DE1775206B2

DE1775206B2 - Mehrgang-uebersetzungsnabe fuer fahrraeder od. dgl

Info

Publication number: DE1775206B2
Application number: DE19681775206
Authority: DE
Inventors: Joachim 8720 Schweinfurt Schwerdhöfer
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1968-07-16
Filing date: 1968-07-16
Publication date: 1973-03-22
Also published as: DE1775206C3; JPS4820378B1; US3555932A; GB1210906A; DE1775206A1

Description

ihrer Position veränderbaren Schaltmitte! die Klinke außer Eingriff mit der Gesperreverzahnung der Freilaufkupplung ist

Ebenso is? es vorteilhaft, wenn die Schaltmittel aus einem Schaltring bestehen, weicher gegenüber Kipphebel und Klinke auf der Nabenachse axial verschiebbar ist.

Weiterhin sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Schaltmittel zum Verschwenken von Kipphebel und Klinke aus einer Schalthülse bestehen.

Sehr zweckmäßig ist es für die Erfindung, wenn die Schaltmiitel zum Verschwenken von Kipphebel und Klinke von einem Friktionselement mit Steuerkurve gebildet sind.

Dabei kann es besonders günstig sein, daß die Spreizfeder zwischen Klinke und Kipphebel als Druckfeder ausgebildet ist.

Sehi günstig ist auch das Merkmal, daß die den Kipphebel in Anlage an die Schaltmittel haltende Feder als Schenkelfeder ausgebildet ist, welche einenends am Kipphebel und anderenends am Hohlrad des in der Nabenhülse vorgesehenen Planetengetriebes festgelegt ist.

Besonders zweckmäßig kann es dabei sein, daß die Klinke und der Kipphebel auf einem gemeinsamen Zapfen schwenkbar angeordnet sind.

Ein günstiges Betriebsverhalten läßt sich dadurch erzielen, daß der Kipphebel die Klinke winkelförmig umgreift, derart, daß der eine Schenkel zwischen der Klinke und dem Schaltmittel, der andere Schenkel axial seitwärts zur Klinke angeordnet ist.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung sieht vor, daß die Klinke in dem dem Kipphebel zugewandten Bereich eine Aussparung zur Halterung des einen Endes der Spreizfeder aufweist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Mehrgang-Übersetzungsnabe im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der F i g. 1 in vergrößertem Maßstab.

In den F i g. 1 und 2 ist mit 1 die Achse und mit 2 die Hülse der Mehrgang-Überset?ungsnabe bezeichnet. Ein Antreiber 3 trägt einen Zahnkranz 4, wobei der Antreiber ü^er ein Kugellager auf der Achse 1 gelagert und über eine Zahnkupplung 5 mit einem Träger 6 eines in der Nabe vorgesehenen Planetengetriebes verbunden ist. Der Planetenradträger ist seinerseits auf der Nabenachse 1 gelagert. An diesem Planetenradträger 6 sind auf Achsen 7 Planetenräder 8 gelagert, welche einerseits mit einer auf der Nabenachse 1 fest angebrachten Sonnenradverzahnung9 und andererseits mit einem Hohlrad 10 im Eingriff stehen. Der Planetenradträger 6 ist außerdem noch als Abstützung für Klinken 11 ausgebildet, welche mit einer Gesperreverzahnung 12 zusammenarbeiten können. Diese Gesperreverzahnung 12 ist in einer Lagerschale 13 vorgesehen, die mit der Nabcnhülse 2 drehfest verbunden ist und sich über ein Kugellager auf dem Antrieber 3 abstützt.

In dem Hohlrad 10 sind Zapfen 14 angebracht, auf denen Klinken 15 unter Federwirkung ausschwenkbar angeordnet sind, denen eine Gesperreverzahnung 16 in der Nabenhülse 2 gegenüberliegt. Auf dem Zapfen 14 ist weiterhin jeweils noch ein Kipphebel 17 gelagert, welcher etwa die Form eines Winkels hat und mit einem Schenkel sich neben der Klinke 15 befindet, während der andere Schenkel die Klinke umgreift (Fig.2). Der seitlich sich erstrekkende Schenkel des Kipphebels 17 ist dabei in einer axialen Aussparung der Klinke 15 angebracht, so daß die Breite der Klinke durch diese beiden Elemente, nämlich Klinke mit Kipphebel, insgesamt nicht überschritten wird. Der Kipphebel 17 steht, wie insbesondere F i g. 2 zeigt, über eine Druckfeder 18 in kraftschlüssiger Verbindung mit der Klinke 15. ίο Diese als Spreizfeder wirkende Druckfeder 18 ist dabei mit dem einen Ende in einer Aussparung 19 in der Klinke, und zwar in dem dem Kipphebel züge-

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anderen Ende auf den inneren Teil des Kipphebels.

Die Spreizung der beiden Teile, Klinke und Kipphebel gegeneinander unter Wirkung der Druckfeder 18, wird nun dadurch begrenzt, daß an der Klinke 15 nahe dem Drehpunktende eine Fläche 20 vorgesehen ist, welche mit dem umgreifenden Schenkel des Kipphebels 17 zusammenwirken kann. Dabei ist jedoch eine Schwenkung der Klinke 15 auf den Kipphebel 17 hin jederzeit möglich. Die beiden Elemente dieser Freilaufkupplung, nämlich Klinke 15 und Kipphebel 17, stehen darüber hinaus unter Einfluß einer weiteren Feder, welche als Schenkelfeder 21 ausgebildet ist. Diese Schenkelfeder 21 ist in einer Aussparung 22 des Hohlradteils 10 angebracht. Dabei ist der eine Federschenkel an dem Kipphebel 17 und das andere Federende in dem Hohlrad 10 befestigt, derart, daß das Kipphebel-Klinke-Element stets radial nach innen gehalten wird und die Klinke 15 außer Eingriff mit der radial äußeren Gesperreverzahnung 16 der Nabenhülse 2 bleibt.

Der derart unter Spannung der Feder 21 stehende Kipphebel 17 liegt radial innen an einem Schaltmittel an, welches im Ausführungsbeispiel von einer Schalthülse 23 gebildet ist. Diese Schalthülse, die einen kegelförmigen Endteil aufweist, ist in Achsrichtung auf der Nabenachse 1 axial verschiebbar angeordnet und steht dabei unter Einfluß eines Fliehkraftschalters. Dieser weist Fliehgewichte 24 auf, die auf einem gesonderten Gewichtsträger 25 ausschwenkbar angeordnet sind und beim Ausschwenken die Schalthülse 23 mittels eines Gabelhebels 26 gegen eine konzentrisch auf der Achse 1 angebrachte Druckfeder 27 verschieben können. Dadurch werden die Kipphebel 17 aus der Ruhelage radial auswärts bewegt, die jeweils mit dem Kipphebe! verbundenen Klinken 15 kommen dann erst zum Eingriff in die Gesperreverzahnung 16.

Der Piiehgewichtsträger 25 ist im Ausführungsbeispiel etwa scheibenförmig ausgebildet und weist einen Muffenteil auf, welcher auf der Nabenachse 1 gelagert ist und am abgewandten Ende eine Verzah-

nung 28 aufweist, die mit einem Zahnrad 29 in Eingriff steht. Dieses Zahnrad 29 ist auf einem Zapfen 30 in einem feststehenden Stellkonus 31 gelagert und kämmt mit einem Hohlrad 32, das an einer Büchse 33 vui'Btschen ist.

Diese Büchse 33 wiederum ist innerhalb der Nabenhülse 2 angeordnet und mit einem Stützring 34 des Hohlradteiles 10 drehfest gekuppelt. Der Fliehgewichtsträger 25 ist mit der Verzahnung 28 zu einer Baueinheil verbunden.

In F i g. 2 ist ein Schnitt mit der Darstellung einer Klinke 15 und eines Kipphebels 17 gezeigt, wobei zur Vereinfachung der Zeichnung lediglich eine Klinke 15 und ein Kipphebel 17 innerhalb der Na-

benhülse 2 mit der Gesperreverzahnung 16 und der auf die Nabenhülse 2. Der Antrieb erfolgt dabei in

zentral angeordneten Schalthülse 23 dargestellt sind. direktem Gang.

Es bind zwei Klinken mit Kipphebeln bei dem Flieh- Die weiterhin vorhandenen Klinken 15 mit Kipp-

kraftschaker vorgesehen, ebenso ist es auch denkbar, hebeln 17 werden jeweils durch die Schenkelfeder 21

jeweils drei Elemente anzubringen. Die Darstellung s außer Eingriff mit der Gesperreverzahnung 16 in der

in Fig.2 läßt die erfindungsgemäße Ausgestaltung Nabenhülse2 gehalten, die Schalthülse 23 ist unter

der Teile des Fliehkraftschalters, nämlich Klinke 15 Wirkung der Druckfeder 27 in Ruhestellung, weil die

und Kipphebel 17, auf dem Zapfen 14 mitsamt der Fliehgewichte bei der geringen Drehzahl noch nicht

zwischen beiden angebrachten spreizenden Druckfe- ausgeschwenkt sind. Diese Elemente des Fliehkraft-

dern 18 erkennen, die in der Aussparung 19 der io schalters und der Freilaufkupplung, insbesondere die

Klinke 15 gehalten wird, während das andere Ende Klinken 15 und Kipphebel 17, sind gänzlich außer

der Feder auf dem Kipphebel 17 drückt. Dabei ist Eingriff. Dadurch kann kein Geräusch durch an der

auch die Anschlagfläche 20 an der Klinke 15 deut- Gesperreverzahnung der Nabenhiilse vorbeilaufende

lieh, durch die die Spreizung der beiden Teile gegen- Klinken entstehen.

einander begrenzt wird, und die Klinke 15 selbst zu 15 Wenn nun die Fahrgeschwindigkeit durch Erhö-

erkennen. Der Kipphebel 17 seinerseits wird unter hung der Trctkurbcldrehzah! gesteigert wird, so wan-

Einfiuß der Schenkelfeder 21 in Anlage an dem dem die Fliehgewichte unter Einfluß der größer wer-

Schaltmittel gehalten, das im Ausführungsbeispiel als denden Fliehkraft radial nach außen und bewirken

Schalthülse 23 ausgebildet ist. ein Verschieben der Schalthülse 23 gegen die Kraft

Es ist beispielsweise auch möglich, das Schaltmit- ao der Druckfeder 27 in der F i g. 1 nach rechts. Der ketel als Ring auszubilden, der in ähnlicher Weise wie gelförmige Teil der Schalthülse 23, an dem unter die dargestellte Schalthülse axial verschiebbar ist und Federwirkung die Kipphebel 17 anliegen, bewegt die damit auf die Teile der Freilaufkupplung, nämlich Klinken 15 über die Kipphebel 17 gegen die Span-Kipphebel und Klinke, wirken kann. nung der Schenkelfeder 21 dann radial nach außen.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung kann 25 bis die Klinken in die Gesperreverzahnung 16 ein-

auch darin bestehen, daß das Schaltmittel zur Ein- greifen. Wenn dieser Schaltzustand erreicht ist, er-

wirkung auf Kipphebel und Klinke aus einem Frik- folgt die Kraftübertragung vom Zahnkranz 4 über

tionselement besteht, welches durch die ausschwen- den Planetenradträgero und die Planetenräder8 auf

kenden Fliehgewichte mitgenommen und dadurch das Hohlrad 10. Von dem Hohlrad 10 geht der

verdreht wird, so daß eine damit verbundene Steuer- 30 Kraftfluß dann über die Lagerzapfen 14 auf die Klin-

kurve die Kipphebel- und Klinken-Elemente aus der ken 15 auf die Gesperreverzahnung 16 dieser Frei-

Ruhelage zum Eingriff in die Gesperreverzahnung laufkupplung. Dadurch ist der Schnellgang der Nabe

der umgebenden Nabenhülse bringen kann. eingeschaltet.

Die wirkungsweise der Mehrgang-Übersetzungs- Die Klinken 11 des Gesperres 11/12 werden dann nabe in der erfindungsgemäßen Ausführung ist fol- 35 durch die Nabenhülse 2 überholt,
gende: Die in den F i g. 1 und 2 gezeigte Schaltstel- Die zwischen Kipphebel 17 und Klinke 15 vorgeiung entspricht der Ruhelage im Stand und bei gcrir,- sehene Spreizfeder 1« ermöglicht: ein unter Umstänger TretkurbeldTehzahl. In diesem Betriebszustand den nachgiebiges Eingreifen der Klinke in die Geerfolgt die Kraftübertragung vom Zahnkranz 4 über sperreverzahnung und ein Überholen der Klinken, den Antreiber 3 auf den Planetenradträger 6 und von es-, dann, wenn die Nabenhülse noch schneller rotiert, als diesem über die Klinken 11 und die Gesperreverzah- es der Tretkurbeldrehzahl unter Berücksichtigung nung 12 in der fest eingeschraubten Lagerschale 13 des Übersetzungsverhältnisses entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

ι 2 10. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach AnPatentansprüche: sprach 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke (15) in dem dem Kipp-

1. Mehrgang-Übersetzungsnabe für Fahrräder hebel (17) zugewandten Bereich eine Aussparung od. dgl. mit einem Antreiber, mindestens einem 5 (19) zur Halterung des eisen Endes der Spreizfe-Getriebe und mindestens einer ein Klinkenge- der (18) aufweist.

sperre aufweisenden Freilaufkupplung, mit der
Schaltmittel in Wirkverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Freilauf-

kupplung aus zwei gegeneinander verschwenkba- io
ren Teiien, näiniicli eiiici Klmkc und emem Kipphebel besteht, wobei Klinke und Kipphebel durch

eine Spreizfeder verbunden sind, und eine weitere Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrgang-Feder vorhanden ist, die Jen Kipphebel in An- Obersetzungsnabe für Fahrräder od. dgl. mit einem lage an die Schaltmittel hält, und bei Klinke und 15 Antreiber, mindestens einem Getriebe und minde-Kipphebel eine Anlage vorgesehen ist, welche die stens einer ein Klinkengesperre aufweisenden Frei-Spreizung der verschwenkbaren Teile begrenzt. laufkupplung, mit der Schaltmittel in Wirkverbin-

2. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach An- dung stehen.

sprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke Bei einer aus der deutschen Patentschrift

(15) an ihrem Drehpunktende mit einer Fläche 20 1 169 798 bekannten Mehrgang-Übersetzungsnabe

(20) versehen ist, die mit dem Kipphebel (17) zu- für ein Fahrrad od. dgl. wird die Einschaltung des

sammenwirkt, derart, daß das Ausschwenken der höheren Ganges mitteis eines Schaltringes bewirkt,

Klinke gegenüber dem Kipphebel unter Einfluß der die durch axiale Verschiebung vorher gesperrten,

der zwischen beiden Teilen angebrachten Spreiz- unter Federspannung stehenden Klinken nun zum

feder (18) begrenzt ist. so daß in der einen Stel- 25 Eingreifen freigibt. Die Verschiebung des Schaltrin-

lung der relativ in ihrer Position veränderbaren ges wird dabei über ein Schraubelement bewirkt,

Schaltmittel die Klinke außer Eingriff mit der welches unter Einfluß von ausschwenkenden Fliehge-

Gesperreverzahnung (16) der Freilaufkupplung wichten verdreht wird. Die Klinken sind in sich starr

ist. ausgebildet und auf einem Trägerteil ausschwenkbar

3. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach An- 30 angeordnet, die Sperrklinken stehen ständig unter Spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung einer Feder, die im Eingriffssinn wirkt. Schaltmittel aus einem Schaltring bestehen, wel- Diese t-eder ist zwai verhältnismäßig schwach, jecher gegenüber Kipphebel (17) und Klinke (15) doch tritt bei einer Relativbewegung von Klinken auf der Nabenachse (1) axial verschiebbar ist. und Gesperre zueinander entgegen der Eingriffsrich-

4. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach An- 35 tung des Gesperres ein in vielen Fällen unerwünschspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die tes Geräusch der über die Sperrverzahnung laufen-Schaltmittel zum Verschwenken von Kipphebel den Sperrklinken auf.

(17) und Klinke (15) aus einer Schalthülse (23) Aufgabe der Erfindung ist es, eine Freilaufkuppbestehen, lung für eine Mehrgang-Übersetzungsnabe zu schaf-

5. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach An- 40 fen, bei der die Klinken nicht ständig gegen die Gespruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sperrverzahnung gedrückt werden. Diese Aufgabe Schaltmittel zum Verschwenken von Kipphebel wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Frei-(17) und Klinke (15) von einem Friktionselement laufkupplung aus zwei gegeneinander verscbwenkbamit Steuerkurven gebildet sind. ren Teilen, nämlich eine' Klinke und einem Kipphe-

6. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach An- 45 bei, besteht, wobei Klinke und Kipphebel durch eine sprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizfeder verbunden sind und eine weitere Feder Spreizfeder zwischen Klinke (15) und Kipphebel vorhanden ist, die den Kipphebel in Anlage an die (17) als Druckfeder (18) ausgebildet ist. Schaltmittel hält, und bei Klinge und Kipphebel

7. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach An- eine Anlage vorgesehen ist, welche die Spreizung der Spruch 1 oder den folgenden, dadurch gekenn- 50 verschwenkbaren Teile begrenzt.

zeichnet, daß die den Kipphebel (17) in Anlage Damit wird im Gegensatz zu der bekannten Ausan die Schaltmittel (23) haltende Feder als bildung eines Klinkengesperres zu einer Freilauf-Schenkelfeder (21) ausgebildet ist, welche einen- kupplung der Vorteil erzielt, daß die Sperrklinken ends am Kipphebel und anderenends am Hohl- nur dann mit der entsprechenden Gesperreverzahrad (10) des in der Nabenhülse vorgesehenen 55 nung in Eingriff gebracht werden, wenn dies durch Planetengetriebes (6,7, 8, 9,10) festgelegt ist. ein gesondertes Steuerelement formschlüssig und da-

8. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach An- mit sehr zuverlässig bewirkt wird, während bei den spruch 1 oder den folgenden, dadurch gekenn- übrigen Betriebszuständen keinerlei Formschluß bezeichnet, daß die Klinke (15) und der Kipphebel steht. Dabei kann dann auch kein Geräusch von über (17) auf einem gemeinsamen Zapfen (14) 60 die Gesperreverzahnung laufenden Klinken auftreschwenkbar angeordnet sind. ten.

9. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach An- Ein weiteres günstiges Merkmal der Erfindung besprach 1 oder den folgenden, dadurch gekenn- steht darin, daß die Klinke an ihrem Drehpunktende zeichnet, daß der Kipphebel (17) die Klinke (15) mit einer Fläche versehen ist, die mit dem Kipphebel winkelförmig umgreift, derart, daß der eine 65 zusammenwirkt, derart, daß das Ausschwenken der Schenkel zwischen der Klinke und dem Schalt- Klinke gegenüber dem Kipphebel unter Einfluß der mittel (23), der andere Schenkel axial seitwärts zwischen beiden Teilen angebrachten Spreizfeder bezur Klinke angeordnet ist. grenzt ist, so daß in der einen Stellung der relativ zu