DE1962736B2

DE1962736B2 - AUTOMATICALLY SWITCHING MULTIPLE SPEED TRANSMISSION HUB WITH ONE NORMAL GEAR AND TWO SPEED GEARS

Info

Publication number: DE1962736B2
Application number: DE19691962736
Authority: DE
Inventors: Joachim 8720 Schweinfurt Schwerdhöfer
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1969-12-15
Filing date: 1969-12-15
Publication date: 1977-08-18
Also published as: DE1962736C3; JPS4934341B1; PL81380B1; DE1962736A1; FR2074120A5; GB1286898A; NL7017975A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrgang-Übersetzungsnabe mit mindestens drei Übersetzungsstufen und automatisch betätigbarer Gangumschaltung, bestehend aus einer getriebenen Nabenhülse, einem einen Antreiber, mindestens η Kupplungseinrichtungen und mit diesen in Wirkverbindung stehende n-l Fliehkraftschalter und n— 1 Planetengetriebesätze umfassenden Übersetzungsgetriebe, wobei η die Anzahl der Übersetzungsstufen bedeutet und die genannten Planetengetriebesätze sich aus Hohlrädern, Planetenrädern, Planetenradträgern und mindestens einem Sonnenrad zusammensetzen.The invention relates to a multi-speed transmission hub with at least three transmission stages and automatically actuatable gear shifting, consisting of a driven hub sleeve, a driver, at least η coupling devices and nl centrifugal switches and n- 1 planetary gear sets comprising transmission gears, where η the Number of gear ratios means and the said planetary gear sets are composed of ring gears, planet gears, planetary gear carriers and at least one sun gear.

Aus der französischen Patentschrift 13 48 324 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 the French patent specification 13 48 324 is a three-speed transmission hub that switches automatically by centrifugal force known of the type mentioned. This known hub is designed in such a way that it has a mountain gear, a normal gear and has an overdrive.

Der Erfindung lag demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine automatisch schaltende Dreigang-Nabe mit einem Normalgang und zwei Schnellgängen zi schaffen, ohne den konstruktiven Aufbau der Nabe erhöhen oder fertigungstechnische Schwierigkeiten ir Kauf nehmen zu müssen.In contrast, the invention was based on the object of an automatically shifting three-speed hub create zi with one normal gear and two overdrive gears without the structural design of the hub increase or manufacturing difficulties ir to have to buy.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die n-l Planetengetriebesätze des Übersetzungs getriebes auf einem gemeinsamen Planetenradträge angeordnet sind und das Übersetzungsgetriebe n-Hohlräder unterschiedlichen Durchmessers aufweist.This object is achieved according to the invention in that the n-1 planetary gear sets of the translation transmission are arranged on a common planetary gear carrier and the transmission gear n-ring gears having different diameter.

Nach einem Merkmal der Erfindung können die n-1 Planetengetriebesätze Planetenräder mit n-\ Zahnkränzen umfassen, wobei einer dieser n-1 Zahnkränze der Planetenräder mit einem nur einen Zahnkranz aufweisenden Sonnenrad im Eingriff steht. _s According to a feature of the invention, the n- 1 planetary gear sets can comprise planetary gears with n- \ toothed rings, one of these n- 1 toothed rings of the planetary gears meshing with a sun gear having only one toothed ring. _s

Eine andere Ausführungsvariante der Erfindung besteht darin, daß die n-1 Planetengetriebesätze n-1 parallel zueinander angeordnete Planetenräder umfassen, die mit n-\ Zahnkränzen eines Sonnenrades irr Kammeingriff stehen. ,Another embodiment of the invention is that the n-1 n planetary gear sets include 1 arranged in parallel planet gears are the irr with n- \ sprockets of a sun gear engaging comb. ,

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind „_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 a further feature of the invention, “_1 of the aforementioned clutch devices are provided in a manner known per se between the ring gears and the hub sleeve and can be actuated by η -1 centrifugal switches. Overrunning clutches are used as clutch devices, which are designed as ratchet locks in a manner known per se.

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 as well as the ratchet pawls that can be actuated by these on the ring gears of the transmission pivotally arranged and the locking gears that come into operative connection with this the hub shell are provided.

Eine Ausbildungsvariante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sowohl 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 both the flyweights Centrifugal switch as well as the ratchet pawls that can be actuated by this on the hub sleeve or on with the Hub sleeve rotatably connected components pivotably arranged and assigned to the locking pawls Locking gears 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 Gesperreverzahnungen an in der Nabenhülse gelagerten und mit den Hohlrädern drehfest verbundenen Ringen od. dgl. vorzusehen.In the aforementioned embodiment of the invention, it is recommended that both assembly and also for manufacturing reasons, the locking gears assigned to the ring gears on in the hub sleeve mounted and rotatably connected to the ring gears rings od. The like. To be provided.

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

Bei einer erfindungsgemäßen Mehrgang-übersetzungsnabe, bei der die Fliehgewichte der Fliehkraftschalter von der Nabenhülse her angetrieben werden, empfiehlt es sich nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung, daß das als Fliehgewichts- und so Gesperreträger dienende Bauteil von einer mit der Nabenhülse über radiale Stege oder über eine Ringscheibe drehfest verbundenen Hülse od. dgl. gebildet ist. Diese Hülse kann entweder auf der Nabenachse oder auf einem sie durchsetzenden Hohlrad drehbar gelagert sein.In a multi-speed transmission hub according to the invention in which the centrifugal weights of the centrifugal switch are driven by the hub sleeve, it is recommended according to a further feature of the invention that the flyweight and so The component used for the ratchet support is connected to the hub sleeve via radial webs or via a Ring disk rotatably connected sleeve or the like. Is formed. This sleeve can either be on the hub axle or be rotatably mounted on a ring gear penetrating them.

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 verbundenIn the case of a multi-speed transmission hub according to the invention with three gear steps, this is a ring gear in the hub sleeve and the other ring gear rotatably mounted on the hub axle, the latter being the last called ring gear via a cup-shaped intermediate member mounted in the hub shell with the latter associated locking gear carrier or the flyweight and locking carrier rotatably connected

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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 the through 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 einer erfindungsgemäßen Dreigang-Nabe im halben Längsschnitt dargestellt. Es zeigen:In the drawing, there are three exemplary embodiments Three-speed hub according to the invention shown in half longitudinal section. Show it:

F i g. 1 -3 ein erstes Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung, bei der die Fliehkraftschalter in Abhängigkeit von der Tretkurbeldrehzahl geschaltet werden. Die drei Darstellungen entsprechen den drei verschiedenen Schaltstellungen der Nabe,F i g. 1 -3 a first embodiment in a schematic representation, in which the centrifugal switch in Can be switched depending on the pedal crank speed. The three representations correspond to the three different switching positions of the hub,

F i g. 4 eine zweite Ausführungsvariante in schematischer Darstellung, bei der die Fliehkraftschalter in Abhängigkeit von der Nabenhülsendrehzahl geschaltet werden,F i g. 4 shows a second embodiment variant in a schematic representation, in which the centrifugal switch in FIG Can be switched depending on the hub sleeve speed,

Fig.5 eine dritte Ausführungsvariante in schematischer Darstellung, bei der abweichend von den beiden vorgenannten Ausführungsvarianten jeder Planetengetriebesatz mit eigenen Planetenrädern versehen ist, die mit entsprechenden Zahnkränzen eines Sonnenrades im Eingriff stehen,5 shows a third embodiment variant in schematic form Representation in which each planetary gear set differs from the two aforementioned design variants is provided with its own planetary gears with corresponding ring gears of a sun gear in the Intervention,

F i g. 6 einen halben Längsschnitt durch eine F i g. 4 entsprechende Nabe.F i g. 6 a half longitudinal section through a FIG. 4 corresponding hub.

Bei der in den Fig. 1-3 schematisch dargestellten Dreigang-Übersetzungsnabe für Fahrräder od. dgl. ist mit 1 die starre Nabenachse bezeichnet, auf der das Sonnenrad 2 des aus dem Planetenradträger 6, den Doppelplanetenrädern 3 und den Hohlrädern 8 und 9 bestehenden Planetengetriebes drehfest angeordnet ist. Es handelt sich folglich bei diesem Ausführungsbeispiel um ein Planetengetriebe mit zwei Planetengetriebesätzen, deren auf einem gemeinsamen Planetenradträger 6 angeordnete Planetenräder zu Doppelplanetenrädern 3 zusammengefaßt sind. Diese Doppelplanetenräder 3 sind mit den Zahnkränzen 4 und 5 versehen. Der Zahnkranz 4 der Doppelplanetenräder 3 steht bei diesem Ausführungsbeispiel sowohl mit dem Hohlrad 8 als auch mit dem Sonnenrad 2 im Eingriff, während der Zahnkranz 5 mit dem Hohlrad 9 kämmt. Eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung würde man erhalten, wenn anstelle 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.In the three-speed gear ratio hub for bicycles shown schematically in FIGS. 1-3 od. Like. Is with 1 denotes the rigid hub axle, on which the sun gear 2 of the planetary gear carrier 6, the Double planetary gears 3 and the ring gears 8 and 9 existing planetary gear is rotatably arranged. This embodiment is therefore a planetary gear with two planetary gear sets, their planetary gears arranged on a common planetary gear carrier 6 to form double planetary gears 3 are summarized. These double planetary gears 3 are provided with the ring gears 4 and 5. Of the In this exemplary embodiment, the ring gear 4 of the double planetary gears 3 is connected to the ring gear 8 as well as with the sun gear 2, while the ring gear 5 meshes with the ring gear 9. Another An embodiment variant of the invention would be obtained if, instead of the toothed ring 4, the toothed ring 5 of the double planetary gear 3 would roll on a correspondingly larger-sized sun gear 2. The graphic representation of such a training variant was dispensed with.

Der Planetenradträger 6 ist mit dem Antreiber 7 drehfest verbunden. In den schematischen Darstellungen der Zeichnung allerdings sind die Bolzen, auf denen die Planetenräder gelagert sind, bereits als Planetenradträger bezeichnet Hierdurch soll zum 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. Fig.6 — den Planetenradträger darstellen kann. Der Antreiber 7 ist über die als Klinkengesperre 10 ausgebildete Freilaufkupplung mit der Nabenhülse 11 verbunden. Die beiden Hohlräder 8 und 9 stehen über durch Fliehkraftschalter betätigbare Freilaufkupplungen mit der Nabenhülse It in Wirkverbindung. Diese selbsttätig in Abhängigkeit von der Tretkurbeldrehzahl schaltbaren Freilaufkupplungen bestehen aus der oder den Sperrklinken 12 bzw. 14 und der nabenseitiger Gesperreverzahnung 13 bzw. 15. Das Fliehgewicht de; auf die Sperrklinke 12 einwirkenden Fliehkraftschalter: ist hierbei mit 16 bezeichnet. Sowohl die Sperrklinke i: als auch das Fliehgewicht 16 des Fliehkraftschalter! werden vom Hohlrad 8 getragen. Fliehgewichts- uncThe planetary gear carrier 6 is connected to the driver 7 in a rotationally fixed manner. In the schematic representations In the drawing, however, the bolts on which the planetary gears are mounted are already used as planetary gear carriers This is intended to express that depending on the type of attachment this Bolt either the driver 7 or another component connected non-rotatably to the driver 7 - cf. Fig.6 - can represent the planet carrier. The driver 7 is via the ratchet 10 formed overrunning clutch connected to the hub shell 11. The two ring gears 8 and 9 protrude Overrunning clutches that can be operated by centrifugal switches are operatively connected to the hub shell It. These Overrunning clutches that can be switched automatically depending on the pedal crank speed consist of the or the pawls 12 and 14 and the hub-side locking teeth 13 and 15. The flyweight de; Centrifugal switch acting on the pawl 12: is denoted here by 16. Both the pawl i: as well as the flyweight 16 of the centrifugal switch! are carried by the ring gear 8. Flyweight unc

Sperrklinkenträger der zweiten tretkurbeldrehzahlabhängig geschalteten Freilaufkupplung ist das Hohlrad 9. Das die Sperrklinke 14 steuernde Fliehgewicht des zweiten Riehkraftschalters ist hierbei mit 17 bezeichnet. Die Fliehgewichte 16 und 17 ragen mittels eines axialen Vorsprunges 18 in den Schwenkbereich der Sperrklinke 12 bzw. 14 und halten diese unterhalb der Ansprechbzw. Ausrückdrehzahl des jeweiligen Fliehkraftschalters gefangen, d. h. außer Eingriff mit der Gesperreverzahnung 13 bzw. 15. Die Ausrückdrehzahl wird von _[0 nicht dargestellten, die Fliehgewichte 16 und 17 beaufschlagenden Rückholfedern bestimmt.The pawl carrier of the second overrunning clutch, which is switched as a function of the pedal crank speed, is the ring gear 9. The flyweights 16 and 17 protrude by means of an axial projection 18 in the pivoting range of the pawl 12 and 14 and hold it below theresponsebzw. Ausrückdrehzahl caught the respective centrifugal switch, ie out of engagement with the Gesperreverzahnung 13 and 15. The Ausrückdrehzahl is not shown of _[0, the flyweights 16 and 17 acting return springs determined.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig.4 unterscheidet sich von der Nabe gemäß den Fi g. 1 -3 dadurch, daß die Fliehkraftschalter in Abhängigkeit von der Drehzahl der Nabenhülse geschaltet werden. Die dem Hohlrad 8 zugeordnete Kupplungseinrichtung besteht hier folglich aus der am Hohlrad 8 vorgesehenen Gesperreverzahnung 19 und dem mit der Nabenhülse 11 drehfest verbundenen Fliehgewichts- und Sperrklinkenträger 20. Die Sperrklinke dieser Kupplungseinrichtung ist wie bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel mit 12 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 analoger Weise an einem mit der Nabenhülse 11 verbundenen Bauteil angeordnet sind.The embodiment of Figure 4 differs from the hub according to the Fi g. 1 -3 in that the centrifugal switch depends on the speed of the hub shell. The clutch device assigned to the ring gear 8 consequently exists here from the locking toothing 19 provided on the ring gear 8 and the one with the hub sleeve 11 in a rotationally fixed manner associated flyweight and pawl carrier 20. The pawl of this coupling device is as in the above-described embodiment with 12 and the flyweight of the centrifugal switch controlling this pawl also denoted by 16. The ring gear 9 now carries the ratchet teeth 21 while the pawl, also designated 14, and the centrifugal weight 17 controlling it in an analogous manner on one arranged with the hub sleeve 11 connected component are.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig.5 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 - 3 lediglich dadurch, daß anstelle von Doppelplanetenrädern voneinander getrennte, jedoch auf einem gemeinsamen Planetenradträger nebeneinander liegende Planetenräder unterschiedlichen Teilkreisdurchmessers zur Anwendung gelangen, die auf einem zweikränzigen Sonnenrad abrollen. Das mit dem Hohlrad 8 kämmende Planetenrad ist mit 22 und der entsprechende Zahnkranz des Sonnenrades mit 23 bezeichnet. Das mit dem Hohlrad 9 im Kammeingriff stehende Planetenrad trägt die Bezugsziffer 24 und der entsprechende Zahnkranz des Sonnenrades die Bezugsziffer 25.The embodiment of Figure 5 differs differs from the exemplary embodiment according to FIGS. 1 - 3 only by the fact that instead of double planetary gears planet gears that are separate from one another, but lying next to one another on a common planet carrier different pitch circle diameters are used, which are based on a two-ring Unroll the sun gear. The planet gear meshing with the ring gear 8 is marked with 22 and the corresponding one The ring gear of the sun gear is designated by 23. The planet gear meshed with the ring gear 9 has the reference number 24 and the corresponding ring gear of the sun gear has the reference number 25.

Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 6 entspricht in seinem Aufbau der schematischen Darstellung nach F i g. 4. Der auf der Nabenachse 1 drehbar gelagerte, für beide Planetcngetriebesätze gemeinsame Planetenradträger 6 ist über eine Zahnkupplung mit dem Antreiber 7 drehfest verbunden. Die anstelle eines Doppelplanetcnrades zur Anwendung gelangenden Planctenräder 26 und 27 sitzen drehfest auf der drehbar im Planetenrad- so träger gelagerten Welle 28. 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 im Kammeingriff mit dem Hohlrad 8. Das zweite mit 27 bezeichnete Planetenrad, welches über die Weite 28 drehfest mit dem Planetcnrad 26 verbunden ist, befindet sich im Eingriff mit dem Hohlrad 9. Das Hohlrad 8 ist in der Nabenhülse 11 und das Hohlrad 9 auf der Nabenachse t drehbar gelagert Das Hbhlrad 9 steht über ein In der Nabenhülso drehbar gelagertes, topfförmig gestaltetes Zwischenglied 34 mit der ihm zugeordneten Gesperre· verzahnung 21 In Verbindung. Das Hohlrad 914t dabei über eine Klauenkupplung 33 mit diesem Zwischenglied 34 gekuppelt, das wiederum über eine zweite Klauen· kupplung 33 mit einem Ring 32 verbunden ist, der die Gesperreverzahnung 21 tragt. Das Hohlrad 8 steht mittels der Klauenkupplung 31 mit dem die Gesperreverzahnung 19 tragenden Ring 30 in drehfester Verbindung. Die Gesperreverzahnungen 19 und 21 sind hierbei als Innenverzahnungen ausgebildet.The embodiment according to FIG. 6 corresponds in its structure to the schematic representation according to FIG. 4. The planetary gear carrier 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 coupling. The planetary gears 26 and 27, which are used instead of a double planetary gear, sit non-rotatably on the shaft 28, which is rotatably supported in the planetary gear. The planet gear 26 rolls on the stationary sun gear 2 and meshes with the ring gear 8. The second planet gear, designated 27, which is non-rotatably connected to the planet gear 26 over the width 28, is in mesh with the ring gear 9. The ring gear 8 is rotatably mounted in the hub sleeve 11 and the ring gear 9 is rotatably mounted on the hub axle t. The ring gear 914t is coupled via a claw coupling 33 to this intermediate member 34, which in turn is connected via a second claw coupling 33 to a ring 32 which carries the ratchet teeth 21. The ring gear 8 is by means of the claw clutch 31 with the locking mechanism 19 bearing ring 30 in a rotationally fixed connection. The locking gears 19 and 21 are designed as internal gears.

Sowohl die Fliehgewichte 16 und 17 der beiden Fliehkraftschalter als auch die durch diese betätigbaren Spenrklinken 12 und 14 sind auf bzw. an den Hülsen 36 bzw. 38 schwenkbar angeordnet Die als Fliehgewicht- und Sperrklinkenträger für das Fliehgewicht 16 und die Sperrklinke 12 dienende und auf dem Hohlrad 9 drehbar gelagerte Hülse 36 ist mittels einer Radial-Klauenkupplung 37 mit der mit der Nabenhülse 11 drehfest verbundenen Scheibe 20 gekuppelt, und die das Fliehgewicht 17 und die Sperrklinke 14 tragende Hülse 38 steht über eine analoge Klauenkupplung 39 mit einem Flanschteil 40 der Nabenhülse in drehfester Verbindung. Die Fliehgewichte 16 und 17 stehen über axiale Vorsprünge 18 mit den Sperrklinken 12 und 14 in Wirkverbindung. 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 Nabenhülse 11 über die zwischen dem Planetenradträger 6 und der Nabenhülse H vorgesehene, ebenfalls als Klinkengesperre 10 ausgebildete Freilaufkupplung.Both the flyweights 16 and 17 of the two centrifugal switches and those actuated by them Locking pawls 12 and 14 are pivotably arranged on or on the sleeves 36 and 38, respectively. and pawl carrier for the flyweight 16 and the pawl 12 serving and rotatable on the ring gear 9 mounted sleeve 36 is by means of a radial claw coupling 37 is coupled to the disc 20 connected in a rotationally fixed manner to the hub sleeve 11, and the The sleeve 38 carrying the centrifugal weight 17 and the pawl 14 is connected via an analog claw coupling 39 a flange part 40 of the hub shell in a rotationally fixed connection. The flyweights 16 and 17 protrude axial projections 18 with the pawls 12 and 14 in operative connection. Are the two one-way clutches mentioned switched off, i.e. the two pawls 12 and 14 by the flyweights 16 and 17 held out of engagement by the locking gears 19 and 21, the hub sleeve is driven 11 on the between the planet carrier 6 and the Hub sleeve H provided, also designed as a ratchet lock 10 overrunning clutch.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen, durch Fliehkraft geschalteten Getriebeautomatik sei nachfolgend an Hand der in den Fig. 1 —3 wiedergegebenen Fahrrad-Dreigang-Nabe näher erläutert:The mode of operation of the automatic transmission according to the invention, which is switched by centrifugal force, is as follows explained in more detail on the basis of the bicycle three-speed hub reproduced in FIGS. 1-3:

In F i g. 1 ist die »Normalgang«-Schaltstellung der Übersetzungsnabe dargestelltIn Fig. 1 shows the "normal gear" switch position of the transmission hub

In der »Normalgang«-Schaltstellung sind die beiden Fliehkraftschalter ausgeschaltet, d. h, die Fliehgewichte 16 und 17 befinden sich in ihrer Ruhelage und halten dabei mittels ihrer axialen Vorsprünge 18 die Sperrklinken 12 und 14 der beiden Klinkengesperre 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 the "normal gear" switch position, the two centrifugal switches are switched off, i. h, the flyweights 16 and 17 are in their rest position and hold the pawls by means of their axial projections 18 12 and 14 of the two ratchet ratchet out of engagement with the ratchet teeth 13 and 15, respectively The power flow thus takes place from the driver 7 via the ratchet mechanism 10 directly to the hub sleeve 11.

Wird die Fahrgeschwindigkeit durch Erhöhung der Tretkurbeldrehzahl gesteigert und eine gewisse Drehzahl überschritten (Schaltpunkt), so spricht entweder der 1. oder der 2. Fliehkraftschalter an und schaltet das ihm zugeordnete Klinkengesperre ein, wobei das andere, ebenfalls durch Fliehkraft gesteuerte Klinkengesperre ausgeschaltet bleibt Welche der beiden Kupplungseinrichtungen (Fliehgewicht 16 oder Fliehgewicht 17) zur Schaltung der nächsten Gangstufe herangezogen wird, ist nur eine Frage der Nabenauslegung. Man erhalt entweder einen 1. oder einen 2. »Schnell«-Gang. Gesetzt den Pail, die beiden Fliehkraftschalter sind so ausgelegt, daß das Fliehgewicht 17 zuerst aus seiner Ruhelage herausgeschwenkt wird und damit den Schwenkbereich der Sperrklinke 14 freigibt, so erfolgt der Antrieb vom Antreiber 7 fiber das kleine Planetenrad (Zahnkranz 5) auf das kleine Hohlrad (Hphlrad 9) und von diesem über die Sperrklinke 14 auf die Nabenhülse 11. Das Klinkengesperre 10 wird durch die sich schneller drehende Nabenhülse 11 überholt. Das auf dem Hohlrad 8 sitzende Klinkengesperre (Spurrkllnke 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 crank speed and a certain speed is exceeded (switching point), either the 1st or the 2nd centrifugal switch responds and activates the ratchet lock assigned to it, whereby the other ratchet lock, which is also controlled by centrifugal force, remains switched off two clutch devices (flyweight 16 or flyweight 17) is used to shift to the next gear, is only a question of the hub design. You get either a 1st or a 2nd "fast" gear. If the pail is set, the two centrifugal switches are designed so that the centrifugal weight 17 is first swiveled out of its rest position and thus releases the swivel range of the pawl 14, the drive from the driver 7 takes place via the small planet gear (ring gear 5) on the small ring gear ( Hphlrad 9) and from this via the pawl 14 to the hub sleeve 11. The ratchet lock 10 is overtaken by the faster rotating hub sleeve 11. The ratchet mechanism (Spurrkllnke 12) seated on the ring gear 8 rotates faster than the ratchet mechanism with the pawl 14, but this is still prevented from engaging the ratchet toothing 15 by the flyweight 17

Bei einer weiteren Erhöhung der Tretkurbeldrehzahl wird schließlich der Schaltpunkt für einen 2. »Schnell«· Gang erreicht, bei dem auch das andere Klinkengesperre in Funktion tritt so daß die beiden schaltbarenWith a further increase in the crank speed the switching point for a 2nd "fast" gear is finally reached, at which the other ratchet lock also comes into operation so that the two can be shifted

Klinkengesperre (12, 13 bzw. 19 und 14, 15 bzw. 21) singeschaltet sind. In diesem »Schnell«-Gang geht der KraftfluB vom Antreiber 7 über das große Planetenrad (Zahnkranz 4) auf das große Hohlrad (Hohlrad 8) und von diesem über das jetzt im Eingriff sich befindende Klinkengesperre mit der Sperrklinke 12 auf die Nabenhülse 11. Die beiden langsamer umlaufenden Klinkengesperre 10 und 14,21 werden dabei überholt.Ratchet lock (12, 13 or 19 and 14, 15 or 21) are switched on. In this "fast" corridor it goes Power flow from the driver 7 via the large planetary gear (Ring gear 4) on the large ring gear (ring gear 8) and from there via the one that is now in mesh Ratchet lock with the pawl 12 on the hub sleeve 11. The two more slowly rotating Ratchet locks 10 and 14, 21 are thereby overtaken.

Die in den Fig.4 —6 dargestellten Dreigang-Naber unterscheiden sich in der Wirkungsweise der Schaltunj nicht von der vorstehend beschriebenen Nabe nach dei Fig. 1-3.The three-speed hub shown in Figures 4-6 do not differ in the mode of operation of the Schaltunj from the hub described above according to dei Fig. 1-3.

Es können auch Fliehkraftschalter mit zwei Fliehge wichten zur Anwendung gelangen, wobei jeder Fliehkraftgewicht jeweils eine Gesperreklinke zugeord net ist.Centrifugal switches with two Fliehge weights can also be used, each one Centrifugal weight each has a locking pawl assigned.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patentansprüche:Patent claims:

1. Mehrganp-Übersetzungsnabe mit mindestens drei Übersetzungsstufen und automatisch betätigbarer Gangumschaltung, bestehend aus einer getriebe- s nen Nabenhülse, einem einen Antreiber, mindestens π Kupplungseinrichtungen und mit diesen in Wirkverbindung stehende n-l Fliehkraftschalter und n-l Planetengetriebesätze umfassenden Übersetzungsgetriebe, wobei π die Anzahl der Übersetzungsstufen bedeutet und die genannten Planetengetriebesätze sich aus Hohlrädern, Planetenrädern, Planetenradirägern und mindestens einem Sonnenrad zusammensetzen, dadurch gekennzeichnet, daß die n-l Planetengetriebesätze '5 des Übersetzungsgetriebes auf einem gemeinsamen Planetenradträger (6) angeordnet sind und das Übersetzungsgetriebe n-l Hohlräder (8, 9) unterschiedlichen Durchmessers aufweist.1. Mehrganp translation hub with at least three gear ratios and automatically actuatable gear shifting, consisting of a gear s NEN hub shell, a one driver, at least π coupling devices and with these in Operationally connected n-l centrifugal switches and transmission gears comprising n-l planetary gear sets, where π means the number of gear ratios and the said planetary gear sets consist of ring gears, planet gears, planet carriers and at least one sun gear assemble, characterized in that the n-l planetary gear sets' 5 of the transmission gear are arranged on a common planet carrier (6) and that Transmission gear n-l has ring gears (8, 9) of different diameters.

2. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die n-l Planetengetriebesätze Planetenräder (3) mit n-1 Zahnkränzen (4,5) umfassen, wobei einer dieser n-1 Zahnkränze der Planetenräder mit einem nur einen Zahnkranz aufweisenden Sonnenrad (2) im Eingriff steht. *52. Multi-speed transmission hub according to claim 1, characterized in that the nl planetary gear sets comprise planetary gears (3) with n- 1 toothed rings (4,5), one of these n- 1 toothed rings of the planetary gears with a sun gear having only one toothed ring (2 ) is engaged. * 5

3. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die n-l Planetengetriebesätze n-1 parallel zueinander angeordnete Planetenräder (22, 24) umfassen, die mit n-l Zahnkränzen (23, 25) eines Sonnenrades im Kammeingriff stehen.3. Multi-speed translation hub according to claim 1, characterized in that the n-l planetary gear sets n-1 comprise planet gears (22, 24) arranged parallel to one another, which are denoted by n-l Toothed rings (23, 25) of a sun gear are in meshing engagement.

4. Mehrgan§:-Übersetzungsnabe nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß n-1 der genannten Kupplungseinrichtungen (Sperrklinken 12, 14) in an sich bekannter Weise zwischen den Hohlrädern (8, 9) und der Nabenhülse (11) vorgesehen und durch n-l Fliehgewichte (16, 17) betätigbar sind.4. Mehrgan§: -transmission hub according to claim 1 and 2 or 3, characterized in that n-1 of said coupling devices (pawls 12, 14) in a manner known per se between the ring gears (8, 9) and the hub sleeve (11) are provided and can be actuated by n-1 flyweights (16, 17).

5. Mehrgatng-Übersetzungsnabe nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Fliehgewichte (16,17) der Fliehkraftschalter als auch die durch diese betätigbaren Sperrklinken (12,14) an den Hohlrädern (8 bzw. 9) des Übersetzungsgetriebes schwenkbar angeordnet und die mit diesem in Wirkverbindung tretenden Gesperreverzahnungen (13,15) an der Nabenhülse (11) vorgesehen sind.5. Mehrgatng translation hub according to claim 1 and 4, characterized in that both the Flyweights (16,17) of the centrifugal switch and the pawls (12,14) that can be actuated by them the ring gears (8 or 9) of the transmission gear arranged pivotably and with this in Operational connection entering locking gears (13, 15) are provided on the hub sleeve (11).

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 Sperrklinken (12, 14) an der Nabenhülse (11) bzw. an mit der Nabenhülse drehfest verbundenen Bauteilen (20), Sperrklinkenträger (36) diese schwenkbar angeordnet und die den Sperrklinken zugeordneten Gesperreverzahnungen (19, 21) an den Hohlrädern (8, 9) vorgesehen sind.6. Multi-speed translation hub according to the claims 1 and 4, characterized in that both the flyweights (16, 17) of the centrifugal switch as also the pawls (12, 14) on the hub sleeve (11) or with the Hub sleeve rotatably connected components (20), pawl carrier (36) these are pivotably arranged and the ratchet teeth (19, 21) assigned to the pawls on the ring gears (8, 9) are provided.

7. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 6, 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) od. dgl. vorgesehen sind.7. Multi-speed transmission hub according to claim 6, characterized in that the ring gears (8, 9) associated locking gears (19, 21) mounted in the hub sleeve (11) and with the Ring gears (8, 9) non-rotatably connected rings (30, 32) or the like. Are provided.

8. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die drehfeste Verbindung zwischen den Gesperreverzahnungsträgern (Ringe 30, 32) und den Hohlrädern (8, 9) als FormschluDkupplung (Klauenkupplung 31) ausgebildet ist.8. Multi-speed translation hub according to claim 7, characterized in that the non-rotatable connection between the locking gear carriers (rings 30, 32) and the ring gears (8, 9) as Form-fitting coupling (claw coupling 31) is formed.

9 Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den fliehkraftgeschalteten Klinkengesperren zugeordneten Gesperreverzahnungen (13,15; 19,21) in an sich bekannter Weise als Innenverzahnungen ausgestaltet sind.9 multi-speed translation hub according to claims 1 to 8, characterized in that the ratchet gears (13, 15; 19, 21) associated with centrifugal ratchet ratchets in per se are designed in a known manner as internal gears.

10. Mehrgang-Übersetzungsnabe 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 Nabenhülse (11) über radiale Stege oder über eine Ringscheibe (20) drehfest verbundenen Hülse (36) od. dgl. gebildet ist.10. Multi-speed translation hub according to claims 1, 2 or 3, 4, 6 and 9, thereby characterized in that the component serving as a flyweight and ratchet carrier of one with the Hub sleeve (11) via radial webs or via an annular disc (20) non-rotatably connected sleeve (36) or the like. Is formed.

11. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (36) auf der Nabenachse (1) oder auf einem sie durchsetzenden Hohlrad (9) drehbar gelagert ist.11. Multi-speed translation hub according to claim 10, characterized in that the sleeve (36) is on the hub axle (1) or on one that passes through it Ring gear (9) is rotatably mounted.

12. Dreigang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Hohfrad (8) in der Nabenhülse (11) und das andere Hohllrad (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 32) drehfest verbunden ist.12. Three-speed translation hub according to claims 10 and 11, characterized in that the one hollow wheel (8) in the hub shell (11) and the other ring gear (9) is rotatably mounted on the hub axle (1), the last-mentioned ring gear Via a cup-shaped intermediate member (34) mounted in the hub sleeve with the one assigned to it Locking gear carrier (ring 32) is rotatably connected.

IJ. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem durch die beiden Hohlräder (8, 9) in radialer Richtung begrenzten Ringraum einer der beiden Fliehkraftschalter (Fliehgewicht 16) und das durch diesen gesteuerte Klinkengesperre (Sperrklinke 12) und die diesem zugeordnete Gesperreverzahnung (19) angeordnet sind.IJ. Multi-speed transmission hub according to Claims 10 to 12, characterized in that in the annular space of one of the two bounded in the radial direction by the two ring gears (8, 9) Centrifugal switch (flyweight 16) and the ratchet lock controlled by this (pawl 12) and the locking teeth (19) assigned to this are arranged.