DE4324935A1 - Mehrgang-Antriebsnabe für Fahrräder oder dergleichen - Google Patents
Mehrgang-Antriebsnabe für Fahrräder oder dergleichenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mehrgang
Antriebsnabe für Fahrräder oder dergleichen, umfassend ein
Vorgelegegetriebe mit einem mit einer Nabenachse drehfest
verbundenen ersten Sonnenrad, einem an der Nabenachse
drehbar angeordneten ersten Planetenradträger, wenigstens
einem an dem ersten Planetenradträger drehbar angeordneten
ersten Planetenrad, welches mit dem ersten Sonnenrad und
einem zur Nabenachse konzentrisch angeordneten ersten
Hohlrad ständig in Zahneingriff steht, wobei das erste
Hohlrad drehfest mit einem Antreiber verbunden ist, ein in
einer Achsrichtung der Nabenachse vom Vorgelegegetriebe
beabstandetes Schaltgetriebe mit wenigstens einem mit der
Nabenachse drehfest verbindbaren zweiten Sonnenrad einem an
der Nabenachse drehbar angeordneten zweiten Planetenrad
träger mit wenigstens einem zweiten Planetenrad, welches
mit dem wenigstens einen zweiten Sonnenrad und einem
zweiten, zur Nabenachse koaxial angeordneten zweiten
Hohlrad ständig in Zahneingriff steht,
eine Kopplungseinrichtung zur wahlweisen drehfesten
Kopplung des ersten Planetenradträgers und des ersten
Hohlrads mit jeweils entweder dem zweiten Planenenradträger
oder dem zweiten Hohlrad.
Eine derartige Mehrgang-Antriebsnabe ist zum Beispiel aus
der DE 38 34 431 A1 bekannt. Bei dieser Mehrgang-Antriebs
nabe sind ein Hohlrad und ein Planetenradträger eines Vor
gelegegetriebes mit Hilfe einer Kopplungseinrichtung
wahlweise mit einem Hohlrad oder einem Planetenradträger
eines Schaltgetriebes drehfest verbindbar. Durch das
Vorsehen des Vorgelegegetriebes kann somit die Anzahl der
durch das Schaltgetriebe vorgesehenen Gangstufen verdoppelt
werden. Bei dieser Mehrgang-Antriebsnabe umfaßt die
Kopplungseinrichtung zwei um eine Nabenachse drehbar
angeordnete Kupplungshülsen. Beide Kupplungshülsen sind in
axialer Richtung bewegbar, so daß eine der Kupplungshülsen
wahlweise entweder mit dem Planetenradträger oder dem
Hohlrad des Vorgelegegetriebes koppelbar ist und die andere
Kupplungshülse wahlweise entweder mit dem Planetenradträger
oder dem Hohlrad des Schaltgetriebes koppelbar ist. Die
beiden Kupplungshülsen überlappen sich gegenseitig, wobei
eine der Kupplungshülsen an ihrer Außenumfangsfläche eine
Längsverzahnung aufweist, und die andere der Kupp
lungshülsen an der Innenumfangsfläche eine Längsverzahnung
aufweist. Über diese Verzahnungen stehen die beiden Kupp
lungshülsen in ständigem Zahneingriff und sind miteinander
drehfest verbunden, in Achsrichtung der Nabenachse jedoch
relativ zueinander verschiebbar. Diese Kopplungseinrichtung
weist jedoch den Nachteil auf, daß auf Grund der Überlap
pung der beiden Kupplungshülsen ein erhöhter Materialauf
wand für die Kopplungseinrichtung erforderlich ist, was zu
einem erhöhten Gesamtgewicht der Antriebsnabe führt. Da
eine der Kupplungshülsen mit größerem Außendurchmesser aus
geführt sein muß, wird auch der für weitere Bauteile der
Antriebsnabe zur Verfügung stehende Raum eingeschränkt.
Ferner besteht die Möglichkeit, daß zumindest in der maxi
mal ausgezogenen Relativstellung der beiden Kupplungshülsen
auch bei einem lastfreien Schaltvorgang die beiden
Kupplungshülsen zueinander leicht verkippt werden, so daß
beim Schaltvorgang ein erhöhter Reibungswiderstand zu
überwinden ist.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
eine Mehrgang-Antriebsnabe vorzusehen, bei welcher die
Kopplungseinrichtung zwischen dem Vorgelegegetriebe und dem
Schaltgetriebe leichtgängig und mit geringem Gewicht und
Raumbedarf ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die
Kopplungseinrichtung umfaßt: eine einzige an der
Nabenachse drehbar angeordnete, in Achsrichtung festgelegte
Kupplungshülse, ein erstes auf der Kupplungshülse drehfest
gehaltenes, durch eine erste Betätigungseinrichtung in
Achsrichtung bewegbares Mitnehmerelement zur wahlweisen
drehfesten Kopplung entweder des ersten Planetenradträgers
oder des ersten Hohlrads mit der Kupplungshülse, und ein
zweites auf der Kupplungshülse drehfest gehaltenes, durch
eine zweite Betätigungseinrichtung in Achsrichtung
bewegbares Mitnehmerelement zur wahlweisen drehfesten
Kopplung des zweiten Planetenradträgers oder des zweiten
Hohlrads mit der Kupplungshülse. Durch das Vorsehen einer
einzigen Kupplungshülse wird der beim Stand der Technik
bekannte Überlappungsbereich zweier Kupplungshülsen
vermieden, so daß einerseits das Gesamtgewicht der
Kopplungseinrichtung verringert werden kann, und ande
rerseits das für die Kupplungshülse beanspruchte Volumen
innerhalb der Antriebsnabe deutlich verringert wird,
wodurch zum Anordnen weiterer Bauteile mehr Platz zur
Verfügung steht. Die Mitnehmerelemente sind auf der Kupp
lungshülse in axialer Richtung verschiebbar und gegen Dreh
bewegung festgelegt, so daß eine Antriebskraftübertragung
zu einer Kraftwirkung zwischen der Kupplungshülse und den
Mitnehmerelementen ausschließlich in Umfangsrichtung führt,
wodurch ein gegenseitiges Verkippen der Kupplungshülse
relativ zu den Mitnehmerelementen vermieden werden kann und
somit beim Schaltvorgang keine zusätzlichen Reibungskräfte
erzeugt werden.
Um mit der Kupplungshülse in besonders einfacher Weise die
Verbindung zwischen dem Vorgelegegetriebe und dem Schaltge
triebe herstellen zu können, wird vorgeschlagen, daß die
Kupplungshülse in Achsrichtung zwischen dem Vorgelegege
triebe und dem Schaltgetriebe angeordnet ist.
Wenn die ersten und zweiten Mitnehmerelemente erste und
zweite Mitnehmerscheiben umfassen, dann ist aufgrund der
rotationssymmetrischen Ausbildung der Mitnehmerelemente
sichergestellt, daß beim Betrieb der Mehrgang-Antriebsnabe
durch die Kopplungseinrichtung keine Unwuchten erzeugt wer
den. Auch kann die scheibenartige Ausbildung der Mitnehmer
elemente zur Zentrierung der Kupplungshülse beitragen.
Um in einfacher Weise die drehfeste Verbindung zwischen den
Mitnehmerscheiben und der Kupplungshülse sicherzustellen,
wird vorgeschlagen, daß an einer Außenumfangsfläche der
Kupplungshülse eine Längsverzahnung vorgesehen ist, und daß
jeweils an Innenumfangsflächen der ersten und zweiten Mit
nehmerscheiben Innenverzahnungen vorgesehen sind, welche
mit der Längsverzahnung auf der Kupplungshülse in ständigem
Zahneingriff stehen. Somit verteilt sich die zwischen den
Mitnehmerscheiben und der Kupplungshülse wirkende Antriebs-
bzw. Bremskraft auf eine Mehrzahl von Zähnen, so daß
Lastkonzentrationen mit einer daraus resultierenden
Verformung eines Bauteils vermieden werden können.
Wenn in dem dem Vorgelegegetriebe nahegelegenen Endab
schnitt und/oder dem dem Schaltgetriebe nahegelegenen End
abschnitt der Kupplungshülse eine Mehrzahl von in Achsrich
tung verlaufenden Schlitzen vorgesehen ist, welche vorzugs
weise zum jeweiligen axialen Ende der Kupplungshülse hin
offen sind, und radial innerhalb der Kupplungshülse ein
erster bzw. zweiter Mitnehmer in Achsrichtung bewegbar an
geordnet ist, wobei Armabschnitte des ersten bzw. zweiten
Mitnehmers jeweils die Schlitze in dem dem Vorgelegegetrie
be nahegelegenen Endabschnitt bzw. in dem dem Schaltge
triebe nahegelegenen Endabschnitt der Kupplungshülse radial
durchsetzen und mit der ersten bzw. zweiten Mitnehmer
scheibe fest verbunden sind, ist es möglich, die Mitnehmer
scheiben in einfacher Weise durch die Mitnehmer zu betäti
gen. Dabei treten zwischen den Armabschnitten der Mitnehmer
und den Seitenflächen der Schlitze in der Kupplungshülse
keine in Umfangsrichtung gerichteten Kräfte auf da diese
von den Mitnehmerscheiben übertragen werden. Die Arme der
Mitnehmer innerhalb der Schlitze können daher im
wesentlichen reibungsfrei laufen. Dadurch, daß die Schlitze
vorzugsweise zu den Enden der Kupplungshülse hin offen
sind, ist ein leichtes Zusammensetzen der Kopplungs
einrichtung durch einfaches seitliches Einschieben der ent
sprechenden Mitnehmer in die Kupplungshülse möglich. Auch
lassen sich diese Schlitze mit geringem Aufwand herstellen.
Dadurch, daß der erste bzw. zweite Mitnehmer von der ersten
bzw. zweiten Betätigungseinrichtung entgegen der Kraftein
wirkung eines Federelements zur axialen Verschiebung der
ersten bzw. zweiten Mitnehmerscheibe in Achsrichtung beweg
bar ist, muß die Betätigungseinrichtung die jeweiligen Mit
nehmer lediglich in einer Achsrichtung betätigen, die Bewe
gung der Mitnehmer in der axial entgegengesetzten Richtung
wird durch das Federelement bewirkt. Somit kann eine erhe
blich einfache Ausgestaltung der Betätigungseinrichtung
erreicht werden.
Die drehfeste Verbindung zwischen den jeweiligen Elementen
kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß die
erste bzw. zweite Mitnehmerscheibe an einer Außenumfangs
fläche radial nach außen weisende Klauen aufweist, welche
in einer ersten Kopplungsstellung der ersten bzw. zweiten
Mitnehmerscheibe mit am ersten Planetenradträger bzw. am
zweiten Planetenradträger vorgesehenen Klauen eingreifen
und die erste bzw. zweite Mitnehmerscheibe drehfest mit dem
ersten bzw. zweiten Planetenradträger koppeln, und welche
in einer zweiten Kopplungsstellung der ersten bzw. zweiten
Mitnehmerscheibe mit an einer Klauenscheibe vorgesehenen
Klauen bzw. mit am zweiten Hohlrad vorgesehenen Klauen ein
greifen und die erste bzw. zweite Mitnehmerscheibe drehfest
mit der Klauenscheibe bzw. dem zweiten Hohlrad koppeln,
wobei die Klauenscheibe über am Außenumfang der Klauen
scheibe vorgesehene Klauen in ständigem Eingriff mit am
Hohlrad vorgesehenen Klauen steht. Ein derartiger Aufbau
hat ferner zur Folge, daß, wie bereits erwähnt, die Kupp
lungshülse sich über die Mitnehmerscheiben jeweils an den
Planetenradträgern oder dem Hohlrad bzw. der Klauenscheibe
abstützen kann und somit in ihrer radialen Stellung im
wesentlichen zentriert gehalten ist. Zusätzliche Auflage-
und Zentriermittel innerhalb der Kupplungshülse sind somit
nicht erforderlich, so daß in dem zwischen der Kupplungs
hülse und der Nabenachse gebildeten Raum weitere Bauele
mente der Mehrgang-Antriebsnabe angeordnet werden können.
Wenn die Klauen am ersten bzw. zweiten Planetenradträger
Abweisschrägen aufweisen, wird beim Schaltvorgang eine zu
sätzliche Kraft zwischen den Mitnehmerscheiben und den je
weiligen Planetenradträgern erzeugt, welche axial gerichtet
ist und die Klauenscheiben zur Vermeidung von Leerlauf-
Stellungen zwischen den Gangstufen in die jeweils
nächste Gangstellung schiebt. Ferner erlau
ben die Abweisschrägen ein sanfteres Eingreifen der Klauen
der jeweiligen Mitnehmerscheibe mit dem Planetenradträger.
Dadurch, daß die Klauenhülse bzw. das zweite Hohlrad axial
entgegen der Krafteinwirkung eines Federelements verschieb
bar ist, wird es den Mitnehmerscheiben ermöglicht, sich
beim Schaltvorgang relativ zum zweiten Hohlrad bzw. der
Klauenhülse solange weiter zu drehen, bis eine Klaue der
Mitnehmerscheibe einer entsprechenden Ausnehmung im zweiten
Hohlrad bzw. der Klauenhülse gegenübersteht und die Klau
enhülse sich axial weiter verschieben kann zum Eingriff mit
der entsprechenden Mitnehmerscheibe. Ein mögliches axiales
Blockieren der Mitnehmerscheiben mit anschließendem
Schaltstoß beim Schalten der Mehrgang-Antriebsnabe kann
somit vermieden werden.
Um einerseits die größtmögliche Stabilität der Kupplungs
hülse zu erreichen, und andererseits ein gegenseitiges
überlappen der Schlitze in den beiden Endabschnitten der
Kupplungshülse zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, daß die
dem Schaltgetriebe nahegelegenen Schlitze und die dem Vor
gelegegetriebe nahegelegenen Schlitze zueinander in
Umfangsrichtung versetzt sind.
Die ersten und zweiten Betätigungseinrichtungen sind in
besonders einfacher und kostengünstiger Weise dadurch aus
zuführen, daß die ersten und zweiten Betätigungseinrichtun
gen jeweils in einer Zentralbohrung in der Nabenachse ge
führte Schaltstifte sowie mit den Schaltstiften fest ver
bundene, einen Achsschlitz in der Nabenachse durchsetzende
Schubklötze umfassen, an welchen jeweils die ersten bzw.
zweiten Mitnehmer anliegen.
Wenn das Federelement zwischen den ersten und zweiten
Mitnehmern wirkt und diese jeweils derart vorspannt, daß
die ersten und zweiten Mitnehmerscheiben in ihren ersten
Kopplungsstellungen angeordnet sind, ist sichergestellt,
daß durch die Federvorspannung die beiden Mitnehmerscheiben
bereits eine definierte Schaltstellung einnehmen, wobei zur
Vorspannung beider Mitnehmerscheiben lediglich ein
Federelement erforderlich ist.
Um eine große Anzahl an Schaltstufen vorzusehen, wird
vorgeschlagen, daß das Schaltgetriebe ein Fünfgang-Getriebe
umfaßt. In diesem Fall ist es bevorzugt, daß das
Schaltgetriebe zwei Schaltgetriebesonnenräder mit unter
schiedlichem Durchmesser umfaßt, welche mittels einer
Blockiereinrichtung wahlweise an einem radialen Vorsprung
auf der Nabenachse mit der Nabenachse drehfest verbindbar
sind, und daß das Planetenrad ein zweifach abgestuftes Pla
netenrad ist, wobei jede Stufe des Planetenrads in ständi
gem Zahneingriff mit jeweils einem der Schaltgetriebeson
nenräder steht, und wobei ferner eine der Stufen des Plane
tenrads in ständigem Zahneingriff mit dem zweiten Hohlrad
steht.
Um die Anzahl der Führungsöffnungen für die Schubklötze in
der Nabenachse möglichst gering zu halten und somit die
Stabilität der Nabenachse zu erhöhen, wird vorgeschlagen,
daß die Blockiereinrichtung einen Schubklotz und eine
Schalthülse umfaßt, und daß der Schubklotz der Blockierein
richtung und der Schubklotz der zweiten Betätigungseinrich
tung in dem gleichen Achsschlitz in der Nabenachse geführt
sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines-in Zeichnungen ver
anschaulichten Ausführungsbeispiels einer Zehngangnabe mit
Rücktrittbremseinrichtung für Fahrräder näher erläutert. Es
zeigt
Fig. 1 einen Längsteilschnitt einer Zehngangnabe mit Schalt
getriebe und Vorgelege;
Fig. 2 eine Kupplungshülse als Schaltelement zwischen Schalt
getriebe und Vorgelege;
Fig. 3 ein Schaltschema für die Schaltbereiche der einzelnen
Schubklötze.
Die erfindungsgemäße Zehngangnabe setzt sich aus
einem Schaltgetriebe 1 und einem Vorgelegegetriebe bzw.
Vorgelege 2 zusammen, wobei eine koaxial
angeordnete Kupplungshülse 7 als Mehrfunktionsteil die Verbin
dung zwischen den beiden Getriebeeinheiten 1 und 2 herstellt.
Die Nabe hat den klassischen Aufbau mit einer Achse 17, um die
sich die als Planetengetriebe ausgelegten Getriebeeinheiten 1
und 2 gruppieren. Den Außenumfang bildet eine Nabenhülse 3 mit
den üblichen Speichenflanschen. Sie ist in bekannter Weise auf
einem Stellkonus 28 und auf einem Antreiber, der hier mit
"Hohlrad" 20 bezeichnet ist, gelagert, wobei das Hohlrad wiede
rum über den Festkonus 38 drehbar mit der Achse 17 verbunden
ist. Das zum Vorgelege 2 gehörige Hohlrad 20 trägt eine Innen-
Verzahnung 35, die mit einer Sonnenradverzahnung 37 auf der
Achse 17 über Planetenräder 36 verbunden ist. Diese Planetenrä
der 36 sind drehbar auf Bolzen 39 angeordnet, welche koaxial
in einem Planetenradträger 24 angeordnet sind. Ebenfalls ko
axial ist an der Stirnseite des Planetenradträgers ein
ganz Klauen 5a in Richtung Schaltgetriebe zeigend angeord
net, wobei diese Klauen an ihrem axialen Ende Schrägflächen
25 tragen.
In die Klauen 5a greifen Klauen 4b einer Mitnehmerscheibe
4a ein, die über ihre radial innenliegenden Klauen 6a mit
Nuten 8 einer Kupplungshülse 7 axial verschiebbar verbunden
sind. Die Kupplungshülse 7 hat mindestens zwei in Nutrich
tung verlaufende Schlitze 10, durch welche ein sternförmi
ger Mitnehmer 11a hindurchgreift und axial mit der Mitneh
merscheibe 4a außen gekoppelt ist, innen aber einseitig an
einem Schubklotz 12a anliegt, wobei ihn eine Feder 41 in
dieser Position hält. Wird also der Schubklotz 12a mit ei
nem Schaltstift 16 in seinem Achsschlitz 10 hin- und herbe
wegt, z. B. in Fig. 1 nach links, so folgt diesem der Mit
nehmer 11a und wechselt mit seinen äußeren Klauen 4b von
den Klauen 5a über die Schrägflächen 25 in die Klauen 23
einer Klauenscheibe 22, deren äußere Klauen 23a in Hohlrad
klauen 21 permanent eingreifen. Dies wird durch eine Feder
42 bewirkt, die eine verbindende Funktion zwischen den bei
den Getrieben wahrnimmt und bei Schaltwiderständen beim
Verschieben der Mitnehmerscheibe 4a in die Klauen 23 durch
kurzes Einfedern diesen Schaltprozeß erleichtert. Der di
rekte Gang des Vorgeleges 2 ist dann eingeschaltet, wenn
die Mitnehmerscheibe 4a mit ihren Klauen 4b mit den Klauen
23 der Klauenscheibe 22 gekoppelt ist; der Antrieb erfolgt
also von außen unter Umgehung des Vorgeleges direkt über
das Hohlrad 20, die Klauenscheibe 23, die Mitnehmerscheibe
4a auf die Kupplungshülse 7.
Der Berggang mit seinem Kraftfluß über das Hohlrad 20, die
Planetenräder 36, die Planetenradträger 24, die Mitnehmer
scheibe 4a auf die Kupplungshülse 7 ist so übersetzt, daß
er die mit dem Schaltgetriebe 1 schaltbaren Gangstufen je
weils in etwa halbiert, d. h. ein Übersetzungsverhältnis der
Antriebsnabe bewirkt, das jeweils etwa in der Mitte zwi
schen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Übersetzungs
verhältnissen des Schaltgetriebes 1 liegt.
Bis hierher wurde der Gangwechsel zwischen Berggang und
direktem Gang des Vorgeleges 2 beschrieben, welcher mit dem
Gangwechsel des Schaltgetriebes 1 zu koordinieren ist.
Die Beschreibung des an sich bekannten
Fünfgang-Schaltgetriebes 1 beschränkt sich hier auf die Be
schreibung der Funktion der fünf Gangstufen unter Benennung der
involvierten Teile. Die Krafteinleitung in das Schaltgetriebe 1
erfolgt über die mit dem Vorgelege gekoppelte Kupplungshülse 7
und über die auf dieser über einen Schubklotz 12 verschiebbare
Mitnehmerscheibe 4. Ihre Klauen 6 greifen permanent in die
Nuten 8 ein und ihre radial außenliegenden Klauen 4b sind mit
Klauen 5 gekoppelt, die mit einem Steg 26 des Planetenradträ
gers 31 verbunden sind. Die Mitnehmerscheibe 4 ist mit einem
Mitnehmer 11 derart verbunden, daß diese. Von jenem axial in
beide Richtungen verschiebbar ist. Der Mitnehmer 11 liegt
wiederum am Schubklotz 12 an, der von außen über einen Schalt
stift 15 gesteuert wird. Die Mitnehmerscheibe 4 ist sternförmig
ausgebildet und durchgreift die Kupplungshülse 7 an ihren
Schlitzen 9 und ermöglicht so die Übertragung von Steuerbewe
gungen vom Schubklotz 12 auf die Mitnehmerscheibe 4.
Der große Schnellgang des Schaltgetriebes 1 mit fünf Gängen
ist dann eingeschaltet, wenn der Planetenradträger 31 über die
Mitnehmerscheibe 4 angetrieben wird und das Stufenplanetenrad
32 sich auf dem größeren Sonnenrad 34 abstützt, welches zu die
sem Zweck mit einer Achsverzahnung 43 auf der Achse 17 durch
Verschieben des Schubklotzes 13 nach links gekoppelt wird. Das
schneller drehende Hohlrad 27 überträgt die Bewegung über das
Gesperre 44 auf die Nabenhülse 3.
Der kleine Schnellgang wird durch Verschieben des Schubklotzes
13 nach rechts in Fig. 1 durch die Schalthülse 14 eingelegt,
wodurch das Sonnenrad 34 aus der Achsverzahnung 43 entkuppelt
und das Sonnenrad 33 von einer Feder 45 in diese Achsverzahnung
43 eingeschoben und festgelegt wird. Der Antrieb des Hohlrades
27 und somit der Nabenhülse 3 geht ins Schnelle, jedoch mit ge
ringerer Übersetzung.
Der Normalgang ist eine direkte Koppelung der Nabenhülse 3 mit
der Kupplungshülse 7 unter Umgehung des Planetengetriebes durch
die Verschiebung des Schubklotzes 12 durch die Schaltstange 15 nach
rechts, wodurch das Hohlrad 27 über seine Klauen 27a mit den
Klauen 4b der Mitnehmers 4 verbunden wird. Das Gesperre
44 treibt die Nabenhülse 3 wie bisher an.
Der kleine Berggang wird durch die Umkehr der Antriebsverhält
nisse im Planetengetriebe erzielt; der Antrieb muß nun über das
Hohlrad 27 laufen, um über den ins langsame übersetzten Plane
tenradträger 31 zu geringeren Hülsendrehzahlen zu kommen. Wird
also Schubklotz 12 eine weitere Stufe nach rechts verschoben,
so nimmt die Mitnehmerscheibe 4 mit ihren Klauen 4b, die in den
Klauen 27a auf Axialanschlag anliegen, das Hohlrad 27 samt Ge
sperre 44 nach rechts mit, wodurch das Gesperre 44 an einer
Schräge 46 ausgehoben und unwirksam gemacht wird. Der Kraftfluß
geht somit von der Mitnehmerscheibe 4 über das Hohlrad 27, die
Stufenplanetenräder 32, die sich immer noch am Sonnenrad 33 ab
stützen, den Planetenradträger 31, den Bremskonus 30 und über
ein auf diesem angeordnetes Gesperre 47 auf die Nabenhülse 3.
Bei den Schnellgängen wurde dieses Gesperre 47 wegen der zu
rückbleibenden Drehzahl des Planetenradträgers 31 gegenüber dem
Hohlrad 27 in beiden Fällen überholt.
Der große Berggang schließlich wird eingelegt durch die Rück
führung des Schubklotzes 13 nach links, wo er schon einmal für
den großen Schnellgang positioniert war. Die Bewegung läuft ge
gen die Feder 45, die beide Sonnenräder 33 und 34 gegen den
Schubklotz 13 andrückt.
Beim Bremsvorgang durch Rückwärtsdrehen wird der Kraftfluß
durch die Klauenverbindungen der jeweils eingelegten Gänge ein
mal direkt - in den Schnellgängen - an den Planetenradträger -
wie in Fig. 1 dargestellt - geleitet, oder aber im Normalgang
und in den Berggängen über das Hohlrad 27 an den Planetenrad
träger 31 übertragen.
Während die Gesperre 44 und 47 überholt werden, schraubt sich
der Bremskonus 30 über ein Steilgewinde 48 nach links und ver
anlaßt den Bremsmantel 29, sich aufzuspreizen und durch seine
Anlage an der Nabenhülse 3 die Bremsung einzuleiten.
Die erfindungsgemäße Zehngangnabe mit drei Schubklötzen wird
von beiden Enden der Achse 17 aus gesteuert, wobei die Fünf
gang-Schaltnabe 1 mittels-des Schaltstifts 15 und der Schalt
hülse 14 koordiniert geschaltet werden muß und das Vorgelege 2
vom Schaltstift 16 gesteuert wird. In Fig. 3 wird die Schalt
folge in einem Schaltschema beschrieben; hier wird gezeigt, wie
der Schubklotz 13 die beiden Sonnenräder, Schubklotz 12 den
Fünfgangteil des Schaltgetriebes 1 und Schubklotz 12a das Vor
gelege 2 schalten müssen, um eine gestufte Gangsequenz zu er
zielen. Mit Sicherheit ist es für den Fahrer eines mit einer
solchen Getriebenabe ausgerüsteten Fahrrades von Vorteil, wenn
in der Steuerung Mittel eingebaut sind, die die Gangfolge
sichern, um gegenüber Kettenschaltungen, die für jeden Ketten
wechsler einen separaten Schalter verwenden, einen Bedienungs
vorteil zu haben.
Das Schaltschema gemäß Fig. 3 beruht darauf, daß aufgrund
der entsprechend geringen Untersetzung des Bergganges des
Vorgeleges 2 zwischen den Gängen des Schaltgetriebes 1 je
weils ein weiterer Gang vorgesehen werden kann. Bei dem
dargestellten Schaltgetriebe mit fünf Gängen ergibt sich
somit folgendes Schaltschema:
Der größte Schnellgang ist der zehnte Gang, in dem das
Schaltgetriebe 1 in den großen Schnellgang und das Vorge
lege 2 in direkten Gang geschaltet ist. Im neunten Gang ist
das Schaltgetriebe 1 weiterhin in den großen Schnellgang
und das Vorgelege 2 in den Berggang geschaltet. Im achten
Gang ist das Schaltgetriebe 1 in den kleinen Schnellgang
und das Vorgelege 2 in den direkten Gang geschaltet und so
weiter, bis zum kleinsten Berggang, dem ersten Gang, in dem
das Schaltgetriebe 1 in den kleinen Berggang und das Vorge
lege 2 in den Berggang geschaltet ist.
Bei anderen Übersetzungsverhältnissen des Vorgeleges 2 ist
auch ein anderes Schaltschema denkbar, z. B. wie bei einer
Kettenschaltung mit dem Vorgelege entsprechendem schaltba
ren Zahnradpaar an der Tretkurbel und dem Schaltgetriebe
entsprechendem schaltbaren Zahnradsatz an der Nabe.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel weist drei Schubklötze
12, 12a und 13 auf, die funktionell vollauf genügen, aber
einen erhöhten Aufwand des außenliegenden Steuerungsappara
tes verursachen. Aus früheren Veröffentlichungen, z. B. DE
34 40 067 und DE 34 40 068, ist bekannt, daß fünf Gänge
auch mit einem einzigen Schubklotz schaltbar sind, wenn
zusätzlicher Steuerungsaufwand im Innern der Nabe in Kauf
genommen wird.
Es ist möglich, eine Nabe zu konstruieren, die diesen in
neren Aufwand besitzt und gleichzeitig mit einem Vorgelege
im Sinne dieser Erfindung gepaart wird. Das Ergebnis
hieraus wäre eine Nabe nicht mit drei, sondern mit zwei
Steuereingängen zum Nabengetriebe hin über zwei Schubklöt
ze, wobei je ein Steuereingang an jedem Achsende angeordnet
ist.
In Weiterentwicklung und Vereinfachung dieser Konstruktion
kann vorgesehen sein, beide Schubklötze von einer einzigen
Seite aus zu steuern, also an nur einem Wellenende einen
Umwerfer anzubringen, der analog zu Fig. 1 über eine
Schalthülse ähnlich 14 und eine Schaltstange ähnlich 15 die
erwähnte Zehngangnabe steuert und dabei mit nur einem ein
zigen Seilzug betätigt wird.
Claims (15)
1. Mehrgang-Antriebsnabe für Fahrräder oder dergleichen,um
fassend:
- - ein Vorgelegegetriebe (2) mit einem mit einer Nabenachse (17) drehfest verbundenen ersten Sonnenrad (37), einem an der Nabenachse (17) drehbar angeordneten ersten Planetenradträger (24), wenigstens einem an dem ersten Planetenradträger (24) drehbar angeordneten er sten Planetenrad (36), welches mit dem ersten Sonnenrad (37) und einem zur Nabenachse konzentrisch angeordneten ersten Hohlrad (20) ständig in Zahneingriff steht, wo bei das erste Hohlrad (20) drehfest mit einem Antreiber (20) verbunden ist,
- - ein in einer Achsrichtung der Nabenachse (17) vom Vor gelegegetriebe (2) beabstandetes Schaltgetriebe (1) mit wenigstens einem mit der Nabenachse (17) drehfest ver bindbaren zweiten Sonnenrad (33, 34), einem an der Nabe nachse (17) drehbar angeordneten zweiten Planetenrad träger (31) mit wenigstens einem zweiten Planetenrad (32), welches mit dem wenigstens einen zweiten Sonnen rad (33, 34) und einem zweiten, zur Nabenachse (17) ko axial angeordneten zweiten Hohlrad (27) ständig in Zahneingriff steht,
- - eine Kopplungseinrichtung (4, 4a, 7) zur wahlweisen dreh festen Kopplung des ersten Planetenradträgers (24) und des ersten Hohlrads (20) mit jeweils entweder dem zwei ten Planetenradträger (31) oder dem zweiten Hohlrad (27), dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungseinrichtung (4, 4a, 7) umfaßt:
- - eine einzige an der Nabenachse (17) drehbar angeord nete, in Achsrichtung festgelegte Kupplungshülse (7),
- - ein erstes auf der Kupplungshülse (7) drehfest gehalte nes, durch eine erste Betätigungseinrichtung (12a, 16) in Achsrichtung bewegbares Mitnehmerelement (4a) zur wahlweisen drehfesten Kopplung entweder des ersten Pla netenradträgers (24) oder des ersten Hohlrads (20) mit der Kupplungshülse 7, und
- - ein zweites auf der Kupplungshülse (7) drehfest gehal tenes, durch eine zweite Betätigungseinrichtung (12, 15) in Achsrichtung bewegbares Mitnehmerelement (4) zur wahlweisen drehfesten Kopplung des zweiten Planetenrad trägers (31) oder des zweiten Hohlrads (27) mit der Kupplungshülse (7).
2. Mehrgang-Antriebsnabe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplungshülse (7) in Achsrichtung zwischen dem
Vorgelegegetriebe (2) und dem Schaltgetriebe (1) angeord
net ist.
3. Mehrgang-Antriebsnabe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und zweiten Mitnehmerelemente (4a, 4) erste
und zweite Mitnehmerscheiben (4a, 4) umfassen.
4. Mehrgang-Antriebsnabe nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß an einer Außenumfangsfläche der Kupplungshülse (7)
eine Längsverzahnung vorgesehen ist, und daß jeweils an
Innenumfangsflächen der ersten und zweiten Mitnehmer
scheiben (4a, 4) Innenverzahnungen (6a, 6) vorgesehen sind,
welche mit der Längsverzahnung (8) auf der Kupplungshülse
(7) in ständigem Zahneingriff stehen.
5. Mehrgang-Antriebsnabe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem dem Vorgelegegetriebe (2) nahegelegenen End
abschnitt und/oder dem dem Schaltgetriebe nahegelegenen
Endabschnitt der Kupplungshülse (7) eine Mehrzahl von in
Achsrichtung verlaufenden Schlitzen (9) vorgesehen ist,
welche vorzugsweise zum jeweiligen axialen Ende der Kupp
lungshülse (7) hin offen sind, und daß radial innerhalb
der Kupplungshülse (7) ein erster bzw. zweiter Mitnehmer
(11a, 11) in Achsrichtung bewegbar angeordnet ist, wobei
Armabschnitte des ersten bzw. zweiten Mitnehmers (11a,
11) jeweils die Schlitze (10, 9) in dem dem Vorgelegege
triebe (2) nahegelegenen Endabschnitt bzw. in dem dem
Schaltgetriebe (1) nahegelegenen Endabschnitt der Kupp
lungshülse (7) radial durchsetzen und mit der ersten bzw.
zweiten Mitnehmerscheibe (4a, 4) fest verbunden sind.
6. Mehrgang-Antriebsnabe nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste bzw. zweite Mitnehmer (11a, 11) von der
ersten bzw. zweiten Betätigungseinrichtung (12a, 16, 12,
15) entgegen der Krafteinwirkung eines Federelements (41)
zur axialen Verschiebung der ersten bzw. zweiten Mitneh
merscheibe (4a, 4) in Achsrichtung bewegbar ist.
7. Mehrgang-Antriebsnabe nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste bzw. zweite Mitnehmerscheibe (4a, 4) an
einer Außenumfangsfläche radial nach außen weisende
Klauen (4b) aufweist, welche in einer ersten Kopplungs
stellung der ersten bzw. zweiten Mitnehmerscheibe (4a, 4)
mit am ersten Planetenradträger (24) bzw. am zweiten Pla
netenradträger (31) vorgesehenen Klauen (5a, 5) eingrei
fen und die erste bzw. zweite Mitnehmerscheibe (4a) dreh
fest mit dem ersten bzw. zweiten Planetenradträger (24,
31) koppeln, und welche in einer zweiten Kopplungsstel
lung der ersten bzw. zweiten Mitnehmerscheibe (4a, 4) mit
an einer Klauenscheibe (22) vorgesehenen Klauen (23) bzw.
mit am zweiten Hohlrad (27) vorgesehenen Klauen (27) ein
greifen, und die erste bzw. zweite Mitnehmerscheibe (4a,
4) drehfest mit der Klauenscheibe (22) bzw. dem zweiten
Hohlrad (27) koppeln, wobei die Klauenscheibe (22) über
am Außenumfang der Klauenscheibe (22) vorgesehene Klauen
(23a) in ständigem Eingriff mit am Hohlrad (20) vorgese
henen Klauen (21) steht.
8. Mehrgang-Antriebsnabe nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Klauen (5a, 5) am ersten bzw. zweiten Planeten
radträger (24, 31) Abweisschrägen (25) aufweisen.
9. Mehrgang-Antriebsnabe nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Klauenhülse (22) bzw. das zweite Hohlrad (27)
axial entgegen der Krafteinwirkung eines Federelements
(42) verschiebbar ist.
10. Mehrgang-Antriebsnabe nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Schaltgetriebe (1) nahegelegenen Schlitze (9)
und die dem Vorlegegetriebe (2) nahegelegenen Schlitze
(10) zueinander in Umfangsrichtung versetzt sind.
11. Mehrgang-Antriebsnabe nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und zweiten Betätigungseinrichtungen (12a,
16, 12, 15) jeweils in einer Zentralbohrung in der Naben
achse (17) geführte Schaltstifte (16, 17) sowie mit den
Schaltstiften (16, 17) fest verbundene, einen Achsschlitz
(18, 19) in der Nabenachse (18) durchsetzende Schubklötze
(12a, 12) umfassen, an welchen jeweils die ersten bzw.
zweiten Mitnehmer (11a, 11) anliegen.
12. Mehrgang-Antriebsnabe nach einem der Ansprüche 6 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Federelement (41) zwischen den ersten und zweiten
Mitnehmern (11a, 11) wirkt und diese jeweils derart vor
spannt, daß die ersten und zweiten Mitnehmerscheiben (4a,
4) in ihren ersten Kopplungsstellungen angeordnet sind.
13. Mehrgang-Antriebsnabe nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schaltgetriebe (1) ein Fünfgang-Getriebe umfaßt.
14. Mehrgang-Antriebsnabe nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schaltgetriebe (1) zwei Schaltgetriebesonnenräder
(33, 34) mit unterschiedlichem Durchmesser umfaßt, welche
mittels einer Blockiereinrichtung (13, 14) wahlweise an
einem radialen Vorsprung (43) auf der Nabenachse (17) mit
der Nabenachse (17) drehfest verbindbar sind, und daß das
Planetenrad (32) ein zweifach abgestuftes Planetenrad
ist, wobei jede Stufe des Planetenrads (32) in ständigem
Zahneingriff mit jeweils einem der Schaltgetriebesonnen
räder steht, und wobei ferner eine der Stufen des Plane
tenrads (32) in ständigem Zahneingriff mit dem zweiten
Hohlrad (27) steht.
15. Mehrgang-Antriebsnabe nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blockiereinrichtung (13, 14) einen Schubklotz
(13) und eine Schalthülse (14) umfaßt, und daß der Schub
klotz (13) der Blockiereinrichtung (13, 14) und der
Schubklotz (12) der zweiten Betätigungseinrichtung (12,
15) in dem gleichen Achsschlitz (18) in der Nabenachse
geführt sind.
Priority Applications (1)
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19828829B4 (de) * | 1998-06-27 | 2004-08-05 | Kun Teng Industry Co., Ltd., Ta-Ya Hsiang | Fünfgangnabe |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2687050A (en) * | 1951-06-04 | 1954-08-24 | Sturmey Archer Gears Ltd | Epicyclic change speed gear |
DE3930374A1 (de) * | 1988-10-10 | 1990-04-12 | Fichtel & Sachs Ag | Mehrgang-antriebsnabe mit mehr als drei gaengen |
DE3834431A1 (de) * | 1988-10-10 | 1990-04-12 | Fichtel & Sachs Ag | Mehrgang-nabe |
-
1993
- 1993-07-24 DE DE4324935A patent/DE4324935C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-08-11 SE SE9302605A patent/SE9302605L/ not_active Application Discontinuation
- 1993-08-13 GB GB9316854A patent/GB2275512B/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2687050A (en) * | 1951-06-04 | 1954-08-24 | Sturmey Archer Gears Ltd | Epicyclic change speed gear |
DE3930374A1 (de) * | 1988-10-10 | 1990-04-12 | Fichtel & Sachs Ag | Mehrgang-antriebsnabe mit mehr als drei gaengen |
DE3834431A1 (de) * | 1988-10-10 | 1990-04-12 | Fichtel & Sachs Ag | Mehrgang-nabe |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1849699A1 (de) * | 2006-04-28 | 2007-10-31 | Shimano Inc. | Mehrgangnabe mit Rücktrittbremse |
US7670251B2 (en) | 2006-04-28 | 2010-03-02 | Shimano Inc. | Bicycle hub gearbox |
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DE4324935C2 (de) | 1996-02-08 |
SE9302605D0 (sv) | 1993-08-11 |
GB2275512B (en) | 1995-08-30 |
GB2275512A (en) | 1994-08-31 |
GB9316854D0 (en) | 1993-09-29 |
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Owner name: MANNESMANN SACHS AG, 97422 SCHWEINFURT, DE |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SRAM DEUTSCHLAND GMBH, 97424 SCHWEINFURT, DE |
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