gangwechsel durch momentane Dreh
freigabe sämtlicher Sonnenräder im Sinne der Drehmomentübertragung
funktionsuntauglich ist und wenn der Antrieb der Steuerkurventrägereinheit
von einer Nabenkomponente abgeleitet ist, welche in einem solchen
Zwischenzustand nicht angetrieben ist, so kann dies zu Störungen führen, die
darauf beruhen, dass die Steuerkurventrägereinheit infolge momentaner
Unterbrechung ihres Antriebs nicht über die notwendige axiale Wegstrecke
verschoben wird. Um hier Abhilfe zu schaffen, ist vorgesehen, dass die
rotierende Nabenkomponente für den Antrieb der Steuerkurventrägereinheit
von dem Antreiber her über das Planetengetriebesystem angetrieben ist,
wobei der Drehmomentfluss von dem Antreiber zu der rotierenden Nabenkom
ponente im Verlauf der Umschaltung eines Sonnenrads zwischen dem
Zustand freier Drehbarkeit und dem Zustand der Drehblockierung unter
brochen wird, und dass eine Friktionskupplung vorgesehen ist, um im Falle
einer etwaigen Unterbrechung den Antrieb der rotierenden Nabenkomponente
aufrechtzuerhalten.
Das Planetengetriebesystem kann nach einer besonders einfachen Bauart
entsprechend der EP 446 966 so aufgebaut sein, dass das Planetengetriebe
system ein einziges Planetengetriebe mit einem mehrstufigen Planetenrad und
einer der Stufenzahl des Planetenrads entsprechenden Anzahl von
Sonnenrädern umfasst, wobei jeweils eines der Sonnenräder sich im Zustand
der Drehblockierung und die übrigen Sonnenräder sich im Zustand freier
Drehbarkeit befinden. Dabei kann in herkömmlicher Weise, wie aus der
EP 446 966 ebenfalls bekannt, durch unterschiedliche Führung des Drehmoments
über das einzige Planetengetriebe eine Vergrößerung der Gangzahl erreicht
werden, z. B. dadurch, dass der Antreiber wahlweise mit dem
Planetenradträger und mit dem Hohlrad zur gemeinsamen Drehung kuppelbar
ist und dass die Nabenhülse wahlweise mit dem Hohlrad und dem Planeten
radträger in Abtriebsverbindung steht.
Bei einer solchen Ausführungsform kann die Steuerkurventrägereinheit auf der
dem Antreiber nahe gelegenen Seite des Planetenradträgers liegen, und es
kann dann die Steuerkurventrägereinheit in Drehmitnahmeverbindung mit dem
Antreiber stehen.
Alternativ ist es aber auch möglich, dass die Steuerkurventrägereinheit auf der
vom Antreiber fern gelegenen Seite des Planetenradträgers angeordnet ist. In
diesem Falle ist es insbesondere möglich, dass die Steuerkurventrägereinheit
in Drehmitnahmeverbindung mit dem Planetenradträger steht. Die
Verfügbarkeit dieser verschiedenen Optionen erlaubt es, optimale
Raumbedarfsverhältnisse zu schaffen und zu nutzen.
Bei der Verschiebung der Steuerkurventrägereinheit und des Sonnenradzu
standwandlers können Hemmungen auftreten, z. B. dadurch, dass Kupp
lungszähne des Sonnenradzustandwandlers und der Sonnenräder bei
entsprechender Relativwinkeleinstellung im Augenblick des Verschiebens des
Sonnenradzustandwandlers stirnseitig aufeinander stoßen. Um in solchen
Situationen Überlastungen in der Gangwechselsignalleitung zu vermeiden,
wird vorgeschlagen, dass die Drehmitnahmeverbindung zwischen der
rotierenden Nabenkomponente und der Steuerkurventrägereinheit als eine
Friktionsverbindung oder Überlastkupplung ausgebildet ist. Diese Ausführung
ist auch deshalb hilfreich, weil beim Schalten unter großer Last das
Verschieben des Sonnenradzustandwandlers verzögert werden kann, bis eine
Lastverminderung eintritt und die notwendige Axialkraft zum Verschieben des
Sonnenradzustandwandlers dadurch geringer wird. Es kann dann
vorübergehend eine Drehbewegung in der Friktionsverbindung oder
Überlastkupplung stattfinden.
Die Ausnutzung des Planetengetriebes zur Erhöhung der Zahl der verfügbaren
Gänge durch wahlweise Einleitung des Antriebs in einen Planetenradträger
und Ableitung des Abtriebs vom Hohlrad kann in der Weise geschehen, dass
vom Antreiber her entweder der Planetenradträger oder das Hohlrad durch
eine axial verschiebbare Kupplungshülse angetrieben wird. Es ist aber auch
möglich, dass der Antreiber durch eine Hohlradantriebskupplung mit dem
Hohlrad und durch eine Planetenträgerantriebskupplung mit dem
Planetenradträger verbindbar ist, wobei die Hohlradantriebskupplung und die
Planetenträgerantriebskupplung jeweils zur Drehmomentübertragung auf das
Hohlrad bzw. den Planetenradträger nur in Vorwärtsdrehrichtung ausgebildet
sind und wobei die Planetenträgerantriebskupplung ausschaltbar ist. Dabei ist
es dann weiter möglich, dass die Nabenhülse vom Hohlrad und vom
Planetenradträger her durch eine hohlradseitige Abtriebskupplung bzw. eine
planetenträgerseitige Abtriebskupplung antreibbar ist, wobei die hohlradseitige
Abtriebskupplung und die planetenträgerseitige Abtriebskupplung zur Drehmo
mentübertragung von dem Hohlrad und dem Planetenradträger auf die Naben
hülse jeweils nur in Vorwärtsdrehrichtung ausgebildet sind und wobei die
hohlradseitige Abtriebskupplung ausschaltbar ist.
Die erfindungsgemäße Mehrgangschaltnabe kann mit einer Rücktrittsbremse
ausgestattet werden. Bei Anbringen einer Rücktrittsbremse wird manchmal
gewünscht, dass der Rücktrittsbremsweg unabhängig von dem jeweils
gewählten Gang immer der gleiche ist. Diese Forderung lässt sich erfüllen,
wenn zur Drehmomentübertragung von dem Antreiber zum Planetenradträger
und vom Antreiber zum Hohlrad sowie zur Drehmomentübertragung von dem
Planetenradträger zur Nabenhülse und vom Hohlrad zur Nabenhülse in
Vorwärtsdrehrichtung wirksame EIN-WEG-Kupplungen vorgesehen sind und
wobei zur Übertragung eines Bremsaktiverungsmoments auf die Brems
einrichtung eine in Rückwärtsdrehrichtung wirksame weitere EIN-WEG-Kupplung
vorgesehen ist. Bei einer solchen Ausbildung können Probleme
eines Blockierens der Mehrgangschaltnabe auftreten, wenn gebremst
und/oder wenn rückwärts geschoben wird. Diese Probleme können dadurch
vermieden werden, dass mindestens eine der EIN-WEG-Kupplungen durch
von einer Rückdrehungssensorik gesteuerte Ausschaltmittel ausschaltbar ist.
Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand eines Ausführungs
beispiels. Es stellen dar:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Mehrgangschaltnabe für Zwecke der
Gesamtübersicht und der Schnitteintragung;
Fig. 2 eine Vergrößerung zu Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 1;
Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 1;
Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V der Fig. 1;
Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI der Fig. 1;
Fig. 7 eine Vergrößerung zu Fig. 2, beschränkt auf den Bereich der
Steuerkurventrägereinheit und der mit den Steuerkurven der
Steuerkurventrägereinheit zusammenwirkenden Steuerkurven
anlageelemente;
Fig. 8a-8c schematische Abwicklungen der Steuerkurventrägereinheit in
verschiedenen Betriebszuständen;
Fig. 9 ein Detail des Planetenradträgers;
Fig. 10 ein weiteres Detail des Planetenradträgers;
Fig. 11 im Detail eine Kupplungshülse zum Ausschalten der hohlradsei
tigen Abtriebskupplung vom Gangschalter aus;
Fig. 12 im Detail einen Schaltring zum intermittierenden Ausschalten der
Hohlradantriebskupplung beim Rückwärtsschieben und
Bremsen;
Fig. 13 eine Abwicklung entsprechend Fig. 8a bei einer Steuerkurven
trägereinheit mit modifizierten Steuerkurven;
Fig. 14 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 1 bei einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 15a das Problem der Nabenblockierung beim Rückwärtsschieben;
Fig. 15b das Problem der Nabenblockierung beim Bremsen;
Fig. 16a eine Lösung für die Probleme gemäß Fig. 15a und 15b;
Fig. 16b einen Zustand I beim Rückwärtsschieben im Falle einer Lösung
gemäß Fig. 16a;
Fig. 16c einen Zustand II beim Rückwärtsschieben im Falle einer Lösung
gemäß Fig. 16a;
Fig. 16d einen Zustand III beim Rückwärtsschieben im Falle einer Lösung
gemäß Fig. 16a;
Fig. 17a einen Zustand IV beim Bremsen im Falle einer Lösung ent
sprechend Fig. 16a und
Fig. 17b einen Zustand V beim Bremsen im Falle einer Lösung ent
sprechend Fig. 16a.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße 7-Gang-Schaltnabe in einer Halbschnitt-Über
sichtsdarstellung, wobei die nachfolgend im Einzelnen beschriebenen
Schnitte eingezeichnet sind.
Zur leichteren Beschreibung ist in Fig. 2 der funktionswesentliche Bereich der
7-Gang-Schaltnabe gemäß Fig. 1 vergrößert dargestellt, und zwar im 7. Gang
oder großen Schnellgang, das ist der Gang größter Übersetzung, der auch
großer Schnellgang genannt wird.
Man erkennt eine Nabenachse 10 mit einer geometrischen Achse A. Auf der
Nabenachse 10 sind ein Lagerring 11 und ein Lagerring 12 durch Ver
schraubung befestigt. Auf dem Lagerring 11 ist ein Antreiberteil 13n mittels
eines Kugellagers 15 drehbar gelagert, der mit Profilen 14 zur Anbringung
mindestens eines Kettenzahnkranzes ausgebildet ist. Auf dem Lagerring 12
einerseits und dem Antreiberteil 13n andererseits sind Lagereinsatzringe
16a, 16b aus Stahl einer aus Leichtmetall bestehenden Nabenhülse 16 mittels
Kugellagern 17 bzw. 18 drehbar gelagert. Diese Nabenhülse 16 ist zur
Vereinfachung der Darstellung unterbrochen gezeichnet. Innerhalb der
Nabenhülse 16 ist ein Planetengetriebesystem PGS mit - im Beispielsfall - einem
einzigen Planetengetriebe 19 untergebracht. Dieses Planetengetriebe
19 umfasst einen Planetenradträger 20a-b-c (siehe auch Fig. 9 und 10),
welcher aus einem Lagerhals 20a, einem mit dem Lagerhals 20a einstückig
zusammenhängenden Zwischenring 20b und einem Vorderring 20c
zusammengesetzt ist. Ferner umfasst das Planetengetriebe 19 ein Hohlrad 21
und Sonnenräder 22, 23, 24, von denen jeweils eines auf der Nabenachse 10
gegen Drehung abgestützt ist. Im Falle der Fig. 2 ist das Sonnenrad 24 auf der
Nabenachse 10 gegen Drehung abgestützt. Die zur wahlweisen Abstützung
eines der Sonnenräder 22, 23, 24 dienenden Mittel werden an späterer Stelle
erörtert. Auf dem Planetenradträger 20a-b-c sind mittels Planetenlagerbolzen
25 Planetenradsätze 26-27-28 drehbar gelagert. Jeder Planetenradsatz 26-27-28
besteht aus drei zur gemeinsamen Drehung um den jeweiligen Planeten
lagerbolzen 25 verbundenen Planetenrädern 26, 27 und 28, von denen das
Planetenrad 26 die größte Zähnezahl und das Planetenrad 28 die kleinste
Zähnezahl besitzt. Die Planetenräder 26, 27, 28 kämmen mit den Sonnenrä
dern 22 bzw. 23 bzw. 24. Außerdem kämmt das Planetenrad 27 mit einer
Innenverzahnung 29 des Hohlrads 21. Auf dem Planetenradträger 20a-b-c,
und zwar auf dem Lagerhals 20a dieses Planetenradträgers, ist ein Sperr
klinkenträger 30 zur Drehmitnahme - und zwar mit Drehspiel - angeordnet,
welcher einen planetenträgerseitigen Abtrieb-Sperrklinkensatz 31 trägt. Auf die
Funktion des Drehspiels zwischen dem Lagerhals 20a und dem Sperrklinken
träger 30 wird später noch bei der Beschreibung einer Bremsvorrichtung 39 im
Detail eingegangen. Der planetenträgerseitige Abtrieb-Sperrklinkensatz 31
bildet zusammen mit einer Sperrklinkenverzahnung 32 der Nabenhülse 16 und
zwar des Lagereinsatzrings 16a eine planetenträgerseitige Abtriebskupplung
31-32 zur Antriebsübertragung von dem Planetenradträger 20a-b-c auf die
Nabenhülse 16. Wie auch aus dem Schnitt gemäß Fig. 5 ersichtlich, sind die
Sperrklinken des Sperrklinkensatzes 31 und die Sperrklinkenverzahnung 32
so aufeinander abgestellt, dass zum Antrieb der Nabenhülse 16 in Vorwärts
drehrichtung VD die Sperrklinken des Sperrklinkensatzes 31 in die Sperr
klinkenverzahnung 32 mitnehmend eingreifen und dass bei Stillstand des
Planetenradträgers 20a-b-c die Sperrklinkenverzahnung 32 der in Vorwärts
drehrichtung VD drehenden Nabenhülse 16 über die Sperrklinken des Abtrieb-Sperr
klinkensatzes 31 hinweg gleitet, d. h. die planetenträgerseitige Abtriebs
kupplung 31-32 überholt wird.
Auf dem Hohlrad 21 ist mittels Sperrklinken-Lagerbolzen 33 ein hohlradseitiger
Abtrieb-Sperrklinkensatz 34 gelagert, welcher zusammen mit einer Sperr
klinkenverzahnung 35 der Nabenhülse 16 eine hohlradseitige
Abtriebskupplung 34-35 bildet. Wenn die Sperrklinken des Sperrklinkensatzes
34 in die Sperrklinkenverzahnung 35 des Lagereinsatzrings 16b der
Nabenhülse 16 eingreifen und das Hohlrad 21 in Vorwärtsdrehrichtung VD
angetrieben ist, so wird die Nabenhülse 16 von dem Hohlrad 21 in Vorwärts
drehrichtung mitgenommen. Wenn das Hohlrad 21 feststeht und die
Nabenhülse 16 in Vorwärtsdrehrichtung VD umläuft, so gleitet die
Sperrklinkenverzahnung 35 der Nabenhülse 16 über die Sperrklinken des
hohlradseitigen Abtrieb-Sperrklinkensatzes 34 hinweg. Dies geht auch aus der
Schnittdarstellung gemäß Fig. 3 hervor.
Der Antrieb der 7-Gang-Schaltnabe wird von einer Antriebskette her über
einen Kettenzahnkranz, allgemeiner gesagt über ein Drehmomenteinleitungs
glied DEG in den kettenzahnkranznäheren Antreiberteil 13n eines Antreibers
13 eingeleitet. Mit dem Antreiberteil 13n ist ein Sperrklinkenträger 36a-36b als
kettenzahnkranzfernerer Antreiberteil zur gemeinsamen Drehung verbunden,
welcher aus den beiden einstückig zusammenhängenden Teilen 36a und 36b
besteht. Mit diesem Sperrklinkenträger 36a-36b ist ein in Fig. 12 in per
spektivischer Einzelteildarstellung gezeigter Schaltring 36c in spielfreier
Drehmitnahmeverbindung; die Funktion dieses Schaltrings 36c wird später im
Zusammenhang mit den Betriebszuständen Rückwärtsschieben und Bremsen
erläutert. Auf dem Sperrklinkenträger 36a-36b ist ein planetenträgertreibender
Sperrklinkensatz 37 angeordnet, der mit einer Sperrklinkenverzahnung 38 des
Planetenradträgers 20a-b-c in Mitnahmeeingriff steht und mit dieser
zusammen eine Planetenträgerantriebskupplung 37-38 bildet. Der
planetenträgertreibende Sperrklinkensatz 37 nimmt den Planetenradträger
20a-b-c in Vorwärtsdrehrichtung VD mit, wenn der Antreiberteil 13n in
Vorwärtsdrehrichtung VD angetrieben wird. Der Schaltring 36c weist an seiner
Innenumfangsfläche nach radial innen weisende Vorsprünge 70 auf (Fig. 12),
über welche er in Drehmitnahmeverbindung mit dem Teil 36b des
Sperrklinkenträgers 36a-36b steht. Ferner weist der Schaltring 36c axiale
Ausprägungen 71 auf, deren Funktion später erläutert wird.
In dem in Fig. 2 dargestellten Schaltzustand des siebten Gangs tritt bei
Drehung des Antreiberteils 13n in Vorwärtsdrehrichtung folgender Drehmo
mentfluss ein:
Der Antreiberteil 13n nimmt über den Sperrklinkenträger 36a-36b und den planetenträgertreibenden Sperrklinkensatz 37 und die Sperrklinkenverzahnung 38 den Planetenradträger 20a-b-c in Vorwärtsdrehrichtung VD mit. Das kleine Planetenrad 28 wälzt sich dabei an dem großen Sonnenrad 24 ab, welches als einziges der Sonnenräder 22, 23, 24 gegen Drehung um die Nabenachse 10 blockiert ist. Der Planetenradsatz 26-27-28 wälzt sich mit dem mittelgroßen Planetenrad 27 an der Innenverzahnung 29 des Hohlrads 21 ab. Die Sonnenräder 22 und 23 können sich frei um die Nabenachse 10 drehen. Das Hohlrad 21 wird in Vorwärtsdrehrichtung mit einer Drehzahl angetrieben, welche größer ist als die Drehzahl des Antreibers 13 und des Planetenradträgers 20a-b-c. Die Drehzahl des Hohlrads 21 wird über den hohlradseitigen Abtrieb-Sperrklinkensatz 34 und die Sperrklinkenverzahnung 35, die zusammen eine hohlradseitige Abtriebskupplung 34, 35 bilden, auf die Nabenhülse 16 übertragen. Die Nabenhülse 16 läuft also mit einer gegenüber der Drehzahl des Antreibers 13 ins Schnelle übersetzten Drehzahl um. Da das große Sonnenrad 24 und das kleine Planetenrad 28 an der Übersetzungswirkung des Planetengetriebes 19 beteiligt sind, handelt es sich um den Zustand der größten Übersetzung. Man spricht vom großen Schnell gang.
Der Antreiberteil 13n nimmt über den Sperrklinkenträger 36a-36b und den planetenträgertreibenden Sperrklinkensatz 37 und die Sperrklinkenverzahnung 38 den Planetenradträger 20a-b-c in Vorwärtsdrehrichtung VD mit. Das kleine Planetenrad 28 wälzt sich dabei an dem großen Sonnenrad 24 ab, welches als einziges der Sonnenräder 22, 23, 24 gegen Drehung um die Nabenachse 10 blockiert ist. Der Planetenradsatz 26-27-28 wälzt sich mit dem mittelgroßen Planetenrad 27 an der Innenverzahnung 29 des Hohlrads 21 ab. Die Sonnenräder 22 und 23 können sich frei um die Nabenachse 10 drehen. Das Hohlrad 21 wird in Vorwärtsdrehrichtung mit einer Drehzahl angetrieben, welche größer ist als die Drehzahl des Antreibers 13 und des Planetenradträgers 20a-b-c. Die Drehzahl des Hohlrads 21 wird über den hohlradseitigen Abtrieb-Sperrklinkensatz 34 und die Sperrklinkenverzahnung 35, die zusammen eine hohlradseitige Abtriebskupplung 34, 35 bilden, auf die Nabenhülse 16 übertragen. Die Nabenhülse 16 läuft also mit einer gegenüber der Drehzahl des Antreibers 13 ins Schnelle übersetzten Drehzahl um. Da das große Sonnenrad 24 und das kleine Planetenrad 28 an der Übersetzungswirkung des Planetengetriebes 19 beteiligt sind, handelt es sich um den Zustand der größten Übersetzung. Man spricht vom großen Schnell gang.
Wenn - wiederum im Schaltzustand des siebten Gangs oder großen Schnell
gangs gemäß Fig. 2 - der Antreiber 13 still steht und die Nabenhülse 16 sich in
Vorwärtsdrehrichtung VD dreht (Leerlauf), dann stehen auch der Planetenrad
träger 20a-b-c und das Hohlrad 21 des Planetengetriebes 19 still, und die
Nabenhülse 16 gleitet mit der Sperrklinkenverzahnung 35 über den
hohlradseitigen Abtrieb-Sperrklinkensatz 34 hinweg.
An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass zwischen dem Antreiberteil 13n
und dem Hohlrad 21 noch ein weiterer Sperrklinkensatz 44, nämlich ein
hohlradtreibender Sperrklinkensatz 44, angeordnet ist, wie auch in Fig. 6 im
Schnitt gezeigt. Dieser Sperrklinkensatz 44 sitzt auf dem Antreiberteil 13n.
Seine Sperrklinken greifen in eine Sperrklinkenverzahnung 45 des Hohlrads
21 ein und bilden zusammen mit der Sperrklinkenverzahnung 45 eine Hohlrad
antriebskupplung 44, 45 (in Fig. 6 nur strichliert über einen tatsächlich nicht in
der Schnittebene VI-VI liegenden Hohlradausschnitt angedeutet). Im Zustand
des hier beschriebenen 7. Gangs oder großen Schnellgangs ist der hohlrad
treibende Sperrklinkensatz 44 an der Drehmomentübertragung nicht beteiligt.
Die Bedeutung dieses hohlradtreibenden Sperrlinkensatzes wird sich im
weiteren Verlauf der Beschreibung im Zusammenhang mit der Erörterung
eines direkten Ganges sowie der untersetzten Gänge 3, 2 und 1 ergeben. Es
genügt hier, darauf hinzuweisen, dass im 7. Gang oder großen Schnellgang
bei Antrieb der Nabenhülse 16 durch den Antreiber 13 über den
Planetenradträger 20a-b-c das Hohlrad 21 mit größerer Drehzahl umläuft als
der Antreiber 13 und der Planetenradträger 20a-b-c, so dass die
Sperrklinkenverzahnung 45 über den hohlradtreibenden Sperrklinkensatz 44
hinweg gleitet.
Zum Zwecke des Bremsens ist links von dem Planetengetriebe 19 eine
Rücktrittbremse 39 vorgesehen. Die Rücktrittbremse 39 (siehe auch Fig. 4)
umfasst einen aufspreizbaren Bremsmantel 40, der gegen eine Bremsfläche
41 der Nabenhülse 16 zur reibenden Anlage gebracht werden kann. Der
aufspreizbare Bremsmantel 40 ist an dem Lagerring 12 gegen Verdrehung um
die Nabenachse 10 gesichert, beispielsweise mittels eines drehfest an dem
Lagerring 12 ansetzenden Bremshebels (nicht eingezeichnet), der am
Rahmen des jeweiligen Fahrrads gegen Verdrehung abgestützt ist. Wenn im
Schaltzustand des 7. Gangs oder großen Schnellgangs gemäß Fig. 2 der
Antreiber 13 zum Bremsen in Rückwärtsdrehrichtung RD gedreht wird, so
nimmt der Antreiber 13 über den Sperrklinkenträger 36a-36b vermittels eines
weiteren auf dem Sperrklinkenträger 36a-36b angeordneten, brems
betätigenden Sperrklinkensatzes 42 (siehe auch Fig. 3) den Planetenradträger
20a-b-c in Rückwärtsdrehrichtung RD mit, so dass auch der Lagerhals 20a
des Planetenradträgers 20a-b-c und der Sperrklinkenträger 30 des
planetenträgerseitigen Abtrieb-Sperrklinkensatzes 31 in Rückwärtsdrehrich
tung RD gedreht werden. Der Sperrklinkensatz 42 bildet zusammen mit der
Sperrklinkenverzahnung 38 eine weitere Kupplung, nämlich eine Brems
aktivierungskupplung 42-38.
Wie im Einzelnen in Fig. 4 zu erkennen, sind zwischen dem Lagerhais 20a
und dem Bremsmantel 40 Klemmrollen 43 angeordnet, die durch einen
einstückig mit dem Sperrklinkenträger 30 hergestellten Klemmrollenkäfig 30a
positioniert sind. Der Lagerhals 20a ist im Bereich der Klemmrollen 43 an
seiner Außenumfangsfläche mit Steigflächen 20d versehen, welche bei
Drehbewegung des Lagerhalses 20a in Rückwärtsdrehrichtung RD die
Klemmrollen 43 gegen die Innenumfangsfläche 40a des aufspreizbaren
Bremsmantels 40 andrücken und den Bremsmantel 40 aufspreizen, so dass
die Nabenhülse 16 durch den sich aufspreizenden Bremsmantel 40 gebremst
wird. Der Bremsvorgang wird dabei durch den planetenträgerseitigen Abtrieb-Sperr
klinkensatz 31 und den hohlradseitigen Abtrieb-Sperrklinkensatz 34 nicht
behindert, da die Sperrklinkenverzahnungen 32 und 35 über den
planetenträgerseitigen Abtrieb-Sperrklinkensatz 31 bzw. den hohlradseitigen
Abtrieb-Sperrklinkensatz 34 frei hinweg gleiten können.
Es sei ergänzend darauf hingewiesen, dass - wie vorstehend bereits
angesprochen - der Sperrklinkenträger 30 und der Lagerhals 20a unter einem
Drehspiel ã in gegenseitiger Drehmitnahmeverbindung stehen (siehe Fig. 5).
Dieses Drehspiel ã wird durch korrespondierende Verzahnungen an der
Außenumfangsfläche des Lagerhalses 20a und an der Innenumfangsfläche
des Sperrklinkenträgers 30 bereitgestellt. Im Antriebszustand, d. h. bei
Drehmomenteinleitung über den Antreiber 13 in Vorwärtsdrehrichtung VD,
liegen gemäß der Darstellung nach Fig. 5 die korrespondierenden Ver
zahnungen über einander zugekehrte treibende Zahnflanken 20e bzw. 30b
aneinander an, so dass eine Drehmomentübertragung vom Lagerhals 20a auf
den Sperrklinkenträger 30 erfolgen kann. Beim Bremsen dagegen wird der
Lagerhals 20a unter teilweisem "Aufbrauchen" des Drehspiels ã relativ zu dem
Sperrklinkenträger 30 verdreht, wobei die Klemmrollen 43 über die Steig
flächen 20d gegen den Bremsmantel 40 gedrückt werden und diesen unter
Bremsung der Nabenhülse 16 aufspreizen. Die Steigung der Steigflächen 20d
ist so bemessen, dass das Drehspiel ã beim Bremsen nicht ganz aufgebraucht
wird. Bei erneutem Drehantrieb über den Antreiber 13 in Vorwärtsdrehrichtung
VD werden der Lagerhals 20a und der Sperrklinkenträger 30 relativ
zueinander so lange verdreht, bis sich der in Fig. 5 gezeigte Anlagezustand
der treibenden Zahnflanken 20e und 30b von Lagerhals 20a und
Sperrklinkenträger 30 wieder einstellt, wobei die Bremse 39 wieder vollständig
gelöst ist.
Wenn das Fahrrad bei still stehendem Antreiber 13 rückwärts geschoben wird,
die Nabenhülse 16 also in Rückwärtsdrehrichtung RD umläuft, so tritt
Folgendes ein:
Die Sperrklinken des planetenträgerseitigen Abtrieb-Sperrklinkensatzes 31 greifen in die diesen zugeordnete Sperrklinkenverzahnung 32 der Nabenhülse 16 ein, so dass der Planetenradträger 20a-b-c unter Vermittlung des Sperr klinkenträgers 30 durch gegenseitige Anlage der treibenden Zahnflanken 20e und 30b ohne Bremsbetätigung in Rückwärtsdrehrichtung RD gedreht wird (ohne Bremsbetätigung, weil keine Relativdrehung zwischen dem Lagerhals 20a und dem Klemmrollenkäfig 30a stattfindet - siehe auch Fig. 5). Bei diesem Rückwärtsdrehen des Planetenradträgers 20a-b-c wird das Hohlrad 21 vermittels der Planetenradsätze 26-27-28, von denen sich im Schaltzustand gemäß Fig. 2 (7. Gang) der Planetenradsatz 28 an dem festgesetzten Sonnenrad 24 abwälzt, mit einer größeren Drehgeschwindigkeit in Rückwärts drehrichtung RD angetrieben als der Planetenradträger 20a-b-c. Das Hohlrad 21 dreht sich also auch mit einer höheren Drehgeschwindigkeit in Rückwärts drehrichtung RD (entsprechend der Planetengetriebeübersetzung) als die Nabenhülse 16, welche ohne Getriebeübersetzung den Planetenradträger 20a-b-c antreibt, so dass die Sperrklinken des hohlradseitigen Abtrieb-Sperr klinkensatzes 34 an der korrespondierenden Sperrklinkenverzahnung 35 des sich mit der Nabenhülse 16 mitdrehenden Lagereinsatzrings 16b vorbei gleiten.
Die Sperrklinken des planetenträgerseitigen Abtrieb-Sperrklinkensatzes 31 greifen in die diesen zugeordnete Sperrklinkenverzahnung 32 der Nabenhülse 16 ein, so dass der Planetenradträger 20a-b-c unter Vermittlung des Sperr klinkenträgers 30 durch gegenseitige Anlage der treibenden Zahnflanken 20e und 30b ohne Bremsbetätigung in Rückwärtsdrehrichtung RD gedreht wird (ohne Bremsbetätigung, weil keine Relativdrehung zwischen dem Lagerhals 20a und dem Klemmrollenkäfig 30a stattfindet - siehe auch Fig. 5). Bei diesem Rückwärtsdrehen des Planetenradträgers 20a-b-c wird das Hohlrad 21 vermittels der Planetenradsätze 26-27-28, von denen sich im Schaltzustand gemäß Fig. 2 (7. Gang) der Planetenradsatz 28 an dem festgesetzten Sonnenrad 24 abwälzt, mit einer größeren Drehgeschwindigkeit in Rückwärts drehrichtung RD angetrieben als der Planetenradträger 20a-b-c. Das Hohlrad 21 dreht sich also auch mit einer höheren Drehgeschwindigkeit in Rückwärts drehrichtung RD (entsprechend der Planetengetriebeübersetzung) als die Nabenhülse 16, welche ohne Getriebeübersetzung den Planetenradträger 20a-b-c antreibt, so dass die Sperrklinken des hohlradseitigen Abtrieb-Sperr klinkensatzes 34 an der korrespondierenden Sperrklinkenverzahnung 35 des sich mit der Nabenhülse 16 mitdrehenden Lagereinsatzrings 16b vorbei gleiten.
Dennoch tritt beim Rückwärtsschieben des Fahrrads ein Blockierproblem auf,
das nachstehend unter Hinweis auf Fig. 3 und 6 dargelegt wird unter
anschließender Erörterung einer Problemlösung. Aufgrund ihrer Drehung in
Rückwärtsdrehrichtung RD versuchen beim Rückwärtsschieben des Fahrrads
jeweils sowohl das Hohlrad 21 (mit der größeren Drehzahl) über seine
Sperrklinkenverzahnung 45 und den Sperrklinkensatz 44 als auch der
Planetenradträger 20a-b-c (mit der kleineren Drehzahl) über den Vorderring
20c und den Sperrklinkensatz 37 den Antreiber 13 in Rückwärtsdrehrichtung
RD anzutreiben. Aufgrund der übersetzten größeren Drehzahl des Hohlrads
21 müsste der Antreiberteil 13n vom Hohlrad 21 in Rückwärtsdrehrichtung RD
mitgenommen werden und dabei eine Relativdrehung zum Planetenradträger
20a-b-c ausführen, der mit der nicht übersetzten Drehzahl der Nabenhülse 16
über die Sperrklinken 31 in Rückwärtsdrehrichtung RD angetrieben ist. Diese
Relativdrehung würde zwar von dem planetenträgerseitigen Sperrklinkensatz
37 zugelassen werden, wird aber durch den bremsaktivierenden Sperrklinken
satz 42 blockiert, was zu einer Versperrung des Getriebes und damit zur
Unmöglichkeit des Rückwärtsschiebens führen würde. Um eine derartige
Blockierung zu vermeiden, ist es erforderlich, im Falle des Rückwärtsschiebens
mindestens einen der Sperrklinkensätze 42 und 44 an einem permanenten
Eingriff mit dem Antreiber 13 zu hindern. Nachstehend wird vorgeführt, wie
durch Unterdrückung permanenten Eingriffs zwischen dem Hohlrad 21 und
dem hohlradtreibenden Sperrklinkensatz 44 am Antreiberteil 13n die
Blockierung verhindert werden kann.
Betrachtet man Fig. 6, so erkennt man, dass bei Drehung des Hohlrads 21 in
Rückwärtsdrehrichtung RD (mit der größeren Drehgeschwindigkeit) die Sperr
klinkenverzahnung 45 des Hohlrads 21 versucht, die Sperrklinken des
Sperrklinkensatzes 44 am Antreiberteil 13n mitzunehmen. In axialer Über
lappung mit diesen Sperrklinken 44 sind die Ausprägungen 71 des Schaltrings
36c vorgesehen (siehe auch Fig. 2 und 12), wobei der Schaltring 36c mit
seinen Vorsprüngen 70 in spielfreier Drehmitnahmeverbindung mit dem
Sperrklinkenträger 36a-36b steht. Die Drehzahldifferenz zwischen dem schnell
drehenden Hohlrad 21 einerseits und dem in Einheit mit dem Schaltring 36c
langsam drehenden Sperrklinkenträger 36a-36b andererseits führt zu einer
Relativdrehung zwischen der vom Planetenradträger 20a-b-c angetriebenen
Einheit 36a-36b-36c (bestehend aus dem Sperrklinkenträger 36a-36b und
dem Schaltring 36c mit den Ausprägungen 71) und dem vom Hohlrad 21
angetriebenen Antreiberteil 13n. Diese Relativdrehung ist lediglich im Rahmen
eines Drehspiels ä möglich, welches einen zwischen 0 und ä variierenden
Flankenabstand 13f-36g zwischen einer Zahnflanke 13f an dem Antreiberteil
13n und einer Zahnflanke 36g an dem Sperrklinkenträger 36a-36b erlaubt
(welcher erneut als ein dem Kettenzahnkranz DEG ferner Antreiberteil zu
verstehen ist). Aufgrund des Eingriffs der Sperrklinken des Sperrklinkensatzes
44 am Antreiber 13 und der Sperrklinkenverzahnung 45 an dem sich in
Rückwärtsdrehrichtung RD schnell drehenden Hohlrad 21 wird der
Antreiberteil 13n mit der schnellen Drehgeschwindigkeit des Hohlrads 21 in
Rückwärtsdrehrichtung RD mitgenommen, und die Sperrklinken des
Sperrklinkensatzes 44 werden unter die Ausprägungen 71 an dem sich
langsamer, nämlich mit dem Planetenradträger 20a-b-c, in
Rückwärtsdrehrichtung RD drehenden Schaltring 36c geschoben. Die
Mitnahme des Antreiberteils 13n mit dem Hohlrad 21 erfolgt unter
Vergrößerung des Flankenabstands 13f-36g. In dem in Fig. 6 gezeigten
Zwischenzustand entspricht der Flankenabstand 13f-36g zur etwa der Hälfte
des Drehspiels ä. Bevor der Flankenabstand 13f-36g sein Maximum
entsprechend dem Drehspiel ä erreicht, sind die Sperrklinken des
Sperrklinkensatzes 44 so weit unter die als Blockierungsunterdrückungsglied
BS wirkenden Ausprägungen 71 am langsamer drehenden Schaltring 36c
geschoben, dass der gegenseitige Eingriff zwischen den Sperrklinken des
Sperrklinkensatzes 44 und der Sperrklinkenverzahnung 45 des Hohlrads 21
aufgehoben ist. Zu diesem Zeitpunkt findet keine Drehmomentübertragung
mehr vom Hohlrad 21 auf den Antreiberteil 13n statt. Das Hohlrad 21 kann
sich also ungehindert, d. h. ohne Mitnahme des Antreiberteils 13n, an den
Sperrklinken des Sperrklinkensatzes 44 vorbei drehen. In diesem Zustand ist
der Antreiberteil 13n vorübergehend ohne Drehantrieb, da auch vom Planeten
radträger 20a-b-c her über den Sperrklinkensatz 37 und den
Sperrklinkenträger 36a-36b, solange keine Drehmomentübertragung auf den
Antreiberteil 13n erfolgen kann, bis der Flankenabstand 13f-36g wieder zu null
geworden ist, jedenfalls aber sein Minimum erreicht hat. Während der
Verkleinerung des Flankenabstands 13f-36g nimmt der Sperrklinkenträger
36a-36b, welcher sich unter Vermittlung des Sperrklinkensatzes 37 mit dem
Planetenradträger 20a-b-c in Rückwärtsdrehrichtung RD mitdreht, den
Schaltring 36c über die Vorsprünge 70 in Rückwärtsdrehrichtung RD mit, was
letztendlich dazu führt, dass die Sperrklinken des Sperrklinkensatzes 44
wieder unter den Ausprägungen 71 heraustreten und erneut in die
Sperrklinkenverzahnung 45 am Hohlrad 21 eintauchen, und zwar in eine
andere Zahnlücke, so dass sich der vorstehend geschilderte Ablauf (Mitnahme
der Sperrklinken 44 und Einschieben unter die Ausprägungen 71 etc.)
wiederholt.
Zur Vermeidung einer Blockierung des Getriebes aufgrund der unterschiedli
chen Drehzahlen des Hohlrads 21 einerseits und des Planetenradträgers 20a-b-c
andererseits werden also die Sperrklinken des Sperrklinkensatzes 44
zwischen dem Antreiberteil 13n und dem Hohlrad 21 intermittierend ein- und
ausgeschaltet, so dass der Rückwärtsmitnahmeeingriff des Hohlrads 21 mit
dem Antreiberteil 13n über die Sperrklinken 44 zwar nicht ständig unter
brochen ist, wohl aber intermittierend; dass die Sperrklinken dabei nachein
ander in sukzessive Zahnlücken eintauchen, entspricht der nun also doch
ermöglichten Drehung des Hohlrads 21 in Rückwärtsdrehrichtung RD
gegenüber dem Antreiberteil 13n.
Es ist nun noch unter Hinweis auf Fig. 6 zum Bremsvorgang nachzutragen,
dass die Sperrklinken des Sperrklinkensatzes 44 zwischen dem Antreiber 13
und dem Hohlrad 21 zur Vermeidung eines Blockierens auch beim Bremsen
außer Eingriff mit der Sperrklinkenverzahnung 45 gebracht werden. Bei
Drehung des Antreiberteils 13n in Rückwärtsdrehrichtung RD zum Zwecke der
Bremsung wird der Planetenradträger 20a-b-c über die Sperrklinken des
bremsbetätigenden Sperrklinkensatzes 42 des Planetengetriebes 19 in
Rückwärtsdrehrichtung RD mitgenommen; der Planetenradträger 20a-b-c
treibt dabei über einen der Planetenradsätze 26, 27, 28 das Hohlrad 21 an,
und zwar mit gegenüber dem Antreiberteil 13n erhöhter Drehgeschwindigkeit
in Rückwärtsdrehrichtung RD. Zur Vermeidung einer Blockierung des
Getriebes aufgrund der Relativdrehung zwischen dem langsamer drehenden
Antreiberteil 13n und dem schneller drehenden Hohlrad 21 (beide in
Rückwärtsdrehrichtung) schieben sich auch beim Bremsen die Sperrklinken
des Sperrklinkensatzes 44 unter die Ausprägungen 71, wobei der Flanken
abstand 13f-36g zunimmt. Erst wenn der maximale Flankenabstand 13f-36g
entsprechend dem Drehspiel ä erreicht ist, kommt es zu einer Drehmoment
übertragung von dem Antreiberteil 13n auf den Planetenradträger 20a-b-c und
letztendlich zu einer bremsbetätigenden Drehbewegung des Planeten
radträgers 20a-b-c in Rückwärtsdrehrichtung RD, die nun wegen erfolgter
Ausschaltung der Sperrklinken 44 nicht mehr blockiert und bis zum Greifen der
Bremse 39 fortgesetzt werden kann. Ein nachfolgendes Drehen des Antreibers
13 in Vorwärtsdrehrichtung VD stellt wieder die Ausgangsverhältnisse her.
Man kann die Flanken 13f und 36g und in Umfangsrichtung entgegen
gerichtete Flanken 13g und 36h als eine drehspielbehaftete Drehmitnahme
kupplung MKS zwischen zwei Antreiberteilen verstehen, nämlich zwischen
dem kettenzahnkranznäheren Antreiberteil 13n und dem kettenzahn
kranzferneren Antreiberteil 36a-36b, der als Sperrklinkenträger 36a-36b für die
Sperrklinken 37 und 42 ausgebildet ist.
Das Verständnis der Blockierungsgefahr beim Rückwärtsschieben des
Fahrrads und beim Bremsen wird erleichtert durch die Betrachtung der Fig.
15a und 15b. Beide Figuren stellen eine schematische Abwicklung der
Mehrgangschaltnabe nach Fig. 1 bis 13 dar. Die einzelnen schematisiert
dargestellten Nabenkomponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet wie in Fig. 1 bis 13.
Wenn die Nabenhülse 16 in Fig. 15a mit der Rückwärtsdrehzahl r im
Rückwärtsdrehsinn RD durch Rückwärtsschieben des Fahrrads gedreht wird,
so nimmt die Nabenhülse 16 über die planetenträgerseitige Antriebskupplung
31-32 den Planetenradträger 20a-b-c im Rückwärtsdrehsinn RD mit, ebenfalls
mit der Drehzahl r. Durch das Planetengetriebe 19 wird die Drehzahl r ins
Schnelle übersetzt, so dass das Hohlrad 21 im Rückwärtsdrehsinn RD mit der
Drehzahl 2r umläuft (das Drehzahlverhältnis 2 ist willkürlich und nur der
vereinfachten schematischen Darstellung halber gewählt). Das Hohlrad 21 will
über die Hohlradantriebskupplung 44-45 den Antreiber 13 mitnehmen, d. h. mit
der Drehzahl (2r) im Rückwärtsdrehsinn RD antreiben. Da aber der Antreiber
13 auch über die Planetenradantriebskupplung 37-38 mitgenommen werden
soll, kommt es zu einer Blockierung des Planetengetriebesystems PGS.
(Soweit das Problem 1)
Zu einer Blockierung kommt es auch, wenn gemäß Fig. 15b der Kettenzahn
kranz DEG und mit ihm der Antreiber 13 mit der Bremsdrehzahl b zum Zwecke
der Bremsung rückwärts gedreht wird. Der Antreiber 13 nimmt dabei über die
Bremsaktivierungskupplung 42-38 den Planetenradträger 20a-b-c in Rück
wärtsdrehrichtung RD mit, was zu einer Abbremsung der Nabenhülse 16
durch die Bremseinrichtung 39 führen soll. Die Nabenhülse 16 dreht sich im
Vorwärtsdrehsinn VD weiter mit einer entsprechend dem Bremsvorgang
abnehmenden Drehzahl. Die dem Planetenradträger 20a-b-c durch den
Antreiber 13 im Rückwärtsdrehsinn RD erteilte Rückwärtsdrehzahl b wird über
das Planetengetriebe 19 auf das Hohlrad 21 übertragen, und zwar mit
Übersetzung, so dass das Hohlrad 21 mit der Rückwärtsdrehzahl 2b umläuft
(zum Übersetzungsverhältnis 2 siehe oben). Die hohlradseitige Abtriebskupp
lung 34, 35 wird überholt. Die Rückwärtsdrehzahl 2b des Hohlrads 21 wird
jedoch durch die Hohlradantriebskupplung 44, 45 auf den Antreiber 13
übertragen. Da in den Antreiber 13 aber auch die Rückwärtsdrehzahl b von
dem Kettenzahnkranz DEG eingeleitet wird, kommt es zu einer Blockierung.
(Problem 2)
Zur Unterdrückung der Blockierung beim Rückwärtsschieben und Bremsen ist
gemäß Fig. 16a zwischen dem kettenzahnkranznahen Antreiberteil 13n und
dem kettenzahnkranzferneren Antreiberteil 36a-36b eine Rückdrehungs
sensorik MKS vorgesehen, und zwar in Verbindung mit einem Blockierungs
unterdrückungsglied BS. Die Rückdrehungssensorik MKS ist als eine
drehspielbehaftete Drehmitnahmekupplung MKS ausgebildet. In Fig. 16a
erkennt man das Drehspiel ä. ä entspricht dem Maximalwert des Winkel
abstands 13f-36g zwischen den Zahnflanken 13f und 36d der durch die
Drehmitnahmekupplung MKS miteinander verbundenen Antreiberteile 13n und
36a-36b. In Fig. 16a ist der große Schnellgang im Vorwärtsbetrieb dargestellt
entsprechend Fig. 1 und 2. Der Winkelabstand 13f-36g ist auf null eingestellt.
Der kettenzahnkranznähere Antreiberteil 13n nimmt über die Zahnflanken 13f
und 36g den kettenzahnkranzferneren Antreiberteil 36a-36b, d. i. der
Sperrklinkenträger 36a-36b, mit. Durch den kettenzahnkranzferneren
Antreiberteil 36a-36b wird über die Planetenträgerantriebskupplung 37-38 der
Planetenradträger 20a-b-c im Vorwärtsdrehsinn VD mit der Vorwärtsdrehzahl v
angetrieben. Gleichzeitig wird über das Planetengetriebe 19 das Hohlrad 21
mit der übersetzten Vorwärtsdrehzahl 2v angetrieben und treibt über die
hohlradseitige Abtriebskupplung 34-35 die Nabenhülse 16 mit der
Vorwärtsdrehzahl 2v an. Dabei werden die planetenträgerseitige
Abtriebskupplung 31-32 und die Hohlradantriebskupplung 44-45 überholt. Der
Vorwärtsantrieb in Vorwärtsdrehrichtung VD ist also problemlos möglich.
In Fig. 16b ist wiederum der Schnellgang entsprechend Fig. 1 und 2
dargestellt, und zwar beim Rückwärtsschieben in einem Zustand I. Das
Rückwärtsschieben erzeugt an der Nabenhülse 16 eine Rückwärtsdrehzahl r.
Diese Rückwärtsdrehzahl r wird über die planetenträgerseitige Abtriebskupp
lung 31-32 auf den Planetenradträger 20a-b-c übertragen, welcher demzufolge
auch mit der Rückwärtsdrehzahl r in Rückwärtsdrehrichtung umläuft und über
die Planetenträgerantriebskupplung 37-38 den Sperrklinkenträger 36a-36b,
d. i. der kettenzahnkranzfernere Antreiberteil des Antreibers 13, mitnimmt. Von
dem Planetenradträger 20a-b-c aus wird das Hohlrad 21 mit Übersetzung
angetrieben, nämlich mit der Rückwärtsdrehzahl 2r. Diese Rückwärtsdrehzahl
2r des Hohlrads 21 wird über die Hohlradantriebskupplung 44-45 auf den
kettenzahnkranznäheren Teil 13n des Antreibers 13 übertragen. Die Zahn
flanken 13f und 36g entfernen sich voneinander, weil der Antreiberteil 13n mit
größerer Drehzahl 2r in Rückwärtsdrehrichtung angetrieben wird als der
Sperrklinkenträger 36a-36b; dabei vergrößert sich der Winkelabstand 13f-36g
so lange, bis die Sperrklinke 44 ausgesteuert ist. Dieser Zustand ist in Fig. 16c
dargestellt (Zustand II des Rückwärtsschiebens). Beim Übergang von dem
Zustand I des Rückwärtsschiebens gemäß Fig. 16b in den Zustand II gemäß
Fig. 16c ist durch die Differenzgeschwindigkeit 2r minus r zwischen dem
kettenzahnkranznahen Antreiberteil 13n (dieser zunächst angetrieben durch
die Hohlradantriebskupplung 44-45) und dem kettenzahnkranzferneren
Antreiberteil 36a-36b (dieser angetrieben durch die Planetenträgerantriebs
kupplung 37-38) die Sperrklinke 44 der Hohlradantriebskupplung 44-45 unter
das Blockierungsunterdrückungsglied BS hineingerückt, so dass die Hohlrad
antriebskupplung 44-45 gemäß Fig. 16c ausgeschaltet ist. Dies bedeutet, dass
gemäß Fig. 16c der kettenzahnkranznähere Antreiberteil 13n still steht. Der
Sperrklinkenträger 36a-36b läuft aber weiterhin mit dem Planetenradträger
20a-b-c rückwärts mit der Rückwärtsdrehzahl r. Dies ist möglich, ohne dass
der kettenzahnkranznähere Antreiberteil 13n in Rückwärtsdrehrichtung RD
mitgenommen wird, weil sich gemäß Fig. 16c der Winkelabstand 13f-36g
vergrößert hat. Wenn nun bei still stehendem Antreiberteil 13n der
Sperrklinkenträger 36a-36b vom Zustand der Fig. 16c in den Zustand III
gemäß Fig. 16d übergeht, so hebt das Blockierungsunterdrückungsglied BS
von der Sperrklinke 44 der Hohlradantriebskupplung 44-45 wieder ab, so dass
die Sperrklinke 44 wieder in die Sperrklinkenverzahnung 45 eingreift, jedoch in
eine - wie der Vergleich von Fig. 16b und 16d zeigt - andere Zahnlücke.
Man erkennt also Folgendes: Die Hohlradantriebskupplung 44-45 wird beim
Rückwärtsschieben des Fahrrads alternierend vom Schaltzustand I gemäß
Fig. 16b in den Schaltzustand II gemäß Fig. 16c und dann vom Schaltzustand
II gemäß Fig. 16c in den Schaltzustand III gemäß Fig. 16d umgeschaltet
(letzterer entsprechend dem Schaltzustand gemäß Fig. 16b), wobei die
Sperrklinke 44 jeweils über einen Zahn der Sperrklinkenverzahnung 45 hinweg
springt. Dies bedeutet weiter, dass der kettenzahnkranznahe Antreiberteil 13n
alternierend mit der Drehzahl 2r in Rückwärtsdrehrichtung RD zurückläuft (Fig.
16b), dann stehen bleibt (Fig. 16c), und dann wieder mit der Drehzahl 2r in
Rückwärtsdrehrichtung RD läuft (Fig. 16d).
Damit ist die bei der Betrachtung der Fig. 15a festgestellte Blockierung beim
Rückwärtsschieben unterdrückt.
Auch die bei Betrachtung von Fig. 15b festgestellte Blockierung beim Bremsen
ist durch die Konstruktion gemäß Fig. 16a unterdrückt. Dies ergibt sich aus
den Fig. 17a und 17b, welche zwei zeitlich aufeinander folgende Zustände
Bremsen IV und Bremsen V darstellen. In dem Zustand Bremsen IV gemäß
Fig. 17a wird der kettenzahnkranznähere Antreiberteil 13n in
Rückwärtsdrehrichtung RD rückwärts gedreht. Dabei wird angenommen, dass,
der Bremsungseinleitung vorangehend, der Schnellgang vorwärts gemäß Fig.
16a stattfand, d. h. der Winkelabstand 13f-36g auf null eingestellt ist, d. h. die
beiden Zahnflanken 13f und 36g aneinander anliegen. Dies bedeutet, dass der
kettenzahnkranznähere Antreiberteil 13n gemäß Fig. 17a ohne Mitnahme des
Sperrklinkenträgers 36a-36b in Rückwärtsdrehrichtung RD gedreht werden
kann und damit der Bremsvorgang eingeleitet werden kann, so lange, bis der
Winkelabstand 13f-36g maximal und der Winkelabstand 13g-36h O ist. Wenn
der Winkelabstand 13g-36h aufgebraucht ist entsprechend Zustand Bremsen
V in Fig. 17b, wird der Sperrklinkenträger 36a-36b von dem kettenzahn
kranznäheren Antreiberteil 13n über die Zahnflanken 13g und 36h mitgenom
men, so dass der Planetenradträger 20a-b-c über die Bremsaktivierungskupp
lung 42-38 in Rückwärtsdrehrichtung RD mit der Bremsdrehzahl b mit
genommen wird und dadurch die Rücktrittbremse 39 aktiviert wird, um die zu
bremsende Drehzahl u der Nabenhülse 16 zu verlangsamen. Diese
Bewegung des Planetenradträgers 20a-b-c in Rückwärtsdrehrichtung RD wird
zwar über das Planetengetriebe 19 auf das Hohlrad 21 mit Übersetzung
übertragen, so dass das Hohlrad 21 mit der übersetzten Bremsdrehzahl 2b in
Rückwärtsdrehrichtung RD umläuft. Bei der somit eintretenden Rückwärts
bewegung des Hohlrads 21 ist aber, wie Fig. 17b zeigt, die Hohlradantriebs
kupplung 44-45 ausgeschaltet, da bereits beim Übergang vom Zustand IV
gemäß Fig. 17a zum Zustand V gemäß Fig. 17b die Sperrklinke 44 unter das
Blockierungsunterdrückungsglied BS geraten ist (Fig. 17b). Die Brems
bewegung b in Rückwärtsdrehrichtung RD kann also fortgesetzt werden, bis
die Rücktrittbremse 39 an der Nabenhülse 16 eine Bremswirkung ausübt. Der
in Fig. 17b dargestellte Zustand bleibt erhalten, auch wenn die Brems
bewegung b in Rückwärtsdrehrichtung RD durch das Greifen der Rücktritt
bremse 39 zum Stillstand gekommen ist, so lange bis wieder vorwärts getreten
wird.
Soweit das Prinzip und das Verhalten der in Fig. 2 dargestellten 7-Gang-Schaltnabe
im 7. Gang, welcher der größten Übersetzung entspricht und
daher großer Schnellgang heißt.
Wenn auf den 6. Gang, den Gang einer mittelgroßen Übersetzung oder
mittleren Schnellgang, umgeschaltet werden soll, so wird das mittelgroße
Sonnenrad 23 für Drehung um die Nabenachse 10 blockiert, und das kleine
Sonnenrad 22 sowie das große Sonnenrad 24 werden gegen Drehung um die
Nabenachse 10 frei gegeben. Wie diese Umschaltung der Sonnenradzu
stände geschieht, wird im Einzelnen an späterer Stelle der Beschreibung
erörtert. Der Schaltzustand des 6. Gangs unterscheidet sich vom Schaltzu
stand des 7. Gangs nur dadurch, dass das Übersetzungsverhältnis des
Planetengetriebes 19 kleiner ist: die Nabenhülse 16 wird also immer noch mit
einer gegenüber der Drehzahl des Antreibers 13 vergrößerten Drehzahl
angetrieben, jedoch ist das Verhältnis der Drehzahl der Nabenhülse 16 zur
Drehzahl des Antreibers 13 kleiner geworden als im 7. Gang oder großen
Schnellgang. Im Übrigen sind die Bewegungsabläufe beim Antrieb (Drehung
des Antreibers 13 in Vorwärtsdrehrichtung), beim Leerlauf (Stillstand des
Antreibers 13 und Drehung der Nabenhülse 16 in Vorwärtsdrehrichtung), beim
Bremsen (Drehung des Antreibers 13 in Rückwärtsdrehrichtung und Drehung
der Nabenhülse 16 in Vorwärtsdrehrichtung) und beim Rückwärtsschieben des
Fahrrads (Stillstand des Antreibers 13 und Drehung der Nabenhülse 16 in
Rückwärtsdrehrichtung) dieselben, wie vorstehend für den 7. Gang be
schrieben.
Wenn auf den 5. Gang, d. i. der kleine Schnellgang, umgeschaltet werden soll,
so wird das kleine Sonnenrad 22 gegen Drehung um die Nabenachse 10
blockiert, und die beiden Sonnenräder 23 und 24 können sich frei um die
Nabenachse 10 drehen. Die Vorgänge beim Umschalten der Sonnenräder im
Sinne einer Blockierung des kleinen Sonnenrads 22 und einer Drehfreigabe
der Sonnenräder 23 und 24 werden an späterer Stelle beschrieben. Wenn das
kleine Sonnenrad 22 blockiert ist, so läuft das Hohlrad 21 immer noch mit einer
gegenüber der Drehzahl des Antreibers 13 und des Planetenradträgers 20a-b-c
vergrößerten Drehzahl um, welche über den hohlradseitigen Abtrieb-
Sperrklinkensatz 34 und die Sperrklinkenverzahnung 35 auf die Nabenhülse
16 übertragen wird. Das Verhältnis der Drehzahl des Hohlrads 21 und der
Nabenhülse 16 zur Drehzahl des Antreibers 13 ist aber noch kleiner geworden
als im 6. Gang. Im Übrigen sind die Bewegungsverhältnisse auch im 5. Gang
beim Vorwärtstreten (Antrieb des Antreibers 13 in Vorwärtsdrehrichtung), im
Freilauf (Stillstand des Antreibers 13 und Drehung der Nabenhülse 16 in
Vorwärtsdrehrichtung), beim Bremsen (Drehung des Antreibers 13 in
Rückwärtsdrehrichtung und Drehung der Nabenhülse 16 in Vorwärtsdrehrich
tung) und beim Rückwärtsschieben des Fahrrads (Stillstand des Antreibers 13
und Drehung der Nabenhülse 16 in Rückwärtsdrehrichtung) dieselben, wie
vorstehend in Bezug auf den 7. Gang beschrieben.
Im 4. Gang wird die Nabenhülse 16 mit der gleichen Drehzahl angetrieben wie
der Antreiber 13. Man spricht vom direkten Gang. Hier kommen nun der früher
bereits erwähnte hohlradtreibende Sperrklinkensatz 44 und die ihm zu
gehörige Sperrklinkenverzahnung 45 am Hohlrad 21 ins Spiel. Der dem 4.
Gang entsprechende direkte Gang liegt dann vor, wenn das Hohlrad 21 über
den hohlradtreibenden Sperrklinkensatz 44 direkt vom Antreiber 13 her
angetrieben wird und das Hohlrad 21 über den hohlradseitigen Abtrieb-Sperr
klinkensatz 34 die Nabenhülse 16 antreibt. Die Nabenhülse 16 läuft dann
mit der gleichen Drehzahl um wie der Antreiber 13. Um aber die Drehzahl des
Antreibers 13 über den hohlradtreibenden Sperrklinkensatz 44 direkt auf das
Hohlrad 21 zu übertragen, muss die Drehmomentübertragung von dem
Antreiber 13 auf den Planetenradträger 20a-b-c ausgeschaltet werden, die
bisher dank dem planetenträgertreibenden Sperrklinkensatz 37 bestand.
Solange nämlich der Planetenradträger 20a-b-c durch den
planetenträgertreibenden Sperrklinkensatz 37 angetrieben wird, dreht sich das
Hohlrad 21 aufgrund der Wirkung des Planetengetriebes 19 mit einer größeren
Drehzahl als der Antreiber 13, wobei die Sperrklinkenverzahnung 45 über den
hohlradtreibenden Sperrklinkensatz 44 hinweg gleitet, so dass das Hohlrad 21
nicht mit der Drehzahl des Antreibers 13 umlaufen kann. Es muss also zum
Zwecke der Herbeiführung des 4. Gangs, d. h. des direkten Gangs, die
Drehmomentübertragung von dem Antreiber 13 auf den Planetenradträger
20a-b-c über den planetenträgertreibenden Sperrklinkensatz 37 ausgeschaltet
werden. Dies geschieht in folgender Weise:
Innerhalb eines Diametralfensters 49 der Nabenachse 10 ist ein Schubklotz 48 in axialer Richtung verschiebbar angeordnet. Bei Einleitung eines Steuersignals über eine Signalleitung SL wird der Schubklotz 48 in eine axiale Mittelposition innerhalb des Diametralfensters 49 verschoben. Die Verschiebung des Schubklotzes 48 erfolgt mit Unterstützung durch eine Druckfeder 72. Bei der Verschiebung werden mit dem Schubklotz 48 verbundene Kupplungshülsen 73 und 74 mit verschoben. Die Kupplungshülse 73 ist mit dem Schubklotz 48 verbunden und dreht sich folglich nicht; die Kupplungshülse 74, welche in perspektivischer Einzelteildarstellung in Fig. 11 gezeigt ist, ist über Verbindungszungen 75 derart an den Schubklotz 48 sowie die Kupplungshülse 73 gekoppelt, dass sie zwar mit dem Schubklotz 48 in axialer Richtung verschiebbar ist, jedoch gegenüber diesem und der Kupplungshülse 73 dreht. Die Verbindungszungen 75 erstrecken sich nämlich durch Diametralfenster 76 des Vorderrings 20c des Planetenradträgers 20a-b-c (siehe auch Fig. 10). Durch das Zusammenwirken der Verbindungszungen 75 und der Diametralfenster 76 erfolgt ein Drehantrieb von dem Planetenrad träger 20a-b-c auf die Kupplungshülse 74. Wie auch aus Fig. 11 ersichtlich, sind an der Kupplungshülse 74 Axialvorsprünge 77 vorgesehen. Auch an der Kupplungshülse 73 sind Axialvorsprünge 78 angebracht. Schiebt man nun den Schubklotz 48 innerhalb des Diametralfensters 49 in seine Mittelposition, so wird die nicht drehende Kupplungshülse 73 mit ihren Axialvorsprüngen 78 in den Bereich der Sperrklinken des Sperrklinkensatzes 37 geschoben. Diese Verschiebung des Schubklotzes 48 und der Kupplungshülse 73 ist nur dann möglich, wenn die nach radial innen weisenden Steuerschwänze der Sperrklinken des Sperrklinkensatzes 37 (siehe Fig. 3) den in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Axialvorsprüngen 78 nicht im Weg stehen. Andernfalls bleibt der Schubklotz 48 samt Kupplungshülse 73 solange in der in Fig. 2 gezeigten Ausgangsposition, bis infolge Relativdrehung des Sperrklinkenträgers 36a-36b zu der nicht drehenden Kupplungshülse 73 jeweils ein Zwischenraum zwischen zwei aufeinander folgenden Axialvor sprüngen 78 mit einem Steuerschwanz einer Sperrklinke 37 fluchtet; erst dann kann unter Vermittlung der Druckfeder 72 eine Verschiebung der Kupplungshülse 73 und des Schubklotzes 48 erfolgen. Bei fortgesetzter Relativdrehung des Sperrklinkenträgers 36a-36b zu der nicht drehenden Kupplungshülse 73 gleiten dann die Steuerschwänze der Sperrklinken 37 auf die Axialvorsprünge 78 und werden von diesen angehoben, so dass die radial äußeren Eingriffsenden der Sperrklinken 37 (siehe Fig. 3) außer Eingriff mit der Sperrklinkenverzahnung 38 am Planetenradträger 20a-b-c "gehoben" werden und durch eine im Zuge weiterer Axialverschiebung eintretende Auflage der Steuerschwänze auf einer geschlossenen Ringfläche der Kupplungshülse 73 angehoben bleiben. Der zum Auskuppeln der Sperrklinken des Sperrklinkensatzes 37 erforderliche Kraftaufwand wird also allein von dem Drehmoment des drehangetriebenen Sperrklinkenträgers 36a-36b abgeleitet. Die von der Druckfeder 72 bzw. durch einen manuellen Schaltvorgang aufzubringende Kraft ist lediglich für die axiale Verstellung des Schubklotzes 48 und der Kupplungshülse 73 zum Einleiten des Schaltvorganges erforderlich, nicht jedoch zum Ausheben der Sperrklinken 37 aus der korrespondierenden Sperrklinkenverzahnung 38. Damit kann vom 5. auf den 4. Gang unter Last geschaltet werden, ohne dass es einer besonders kräftigen 31836 00070 552 001000280000000200012000285913172500040 0002010030941 00004 31717 Feder 72 oder eines großen Kraftaufwands über die Signalleitung SL bedarf.
Innerhalb eines Diametralfensters 49 der Nabenachse 10 ist ein Schubklotz 48 in axialer Richtung verschiebbar angeordnet. Bei Einleitung eines Steuersignals über eine Signalleitung SL wird der Schubklotz 48 in eine axiale Mittelposition innerhalb des Diametralfensters 49 verschoben. Die Verschiebung des Schubklotzes 48 erfolgt mit Unterstützung durch eine Druckfeder 72. Bei der Verschiebung werden mit dem Schubklotz 48 verbundene Kupplungshülsen 73 und 74 mit verschoben. Die Kupplungshülse 73 ist mit dem Schubklotz 48 verbunden und dreht sich folglich nicht; die Kupplungshülse 74, welche in perspektivischer Einzelteildarstellung in Fig. 11 gezeigt ist, ist über Verbindungszungen 75 derart an den Schubklotz 48 sowie die Kupplungshülse 73 gekoppelt, dass sie zwar mit dem Schubklotz 48 in axialer Richtung verschiebbar ist, jedoch gegenüber diesem und der Kupplungshülse 73 dreht. Die Verbindungszungen 75 erstrecken sich nämlich durch Diametralfenster 76 des Vorderrings 20c des Planetenradträgers 20a-b-c (siehe auch Fig. 10). Durch das Zusammenwirken der Verbindungszungen 75 und der Diametralfenster 76 erfolgt ein Drehantrieb von dem Planetenrad träger 20a-b-c auf die Kupplungshülse 74. Wie auch aus Fig. 11 ersichtlich, sind an der Kupplungshülse 74 Axialvorsprünge 77 vorgesehen. Auch an der Kupplungshülse 73 sind Axialvorsprünge 78 angebracht. Schiebt man nun den Schubklotz 48 innerhalb des Diametralfensters 49 in seine Mittelposition, so wird die nicht drehende Kupplungshülse 73 mit ihren Axialvorsprüngen 78 in den Bereich der Sperrklinken des Sperrklinkensatzes 37 geschoben. Diese Verschiebung des Schubklotzes 48 und der Kupplungshülse 73 ist nur dann möglich, wenn die nach radial innen weisenden Steuerschwänze der Sperrklinken des Sperrklinkensatzes 37 (siehe Fig. 3) den in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Axialvorsprüngen 78 nicht im Weg stehen. Andernfalls bleibt der Schubklotz 48 samt Kupplungshülse 73 solange in der in Fig. 2 gezeigten Ausgangsposition, bis infolge Relativdrehung des Sperrklinkenträgers 36a-36b zu der nicht drehenden Kupplungshülse 73 jeweils ein Zwischenraum zwischen zwei aufeinander folgenden Axialvor sprüngen 78 mit einem Steuerschwanz einer Sperrklinke 37 fluchtet; erst dann kann unter Vermittlung der Druckfeder 72 eine Verschiebung der Kupplungshülse 73 und des Schubklotzes 48 erfolgen. Bei fortgesetzter Relativdrehung des Sperrklinkenträgers 36a-36b zu der nicht drehenden Kupplungshülse 73 gleiten dann die Steuerschwänze der Sperrklinken 37 auf die Axialvorsprünge 78 und werden von diesen angehoben, so dass die radial äußeren Eingriffsenden der Sperrklinken 37 (siehe Fig. 3) außer Eingriff mit der Sperrklinkenverzahnung 38 am Planetenradträger 20a-b-c "gehoben" werden und durch eine im Zuge weiterer Axialverschiebung eintretende Auflage der Steuerschwänze auf einer geschlossenen Ringfläche der Kupplungshülse 73 angehoben bleiben. Der zum Auskuppeln der Sperrklinken des Sperrklinkensatzes 37 erforderliche Kraftaufwand wird also allein von dem Drehmoment des drehangetriebenen Sperrklinkenträgers 36a-36b abgeleitet. Die von der Druckfeder 72 bzw. durch einen manuellen Schaltvorgang aufzubringende Kraft ist lediglich für die axiale Verstellung des Schubklotzes 48 und der Kupplungshülse 73 zum Einleiten des Schaltvorganges erforderlich, nicht jedoch zum Ausheben der Sperrklinken 37 aus der korrespondierenden Sperrklinkenverzahnung 38. Damit kann vom 5. auf den 4. Gang unter Last geschaltet werden, ohne dass es einer besonders kräftigen 31836 00070 552 001000280000000200012000285913172500040 0002010030941 00004 31717 Feder 72 oder eines großen Kraftaufwands über die Signalleitung SL bedarf.
Wenn im 4. oder direkten Gang Freilaufbetrieb stattfinden soll, d. h. wenn der
Antreiber 13 still steht und die Nabenhülse 16 sich in Vorwärtsdrehrichtung
dreht, so gleitet die Sperrklinkenverzahnung 35 über den hohlradseitigen
Abtrieb-Sperrklinkensatz 34 hinweg.
Wenn im 4. Gang gebremst werden soll, so wird der Antreiber 13 in
Rückwärtsdrehrichtung verdreht, während die Nabenhülse 16 weiterhin in
Vorwärtsdrehrichtung umläuft. Der Planetenradträger 20a-b-c wird über den
bremsbetätigenden Sperrklinkensatz 42 in Rückwärtsdrehrichtung vom
Antreiber 13 mitgenommen, so dass analog zu dem Bremsvorgang im 7. Gang
der Bremsmantel 40 wieder gespreizt und dadurch die Nabenhülse 16
abgebremst wird.
Wenn im 4. Gang das Fahrrad rückwärts geschoben wird, d. h. die Nabenhülse
16 in Rückwärtsdrehrichtung umläuft, so stellen sich dieselben Verhältnisse
ein, wie sie vorstehend mit Hinweis auf Fig. 6 im Detail für den 7. Gang
erläutert wurden.
Im 3. Gang wird mittels des Planetengetriebes 19 die Drehzahl des Antreibers
13 ins Langsame untersetzt, d. h. die Nabenhülse 16 läuft in Vorwärts
drehrichtung mit einer Drehzahl um, die geringer ist als die Drehzahl des
Antreibers 13, die in diesen durch die Antriebskette des Fahrrads eingeleitet
wird. Betrachtet man wiederum die Darstellung gemäß Fig. 2, so ist wieder das
Sonnenrad 22 so wie im 5. Gang gegen Drehung um die Nabenachse 10
blockiert, während die Sonnenräder 23 und 24 auf der Nabenachse 10 frei
drehbar sind. Der Antreiber 13 treibt im 3. Gang das Hohlrad 21 über den
Hohlrad treibenden Sperrklinkensatz 44 und die Sperrklinkenverzahnung 45 in
Vorwärtsdrehrichtung an; dabei ist der planetenträgertreibende Sperrklinken
satz 37 wieder ausgeschaltet, so wie im Zusammenhang mit dem 4. Gang
oder Direktgang beschrieben. Darüber hinaus ist im 4. Gang auch der
hohlradseitige Abtriebssperrklinkensatz 34 ausgeschaltet, so dass die
Nabenhülse nicht mehr von dem Hohlrad 21 mitgenommen wird. Diese
"Ausschaltung" des hohlradseitigen Abtriebssperrklinkensatzes 34 erfolgt
durch eine weitere Verschiebung des Schubklotzes 48 mittels der Druckfeder
72 in seine am weitesten rechts befindliche Stellung. Dabei wird wiederum die
Kupplungshülse 73 weiter nach rechts verschoben, wobei der planetenträger
treibende Sperrklinkensatz 37 unverändert ausgeschaltet bleibt. Auch wird bei
dieser Axialverschiebung des Schubklotzes 48 die Kupplungshülse 74 weiter
nach rechts verschoben. Dabei stoßen die Axialvorsprünge 77 zunächst in den
Bereich des Sperrklinkensatzes 34, sobald die Relativwinkellage dies zulässt
und heben dann dank Relativdrehung zwischen Hohlrad 21 und Planetenrad
träger 20a-b-c die Sperrklinken 34 außer Eingriff mit der Sperrklinkenver
zahnung 35 an der Nabenhülse 16. Damit kann auch diese Umschaltung vom
4. auf den 3. Gang unter Last erfolgen, ohne dass es einer besonders
kräftigen Feder 72 oder eines großen Kraftaufwands über die Signalleitung SL
bedarf.
Im 3. Gang wird durch das Hohlrad 21 über das Planetengetriebe 19 der
Planetenradträger 20a-b-c mit einer gegenüber dem Hohlrad 21 und dem
Antreiber 13 ins Langsame untersetzten Drehzahl angetrieben; er läuft also mit
geringerer Drehzahl in Vorwärtsdrehrichtung um als der Antreiber 13. Da das
kleinste Sonnenrad 22 auf der Nabenachse 10 blockiert ist und das größte
Planetenrad 26 sich an dem Sonnenrad 22 kämmend abwälzt, ist das
geringste Untersetzungsverhältnis gewählt. Man nennt demgemäß den 3.
Gang auch den wenig untersetzten Langsamgang oder wenig untersetzten
Berggang. Die untersetzte Drehbewegung des Planetenradträgers 20a-b-c
wird über den planetenträgerseitigen Abtriebsperrklinkensatz 31 und die
Sperrklinkenverzahnung 32 auf die Nabenhülse 16 übertragen, so dass die
Nabenhülse 16 mit einer gegenüber der Drehzahl des Antreibers 13
geringfügig untersetzten Drehzahl umläuft.
Wenn im 3. Gang Freilauf stattfindet, d. h. wenn der Antreiber 13 und mit ihm
das Planetengetriebe 19 still steht, so gleitet die Sperrklinkenverzahnung 32
über den planetenträgerseitigen Sperrklinkensatz 31 hinweg.
Wenn im 3. Gang gebremst werden soll, so wird der Antreiber 13 in
Rückwärtsdrehrichtung gedreht, und die Nabenhülse 16 dreht sich mit
abnehmender Drehzahl in Vorwärtsdrehrichtung weiter. Durch die Drehung
des Antreibers 13 in Rückwärtsdrehrichtung wird vermittels des brems
betätigenden Sperrklinkensatzes 42 der Planetenradträger 20a-b-c in
Rückwärtsdrehrichtung gedreht, und zwar mit der gleichen Drehzahl wie der
Antreiber 13. Dabei werden die Klemmrollen 43 wirksam, so dass durch die
Rückwärtsdrehung des Lagerhalses 20a des Planetenradträgers 20a-b-c und
die Klemmrollen 43 der Bremsmantel 40 gespreizt und reibend gegen die
Bremsfläche 41 angedrückt wird. Der Drehmomentverlauf beim Bremsen
durch Rückwärtstreten ist also unverändert so wie im 7. bis 4. Gang.
Wenn im 3. Gang das Fahrrad rückwärts geschoben wird, so steht der
Antreiber 13 still, und die Nabenhülse 16 dreht sich in Rückwärtsdrehrichtung.
Dabei stellen sich dieselben Verhältnisse ein, wie sie vorstehend mit Bezug
auf Fig. 6 bereits für den 7. Gang erläutert wurden.
Im 2. Gang, dem mittelstark untersetzten Langsamgang oder Berggang, ist
das mittelgroße Sonnenrad 23 gegen die Drehung um die Nabenachse 10
blockiert, und die Sonnenräder 22 und 24 sind frei drehbar. Das Planetenge
triebe 19 hat dann eine mittlere Untersetzungswirkung. Die Vorgänge im
Vorwärtstretbetrieb sind die gleichen wie im Falle des 3. Gangs. Auch im
Freilaufbetrieb, im Bremsbetrieb und beim Rückwärtsschieben des Fahrrads
treten die gleichen Vorgänge auf wie im 3. Gang.
Im 1. Gang, dem stark untersetzten Langsamgang oder Berggang, ist das
Sonnenrad 24 gegen Drehung um die Nabenachse 10 blockiert, und die
Sonnenräder 22, 23 sind frei drehbar. Der Planetenradträger 20a-b-c wird von
dem Antreiber 13 her über den hohlradseitigen Antriebssperrklinkensatz 44,
die Sperrklinkenverzahnung 45, das Hohlrad 21 und das Planetengetriebe 19
mit stark untersetzter Drehzahl in Vorwärtsdrehrichtung angetrieben und
nimmt die Nabenhülse 16 über den planetenträgerseitigen Abtriebsperr
klinkensatz 31 und die Sperrklinkenverzahnung 32 in Vorwärtsdrehrichtung
mit. Im Freilaufbetrieb, im Bremsbetrieb und beim Rückwärtsschieben des
Fahrrads ergeben sich die gleichen Bewegungsverhältnisse, wie im
Zusammenhang mit dem 3. Gang beschrieben.
Es sei darauf hingewiesen, dass das Drehmoment beim Bremsen in allen
Gängen vom Antreiber 13 über den Planetenradträger 20a-b-c mit gleichem
Bremsübersetzungsverhältnis (entsprechend dem direkten Gang) auf die
Rücktrittsbremse 39 übertragen wird.
Die wahlweise Festsetzung der Sonnenräder 22, 23 und 24 gegen eine
Drehung um die Nabenachse 10 erfolgt mittels einer als Sonnenradzustand
wandler fungierenden Blockierungshülse 47, welche in Achsrichtung A der
Nabenachse 10 axial verschiebbar und durch zusammenwirkende Ver
zahnungen der Nabenachse 10 und der Blockierungshülse 47 am Drehen um
die Nabenachse 10 gehindert ist. Der Schubklotz 48 durchsetzt neben dem
Diametralfenster 49 der Nabenachse 10 auch Diametralschlitze 50 der
Blockierungshülse 47. Die gegen Drehung um die Nabenachse 10 blockierte
Blockierungshülse 47 weist an ihrem linken Ende eine Außenverzahnung 51
auf, welche im 7. Gang gemäß Fig. 2 in blockierendem Eingriff mit einer
Innenverzahnung 54 des Sonnenrads 24 steht; diese Außenverzahnung 51
kann durch axiale Verschiebung der Blockierungshülse 47 auch zum blockie
renden Eingriff mit einer Innenverzahnung 53 des Sonnenrads 23 und mit
einer Innenverzahnung 52 des Sonnenrads 22 gebracht werden, so dass
wahlweise jeweils eines der Sonnenräder 22, 23, 24 blockiert ist. Der
Mechanismus (ein Teil der Gangwechseleinrichtung GW) zum axialen
Verschieben der Blockierungshülse 47 ist gegenüber Fig. 2 vergrößert im
Bereich B der Fig. 7 dargestellt.
Die Nabenachse 10 weist im Bereich B drei Diametraldurchbrüche b1, b2 und
b3 auf. Die Diametraldurchbrüche b1 bis b3 verschneiden sich mit einer
Axialbohrung 54-1 der Nabenachse 10, die zumindest zum rechten Ende der
Nabenachse 10 hin offen ist. In den Diametraldurchbrüchen b1, b2 und b3
sind jeweils zwei Kugeln k1 bzw. k2 bzw. k3 aufgenommen. Die Kugeln k1, k2,
k3 liegen mit ihren radial inneren Polen an einem spulenförmigen Steuerkörper
55 an, der innerhalb der Axialbohrung 54-1 axial verschiebbar ist. Zur axialen
Verschiebung des Steuerkörpers 55 ist rechts von diesem an der Nabenachse
10 ein Verschiebemechanismus (nicht dargestellt) vorgesehen, welcher Teil
der Signalleitung SL ist oder an diese angekuppelt ist. Die Signalleitung SL
kommt von einem Gangschalter GS (Fig. 2) her, der beispielsweise an der
Lenkstange des jeweiligen Fahrrads angeordnet ist. Durch Betätigung dieses
Gangschalters GS kann der Steuerkörper 55 in Achsrichtung A verschoben
werden. Die Kugeln k2 und k3 stehen mit ihren radial äußeren Polen einer
Steuerkurventrägereinheit 56 gegenüber, während die Kugel k1 der
Innenumfangsfläche der als Sonnenradzustandwandler fungierenden
Blockierungshülse 47 gegenübersteht. Die Steuerkurventrägereinheit 56 ist in
einer Gleithülse 62 axial verschiebbar und unverdrehbar geführt. Die
Gleithülse 62 ihrerseits steht über eine Friktionshülse 63 in
Drehmitnahmeverbindung mit dem Antreiber 13. Die Steuerkurventräger
einheit 56 wird also durch die Friktionshülse 63 von dem Antreiber 13 in
Drehrichtung mitgenommen, wobei die Friktionshülse 63 als Überlastkupplung
wirkt. Die Steuerkurventrägereinheit 56 als ein mit dem Antreiber 13
drehendes Teil ist mit der axial verschiebbaren, aber nicht drehbaren
Blockierungshülse 47 durch eine Drehverbindung 57 zur gemeinsamen
axialen Bewegung verbunden. Die Steuerkurventrägereinheit 56 ist aus zwei
Teilen 56a und 56b zusammengesetzt, die im Bereich einer Steuerkurvennut
58 zusammenstoßen. In der Stellung des Steuerkörpers 55 gemäß Fig. 7
taucht die Kugel k3 unter der Einwirkung der im Längsschnitt trapezförmigen
Verdickung 61 des Steuerkörpers 55 in die Steuerkurvennut 58 des Steuerkur
venträgers 56 ein. Die Steuerkurvennut 58 ist, wie in der Abwicklung der radial
innenliegenden Seite des Steuerkurventrägers 56 gemäß Fig. 8a dargestellt,
von zwei Steuerkurven 59 und 60 begrenzt, die aufeinander zu gerichtet sind,
wobei an jedem der Teile 56a und 56b jeweils eine der Steuerkurven 59 und
60 als Übergangsschulter zwischen reliefartig gegeneinander versetzten
Innenumfangsflächen 56-1 und 56-2 ausgebildet ist. Die Steuerkurven 59, 60
sind zum Zusammenwirken mit den Kugeln k1, k2 und k3 bestimmt. Die
Steuerkurven 59 und 60 haben - wie aus Fig. 8a zu sehen - über den Umfang
verfolgt an jeder Stelle einen derartigen axialen Mindestabstand a, dass zwei
benachbarte Kugeln gleichzeitig in die Steuerkurvennut 58 ausgetauscht sein
können, ohne dass diese eine Drehung der Steuerkurventrägereinheit 56
blockieren. In der Darstellung gemäß Fig. 7 befindet sich die Kugel k3 mit
ihrem radial inneren Pol in Anlage an der trapezförmigen Verdickung 61 des
Steuerkörpers 55, so dass die Kugel k3 aus der zugehörigen Diametralboh
rung 63 in die Steuerkurvennut 58 eingetaucht ist, d. h. - bei Betrachtung in
Achsrichtung - mit ihrem radial äußeren Polbereich in radialer Überlappung zu
der Steuerkurve 60 steht. Wie sich aus Fig. 8a ergibt, verlaufen die
Steuerkurven 59 und 60 auf einem Teil ihres Umfangs mit einer Steigung á
gegenüber einer Normalfläche N zur Nabenachse A. Man erkennt aus Fig. 7
weiter, dass der halbe Durchmesser der Kugeln k1, k2 und k3 größer ist als
die Tiefe der Steuerkurvennut 58. Außerdem erkennt man in Fig. 7, dass, im
achsparallelen Schnitt betrachtet, die Profile 59a, 60a der Steuerkurve 59, 60
gegen die achsnormale Fläche N derart verlaufen, dass die Kugel k3 (das
Gleiche gilt auch für die Kugeln k1 und k2 unter bestimmten Bedingungen)
über diese Profile hoch klettern kann. Die Profile 59a und 60a sind abschnitts
weise abgeschrägt, so dass bei gegenseitigem Zusammenwirken eines dieser
Profile mit einer der Kugeln k1, k2 oder k3 die jeweilige Kugel bei t1, t2, t3 an
die Wand der ihr jeweils zugeordneten Bohrungen b1, b2 bzw. b3 gedrückt
wird und somit eine Beschädigung des Steuerkörpers 55 ausgeschlossen
werden kann. Radialkräfte bei n1, n2, n3 sind dadurch nämlich minimiert.
Bei gleichzeitiger Betrachtung von Fig. 7 und 8a erkennt man Folgendes:
Die Kugel k3 befindet sich in einer in Umfangsrichtung durchgehenden Mittelzone 58a der Steuerkurvennut 58, die im Wesentlichen parallel zur achsnormalen Fläche N verläuft und die von zwei strichliert gezeichneten Hüllkreisen (in der Abwicklung Hüllgeraden) I1 und I2 begrenzt ist. Diese Hüllkreise I1 und I2 haben einen Abstand b. Der Abstand b ist geringfügig größer als der Durchmesser d des in die Steuerkurvennut 58 ausgetauschten Kugelsegments der Kugeln k1, k2, k3 (hier Kugel k3), so dass sich in dem Momentanzustand gemäß Fig. 7 und 8a bei einer Drehbewegung des Steuerkurventrägers 56 in Vorwärtsdrehrichtung VD relativ zu der Kugel k3 keine Zwangskräfte zwischen der Kurve 60 und der Kugel k3 einstellen und der Steuerkurventräger 56 somit seine axiale Stellung gemäß Fig. 7 und 8a beibehält mit der Folge, dass auch die Außenverzahnung 51 der Blockierungs hülse 47 in drehblockierendem Eingriff mit dem Sonnenrad 24 bleibt. Auch dann, wenn im Zuge einer Weiterverdrehung der Steuerkurveneinheit 56 in Pfeilrichtung VD gemäß Fig. 8a der Umfangsabschnitt 60n der Kugel k3 axial gegenüberliegt, tritt keine Zwängung zwischen der Kugel k3 und der Steuerkurve 60 ein. Ferner tritt im Zustand gemäß Fig. 7 und 8a bei einer Drehung des Steuerkurventrägers 56 die Steuerkurve 59 nicht in zwängende Berührung mit der Kugel k3, so dass auch durch Zusammenwirken der Kugel k3 und der Steuerkurve 59 keine Axialverschiebung der Steuerkurventräger einheit 56 gegenüber der Kugel k3 stattfindet, was wiederum zur Folge hat, dass die Blockierungshülse 47 ihre in Fig. 7 gezeichnete Axialposition beibehält und damit das Sonnenrad 24 blockiert bleibt. Die Kugeln k1 und k2 liegen im Zustand gemäß Fig. 7 und 8a an dem Durchmesser verengten Abschnitt 64a des Steuerkörpers 55 an. Die Kugel k1 wird durch die Innenumfangsfläche der Blockierungshülse 47 ständig innerhalb ihrer Bohrung b1 gehalten. Die Kugel k2 könnte dann radial auswärts wandern, wenn sie sich im Umfangsabschnitt 59n der Steuerkurve 59 befindet, wird aber dann, wenn sie in Eingriff mit dem Umfangsabschnitt 59m der Steuerkurve 59 gerät, infolge ihres großen Halbmessers und infolge der Profilierung 59a der Steuer kurve 59 dazu veranlasst, über die Profilierung 59a kletternd wieder nach radial einwärts zu wandern bis zur Anlage an dem Durchmesser verengten Abschnitt 64a des Steuerkörpers 55. Als Resümee kann erneut festgestellt werden, dass in der Stellung des Steuerkörpers 55 gemäß Fig. 7 keine der Kugeln k1 bis k3 in einen solchen Eingriff mit den Steuerkurven 59 und 60 tritt, dass eine Axialverschiebung der Steuerkurventrägereinheit 56 und damit der Blockierungshülse 47 eintreten könnte. Das Sonnenrad 24 bleibt gesperrt.
Die Kugel k3 befindet sich in einer in Umfangsrichtung durchgehenden Mittelzone 58a der Steuerkurvennut 58, die im Wesentlichen parallel zur achsnormalen Fläche N verläuft und die von zwei strichliert gezeichneten Hüllkreisen (in der Abwicklung Hüllgeraden) I1 und I2 begrenzt ist. Diese Hüllkreise I1 und I2 haben einen Abstand b. Der Abstand b ist geringfügig größer als der Durchmesser d des in die Steuerkurvennut 58 ausgetauschten Kugelsegments der Kugeln k1, k2, k3 (hier Kugel k3), so dass sich in dem Momentanzustand gemäß Fig. 7 und 8a bei einer Drehbewegung des Steuerkurventrägers 56 in Vorwärtsdrehrichtung VD relativ zu der Kugel k3 keine Zwangskräfte zwischen der Kurve 60 und der Kugel k3 einstellen und der Steuerkurventräger 56 somit seine axiale Stellung gemäß Fig. 7 und 8a beibehält mit der Folge, dass auch die Außenverzahnung 51 der Blockierungs hülse 47 in drehblockierendem Eingriff mit dem Sonnenrad 24 bleibt. Auch dann, wenn im Zuge einer Weiterverdrehung der Steuerkurveneinheit 56 in Pfeilrichtung VD gemäß Fig. 8a der Umfangsabschnitt 60n der Kugel k3 axial gegenüberliegt, tritt keine Zwängung zwischen der Kugel k3 und der Steuerkurve 60 ein. Ferner tritt im Zustand gemäß Fig. 7 und 8a bei einer Drehung des Steuerkurventrägers 56 die Steuerkurve 59 nicht in zwängende Berührung mit der Kugel k3, so dass auch durch Zusammenwirken der Kugel k3 und der Steuerkurve 59 keine Axialverschiebung der Steuerkurventräger einheit 56 gegenüber der Kugel k3 stattfindet, was wiederum zur Folge hat, dass die Blockierungshülse 47 ihre in Fig. 7 gezeichnete Axialposition beibehält und damit das Sonnenrad 24 blockiert bleibt. Die Kugeln k1 und k2 liegen im Zustand gemäß Fig. 7 und 8a an dem Durchmesser verengten Abschnitt 64a des Steuerkörpers 55 an. Die Kugel k1 wird durch die Innenumfangsfläche der Blockierungshülse 47 ständig innerhalb ihrer Bohrung b1 gehalten. Die Kugel k2 könnte dann radial auswärts wandern, wenn sie sich im Umfangsabschnitt 59n der Steuerkurve 59 befindet, wird aber dann, wenn sie in Eingriff mit dem Umfangsabschnitt 59m der Steuerkurve 59 gerät, infolge ihres großen Halbmessers und infolge der Profilierung 59a der Steuer kurve 59 dazu veranlasst, über die Profilierung 59a kletternd wieder nach radial einwärts zu wandern bis zur Anlage an dem Durchmesser verengten Abschnitt 64a des Steuerkörpers 55. Als Resümee kann erneut festgestellt werden, dass in der Stellung des Steuerkörpers 55 gemäß Fig. 7 keine der Kugeln k1 bis k3 in einen solchen Eingriff mit den Steuerkurven 59 und 60 tritt, dass eine Axialverschiebung der Steuerkurventrägereinheit 56 und damit der Blockierungshülse 47 eintreten könnte. Das Sonnenrad 24 bleibt gesperrt.
Wenn der Steuerkörper 55 durch die schematisch eingezeichnete Signallei
tung SL in Fig. 7 nach links verschoben wird, so versucht die trapezförmige
Verdickung 61, die Kugel k2 radial auswärts zu drücken. Eine Verschiebung
der Kugel k2 nach radial auswärts innerhalb der Diametralbohrung b2 kann
aber erst dann eintreten, wenn im Zuge der Drehung der Steuerkurventräger
einheit 56 in Vorwärtsdrehrichtung VD der Zustand gemäß Fig. 8a erreicht ist,
d. h. wenn sich der Umfangsabschnitt 59n der Steuerkurve 59 in axialer
Gegenüberstellung zu der Kugel k2 befindet. Dann kann die Kugel k2
ungehemmt in die Steuerkurvennut 58 treten und somit in radiale Überlappung
mit der Steuerkurve 59 gelangen. Wenn dann bei Weiterdrehung der
Steuerkurventrägereinheit 56 in Vorwärtsdrehrichtung VD der Fig. 8a der
Abschnitt 59m der Steuerkurve 59 sich der Kugel k2 nähert, so muss die
Steuerkurventrägereinheit 56 nach links ausweichen, d. h. sie wird nach axial
links verschoben und verschiebt dabei über die Drehverbindung 57 die
Blockierungshülse 47 ebenfalls nach links mit der Folge, dass die Außenver
zahnung 51 aus dem Blockiereingriff mit der Innenverzahnung 54 des
Sonnenrads 24 tritt und in Eingriff mit der Innenverzahnung 53 des Sonnen
rads 23 gelangt. Als Folge der Axialverschiebung der Steuerkurventräger
einheit 56 nach links nähert sich der Umfangsabschnitt 60n der Steuerkurve
60 bei Drehung der Steuerkurventrägereinheit 56 in Vorwärtsdrehrichtung an
die Kugel k3 an. Dies bedeutet, dass der Umfangsabschnitt 60m der
Steuerkurve 60 als Folge der Drehbewegung der Steuerkurventrägereinheit 56
in Vorwärtsdrehrichtung VD und der dieser Drehbewegung überlagerten
Axialverschiebung der Steuerkurventrägereinheit 56 nach links in
Umfangsflucht zu der Kugel k3 gelangt und dass dann, wenn der Umfangs
abschnitt 60m nach einer weiteren Drehung der Steuerkurventrägereinheit 56
auf die Kugel k3 trifft, diese durch die Steuerkurve 60 wieder nach radial
einwärts in Richtung auf den Durchmesser verengten Abschnitt 64b des
Steuerkörpers 55 verschoben wird, so dass sich nach weiterer Drehung der in
Fig. 8b gezeigte Zustand einstellt und fortan bei weiterem Umlauf der
Steuerkurventrägereinheit 56 diese ihre Axialstellung beibehält, die sie durch
das Zusammenwirken der radial ausgefahrenen Kugel k2 und der Steuerkurve
59 erreicht hat. Der Eingriff zwischen der Außenverzahnung 51 der
Blockierungshülse 47 und dem Sonnenrad 23 bleibt dann bestehen, da die
Kugel k2 in diesem Zustand in der "neutralen" Zone 58a läuft.
Wenn das Sonnenrad 22 gegen die Drehung um die Nabenachse 10 blockiert
werden soll, so wird der Steuerkörper 55 noch weiter nach links verschoben,
so dass nunmehr die Kugel k1 radial auswärts gedrückt werden kann. Dies ist
möglich, weil die Blockierungshülse 47 bis zum Eingriff der Außenverzahnung
51 in die Innenverzahnung 53 des Sonnenrads 23 nach links getreten ist. Die
Kugel k1 kann dann nach radial auswärts treten, wenn der Umfangsabschnitt
59n der Steuerkurve 59 in axiale Gegenüberstellung zu der Kugel k1 gelangt
ist. Es wiederholen sich dann die Vorgänge, die beim ersten Verschieben des
Steuerkörpers 55 zum Zwecke des radialen Auswärtsdrückens der Kugel k2
beschrieben worden sind. Schließlich stellt sich der Zustand gemäß Fig. 8c
ein.
Das Zurückschalten der Blockierungshülse 47 aus der Stellung gemäß Fig. 8c
in die Stellung gemäß Fig. 8b kann durch Verschiebung des Steuerkörpers 55
nach rechts eingeleitet werden, so dass die Kugel k2 wieder in die Steuerkur
vennut 58 eintaucht und die Kugel k1 aus der Steuerkurvennut wieder in ihre
Bohrung b1 zurückgelangt. Analoges gilt für das Zurückschalten von der
Stellung nach Fig. 8b in die Stellung nach Fig. 8a.
Der Polabstand der Kugeln k1, k2 und k3 muss dem Mittelpunktsabstand der
Verzahnungen 52, 53, 54 entsprechen. Die axiale Plateaulänge x der
Umfangsfläche 61x der trapezförmigen Verdickung 61 muss einerseits lang
sein, damit bei unbeabsichtigter Axialbewegung des Steuerkörpers 55 die
Einleitung eines unbeabsichtigten Schaltvorgangs unterbleibt. Andererseits
muss die axiale Plateaulänge x so bemessen sein, dass bei Berührungsbeginn
der trapezförmigen Verdickung 61 mit der Kugel k1 die Kugel k2 mit ihrem
radial inneren Pol noch auf dem Plateau 61x ruht, damit vor Einleitung der
Radialauswärtsverschiebung der Kugel k1 die Verschiebung des
Steuerkörpers 55 in eine Stellung gewährleistet ist, in welcher die Ver
schiebung der Steuerkurveneinheit 56 durch die Kugel k2 zum Abschluss
gekommen ist.
Zu beachten ist, dass das Hin- und Herverschieben der Blockierungshülse 47
nicht etwa durch ein großes Kraftsignal auf die Signalleitung SL herbeigeführt
wird, sondern durch die Relativverdrehung der Steuerkurventrägereinheit 56
gegenüber der Nabenachse 10, die als Folge der Drehmitnahme der
Steuerkurventrägereinheit 56 mittels der Friktionshülse 63 auftritt. Die Kraft
zum Verschieben des Steuerkörpers 55 muss nur so groß sein, dass eine
Radialverschiebung der Kugeln k1, k2, k3 mittels der trapezförmigen
Verdickung 61 zustande kommt. Es ist deshalb möglich, auch bei denjenigen
Gangwechseln, die durch Blockierung unterschiedlicher Sonnenräder
zustande kommen, unter Last zu schalten, ohne dass über die Signalleitung
SL von außen große Kräfte eingeleitet werden müssen. Nachdem früher
bereits angegeben worden ist, dass für die Gangwechselvorgänge, die durch
das Ausschalten der Sperrklinkensätze 34 und 37 zustande kommen, keine
großen Kräfte über die Signalleitung SL von außen eingeleitet werden
müssen, kann also festgestellt werden, dass sämtliche Schaltvorgänge unter
Last durchgeführt werden können.
Das Zurückziehen des Steuerkörpers 55 kann durch die Signalleitung SL
bewirkt werden. Es ist aber auch möglich, dass das Zurückschalten des
Steuerkörpers 55 vermittels einer Schraubendruckfeder 83 erfolgt, die im
linken Bereich der Fig. 2 innerhalb der Nabenhülse 10 als Druckfeder
untergebracht und vorgespannt ist und auf den Steuerkörper 55 einwirkt.
Die Signalleitung SL besteht aus zwei Strängen, deren einer auf den
Steuerkörper 55 einwirkt und deren anderer auf den Schubklotz 48 einwirkt.
Die beiden Stränge werden, wie sich aus der vorstehenden Beschreibung
ergibt, zu verschiedenen Zeitpunkten beaufschlagt. Dennoch ist es möglich,
von einem einzigen Gangschalter GS aus die beiden Stränge gewünsch
tenfalls zu verschiedenen Zeitpunkten zu aktivieren, etwa dadurch, dass man
von dem Gangschalter GS an der Lenkstange aus zwei verschiedene
Nockenscheiben NS1, NS2 durch einen einzigen Schaltdraht SD oder ein
Schaltgestänge verdreht. Die beiden Nockenscheiben NS1, NS2 sind
unterschiedlich profiliert. Die eine Kurvenscheibe wirkt auf den Steuerkörper
55, die andere Kurvenscheibe auf den Schubklotz 48. Durch die unter
schiedliche Profilierung der beiden Nockenscheiben wird die gegenseitige
Abstimmung der Verschiebungen von Schubklotz 48 und Steuerkörper 55
erreicht.
Die Signalleitung SL kann mit einem federnden Übertragungselement (nicht
eingezeichnet) ausgeführt sein, so dass der Steuerkörper 55 bei einer
Verschiebung nach links vorübergehend stehen bleiben kann, wenn eine
radial auswärts zu verlagernde Kugel k2 oder k1 deshalb noch nicht radial
auswärts verlagert werden kann, weil der Umfangsabschnitt 59n noch nicht in
axiale Gegenüberstellung zu der jeweiligen Kugel k2 bzw. k1 getreten ist.
Fig. 13 zeigt eine Abwicklung einer Steuerkurventrägereinheit 56' mit
abgewandelter Steuerkurvenform. Es fällt auf, dass lediglich die in Vorwärts
drehrichtung VD weisenden Kurvenbereiche 59'v, 60'v der Steuerkurven 59',
60' gegenüber der Normalfläche N mit einem Winkel á geneigt sind. Die
nachlaufenden Flankenbereiche 59'n, 60'n können unter rechtem Winkel â
geneigt sein. Bei einer derart unsymmetrischen Geometrie der Steuerkurven
59', 60' lassen sich mehr Steuerkurvenperioden P auf dem Umfang der
Steuerkörpereinheit 56' unterbringen, was zu einem schnelleren Ansprechen
der Schaltung auf ein vom Fahrradfahrer eingegebenes Schaltsignal führt: Je
mehr Perioden P auf dem Umfang angeordnet sind, desto schneller erfolgt ein
Umschalten der Steuerkurventrägereinheit 56 nach erfolgtem Verschieben des
Steuerkörpers 55. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass auch bei einer
Steuerkurvengestaltung gemäß Fig. 13 das zwingende Erfordernis besteht,
dass gleichzeitig zwei Kugeln in die Steuerkurvennut 58' eingetaucht sein
können, ohne dass eine Drehblockierung des Steuerkurventrägers 56' erfolgt.
Diese Bedingung beschränkt die Anzahl der innerhalb der Steuerkurventräger
einheit 56' maximal unterbringbaren Steuerkurvenperioden P. Im Übrigen
entspricht die Wirkungsweise der Steuerkurventrägereinheit 56' dem zu der
Steuerkurventrägereinheit 56 Gesagten.
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der 7-Gang-Schaltnabe
anhand von Fig. 14 erläutert. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden
lediglich die Unterschiede zu der anhand von Fig. 1-13 erläuterten 7-Gang-Schaltnabe
dargelegt. Für gleichartige oder gleichwirkende Komponenten
werden dieselben Bezugszeichen wie für die erste Ausführungsform ver
wendet, jedoch wird diesen Bezugszeichen die Zahl 100 voran gestellt.
Der Mechanismus zur Festlegung der Sonnenräder 122, 123, 124 mit Hilfe der
Blockierungshülse 147 ist links von den Planetenradsätzen 126, 127, 128
angeordnet. Die Steuerkurventrägereinheit 156 weist radial außen eine
Verzahnung 180 auf, über welche sie mit einer Gleithülse 162 in Verbindung
steht; die Gleithülse 162 ist vermittels einer Friktionshülse 163 von dem
Lagerhals 120a des Planetenradträgers 120a-b-c drehangetrieben.
Die Kupplungshülse 173 kann unmittelbar auf der Nabenachse 110 angeord
net sein, da der Mechanismus zur Festlegung der Sonnenräder auf die linke
Seite der Planetenradsätze 126-127-128 verlegt ist. Durch einen derartigen
Aufbau lässt sich die Mehr-Gang-Schaltnabe kompakter gestalten, ins
besondere deshalb, weil die Bauraum erfordernden Funktionsgruppen zur
Festlegung der Sonnenräder einerseits und zur Steuerung der Sperr
klinkensätze 134 und 137 andererseits auf verschiedenen Seiten der
Planetenradsätze 126-127-128 angeordnet sind.
Der Drehantrieb der Steuerkurventrägereinheit 156 ist nicht mehr unmittelbar
vom Antreiber her abgeleitet, sondern vom Planetenradträger 120a-b-c über
die Friktionshülse 163 und die Gleithülse 162. Zur "Umschaltung" von einem
Sonnenrad auf das andere durch Verschieben der Blockierungshülse 147 ist
ein Drehantrieb der Steuerkurventrägereinheit 156 durch den
Planetenradträger 120a-b-c erforderlich. Es ist deshalb zur Gewährleistung
eines zuverlässigen Umschaltvorgangs zwischen zwei Sonnenrädern
erforderlich, eine permanente Drehbewegung des Planetenradträgers 120a-b-c
sicherzustellen. Dabei taucht folgendes Problem auf: Befindet sich die
Blockierungshülse 147 mit ihrer Außenverzahnung 151 gerade in einer
eingriffslosen Zwischenstellung zwischen den Innenverzahnungen zweier
benachbarter Sonnenräder, z. B. der Sonnenräder 123 und 124, so wird keine
Drehbewegung auf den Planetenradträger 120a-b-c übertragen. Um dem
abzuhelfen, ist zwischen dem Hohlrad 121 und dem Planetenradträger 120a-b-c
ein Friktionsring 129 eingesetzt, welcher auch bei Nichtblockierung aller
Sonnenräder 122, 123, 124 für eine Drehmitnahme des Planetenradträgers
120a-b-c (und damit des Steuerkurventrägers 156) mit dem Hohlrad 121 sorgt
und somit eine vollständige Verschiebung der Blockierungshülse 147
gewährleistet.
Claims (33)
1. Mehrgangschaltnabe für Fahrräder od. dgl., umfassend:
eine Nabenachse (10) mit einer geometrischen Achse (A),
einen mit mindestens einem Drehmomenteinleitungsglied (DEG), insbesondere einem Kettenzahnkranz (DEG), koppelbaren oder gekoppelten Antreiber (13), welcher drehbar auf der Nabenachse (10) gelagert ist,
eine drehbar auf der Nabenachse (10) gelagerte Nabenhülse (16),
ein innerhalb der Nabenhülse (16) angeordnetes Planetenge triebesystem (PGS) mit mindestens einem Planetengetriebe (19) zur Drehmomentübertragung von dem Antreiber (13) auf die Nabenhülse (16), dieses Planetengetriebesystem (PGS) ausgeführt mit
wenigstens einem Sonnenrad (22, 23, 24), welches wahl weise zwischen einem Zustand freier Drehbarkeit um die Nabenachse (10) und einem Zustand der Dreh blockierung gegenüber der Nabenachse (10) umschaltbar ist,
wenigstens einem drehbar auf der Nabenachse (10) gelagerten Hohlrad (21) und
wenigstens einem Planetenrad (26, 27, 28), welches auf wenigstens einem um die Nabenachse (10) drehbaren Planetenradträger (20a-b-c) drehbar gelagert ist,
ferner umfassend
einen axial beweglichen Sonnenradzustandwandler (47), welcher in Abhängigkeit von seiner Axialstellung das Sonnenrad (22, 23, 24) entweder zur Einnahme des Zustands freier Drehbarkeit oder des Zustands der Drehblockierung veranlasst,
eine Gangwechseleinrichtung (GW) zum Bewegen des Sonnenradzustandwandlers (47) in Richtung der geometrischen Achse (A), diese Gangwechseleinrichtung (GW) in Wirkverbindung
mit mindestens einer von mindestens einem Gangwechselsignalgeber (GS) außerhalb der Mehrgangschaltnabe her in die Mehrgangschalt nabe eingeführten Gangwechselsignalleitung (SL),
gekennzeichnet durch
eine Nabenachse (10) mit einer geometrischen Achse (A),
einen mit mindestens einem Drehmomenteinleitungsglied (DEG), insbesondere einem Kettenzahnkranz (DEG), koppelbaren oder gekoppelten Antreiber (13), welcher drehbar auf der Nabenachse (10) gelagert ist,
eine drehbar auf der Nabenachse (10) gelagerte Nabenhülse (16),
ein innerhalb der Nabenhülse (16) angeordnetes Planetenge triebesystem (PGS) mit mindestens einem Planetengetriebe (19) zur Drehmomentübertragung von dem Antreiber (13) auf die Nabenhülse (16), dieses Planetengetriebesystem (PGS) ausgeführt mit
wenigstens einem Sonnenrad (22, 23, 24), welches wahl weise zwischen einem Zustand freier Drehbarkeit um die Nabenachse (10) und einem Zustand der Dreh blockierung gegenüber der Nabenachse (10) umschaltbar ist,
wenigstens einem drehbar auf der Nabenachse (10) gelagerten Hohlrad (21) und
wenigstens einem Planetenrad (26, 27, 28), welches auf wenigstens einem um die Nabenachse (10) drehbaren Planetenradträger (20a-b-c) drehbar gelagert ist,
ferner umfassend
einen axial beweglichen Sonnenradzustandwandler (47), welcher in Abhängigkeit von seiner Axialstellung das Sonnenrad (22, 23, 24) entweder zur Einnahme des Zustands freier Drehbarkeit oder des Zustands der Drehblockierung veranlasst,
eine Gangwechseleinrichtung (GW) zum Bewegen des Sonnenradzustandwandlers (47) in Richtung der geometrischen Achse (A), diese Gangwechseleinrichtung (GW) in Wirkverbindung
mit mindestens einer von mindestens einem Gangwechselsignalgeber (GS) außerhalb der Mehrgangschaltnabe her in die Mehrgangschalt nabe eingeführten Gangwechselsignalleitung (SL),
gekennzeichnet durch
- a) eine um die geometrische Achse (A) drehbare Steuerkurven trägereinheit (56) mit mindestens einer in Umfangsrichtung um die geometrische Achse (A) verlaufenden und zu einer achsnormalen Ebene (N) geneigt verlaufenden Steuerkurve (59, 60);
- b) eine Drehmitnahmeverbindung (62, 63) zwischen einer bei Drehung des Antreibers (13) oder/und bei Drehung der Nabenhülse (16) um die geometrische Achse (A) rotierenden Nabenkomponente (13) und der Steuerkurventrägereinheit (56);
- c) mindestens ein Steuerkurvenanlageelement (k1, k2, k3) in axialer Gegenüberstellung zu der Steuerkurve (59, 60),
- d) wobei dieses Steuerkurvenanlageelement (k1, k2, k3) gegenüber der Nabenachse (10) in Richtung der geometrischen Achse (A) und in Umfangsrichtung im Wesentlichen unbeweglich und in radialer Richtung gegenüber der geometrischen Achse (A) verstellbar ist zwischen einer radial überlappenden Stellung (bei k3) zur Steuerkurve (59, 60) und einer radial nicht überlappenden Stellung (bei k1, k2) zur Steuerkurve (59, 60),
- e) wobei weiter die Gangwechselsignalleitung (SL) zur radialen Verstellung des Steuerkurvenanlageelements (k1, k2, k3) mit diesem in Wirkverbindung steht,
- f) wobei weiter die Steuerkurventrägereinheit (56) mit dem Sonnen radzustandwandler (47) identisch ist oder in axialer Mitnahme verbindung mit dem Sonnenradzustandwandler (47) steht,
- g) und wobei die geometrischen Verhältnisse so gewählt sind, dass nach radialer Verstellung des Steuerkurvenanlageelements (k1, k2, k3) in seine die Steuerkurve (59, 60) radial überlappende Stellung (bei k3) die Steuerkurve (59, 60) infolge der Drehung der Steuerkurventrägereinheit (56) um die geometrische Achse (A) in Eingriff mit dem Steuerkur venanlageelement (k1, k2, k3) treten kann und die Steuerkurventräger einheit (56) sowie der Sonnenradzustandwandler (47) infolge Relativ verdrehung der Steuerkurve (59, 60) und des Steuerkurven anlageelements (k1, k2, k3) eine Axialverschiebung erfahren.
2. Mehrgangschaltnabe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerkurvenbestückung der Steuerkurventrägereinheit (56)
und die Anlageelementausstattung der Nabenachse (10) für die
Axialverschiebung der Steuerkurventrägereinheit (56) in einer einzigen
Richtung ausgebildet sind und dass eine Rückstellvorrichtung zur
Axialverschiebung der Steuerkurventrägereinheit (56) in der
entgegengesetzten Richtung vorgesehen ist.
3. Mehrgangschaltnabe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerkurvenbestückung der Steuerkurventrägereinheit (56)
und die Anlageelementausstattung der Nabenachse (10) für die
Axialverschiebung der Steuerkurventrägereinheit (56) in entgegen
gesetzten Richtungen ausgebildet sind.
4. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerkurvenbestückung der Steuerkurventrägereinheit (56)
und die Anlageelementausstattung der Nabenachse (10) für die
Einstellung von mindestens zwei Axialpositionen der Steuerkurven
trägereinheit (56) bestimmt und geeignet sind.
5. Mehrgangschaltnabe nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Festlegung der Steuerkurventrägereinheit (56) in einer
bestimmten Axialposition (Fig. 8a) auf der Steuerkurventrägereinheit
(56) zwei axial entgegengesetzt gerichtete Steuerkurven (59, 60)
angeordnet sind und dass jeder dieser axial entgegengesetzt
gerichteten Steuerkurven mindestens ein radial überlappendes
Steuerkurvenanlageelement (k3) in axialer Richtung gegenübersteht.
6. Mehrgangschaltnabe nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die den Steuerkurven (59, 60) zugehörigen, in achsnormaler
Ebene liegenden Hüllkreise (11, 12) einen axialen Abstand von dem der
jeweiligen Position der Steuerkurventrägereinheit (56) in axialer
Richtung entsprechenden Steuerkurvenanlageelement (k3) hat oder
dieses tangiert.
7. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 5 und 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Festlegung der Steuerkurventrägereinheit (56) in einer
bestimmten Axialposition (Fig. 8a) jeweils ein dieser Axialposition
zugeordnetes Steuerkurvenanlageelement (k1, k2, k3) oder eine Gruppe
solcher Elemente in einer Umfangszone (58a) zwischen zwei in axialer
Richtung einander zugekehrten Steuerkurven (59, 60) liegt bzw. liegen
und dabei diese Steuerkurven (59, 60) radial überlappt bzw. überlappen.
8. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 5 und 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Festlegung der Steuerkurventrägereinheit in einer bestimmten
Axialposition zwei von einander abgewandten Steuerkurven jeweils
eines von zwei diese Axialposition bestimmenden Steuerkur
venanlageelementen oder eine von zwei diese Axialposition bestim
menden Gruppen von Steuerkurvenanlageelementen in axialer
Richtung gegenübersteht und dabei die jeweilige Steuerkurve radial
überlappt.
9. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 1-8,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei bestehender Festlegung der Steuerkurventrägereinheit in
einer bestimmten Axialposition zur Einleitung der Veränderung dieser
Axialposition ein Steuerkurvenanlageelement durch die Gangwechsel
signalleitung in Richtung auf überlappende Stellung zu einer zu
gehörigen Steuerkurve beaufschlagbar ist derart, dass es - je nach
momentaner Drehwinkelstellung der Steuerkurventrägereinheit - sofort
oder nach Drehung der Steuerkurventrägereinheit in überlappende
Stellung zu der zugehörigen Steuerkurve gelangt, mit dieser in Eingriff
tritt und die Steuerkurventrägereinheit bei deren weiterer Drehung in
axialer Richtung verschiebt.
10. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 6-8,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei bestehender Festlegung der Steuerkurventrägereinheit (56) in
einer ersten bestimmten Axialposition (Fig. 8a) zur Herbeiführung einer
anderen bestimmten Axialposition (Fig. 8b) mindestens ein weiteres
Steuerkurvenanlageelement (k2) axial hinter einem Hüllkreis (11) durch
die Gangwechselsignalleitung (SL) in Richtung auf radial überlappende
Stellung zu der diesem einen Hüllkreis (I1) zugehörigen einen
Steuerkurve (59) beaufschlagbar ist derart, dass es - je nach
momentaner Drehwinkelstellung der Steuerkurventrägereinheit (56) - sofort
oder nach Drehung der Steuerkurventrägereinheit (56) in einem
gegenüber dem einen Hüllkreis (I1) zurückgesetzten Umfangsbereich
(59n) der dem einen Hüllkreis (I1) zugehörigen Steuerkurve (59) in
radial überlappende Stellung zu dieser einen Steuerkurve (59) gelangt
und sofort oder nach weiterer Drehung der Steuerkurventrägereinheit
(56) mit dieser einen Steuerkurve (59) in Eingriff tritt und nach weiterer
Drehung der Steuerkurventrägereinheit (56) diese in Richtung auf die
andere bestimmte Axialposition (Fig. 8b) axial verschiebt.
11. Mehrgangschaltnabe nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass während oder nach der axialen Verschiebung der Steuerkur
venträgereinheit (56) in Richtung auf die andere bestimmte Axialposi
tion (Fig. 8b) ein an der Festlegung der ersten bestimmten Axialposition
(Fig. 8a) beteiligtes Steuerkurvenanlageelement (k3) durch
Wechselwirkung mit der anderen Steuerkurve (60) oder/und durch die
Gangwechselsignalleitung (SL) in Richtung auf die radial nicht
überlappende Stellung zu der anderen Steuerkurve (60) zurückstellbar
ist.
12. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 5-11,
dadurch gekennzeichnet,
dass der axiale Abstand (a) zwischen zwei Steuerkurven (59, 60) auf
ihrer ganzen Umfangslänge derart bemessen ist, dass sie während der
Drehung der Steuerkurventrägereinheit (56) eine unbeabsichtigte
gleichzeitige radiale Überlappung durch Steuerkurvenanlageelemente,
(k2, k3) unter oszillierender Axialbewegung der Steuerkurventräger
einheit (56) klemmungsfrei zulassen, die für zwei bestimmte axial
benachbarte Axialpositionen (Fig. 8a, Fig. 8b) der
Steuerkurventrägereinheit (56) verantwortlich sind.
13. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 1-12,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Steuerkurvenanlageelement (k1, k2, k3) in einer Radialöffnung
(b1, b2, b3) der Nabenachse (10) radial verstellbar geführt ist.
14. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 1-13,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Steuerkurvenanlageelement (k1, k2, k3) von einer Kugel
(k1, k2, k3) gebildet ist.
15. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 1-14,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Steuerkurve (59, 60) von einer Schulter (59, 60) zwischen
reliefartig in radialer Richtung gegeneinander versetzten Innenumfangs
flächen (56-1,56-2) der Steuerkurventrägereinheit (56) gebildet ist.
16. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 1-15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gangwechselsignalleitung (SL) mit einem Steuerkörper (55)
ausgeführt oder verbunden ist, welcher in einem axialen Hohlraum (54-1)
der Nabenachse (10) axial verschiebbar ist und ein in axialer
Richtung verlaufendes Steuerprofil (61, 64a, 64b) zum Stützen und/oder
Radialverschieben eines Steuerkurvenanlageelements (k1, k2, k3)
aufweist.
17. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 13-16,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Steuerkurvenanlageelement (k1, k2, k3) bei Beaufschlagung
durch eine Steuerkurve (59, 60) gegen eine radial einwärts gerichtete
Bewegung wenigstens zum Teil von einer Umfangswand der Radial
durchbrüche (b1, b2, b3) abgestützt ist.
18. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 1-17,
dadurch gekennzeichnet,
dass der axialbewegliche aber drehfest auf der Nabenachse (10)
angeordnete Sonnenradzustandswandler (47) mit der
Steuerkurventrägereinheit (56) durch ein Kupplungsglied (57) eine
drehbewegliche Verbindung zur gemeinsamen axialen Bewegung von
Sonnenradzustandswandler (47) und Steuerkurventrägereinheit (56)
aufweist und in Abhängigkeit von seiner Axialstellung ein Sonnenrad
(22, 23, 24) im Zustand freier Drehbarkeit oder im Zustand der
Drehblockierung zur Nabenachse (10) hält.
19. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 1-18,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gangwechselsignalleitung (SL) ein elastisches Ausgleichsglied
enthält, welches die Einleitung eines Gangwechselsignals auch dann
erlaubt, wenn eine beabsichtigte radiale Verstellung des
Steuerkurvenanlageelements (k1, k2, k3) durch die Steuerkurven
trägereinheit (56) gehemmt ist.
20. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 1-19,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Steuerkurve (59, 60) wenigstens auf einem
Teil ihres Umfangsverlaufs eine Profilform (59a, 60a) und das
wenigstens eine Steuerkurvenanlageelement (k1, k2, k3) einen Umriss
besitzen derart, dass durch Zusammenwirkung dieser Profilform
(59a, 60a) und dieses Umrisses eine Verlagerung der Steuerkurven
anlageelemente radial einwärts unterstützt wird.
21. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 1-20,
dadurch gekennzeichnet,
dass die rotierende Nabenkomponente (120a) für den Antrieb der
Steuerkurventrägereinheit von dem Antreiber (113) her über das
Planetengetriebesystem (PGS) angetrieben ist, wobei der Drehmo
mentfluss von dem Antreiber (113) zu der rotierenden Nabenkom
ponente (120a) im Verlauf der Umschaltung eines Sonnenrads
(122, 123, 124) zwischen dem Zustand freier Drehbarkeit und dem
Zustand der Drehblockierung unterbrochen wird, und dass eine
Friktionskupplung (129) vorgesehen ist, um im Falle einer etwaigen
Unterbrechung den Antrieb der rotierenden Nabenkomponente (120a)
aufrechtzuerhalten.
22. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 1-21,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Planetengetriebesystem (PGS) ein einziges Planetengetriebe
(19) mit einem mehrstufigen Planetenrad (26, 27, 28) und einer der
Stufenzahl des Planetenrads (26, 27, 28) entsprechenden Anzahl von
Sonnenrädern (22, 23, 24) umfasst, wobei jeweils eines der Sonnenrä
der (22, 23, 24) sich im Zustand der Drehblockierung und die übrigen
Sonnenräder sich im Zustand freier Drehbarkeit befinden.
23. Mehrgangschaltnabe nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Antreiber (13) wahlweise mit dem Planetenradträger (20a-b-c)
und mit dem Hohlrad (21) zur gemeinsamen Drehung kuppelbar ist und
dass die Nabenhülse (16) wahlweise mit dem Hohlrad (21) und dem
Planetenradträger (20a-b-c) in Abtriebsverbindung steht
24. Mehrgangschaltnabe nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerkurventrägereinheit (56) auf der dem Antreiber (13)
nahe gelegenen Seite des Planetenradträgers (20a-b-c) liegt.
25. Mehrgangschaltnabe nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerkurventrägereinheit (56) in Drehmitnahmeverbindung
mit dem Antreiber (13) steht.
26. Mehrgangschaltnabe nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerkurventrägereinheit (156) auf der vom Antreiber (113)
fern gelegenen Seite des Planetenradträgers (120a-b-c) angeordnet ist.
27. Mehrgangschaltnabe nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerkurventrägereinheit (156) in Drehmitnahmeverbindung
mit dem Planetenradträger (120a-b-c) steht.
28. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 1-27,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehmitnahmeverbindung (63 bzw. 163) zwischen der
rotierenden Nabenkomponente (13 bzw. 120a-b-c) und der Steuerkur
venträgereinheit (56 bzw. 156) als eine Friktionsverbindung oder
Überlastkupplung ausgebildet ist.
29. Mehrgangschaltnabe nach Anspruch 23-28,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Antreiber (13) durch eine Hohlradantriebskupplung (44-45) mit
dem Hohlrad (21) und durch eine Planetenträgerantriebskupplung (37-38)
mit dem Planetenradträger (20a-b-c) verbindbar ist, wobei die
Hohlradantriebskupplung (44-45) und die Planetenträgerantriebskupp
lung (37-38) jeweils zur Drehmomentübertragung auf das Hohlrad (21)
bzw. den Planetenradträger (20a-b-c) nur in Vorwärtsdrehrichtung (VD)
ausgebildet sind und wobei die Planetenträgerantriebskupplung (37-38)
ausschaltbar ist.
30. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 23-29,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Nabenhülse (16) vom Hohlrad (21) und vom Planetenradträger
(20a-b-c) her durch eine hohlradseitige Abtriebskupplung (34-35) bzw.
eine planetenträgerseitige Abtriebskupplung (31-32) antreibbar ist,
wobei die hohlradseitige Abtriebskupplung (34-35) und die planeten
trägerseitige Abtriebskupplung (31-32) zur Drehmomentübertragung
von dem Hohlrad (21) und dem Planetenradträger (20a-b-c) auf die
Nabenhülse (16) jeweils nur in Vorwärtsdrehrichtung (VD) ausgebildet
sind und wobei die hohlradseitige Abtriebskupplung (34-35) aus
schaltbar ist.
31. Mehrgangschaltnabe nach einem der Ansprüche 1-30,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie mit einer Rücktrittsbremse (39) ausgerüstet ist.
32. Mehrgangschaltnabe nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rücktrittsbremse (39) durch eine Bremsaktivierungskupplung
(42-38) betätigbar ist, welche von dem Antreiber (13) her ein Brems
aktivierungsmoment nur in Rückwärtsdrehrichtung (RD) auf die
Rücktrittsbremse (39) übertragen kann.
33. Mehrgangschaltnabe nach Anspruch 31,
wobei zur Drehmomentübertragung von dem Antreiber (13) zum
Planetenradträger (20a-b-c) und vom Antreiber (13) zum Hohlrad (21)
sowie zur Drehmomentübertragung von dem Planetenradträger (20a-b-c)
zur Nabenhülse (16) und vom Hohlrad (21) zur Nabenhülse (16) in
Vorwärtsdrehrichtung (VD) wirksame EIN-WEG-Kupplungen (37-38,44-45,
31-32-34-35) vorgesehen sind und wobei zur Übertragung eines
Bremsaktivierungsmoments auf die Bremseinrichtung (39) eine in
Rückwärtsdrehrichtung (RD) wirksame weitere EIN-WEG-Kupplung
(42-38) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine (44-45) der EIN-WEG-Kupplungen durch von
einer Rückdrehungssensorik (MKS) gesteuerte Ausschaltmittel (BS)
ausschaltbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000130941 DE10030941A1 (de) | 2000-06-24 | 2000-06-24 | Mehrgangschaltnabe |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000130941 DE10030941A1 (de) | 2000-06-24 | 2000-06-24 | Mehrgangschaltnabe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE10030941A1 true DE10030941A1 (de) | 2002-01-03 |
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ID=7646750
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---|---|
DE (1) | DE10030941A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL2001561C2 (nl) * | 2007-05-10 | 2010-06-29 | Sram De Gmbh | Naaf met meerdere versnellingen met frictiekoppeling voor begrensbare schakelbelastingen. |
DE102019220043A1 (de) * | 2019-12-18 | 2021-06-24 | Zf Friedrichshafen Ag | Tretlagergetriebe mit einer Anordnung zum Betätigen eines Bremsschaltelements |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3366206A (en) * | 1965-06-15 | 1968-01-30 | Shimano Industrial Co | Bicycle hub having a built-in three-stage speed change mechanism equipped with a coaster brake |
DE2717305C2 (de) * | 1976-04-21 | 1983-01-13 | Shimano Industrial Co., Ltd., Sakai, Osaka | Fahrrad-Schaltnabe |
DE3432124C2 (de) * | 1983-09-01 | 1987-02-19 | Shimano Industrial Co., Ltd., Sakai, Osaka | Mehrgang-Fahrradschaltnabe |
DE3440070C2 (de) * | 1984-11-02 | 1993-12-02 | Fichtel & Sachs Ag | Mehrgangnabe für Fahrräder oder dergleichen |
EP0446966B1 (de) * | 1984-11-02 | 1994-07-27 | Fichtel & Sachs AG | Mehrganggetriebenabe |
DE4426239A1 (de) * | 1994-07-23 | 1996-01-25 | Fichtel & Sachs Ag | Mehrgang-Antriebsnabe mit mehr als 3 Gängen für ein Fahrrad |
DE19518052C1 (de) * | 1995-05-17 | 1996-11-28 | Fichtel & Sachs Ag | Mehrgang-Antriebsnabe für Fahrräder |
DE4142807C2 (de) * | 1990-12-28 | 1997-08-14 | Fuji Electric Co Ltd | MOS-gesteuerter Thyristor |
-
2000
- 2000-06-24 DE DE2000130941 patent/DE10030941A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3366206A (en) * | 1965-06-15 | 1968-01-30 | Shimano Industrial Co | Bicycle hub having a built-in three-stage speed change mechanism equipped with a coaster brake |
DE2717305C2 (de) * | 1976-04-21 | 1983-01-13 | Shimano Industrial Co., Ltd., Sakai, Osaka | Fahrrad-Schaltnabe |
DE3432124C2 (de) * | 1983-09-01 | 1987-02-19 | Shimano Industrial Co., Ltd., Sakai, Osaka | Mehrgang-Fahrradschaltnabe |
DE3440070C2 (de) * | 1984-11-02 | 1993-12-02 | Fichtel & Sachs Ag | Mehrgangnabe für Fahrräder oder dergleichen |
EP0446966B1 (de) * | 1984-11-02 | 1994-07-27 | Fichtel & Sachs AG | Mehrganggetriebenabe |
DE4142807C2 (de) * | 1990-12-28 | 1997-08-14 | Fuji Electric Co Ltd | MOS-gesteuerter Thyristor |
DE4426239A1 (de) * | 1994-07-23 | 1996-01-25 | Fichtel & Sachs Ag | Mehrgang-Antriebsnabe mit mehr als 3 Gängen für ein Fahrrad |
DE19518052C1 (de) * | 1995-05-17 | 1996-11-28 | Fichtel & Sachs Ag | Mehrgang-Antriebsnabe für Fahrräder |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL2001561C2 (nl) * | 2007-05-10 | 2010-06-29 | Sram De Gmbh | Naaf met meerdere versnellingen met frictiekoppeling voor begrensbare schakelbelastingen. |
DE102019220043A1 (de) * | 2019-12-18 | 2021-06-24 | Zf Friedrichshafen Ag | Tretlagergetriebe mit einer Anordnung zum Betätigen eines Bremsschaltelements |
DE102019220043B4 (de) | 2019-12-18 | 2021-08-26 | Zf Friedrichshafen Ag | Tretlagergetriebe mit einer Anordnung zum Betätigen eines Bremsschaltelements |
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