-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Radnabe, insbesondere für Fahrräder, mit
einer Nabenhülse,
welche über
wenigstens ein Lager auf einer Achse drehbar angeordnet ist.
-
Derartige
Radnaben sind in vielfältiger
Form und Ausführung
auf dem Markt bekannt und gebräuchlich.
Sie dienen insbesondere dazu, ein Rad über diese Radnabe drehbar auf
einer Achse zu lagern.
-
Herkömmliche
Radnaben werden über
einzelne Zahnräder
oder Zahnkränze
angetrieben, wobei diese Freiläufe
aufweisen, die in Antriebsrichtung stufenartige Sperren besitzen,
welche beim Antreiben in entsprechende Rastelemente greifen.
-
Nachteilig
ist, dass diese herkömmlichen Sperren
ein grosses Spiel bis zum Einrasten aufweisen. Beim Antreiben einer
Radnabe kann die Kraft auf die Nabe nicht direkt übertragen
werden, was durch ein ruckartiges Treten bzw. Antreiben zu zusätzlich hohen
Belastungen und damit zu Schäden führt.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die o.g. Nachteile
zu beseitigen und eine Radnabe zu schaffen, welche spielfrei antreibbar, einfach
und kostengünstig
herzustellen ist.
-
Zur
Lösung
dieser Aufgabe führt,
dass der Nabenhülse
ein Klemmrollenfreilauf zugeordnet ist.
-
Der
Klemmrollenfreilauf weist einen Innenstern auf, in welchen aussen
Taschen eingeformt sind. In diesen sind die Klemmrollen gelagert.
Dabei werden Innenstern und die Klemmrollen von einem hülsenförmigen Antriebselement
umgeben, auf welchem ein Zahnkranz befestigt wird. Der Innenstern greift
mit einer Verzahnung in einen Ring der Nabenhülse mit entsprechend ausgebildeter
Verzahnungen und steht mit dieser radial fest in Verbindung.
-
Die
Nabenhülse
selbst ist auf einer Achse in bekannter Weise gelagert, wobei das
Antriebselement einerseits mit der Achse und andererseits über ein
weiteres Lager mit dem Innenstern in Verbindung steht.
-
Durch
Drehen des Antriebselementes in eine Drehrichtung, insbesondere
Antriebsrichtung, werden die Klemmrollen unterstützt durch Federelemente in
Richtung des keilförmigen
Verlaufes der Taschen bewegt und verspannen bzw. klemmen das Antriebselement
mit dem Innenstern, so dass die Bewegung des Antriebselemenes über den
Innenstern auf die Nabenhülse übertragen
werden kann.
-
Wird
das Antriebselement nicht mehr angetrieben bzw. mit Druck beaufschlagt
und bleibt beispielsweise stillstehen, so kann die Nabe in Antriebsrichtung
weiterdrehen, indem die einzelnen Rollen in Richtung der Federelemente
zurückbewegt
werden, wobei eine klemmende Verbindung zwischen Innenstern und
Antriebselement freigegeben wird.
-
Wesentlicher
Vorteil bei der vorliegenden Erfindung ist, dass ein spielfreies,
unmittelbares Festklemmen bei einem Bewegen bzw. Drehen des Antriebselementes
in Antriebsrichtung erfolgt.
-
Ferner
liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass das Antriebselement
innen Taschen mit Klemmrollen aufweisen kann, die in entsprechender
Weise ein Klemmen auf einem sogenannte Innenstern verursachen können. In
diesem Fall wäre der
Innenstern als Hülse
ausgebildet, worauf die Klemmrollen aussen laufen.
-
In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist zusätzlich
zu dem Klemmrollenfreilauf auch eine Rücklaufsperre vorgesehen, für die allerdings
auch selbständig
Schutz begehrt wird. Diese ist sehr ähnlich dem Klemmrollenfreilauf
ausgestaltet und in die Nabenhülse
eingesetzt. Sie sitzt fest in der Nabe und ihre keilförmigen Taschen
verjüngen
sich entgegen der Drehrichtung. Auch die Federelemente wirken gegen
die Klemmrollen entgegen der Drehrichtung bei Vorwärtsfahrt.
-
Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand
der Zeichnung; diese zeigt in
-
1 eine teilweise im Längsschnitt
dargestellte Draufsicht einer erfindungsgemässen Radnabe;
-
2 eine explosionsartige
Draufsicht auf die Radnabe gemäss 1 mit Zahnkranz;
-
3 eine Seitenansicht auf
einen Klemmrollenfreilauf;
-
4 eine Seitenansicht des
Klemmrollenfreilaufes gemäss 3 in einer anderen Gebrauchslage;
-
5 eine teilweise im Längsschnitt
dargestellte Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Radnabe.
-
Gemäss 1 weist eine erfindungsgemässe Radnabe
R eine Nabenhülse 1 auf,
die um eine Achse 2 mittels Lager 3.1 3.2 drehbar
gelagert ist. Die Achse 2 bleibt bevorzugt feststehend.
-
Die
Achse 2 weist an ihren äusseren
Enden Aussengewinde 4.1, 4.2 auf. Auf diese Aussengewinde 4.1, 4.2 greifen
hier angedeutete Achsmuttern 5.1, 5.2, welche
die Lager auf der Achse 2 festlegen. Dabei weist die Achsmutter 5.1, 5.2 einen
Versatz 6.1, 6.2 auf, auf welchem beispielsweise
eine Gabel eines Fahrrades od. dgl. Fahrzeuges aufsitzt. Auf der
Achsmutter 5.1, 5.2 sitzt ein Dichtring 7.1, 7.2,
welcher eine Abdichtung zwischen der Achsmutter 5.1, 5.2 und
der Nabenhülse 1 insbesondere
den Lagern 3.1, 3.3 herstellt.
-
Das
Lager 3.1 wird von aussen her in die Nabenhülse 1 in
einen entsprechenden Lagersitz 8.1 eingepresst. Gegenüberliegend
ist das Lager 3.2 von der anderen Seite in die Nabenhülse 1 in
einen entsprechend ausgebildeten Lagersitz 8.2 eingepresst.
-
Anschliessend
an den Lagersitz 8.2 und insbesondere an das Lager 3.2 ist
in die Nabenhülse 1, in
eine Ausnehmung 10, ein Ring 9 eingesetzt. Der Ring 9 ist
zur Ausnehmung 10 hin formschlüssig mit der Nabenhülse 1 verbunden
und weist nach innen gerichtet eine Verzahnung 11' auf. Der Ring 9 kann gleichfalls über hier
nicht näher
dargestellte Verzahnungen mit der Ausnehmung 10 in Verbindung
stehen und dient zusätzlich
als Sicherung des Lager 3.2 im Lagersitz 8.2.
In den Ring 9 bzw. dessen Verzahnung 11' greift ein
hohl ausgebildeter Innenstern 12 mit einer Verzahnung 11.
-
Auf
eine Lagerfläche 14 des
Innensternes 12 ist ein weiteres Lager 3.4 aufgepresst,
welches mit einem auf der Achse 2 angeordneten Lager 3.3 eine Lagerung
für ein
Antriebselement 15 bildet. Das Antriebselement 15 ist
bevorzugt als Hülse
ausgebildet, wobei es die Lager 3.3, 3.4 übergreift
und um eine Drehchse 16 drehbar gelagert ist. Dabei ist
das Antriebselement zumindest teilweise in eine Öffnung 17 der Nabenhülse 1 eingesetzt.
-
Auf
das Antriebselement 15 kann beispielsweise ein Zahnkranz 21 (2) aufgesetzt werden. Damit
das Antriebselement 15 gegen ein axiales Verschieben gesichert
ist, sind links neben dem Lager 3.3 ein Sicherungsring 18.1 und
rechts neben dem Lager 3.4 ein Sicherungsring 18.2 in
hier nicht näher dargestellte
Nuten im Inneren in das Antriebselement 15 eingesetzt.
-
Aussen
sind, wie in 2 dargestellt,
in das Antriebselement 15 Nuten 24 eingeformt,
welche dazwischen Stege 19 ausbilden, die im Randbereich
ein Gewinde 20 aufweisen. Auf das Antriebselement 15 kann
der Zahnkranz 21 aufgeschoben und dort befestigt werden.
-
Das
Antriebselement 15 mit Zahnkranz 21 wird in die Öffnung 17 der
Nabenhülse 1 eingeführt, wobei
in das Antriebselement 15 der Innenstern 12 eingreift,
mit der Verzahnung 11 in den Ring 9 eingeschoben
wird und so mit der Nabenhülse 1 verbunden
ist. Das Antriebselement 15 mit dem darin angeordneten
Innenstern 12 bilden einen Klemmrollenfreilauf K.
-
Die
Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist die folgende:
Unabhängig von
einer Drehbewegung der Nabenhülse 1,
insbesondere für
Antriebsräder
bei Fahrrädern, wird
die Nabenhülse 1 von
dem Antriebselement 15 angetrieben. Dieses wird, wie in 4 dargestellt, in Pfeilrichtung
D gedreht. Ist die Drehgeschwindigkeit des Antriebselementes 15 zumindest
gleich gross wie die der Nabenhülse 1,
so werden Klemmrollen 13 mittels Federelementen 22,
welche in bevorzugt keilförmig
ausgebildeten Taschen 23 des Innensterns 12 gelagert
sind, in Keilrichtung bewegt und verbinden bzw. verklemmen das Antriebselement 15 mit
dem Innenstern 12. Eine Drehbewegung des Antriebselementes 15 wird
direkt auf die Nabenhülse 1 übertragen.
-
Wird
das Antriebselement 15 nicht bewegt, wie es in 3 dargestellt ist, so können der
Innenstern 12 und die Nabenhülse 1 in dargestellter Drehrichtung
D2, D1 weiterdrehen, wobei die einzelnen in den Taschen 23 liegenden
Klemmrollen 13 in Richtung der Federelemente 22 bewegt
werden, in der sich die Taschen 23 keilförmig erweitern,
so dass die einzelnen Klemmrollen 13 frei von dem Antriebselement 15 sind.
-
Da
die Federelemente 22 bevorzugt als Blattfedern ausgebildet
sind, beaufschlagen diese die Klemmrollen 13 ständig in
Richtung einer keilförmigen
Verjüngung
der Taschen 23 des Innensternes 12. Dabei sind
die Federelemente in Längsrichtung der
Taschen 23 des Innensterns 12 eingesetzt.
-
Wesentlich
bei der vorliegenden Erfindung ist, dass eine Antriebsbewegung mittels
dem Antriebselement 15 ohne Spiel auf den Innenstern 12 und damit
auf die Nabenhülse 1 übertragen
wird und ein Freilauf trotzdem gegeben ist.
-
Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung können jedoch auch andere Ausgestaltungen
und Anordnungen von Federelementen 22 liegen, um die Klemmrollen 13 in
den Taschen 23 in Richtung der keilförmigen Verjüngung mit Druck zu beaufschlagen.
Dabei muss allerdings zum Ausdruck gebracht werden, dass die Federelemente 22 nicht
unbedingt notwendig sind. Sie verbessern jedoch ein spielfreies Verklemmen
von Antriebselement 15 und Innenstern 12.
-
In 5 ist in die Nabenhülse 1 desweiteren eine
Rücklaufsperre
S eingesetzt, die fest auf der Achse 2 sitzt. Sie weist
eine umgekehrte Anordnung der Elemente des Klemmrollenfreilaufes
K auf und verhindert so ein Rückwärtsrollen
des Fahrzeuges z.B. bei Bergfahrten, ohne zu bremsen.