DE1964866C3

DE1964866C3 - Mehrgang-Übersetzungsnabe mit automatischer Gangumschaltung für Fahrräder oder dgl

Info

Publication number: DE1964866C3
Application number: DE1964866A
Authority: DE
Inventors: Horst Schulz; Joachim Schwerdhoefer
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1969-12-24
Filing date: 1969-12-24
Publication date: 1975-05-07
Also published as: SU795447A3; US3701292A; DE1964866A1; DE1964866B2; DD99761A6

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrgang-Übersetzungsnabe mit automatischer Gangumschaltung für Fahrräder od. dgl., bestehend aus einer über ein einziges Verbindungselement getriebenen Nabenhülse und einer treibenden Antriebseinrichtung, wobei die Antriebseinrichtung einen Antreiber, innerhalb der Nabenhülse mindestens ein Getriebe und Kupplungsein-

richtungen umfaßt und darin ferner mindestens ein mit Fliehgewichten ausgestatteter Fliehkraftschalter vorhanden ist, der mit mindestens einer dieser Kupplungseinrichtungen in Wirkverbindung steht, wobei innerhalb der Nabenhülse sowohl eine Einrichtung zur willkürlichen Blockierung der automatischen Gangumschaiteinrichtung als auch eine Einrichtung zur willkürlichen Gangumschaltung vorgesehen ist, diese Einrichtung zur willkürlichen Blockierung der automatischen Gangumschalteinrichtung gleichzeitig als Schalteinrichtung zur Betätigung des willkürlichen Gangumschaltvorganges dient und die Blockier- und Schalteinrichtung über eine vorzugsweise einen Schaltdraht, eine in die Nabe hineingreifende Zug- oder Druckstange und einen im Nabeninneren vorgesehenen Schubklotz umfassende Verstelleinrichtung mit einem willkürlich betätigbaren Schalter verbunden ist, nach Patent 1 911 548.

Bei der Einrichtung nach dem Hauptpatent ist es ungünstig, daß infolge der axial wirkenden Schaltung der technische Aufwand an Bauteilen und der Bedarf an Bauraum innerhalb der Nabenhülse verhältnismäßig groß sind.

Es sind bereits Mehrgang-Übersetzungsnaben vorgeschlagen worden, die eine automatische Gangumschaltung haben und mit einer zusätzlichen Handsteuerung zur Betätigung der Sperrklinkensätze versehen sind. Dazu sind jeweils zwei auf der Nabenachse durch Handschaltung axial verschiebbare Steuerhülsen mit angeschrägten Steuerkanten vorgesehen. Bei entsprechend axialer Stellung ermöglichen es diese Steuerhülsen lediglich, die zugeordneten, doppelarmig ausgestalteten Sperrklinken außer Eingriff zu bringen. Eine weitere Funktion läßt sich mit den derartig ausgebildeten und angeordneten Steuerhülsen bei diesen Mehrgang-Übersetzungsnaben jedoch nicht bewirken (DT-AS 1 780 095 und DT-OS 1 780 098).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer automatischen Mehrgang-Übersetzungsnabe mit Wahlschaltung für eine vom Fahrer ausgeführte Gangschaltung oder Schaltung durch eine Automatik die vorstehend geschilderten Nachteile zu vermeiden und die Funktion noch weiter zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Mehrgang-Übersetzungsnabe der vorgenannten Art dadurch erreicht, daß zu der willkürlichen Gangumschaltung ein einziger etwa öuchsenförmig, zugleich zur Weiterleitung des Antriebsdrehmomentes ausgebildeter Nabenteil auf der Nabenachse in an sich bekannter Weise durch Handschaltung gegen Federkraft axial verschiebbar angeordnet ist und daß zur willkürlichen Blockierung der automatischen Gangumschaltung zwischen dem buchsenförmigen Nabenteil und den Fliehgewichten des Fliehkraftschalters kraft- bzw. formschlüssige Getriebeteile vorgesehen sind. Damit kann unter anderem eine bauliche Vereinfachung und eine weitergehende Verbesserung der Funktion der mit einer Wahlschaltung ausgerüsteten Mehrgang-Übersetzungsnabe erzielt werden.

Anspruch 1 schützt lediglich die Kombination seiner sämtlichen Merkmale.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Mehrgang-Übersetzungsnabe besteht darin, daß die Getriebeteile zur Blockierung der automatischen Gangumschaltung eine Friktionsfeder aufweisen, wobei diese einerseits an dem umlaufenden buchsenförmigen Nabenteil schleift und andererseits in mindestens einer Schaltstellung mit einem abgebogenen Federschenkel mit jeweils einem von auf einem Fliehgewichtsträger schwenkbar angeordneten Fliehgewichten zusammenarbeitet

Zweckmäßig kann es für eine Mehrgang-Übersetzungsnabe auch sein, wenn der buchsenförmige Naben-

teil für die willkürliche Gangumschaltung zugleich auch als Getriebeteil zur Blockierung der automatischen Cangumschaitung dient und daß dabei durch seine Axialverschiebung die Fiiehgewichte in der eingeschwenkten Stellung festlegbar sind.

ίο Dabei kann es sehr günstig sein, daß der axial verschiebbare buchsenförmige Nabenteil zugleich auch als Träger für Sperrkünken ausgebildet ist

Vorteilhaii für eine zuverlässige Funktion wie auch eine gedrängte Bauform einer Mehrgang-Überset-

zungsnabe ist das Merkmal, daß die Fliehgewichte jeweils einen axial gerichteten Fortsatz aufweisen, die nahe ihrem jeweiligen Schwenkpunkt und einseitig angeordnet zum Zusammenwirken mit der auf dem Schaft des buchsenförmigen Nabenteiles umspannend

so angebrachten Friktionsfeder dienen.

Sehr zweckmäßig ist es dabei, wenn der axiale Fortsatz an jedem Fliehgewicht in seiner radial nach innen gerichteten Kontur so geformt ist. daß in einer Axialstellung des buchsenförmigen Nabenteiles die auf dieas sem angeordnete Friktionsfeder mit ihrem radial abgebogenen Federschenkel frei umlaufen kann, während in mindestens einer axial verschobenen Betriebsstellung des buchsenförmigen Nabenteiles der Federschenkel der Friktionsfeder am Fortsatz des jeweiligen Fliehgewichtes anschlägt.

Ebenso kann es für eine zuverlässige Funktion wie auch für einen geringen Raumbedarf bei der Mehrgang-Übersetzungsnabe günstig sein, daß der Fortsatz am Fliehgewicht im Abstand vom Körper des Fliehgewichtes einen abgewinkelten und radial nach innen gerichteten Ansatz aufweist, wobei der Fortsatz mit dem Ansatz und der benachbarten Seitenfläche des Fliehgewichtes die Form eines zur Drehachse des Fliehgewichtsträgers hin offenen U bildet.

Zu einer einwandfreien Funktion der Mehrgang-Übersetzungsnabe mit Wahlschaltung gemäß der Erfindung dient auch das Merkmal, daß die Fliehgewichte jeweils am freien Ende einen axial gerichteten einseitigen Vorsprung aufweisen.

Ebenso kann es vorteilhaft sein für eine Mehrgang-Übersetzungsnabe, daß die Fliehgewichte am freien Ende jeweils einseitig in der Breite vermindert sind.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Mehrgang-Übersetzungsnabe mit Wahlschaltung besteht darin, daß die Fliehgewichte jeweils nahe dem Schwenkpunkt einen im Zuge des Gewichtskörpors sich über den Schwenkpunkt hinaus erstreckenden Fortsatz aufweisen, welcher seinerseits eine zum radial inneren Bereich hin zunehmende Absohrägung hat.

Für eine zuverlässige Funktion der Mehrgang-Übersetzungsnabc dient unter anderem a jch das Merkmal daß der buchsenförmige Nabenteil am Schaftende radial außen eine umlaufende Schräge zur Zusammenarbeit mit den Fliehgewichten bzw. den daran vorgesehenen Fortsätzen aufweist.

Schließlich besteht eine /weckmäßige Ausgestaltung (Jer Bauelemente der Mehrgang-Übersetzungsnabe noch darin, daß der buchsenförmige Nabenteil im wesentlichen zylindrisch und mit einem scheibenartiger Endteil ausgebildet ist, wobei in diesem Endteil radia offene Aufnahmetaüchen für die Sperrklinken vorgese hen sind, während der Schaftteil am axial anderen Ende des buchsenförmigen Nabenteiles eine Bohrung mil

Kupplungsverzahnung aufweist.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mehrgang-Übersetzungsnabe mit Wah.scha.tung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 die Mehrgang-Übersetzungsnabe im Teil-

F i g. 2 eine Schnittansicht H-II der F i g. t mit den in Ruhestellung befindlichen Fliehgewichten,

F i g. 3 die Mehrgang-Übersetzungsnabe mit ausgeschwenkten Fliehgewichten im Längsschnitt, F i g. 4 eine Schnittansicht IV-IV der F i g. 3, Fig.5 eine andere Ausführungsform einer Mehrgang-Übersetzungsnabe im Längsschnitt mit in Ruhe befindlichen Fliehgewichten,

F i g. 6 eine Schnittansicht VI-VI der F i g. 5, F i g. 7 eine Einzeldarstellung eines der Fliehgewichte der Mehrgang-Übersetzungsnabe aus der Schnittansicht VI mit angedeuteter Buchse 15, Schubklotzes 24 mit Zugstange 24a und Zugkette od. dgl. in der Nabenhülse axial verschiebbar, der Eingriff der Sperrklinken 19 in die Verzahnung 21 und auch die drehfeste Verbindung der Sperrklinkenbuchse mit der Lagerhülse 12 werden dabei nicht verändert.

Das bereits erwähnte Hohlrad 10 ist über eine formschlüssige Kupplung 25 drehfest verbunden mit dem Fliehgewichtsträger 27 eines Fliehkraftschalters 26, der seinerseits drehbar auf der Lagerhülse 12 angeordnet ίο ist. Dieser Fliehkraftschalter 26 umfaßt weiterhin auf Bolzen 28 schwenkbar gelagerte Fliehgewichte 29, welche über jeweils nahe dem Schwenkpunkt vorgesehene, axial gerichtete Zapfen 30 eine axial neben dem Fliehgewichtsträger 27 drehbar angeordnete Schaltscheibe 31 steuern. Die Schaltscheibe 31 weist ihrerseits Profilausschnitte auf zur Steuerung von Sperrklinken 32, die gleichfalls auf dem Fliehgewichtsträger 27 schwenkbar angebracht sind, jedoch im Umfang versetzt gegenüber den Fliehgewichten 29. Die Sperrklinken 32, unter r«:—_t_j—,—„„,„,. cBhonrt können

wichten, im Längsschnitt,

F i g. 9 eine Schnittansicht IX-IX der F i g. 8, F i g. 10 eine Einzeldarstellung eines der Fliehgewichte aus der Mehrgangnabe gemäß den F i g. 5 bis 9 im ausgeschwenkten Zustand,

F i g. 11 eine perspektivische Darstellung eines einzelnen Fliehgewichtes und eines Teiles der Sperrklinkenbuchse mit Friktionsfederring aus der Mehrgangnabe gemäß den Fig.5 bis 10 in sogenannter Spreng-Zeichnung.

Im Ausführungsbeispiel einer Mehrgang-Übersetzungsnabe gemäß den F i g. 1 bis 4 ist mit 1 die Achse der Nabe und mit 2 die Nabenhülse bezeichnet. Ein Antreiber 3 mit Zahnkranz 4 ist über ein Kugellager 5 auf der Nabenachse 1 gelagert. Der Antreiber weist Planetenradachsen 6 auf und dient derart als Träger für Planetenräder 7, von denen in der Zeichnung eines zu sehen ist. Die freien Enden der Planetenradachsen 6 sind mittels eines Stützringe.s 8 miteinander verbunden. Die Planetenräder 7 am Antreiber 3 kämmen einerseits mit einer festen Sonnenradverzahnung 9 auf der Nabenachse 1 und andererseits mit einem Hohlrad 10. Der Stützring 8 ist drehfest über eine Kupplungsverzahnung 11 mit einer Lagerhülse 12 verbunden, die auf der Nabenachse 1 drehbar, aber mittels eines Sicherungsringes 13 axial festgelegt ist.

' Die Lagerhülse 12 ist über eine Außenverzahnung 14 drehfest mit einem koaxial auf der Nabenachse 1 gelagerten buchsenförmigen Nabenteil 15 verbunden, welcher eine Gegenverzahnung in Form einer Innenverzahnung 16 in einem axial ausgedehnten zylindrischen Schaftteil aufweist Der derart mit der Lagerhülse 12 verbundene Nabenteil 15 hat anschließend an den zylindrischen Teil einen scheibenartigen Endteil 17 mit radial offenen Aufnahmetaschen 18 am Umfang, in denen Sperrklinken 19 angebracht sind. Bei diesem AusführuTigsbeispiel einer Mehrgang-Übersetzungsnabe sind zwei Sperrklinken 19 diametral vorgesehen, weiche umer Einfluß eines Federspannringes 20 stehea

Der buchsenförmige Nabenteil 15. der in vorbeschriebener Weise Sperrklinken trägt wird im folgenden als Sperrklinkenbuchse bezeichnet

Die Sperrklinken 19 stehen einer in axialer Richtung

schwenken und in einen Mitnehmerring 33 eingreifen, welcher in der Nabenhülse 2 drehfest angebracht ist. Die Fliehgewichte 29 stehen dabei ständig unter bii.-as wirkung von Rückholfedern 34.

Auf dem zylindrischen Schaftteil der Sperrkl.nkenbuchse 15 ist in einer Eindrehung eine ringförmige Friktionsfeder 35, den Schaft federnd umspannend, angebracht, die einen radial abgebogenen Federschenkel 36 aufweist der seinerseits zeitweilig mit den Fhehgewichten 29 zusammenarbeiten kann. An jedem Fliehgewicht 29 ist axial einseitig ein flächiger Fortsatz 37 angebracht, der, wie insbesondere die F ι g. 1 in der unteren Hälfte erkennen läßt über alles gesehen, etwa U-Form hat. Der den zur Drehachse des Fliehgewichtsträgers 27 hin offenen Ausschnitt seitlich begrenzende und radial zur Drehachse hin gerichtete Ansatz, der den einen Schenkel der U-Form bildet ist mit 38 be-

40 ros. ja nai. αϊ,. ........ ~ .._..,

noch einen nockenartigen Vorsprung 40, der je einseitig in axialer Richtung vorspringt. Die Fliehgewichte 29 umschließen innerhalb der Nabenhülse 2 den zylindrischen Schaftteil der Sperrklinkenbuchse 15. wie

45 insbesondere aus F i g. 2 zu erkennen ist.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Ausfü¹ mngsform einer Mehrgang-Ubersetzungsnabe wird im folgenden geschildert:

am Rahmen des Fahrrades befestigt sein kann, nicht gezeigt — Bei dieser Schaltstellung I befindet

55 sich die Sperrklinkenbuchse 15. welche über eine entsprechende Ausdrehung mittels des Schubklotzes axial verschiebbar ist, — axial gesehen — in einer Mittelstellung, derart daß der Federschenkel 36 der Fnktionsfeder 35 durch den U-förmigen Ausschnitt 39 am

6o 1-ortsatz 37 des Fliehgewichtes 29 hindurchtreten kann wenn der Fliehkraftschalter 26 mit den Fliehgewichteii 29 schneller umlauft als die Sperrklinkenbuchse 15 mit

Λ.

Sperrklinkenbuchse der Innenverzahnung 21 gegenüberliegen und in letztere eingreifen. Zugleich mil der Lagerhülse 12 wird über die Planetenräder 7 am Antreiber 3 das Hohlrad 10 des Planetengetriebes jedoch mit höherer Drehzahl gegenüber dem Antreiber 3 an- S getrieben und damit auch der Fliehgewichtsträger 27 des Fliehkraftschalters 26. Die Fliehgewichte 29 am Fliehgewichtsträger 27 rotieren nun mit dieser gegenüber dem Antreiber höheren Drehzahl als die Sperrklinkenbuchse 15, können jedoch entgegen der Auslegung der Fliehgewichte nicht ausschwenken und die Schaltscheibe 31 über die Zapfen 30 verschwenken, wodurch die Sperrklinken 32 zum Eingreifen kommen könnten, weil bei der Schaltstellung 1 der mit der Sperrklinkenbuchse langsamer umlaufende Friktionsfederring 35 mit seinem Federschenkel 36, wie bereits erwähnt, durch den Ausschnitt 39 des Fortsatzes 37 hindurchlaufen kann. Der Federschenkel 36 kommt dabei zur Anlage an dem axialen Vorsprung 40 am Ende des einen oderanderen Fliehgewichtes 29. Infolge des vorer- ao wähnten Drehzahlunterschiedes zwischen Fliehgewichtsträger 27 und der Sperrklinkenbuchse 15 entsteht eine Friktionskraft an der Feder 35 bzw. am Federschenkel 36, wodurch entsprechend der Lage des Feder-Angriffspunktes in bezug auf den Schwenkpunkt «5 (Bolzen 28) des Fliehgewichtes 29 ein kräftiges Moment bewirkt wird, welches das unmittelbar beaufschlagte Fliehgewicht in die Ruhestellung zurück einzuschwenken vermag, unabhängig von der von der Tretgeschwindigkeit abhängigen Drehzahl des Antreibers 3. Über den Steuerzapfen 30 am beaufschlagten Fliehgewicht 29 und die mit dem Steuerzapfen gekoppelte Schaltscheibe 31 wird auch das andere, gleichfalls gekoppelte Fliehgewicht 29 am Ausschwenken gehindert. Dieser Betriebszustand ist insbesondere in F i g. 2 deutlieh zu erkennen. Der Antrieb der Nabe erfolgt in diesem Betriebszustand vom Antreiber über die Lagerhülse 12 auf die direkt gekuppelte Sperrklinkenbuchse 15 mit deren Sperrklinken 19 auf die Verzahnung 21 der Nabenhülse 2 im Normalgang.

Wenn durch Wahl der Schaltstellung II der Schnellgang der Mehrgang-Übersetzungsnabe eingeschaltet wurde, wird dabei die Sperrklinkenbuchse 15 gegen die Kraft einer Feder 41 in der Zeichnung nach links verschoben und nimmt die in F i g. 3 gezeigte Stellung ein. Der Antriebsfluß geht wiederum vom Antreiber 3 sowohl über den Stützring 8 auf die Lagerhülse 12 und damit auf die mittels axial lang ausgebildeter Verzahnung 16 gekuppelte Sperrklinkenbuchse 15 mit den Sperrklinken 19 in Eingriff mit der Verzahnung 21 der Nabenhüise 2 als auch über das Planetengetriebe 6, 7,8 und 9 auf das schneller drehende Hohlrad 10 und den Fliehkraftschalter 26. Infolge der vorerwähnten axialen Verschiebung steht die Sperrklinkenbuchse 15 nunmehr so, daß der Federschenkel 36 der auf der Sperrklinkenbuchse axial festliegenden Friktionsfeder 35 bei Umlauf des schneller drehenden Fliehgewichtsträgers 27 gegen den Ansatz 38 am Fortsatz 37 eines der Fliehgewichte 29 am Fliehgewichtstrager 27 anschlägt. Durch die Reibung der auf diese Weise festgehaltenen Friktionsfeder 35 auf der Sperrklinkenbuchse 15 entsteht wiederum eine Zusatzkraft die nunmehr aber infolge des Angriffes des Federschenkels 36 am Ansatz 38 nahe dem Schwenkpunkt 45 des Fliehgewichtes dieses zum Ausschwenken bringt. Über den Steuerzapfen 30 am ausgeschwenkten Riehgewicht 29 wird die Schaltscheibe 31 verschwenkt und ober den Steuerzapfen 30 am anderen Fliehgewicht 29 wird auch dieses zum Ausschwenken gebracht, dabei werden gleichzeitig die von der Schaltscheibe 31 gesteuerten Sperrklinken 32 zum Ausschwenken freigegeben. Diese Sperrklinken 32 greifen in den Mitnehmerring 33 ein, wodurch die Nabenhülse 2 nunmehr mit der Drehzahl des Hohlrades 10 angetrieben wird, unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit (Drehzahl der Nabenhüise), allein abhängig von der Drehzahl des Antreibers. Die zuvor auf das Gesperre 21 wirkenden Sperrklinken 19 werden dabei überholt (hierzu F i g. 3 und 4).

Bei einer dritten möglichen Schaltstellung A (= Automatik) ist die Sperrklinkenbuchse 15 so weit axial nach links gegen die Spannung der Feder 41 verschoben, daß der Federschenkel 36 der Friktionsfeder 35 bei Drehung des Antreibers vollständig ungehindert und frei von dem Ansatz 38 eines jeden Fliehgewichtes 29 umlaufen kann. In dieser Betriebsstellung bei der erwähnten Schaltstellung A wird also keinerlei Einfluß auf die Friktionsfeder 35,36 ausgeübt d. h„ eine Zusatzkraft wird nicht wirksam auf die Fliehgewichte 29.

Die Stellung der Fliehgewichte 29 des Fliehkraftschalters 26 ist in der geschilderten Schaltstellung A ausschließlich abhängig von der Antreiberdrehzahl, entweder sind dabei die Kräfte der Rückholfedern 34 größer, oder es überwiegen die Kräfte der Fliehgewichte 23, je nachdem ist dann der Normalgang oder der Schnellgang eingeschaltet Die diesen beiden Schaltstellungen entsprechenden Getriebefunktionen wurden vorstehend bereits bei der Schaltstellung I bzw II geschildert.

Ein anderes Ausführungsbeispiel einer Mehrgang-Übersetzungsnabe mit Wahlschaltung ist in den F i g. 5 bis 11 gezeigt. Im Aufbau gleichen sich die beiden Ausführungsformen, die Bauteile sind mit Ausnahme der Fliehgewichte, der zur Lagerung der Fliehgewichte dienenden Bolzen und der Sperrklinkenbuchse einander gleich, demzufolge sind gleiche Nabenbauteile auch mit den gleichen Bezugszeichen wie bei den F i g. 1 bis 4 bezeichnet. Nachstehend werden deshalb nur die abweichend gestalteten Bauteile der Mehrgang-Nabe be schrieben. — Am Fliehgewichtsträger 27 sind auf BoI zen 45 Hiehgewichte 46 schwenkbar gelagert. Dies« Bolzen 45 sind gegenüber den Bolzen 28 in den F i g. 1 bis 4 dadurch unterschiedlich, daß sie jeweils ein übei das Fliehgewicht axial beträchtlich überstehendes End« aufweisen, das in dieser Ausfühningsform als Anschlag für den Federschenkel 36 der Friktionsfeder 35 beirr Umlaufen der Sperrklinkenbuchse 15 dienen kann.

Die Fliehgewichte 46 unterscheiden sich von denjeni gen der Ausführungsform 29 gemäß den F i g. 1 bis ' unter anderem dadurch, daß sie am freien Ende jeweili einseitig in der Breite vermindert sind (vgl. insbesonde re F i g. 5). Nahe dem Schwenkpunkt (Bolzen 45) ist je des Fliehgewicht 46 im Zuge des Gewichtskörpers ii einem Fortsatz 47 verlängert Dieser Fortsatz 47 ha radial innen eine Kontur, die etwa derjenigen des Flieh gewichtes selber entspricht an dieser inneren Kontu weist der Fortsatz 47 einseitig eine Abschrägung 48 aul die zum radial inneren Bereich hin zunimmt Der Fort satz 47 hat in Umfangsrichtung eine Begrenzungskante die, etwa bei dem Steuerzapfen 30 beginnend, schräj mit wachsendem Innenbogen verläuft wie es insbeson dere in Y i g. 7 zu erkennen ist Den Lagerstellen fü Steuerzapfen 30 und Bolzen 45 benachbart ist auch ai diesem Fliehgewicht 46 ein axialer Fortsatz vorgese hen. der dem bereits eingehend beschriebenen Fortsat 37 mit radialem Ansatz 38 und U förmigem Durchial 39 am Dichgcwicht 29 der Ausführung gemäß de

509619'Π

ίο

F i g. 1 bis 4 gleicht. Diese Positionen werden deshalb auch für die Fliehgewichte 46 gemäß Ausführungsbeispiel F i g. 5 bis 11 übernommen.

Die Wirkungsweise einer Mehrgang-Übersetzungsnabe mit den Fliehgewichten 46 auf dem Fliehgewichtsträger 27 des Fliehkraftschalters 26 wird nachstehend an Hand der Fig.5 bis 7 beschrieben. In diesen Darstellungen ist die Mehrgang-Nabe im Schaltzustand 1 (Normalgang) gezeigt. Wie insbesondere aus F i g. 6 ersichtlich ist, befinden sich die Fliehgewichte 46 in eingeschwenkter Stellung. Bei der gewählten Schaltstellung I ist die Sperrklinkenbuchse 15 axial in der Nabenhülse 2 so weit verschoben, daß der Federschenkel 36 der Friktionsfeder 35 bei Umlauf des Fliehgewichtsträgers 27 mit den Fliehgewichten 46 zwar den U-förmigen Ausschnitt 39 am axialen Fortsatz 37 frei durchläuft, aber dann gegen den verlängerten Bolzen 45 anschlägt. In dieser Schaltstellung I befindet sich, wie F i g. 5 deutlich erkennen läßt, die Sperrklinkenbuchse 15 axial innerhalb der Fliehgewichte 46. Die Fortsätze 47 an den Fliehgewichten 46 oberhalb der jeweiligen Schwenkpunkte (Bolzen 45) werden dadurch radial außen festgehalten, wie insbesondere in F i g. 7 angedeutet ist. Ein Einschwenken der Fortsätze 47 infolge Ausschwenkens der Fliehgewichte 46 bei steigender Antreiberdrehzahl wird dadurch verhindert, eine Einwirkung über die Zapfen 30 auf die Schaltscheibe 31 bzw. die Sperrklinken 32 ist nicht möglich.

Wenn vor dem Umschalten in Schaltstellung 1 die Fliehgewichte 46 bereits um einen gewissen Betrag ausgeschwenkt sind, was in der Mehrzahl der Betriebsfälle vorkommen kann, so drängt die Sperrklinkenbuchse 15 während der durch das Umschalten bewirkten Axialverschiebung die Fortsätze 47 der Fliehgewichte 46 radial nach außen, was durch die Abschrägung 48 an letzteren besonders gefördert wird. Außerdem ist die Sperrklinkenbuchse 15 am Ende des zylindrischen Schaftteiles mit einer umlaufenden Abschrägung 49 versehen, um das Zusammenwirken mit den Fliehgewichten 46 über deren Fortsätze 47 betriebssicher zu ermöglichen. Dieser Vorgang erfolgt unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit.

Bei Wahl der Schalterstellung Il (Schnellgang) wird die Sperrklinkenbuchse 15 in die in F i g. 8 gezeigte axiale Stellung verschoben. Die Fortsätze 47 an den Fliehgewichten 46 können nunmehr axial neben der Sperrklinkenbuchse 15 völlig einschwenken. Mit der Sperrklinkenbuchse 15 läuft die Friktionsfeder 35 um, bis der Federschenkel 36 am axialen Fortsatz 37 eines der Fliehgewichte 46, und zwar am äußeren Ansatz 38, anschlägt Die Fliehgewichte 46 laufen, wie bereits erwähnt, stets schneller um als die Sperrklinkenbuchse 15, so daß eine Friktionskraft entgegen der Antriebsrichtung der Nabe in Umfangsrichtung auf den axialen Fortsatz 37 des einen beaufschlagten Fliehgewichtes 46 entsteht. Dadurch wird ein Moment hervorgerufen, das zunächst das unmittelbar beaufschlagte Riehgewicht auszuschwenken versucht, diese Bewegung wird über den Steuerzapfen 30 auf die Schaltscheibe 31 und über den zugeordneten Steuerzapfen 30 auch auf das andere Fliehgewicht übertragen, so daß auf Grund der vorerwähnten Friktionskraft seitens der Friktionsfeder 35 beide Fliehgewichte zum Ausschwenken veranlaßt werden. Durch die dabei bewirkte, bereits bei den F i g. 3 und 4 beschriebene Verdrehung der Schaltscheibe 31 auf dem Fliehgewichtsträger 27 des Fliehkraftschalters 26 werden die Sperrklinken 32 zum Ausschwenken freigegeben und kommen zum Eingriff in dem Mitnehmerring 33 der Nabenhülse 2, wodurch diese mit der erhöhten Drehzahl des Fliehgewichtsträgers 27 angetrieben wird. Die bisher für den Antrieb wirksamen Sperrklinken 19 an der Sperrklinkenbuchse 15 werden von der nunmehr schneller umlaufenden Nabenhülse 2 überholt. Dieser Betriebszustand der Fliehgewichte 46 ist in F i g. 9 dargestellt.
In Fig. 10 ist am Beispiel eines einzelnen Fliehgewichtes angedeutet, wie der Fortsatz 47 des Fliehgewichtes 46 nunmehr in den Bereich der axial verschobenen und deshalb nunmehr nichv mehr sperrenden Sperrklinkenbuchse 15 hineinschwenken kann, bis das Fliehgewicht innerhalb der Nabenhülse 2 zum Anliegen kommt.

In Fig. 11 ist eines der Fliehgewichte 46 mit Fortsatz 47 und von der Sperrklinkenbuchse 15 lediglich der Schaftteil mit der Friktionsfeder 35 mit Federschenkel 36 perspektivisch in einer sogenannten Sprengzeichnung dargestellt

In der auch bei dieser Ausführungsform einer Mehrgang-Übersetzungsnabe vorgesehenen Schaltstellung A (Automatik) ist die Sperrklinkenbuchse 15 in der Nabenhülse 2 axial so weit nach links verschoben, daß die Friktionsfeder 35 mit Federschenkel 36 frei umlaufen kann, ohne mit irgendeinem Bauteil des Fliehkraftschalters 26 zusammenzuarbeiten. Auf die Fliehgewichte 46 wirken lediglich die Kraft der Rückholfedern 34 und die Fliehkraft selbst ein, wodurch sich je nach dem, welche Kraft überwiegend ist der Schnell- oder Normalgang einschaltet.

Auch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel einer Mehrgang-Übersetzungsnabe mit Wahlschaltung erfolgt die eigentliche Gangumschaltung radial, ungeach-

tet der axialen Einleitung des Schaltvorganges über den buchsenförmigen Nabenteil (Sperrklinkenbuchse 15). Zum Zurückschalten vom Schnell- in den Normalgang hat kurzzeitig eine Verlangsamung oder auch ein Stillstand der Pedal-C= Antreiber-} Drehzahl zu erfolgen

damit die von den Fliehgewichten 46 beeinflußter Sperrklinken 32 von der Nabenhülse 2 bzw. dem Mit nehmerring 33 überholt und radial nach innen außei Eingriff gebracht werdea Außer während der Betäti gung des hier nicht gezeigten Schalters am Rahmen rohr oder an der Lenkstange kann jederzeit und unbe grenzt bei dieser Mehrgang-Obersetzungsnabe aucl rückwärts getreten werden.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mehrgang-Übersetzungsnabe mit automatischer Gangumschaltung für Fahrräder oddgL, bestehend aus einer über ein einziges Verbindungselement getriebenen Nabenhülse und einer treibenden Antriebseinrichtung, wobei die Antriebseinrichtung einen Antreiber, innerhalb der Nabenhülse mindestens ein Getriebe und Kupplungseinrichtungen umfaßt und darin ferner mindestens ein mit Fliehgewichten ausgestatteter Fliehkraftschalter vorhanden ist, der mit mindestens einer dieser Kupplungseinrichtungen in Wirkverbindung steht, wobei innerhalb der Nabenhülse sowohl eine Einrichtung zur willkürlichen Blockierung der automatischen Gangumschalteinrichtung als auch eine Eint ichtyng zur willkürlichen Gangumschaltung vorgesehen ist, diese Einrichtung zur willkürlichen Blockierung der automatischen Gangumschalteinrichtung gleichzeitig als Schalteinrichtung zur Betätigung des willkürlichen GangumschaltVorganges dient und die Blokkier- und Schalteinrichtung über eine vorzugsweise einen Schaltdraht eine in die Nabe hineingreifende Zug- oder Druckstange und einen im Nabeninneren vorgesehenen Schubklotz umfassende Versielleinrichtung mit einem willkürlich betätigbaren Schalter verbunden ist. nach Patent 1911548, dadurch gekennzeichnet, daß zu der willkürlichen Gangumschaltung ein einziger etwa buchsenförmig. zugleich zur Weiterleitung des Antriebsdrehmomentes ausgebildeter Nabenteil auf der Nabenachse in an sich bekannter Weise durch Handschaltung gegen Federkraft axial verschiebbar angeordnet ist und daß zur willkürlichen Blockierung der automatischen Gangumschaltung zwischen dem buchsenförmigen Nabenteil und den Fliehgewichten des Fliehkraftschalters kraft- bzw. formschlüssige Ge triebeteile vorgesehen sind.

2. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeteile zur Blockierung der automatischen Gangumschaltung eine Friktionsfeder (35) aufweisen, wobei diese einerseits an dem umlaufenden buchsenförmigen Nabenteil (15) schleift und andererseits in mindestens einer Schaltstellung mit einem abgebogenen Federschenkel (36) mit jeweils einem von auf einem Fliehgew ichtsträger (27) schwenkbar angeordneten Fliehgewichten (23; 46) zusammenarbeitet.

3. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der buchsenförmige Nabenteil (15) für die willkürliche Gangumschaltung zugleich auch als Getriebeteil zur Blockierung der automatischen Gangumschaltung dient und daß dabei durch seine Axialverschiebung die Fliehgewichte (46) in der eingeschwenkten Stellung festlegbar sind.

4. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 1 und 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß der axial verschiebbare buchsenförmige Nabenteil (15) zugleich auch als Träger für Sperrklinken (19) ausgebildet ist.

5. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte (29; 46) jeweils einen axial gerichteten Fortsatz (37) aufweisen, die nahe ihrem Schwenkpunkt (28; 45) und einseitig angeordnet zum Zusammenwirken mit der auf dem Schaft des buchsenförmigen Nabenteiles (Sperrklinkenbuchse 15) umspannend angebrachten Friktionsfeder (35,36) dienen.

6. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet daß der axiale Fortsatz

(37) an jedem Fliehgewicht (29, 46) in seiner radial nach innen gerichteten Kontur so geformt ist, daß in einer Axiafstellung des buchsenförmigen Nabeateiles (Sperrklinkenbuchse 15) die auf diesem angeordnete Friktionsfeder (3S) mit ihrem radial abgebogenen Federschenkel (36) frei umlaufen kann, während in mindestens einer axial verschobenen Beiriebssicllung des buchsenförmigen Nabenteiles (Sperrklinkenbuchse 15) der Federschenkel (36) der Friktionsfeder (35) am Fortsatz (37) des jeweiligen Fliehgewichtes (29; 46) anschlägt

7. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Fortsatz (37) am Fliehgewicht (29; 46) im Abstand vom Körper des Fliehgewichtes (29; 46) einen abgewinkelten

ao und radial nach innen gerichteten Ansatz (38) aufweist, wobei der Fortsatz (37) mit dem Ansatz (38) und der benachbarten Seitenfläche des Fliehgewichtes (29: 46) die Form eines zur Drehachse des Fliehgewichtsträgers (27) hin offenen U (39) bildet.

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8. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 5.

6 oder 7. dadurch gekennzeichnet daß die Fliehgewichte (29) jeweils am freien Ende einen axial gerichteten einseitigen Vorsprung (40) aufweisen.

9. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 5. 6 oder 7. dadurch gekennzeichnet daß die Fliehgewichte (46) am freien Ende jeweils einseitig in der Breite vermindert sind.

10. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 5, 6 oder 7 und 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte (46) jeweils nahe dem Schwenkpunkt (45) einen im Zuge des Gewichtskörpers (46) sich über den Schwenkpunkt (45) hinaus erstreckenden Fortsatz (47) aufweisen, welcher seinerseits eine zum radial inneren Bereich hin zunehmende Abschrägung (48) hat.

11. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 5 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der buchsenförmige Nabenteil (Sperrklinkenbuchse 15) am Schaftende radial außen eine umlaufende Schräge (49) zur Zusammenarbeit mit den Fliehgewichten (46) bzw. den daran vorgesehenen Fortsätzen (47) aufweist.

12. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 4 oder U. dadurch gekennzeichnet daß der buchsenförmige Nabenteil (SperrklinkenbuchselS) im wesentlichen zylindrisch mit einem scheibenartigen Endteil (17) ausgebildet ist. wobei in diesem Endteil (17) radial offene Aufnahmetaschen (18) für die Sperrklinken (19) vorgesehen sind, während der Schaftteil am axial anderen Ende des buchsenförmigen Nabenteiles (Sperrklinkenbuchse 15) eine Bohrung mit Kupplungsverzahnung (16) aufweist.