DE2200688B2 - Naben-Planetenschaltgetriebe für Zweiradfahrzeuge und dgl - Google Patents

Description

fungseinsiellung solche Zwischenstellungen

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an s.ch

iffi Sr"Vermeidung.dieses Na« ,ο hShtlS seiner Funktionssicherheit derart zu verbessern daß keine SchaH-Zwischenstellungen möglich S wobei gleichzeitig dafür gesorgt werden soll, daß das Griebe nicht beschädigt wird, wenn der Antreiber fm Schnellgang plötzlich in entgegengesetzter R.ch^tUnz^gu?^eLosung^Wdieser Aufgabe ist das Naben-P.anetenschalgetriebf erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet daß zwischen dem Kupplungsgl.ed und dem Hohl-SSn weiterer Freilauf angeordnet ,st und daß das

kupplungsglied automatisch aus dem Fmjnff in den Plane enfräger und/oder das Hohlrad lösbar .st wenn im Schnei gLg der Antreiber rückwärts gedreht wird.

Das Kupplungsglied kann also über den weiteren Freilauf ständig mh dem Hohlrad in Eingriff stehen, un-

a₅ abh ng g davo^gn. ob es am Planetensteg angreift oder nicht fsf ein Eingriff in den Planetensteg vorhanden, so befindet sich der weitere Freilauf in der UberholsteiuTng Sofort dann, wenn der Eingriff in den Planeten- Teg gelöst wird, tritt der weitere Freilauf m Aktion und

überträgt das Drehmoment vom Kupplungsglied direkt auf das Hohlrad. Es bef.eht also keine Möglichkeit zu

Die Erfindung bezieht sich auf ein Naben-Planetenschaltgetriebe für Zweiradfahrzeuge u.dgl. mit einem Antreiber, mit einem drehfest und axial verschiebbar auf diesem gelagerten Kupplungsglied, das wahlweise in einen Planetenträger oder in ein Hohlrad eingreift, mit einem Freilauf zwischen dem Planetenträger und der Nabe sowie mit einem durch die Axialverschiebung des Kupplungsgliedes ausschaltbaren Gesperre zwisehen dem Hohlrad und der Nabe.

Bei einer bekannten Anordnung dieser An (»Antriebstechnik«, Jg. 4, 1965, Nr. 10, S. 374, Beispiel 11) kann das Kupplungsglied erst dann in das Hohlrad eingreifen, wenn es den Eingriff mit dem Planetenträger verlassen hat, bzw. umgekehrt. Es ergeben sich also Zwischenstellungen, bei denen keine Antriebsübertragung möglich ist und bei denen der Antreiber dement-

lungcii. , .

w.ra aer Antreiber im Normalgang wahrendI das Kupplungsgl.ed das Drehmoment auf das Hohlrad Krag?, in entgegengesetzter Richtung betätigt, so gefangt der zusätzliche Freilauf automat.sch w.eder m die Überholstellung. Tritt eine derartige gegenläufige Betätigung des Antreibers hingegen auf. wahrend das Kupplungsglied in den Planetens.eg eingreift so konnte es zu Beschädigungen des Geti.ebes kommen, wenn nicht wie es nach der Erfindung vorgesehen .st. dieser Eingriff automatisch aufgehoben würde.

Bei einer besonders vorteilhaften konstruktiven Gestaltung zur Erzielung dieser Sicherhe.tsfunktion ist zwischen dem Kupplungsglied und dem Planetenträger eine Klauenkupplung mit rückwärtig abgeschrägten Eingriffsflächen vorgesehen, wie s.e bereits aus der GB-PS 953 095 bekannt ist.

Der weitere Freilauf ist vorzugsweise als Zahngesperre ausgebildet, dessen Klinken beim Eingriff des Kupplungsgliedes in den Planetenträger von den zugehörigen Zähnen abhebbar sind. Damit wird das den zweiten Freilauf bildende Zahngesperre geschont, und es besteht dennoch die Möglichkeit, den weiteren Freilauf sofort dann eingreifen zu lassen, wenn sich da< Kupplungsglied vom Planetenträger trennt.

Bei einem besonders vorteilhaften Ausfuhrungsbeispiel liegen der weitere Freilauf und das Gesperre ir einer gemeinsamen Querebene der Nabe. D.es fuhrt zi einer besonders platzsparenden und gedrungenen Kon struktion. Erhöht wird dieser Vorteil dadurch, daß dt« Elemente des weiteren Freilaufs und des Gesperres ab wechselnd in Umfangsrichtung des Kupplungsgliede

verteilt sind. ..

65 Vorzugsweise ist das Hohlrad vom Kupplungsgl.ei gegen die Wirkung einer Feder axial verschiebbar, un das Gesperre auszuschalten. Auch dies trägt dazu be den Platzbedarf der Nabe zu vermindern. Um dabc

eine möglichst verschließfeste Konstruktion zu erreichen, kpnn ein Ende der Feder an einer Scheibe mit geringem Reibungskoeffizienten anliegen.

In der Zeichnung sind Ausföhrungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

F i g. I zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Naben-Planetengetriebes, wobei die obere Hälfte der Zeichnung eine relative Anordnung der Teile entsprechend einem »hohen Gang« der Nabe zeigt und die untere Hälfte eine relative Anordnung entsprechend einem »niedrigen Gang« der Nabe zeigt.

F i g. 2a und 2b zeigen Querschnitte gemäß den Schnittlinien A-A und B-B in der F i g. 1.

F i g. 3 zeigt ein Teilstück einer abgewandelten Ausführungsform der Nabe im Längsschnitt.

Fig.4 zeigt einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie C-Cin Fi g. 3.

F i g. 5 zeigt einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nabe.

F i g. 6 zeigt einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie D- D nach F i g. 5.

Ein Naben-Planetenschaltgetriebe für ein Fahrrad enthält einen Nabenkörper 11, eine Nabenachse 12, die sich axial durch den Nabenkörper erstreckt, ein festes Sonnenrad 13, gesichert auf der Nabenachse, eine Anzahl, vorzugsweise vier, von Planetenrädern 14 im Abstand und im Winkel um das Sonnenrad 13 und im Eingriff mit ihm angeordnet, wobei das Planetenrad drehbar in einem Planetenträger 15 gelagert ist. ein Hohrad 16, das außerhalb der Planetenträger 14 und in Eingriff mit den Planetenrädern angeordnet ist, einen Freilauf 17 zwischen dem Planetenträger 15 und dem Nabenkörper 11, ein Gesperre 18 zwischen dem Zahnkranz 16 und dem Nabenkörper U, eine Kupplungshülse 19, die auf der Nabenachse gleiten kann und wahlweise mit dem Planetenträger oder mit dem Hohlrad verbunden werden kann und einen Antreiber 21, der mit der Kupplungshülse verbunden ist und eine Drehbewegung auf die Hülse über ein Antriebskettenzahnrad 22 überträgt.

Der Planetenträger 15 ist etwa röhrenförmig, wobei ein Ende des Trägers verdickt ist und dort Aussparungen vorgesehen sind, um die Planetenräder aufzunehmen. Die Planetenräder sind auf Lagerbolzen 23 gelagert. Das andere Ende des Planetenträgers hat eine radial nach außen gerichtete Vergrößerung mit Aussparungen 15a, innerhalb derer federbelastete Klinken 17a des Freilaufes 17 schwenkbar angeordnet sind. Das Ende des Pbnetenträgers, das die Planetenräder trägt. ist mit inneren Aussparungen 15b für den Eingriff mit Gegenklauen 19a versehen, die sich axial am inneren Ende der Kupplungshülse 19 erstrecken.

Das Hohlrad 16 hat eine Innenverzahnung Ifta zum Eingriff mit den Planetenrädern 14, ist etwa röhren- bzw. ringförmig und erst-eckt sich mit den Klinkenbolzen 18a' in der axialen Richtung der Nabe etwa über dieselbe Länge wie die Kupplungshülse 19, die radial innerhalb des Hohlradeü liegt. Im Enddeckel 26 sind Aussparungen 18b zur Aufnahme von federbelasteten Klinken 18a des Gesperres 18 vorgesehen, wobei die Klinken in den Aussparungen mittels Klinkenbolzen 18a' schwenkbar angeordnet sind.

Eine zweite Reihe von Aussparungen 24b ist in der Kupplungshülse 19 ausgebildet, um die Klinken 24a eines weiteren Freilaufs 24 aufzunehmen, wobei diese Klinken 24a in Gesperrezähne 246, die am äußeren Umfang der Kupplungshülse ausgebildet sind, eingreifen, um eine Antriebsverbindung zwischen der Kupplungshülse und dem Hohlrad vorzusehen, wie es min nachfolgend beschrieben wird.

Der Freilauf 17 besteht aus Klinken 17a, die vom Planetenträger gehalten werden, und aus einem Gesperrering 17b, der in einem Enddeckel 25 ausgebildet ist, der an den Nabenkörper als ein Verschlußdeckel angeschraubt ist, wobei die besagten Klinken in den Gesperrering eingreifen, um einen Vorwärtsanlrieb auf den Nabenkörper in der niedrigen Gangstellung der Nabe zu übertragen, jedoch den Gesperrering bei normaler und hoher Gangstellung der Nabe überlaufen.

Das Gesperre 18 besteht aus Klinken 18a, die vom Hohlrad 16 getragen werden, und aus einem Gesperrering 186, der in einem zweiten Enddeckel 26 ausgebildet ist und ebenso an den Nabenkörper angeschraubt ist. Die Klinken 18a greifen in den entsprechenden Gesperrering 186 ein, um eine Antriebsbewegung auf die Nabe in normalen und höheren Gängen zu übertragen, wobei die Klinken 18a im niedrigen Gang der Nabe ausklinken, wie es nachfolgend bes- '.rieben wird.

Die Kupplungshülse 19 weist einerseits die sich radial erstreckenden Klauen 19a zum Antriebseingriff mit den entsprechenden Aussparungen am Planetenträger und die Gesperrezähne 24b des weiteren Freilaufs 24 auf und ist andererseits mit vier radial nach außen gerichteten Stegen 19e versehen, die in Winkelabständen um sie herum angeordnet sind, wobei die Stege gleirbar in entsprechende innere Aussparungen 21a, die im Antreiber 21 ausgebildet sind, eingreifen. Die Kupplungshülse ist auch mit einer Schulter 19i> versehen, gegen die ein Kupplungsbolzen 27 anliegt, der mit einer nicht gezeigten Einstellstange verbunden ist, wobei die Kupplungshülse unter Federdruck gegen die Planetenträger durch eine Druckfeder 28 gedrückt wird, die koaxial um die Achse angeordnet ist und zwischen einer Gegenhaltemutter 29, die auf die Achse aufgeschraubt ist und die innere Lauffläche eines Treiberlagers 31 bildet, und einer weiteren Schulter 19c in der Bohrung der Kupplungshülse 19 liegt. Die Arbeitsweise der Nabe ist wie folgt:

Mit der in der oberen Hälfte von F i g. 1 gezeigten Anordnung der Teile zueinander, die einer hohen Gangeinstellung der Nabe entspricht, wird ein Antrieb vom Antriebskettenrad 22 über den Antreiber 21 auf die Kupplungshülse 19 und dann über die zusammengewirkten Klauen 19a, 156 auf den Planetenträger übertragen. Vom Planetenträger wird der Antrieb auf das Hohlrad 16 über die Planetenräder 14 und vom Hohlrad auf das Gesperre 18 und dann auf den Nabenkörper übertragen. In der hohen Schaltstufe der Nabe werden dia Klinken 24a außer Eingriff mit ihrem entspre chenden Gesperrering auf der Kupplungshülse durch den Endbereich 19c/ der Hülse gehalten, da der An triebseingriff jederzeit durch das Überlaufen des Hohl rades 16 bezüglich der Kupplungshülse 19 vermieder wird.

Eine Einstellung der Kupplungshülse 19 nach recht: (in F i g. 1) gegen den Widerstand der Feder 28 in eint Stellung, die zwischen der Stellung ließt, die in der obe ren und unteren Halte der F i g. 1 gezeigt ist, wird einei normalen oder mittleren Gang ergeben, wobei sold eine Einstellung die zusammenwirkenden Klauen 19 und \5b in der Kupplungshülse und im Planetenträge löst und die Kupplungshülse 19 in eine Stellung schieb in der die Klinken 24a auf den entsprechenden Gesper rering 24b zum Eingriff mit ihm ausgerichtet sind.

Die Antriebsübertragung im normalen Gang erfolg

22 OO

vom Antreiber 21 über die Kupplungshülsc 19 und die weitere in einer Richtung wirkende Kupplungsanordnung 24 auf das Hohlrad 16 und von dort auf den Nabenkörper 11 über das Gesperre 18.

Durch eine weitere axiale Verschiebung der Kupplungshülse nach rechts (wie in F i g. 1 zu sehen) wird durch den Endbereich 19c/der Kupplungshülse ein Ansatz 18a" angestoßen, der an jeder der Klinken 18.? ausgebildet ist, um die Klinken auBer Eingriff mit dem Gesperrering zu bringen. Die Antriebsübertragung im to niederen Gang, dem die relative Anordnung der Teile, wie sie im unteren Teil der F i g. I gezeigt sind, entspricht, erfolgt vom Antreiber 21 auf die Kupplungshülse 19 und dann auf den Zahnkranz 16 über den weiteren Freilauf 24. Die Bewegung des Hohlrades 16 wird auf den Planetenträger 15 über die Planctenträger 14 übertragen und schließlich wird ein Antrieb auf den Nabenkörper über den ersten Freilauf 17 übertragen.

Um sicherzugehen, daß beim Rücktritt oder Freilauf bei einem Fahrrad, das mit einer Nabenschaltung ausgerüstet ist, kein Schaden an der Nabe auftreten wird, ist es notwendig. Mittel zum Lösen der Klauen 19a der Kupplungshülse aus den entsprechenden Aussparungen 15ft des Planetenträgers vorzusehen, wenn ein höherer Gang gewählt wird. Dies wird in der beschriebenen 2s Nabe durch eine Abschrägung der zusammenwirkenden Klauen 19a, 156 erreicht, so daß eine Rückwärtsbewegung der Kupplungshülse 19 relativ zum Planelenträger 15 die Kupplungshülse 19 automatisch axial verschiebt und außer Eingriff mit dem Planetenträger 15 bringt.

In einer anderen Ausführungsform sind die Stellungen der Klinken und des Gesperreringes des weiteren Freilaufes ausgetauscht. Eine solche Anordnung wird in F1 g. 3 und 4 gezeigt, wobei die Klinken 24a' von der Kupplungshülse 19 getragen werden und dort an Klinkenbolzen 24^ befestigt sind, wobei der entsprechende Gesperrering 246* innerhalb des Zahnkranzes 16' ausgebildet ist und der Ring eine Anstoßanordnung 16c/ zum Ausklinken der Klinken 24a' in einen höheren Gang hat.

In einer weiteren Anordnung ist statt Ansätzen an den Klinken des Gesperres zum Lösen der Klinken in der niederen Schaltstufe der Nabenschaltung ein axial verschieblicher Zahnkranz vorgesehen, wodurch die Klinken durch Einrücken auf geeignete Nockenflächen auf dem Gesperrsring gelöst werden. Um Raum innerhalb der Nabe vorzusehen, um ein axiales Verschieben des Zahnkranzes zum Lösen der Klinken zu ermöglichen, liegen die Klinken des Gesperres und der weiteren Mittel in einer gemeinsamen Querebene der Nabe, wobei die Klinken der zwei Gesperre in 90°-Intervallen in der Umfangsrichtung der Nabe abwechseln.

Die vorher erwähnte weitere Ausführungsform ist in F i g. 5 und 6 dargestellt. Dabei ist der Zahnkranz 16 axial verschiebbar gegen den Widerstand einer Druckfeder 32. die sich /wischen dem Enddeckel 26 und einem Absatz 16c/ erstreckt, der am äußeren Ende des Zahnkranzes ausgebildet ist. wobei sich ein Verschieben des Zahnkranzes 16 nach außen durch das Anstoßen der Kupplungshülse 19 an einen radial nach innen gerichteten Ringansatz 16edes Zahnkranzes an seinem äußeren Ende ergibt. Um die Verdrehwirkung auf die Druckfeder 32 zu vermindern, wird eine Kunststoffscheibe 33 mit geringem Reibungskoeffizienten zwischen das Ende der Feder und das Ende des Enddeckels gelegt.

Die Nabe, wie sie in F i g. 5 und 6 gezeigt ist. unterscheidet sich von der Ausführungsform, wie sie in F i g. I bis 4 dargestellt ist, nicht nur bezüglich des Gebrauchs eines axial verschieblichen Zahnkranzes, sondern auch bezüglich der Form und der Anordnung der Antriebsverbindung zwischen dem inneren Ende der Kupf/fungsscheibe und dem Planetenträger bei einem hohen Gang. Auf diese Weise greifen im Falle der Nabe nach F i g. 5 und 6 anal gerichtete Klauen 19; der Kupplungshülse 19 in Aussparungen 23a der Plane tenradbolzen und übertragen eine Antriebsbewegung auf den Planetenträger 15 über diese Bolzen.

Ferner ist die notwendige Einstellgenauigkeit für die hier beschriebene Nabenschaltung geringer als sie be bekannten Nabenschaltungen erforderlich ist.

Es können, obwohl die Verwendung einer Zahnge Sperreanordnung als in einer Richtung wirkende Kupp lungsanordnung bevorzugt wird, andere bekannte Kon struktionen. z. B. mit Kugeln, die in einer Fassung m: abgeschrägten Ausnehmungen angeordnet sind und ge gen ein anliegendes Gegenstück wirken, verwende werden.

Die Antriebsverbindung zwischen der Kupplungshül se und dem Planetenträger kann von der hier beschrie benen und dargestellten sich dadurch unterscheider daß äußere Klauen am Planetenträger zum Eingriff mi inneren entsprechenden Aussparungen an der Kupp lungshülse vorgesehen werden.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   : 1, Naben-Planetenschaltgetriebe fQr Zweiradfohr-Seuge u.dgl. mit einem Antreiber, mit einem drehfest und axial verschiebbar auf diesem gelagerten Kupplungsglied, das wahlweise in einen Planetenträger oder in ein Hohlrad eingreift, mit einem Freilauf zwischen dem Planetenträger und der Nabe sowie mit einem durch die Axialverschiebung des Kupplungsgliedes ausschaltbaren Gesperre zwischen dem Hohlrad und der Nabe, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kupplungsglied (19) und dem Hohlrad (16) ein weiterer Freilauf (24) angeordnet ist und daß das Kupplungsglied (19) automatisch aus dem Eingriff in den Planetenträger (15) und/oder das Hohlrad (16) lösbar ist. wenn im Schnellgang der Antreiber rückwärts gedreht wird.
2. 2. Getriebe nach Anspruch 1. dadurch gekenn· zeichnet, daß zwischen dem Kupplungsglied (19) und dem Planetenträger (15) eine Klauenkupplung (19a, 156) mit rückwärtig abgeschrägten Eingriffsflächen vorgesehen ist.
3. 3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Freilauf (24) als Zahngesperre ausgebildet ist, dessen Klinken (24a) beim Eingriff des Kupplungsgliedes (Kupplungshulse 19) in den Planetenträger (15) von den zugehörigen Zähnen (24ö) abhebbar sind.
4. 4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Freilauf (24) und das Gesperre <18) in ^iner gemeinsamen Querebene der Nabe liege.i.
5. 5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente des weiteren Freilaufs (24) und des Gesperres (18) abwechselnd in Umfangsrichtung des Kupplungsgliedes (19) verteilt sind.
6. . 6. Getriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (16) vom Kupplungsglied (19) gegen die Wirkung einer Feder (32) axial verschiebbar ist, um das Gesperre (18) auszuschalten.
7. 7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Feder (32) an einer Scheibe (33) mit geringem Reibungskoeffizienten anliegt.

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