DE10030941A1

DE10030941A1 - Mehrgangschaltnabe

Info

Publication number: DE10030941A1
Application number: DE2000130941
Authority: DE
Inventors: Werner Steuer; Michael Kohaupt; Gunter Pehse; Sam Patterson
Original assignee: SRAM Deutschland GmbH
Current assignee: SRAM Deutschland GmbH
Priority date: 2000-06-24
Filing date: 2000-06-24
Publication date: 2002-01-03

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.

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.

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.

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.

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

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

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.