DE1605794C - Hub change gear with back-pedal shift - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Nabenwechselgetriebe mit Rücktrittschaltung, dessen Gangwechsel durch wahlweise Kupplung des Antreibers mit dem Nabengehäuse entweder direkt oder über ein Planetengetriebe erfolgt, wobei in den beiden Kupplungswegen je ein Gesperre wirksam ist und ferner ein auf die Sperrklinken des einen der beiden Gesperre wirkenden Steuerglied vorgesehen ist, das durch Rückwärtsdrehen des Antreibers in verschiedenen Drehstellungen relativ zu dem Gesperre einstellbar ist, in denen es den Eingang des Gesperres entweder verhindert oder ermöglicht.The invention relates to a gear change hub with a back pedal shift, the gear change by Optional coupling of the driver with the hub housing either directly or via a planetary gear takes place, with one locking mechanism being effective in each of the two clutch paths and one on the pawls of one of the two locking mechanisms acting control member is provided, which is rotated backwards of the driver is adjustable in different rotational positions relative to the locking mechanism, in which it either prevents or enables the entrance of the locking mechanism.

Getriebe dieser Art haben den Vorteil, daß sie durch einfaches Rückwärtsdrehen des Antreibers umschaltbar sind und deshalb keine besonderen Schaltmittel benötigen. Die bekannten Getriebe haben jedoch insofern einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau, als sie ein Steuerglied aufweisen, welches ausschließlich zum Zwecke der Umschaltung beim Rückwärtsdrehen des Antreibers dient und an der Antriebsübertragung nicht oder nur in einer der Schaltstellungen beteiligt ist. Man muß deshalb im Getriebe für ein zusätzliches Bauelement Platz schaffen. Häufig ist die Steuerbewegung des Steuergliedes eine Axialverschiebung, wodurch weiterer Platz verlorengeht. Außerdem wird das Steuerglied durch . Friktionskräfte betätigt. Friktionsvorgänge sind aber bekanntlich gegen Verschmutzung, Verschleiß, innere Spannung od. dgl. besonders anfällig.Transmission of this type have the advantage that they can be achieved by simply turning the driver backwards are switchable and therefore do not require any special switching means. The well-known gears however, have a relatively complicated structure in that they have a control member, which is used exclusively for the purpose of switching when the driver is turned backwards and on the drive transmission is not involved or is only involved in one of the switching positions. One must therefore im Gearing to create space for an additional component. Often the control movement of the control member an axial displacement, whereby further space is lost. In addition, the control member is through . Friction forces actuated. Friction processes are known to be against soiling, wear and tear, internal Stress or the like. Particularly susceptible.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Nabenwechselgetriebe der genannten Art zu schaffen, welches unter Beibehaltung der Eigenschaft, nur durch Rückwärtsdrehen des Antreibers umschaltbar zu sein, einfacher, robuster und weniger störanfällig gebaut ist als die bekannten Konstruktionen.The invention is therefore based on the object of providing a change-speed hub transmission of the type mentioned create, which while maintaining the property, can only be switched by turning the driver backwards to be, is built simpler, more robust and less prone to failure than the known constructions.

ίο Erfindungsgemäß ist ein Nabenwechselgetriebe der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied mit dem Antreiber ständig drehfest^: verbunden ist und in beiden Schaltstellungen das Antriebsdrehmoment vom Antreiber auf das jeweils, wirksame Gesperre überträgt.According to the invention, a hub change gear of the type mentioned is characterized in that the control member with the driver is always rotationally fixed ^: and in both switching positions transfers the drive torque from the driver to the respective effective locking mechanism.

Diese Konstruktion hat den Vorteil, daß das Steuerglied ein in beiden Schaltstellungen an der Antriebsübertragung beteiligtes, also ein ohnehin benötigtes Element ist. Hierdurch wird ein als zusätzliches Bauteil einzubauendes Steuerglied eingespart. Außerdem ist das Getriebe funktionssicherer, da das Steuerglied mit dem Antreiber formschlüssig gekoppelt, also nicht durch Friktionskräfte gesteuert ist. Auch treten keine Axialverschiebungen im Getriebe auf, wodurch Platz gespart und das Getriebe einfacher und robuster gebaut werden kann.This construction has the advantage that the control member is one in both switching positions on the drive transmission involved, i.e. an element that is required anyway. This makes an additional Component to be installed control element saved. In addition, the transmission is more reliable because the control element positively coupled with the driver, i.e. not controlled by frictional forces. Also there are no axial shifts in the gearbox, which saves space and simplifies the gearbox and can be built more robustly.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Steuerglied eine mit dem Antreiber formschlüssig gekuppelte, auf der Getriebeachse gelagerte Nockenhülse, die an ihrer Umfangsfläche Nockensitze von unterschiedlicher Tiefe aufweist, in welche rückwärtige Vorsprünge der Sperrklinken des einen Gesperres wahlweise eintreten können und deren Tiefe so bemessen ist, daß die vorderen Teile der Sperrklinken in den zugehörigen Sperrzahnkranz des Nabengehäuses entweder eingreifen oder nicht eingreifen. Die Nockenhülse ist vorzugsweise auf der Achse des Getriebes unverschiebbar festgelegt.In a preferred embodiment, the control member is a form-fitting coupled to the driver, The cam sleeve is mounted on the gear shaft and has cam seats from having different depths, in which rear projections of the pawls of a locking mechanism can optionally enter and the depth is such that the front parts of the pawls either engage or not engage in the associated ratchet ring of the hub shell. The cam sleeve is preferably fixed immovably on the axis of the transmission.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Fig. 1 ist ein Axialschnitt durch ein Nabenwechselgetriebe gemäß der Erfindung;In the following an embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawings. Fig. 1 is an axial section through a hub change gear according to the invention;

F i g. 2, 3 und 4 sind Schnitte längs der Linie H-II, III-III und IV-IV von F i g. 1;F i g. 2, 3 and 4 are sections along the line H-II, III-III and IV-IV of FIG. 1;

F i g. 5 und 6 sind ausschnittsweise Darstellungen einer anderen Ausführungsform in entsprechender Darstellung wie F i g. 1 bzw. 4.F i g. 5 and 6 are partial representations of another embodiment in a corresponding manner Representation as in FIG. 1 or 4.

Wie insbesondere aus F i g. 1 bis 4 ersichtlich, besteht eine Wechselgetriebenabe für ein Fahrrad ausAs in particular from FIG. 1 to 4, there is a change gear hub for a bicycle

einem abgestuft ausgebildeten Nabengehäuse 11, einer in Achsrichtung des Gehäuses angeordneten Getriebeachse 12, einem auf der Achse drehfest angeordneten Sonnenrad 13, einer Anzahl· von Planetenrädern 14, die mit dem Sonnenrad 13 kämmen und jeweils drehbar an einem Planetenradkäfig 15 gelagert sind, einem an der Außenseite der Planetenräder angeordneten und mit diesem kämmenden Zahnkranz 16, einem ersten Gesperre 17 zwischen dem Planetenkäfig 15 und dem Nabengehäuse 11, einem zweiten Gesperre 18 zwischen dem Zahnkranz 16 und dem Nabengehäuse 11, und einer Kupplungsund Schalthülse 19, mit der ein Antriebsglied 20 wahlweise mit dem Nabengehäuse 11 oder dem Zahnkranz 16 kuppelbar ist.a stepped hub housing 11, one arranged in the axial direction of the housing Gear shaft 12, a sun gear 13 arranged non-rotatably on the shaft, a number of planet gears 14, which mesh with the sun gear 13 and are each rotatable on a planet gear cage 15 are stored, one arranged on the outside of the planet gears and meshing with this Ring gear 16, a first locking mechanism 17 between the planetary cage 15 and the hub housing 11, a second locking mechanism 18 between the ring gear 16 and the hub shell 11, and a coupling and Shift sleeve 19, with which a drive member 20 either with the hub housing 11 or the Ring gear 16 can be coupled.

Die Kupplungs- und Schalthülse 19 (vgl. insbesondere F i g. 1 und 4) besteht aus einer zylindrischen Hülse, die auf der Spindel frei drehbar ist und am inneren Ende einen radialen Flansch 19 a aufweist,The clutch and shift sleeve 19 (cf. in particular FIGS. 1 and 4) consists of a cylindrical one Sleeve which is freely rotatable on the spindle and has a radial flange 19 a at the inner end,

während sie am anderen Ende am Außenumfang Rippen 19 b oder ähnliche Mittel aufweist, durch die sie in Antriebsverbindung mit dem Antreiber steht. An dem Antreiber 20 ist in üblicher Weise ein Ritzel 21 befestigt. Am Außenumfang des Flansches 19 a sind zwei Paare von Nockenflächen 22, 23 ausgebildet (F i g. 4), wobei die beiden Flächen jedes Paares einander diametral gegenüberliegen. Die Flügel 18 a' von Sperrklinken 18 α des zweiten Gesperres 18 liegen an den Nockenflächen 22,23 an. Die Nasen 18 α" ίο können mit einem am Nabengehäuse befestigten Sperrzahnkranz 18 b in Eingriff gebracht werden. Wie man aus Fig. 4 leicht erkennt, haben die Nockenflächen der beiden Nockenflächenpaare unterschiedliche radiale Abstände von der Achse der Hülse. Die Nockenflächen 22 haben einen im wesentlichen konstanten Radius und führen zu einem ersten Nockensitz 22 a, während die Nockenflächen 23 in Richtung auf zugehörige Nockensitze 23 α einen zunehmenden Radius aufweisen. Auch ist der radiale Abstand der Nockensitze 23 a größer als der der Nockensitze 22 a. Jede Sperrklinke 18 α ist im Sinne eines Eingriffs mit dem Nabengehäuse 11 federbelastet. while at the other end on the outer circumference it has ribs 19 b or similar means through which it is in drive connection with the driver. A pinion 21 is fastened to the driver 20 in the usual manner. On the outer circumference of the flange 19 a, two pairs of cam surfaces 22, 23 are formed (FIG. 4), the two surfaces of each pair being diametrically opposite one another. The wings 18 a 'of pawls 18 α of the second locking mechanism 18 rest on the cam surfaces 22, 23. The lugs 18 α "ίο can be brought into engagement with a ratchet ring 18 b fastened to the hub housing. As can be easily seen from FIG substantially constant radius and lead to a first cam seat 22 a, while the cam surfaces α in the direction of associated cam seats 23 23 have an increasing radius. also the radial distance of the cam seats 23 a is greater than that of the cam seats 22 a. Each pawl is α 18 spring-loaded in terms of engagement with the hub shell 11.

Eine Hemmfeder 24 ist vorgesehen, die sich um einen Schaft 13 α des Sonnenrades 13 erstreckt und ■einen Fortsatz 24 c aufweist, der in eine Aussparung 16 a im Zahnkranz 16 eingreift.An inhibiting spring 24 is provided which extends around a shaft 13 α of the sun gear 13 and ■ has an extension 24 c which engages in a recess 16 a in the ring gear 16.

Die Wirkungsweise des Getriebes ist die folgende: Bei der in Fig. 4 gezeigten Stellung der Teile ist der höhere Gang (d. h. der Direktantrieb) eingelegt. Die Sperrklinken 18 bewirken eine direkte Antriebsverbindung zwischen der Hülse 19 und dem Nabengehäuse 11, während die Sperrklinken 17 α den zugehörigen Sperrzahnkranz YIb überholen und über ihn hinweggleiten. Eine Rückwärtsbewegung der Hülse, d. h. eine Bewegung der Hülse in Richtung des Pfeiles A von F i g. 4 relativ zum Zahnkranz 16, wie sie durch Rückwärtstreten der Pedale erzeugt werden kann, bewirkt, daß die Klinken 18 a außer Eingriff mit dem Sperrzahnkranz 18 b kommen, wobei die Flügel 18 a' dieser Sperrklinken über die Nockenflächen 23 gleiten, bis sie in den Nockensitz 23 a fallen. Dieser Nockensitz hat einen größeren radialen Abstand als der, in dem sich die Flügel der Sperrklinken bisher befunden haben. Nach dieser soeben beschriebenen Schaltbewegung bewirkt eine weitere Vorwärtsbewegung der Hülse 19 den Antrieb der Nabe über den Zahnkranz 16 und das epizyklische Getriebe, wobei die endgültige Antriebsübertragung auf das Gehäuse 11 über das erste Gesperre 17 geschieht. Die Bewegung der Kupplungshülse 19 wird in diesem niedrigeren Gang oder Untersetzungsgang über die Achszapfen 25 der Sperrklinken 18 a auf den Zahnkranz 16 übertragen.The mode of operation of the transmission is as follows: When the parts are in the position shown in FIG. 4, the higher gear (ie the direct drive) is engaged. The pawls 18 bring about a direct drive connection between the sleeve 19 and the hub housing 11, while the pawls 17 α overtake the associated ratchet ring YIb and slide over it. Backward movement of the sleeve, ie movement of the sleeve in the direction of arrow A of FIG. 4 relative to the ring gear 16, as it can be generated by stepping back on the pedals, causes the pawls 18 a to disengage from the ratchet 18 b , the wings 18 a 'of these pawls slide over the cam surfaces 23 until they are in the Cam seat 23 a fall. This cam seat has a greater radial distance than that in which the wings of the pawls were previously located. After this switching movement just described, a further forward movement of the sleeve 19 causes the hub to be driven via the ring gear 16 and the epicyclic gear, the final drive transmission to the housing 11 taking place via the first locking mechanism 17. The movement of the coupling sleeve 19 is transmitted to the ring gear 16 in this lower gear or reduction gear via the journal 25 of the pawls 18 a.

Falls wieder der Normalgang eingelegt werden soll, wird wiederum eine Rückwärtsbewegung der Hülse relativ zum Zahnkranz ausgeführt, wobei während dieser Bewegung die Sperrklinken 18 a sich längs der Nockenflächen bewegen und in die Nockensitze 22 a fallen, so daß die Federn 26 eine Schwenkbewegung der Sperrklinken 18 α um ihre Lagerzapfen bewirken, wodurch die Sperrklinken wiederum in Eingriff mit dem Sperrzahnkranz 18 b gelangen.If the normal gear is to be engaged again, a backward movement of the sleeve relative to the ring gear is carried out, during this movement the pawls 18 a move along the cam surfaces and fall into the cam seats 22 a, so that the springs 26 a pivoting movement of the pawls 18 α cause their bearing pin, whereby the pawls in turn come into engagement with the ratchet 18 b .

Man erkennt somit, daß es für den Gangwechsel nur nötig ist, der Schalthülse eine Bewegung im rückläufigen Sinne relativ zum Zahnkranz zu erteilen, d. h. die Pedale rückwärts zu treten.It can thus be seen that for the gear change it is only necessary for the shift sleeve to move backwards To give sense relative to the gear rim, d. H. to step back on the pedals.

Bei einer anderen, wahlweise verwendbaren Ausführungsform (vgl. F i g. 5 und 6), in denen gleiche oder entsprechende Teile wie in Fig. 1 bis 4 mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, hat das Nabengehäuse 11 über seine gesamte axiale Ausdehnung einen konstanten Durchmesser. Der Sperrzahnkranz 17 b ist in einer Nut in der Wand des Nabengehäuses angeordnet und mit einem nach innen gerichteten Flansch 17 b' versehen, der eine Schulter bildet, an dem der Planetenradkäfig 15 anliegt und durch den dieser Käfig in Axialrichtung der Nabe festgelegt ist. Die an dem Flansch 19 a vorgesehenen Nockenflächen 22, 23 sind leicht abgeändert, derart, daß nunmehr beide Nockenflächen in Richtung auf die zugehörigen Nockensitze einen zunehmenden radialen Abstand von der Achse der Hülse aufweisen. Infolgedessen und unter der Annahme, daß die Nockensitze selbst in unverändertem Abstand von der Achse der Hülse angeordnet sind, ist die Anlagefläche des Nockensitzes 23 α vergrößert im Vergleich mit der in F i g. 1 bis 4 gezeigten Anordnung.In another, optionally usable embodiment (cf. FIGS. 5 and 6), in which the same or corresponding parts as in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, the hub housing 11 has a constant diameter over its entire axial extent . The ratchet ring 17 b is arranged in a groove in the wall of the hub housing and is provided with an inwardly directed flange 17 b 'which forms a shoulder on which the planetary gear cage 15 rests and through which this cage is fixed in the axial direction of the hub. The cam surfaces 22, 23 provided on the flange 19 a are slightly modified in such a way that both cam surfaces now have an increasing radial distance from the axis of the sleeve in the direction of the associated cam seats. As a result, and assuming that the cam seats themselves are arranged at an unchanged distance from the axis of the sleeve, the contact surface of the cam seat 23 α is increased in comparison with that in FIG. 1 to 4 shown arrangement.

Die Ausbildung des übrigen Teiles des Getriebes und seine Wirkungsweise ist die gleiche wie bei dem in F i g. 1 bis 4 gezeigten Getriebe.The training of the remaining part of the transmission and its operation is the same as with that in Fig. 1 to 4 shown transmission.

Die Erfindung ist nicht auf die genauen Einzelheiten der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. So kann beispielsweise die Form der Nockenflächen und die Anzahl der mit ihnen im Eingriff stehenden Klinken verändert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the precise details of the embodiments described above. For example, the shape of the cam surfaces and the number of pawls engaged with them can be changed without to leave the scope of the invention.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Nabenwechselgetriebe mit Rücktrittschaltung, dessen Gangwechsel durch wahlweise Kupplung des Antreibers mit dem Nabengehäuse entweder direkt oder über ein Planetengetriebe erfolgt, wobei in den beiden Kupplungswegen je ein Gesperre wirksam ist und ferner ein auf die Sperrklinken des einen der beiden Gesperre wirkendes Steuerglied vorgesehen ist, das durch Rückwärtsdrehen des Antreibers in verschiedene Drehstellungen relativ zu dem Gesperre einstellbar ist, in denen es den Eingang des Gesperres entweder verhindert oder ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (19) mit dem Antreiber (20) ständig drehfest verbunden ist und in beiden Schaltstellungen das Antriebsdrehmoment vom Antreiber (20) auf das jeweils wirksame Gesperre (17,18) überträgt.1. Hub change gear with coaster shift, its gear change by optional Coupling of the driver with the hub housing either directly or via a planetary gear takes place, whereby a locking mechanism is effective in each of the two clutch paths and also one on the Pawls of one of the two locking mechanisms acting control member is provided through Reverse rotation of the driver can be set in different rotational positions relative to the locking mechanism is in which it either prevents or enables the entrance of the locking mechanism characterized in that the control member (19) is permanently connected to the driver (20) in a rotationally fixed manner and in both switching positions the drive torque from the driver (20) to the each effective locking mechanism (17,18) transmits. 2. Naben wechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (19) eine mit dem Antreiber (20) formschlüssig gekuppelte, auf der Getriebeachse (12) gelagerte Nockenhülse ist, die an ihrer Umfangsfläche Nockensitze (22 a, 23 a) von unterschiedlicher Tiefe aufweist, in welche rückwärtige Vorsprünge. (18 a') der Sperrklinken (18 d) des einen Gesperres wahlweise eintreten können und deren Tiefe so bemessen ist, daß die vorderen Teile (18 a") der Sperrklinken (18 α) in den zugehörigen Sperrzahnkranz (18 b)" des Nabengehäuses (11) entweder eingreifen oder nicht eingreifen.2. Hub change gear according to claim 1, characterized in that the control member (19) is a with the driver (20) positively coupled, on the transmission axis (12) mounted cam sleeve, which on its circumferential surface cam seats (22 a, 23 a) of having different depths into which rear projections. (18 a ') of the pawls (18 d) of a locking mechanism can optionally enter and the depth of which is so dimensioned that the front parts (18 a ") of the pawls (18 α) in the associated ratchet ring (18 b)" of the hub shell (11) either intervene or not intervene. 3. Nabenwechselgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenhülse auf der Achse (12) des Getriebes unverschiebbar festgelegt ist.3. Change hub transmission according to claim 2, characterized in that the cam sleeve on the axis (12) of the transmission is fixed.