DE29714522U1

DE29714522U1 - Fahrrad-Nabenschaltung

Info

Publication number: DE29714522U1
Application number: DE29714522U
Authority: DE
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 1997-07-30
Filing date: 1997-08-13
Publication date: 1997-10-16
Anticipated expiration: 2007-08-14
Also published as: US5855530A

Description

Poschfngerstr. 6
Postfach 86 01 09
81628 Mönchen faekrad-nabenschaltung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrrad-Nabenschaltung, insbesondere eine Fahrrad-Nabenschaltung, die keine Umschaltung des Drehmoment-Eingangs erfordert und die Schaltung eines Planetengetriebes mit einem Einweg-Sperrhaken vornimmt.

In einer konventionellen Fahrrad-Nabenschaltung findet ein Planetengetriebe aus Zahnring, Planetenrädern und Sonnenrad Verwendung. Der Drehmomenteingang erfolgt über den Zahnring oder den Planetenradhalter mit einer Umschaltemöglichkeit. Abhängig vom verwendeten Eingangselement rotiert das Sonnenrad mit unteschiedlichen Geschwindigkeiten und unterschiedlichem Drehsinn. Falls der Planetenradhalter das Eingangselement ist, dreht sich das Sonnenrad im gleichen Sinn. Falls der Zahnring das Eingangselement ist, im umgekehrten Drehsinn. In US-Patent Nr. 5.078.664 ist die Regelung der Rotation des Sonnenrads durch zwei Einweg-Sperrhaken veröffentlicht. Eine solche Anordnung ist jedoch kompliziert.

Um die Anordnung zu vereinfachen, ist in US-Patent 5.273.500 ein zweistufiges Planetengetriebe mit einem gemeinsamen Planetenradhalter veröffentlicht. Darin wird die Rotation jedes Sonnenrads mit einem Einweg-Sperrhaken geregelt. Da sich jedoch die Anzahl der Sonnenräder und Zahnringe vermehrt, ist dieses System gewichtig und kompliziert.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fahrrad-Nabenschaltung mit vereinfachter Regelung der Rotation des Sonnenrads zu schaffen.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Fahrrad-Nabenschaltung zu schaffen, die einen einfachen Wechsel des Drehmomenteingangs erlaubt.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Fahrrad-Nabenschaltung mit geringem Volumen zu schaffen.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Fahrrad-Nabenschaltung von geringem Gewicht zu schaffen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht der vorliegenden Erfindung mit einer Darstellung der Verbindung der Bauteile.

Fig. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Zentralachse und der Regelungseinrichtung der vorliegenden Erfindung.
25

Fig. 3 Ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A - A in Fig. 1 zur Darstellung der Beziehung zwischen der ersten Übertragungseinheit und der zweiten Übertragungseinheit.
30

Fig. 4 Ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B - B in Fig. 1 zur Darstellung der Beziehung zwischen der Ausgangseinheit und dem zweiten Planetenradhalter.
35

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht des Einweg-Sperrhakens der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung der Arbeitsweise des Einweg-Sperrhakens der vorliegenden

Erfindung.

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung der Stellung

des zweiten Sperrhakens im ersten Gang. 10

Fig. 8 ist eine schematische Darstellung der Stellung des ersten Sperrhakens im ersten Gang.

Fig. 9 ist eine schematische Darstellung der Stellung des zweiten Sperrhakens im zweiten Gang.

Fig. 10 ist eine schematische Darstellung der Stellung des ersten Sperrhakens im zweiten Gang.

Fig. 11 ist eine schematische Darstellung der Stellung

des zweiten Sperrhakens im dritten Gang.

Fig. 12 ist eine schematische Darstellung der Stellung

des ersten Sperrhakens im dritten Gang. 25

Fig. 13 ist eine schematische Darstellung der Stellung des zweiten Sperrhakens im vierten Gang.

Fig. 14 ist eine schematische Darstellung der Stellung des ersten Sperrhakens im vierten Gang.

Fig. 15 ist eine schematische Darstellung der Stellung des zweiten Sperrhakens im fünften Gang.

Fig. 16 ist eine schematische Darstellung der Stellung des ersten Sperrhakens im fünften Gang.

Fig. 17 ist eine Tabelle des Übertragungsflusses in allen Gängen der vorliegenden Erfindung.

Fig. 18 ist eine Tabelle der Stellung der Sperrhaken und Mitnehmer in allen Gängen der vorliegenden Erfindung.

Die Fahrrad-Nabenschaltung der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Antriebseinheit 1; eine Nabe 2, die schließlich angetrieben wird; ein Planetenradsystem 4 aus einem Planetenradhalter 40 und mehreren Planetenrädern 41; einen zweiten Zahnring 30; einen ersten Zahnring 20; und ein Sonnenrad 50. Von der Antriebseinheit 1 werden eine Übertragungseinheit 10 und von dieser aus direkt der erste Zahnring 20 angetrieben. Die Rotationsgeschwindigkeit ändert sich beim Übergang auf die Planetenräder 41.

Sodann erfolgt eine Übertragung über den Planetenradhalter 40 oder den zweiten Zahnring 30 auf eine Ausgangseinheit 60 und schließlich auf die Nabe 2. Als Eingang findet nur der erste Zahnring 20 Verwendung. Der Eingang braucht nicht umgeschaltet zu werden, und der Drehsinn des Sonnenrads 50 kehrt sich nicht um. Das Sonnenrad 50 braucht lediglich durch einen Einweg-Sperrhaken 80 auf Grund der Steuerung durch eine Schalteinrichtung 70 auf einer Zentralachse 90 geregelt zu werden. Dadurch vereinfacht sich die Anordnung, und das Gewicht wird reduziert.

Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, ist die Zentralachse 90 ein fest angebrachter, länglicher Körper mit einem Vorder- und einem Hinterende, dessen Achse mit der Rotationsachse der Nabe 2 und des Planetenradsystems 4 zusammenfällt und

eine Längsachse definiert. In die Umfangsflache der Zentralachse 90, nahe der Mitte in Längsrichtung, sind ein erstes Aufnahmeloch 91 und ein zweites Aufnahmeloch 92 eingeschnitten. Das erste und zweite Aufnahmeloch 91, 92 haben einen bestimmten Abstand voneinander. In ihnen ist der Einweg-Sperrhaken 80 untergebracht. Nahe dem Vorderende der Zentralachse 90 ist in deren umfangsflache in Längsrichtung eine vordere Nut 93 eingeschnitten. Nahe dem Hinterende der Zentralachse 90 ist in deren Umfangsfläche in Längsrichtung eine hintere Nut 94 eingeschnitten. Die vordere und die hintere Nut 93, 94 halten die Schalteinrichtung 70.

Wie in Fig. 1 bis 4 gezeigt, weist die Schalteinrichtung 70 im wesentlichen einen ersten Ring 71, eine Röhre 72, einen zweiten Ring 73 und ein Steuerelement 74 auf. Der erste Ring 71 hat eine Mittelöffnung 711, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Röhre 72. Die Außenfläche des Rings 71 ist teilweise als Schrägfläche 713 in Form eines Kegelstumpfs geformt. Von der Innenfläche des Rings 71 ragt ein Stift 712 nach innen, der in die hintere Nut 94 der Zentralachse 90 paßt, so daß der erste Ring 71 an der Zentralachse 90 entlang gleitbar ist zur Steuerung der Drehmomentübertragung an die Ausgangseinheit (weiter unten erläutert).

Die Röhre 72 ist von passender Länge und umgibt drehbar die Zentralachse 90. Vom hinteren Ende der Röhre 72 aus ist eine erste Längsnut 721 in die Umfangsflache eingeschnitten. Die erste Längsnut 721 setzt sich an ihrem Vorderende als erste Quernut 722 fort, die in einem gezackten Verlauf etwa der Krümmung der Umfangsf lache der Röhre 72 folgt. Die erste Längsnut 721 und die erste Quernut 722 nehmen den Stift 712 des ersten Rings 71 auf, wenn dieser über die Röhre 72 gelegt ist. Jede Drehung

der Röhre 72 gegen den ersten Ring 71 führt durch den Verlauf der ersten Quernut 722 zu einer Längsbewegung des ersten Rings 71 zur Steuerung der Drehmomentübertragung an die Ausgangseinheit (weiter unten erläutert). In ähnlicher Weise ist vom vorderen Ende der Röhre 72 aus eine zweite Längsnut 723 in die ümfangsflache eingeschnitten. Die zweite Längsnut 723 setzt sich an ihrem Hinterende als zweite Quernut 724 fort, die in einem gezackten Verlauf etwa der Krümmung der Ümfangsf lache der Röhre 72 folgt und den zweiten Ring 73 führt sowie das Steuerelement 74 aufnimmt.

Der zweite Ring 73 und das Steuerelement 74 stehen mit der Röhre 72 an deren vorderen Ende in Verbindung. Der zweite Ring 73 weist, ähnlich dem ersten Ring 71, einen Innenöffnung 731, einen Stift 732 und eine Schrägfläche 733 auf. Der zweite Ring 73 ist über das vordere Ende der Röhre 72 gelegt, wobei der Stift erst in die zweite Längsnut 723, dann in die zweite Quernut 724 eindringt, ferner die vordere Nut 93 entlangläuft zur Steuerung der Drehmomentübertragung von der Übertragungseinheit (weiter unten erläutert). Das Steuerelement 74 ist röhrenförmig. Sein Drehwinkel wird von einem Benutzer eingestellt. Das Steuerelement 74 ist über das Vorderende der Zentralachse 90 gelegt. Von der ümfangsflache des Steuerelements 74 ragt ein Vorsprung nach außen und in die zweite Längsnut 723 der Röhre 72 hinein. Durch Drehen des Steuerelements 74 wird die Röhre 72 mitgenommen, und der erste und zweite Ring 71, 73 werden in Längsrichtung in der Hinter- und Vordernut 94, 93 geführt.

Wie in Fig. 2 und 6-8 gezeigt, sind eine erste Öffnung 725 und eine zweite Öffnung 726 in die ümfangsflache der Röhre 72 an verschiedenen Winkelpositionen eingeschnitten. Die Positionen in Längsrichtung der ersten und

zweiten Öffnung 725, 726 sind gleich denen des ersten und zweiten Aufnahmelochs 91, 92. Die erste und zweite Öffnung 725, 726 haben je eine T-Form aus einem schmalen und einem breiten Abschnitt, wobei der schmale Abschnitt jeweils zum vorderen Ende zeigt und der breite Abschnitt breiter als die Länge des Einweg-Sperrhakens 80 ist. Der schmale Abschnitt weist Wände auf, die sich nach der Innenseite der Röhre 72 hin erweitern. Der Einweg-Sperrhaken 80 ragt entweder nach außen in die Öffnungen 725, 726 oder zieht sich zurück in die Aufnahmelöcher 91, 92.

Wie in Fig. 1 und 5-8 gezeigt, weist der Einweg-Sperrhaken einen ersten Sperrhaken 81 und einen zweiten Sperrhaken 82 auf. Der erste Sperrhaken 81 ist in das erste Aufnahmeloch 91 eingelegt. Er umfaßt einen Mitnehmer 811, einen flachen Teil 813 und ein Endstück 812, die hintereinander entlang einer Achse parallel der Längsachse angeordnet sind und um diese Achse auswärts und einwärts drehbar sind. Eine Feder (nicht gezeigt) drückt den ersten Sperrhaken 81 nach außen, so daß der Mitnehmer 811 aus dem ersten Aufnahmeloch 91 ragt. Wenn sich die erste Öffnung 725 über dem ersten Aufnahmeloch 91 befindet, liegen das Endstück 812 und der flache Teil 813 gerade unter dem schmalen Abschnitt der ersten Öffnung 725, und der Mitnehmer 811 reicht durch deren breiten Abschnitt. Wenn in diesem Zustand die Röhre 72 gegen die Zentralachse 90 gedreht wird, stößt die Wand 725a gegen den flachen Teil 813 und dreht den Sperrhaken 81 einwärts, so daß der Mitnehmer 811 im ersten Aufnahmeloch 91 verschwindet. In der gleichen Weise ist der zweite Sperrhaken 82 im zweiten Aufnahmeloch 92 untergebracht. Er umfaßt, analog zum ersten Sperrhaken 81, einen Mitnehmer 821, einen flachen Teil 823 und ein Endstück 822. Durch Drehen der Röhre 72 gegen die Zen-

tralachse 90 wird so das Halten und Freigeben des Sonnenrads 50 gesteuert.

Wie in Fig. 1, 7 und 8 gezeigt, weist das Sonnenrad 50 ein erstes Sonnenrad 51 und ein zweites Sonnenrad 52 auf. Das erste Sonnenrad 51 hat einen größeren Durchmesser als das zweite Sonnenrad 52. Das erste und zweite Sonnenrad 51, 52 umgeben die Röhre 72 und haben Drehachsen, die mit der Längsachse zusammenfallen. Ihre Längspositionen sind gleich denen des ersten und zweiten Sperrhakens 81, 82. Die innere Umfangsfläche des ersten Sonnenrads 51 weist Einkerbungen 511 auf zur Aufnahme des ersten Sperrhakens 81. Die innere ümfangsflache des zweiten Sonnenrads 52 weist Einkerbungen 511 auf zur Aufnahme des zweiten Sperrhakens 82. Durch Drehen der Röhre 72 lassen sich das erste und zweite Sonnenrad 51, 52 einzeln arretieren oder drehbar machen, um so den Gang zu wechseln.

Wie in Fig. 1 gezeigt, umgeben mehrere Planetenräder 41 das Sonnenrad 50. Sie sind auf den Planetenradhalter 40 montiert. Der Planetenradhalter 40 ist beckenförmig mit einer Drehachse, die mit der Längsachse zusammenfällt. Die Vorderseite des Planetenradhalters 40 hat eine große Öffnung 401, die Rückseite hat eine kleine Öffnung 402. Der Durchmesser der großen Öffnung 401 ist größer als der Durchmesser des Sonnenrads 50. Die große Öffnung 401 umgibt das Sonnenrad 50, und die kleine Öffnung 402 umgibt die Röhre 72 nahe an deren hinterem Ende. Am vorderen Ende des Umfangs der großen Öffnung 401 befindet sich ein Mitnehmer 403, der mit der Übertragungseinheit 10 verzahnt sind. Ferner weist die ümfangsflache der großen Öffnung 401 mehrere Einschnitte auf, in denen die Planetenräder 41 untergebracht sind. Am hinteren Ende des Planetenradhalters 40 befindet sich ein Mitnehmer 42 zur

• ·

Verzahnung mit der Ausgangseinheit 60 und der Drehmomentübertragung an die Ausgangseinheit 60.

Wie in Fig. 1 und 4 gezeigt, umgibt die Ausgangseinheit 60 die Röhre 72, mit einer Drehachse, die mit der Längsachse zusammenfällt. An ihrer inneren ümfangsflache ist sie mit einer Einkerbung 601 versehen, zur Verzahnung mit dem Mitnehmer 42, um so vom Planetenradhalter 40 angetrieben zu werden. Ferner befinden sich an der Ausgangseinheit 60 Mitnehmer 63, die mit der Nabe 2 verzahnt sind, um diese anzutreiben. Die Ausgangseinheit 60 ist außerdem nahe der Längsposition des ersten Rings 71 mit einem Mitnehmer 62 versehen, der der Verzahnung mit dem zweiten Zahnring 30 dient. Durch eine Feder bleiben der Mitnehmer 62 und der zweite Zahnring 30 voneinander getrennt. Wenn sich jedoch der erste Ring 71, getrieben von einer Drehung der Röhre 72, auf den Mitnehmer 62 zubewegt, greift dieser in den zweiten Zahnring 30, so daß dieser dann die Ausgangseinheit 60 antreibt.

Der zweite Zahnring 30 ist beckenförmig und umgibt die Ausgangseinheit 60 und den Planetenradhalter 40, mit einer Drehachse, die mit der Längsachse zusammenfällt. Die innere Umgangsfläche nahe dem vorderen Ende des zweiten Zahnrings 30 ist mit Zähnen 302 versehen, die in die Zähne der Planetenräder 41 greifen. Ferner ist die innere Umgangsfläche nahe dem hinteren Ende des zweiten Zahnririgs 30 mit einer Einkerbung 301 versehen, zur Verzahnung mit dem Mitnehmer 62. Wenn die Einkerbung 301 und der Mitnehmer 62 miteinander verzahnt sind, überträgt der zweite Zahnring 30 Drehmoment von den Planetenrädern 41 auf die Ausgangseinheit 60.

Wie in Fig. 1 gezeigt, weist jedes Planetenrad 41 ein erstes Zahnrad 411 und ein zweites Zahnrad 412 auf. Beide

sind auf einer gemeinsamen Achse in einer der Öffnungen 404 des Planetenradhalters 40 untergebracht. Das zweite Zahnrad 412 jedes Planetenrades 41 ist mit dem zweiten Sonnenrad 52 sowie den Zähnen 302 des zweiten Zahnrings 30 verzahnt. Das erste Zahnrad 411 jedes Planetenrades 41 ist mit dem ersten Sonnenrad 51 sowie dem ersten Zahnring 20 verzahnt.

Der erste Zahnring 20 ist beckenförmig und umgibt die ersten Zahnräder 411 der Planetenräder 41, mit einer Drehachse, die mit der Längsachse zusammenfällt. Die innere Umgangsfläche nahe dem hinteren Ende des ersten Zahnrings 20 ist mit Zähnen 202 versehen, die in die Zähne der Planetenräder 41 greifen. Ferner ist die innere Umgangsfläche nahe dem vorderen Ende des ersten Zahnrings 20 mit einer Einkerbung 201 versehen, zur Verzahnung mit der Übertragungseinheit 10, um so diese den ersten Zahnring antreiben zu lassen.

Wie in Fig. 1 und 3 gezeigt, wird die Übertragungseinheit

10 direkt von der Antriebseinheit 1 angetrieben. Ihre Drehachse fällt mit der Längsachse zusammen. Die Übertragungseinheit 10 umfaßt eine erste Übertragungsexnheit

11 und eine zweite Übertragungsexnheit 12. Die zweite Übertragungsexnheit 12 ist mit einer Einkerbung 121 versehen, in die der Mitnehmer 403 des Planetenradhalters 40 greift. Die erste Übertragungsexnheit 11 hat an ihrem vorderen Ende Mitnehmer 111, die mit der Antriebseinheit 1 verzahnt sind, und an ihrem hinteren Ende einen Mi tnehmer 112, der mit der Einkerbung 201 des ersten Zahnrings 20 verzahnt ist. Auf diese Weise wird der erste Zahnring 20 von der Antriebseinheit 1 angetrieben. Die Planetenräder 41 in Zusammenwirkung mit dem Sonnenrad 50, der Planetenradhalter 40 und die Ausgabeeinheit 60 übertragen Drehmoment weiter bis zur Nabe 2.

lO · UO-'"⁵J

Die erste Übertragungseiniieit 11 hat an ihrer inneren Umfangsfläche mehrere Einkerbungen 113 für eine Verzahnung mit Sperrhaken 13, die auf der äußeren Umfangsfläche der Übertragungseinheit 12 an einer Längsposition nahe dem zweiten Ring 73 angebracht sind. Eine Feder drückt die Sperrhaken 13 in die Einkerbungen 113. Wenn sich jedoch der zweite Ring 73, getrieben von einer Drehung der Röhre 72, auf die Sperrhaken 13 zubewegt, werden diese durch die Schrägfläche 733 aus den Einkerbungen 113 herausgedrückt, so daß die zweite Übertragungseinheit 12 frei gegen die erste Übertragungsexnhext 11 drehbar ist. Wenn sich der zweite Ring von den Sperrhaken 13 wegbewegt, greifen diese in die Einkerbungen 113, und die Antriebseinheit 1 treibt den Planetenradhalter 40 direkt

an.

Die Fahrrad-Nabenschaltung der vorliegenden Erfindung wird mit fünf Gängen betrieben, wie in Fig. 7-17 gezeigt. Verschiedene Drehmoment-Übertragungswege werden durch Verzahnen und Freigeben von Sperrhaken und Mitnehmern realisiert, wie in Fig. 18 gezeigt. Darin bedeutet "0" Verzahnung", "+" erzwungene Verzahnung, "-" Freigabe und "X" erzwungene Freigabe.

Im ersten Gang wird die Röhre 72 so gedreht, daß der erste Sperrhaken 81 das erste Sonnenrad 51 arretiert. Der erste Ring 71 und der zweite Ring 73 werden so bewegt, daß der Mitnehmer 62 und die Sperrhaken 13 nicht greifen. Drehmoment wird so über die erste Übertragungsexnhext 11 und den ersten Zahnring 20 übertragen. Die Planetenräder 41 umlaufen das arretierte erste Sonnenrad 51 und versetzen den Planetenradhalter 40 sowie, über den Mitnehmer 42, die Ausgangseinheit 60 in Rotation. Schließlich erfolgt über die Mitnehmer 63 eine Drehmoment-Übertragung auf die Nabe 2.

Im zweiten Gang wird die Röhre 72 so gedreht, daß der zweite Sperrhaken 82 das zweite Sonnenrad 52 arretiert. Der erste Ring 71 und der zweite Ring 73 werden so bewegt, daß der Mitnehmer 62 und die Sperrhaken 13 nicht greifen. Drehmoment wird so über die erste Übertragungseinheit 11 und den ersten Zahnring 20 übertragen. Die Planetenräder 41 umlaufen das arretierte zweite Sonnenrad 52 und versetzen den Planetenradhalter 40 sowie, über den Mitnehmer 42, die Ausgangseinheit 60 in Rotation. Schließlich erfolgt über die Mitnehmer 63 eine Drehmoment-Übertragung auf die Nabe 2.

Im dritten Gang wird die Röhre 72 so gedreht, daß der erste und zweite Sperrhaken 81, 82 das erste und zweite Sonnenrad 51, 52 freigeben. Der erste Ring 71 wird so bewegt, daß der Mitnehmer 62 nicht greift. Der zweite Ring 73 wird so bewegt, daß die Sperrhaken 13 greifen. Drehmoment wird so über die zweite Übertragungseinheit 12 und den Planetenradhalter 40 direkt auf die Ausgangseinheit 60 übertragen, ohne daß sich die Planetenräder 41 drehen. Schließlich erfolgt über die Mitnehmer 63 eine Drehmoment-Übertragung auf die Nabe 2.

Im vierten Gang wird die Röhre 72 so gedreht, daß der zweite Sperrhaken 82 das zweite Sonnenrad 52 arretiert. Der erste Ring 71 wird so bewegt, daß der Mitnehmer 62 greift. Der zweite Ring 73 wird so bewegt, daß die Sperrhaken 13 nicht greifen. Drehmoment wird so über die erste Übertragungseinheit 11 und den ersten Zahnring 20 übertragen. Die Planetenräder 41 umlaufen das arretierte zweite Sonnenrad 52 und versetzen den zweiten Zahnring 30 sowie, über den Mitnehmer 62, die Ausgangseinheit 60 in Rotation. Schließlich erfolgt über die Mitnehmer 63 eine Drehmoment-Übertragung auf die Nabe 2.
35

Im fünften Gang wird die Röhre 72 so gedreht, daß der erste Sperrhaken 81 das erste Sonnenrad 51 arretiert. Der erste Ring 71 wird so bewegt, daß der Mitnehmer 62 greift. Der zweite Ring 73 wird so bewegt, daß die Sperrhaken 13 nicht greifen. Drehmoment wird so über die erste Übertragungseinheit 11 und den ersten Zahnring 20 übertragen. Die Planetenräder 41 umlaufen das arretierte erste Sonnenrad 51 und versetzen den zweiten Zahnring 30 sowie, über den Mitnehmer 62 die Ausgangseinheit 60 in Rotation. Schließlich erfolgt über die Mitnehmer 63 eine Drehmoment-Übertragung auf die Nabe 2.

In der Fahrrad-Nabenschaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt der Eingang über den ersten · Zahnring 20. Die Planetenräder 41 umlaufen das arretierte Sonnenrad 50. Mehrere Gänge lassen sich durch wechselweises Arretieren der Sonnenräder 51, 52 mit verschiedenen Durchmessern realisieren. Dadurch vereinfacht sich der Aufbau, und es lassen sich Volumen und Gewicht sparen. Durch Verwendung von noch mehr Zahnrädern lassen sich mehr als fünf Gänge verwirklichen.

Die vorangegangene Erläuterung der vorliegenden Erfindung ist, obwohl sie die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung an Hand einer detaillierten Struktur- und Funktionsbeschreibung erklärt, nur illustrativ zu verstehen. Änderungen im Detail, insbesondere bezüglich Größe, Form und Anordnung von Teilen sind durchführbar in dem Rahmen, der durch die folgenden Patentansprüche abgesteckt ist.

Claims

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Eine Nabenschaltung für ein Fahrrad, aufweisend:

eine Zentralachse, deren Mittelachse eine Längsachse definiert, mit einem Vorder-, einem Hinterende und einer Umfangsfläche, in die zwei Aufnahmelöcher an zwei Längspositionen eingelassen sind;
eine Schalteinrichtung mit einem Vorder- und einem Hinterende, die die Zentralachse umgibt und weiter aufweist

ein Steuerelement am Vorderende der Schalteinrichtung mit einer von einem Benutzer eingestellten Winkelstellung, und
eine Röhre mit einem vorderen Ende, einem hinteren Ende und einer Umfangsflache, mit einer durch die Winkelstellung des Steuerelements bestimmten Winkelstellung sowie mit zwei Öffnungen, die in die Umfangsf lache der Röhre an den zwei Längspositionen der zwei Aufnahmelöcher eingeschnitten sind;

einen Einweg-Sperrhaken, bestehend aus zwei Sperrhaken, die in die zwei Aufnahmelöcher eingesetzt sind, wobei jeder der zwei Sperrhaken entweder durch eine der Öffnungen der Röhre nach außen über deren Umfamgsflache hinaus ragt oder von der Röhre in einem der zwei Aufnahmelöcher zurückgehalten wird;

zwei Sonnenräder, die die Röhre an den zwei Längspositionen der zwei Aufnahmelöcher umgeben, deren Drehachse mit der Längsachse zusammenfällt und die einzeln gegen die Zentralachse drehbar oder an dieser durch die Sperrhaken arretiert sind, je nach der Winkelstellung der Röhre;
ein Planetenradsystem, weiter aufweisend

t ··

einen Planetenradhalter, der auf der Röhre nahe deren hinterem Ende drehbar montiert ist, dessen Drehachse mit der Längsachse zusammenfällt und der mit einer großen Öffnung versehen ist, welche eine Umfangsflache mit

mehreren Einschnitten hat und die zwei Sonnenräder umgibt, und

mehrere Planetenräder, die drehbar in den Einschnitten in der Umfangsflache des Planetenradhalters montiert sind, wobei jedes Plane

tenrad aus einem ersten Zahnrad und einem zweiten Zahnrad besteht, die jeweils mit einem der beiden Sonnenräder verzahnt sind und diese umlaufen;

einen ersten Zahnring, dessen Drehachse mit der Längsachse zusammenfällt und der mit den Planetenrädern verzahnt ist;

eine erste Übertragungseinheit zur Übertragung von Eingangs-Drehmoment auf den ersten Zahnring; und
eine Ausgangseinheit, die das hintere Ende der Röhre umgibt und Drehmoment vom Planetenradhalter auf eine Nabe überträgt;

wobei die Planetenräder allein vom ersten Zahnring angetrieben werden, jedes der zwei Sonnenräder entweder arretiert ist oder in einem unveränderten Drehsinn rotiert, und der Wechsel von Gängen durch das einzelne Arretieren oder Freigeben der zwei Sonnenräder durch die zwei Sperrhaken erfolgt, je nach der Winkelstellung der Röhre.
30

2. Eine Fahrrad-Nabenschaltung nach Anspruch 1, die eine zweite Übertragungseinheit aufweist, welche mit einem Mitnehmer am Planetenradhalter nahe dessen großer Öffnung verzahnt ist, so daß der

Planetenradhalter direkt durch die zweite Übertragungseinheit antreibbar ist.

3. Eine Fahrrad-Nabenschaltung nach Anspruch 2, wobei die erste Übertragungseinheit und die zweite Übertragungseinheit um die Längsachse rotieren.

4. Eine Fahrrad-Nabenschaltung nach Anspruch 3, wobei die erste Übertragungseinheit und die zweite Übertragungseinheit ein Verzahnungssystem aufweisen, durch das die zweite Übertragungseinheit mit der ersten Übertragungseinheit fest verbunden oder gegen diese frei drehbar ist.

5. Eine Fahrrad-Nabenschaltung nach Anspruch 4, wobei das Verzahnungssystem durch einen Ring gesteuert wird, der auf die Schalteinrichtung montiert ist, wodurch die zweite Übertragungseinheit mit der ersten Übertragungseinheit fest verbunden oder gegen diese frei drehbar ist.

6. Eine Fahrrad-Nabenschaltung nach Anspruch 1, die einen zweiten Zahnring mit einem vorderen Ende und einem hinteren Ende aufweist, wobei das vordere Ende des zweiten Zahnrings mit den Planetenrädern verzahnt ist und das hintere Ende des zweiten Zahnrings mit der Ausgangseinheit verzahnt ist, um auf diese Drehmoment zu übertragen.

7. Eine Fahrrad-Nabenschaltung nach Anspruch 6, wobei die Ausgangseinheit einen Mitnehmer zur Verzahnung mit dem zweiten Zahnring aufweist.

8. Eine Fahrrad-Nabenschaltung nach Anspruch 7, wobei der Mitnehmer durch einen Ring gesteuert wird, der

&diams; ··

auf die Schalteinrichtung montiert ist, wodurch der zweite Zahnring mit der Ausgangseinheit fest verbunden oder gegen diese frei drehbar ist.

9. Eine Fahrrad-Nabenschaltung nach Anspruch 1, wobei jede der zwei Öffnungen der Schalteinrichtung die Form des Buchstaben T mit einem breiten Abschnitt und einem schmalen Abschnitt hat, dessen Wände sich auf die Längsachse zu verbreitern, und wobei jeder der zwei Sperrhaken einen Mitnehmer, einen flachen Teil und ein Endstück aufweist, die entlang einer zur Längsachse parallelen Achse um diese drehbar angeordnet sind, so daß durch Drehen der Röhre gegen die Zentralachse eine der Öffnungen den Mitnehmer durch ihren breiten Abschnitt ragen läßt und die Wände ihres schmalen Abschnittes in die Nähe des flachen Teils bringt, ferner durch weiteres Drehen der Röhre gegen ,die Zentralachse die Wände gegen den flachen Teil schieben und dadurch den Mitnehmer in eines der Aufnahmelöcher zurückführt.