DE1962736A1

DE1962736A1 - Automatically shifting multi-speed transmission hub with one normal gear and two high-speed gears

Info

Publication number: DE1962736A1
Application number: DE19691962736
Authority: DE
Inventors: Joachim Schwerdhoefer
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1969-12-15
Filing date: 1969-12-15
Publication date: 1971-06-16
Also published as: PL81380B1; JPS4934341B1; DE1962736B2; FR2074120A5; GB1286898A; DE1962736C3; NL7017975A

Description

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FICHTEL & SACHS AG - SCHWEINFURT PATENT- UND GEHRAUCHSMÜSTERHILFSANMELDUNGFICHTEL & SACHS AG - SCHWEINFURT PATENT AND GEHRAUCHSMÜSTER AID APPLICATION

Automatisch schaltende Mehrgang-Ubersetzungsnabe mit einem Normalgang und zwei SchnellgängenAutomatically shifting multi-speed transmission hub with one normal gear and two overdrive gears

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrgang-Übersetzungsnabe mit mindestens drei Ubersetzungsstufen und automatisch betätigbarer Gangumschaltung, bestehend aus einer getriebenen Nabenhülse, einem einen Antreiber, mindestens η Kupplungseinrichtungen und mit diesen in Wirkverbindung stehenden η -1 Fliehkraftschalter und η -1 Planetengetriebesätze umfassenden Übersetzungsgetriebe, wobei η die Anzahl der Ubersetzungsstufen bedeutet und die genannten Planetengetriebesätze sich aus Hohlrädern, Planetenrädern, Planetenradträgern und mindestens einem Sonnenrad zusammensetzen.The invention relates to a multi-speed gear ratio hub at least three gear ratios and automatically actuated gear change, consisting of a driven hub shell, one a driver, at least η coupling devices and η -1 centrifugal switch, which are operatively connected to them, and η -1 planetary gear sets comprising transmission gears, where η denotes the number of transmission stages and those mentioned Planetary gear sets consist of ring gears, planetary gears, Put together planetary gear carriers and at least one sun gear.

Aus der französischen Patentschrift 1 j548 324 ist eine automatisch durch Fliehkraft schaltende Dreigang-Übersetzungsnabe der eingangs genannten Art bekannt. Diese bekannte Nabe ist hierbei derart konzipiert, daß sie einen Berggang, einen Normalgang und einen Schnellgang aufweist.From French patent specification 1 j548 324 one is automatic Known by centrifugal shifting three-speed transmission hub of the type mentioned. This well-known hub is designed in such a way that that it has a mountain gear, a normal gear and an overdrive.

Der Erfindung lag demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine automatisch schaltende Dreigang-Nabe mit einem Normalgang und zwei Sehnellg&ngen zu schaffen, ohne den konstruktiven Aufbau der Nabu erhöhen oder fertigungstechnische Schwierigkeiten in Kauf nehmen zu müssen.The invention was based on the task of an automatically Shifting three-speed hub with one normal gear and two string gears without the structural design of the Nabu increase or have to accept manufacturing difficulties.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die η -1 planetexigetriebesätze des Übersetzungsgetriebes auf einem gemeinsamen Planetonradträger angeordnet sind und das Übersetzungsgetriebe η -1 Hohlräder unterschiedlichen Durchmesser« aufweist.According to the invention, this object is achieved in that the η -1 planetexig gear sets of the transmission gear on a common Planetary gear carriers are arranged and the transmission gear η -1 ring gears of different diameters «.

Nach einem Merkmal der Erfindung können dLe η -1 Planetaiißutrleb»ä sätze Planetenräder mit η -1 Zahnkränzen umfassen, wobei einerAccording to a feature of the invention, dLe η -1 plane taißu trleb »ä sets comprise planet gears with η -1 toothed rings, one

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dieser η -1 Zahnkränze der Planetenräder mit einem nur einen Zahnkranz aufweisenden Sonnenrad in Eingriff steht.this η -1 ring gear of the planetary gears with only one ring gear having sun gear is engaged.

Eine andere AusführungsVariante der Erfindung· besteht darin, daß die η -1 Planetengetriebesätze η -1 parallel zueinander angeordnete Planetenräder umfassen, die mit η -1 Zahnkränzen eines Sonnenrades in Kammeingriff stehen.Another variant embodiment of the invention consists in that the η -1 planetary gear sets η -1 comprise planetary gears arranged parallel to one another, with η -1 toothed rings of a sun gear stand in comb engagement.

Gemäß der Erfindung sind η -1 der genannten Kupplungseinrichtungen in an sich bekannter Weise zwischen den Hohlrädern und der Nabenhülse vorgesehen und durch η -1 Fliehkraftschalter betätigbar. Als Kupplungseinrichtungen gelangen Freilaufkupplungen zur Anwendung, die in an sich bekannter Weise als Klinkengesperre ausgebildet sind.According to the invention, η -1 of said coupling devices provided in a manner known per se between the ring gears and the hub sleeve and can be actuated by η -1 centrifugal switch. as Clutch devices are used, which are designed as ratchet locks in a manner known per se are.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß sowohl die Fliehgewichte der Fliehkraftschalter als auch die durch diese betätigbaren Gesperreklinken an den Hohlrädern des Übersetzungsgetriebes schwenkbar angeordnet und die mit diesem in Wirkverbindung tretenden Gesperreverzahnungen an der Nabenhülse vorgesehen sind.According to another feature of the invention, it is proposed that both the flyweights of the centrifugal switch and the through these actuatable ratchet pawls are arranged pivotably on the ring gears of the transmission gear and the with this in Operational connection entering locking gears are provided on the hub shell.

Eine Ausbildungsvariante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sowhl die Fliehgewichte der Fliehkraftschalter als auch die durch diese betätigbaren Gesperreklinken an der Nabenhülse bzw. an mit der Nabenhülse drehfest verbundenen Bauteilen schwenkbar angeordnet und die den Gesperreklinken zugeordneten Gesperreverzahnungen an den Hohlrädern vorgesehen sind.A variant of the invention is characterized in that that both the flyweights of the centrifugal switch and the ratchet pawls on the hub shell or on which can be actuated by them with the hub shell rotatably connected components pivotally arranged and the locking gears assigned to the locking pawls are provided on the ring gears.

Bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel der Erfindung empfiehlt es sich, sowohl aus Montage- als auch aus fertigungstechnischen Gründen, die den Hohlrädern zugeordneten Gesperreverzahnurif;en an in der Nabenhülse gelagerten und mit den Hohlrädern drehfest verbundenen Ringen oder dgl. vorzusehen.In the aforementioned exemplary embodiment of the invention, it is advisable to use both assembly and production engineering Reasons for the locking gears assigned to the ring gears stored in the hub shell and non-rotatably connected to the ring gears Rings or the like. To be provided.

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Gemäß einem Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung ist die drehfeste Verbindung zwischen den Gesperreverzahnungsträgern und den Hohlrädern als Formschlußkupplung ausgebildet. Ein weiteres Teilmerkinal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Gesperreverzahnungen in an sich bekannter Weise als Innenverzahnungen ausgestaltet sind.According to a feature of the invention, the rotationally fixed Connection between the locking gear carriers and the Ring gears designed as a form-fit coupling. Another partial terminal of the invention is to be seen in the fact that the locking gears are designed as internal gears in a manner known per se are.

Bei einer erfindungsgemäßen Mehrgang-Übersetzungsnabe, bei der die Fliehgewichte der Fliehkraftschalter von der Nabenhülse her angetrieben werden, empfiehlt es sich nach einem v/eiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung, daß das als Fliehgewichts- und Gesperreträger dienende Bauteil von einer mit der Nabenhülse über radiale Stege oder über eine Ringscheibe drehfest verbundene Hülse oder dgl. gebildet ist. Diese Hülse kann entweder direkt auf der Nabenachse oder auf einem sie durchsetzenden Hohlrad drehbar gelagert sein.In a multi-speed translation hub according to the invention, in which the If the centrifugal switch flyweights are driven by the hub shell, it is recommended according to a further design feature of the invention that the component serving as a flyweight and ratchet carrier of one with the hub shell over Radial webs or a non-rotatably connected sleeve or the like via an annular disk. Is formed. This sleeve can either be directly on the hub axle or be rotatably mounted on a ring gear passing through it.

Bei einer erfindungsgemäßen Mehrgang-Übersetzungsnabe mit drei Gangstufen ist das eine Hohlrad in der Nabenhülse und das andere Hohlrad auf der Nabenachse drehbar gelagert, wobei das zuletzt genannte Hohlrad über ein topfförmiges, in der Nabenhülse gelagertes Zwischenglied mit dem ihm zugeordneten Gesperreverzahnungsträger oder dem Fliehgewichts- und Gesperreträger drehfest verbunden ist.In a multi-speed gear ratio hub according to the invention with three Gear stages, one ring gear is rotatably mounted in the hub sleeve and the other ring gear on the hub axle, the latter being the last called ring gear via a cup-shaped, mounted in the hub shell Intermediate member rotatably connected to the locking gear carrier assigned to it or the flyweight and locking carrier is.

Ein weiteres Ausgestaltungsmerkmal für eine erfindungsgemäße Dreigang-Nabe besteht darin, daß in dem durch die beiden Hohlräder in radialer Richtung begrenzten Ringraum einer der beiden Fliehkraftschalter und das durch diesen gesperrte Klinkengesperre und die diesem zugeordnete Gesperreverzahnung angeordnet sind.Another design feature for a three-speed hub according to the invention is that in that by the two ring gears in the radial direction limited annulus of one of the two centrifugal switches and the ratchet and ratchet locked by this the locking gears assigned to this are arranged.

in der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele für eine erfindungs gemäße Dreigang-Nabe im halben Längsschnitt dargestellt. Es zeigen:In the drawing are three embodiments for an invention Corresponding three-speed hub shown in half longitudinal section. Show it:

Fi g. 1 ~j> ein erstes Ausführungsbeispiel in sehematischer Darstellung, bei der die Fliehkraftschalter in Abhängigkeit vonFi g. 1 ~ j> a first exemplary embodiment in a schematic representation, in which the centrifugal switch as a function of

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der Tretkurbeldrehzahl geschaltet werden. Die drei Darstellungen entsprechen den drei verschiedenen Schaltstellungen der Nabe.the pedal crank speed. The three representations correspond to the three different switch positions the hub.

Fig. 4 eine zweite Ausführungsvariante, bei der die Fliehkraftschalter in Abhängigkeit von der Nabenhülsendrehzahl geschaltet werden. 4 shows a second embodiment variant in which the centrifugal switches are switched as a function of the hub sleeve speed.

Fig. 5 eine dritte AusfUhrungsvariante, bei der abweichend von den beiden vorgenannten Ausführungsvarianten jeder Planetengetriebesatz mit; eigenen Planetenrädern versehen ist, die mit entsprechenden Zahnkränzen eines Sonrtenrades in gingriff stehen. 5 shows a third embodiment variant in which, in deviation from the two aforementioned embodiment variants, each planetary gear set with; its own planetary gears are provided, which are in mesh with corresponding ring gears of a Sonrtenrades.

Fig. 6 einen halben Längsschnitt durch eine Fig. 4 entsprechende Nabe.Fi g. 6 a half longitudinal section through a hub corresponding to FIG.

Bei der in den Figuren 1-3 schematisch dargestellten Dreigang-Übersetzungsnabe für Fahrräder oder dgl. ist mit 1 die starre Nabenachse bezeichnet, auf der das Sonnenrad 2 des aus dem Planetenradt^äger 6, den Doppelplanetenrädern 3 und den Hohlrädern 8 und 9 bestehenden Planetengetriebes drehfest angeordnet ist. Es handelt sich folglich bei diesem Ausführungsbeispiel um ein PIanetengetriebe mit zwei Planetengetriebesätzen, deren auf einem gemeinsamen Planetenradträger 6 angeordnete Flanetenräder zu Doppelplanetenrädern 3 zusammengefaßt sind. Diese Doppelplanetearader sind mit den Zahnkränzen 4 und 5 versehen. Der Zahnkranz 4 der Doppelplanetenräder 3 steht bei diesem Ausführungsbeispiel sowohl mit den. Hohlrad 8 als auch mit dem Sonnenrad 2 in Eingriff, während der Zahnkranz 5 mit dem Hohlrad 9 kämmt. Eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung würde man erhalten, wenn einstelle des Zahnkranzes 4 der Zahnkranz 5 des Doppelplanetenrades 3 ^auf einem entsprechend größer dimensionierten Sonnenrad 2 abrollen würde. Auf die zeichnerische Darstellung einer solchen Ausbildungsvariante wurde verzichtet.
Der Planetenradträger 6 ist mit dem Antreiber 7 drehfest verbun-In the three-speed transmission hub for bicycles or the like shown schematically in Figures 1-3. 1 denotes the rigid hub axle on which the sun gear 2 of the planetary gear consisting of the planetary gear 6, the double planetary gears 3 and the ring gears 8 and 9 Is rotatably arranged. This embodiment is consequently a planetary gear with two planetary gear sets, whose flange gears, which are arranged on a common planetary gear carrier 6, are combined to form double planetary gears 3. This double planetary gear is provided with the gear rings 4 and 5. The ring gear 4 of the double planetary gears 3 is in this embodiment both with the. Ring gear 8 as well as with the sun gear 2 in mesh, while the ring gear 5 meshes with the ring gear 9. A further embodiment of the invention would be obtained when 5 would of dual planetary gear 3 ^a roll uf a correspondingly larger dimensioned sun gear 2-adjusting of the ring gear 4, the ring gear. The graphic representation of such a training variant was dispensed with.
The planet carrier 6 is rotatably connected to the driver 7

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den. In den schematischen Darstellungen der Zeichnung allerdings sind die Bolzen, auf denen die Planetenräder gelagert sind., bereits als Planetenradträger bezeichnet. Hierdurch soll sum Ausdruck gebracht werden, daß je nach Art der Befestigung dieser Bolzen entweder der Antreiber 7 oder ein anderes mit dem Antreiber 7 drehfest verbundenes Bauteil - vgl. PIg₁ β - den Planetenradträger darstellen kann. Der Antreiber 7 ist über die als Klinkengesperre 10 ausgebildete Freilaufkupplung mit der Nab&nhülse 11 verbunden. Die beiden HohlrMder 8 und 9 stehen über duroh Fliehkraftschalter betätigbare Freilaufkupplungen mit der Nabenhülse 11 in Wirkverbindung. Diese selbsttätig in Abhängigkeit von der Tretkurbeldrehzahl schaltbaren Freilaufkupplungen bestehen aus der oder den Sperrklinken 12 bzw. 14 und άΦ? nabenseitigeo*Qssperreverzahnong 13 bsw. 15. Das Fliehgewishfc um auf dl« Sperrklinke 12 einwirkenden Fliehkraftschalter» ist hierbei mit 16 bezeichnet. Sowohl die Sperrklinke 12 als auch das Pli#hg#wiaht 16 des Fliemcraft-■chalters werden vo« Hohlrad 3 getragen. Fli^hgewlehts- und Sperrklinkenträger der zweiten trefckurbeldrehz&hlabhängig geschalteten Freilaufkupplung ist das Hohlrad 9· D&« die Sperrklinke 14 steuernde Fliehgewicht des zweiten Fliehkrmftaohaiters ist hierbei mit bezeichnet. Di· Fllehgewiohte 16 und 17 ragen mittels eines axialen Vorsprunges 18 In den Schwenkbereich der Sperrklinke 12 bzw* 14 und halten diese unterhalb der Anaprech- bsw. Ausrüekdreh^ahl des jeweiligen Pllehkraftsohalfcers gefangen, d* h. außer Eingriff mit der Qesperreverzahnung I3 bzw. 15. Die Ausrüo»drehzahl wird von nicht dargestellten, die Fliehgewiefcte 16 und 17 be-aufsehiagenden Rückholfedern bestimmt.the. In the schematic representations of the drawing, however, the bolts on which the planetary gears are mounted are already referred to as planetary gear carriers. This is intended to express that, depending on the type of fastening of these bolts, either the driver 7 or another component connected non-rotatably to the _{driver 7 - see PIg 1} β - can represent the planetary gear carrier. The driver 7 is connected to the hub sleeve 11 via the overrunning clutch designed as a ratchet lock 10. The two hollow wheels 8 and 9 are in operative connection with the hub sleeve 11 via freewheel clutches which can be operated by centrifugal force switches. These freewheel clutches, which can be switched automatically as a function of the pedal crank speed, consist of the pawl or pawls 12 or 14 and άΦ? hub-side o * Qsperrezahnong 13 bsw. 15. The Fliehgewishfc around on the "pawl 12 acting centrifugal switch" is denoted by 16 here. Both the pawl 12 and the plug 16 of the Fliemcraft switch are carried by the ring gear 3. Fli ^ hgewlehts- and pawl carrier of the second trefckurbeldrehz & hl-dependent freewheel clutch is the ring gear 9 · D & «the pawl 14 controlling flyweight of the second centrifugal force holder is denoted here. Fllehgewiohte 16 and 17 protrude by means of an axial projection 18 into the pivoting area of the pawl 12 or * 14 and hold it below the connection. Trapped equipment rotation of the respective Pllehkraftsohalfcer, d * h. out of engagement with the locking gearing I3 or 15. The Ausrüo »speed is determined by the flywheels 16 and 17, not shown, supervising return springs.

Das AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 4 unterscheidet sich von der Nabe gemäß den Figuren 1-5 dadurch, daö dl« Fliehkräftechalfcer in Abhängigkeit von der Drehzahl der NabenhUlae geschaltet werden. Die dem Hohlrad 8 zugeordnete Kupplungseinrichtung besteht hier folglich aus der am Hohlrad δ vorgesehenen Qeeperreverzahnung 19 und dem mit der MabenhUls· 11 drehfest verbundenen Fliehgewichts- und Sperrklinkenträger 20. Die Sperrklinke dieser Kupplunginrich-The exemplary embodiment according to FIG. 4 differs from the hub according to FIGS. 1-5 in that the centrifugal force switches are switched as a function of the speed of the hub shell. The clutch device assigned to the ring gear 8 consequently consists here of the reverse toothing 19 provided on the ring gear δ and the flyweight and pawl carrier 20 connected to the MabenhUls 11 in a rotationally fixed manner.

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tung ist wie bei dem vorbesahriebenen Ausführungsbeispiel mit und das Fliehgewicht des diese Klinke steuernden Fliehkraftschalters ebenfalls mit 16 bezeichnet. Das Hohlrad 9 trägt nunmehr die Gesperreverzahnung 21, während die weiterhin mit 14 bezeichnete Sperrklinke und das sie steuernde Fliehgewicht 17 in analogerweise an einem mit der Nabenhül§e 11 verbundenen Bauteil angeordnet sind.processing is as in the vorbesahriebenen embodiment with and the flyweight of the centrifugal switch controlling this pawl is also designated by 16. The ring gear 9 now carries the Locking teeth 21, while the pawl, still designated 14, and the flyweight 17 controlling it in an analogous manner are arranged on a component connected to the hub shell 11.

Das AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 5 unterscheidet sich von dem Ausführungsbsispiel nach den Figuren 1-5 lediglich dadurch, daß anateile von Doppelplanetenrädern voneinander getrennte, jedoch auf einera gemeinsamen Planetenradträger nebeneinander liegende Pl&netenr&iex» nnterseteiedllchen Tsilkreisdurchmessers zur Aawendung gelangen, die auf einem zwelkräzizigen Soimenrad abrollen. Das mit dem Hohlrad 8 kämmende Plane tSJirad ist- mit 22 und der entsprechende Zahnkranz des Soimenrades mit 23 bezeichnet. Das mit dem Hohlrad 9 *m Ememimgptff ät-efesnda Planetsnrad trägt die Bezugsilffer- §4 oid um? $&:;&jp?eahend$ Z&hnkrEnz des Sonnenrades die Bezugsziffer 35₃ The exemplary embodiment according to FIG. 5 differs from the exemplary embodiment according to FIGS. 1-5 only in that parts of double planetary gears separate from one another, but lying next to one another on a common planetary gear carrier, have small planetary circle diameters which roll on a double planetary wheel. The tarpaulin tSJirad meshing with the ring gear 8 is denoted by 22 and the corresponding ring gear of the soimen gear is denoted by 23. The one with the ring gear 9 * m Ememimgptff ät-efesnda Planetsnrad carries the reference element- §4 oid to? $ &:;& jp? eahend $ Z & nkrEnz of the sun gear the reference number 35 ₃

Das AusfUnrungebeispiel gemäß Figo 6 entspricht in seinem schematischen Aufbau der Darstellung nach FIg₂ 4. Der auf der Nabenachse 1 drehbar gelagerte, für beide Planetengetriebesätze gemeinsame PlanetenradtrMgar 6 iat über eine Zahnkupplune mit dem Antreiber 7 drehfest verbunden« Die anstelle eines Doppelplanetenrades zur Anwendung gelangenden Planetenräder 26 und 27 sitzen drehfest auf der drehbar im Planetenradträger gelagerten Welle ?.b. Die Planetenradwelle 28 ist durch eine am Hohlrad 9 gleitend anliegende Kuppe 29 in Achsrichtung fixiert, Das Planetenrad 26 rollt auf dem feststehenden Sonnenrad 2 ab und steht in Kammeingriff mit dem Hohlrad 8. Das zweite mit 27 bezeichnete Planetenrad, welches über die Welle 28 drehfest mit dem Planetenrad 26 verbunden ist, befindet sich in Eingriff mit dem Hohlrad 9· Das Hohlrad 8 ist in der Nabenhülse 11 und das Hohlrad 9 auf der Nabenachse 1 drehbar gelagert. Das Hohlrad 9 steht über ein in der NabenhUlse drehbar gelagertes, topfförmig gestaltetes Zwischenteil j>4 mit der ihmThe embodiment according to FIG. 6 corresponds in its schematic structure to the illustration according to FIG. ₂ 4. The planetary gear 6, which is rotatably mounted on the hub axle 1 and which is common to both planetary gear sets, is non-rotatably connected to the driver 7 via a toothed clutch 26 and 27 sit non-rotatably on the shaft, which is rotatably mounted in the planetary gear carrier? .B. The planetary gear shaft 28 is fixed in the axial direction by a dome 29 slidingly adjacent to the ring gear 9 the planetary gear 26 is connected, is in engagement with the ring gear 9. The ring gear 8 is rotatably mounted in the hub sleeve 11 and the ring gear 9 on the hub axle 1. The ring gear 9 stands with it via a cup-shaped intermediate part j> 4 which is rotatably mounted in the hub sleeve

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zugeordneten Gesperreverzahnung 21 In Verbindung. Das Hohlrad 9 ist dabei über eine Klauenkupplung 35 rait diesem Zwischenteil 34 gekuppelt,· das wiederum über eine zweite Klauenkupplung 33 mit einem Ring 32 verbunden ist, der die Gesperreverzahnung 21 tract. Das Hohlrad 8 steht mittels der Klauenkupplung 3I mit dem die Gesperre* Verzahnung ^IJt 9 fragenden" Ring '^O fft 'drehfester Verbindung. Die Gesperreverzahnungen I9 und 21 sind hierbei als Innenver/ahnüngöh Äusg«blidet.'· ■^{Λ :} ■· "'-■'■ ■-·■■''",*:. . -·■■·>.. SdWoHl' Sie^FlSiehgewictfte \6" und ·17' der beiden Fliehkraftschalter *äTsauch die durch ''dl~e*slr tfe^Kfel^frarotl Bes^errefcllnfcen 12 und 14 sind auf bzw. an den Ringkörpern 36 bzw. 38 schwenkbar angeordnet. Der ale Fliehgewicht- und Sperrklinkenträger für das Flieh<sewicht 16 und dl· Sperrklinke 12 dienende und auf dem Hohlrad 9 drehbar gelagerte Ringkörper 36 iet mittels einer Radial-Klauenkupplung 37 mit der alt der Nabenhülee 11 drehfest verbundenen Scheibe 20 gekuppelt und der das Pllehgewloht 17 und die Sperrklinke 14 tragende Ringkörper 38 steht Über eine analoge Klauenkupplung 39 mit einen Flanschten 40 der'Habenhülee in drehfester Verbindung. Die Fliehgewichte 16 und 17 stehen Über axiale VorsprUnge 18 mit den Sperrklinken 12 und 14 in Wirirrerbindung. Sind die beiden genannten Freilaufkupplungen ausgeschaltet, d. h. werden die beiden Sperrklinken 12 und 14 durch die Fliehgewichte 16 und 17 außer Eingriff von den Gesperreverzahnungen 19 bzw. 21 gehalten, so erfolgt der Antrieb der Nabenhülee 11 Über die zwischen dem Planetenradträger 6 und der Nabenhülse 11 vorgesehene, ebenfalls als Klinkengesperre ausgebildete Freilaufkupplung 10.assigned locking gears 21 in connection. The ring gear 9 is coupled via a dog clutch 35 to this intermediate part 34, which in turn is connected via a second dog clutch 33 to a ring 32 which tracts the ratchet teeth 21. The ring gear 8 is connected by means of the dog clutch 3I with the ratchet * toothing ^IJ t 9 questioning "Ring '^ O fft' rotatably connected to the Gesperreverzahnungen I9 and 21 are in this case Blidet as Innenver / ah nüngöh Äusg '' * ^{■ Λ.:.} ■ · "'- ■' ■ ■ - · ■■ ''", *:. - · ■■ ·> .. SdWoHl 'You ^ FlSiehgewictfte \ 6 " and · 17' of the two centrifugal switches * äT also the ones indicated by '' dl ~ e * slr tfe ^ Kfel ^ frarotl Bes ^ erefcllnfcen 12 and 14 are pivotably arranged on or on the ring bodies 36 and 38, respectively. All the flyweight and pawl carrier for the flyweight 16 and the pawl 12 and rotatably mounted on the ring gear 9 ring body 36 is coupled by means of a radial claw coupling 37 to the disc 20, which is rotatably connected to the hub shell 11, and to which the pllehgewloht 17 and the ring body 38 carrying the pawl 14 is in a rotationally fixed connection via an analog claw coupling 39 with a flange 40 of the handle. The flyweights 16 and 17 are via axial projections 18 with the pawls 12 and 14 in tangled connection. If the two mentioned overrunning clutches are switched off, that is, if the two pawls 12 and 14 are held out of engagement by the locking gears 19 and 21 by the flyweights 16 and 17, the hub sleeve 11 is driven via the one provided between the planetary gear carrier 6 and the hub sleeve 11 , also designed as a ratchet lock 10.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemfißen, durch Fliehkraft geschalteten Getriebeautomatik aei nachfolgend an Hand der in den Figuren 1-3 widergegebenen Fahrrad-Dreigang-Nabe n? ;er erläutert:The mode of operation of the centrifugally switched ones according to the invention Automatic transmission aei below on the basis of the bicycle three-speed hub n shown in Figures 1-3? ; he explains:

In Fig. 1 ist die "Normalgang"-Schalteteilung der Übersetzun^snabe dargestellt.In Fig. 1, the "normal gear" switching division of the translation hub shown.

In der "Normalgang"-Schalteteilung sind die beiden Fliehkraftschalter ausgeschaltet, d. h., dia Fliehgewichte 16 und 17 befinden alcnThe two centrifugal switches are in the "normal gear" switching division switched off, d. That is, the flyweights 16 and 17 are alcn

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in ihrer Ruhelage und halten dabei mittels ihrer axialen Vorsprünge 18 die Sperrklinken 12 und 14 der beiden schaltbaren Freilaufkupplungen außer Eingriff mit den Gesperreverzahnungen 13 bzw. 15· Der Kraftfluß erfolgt somit vom Antreiber 7 über das Klinkengesperre 10 direkt auf die Nabenhülse 11.in their rest position and hold by means of their axial projections 18 the pawls 12 and 14 of the two switchable overrunning clutches out of engagement with the ratchet teeth 13 or 15 · The power flow is thus from the driver 7 via the ratchet 10 directly onto the hub shell 11.

Wird die Fahrgeschwindigkeit durch Erhöhufig der Tretkurtoeldrehzahl gesteigert und eine gewisse Drehzahl überschritten (3chaltpunkt), so spricht entweder der 1. oder der 2. Fliehkraftschalter an und schaltet die IUJn zugeordnete Freilauf kopplung ein, wobei die ander«, ebenfalle durch Fliehkraft, gesteuerte Freilaufkupplung ausgeschaltet bleibt. Welcher der beiden Fliehkraftschalter (Fliehgewiohtu-16 odei* Fliängewichfc 17) eur Schaltung der riächsten Gangstufe Heßahgeztij&ßpWlvä,* ifctninäii^eine' Frage der Naböriaüsle^ng. Man erhält entwedeTi.eJ&nen 1» oder einen 2. "Schnell"-Gang. Gesetzt den Fall κ die beJEtten Fliehkraftschalter sind so ausgelegt, daß das Fliehgewicht 17 suerst aus seiner Ruhelage herausgeschwenkt wird.und damit 4en Schwenkbereich der Gesperreklinke 14 freigibt, so erfolgt? der Aatrieb^yo« Antreiber 7 über das kleine Planetenrad (Zahnkran? 5) auf das kleine Hohlrad (Hohlrad 9) und von diesem über das Gesperre 14 auf die Nabenhülse 11. Das Klinkengesperre 10 wird durch die sich schneller drehende Nabenhülse 11 überholt. Das auf dem Hohlrad 8 sitzende Klinkengesperre (sperrklinke 12) läuft zwar schneller um als das Klinkengesperre mit der Sperrklinke 14, doch.wird dieses durch das Fliehgewicht 17 noch am Eingreifen in die Gesperreverzahnung 15 gehindert.If the driving speed is increased by increasing the pedal speed and a certain speed is exceeded (3 switching point), either the 1st or the 2nd centrifugal switch responds and activates the freewheel clutch assigned to IUJn, whereby the other freewheel clutch, which is also controlled by centrifugal force, is switched off remain. Which of the two centrifugal switches (Fliehgewiohtu-16 odei * Fliängewichfc 17) eur circuit of the next gear stage Heßahgeztij & ßpWlvä, * ifctninäii ^ a ' question of Naböriaüsle ^ ng. You get either a 1 »or a 2nd" fast "gear. Assuming the case κ the beJEtten centrifugal switches are designed so that the centrifugal weight 17 is swung out of its rest position very first and thus releases the 4th swivel range of the locking pawl 14, so happens? The drive 7 via the small planetary gear (toothed crane? 5) to the small ring gear (ring gear 9) and from there via the locking mechanism 14 to the hub sleeve 11. The ratchet locking mechanism 10 is overtaken by the faster rotating hub sleeve 11. The ratchet ratchet (ratchet 12) seated on the ring gear 8 rotates faster than the ratchet ratchet with the ratchet 14, but this is still prevented from engaging the ratchet teeth 15 by the flyweight 17.

Bei einer weiteren Erhöhung der Tretkurbeldrehz&hl wird schließlich der Schaltpunkt für einen 2·. "Sohne 11 "-Gang erreicht, bei dem auch der andere Fliehkraftschalter in Funktion tritt₈ so daß did beiden schaltbaren Freilaufkupplungen (Gesperreklinke 12 und Gesperreklinke 14) eingeschaltet sind. In diesem "Sehne.1.1"-G .ng 3< der Kraftfluß vom Antrslber 7 über das große Planetenrad (Zahnkranz 4) auf das größe Hohlrad (Hohlrad 8) und von diesem über das jetst in Eingriff sich beTindende Klinkengesperre mit derWith a further increase in the pedal crank speed, the switching point for a 2 ·. "Son 11" gear reached, in which the other centrifugal switch also comes into operation ₈ so that both switchable overrunning clutches (locking pawl 12 and locking pawl 14) are switched on. In this "Sehne.1.1" -G .ng 3 <the power flow from the drive 7 via the large planetary gear (ring gear 4) to the large ring gear (ring gear 8) and from this via the ratchet which is now in engagement with the

« α «
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Sperrklinke 12 auf die Nabenhülse 11. Die beiden langsamer umlaufenden Klinkengesperre 10 und 14 werden dabei überholt.The pawl 12 on the hub shell 11. The two more slowly rotating Ratchet locks 10 and 14 are being overtaken.

Die in den Figuren k-6 dargestellten Dreigang-Naben unterscheiden sich in der Wirkungsweise der Schaltung nicht von der vorstehend beschriebenen Nabe nach den Figuren 1-3*The three-speed hubs shown in Figures k-6 do not differ in the mode of operation of the circuit from the hub described above according to Figures 1-3 *

Die Erfindung beschrankt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern soll auch die im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens möglichen konstruktiven Ausbiidungsvarianten unifassen. So können z. B. ohne weiteres auch Fliehkraftschalter mit zwei Fliehgewichten zur Anwendung gelangen, wobei jedem Fl.ieiit jeweils eine Gesper-reklinke augeordnet ist.The invention is not limited to the exemplary embodiments shown, but is also intended to include the design variants that are possible within the scope of the general inventive concept. So z. For example, centrifugal switches with two flyweights can easily be used, with a locking mechanism for each bottle.

9. 12. 1969
EPB Jo/Mü-December 9, 1969
EPB Jo / Mü-

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Claims

PatentansprücheClaims

ehrgang-Ubersctaungsnabe mit mindestens drei Ubersetzungsstufen nd automatisch betätigbarer Gangumgc-halfcung, bestehend aus einer getriebenen Nabenhüise, einem einen Antreiber, mindestens η Kuppiungseinriehtungen and mit diesen in Wirkverbindung stehenden η -1 Fliehkraftschalter!?und η -1 Planteagetriebesätze umfassenden Übersetzungsgetriebe» wobei η di*j Anaslil der übersetzungssL^■en bedeutet uni die genannten Planetengetriebesätze sich aus Hohl» rädern, Planetenrädern, Planetenradträgern und mindestens einem Sonnenrad zusammensetzen, dadurch gekennzeichnet, daß die η -.1 Planetengetriebesätze des Übersetzungsgetriebes auf einem gem? in-(P samen Planetenradträger (6) angeordnet ;rind un das Übersetzungsgetriebe η -1 llohlräder (8, 9) unterschiedlichen Durchmessers aufweist.Multi-speed transmission hub with at least three transmission levels nd automatically operated gear reversing, consisting of a driven hub shell, a one driver, at least η coupling units and with these operatively connected η -1 centrifugal switch!? and η -1 planetary gear sets Transmission gear »where η di * j Anaslil der translationsL ^ ■ en uni means the named planetary gear sets are made of hollow » gears, planetary gears, planetary gear carriers and at least one Assemble sun gear, characterized in that the η -.1 planetary gear sets of the transmission gear on a gem? in- (P The entire planetary gear carrier (6) is arranged; beef un the transmission gear η -1 llohlräder (8, 9) of different diameters having.

2. Mehrgang-ÜberseiziJXiganabe nach Ansprush 1, dadurch gekennzeichnet, daß die n-1 Planetengetriebeaätze Planetenräder (3) mit η -1 Zahnkränzen (A-, 51 unifassens wobei einer dieser η -1 Zihnkränze der Planetenräder mit sine.:¹ nuar einen Zahnkranz aufweisenden Sonnenrad (2) in Eingriff steht.2. Mehrgang-ÜberseiziJXiganabe according to Ansprush 1, characterized in that the n-1 planetary gear sets planet gears (3) with η -1 gear rings (A-, 51 unifassens with one of these η -1 gear rings of the planet gears with sine .: ¹ nuar a gear ring having sun gear (2) is in engagement.

3. M&h^gang-Übersefcsuagsnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die η -1 Planetengstriebesätze η -1 parallel zueinander angeordnete Planetenräder (22_f 24) umfassen, die mit η -1 Zahnkränzen3. M & h ^ gear Übersefcsuagsnabe according to claim 1, characterized in that the η -1 planetary gear sets η -1 _{comprise planet gears arranged parallel to one another (22 f} 24), which with η -1 gear rings

fc (23, 25) eines Sonnenradsä in Kämmeingriff stehen.fc (23, 25) of a sun gear are in meshing engagement.

4. Mehrgang-Übersetzunganabe nach Anspruch 1 und 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß η -1 de:, genannten K'ipplungseinriohtungen (12, 14) in an sich bekannter Weise zwischen den Hohlrädern (8, 9) und der Nabenhülse (11) vorgesehen und durch η -1 Fliehkraftschalter (16, 17) betätigbar sind.4. Multi-speed transmission according to claim 1 and 2 or 3 »thereby characterized that η -1 de :, said K'ipplungseinriohtungen (12, 14) provided in a manner known per se between the ring gears (8, 9) and the hub sleeve (11) and by η -1 centrifugal switch (16, 17) can be actuated.

5. Mehrgang-tibersetzungsnabe nach Anspruch 1 und 4» dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Fliehgewichte (16, I7) der Fliehkraftschalter als auch die durch diese betätigbaren Geeperreklinken (12, 14) an den Hohlrädern (β bzw. 9) des Übersetzungsgetriebes5. Multi-speed transmission hub according to claim 1 and 4 »characterized in that that both the flyweights (16, I7) of the centrifugal switch as well as the locking pawls that can be actuated by these (12, 14) on the ring gears (β or 9) of the transmission gear

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schwenkbar angeordnet unc/die mit diesem in Wirkverbindung tretenden Gesperreverzahnungen (I3_f 15) 8m der Nabenhülse (11) vorgesehen sind.pivotably arranged unc / the locking gears (I3 _f 15) 8m of the hub shell (11), which come into operative connection with this, are provided.

6. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Fliehgewichte (16, 17) der Fliehkraftschalter als auch die durch diese betätigbaren Gesperreklinken (12, 14) an der Nabenhülse (11) bzw. an mit der Nabenhülse drehfest verbundenen Bauteilen (20, 36) schwenkbar angeordnet und die den Gesperreklinken zugeordneten Gesperreverzahnungen (19» 21) an den Hohlrädern (θ, 9) vorgesehen sind.6. Multi-speed transmission hub according to claims 1 and 4, characterized in that that both the flyweights (16, 17) of the centrifugal switch as well as the ratchet pawls (12, 14) which can be actuated by these on the hub sleeve (11) or connected to the hub sleeve in a rotationally fixed manner Components (20, 36) pivotably arranged and the ratchet pawls associated locking gears (19 »21) are provided on the ring gears (θ, 9).

7. Mehrgang-Übereetzungsnabe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den Hohlrädern (8, 9) zugeordneten Gesperreverzahnungen (19, 21) an in der Nabenhülse (11) gelagerten und mit den Hohlrädern (8, 9) drehfest verbundenen Ringen (30, 32} oder dgl. vorgesehen sind.7. Multi-speed transmission hub according to claim 8, characterized in that that the locking gears (19, 21) assigned to the ring gears (8, 9) are mounted on the hub sleeve (11) and with the ring gears (8, 9) non-rotatably connected rings (30, 32} or the like. Provided are.

8. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die drehfeste Verbindung zwischen den {Jesperreverzahnungs.trägern (Ringe 30, 32) und den Hohlrädern (8, 9) als Formschlußkupplung (31) ausgebildet ist,8. Multi-speed transmission hub according to claim 7, characterized in that that the non-rotatable connection between the {Jesperreverzahnungs.trägern (Rings 30, 32) and the ring gears (8, 9) as a form-fit coupling (31) is designed,

9. Menrgang-lihersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den fliehkraftgeschalteten Klinkengesperren (12, 14) zugeordneten fteeperreverzahnungen (13> 15? 19 21,) in an sich bekannter Weise als Innenverzahnungen ausgestaltet sind.9. Menrgang transmission hub according to claims 1 to 8, characterized in that that the centrifugal ratchet locks (12, 14) associated interlocking teeth (13> 15? 19 21,) are designed in a manner known per se as internal gears.

10. Mehrgang-üborsetzungsnabe nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3,4» 6 und 9, dadurch gekennzeichnet.daß das als Fliehgewichts- und Gesperreträger dienende Bauteil von einer mit der Habenhülae (11) über radiale Stege oder über eine Rir.gacheibe (20 dr Af est verbundene Hülse (36) oder dgl« gebildet ist.10. Multi-speed transmission hub according to claims 1, 2 or 3, 4 »6 and 9, characterized. That as a flyweight and ratchet carrier serving component from one with the habenhülae (11) via radial Bridges or connected via a Rir.gacheibe (20 dr Af est Sleeve (36) or the like «is formed.

11. Mshrgang-Ubersetzungsnabe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, ■laß die Hülse (36) auf der Habenachse (i) oder auf einem sie durchsetzenden Hohlrad (9^ drehbar gelagert ist.11. Mshrgang translation hub according to claim 10, characterized in that ■ leave the sleeve (36) on the credit axis (i) or on a penetrating one Ring gear (9 ^ is rotatably mounted.

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12. Dreigang-tJbersetzungsnabe nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das ein· Hohlrad (β) in der Nabenhülse (11) und das andere Hohlrad (9) auf der Nabenachse (-1) drehbar gelagert ist, wobei das zuletzt genannte Hohlrad über ein topfförmiges, in der Nabenhülse gelagertes Zwischenglied (34) mit dem ihm zugeordneten Gesperreverzahnungsträger (Ring 52) drehfest verbunden ist.12. Three-speed transmission hub according to claims 10 and 11, thereby characterized in that the one ring gear (β) in the hub shell (11) and the other ring gear (9) is rotatably mounted on the hub axle (-1), the last-mentioned ring gear being connected to it via a cup-shaped intermediate member (34) mounted in the hub sleeve associated locking gear carrier (ring 52) is rotatably connected.

15« Mehrgang-Übersetzungenabe nach den Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem durch die beiden Hohlräder (δ, 9) in radialer Richtung begrenzten Ringraum einer der beiden Fliehkraftschalter (Fliehgewicht 16) und das durch diesen gesteuerte Klinkengesperre (12) und die diesen zugeordnete Gesperreverzahnung (19) angeordnet sind.15 «multi-speed gear ratio hub according to claims 10 to 12, thereby characterized in that in the annular space delimited in the radial direction by the two ring gears (δ, 9) one of the two centrifugal switches (centrifugal weight 16) and the ratchet mechanism (12) controlled by this and the ratchet teeth assigned to them (19) are arranged.

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