DE1780098C2

DE1780098C2 - Fahrradnabe mit eingebautem Dreigangschaltgetriebe

Info

Publication number: DE1780098C2
Application number: DE1780098A
Authority: DE
Inventors: Takashi Sakai Osaka Segawa; Keizo Shimano
Original assignee: Shimano Industrial Co Ltd
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1967-08-04
Filing date: 1968-08-01
Publication date: 1981-10-15
Also published as: US3492892A; DE1780098A1; GB1219025A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrradnabe mit eingebautem Dreigangschaltgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Fahrradnaben der vorausgesetzten Art, bei denen die Klinkenfreilaufkupplungen entsprechend dem gewünschten Geschwindigkeitsgang von Hand ein- oder ausgerückt werden können, sind beispielsweise aus den US-PSen 31 22 226 und 30 21 728 bekannt. Der Gangwechsel liegt bei derartigen Fahrradnaben mit von

■»ο Hand geschaltetem Getriebe allein im Belieben des Fahrers. Damit ist jedoch der Nachteil verbunden, daß sie für den Schaltvorgang die Aufmerksamkeit des Fahrers erfordern, wodurch dieser vom eigentlichen Verkehrsgeschehen kurzzeitig abgelenkt wird. In vielen

•»5 Fällen ist es für die Betätigung des Schalthebels sogar notwendig, kurzzeitig eine Hand vom Lenker wegzunehmen, was ein zusätzliches Gefahrenmoment bedeutet.
Um die Nachteile der Handscnaltung zu vermeiden, hat man Schaltgetriebe entwickelt, die über Fliehgewichte in Abhängigkeit der Drehzahl eines bestimmten Getriebeteiles — also automatisch — geschaltet werden. Bei derartigen Schaltgetrieben erfolgt der Gangwechsel in Abhängigkeit der Drehzahl bestimmter Getriebeelemente zwangsläufig, wodurch der Fahrer weder vom Verkehrsgeschehen abgelenkt noch zur Durchführung des Schaltvorgangs eine Hand vom Lenker nehmen muß. Sie haben allerdings den Nachteil, daß der Fahrer den zur Meisterung einer bestimmten Verkehrs- oder Fahrsituation notwendigen Gang nicht frei wählen kann. Dies führt dazu, daß der Fahrer beispielsweise zur Durchführung eines Überholvorgangs, aufgrund des automatisch vorgegebenen Ganges nicht in der Lage ist, das Übersetzungsverhältnis des Antriebs seines Fahrrads kurzzeitig zu ändern, um beispielsweise kurzzeitig rascher beschleunigen zu können.
Ferner ist eine Fahrradnabe mit einem eingebauten,

von Hand schaltbaren Dreigangschaltgetriebe bekannt (US-PS 26 90 083), bei welcher auf den Nabenmantel ein zusätzliches Kettenrad eines weiteren Kettentriebs aufgesetzt ist, der gegenüber dem Langsamgang des Dreigangschaltgetriebes niedriger überseht ist und damit einen »Super«-Langsamgang bildet Mittels einer Fliehkraftschalteinrichtung, deren Fli^hkraftgewicht außerhalb des Nabenmantels an einer Speiche angeordnet ist, kann eine zwischen dem Kettenrad des Dreigangschaltgetriebes und der Kupplungshülse desselben oder zwischen dem zusätzlichen Kettenrad und dem Nabenmantel angeordnete Klinkenfreilaufkupplung derart gesteuert werden, daß bei Oberschreiten eines bestimmten Geschwindigkeitswerts des Nabenmantels von dem zusätzlichen Kettenrad auf das Kettenrad des Dreigangschaltgetriebes umgeschaltet wird, und zwar auf den im Dreigangschaltgetriebe von Hand vorgewählten Gang. Der zusätzliche Kettentrieb bildet danach ein Vorgelege für das Dreigangschaltgetriebe. Diese Anordnung weist den Nachteil auf, daß insbesondere in dem Fall, in dem im Dreigangschaltgetriebe der Schnellgang oder der Normalgang (mittlerer Gang) eingeschaltet ist, eine abrupte Umschaltung vom Super-Langsamgang auf den im Dreigangschaltgetriebe eingestellten, wesentlich höher übersetzten Gang erfolgt Diese abrupte Änderung der Pedaldrehzahl wirkt sich äußerst unangenehm auf das Fahrverhalten aus und kann im ungünstigsten Fall zum Sturz führen. Ferner weist die bekannte Fahrradnabe in nachteiliger Weise zwei Kettentriebe auf. Sie hat zudem den Nachteil, daß der Großteil der Bauteile der Fliehkraftschalteinrichtung ungeschützt angeordnet ist und damit einem frühzeitigen Verschleiß unterliegt.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Fahrradnabe mit eingebautem, manuell schaltbarem Dreigangschaltgetriebe der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß unter Beibehaltung der Vorteil eines manuellen Gangwechsels zusätzlich eine automatische Umschaltung möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Fahrradnabe gibt dem Fahrer die Möglichkeit, den für die Meisterung der jeweiligen Verkehrs- bzw. Fahrsituation notwendigen Gang selbst von Hand frei zu wählen. Entsprechend der Umdrehungsgeschwindigkeit des Randantriebs oder des Nabenmantels erfolgt darüberhinaus auch automatisch ein Schalten in den Eil- bzw. Langsamgang. Bei einem mit der erfindungsgemäßen Fahrradnabe auegestatteten Fahrrad erfolgt somit der Gangwechsel grundsätzlieh mechanisch, wobei jedoch entsprechend der Fahrgeschwindigkeit zusätzlich ein automatisches Hinauf- oder Herunterschalten stattfindet, wodurch der manuelle Bedienungsaufwand verringert ist. Weitere Vorteile bestehen darin, daß die Konstruktion relativ einfach ist und die gesamte Schalteinrichtung geschützt innerhalb des Nabenmantels liegt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich an Hand der Unteransprüche 2 bis 6.

Im folgenden werden zur weiteren Erläuterung der Erfindung zwei Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrradnabe,

Fig.2 —5 Schnittansichten entlang der Linien H-Il, [H-III, IV-IV und V-V von F i g. 1,

Fig.5 eine Schnittansicht ähnlich Fig.3 bei ausgeschwenkten Fliehkraftschaltgewichten,

F i g. 7 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrradnabe, und

Fig.8--11 Schnittansichten entlang der Linien VIII-VIII, IX-IX, X-X und XI-XI von F i g. 7.

Die F i g. 1 bis 6 zeigen eine hintere feststehende Achse 1 eines Fahrrades und einen mittels einer Nabenhalterung 3 gelagerten Nabenmaiitel 2, der ein aus einem inneren Laufkranz 4 und Kugeln 5 bestehendes Kugellager abgestützt ist. Ferner ist eine mit einem Kettenrad 11 versehene Antriebstrommel 8 vorgesehen, weiche mittels eines aus Kugeln 7 und einem Innenlaufkranz 6 bestehenden Kugellager auf der Achse 1 gelagert ist Das Rechte Ende des Nabenmantels 2 ist mit einer Nabenhalterungstrommel 9 versehen, welche auf einem Kugellager gelagert ist, das aus Kugeln 10 und einem auf der Antriebstrommel 8 ausgebildeten Innenlaufkranz besteht

Innerhalb des Nabenmantels 2 ist ein Ringelement 15 vorgesehen, welches im Bereich seiner Mitte einem Innenzahnkranz 12 trägt und im Bereich seiner Enden mit einem Innenschaltrad 13 und einem Innenschaltrad 14 versehen ist Zwischen einem mit der Achse 1 fest verbundenen Sonnenrad 16 und dem Innenzahnkranz 12 sind mehrere Planetenräder 17 vorgesehen, von denen jedes um eine Achse 21 drehbar ist Diese Achsen 21 sind an einem Planetenradträger 20 befestigt der mit einem rechten Innenschaltrad 18 und einem linken Innenschaltrad 19 versehen ist.

Die Antriebstrommel 8 ist mit mehreren auf Zapfen 23a und 23£> gelagerten Klinken 22 versehen, wobei zusätzlich Federn 24 vorgesehen sind, die gemäß F i g. 2 die Klinken 22 in Eingriff mit dem Innenschaltrad 13 drücken. Am inneren Endteil des Zapfens 23a ist eine Klinke 25 gelagert, wobei durch Federn 26 die Klinke 25 in Eingriff mit dem Innenschaltrad 18 bringbar ist, welches von dem Planetenradträger 20 getragen ist. Fig. 1 zeigt ferner ein von der inneren Seile der Nabenhalterung 3 sich erstreckendes Element 27, welches auf Zapfen 29 mehrere Klinken 28 trägt, die durch Federn 30 in Eingriff mit dem Innenschaltrad 14 des Ringelements 15 gedrückt werden (Fig. 5). In der Nähe des Innenschaltrades 19 sind auf dem Planetenradträger 20 mittels Zapfen 29 mehrere Klinken 31 verschwenkbar gelagert, die durch Federn 32 in Eingriff mit dem Innenschaltrad 19 gedrückt werden (F i g. 4).

An der Antriebstrommel 8 sind gemäß F i g. 1 und 3 mittels Zapfen 36 ein Hauptfliehkraftschaltgewicht 33a und ein Hilfsfliehkraftschaltgewicht 33b gelagert, wobei die gewölbte Fläche 34 des Hauptfliehkraftschaltgewichtes 33a an dem hinteren Ende 35 der Klinke 25 anliegt. Das andere Ende 37 des Hauptfliehkraftschaltgewichtes 33a ist über Zapfen 39, 40 und ein Verbindungsglied 38 mit dem Hilfsfliehkraftschaltgewicht 336 verbunden. Die Fliehkraftschaltgewichte 33a, 336 können nach innen und außen um die Achse der Nabe 1 synchron schwingen. Das Hauptfliehkraftschaltgewicht 33a hat einen Haken 41, der mit einem Haken 42 verbunden ist, welcher mittels einer Feder 43 an der Antriebsstrommel 8 befestigt ist. Durch diese Feder 43 werden die freien Enden der Fliehkraftschaltgewichte 33a und 336 nach innen gedrückt, wodurch bei niedrigen Drehzahlen der Antriebstrommel 8 verhindert ist, daß die Klinke 25 in Eingriff mit dem Innenschaltrad 18 kommt. Bei höheren Drehzahlen der Antriebstrommel 8 werden hingegen die Fliehkraftschaltgewichte 33a, 336 nach außen gegen die Wirkung der Feder 43

verschwenkt, so daß die Klinke 25 in Eingriff mit dem Innenschaltrad 18 gelangt.

Die Achse 1 hat über ihre gesamte Länge eine Axialbohrung 44 sowie Führungsschlitze 45 und 46. In der Nachbarschaft der Führungsschlitze 45 ist die Achse 1 durch eine Steuerbuchse 47 mit abgeschrägten Kanten umgeben. Ein Steuerstift 48 ist diametral durch die Führungsschlitze 45 und die Steuerbuchse 47 geführt. In ähnlicher Weise ist in der Nähe der Führungsschlitze 46 im linken Teil der Achse 1 eine Steuerbuchse 49 mit abgeschrägten Führungskanten vorgesehen, während ein Steuerstift 50 diametral durch die Führungsschlitze 46 und die Steuerbuchse 49 geführt ist. Im linken Teil der Axialbohrung 44 ist eine Feder 51 vorgesehen, während das Bohrungsende durch einen Stopfen 52 verschlossen ist. Die Feder 51 drückt die Steuerstifte 48, 50 nach rechts. Zwischen den Steuerstiften 50 und 48 ist ferner ein Zwischenstab 53 vorgesehen, während in die Axialbohrung 44 am rechten Ende eine Stange 54 eingeführt ist. Durch die Betätigung dieser Stange 54 mittels einer Schalteinrichtung können die Steuerbuchsen 47 und 49 axial nach links gegen die Wirkung der Feder 51 oder nach rechts durch die Wirkung der Feder 51 bewegt werden. In der inneren Verlängerung der Antriebstrommel 8 ist eine dem Fußteil der Klinke 25 gegenüberliegende Radialbohrung 55 vorgesehen, in welcher eine Kugel 56 geführt ist. Wird die Steuerbuchse 47 nach links um ihren vollen Hub bewegt, so wird diese Kugel 56 radial nach außen gedrückt, wodurch das Ende 35 der Klinke 25 angehoben wird, so daß die Klinke 25 außer Eingriff mit dem Innenschaltrad 18 kommt. Bezüglich jeder der Klinken 28 auf dem angetriebenen Element 27 (F i g. 1 und 5) ist ein Ansatz 57 vorgesehen, welcher durch die Steuerbuchse 49 betätigt wird, wenn letztere um ihren vollen Hub nach links bewegt wird, wodurch die Klinken 28 außer Eingriff mit dem Innenschaltrad 14 gelangen.

In der Schaltstellung »Schnellgang«, in welcher die Stange 54 nicht eingeschoben ist, werden die Steuerbuchsen 47 und 49 mittels der Feder 51 nach rechts gedruckt, wodurch die Klinken 25 unter dem Einfluß der Fliehkraftschaltgewichte 33a und 33Zj nicht in Eingriff mit dem Innenschaltrad 18 stehen. Wenn die Drehzahl des Kettenrades 11 niedrig ist, wird das Drehmoment über die Antriebstrommel 8, die Klinken 22, das Innenschaltrad 13, das Ringelement 15, das Innenschaltrad 14 und die Klinken 28, das Antriebselement 27 und die Nabenhalterung 3 übertragen, wodurch der Nabenmantel 2 mit einem Übersetzungsverhältnis angetrieben wird, das dem Normalgang (mittlerem Gang) entspricht Wird die Drehzahl des Kettenrades 11 erhöht, werden die Fiiehkraftschakgewichte 33a und 33b nach außen geschwenkt, wodurch die Klinken 25 in Wirkeingriff mit dem Innenschaltrad 18 gelangen. Das Drehmoment des Kettenrades 11 wird dann über die Antriebstrommel 8, die Klinken 25, das Innenschaltrad 18, den Planetenradträger 20, die Planetenräder 17, den Innenzahnkranz 12, das Ringelement 15, das Innenschaltrad 14, die Klinken 28, das Antriebselement 27 und die Nabenhalterung 3 auf den Nabenmantel 2 übertragen, wodurch der Nabenmantel 3 mit größerem, dem Schnellgang entsprechenden Übersetzungsverhältnis angetrieben wird- In der beschriebenen Schaltstellung befinden sich die Klinken 31 in Eingriff mit dem Innenschaltrad 19, wobei jedoch das Innenschaltrad 19 nicht wirksam ist, da es sich mit einer Drehzahl dreht, die niedriger ist als die des Innenschaltrads 14. Die Klinken 22 bleiben in Eingriff mit dem Innenschaltrad

13. Während des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit dreht sich das Innenschaltrad 13 immer mit höherer Drehzahl als das Innenschaltrad 18, so daß das Schaltrad 13 nicht wirksam ist.

Wird die Stange 54 um ein vorbestimmtes Stück eingeschoben und wird die Steuerbuchse 47 nach links in eine Stellung verschoben, die außer Kontakt mit der Kugel 56 bleibt, so werden die Klinken 28 auf dem angetriebenen Element 27 vom Innenschaltrad 14 gelöst, wobei deren Ansatz 57 durch die Steuerbuchse 49 betätigt wird, wodurch man die Schaltstellung »Normalgang« erhält. Wird in dieser Schaltstellung das Kettenrad 11 mit niedriger Drehzahl angetrieben, so wird das Drehmoment über die Antriebstrommel 8, die Klinken 22, das Innenschaltrad 13, das Ringelement 15, den Innenzahnkranz 12, die Planetenräder 17, den Planetenradträger 20, das Innenschaltrad 19, die Klinken 31, das angetriebene Element 27 und die Nabenhalterung 3 auf den Nabenmantel 2 übertragen, wodurch der Nabenmantel 2 mit einem dem Langsamgang entsprechenden Unterselzungsverhältnis angetrieben wird. Wird dagegen das Kettenrad 11 mit hoher Drehzahl angetrieben, wird aufgrund der Betätigung der Fliehkraftschaltgewichte 33a und 33b die Klinke 25 in Eingriff mit dem Innenschaltrad 18 gebracht Das Drehmoment des Kettenrades 11 wird dann über die Antriebstrommel 8, die Klinke 25, das Innenschaltrad 18. den Planetenradträger 20, das Innenschaltrad 19, die Klinken 31, das angetriebene Element 27 und die Nabenhalterung 3 auf den Nabenmantel 2 übertragen, wodurch der Nabenmantel 2 mit dem dem Normalgang entsprechenden Übersetzungsverhältnis angetrieben wird. Während die Klinken 22 in Eingriff mit dem Innenschaltrad 13 stehen, kommt letzteres nicht zur Wirkung, weil das Innenschaltrad 13 sich mit höherer Drehzahl als das Innenschaltrad 18 dreht

Wird die Stange 54 voll eingeschoben und die Kugel 56 nach außen verschoben, so wird die Klinke 25 vom Innenschaltrad 18 unabhängig von der Stellung der Fliehkraftschaltgewichte 33a und 33£> gelöst Andererseits werden die Klinken 28 auf dem angetriebenen Element 27 ebenfalls vom Innenschaltrad 14 durch die Wirkung der Steuerbuchse 49 gelöst In dieser Schaltstellung »Langsamgang« wird die Kraftübertragung von dem Kettenrad 11 auf den Nabenmantel 2 entsprechend dem oben geschilderten Weg vorgenommen und zwar unabhängig von der Stellung der Fiiehkraftschakgewichte 33a und 33b.

In der Schaltstellung »Schnellgang« erfolgt also bei niedrigen Geschwindigkeiten des Kettenrads 11 der Antrieb durch eine direkte Verbindung, während bei höheren Geschwindigkeiten ein höheres Übersetzungsverhältnis vorhanden ist In der Schaltstellung »Normalgang« ist bei niedrigem Geschwindigkeitsantrieb eine Drehzahluntersetzung vorhanden, während bei höheren Geschwindigkeiten eine direkte Verbindung vorhanden ist In der Schaltstellung »Langsamgang« Erfolgt dagegen der Antrieb immer mit Untersetzung.

Bei der oben genannten Ausführungsform wird eine Umschaltung des Übersetzungsverhältnisses vorgenommen, wenn die Fiiehkraftschakgewichte 33a und 33f> nach innen schwingen, d. h. wenn das Fahrrad nach Fahren bei niedriger Geschwindigkeit stillgesetzt wird. Die Klinke 25 verbleibt dann in Eingriff mit dem Innenschaltrad 18, so daß beim Rückwärtstreten oder bei einem Stillsetzen der Pedale eine Rückwärtsdrehung der Antriebstrommel 8 relativ zum Innenschaltrad 13 erfolgt wobei das Ende 35 der Klinke 25 zur Anlage an

die Fläche 34 des Hauptfliehkraftschallgewichtes 33a gebracht wird. Würde jedoch die Antriebstrommel 8 in entgegengesetzter Richtung relativ zum Nabenmantel 2 gedreht, so könnte der Fall eintreten, daß ein Trennen der Klinke 25 nicht erfolgt, weil das Innenschaltrad 18, d. h. der Planetenradträger 20 und das Ringelement 15, nicht in der richtigen Zuordnung zum Nabenmantel 2 gehalten werden können. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist auf der linken Seite des Ringelements 15 eine Ringaussparung 58 vorgesehen, in die eine Ringfeder 60 mit einem axialen Vorsprung 59 eingesetzt ist. Dieser Vorsprung 59 greift in eine in der Nabenhalterung 3 vorgesehene Bohrung 61 ein. Das Ringelement 15 und der Planetenradträger 20 sind vorzugsweise unter niedrigem Reibkontakt mit den 'zugeordneten Teilen angeordnet. F i g. 1 zeigt ferner ein ölfreies Lager 62 auf der feststehenden Achse 1 in der Nähe des Sonnenrades 16, welches eine Innenverlängerung der Antriebstrommel 8 trägt.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird der Eingriff der Klinke 25 durch die Wirkung der Fliehkraftschaltgewichte 33a, 33b gesteuert. Diese automatische Gangumschaltung kann bei beliebigem Antriebszustand immer während der Drehung der Antriebstrommel 8 erfolgen und zwar entsprechend einer vorbestimmten Pedaldrehzahl.

Eine weitere Ausführungsform ist in den F i g. 7 bis 10 gezeigt. Zum Unterschied zur in den F i g. 1 bis 6 gezeigten Ausführungsform wird das Schaltrad auf der Seite des angetriebenen Elements durch die Wirkung der mit diesem Element verbundenen Fliehkraftschaltgewichte gesteuert.

Auf der linken Seite der Antriebstrommel 8' befinden sich Klinken 28', die jeweils unter der Vorspannung einer Feder 30' stehen, wodurch sie in Eingriff mit dem Innenschaltrad 18 gebracht werden. Jede Klinke 28' besitzt einen Ansatz 57', der der linken Seite einer Steuerbüchse 47 gegenübersteht, wobei die Teile so angeordnet sind, daß die Klinken 28' vom Innenschaltrad 18 gelöst werden, wenn die Steuerbüchse 47 nach innen, d. h. in der Zeichnung nach links, um ein bestimmtes Stück verschoben wird. Auf dem angetriebenen Element 27' sind auf Zapfen 29a und 296 Klinken 31 schwenkbar gelagert. Auf dem Zapfen 29a ist ferner eine Klinke 25' gelagert, welche durch eine Feder 26' vorgespannt ist und in Eingriff mit dem Innenschaltrad 14 gebracht werden kann. Die Haupt- und Hilfsfliehkraftschaltgewichte 33a'und 336'sind schwenkbar auf Zapfen 36' gelagert, wobei die gewölbte Endfläche 34' des Hauptfliehkraftgewichts 33a' dem Ende 35' der Klinke 25' gegenübersteht. Das andere Ende 37' des Hauptfliehkraftschaltgewichts 33a'ist über ein Verbindungsglied 38' und einen Stift 40' mit dem Hilfsfliehkraftschaltgewicht 336' verbunden. Das Hauptfliehkraftschaltgewicht 33a' ist mit einem Haken 4Γ versehen, der über eine Spannfeder 43' mit einem Haken 42' verbunden ist, der auf dem angetriebenen Element 27' sitzt, wodurch die beiden Fliehkraftschallgewichte 33a' und 33£>' normalerweise in nach innen geschwenkter Stellung gehallen werden.

Erreicht die Drehzahl des angetriebenen Elements 27' einen Wert, der höher als eine vorbestimmle Drehzahl ist, werden beide Fliehkraftschaltgewichte 33a' und 336' gegen die Wirkung der Feder 43' nach nußen verschwenkt, wodurch die Klinke 25' in Eingriff mit dem Innenschaltrad 14 gebracht wird.

In der Schaltstellung »Schnellgang« wird bei niedriger Drehzahl des Nabenmantels 2 die Drehbewegung der Antriebstrommel 8' über die Klinken 28', das Innenschaltrad 18, den Planetenradträger 20. das Innenschaltrad 19, die Klinken 31, das angetriebene Element 27' und die Nabenhalterung 3 auf den Nabenmantel 2 übertragen, wodurch letzterer mit dem dem Normalgang entsprechenden Übersetzungsverhältnis angetrieben wird. 1st dagegen die Drehzahl des Nabenmantels 2 groß, kommt die Klinke 25' in Eingriff mit dem Innenschaltrad 14. Die Drehung der Antriebstrommel 8' wird dann über die Klinken 28', das Innenschaltrad 18, dem Planetenradträger 20, die Planetenräder 17, den Innenzahnkranz 12, das Ringelement 15, das Innenschaltrad 14, die Klinke 25', das angetriebene Element 27' und die Nabenhalterung 3 auf den Nabenmantel 2 übertragen, wodurch letzterer mit dem dem Schnellgang entsprechenden Übersetzungsverhältnis angetrieben wird. In der Schaltstellung »Normalgang« erfolgt die Drehmomentübertragung wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform, wobei bei niedrigen Drehzahlen ein dem Langsamgang entsprechendes Untersetzungsverhältnis gegeben ist, während bei hohen Fahrgeschwindigkeiten eine direkte Drehmomentübertragung gegeben ist. Wird die Stange 54 um den vollen Hub eingeschoben, so werden die Klinken 28' und 25' durch die Steuerbüchsen 47 und 49 außer Eingriff mit den jeweiligen Innenschalträdern gebracht, wodurch die Schaltstellung »Langsamgang« eingestellt ist. In dieser Schaltstellung wird unabhängig von der Drehzahl des Nabenmantels 2 derselbe mit Untersetzung angetrieben.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fahrradnabe mit einem einzigen Kettenrad und einem eingebauten Dreigangschaltgetriebe, bestehend aus einem zwischen dem Kettenrad und dem Nabenmantel angeordneten, ein feststehendes Sonnenrad und umlaufende Planetenräder umfassendes Planetengetriebe, einem mit den Planetenrädern umlaufenden Planetenradträger, einem mit den Planetenrädern in Eingriff stehenden !nnenzahnkranz und von Hand mittels einer Schalteinrichtung betätigbaren Kupplungen, durch die entsprechend der jeweiligen Schaltstellung das Kettenrad mit dem Innenzahnkranz bzw. dem Planetenradträger und der Innenzahnkranz bzw. der Planetenradträger mit dem Nabenmantel verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Nabenmaiitels (2) auf einer entsprechend der Umdrehungsgeschwindigkeit des Kettenrads (11) oder des Nabenmantels (2) umlaufenden Antriebstrommel (8; 8') ein Fliehkraftschaltgewicht (33a, 33b; 33a', 33bj zur geschwindigkeitsabhängigen Betätigung der Kupplungen (Klinken 25; 25') bei Einstellung der beiden oberen Gänge zur Umschaltung vom jeweils niedrigeren Gang in den eingestellten Gang so angeordnet ist, daß bei Einstellung des großen Ganges bei niedriger Drehzahl die Antriebstrommel (8, 8') mittels der Klinke (22; 28'), dem Innenschaltrad (13, 18), dem Ringelement (15) bzw. dem Planetenradträger (20), dem Innenschaltrad (14,19), der Klinke (28,31) mit dem Antriebselement (27; 27') und bei hoher Drehzahl die Antriebstrommel (8; 8 ) mittels der Klinke (25; 28'), dem Innenschaltrad (18), dem Planetenradträger (20), dem Planetenrad (17), dem Innenzahnkranz (12), dem Ringelement (15), dem Innenschaltrad (14) mit dem Antriebselement (27; 27') in Eingriff steht, daß bei Einstellung des mittleren Ganges bei niedrger Drehzahl die Antriebstrommel (8; 8') mittels der Klinke (22), dem Innenschaltrad (13), dem Ringelement (15), dem Innenzahnkranz (12), dem Planetenrad (17), dem Planetenradträger (20), dem Innenschaltrad (19), der Klinke (31) mit dem Antriebselement (27; 27') und bei hoher Drehzahl die Antriebstrommel (8; 8') mittels der Klinke (25, 22), dem Innenschaltrad (18, 13), dem Planetenradträger (20) bzw. dem Ringelement (15), dem Innenschaltrad (19, 14), der Klinke (31; 25') mit dem Antriebselement (27; 27') in Eingriff steht, und daß bei Einstellung des kleinen Gangs bei niedriger und hoher Drehzahl die Antriebstrommel (8; 8') mittels der Klinke (22), dem Innenschaltrad (13), dem Ringelement (15), dem Planetenrad (17), dem Planetenradträger (20), dem Innenschaltring (19), der Klinke (31) mit dem Antriebselement (27; 27') in Eingriff steht.

2. Fahrradnabe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Fliehkraftschaltgewicht (33a, 336) auf einer mit dem Kettenrad (11) fest verbundenen Antriebstrommel (8) angeordnet ist und die Kupplung (Klinke 25) zwischen der Antriebstrommel und dem Planetenradträger (20) angeordnet ist (F i g. 1 bis 6).

3. Fahrradnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fliehkraftschaltgewicht (33a', 336·) auf einem mit dem Nabenmantel (2) fest verbundenen Element (27') angeordnet ist und die Kupplung (Klinke 25') zwischen dem Innenzahn-

kranz (12) und dem Element (27') angeordnet ist (Fig. 7bis 11).

4. Fahrradnabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehkraftschaltgewichte (33a, 33b; 33a', 33b) eine einzige KHnke (25; 25') betätigen, die mit einem Innenschaltrad (18; 14) des Planetenradträgers (20) bzw. des Innenzahnkranzes (12) in Eingriff bringbar ist.

5. Fahrradnabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehkraftschaltgewichte aus einem schwenkbaren Hauptgewicht (33a; 33a'^und einem gegenüber der Achse (1) der Fahrradnabe diametral gegenüberliegenden schwenkbaren Hilfsgewicht (33b; 33b') bestehen, die über ein Verbindungsglied (38; 38') miteinander verbunden sind, und daß das Hauptfliehkraftschaltgewicht an seinem der Verbindungsstelle mit dem Hilfsfliehkraftschaltgewicht gegenüberliegenden Ende mit der Klinke (25; 25') in Eingriff gelangt.

6. Fahrradnabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der niedrigsten Gangstellung die Klinke (25; 25') durch eine Sciialtkugel (56; 56') geschwindigkeitsunabhängig außer Eingriff mit dem Innenschaltrad (18; 14) gehalten ist.