DE69109770T2

DE69109770T2 - Freilauf mit Gesperreklinken für eine Fahradnabe.

Info

Publication number: DE69109770T2
Application number: DE69109770T
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Meier-Burkamp
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: SRAM Deutschland GmbH
Priority date: 1990-08-14
Filing date: 1991-08-13
Publication date: 1995-09-21
Anticipated expiration: 2011-08-14
Also published as: EP0471349A1; DE4025708A1; EP0471349B1; ATE122760T1; DE69109770D1; US5143189A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Freilaufmechanismus des Klinke-Gesperre-Typs für eine Fahrradnabe> umfassend zwei um eine gemeinsame Achse drehbare Rotorelemente> nämlich ein inneres Rotorelement mit einer Außenumfangsfläche und ein äußeres Rotorelement mit einer der Außenumfangsfläche radial gegenüberliegenden Innenumfangsfläche, sowie wenigstens ein Klinkenelement zum Übertragen eines Drehmoments zwischen den Rotorelementen, wobei die Außenumfangsfläche mit Gesperrezahnmitteln versehen ist, wobei die Innenumfangsfläche mit wenigstens einer Lagertasche versehen ist, wobei die Lagertasche eine Lagerfläche aufweist, wobei die Lagerfläche einander in Umfangsrichtung gegenüberliegende Endabschnitte aufweist, wobei das Klinkenelement einen mit der Lagerfläche in Eingriff bringbaren Gegenlagerabschnitt aufweist, wobei das Klinkenelement ferner einen mit den Gesperrezahnmitteln in Eingriff bringbaren Zahneingriffsabschnitt aufweist, wobei Federmittel vorgesehen sind zum Vorspannen des Zahneingriffabschnitts des Klinkenelements in Richtung eines Eingriffs mit den Gesperrezahnmitteln.
Derartige Freilaufmechanismen des Klinke-Gesperre-Typs werden in Fahrradnaben z.B. zum Übertragen des Antriebsdrehmoments von einer Komponente eines Planetengetriebes auf eine Nabenhülse verwendet. In diesem Fall ist es der Zweck des Freilaufmechanismus des Klinke-Gesperre-Typs, eine freie Drehung der Fahrradnabenhülse in der Vorwärtsrichtung zuzulassen, wenn das Fahrrad sich schneller als die Antriebskomponente des jeweiligen Planetengetriebes dreht, und andererseits die Drehmomentübertragung von der Planetengetriebe-Komponente zu der Nabenhülse zuzulassen.
Die Freilaufmechanismen des Klinke-Gesperre-Typs für Fahrradnaben werden in großer Anzahl gefertigt, und es ist hochgradig wichtig, die Komponenten eines derartigen Mechanismus zu den geringstmöglichen Kosten zu fertigen. Andererseits müssen diese Bauteile mit einer sehr großen Präzision hergestellt werden. Bei bekannten Freilaufmechanismen des Klinke-Gesperre-Typs sind teure Herstellungsschritte notwendig, insbesondere zum Vorsehen der Lageroberflächen der Klinken, die gewöhnlich durch Fräsen hergestellt werden.
Von der DE-C2-29 40 841 ist ein Freilaufmechanismus des Klinke-Gesperre-Typs wie oben definiert bekannt, in dem die Klinken in Taschen einer Innenumfangsfläche eines äußeren Rotorelements drehbar angebracht sind, und diese Klinken sind mit an einer Außenumfangsfläche eines inneren Rotorelements vorgesehenen Gesperrezahnmitteln in Eingriff bringbar. Die Bildung dieser Taschen für die Klinken in dem äußeren Rotorelement hat beträchtliche Probleme verursacht. Diese Probleme werden noch größer, falls es gewünscht ist, die Klinken in einer Zwischenposition des Klinken-tragenden Rotorelements anzuordnen, in welchem Fall das Fräsen der Taschen sehr schwierig oder unmöglich ist.
Von der GB-2 194 007 ist bekannt, daß das an der Außenumfangsfläche des inneren Rotorelements vorgesehene Klinkenelement in einer Nut gehalten ist. Nach den Zeichnungen könnte diese Nut eine Ringnut sein. Allerdings, nach der Beschreibung (Seite 2, Zeilen 69 bis 72) ist diese Nut mit einer Nut wie in Figur 6 gezeigt identisch und folglich nicht eine "sich in Umfangsrichtung erstreckende Ringnut". Darüber hinaus, im Hinblick auf Anspruch 6, ist diese Nut wahrscheinlich "durch halb eingestochenes Ausschneiden erhalten".
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Freilaufmechanismus des Klinke-Gesperre-Typs wie oben definiert bereitzustellen, der zu geringen Kosten und nichtsdestoweniger mit hoher Präzision hergestellt werden kann. Es ist insbesondere ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Klinkenlagertaschen in der Innenumfangsfläche des äußeren Rotorelements zu geringen Kosten und nichtsdestoweniger mit der hohen Präzision vorzusehen, die zum schwenkbaren Anbringen und zur axialen Positionierung der Klinken notwendig ist. Ferner ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Klinken-tragendes Rotorelement ohne Fräsarbeitsvorgänge in Verbindung mit der Bildung der Klinkentaschen bereitzustellen.
Um wenigstens eines der vorgenannten Ziele zu erreichen, sind in dem oben definierten Freilaufmechanismus des Klinke-Gesperre- Typs wenigstens die Endabschnitte der Lagerfläche nicht-abtragend durch Verlagerung von Material des äußeren Rotorelements geformt, wobei die wenigstens eine Lagertasche axial innerhalb der Axialbreite einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden, in Richtung nach radial außen in die Innenumfangsfläche des äußeren Rotorelements gedrehten Ringnut angeordnet ist, wobei die sich in Umfangsrichtung erstreckende Ringnut wenigstens eine zur Positionierung des wenigstens einen Klinkenelements in axialer Richtung geeignete Seitenfläche aufweist.
Der Begriff "nicht abtragend geformt" wird für alle Formgebungsverfahren verwendet, in denen spanabhebende Formgebung, wie etwa Fräsen und Drehen, vermieden sind. Insbesondere bedeutet "nicht abtragend geformt" kaltgeformt oder kaltschlaggeformt oder sogar geschmiedet.
Das äußere Rotorelement ist insbesondere ein rohrförmiges Element, das durch übliche Fertigungsverfahren wie etwa Rohrziehen, Rohrschweißen, Schmieden oder Kaltschlagformen erhalten ist.
Die Ringnut kann leicht durch einen herkömmlichen Drehvorgang gedreht sein. Dieser Drehvorgang liefert eine präzise Seitenfläche für das axiale Positionieren des wenigstens einen Klinkenelements.
Nach einer ersten Ausführungsform ist die Tasche im wesentlichen mit ihrer gesamten Lagerfläche durch eine Verlagerung von Material des äußeren Rotorelements nach radial außen gebildet. In diesem Fall kann die Tasche durch ein inneres Werkzeug gebildet sein, das eine zu der Taschenform komplementäre Form aufweist, und durch ein äußeres Werkzeug, das an der Außenumfangsfläche des äußeren Rotorelements anzuwenden ist, welches äußere Werkzeug eine Form ähnlich der Taschenform aufweist, aber größere Abmessungen gemäß der Wanddicke des äußeren Rotorelements aufweist.
Das Klinkenelement kann in der wenigstens einen axialen Richtung durch Positioniermittel positioniert sein, die von der wenigstens einen Seitenfläche der Ringnut getrennt sind und mit dieser in Eingriff stehen.
In der Endgestalt des äußeren Rotorelements zeigt die Ringnut eine die Lagerfläche der Tasche und die wenigstens eine Seitenfläche schneidende Bodenfläche.
Es ist möglich, daß die Umfangsnut jeweilige Seitenflächen aufweist, die axial außerhalb von beiden axialen Enden der Tasche angeordnet sind. In diesem Fall können die Positioniermittel zwischen den jeweiligen Seitenflächen und dem Klinkenelement angeordnet sein zum Positionieren des Klinkenelements in beiden axialen Richtungen.
Die Positioniermittel können ein ringförmiges Positionierelement umfassen, das in der Nut aufgenommen ist und gegen eine Bewegung in Umfangsrichtung bezüglich des äußeren Rotorelements gesperrt ist. Dieses ringförmige Positionierelement kann wenigstens ein Fenster in Überlappungsbeziehung mit der Tasche aufweisen. Das Klinkenelement kann innerhalb des Fensters angeordnet sein und kann durch die axial beabstandeten Ränder des Fensters axial positioniert sein. Auf diese Art und Weise ist die axiale Positionierung völlig unabhängig von den kaltgeformten Seitenfläche der Tasche und kann eine hohe Positionierungspräzision liefern.
Die Federmittel können ein Federelement umfassen, das sich im wesentlichen in Umfangsrichtung in dem Umfangsbereich des Klinkenelements erstreckt. Dieses Federelement kann auf eine radial nach innen gerichtete Federangriffsfläche des Klinkenelements wirken.
Insbesondere kann das Federelement ein Blattfederelement sein, das eine längere Querschnittsachse in der Richtung der Achse des Mechanismus und eine kürzere Querschnittsachse in radialer Richtung aufweist.
Zum Eingreifen mit dem Federelement kann das Klinkenelement axial zwischen jeweiligen axialen Endflächen des Klinkenelements einen Schlitz aufweisen. Dieser Schlitz weist eine Bodenfläche auf, und diese Bodenfläche kann die Federangriffsfläche sein.
Das Federelement kann ein im wesentlichen kreisförmiges Federelement sein, das sich in Umfangsrichtung im wesentlichen entlang des Gesamtumfangs der Innenumfangsfläche erstreckt. Um eine radial gerichtete Vorspannungskraft auf das Klinkenelement oder auf zwei oder mehr Klinkenelemente vorzusehen, kann das kreisförmige Federelement offene Enden und eine innere Vorspannung aufweisen, die das Federelement in einer Richtung nach radial außen vorspannt.
Falls ein ringförmiges Positionierelement vorgesehen ist, können die Federmittel eine mit dem ringförmigen Positionierelement integrale und sich von einem Ende des Fensters hin zu dem anderen Ende des Fensters erstreckende Blattfeder umfassen. Diese Blattfeder kann mit dem dem einen Ende des Fensters benachbarten ringförmigen Positionierelement integral sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Tasche durch eine Umfangsnut der Innenumfangsfläche und durch radial nach innen in diese Nut vorstehende Endvorsprünge gebildet. Diese Vorsprünge können durch eine Verlagerung von Material des äußeren Rotorelements nach radial innen erzielt sein. Auf diese Art und Weise ist die Lagerfläche durch eine Bodenfläche der Nut und durch die radial nach innen gerichteten Vorsprünge gebildet. Die Verlagerung von Material nach radial innen kann durch Kaltformen erzielt sein. Dieser Kaltformungsvorgang kann mit einem radial inneren Werkzeug durchgeführt sein, daß eine zu der Form der gewünschten Vorsprünge komplementäre Ausnehmung aufweist, und mit einem radial äußeren Werkzeug, das auf eine radial äußere Fläche des äußeren Rotorelements wirkt. Die Umfangsnut kann wiederum durch einen Drehvorgang erhalten sein.
In einer derartigen Ausführungsform kann das Klinkenelement axial durch wenigstens eine Seitenfläche der Nut, vorzugsweise durch zwei Seitenflächen der Nut positioniert sein.
Die durch die Vorsprünge gelieferten Endabschnitte der Lagerfläche können mit der Bodenfläche der Umfangsnut durch glatte Übergangsrundungen verbunden sein.
Die Federmittel können in dieser Ausführungsform ein kreisförmiges Federelement um die Achse herum aufweisen. Das Federelement kann auf eine im wesentlichen radial nach innen gerichtete Federangriffsfläche des Klinkenelements wirken. Die kreisförmige Feder kann einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Die Federangriffsfläche des Klinkenelements kann wiederum eine Bodenfläche eines Schlitzes des Klinkenelements sein, welcher Schlitz zwischen jeweiligen axialen Endflächen des Klinkenelements angeordnet ist. Somit kann das Klinkenelement in beiden axialen Richtungen durch zwei Seitenflächen der Nut positioniert sein.
Die Gesperrezahnmittel können wiederum nicht abtragend durch Verlagerung von Material des inneren Rotorelements geformt sein. Zum Beispiel können diese Gesperrezahnmittel durch Kaltschlagformung geformt sein.
Das äußere Rotorelement sollte bevorzugterweise ein rohrförmiges Element mit einer relativ geringen Wanddicke sein. Zum Beispiel kann das äußere Rotorelement eine Nabenhülse einer Fahrradnabe sein.
Das innere Rotorelement kann eine Komponente eines Planet engetriebes einer Fahrradnabe sein, wie etwa ein Planetenträgerrad oder ein Ringrad.
Nach einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Verfahren zum Fertigen eines äußeren Rotorelements eines Freilaufmechanismus des Klinke-Gesperre-Typs dieser Erfindung, wobei diese Verfahren umfassen: Vorsehen wenigstens einer Tasche in einer Innenumfangsfläche des äußeren Rotorelements. Ein erstes Verfahren umfaßt die wenigstens eine Tasche nicht abtragend zu formen durch Verlagerung von Material des äußeren Rotorelements nach radial außen und durch Drehen einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Ringnut in Richtung nach radial außen in die Innenumfangsfläche des äußeren Rotorelements bevor oder bevorzugt nachdem die wenigstens eine Tasche geformt worden ist, wobei die sich in Umfangsrichtung erstreckende Ringnut mit wenigstens einer Seitenfläche versehen ist, die zur Positionierung eines in der wenigstens einen Tasche aufgenommenen Klinkenelements in axialer Richtung geeignet ist, wobei die Tasche axial innerhalb der Ringnut angeordnet ist.
Bei diesem ersten Verfahren wird eine Umfangsnut in die Innenumfangsfläche des äußeren Rotorelements in Überlappungsbeziehung mit der wenigstens einen Tasche gedreht.
Ein zweites Verfahren umfaßt: a) Drehen einer sich im wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckenden Ringnut in eine Innenumfangsfläche des äußeren Rotorelements und b) Verlagern von Material des äußeren Rotorelements in die Umfangsnut nach radial innen derart, daß innerhalb der Umfangsnut radial nach innen gerichtete Vorsprünge erzielt werden, wobei zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Vorsprünge die Umfangsenden einer jeweiligen Tasche bilden, wobei die sich in Umfangsrichtung erstreckende Ringnut mit wenigstens einer Seitenfläche versehen ist, die zum Positionieren eines in der wenigstens einen Tasche aufgenommenen Klinkenelements in axialer Richtung geeignet ist.
Der Mechanismus der vorliegenden Erfindung kann mit kleinen Abmessungen, insbesondere in radialer Richtung, gefertigt werden. Dies ist von besonderer Wichtigkeit bei Mehrgang-Getriebe-Naben. Die Kaltschlagformung ist ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen der Komponenten des Mechanismus, da Kaltformung für Fahrradnaben-Komponenten bek4annt ist. Deshalb sind die jeweiligen Maschinen für den Fahrradnabenhersteller leicht erhältlich.
Die verschiedenen die Erfindung auszeichnenden neuen Merkmale werden insbesondere in den hieran anhängenden und einen Teil der Offenbarung darstellenden Ansprüchen aufgezeigt. Für ein besseres Verständnis der Erfindung, ihrer Funktionsvorteile und durch ihre Verwendung erreichten besonderen Ziele sollte auf die begleitenden Zeichnungen und die Beschreibung Bezug genommen werden, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht und beschrieben sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird hiernach detaillierter unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen beschrieben, die in den begleitenden Zeichnungen gezeigt sind, in welchen
Figur 1 einen Querschnitt senkrecht zu der Achse eines Freilaufmechanismus nach dieser Erfindung zeigt;
Figur 2 ein Schnitt nach Linie II-II der Figur 1 zeigt;
Figur 3 einen Querschnitt nach Linie III-III der Figur 2 zeigt;
Figur 4 ein Detail eines ringförmigen Positionierelements bei einer modifizierten Ausführungsform ähnlich der Ausführungsform der Figur 1 zeigt;
Figur 5 eine weitere Ausführungsform eines Mechanismus dieser Erfindung gemäß einem Schnitt ähnlich dem in Figur 1 gezeigten zeigt;
Figur 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI der Figur 5 zeigt;
Figur 7 ein Klinkenelement eines Mechanismus nach Figur 5 zeigt;
Figur 8 den Verfahrensarbeitsvorgang beim Formen einer Tasche in einem äußeren Rotorelement, wie in Figur 1 gezeigt, zeigt; und
Figur 9 einen Verfahrensarbeitsvorgang beim Formen einer Tasche in einem äußeren Rotorelement, wie in Figur 5 gezeigt, zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In den Figuren 1 bis 4 und 8 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung gezeigt.
Gemäß Figur 1 ist ein eine Achse A aufweisendes inneres Rotorelement 10 von einem äußeren Rotorelement 1 umgeben. Das innere Rotorelement 10 kann eine Komponente eines Planetengetriebes in einer Fahrradnabe sein, während das äußere Rotorelement 1 eine Nabenhülse einer Fahrradnabe sein kann. Es ist wenigstens ein Klinkenelement 20 vorgesehen zum Übertragen eines Drehmoments von dem inneren Rotorelement 10 zu dem äußeren Rotorelement 1. Ein Drehmoment kann in die Richtung der Pfeile P&sub1; und P&sub2; übertragen werden. Das innere Rotorelement 10 ist mit Gesperrezähnen 12 versehen. Diese Gesperrezähne 12 sind derart geformt, daß sie ein Drehmoment in der Richtung der Pfeile P&sub1; und P&sub2; von dem inneren Rotorelement 10 durch wenigstens ein Klinkenelement 20 zu dem äußeren Rotorelement 1 übertragen können. Falls das äußere Rotorelement 1 sich schneller in der Richtung des Pfeils P&sub2; dreht als das innere Rotorelement in der Richtung des Pfeils P&sub1;, kann das Klinkenelement 20 über die Zähne 12 gleiten.
Das Klinkenelement 20 umfaßt einen halbkreisförmigen Gegenlagerabschnitt 20a und einen Gesperrezahneingriffsabschnitt 24. Das äußere Rotorelement 1 ist mit einer Innenumfangsfläche 9 versehen. Diese Innenumfangsfläche 9 ist mit wenigstens einer Tasche 3 versehen. Diese Tasche 3 bildet eine Endabschnitte 3b aufweisende Lagerfläche 3a. Die Endabschnitte 3b haben einen Krümmungsradius, der im wesentlichen dem Krümmungsradius des halbkreisförmigen Gegenlagerabschnitt 20a entspricht. Auf diese Art und Weise ist das Klinkenelement 20 drehbar innerhalb der Tasche 3 auf der Lagerfläche 3a, 3b angebracht. Der Zahneingriffsabschnitt 24 des Klinkenelements 20 ist mit einem Schlitz 22 versehen. Die Bodenfläche dieses Schlitzes 22 ist mit 22a bezeichnet. Eine kreisförmige Blattfeder 26 ist innerhalb des äußeren Rotorelements 1 aufgenommen. Dieses Blattfederelement 26 ist derart vorgespannt, daß es sich in der Richtung nach radial außen ausdehnt und auf die Bodenfläche 22a des Schlitzes 22 wirkt. Das Federelement 26 übt ein Drehmoment auf die Bodenfläche 22a derart aus, daß der Zahneingriffsabschnitt 24 des Klinkenelements 20 in Richtung eines Eingriffs mit den Gesperrezähnen 12 vorgespannt ist. Die Tasche 3 weist kaltgeformte Seitenflächen 6 auf. Eine Kreisnut 5 ist in die Innenoberfläche 9 gefräst. Diese Nut 5 weist Seitenflächen 7 und eine Bodenfläche 5a auf. Die Nut 5 ist in die Innenfläche 9 derart gedreht, daß die Seitenflächen 7 beidseitig der Seitenflächen 6 der Tasche 3 angeordnet sind. Die Radialtiefe der Nut 5 ist kleiner als die Radialtiefe der Tasche 3. Die Nut 5 schneidet sich mit der Tasche 3. Ein ringförmiges Positionierelement 30 ist innerhalb der Nut 5 angeordnet. Dieses ringförmige Positionierelement 30 ist gegen Drehung bezüglich des äußeren Rotorelements 1 gesperrt. Die Umfangsränder des ringförmigen Positionierelements 30 sind mit den Seitenflächen 7 der Ringnut 5 in Eingriff bringbar. Die Außenumfangsfläche des ringförmigen Positionierelements 30 liegt an der Bodenfläche 5a der Nut 5 an. Das ringförmige Positionierelement 30 ist mit einem Fenster 32 in Überlappungsbeziehung mit der Tasche 3 versehen. Das Klinkenelement 20 ist axial innerhalb des Fensters 32 derart angeordnet, daß das Klinkenelement 20 im wesentlichen unbewegbar ist in axialer Richtung entlang der Achse A. Folglich ist die axiale Stellung des Klinkenelements 20 durch die präzise bearbeiteten Seitenflächen 7 der gedrehten Kreisnut 5 festgelegt. Die Umfangslänge der Tasche 3 und des Fensters 32 ist derart, daß sich das Klinkenelement 20 bezüglich des Rotorelements 1 in Umfangsrichtung entlang der Umfangslänge der Tasche 3 bewegen kann. Der Zweck dieses Umfangsspiel der Klinke 20 ist es, eine zuverlässige Freigabe einer Rücktrittbremse nach dem Bremsen zuzulassen. Dies ist im Fachgebiet gut bekannt. Falls keine Rücktrittbremse in der jeweiligen Fahrradnabe vorgesehen ist, kann die Form der Tasche 3 exakt komplementär zu der Form des Lagerabschnitts 20a derart sein, daß das Klinkenelement 20 an dem äußeren Rotorelement 1 drehbar angebracht ist, aber bezüglich des äußeren Rotorelements 1 in Umfangsrichtung unbewegbar ist. Das Federelement 26 ist eine aus Blech gefertigte Blattfeder und weist eine rechteckige Querschnittsfläche auf, wie in Figur 2 gezeigt. Das ringförmige Positionierelement 30 weist ebenfalls eine rechteckige Querschnittsfläche auf und ist ebenfalls aus Blech gefertigt.
Das innere Rotorelement 10 weist eine Außenumfangsfläche 10a auf, in der die Gesperrezähne 12 durch ein nicht abtragendes Formungsverfahren geformt sind, insbesondere durch Kaltschlagformung.
In der alternativen Ausführungsform wie in Figur 4 gezeigt ist das Federelement 26' integral mit dem ringförmigen Positionierelement 30' innerhalb des Fensters 32' ausgebildet. Auf diese Art und Weise ist die Anzahl von Teilen reduziert.
Das Fertigungsverfahren des äußeren Rotorelements 1 ist in Figur 8 gezeigt. Ein äußeres Werkzeug 40 wird an der Außenfläche des äußeren Rotorelements 1 an der Stelle der zu formenden Tasche 3 angewendet. Eine innere Werkzeugeinheit 41 umfaßt einen Werkzeugträger 42 und ein inneres Werkzeug 43. Das innere Werkzeug 43 ist auf dem Werkzeugträger 42 durch eine keilförmige Führung 44 geführt. Das innere Werkzeug 43 kann, etwa durch eine axiale Relativbewegung des Werkzeugträgers 42 und des inneren Werkzeugs 43, in einer Richtung nach radial außen hin zum äußeren Werkzeug 40 bewegt werden, die Tasche 3 hierbei formend.
Die Werkzeugeinheit kann zwei oder mehr innere Werkzeuge 43 zum Formen zweier oder mehrerer Taschen 3 umfassen. Falls eine Mehrzahl von Taschen gewünscht ist, können diese auch eine nach der anderen geprägt werden.
Es ist ziemlich klar, daß während des Arbeitsvorgangs nach Figur 8 die Lagerfläche 3a, 3b in einer sehr präzisen Form geformt werden kann, während die Flanken 6 (siehe Figur 2) mit geringerer Präzision geformt werden. Die Nut 5 wird in die Innenfläche 9 des äußeren Rotorelements 1 gedreht, bevor oder bevorzugt nachdem die Tasche 3 geformt worden ist.
Eine weitere Ausführungsform des Mechanismus dieser Erfindung ist in den Figuren 5, 6 und 7 gezeigt. Analoge Teile sind mit den gleichen Bezugsnummern wie in den Figuren 1 bis 4 gezeigt, jeweils um 100 vermehrt.
Das äußere Rotorelement 101 ist an seiner radial inneren Umfangsfläche 109 mit einer Umfangsnut 105 versehen. Die Umfangsnut 105 weist eine Bodenfläche 105a und Seitenflächen 107 auf. Die Nut 105 ist das Ergebnis eines Drehvorgangs. Die Tasche 103 wird erzielt durch Formen von radial nach innen gerichteten Vorsprüngen 150 innerhalb der Nut 105. Die Vorsprünge 105 bilden die Endabschnitte 103b der Lagerfläche, während die Bodenfläche 105a der Nut 105 den Mittelabschnitt der Lagerfläche bildet. Die Tasche 103 nimmt das Klinkenelement 120 auf. Das Klinkenelement 120 weist einen Schlitz 122 mit einer Bodenfläche 122a auf. Ein einen kreisförmigen Querschnitt aufweisendes kreisförmiges Federelement 126 ist innerhalb des Schlitzes 122 aufgenommen und greift an der Bodenfläche 122a derart an, daß es das Klinkenelement 120 in Richtung eines Drehmoment-übertragenden Eingriffs mit den Gesperrezähnen 112 des inneren Rotorelements 110 vorspannt. Der Radius r2 und der Radius r&sub1; bilden die Lagerpositionen des Klinkenelements 120. Der Radius R&sub2; des Klinkenelements wirkt mit dem Radius r2 zusammen, und der Radius R&sub1; des Klinkenelements wirkt mit dem Radius r&sub1; der Tasche 103 zusammen. Es ist anzumerken, daß der Radius R&sub2; kleiner ist als der Radius r&sub2;, und daß der Radius R&sub1; kleiner ist als der Radius r&sub1;. Die Tasche 103 weist wiederum eine längliche Form hinsichtlich der Kombination des Mechanismus mit einem Rücktrittbremssystem auf. Eine Fläche 152 des Klinkenelements 120 ist derart geformt, daß es über die Gesperrezähne 112 gleitet, wenn das äußere Rotorelement 101 sich im Uhrzeigersinn schneller als das innere Rotorelement 110 dreht. Das innere Rotorelement 110 kann ein Drehmoment zu dem äußeren Rotorelement 101 übertragen, wenn das Klinkenelement 120 im Eingriff mit einem Zahn 112 und der Radius R&sub1; im Eingriff mit dem Radius r&sub1; ist.
In Figur 9 ist ein Verfahren zum Fertigen der Tasche 103 in einem ersten Schritt gezeigt. Die Nut 105 mit der Bodenfläche 105a und den Seitenflächen 107 ist in das äußere Rotorelement 101 gedreht. Hierauf hin wird für die Vorsprünge 150 innerhalb der Kreisnut 105 durch ein äußeres Werkzeug 155 und ein inneres Werkzeug 156 gesorgt. Das äußere Werkzeug 155 wird in der Richtung des Pfeils 157 gegen die Außenfläche des Rotorelements 101 bewegt, und das innere Werkzeug 156 wird gegen die Bodenfläche 105a gehalten, so daß die Vorsprungsform des verlagerten Materials festlegt wird. Die Werkzeuge 155 und 156 können Komponenten von Doppel- oder Mehrfach-Werkzeugeinheiten sein, die zum gleichzeitigen Formen zweier oder mehrerer Taschen 103 geeignet sind. Die Bewegung des inneren Werkzeugs 156 nach radial außen in die Nut 105 kann wiederum durch ein keilartiges Zusammenwirken mit einem Werkzeugträger (nicht gezeigt) erzielt sein.
Während spezielle Ausführungsformen der Erfindung im Detail gezeigt und beschrieben worden sind, um die Anwendung der Erfindungsprinzipien zu veranschaulichen, versteht es sich, daß die Erfindung auf andere Art und Weise ausgeführt werden kann, ohne von diesen Prinzipien abzuweichen.
Die Bezugsziffern in den Ansprüchen sind nur zur Erleichterung des Verständnisses verwendet und sind keinesfalls einschränkend.

Claims

1. Freilaufmechanismus des Klinke-Gesperre-Typs für eine Fahrradnabe, umfassend zwei um eine gemeinsame Achse (A) drehbare Rotorelemente (10, 1), nämlich ein inneres Rotorelement (10) mit einer Außenumfangsfläche (10a) und ein äuperes Rotorelement (1) mit einer der Außenumfangsfläche (10a) radial gegenüberliegenden Innenumfangsfläche (9), sowie wenigstens ein Klinkenelement (20) zum Übertragen eines Drehmoments zwischen den Rotorelementen (10, 1), wobei die Außenumfangsfläche (10a) mit Gesperrezahnmitteln (12) versehen ist, wobei die Innenumfangsfläche (9) mit wenigstens einer Lagertasche (3) versehen ist, wobei die Lagertasche (3) eine Lagerfläche (3a, 3b) aufweist, wobei die Lagerfläche (3a, 3b) einander in Umfangsrichtung gegenüberliegende Endabschnitte (3b) aufweist, wobei das Klinkenelement (20) einen mit der Lagerfläche (3a, 3b) in Eingriff bringbaren Gegenlagerabschnitt (20a) aufweist, wobei das Klinkenelement (20) ferner einen mit den Gesperrezahnmitteln (12) in Eingriff bringbaren Zahneingriffsabschnitt (24) aufweist, wobei Federmittel (26) vorgesehen sind zum Vorspannen des Zahneingriffabschnitts (24) des Klinkenelements (20) in Richtung eines Eingriffs mit den Gesperrezahnmitteln (12), wobei wenigstens die Endabschnitte (3b) der Lagerfläche (3a, 3b) nicht-abtragend durch Verlagerung von Material des äußeren Rotorelements (1) geformt sind, wobei die wenigstens eine Lagertasche (3) axial innerhalb der Axialbreite einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden, in Richtung nach radial außen in die Innenumfangsfläche (9) des äuperen Rotorelements (1) gedrehten Ringnut (5) angeordnet ist, wobei die sich in Umfangsrichtung erstreckende Ringnut wenigstens eine zur Positionierung des wenigstens einen Klinkenelements (20) in axialer Richtung geeignete Seitenfläche (7) aufweist.

2. Mechanismus nach Anspruch 1, wobei die Tasche (3) mit ihrer gesamten Lagerfläche (3a, 3b) durch eine Verlagerung von Material des äuperen Rotorelements (1) nach radial außen gebildet ist.

3. Mechanismus nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Klinkenelement (20) durch Positioniermittel (30) in der wenigstens einen axialen Richtung positioniert ist, welche Positioniermittel von der wenigstens einen Seitenfläche (7) der Ringnut getrennt sind und mit dieser in Eingriff stehen.

4. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ringnut (5) eine die Lagerfläche (3a, 3b) der Tasche (3) und die wenigstens eine Seitenfläche (7) schneidende Bodenfläche (5a) aufweist.

5. Mechanismus nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Umfangsnut (5) jeweilige Seitenflächen (7) aufweist, die axial außerhalb von beiden axialen Enden (6) der Tasche (3) angeordnet sind, wobei die Positioniermittel (30) zwischen den jeweiligen Seitenflächen (7) und dem Klinkenelement (20) angeordnet sind zum Positionieren des Klinkenelements (20) in beiden axialen Richtungen.

6. Mechanismus nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Positioniermittel (30) ein ringförmiges Positionierelement (30) umfassen, das in der Nut (5) aufgenommen ist und gegen eine Bewegung in Umfangsrichtung bezüglich des äußeren Rotorelements (1) gesperrt ist, wobei das ringförmige Positionierelement (30) wenigstens ein Fenster (32) aufweist, das in Überlappungsbeziehung mit der Tasche (3) steht, wobei das wenigstens eine Klinkenelement (20) innerhalb des Fensters (32) angeordnet ist und durch das Fenster (32) axial positioniert ist.

7. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Federmittel (26) ein Federelement (26) umfassen, das sich im wesentlichen in Umfangsrichtung in dem Umfangsbereich des Klinkenelements (20) erstreckt, wobei das Federelement (26) auf eine radial nach innen gerichtete Federangriffsfläche (22a) des Federelements (20) wirkt.

8. Mechanismus nach Anspruch 7, wobei das Klinkenelement (20) einen Schlitz (22) axial zwischen jeweiligen axialen Endflächen des Klinkenelements (20) aufweist, wobei der Schlitz (22) eine Bodenfläche (22a) aufweist, wobei die Bodenfläche (22a) die Federangriffsfläche ist.

9. Mechanismus nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Federelement (26) ein im wesentlichen kreisförmiges Federelement ist.

10. Mechanismus nach Anspruch 6, wobei die Federmittel (26> ) eine mit dem ringförmigen Positionierelement (30') integrale und sich von einem Ende des Fensters (32') hin zu dem anderen Ende des Fensters (32') erstreckende Blattfeder (26') umfassen, wobei die Blattfeder (26') mit dem dem einen Ende des Fensters (32') benachbarten ringförmigen Positionierelement (32') integral ist.

11. Mechanismus nach Anspruch 1, wobei die Tasche (103) durch die Umfangsnut (105) der Innenumfangsfläche (109) gebildet ist und durch radial nach innen in die Nut (105) vorstehende Endvorsprünge (150), wobei die Vorsprünge (150) durch eine Verlagerung von Material des äußeren Rotorelements (101) nach radial innen erzielt sind, wobei die Lagerfläche (105a, 103b) durch eine Bodenfläche (105a) der Nut (105) und durch die radial nach innen gerichteten Vorsprünge (150) gebildet ist.

12. Mechanismus nach Anspruch 11, wobei das Klinkenelement (120) in beiden axialen Richtungen durch zwei Seitenflächen (107) der Nut (105) positioniert ist.

13. Mechanismus nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Endabschnitte (103b) der Lagerfläche (105a, 103b) durch glatte Übergangsrundungen (r&sub1;, r&sub2;) mit der Bodenfläche (105a) der Umfangsnut (105) verbunden sind.

14. Mechanismus nach Anspruch 13, wobei die glatten Übergangsrundungen (r&sub1;, r&sub2;) mit jeweiligen Rundungen (R&sub1;, R&sub2;) des Klinkenelements (120) zusammenwirken, wobei die Rundungen (R&sub1;, R&sub2;) des Klinkenelements (120) kleinere Radien aufweisen als der jeweilige Radius der Umfangsrundungen (r&sub1;, r&sub2;).

15. Mechanismus nach einem Ansprüche 11 bis 14, wobei die Federmittel (126) ein kreisförmiges Federelement (126) um die Achse herum aufweisen, wobei das Federelement (126) auf eine im wesentlichen radial nach innen gerichtete Federangriffsfläche (122a) des Klinkenelements (120) wirkt.

16. Mechanismus nach Anspruch 15, wobei die Federangriffsfläche (122a) des Klinkenelements (120) eine Bodenfläche (122a) eines zwischen jeweiligen axialen Endflächen des Klinkenelements (120) angeordneten Schlitzes (122) des Klinkenelements (120) ist.

17. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Gesperrezahnmittel (12) nicht-abtragend durch Verlagerung von Material des inneren Rotorelements (10) geformt sind.

18. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das äußere Rotorelement (1) eine Nabenhülse einer Fahrradnabe ist.

19. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das innere Rotorelement (10) eine Komponente eines Planetengetriebes einer Fahrradnabe ist.

20. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Tasche (3) in Umfangsrichtung derart verlängert ist, dar sie ein Umfangsspiel des Klinkenelements (20) bezüglich des äußeren Rotorelements (1) zuläßt.

Freilaufmechanismus des Klinke-Gesperre-Typs, umfassend:

Vorsehen wenigstens einer Tasche (3) in einer Innenumfangsfläche (9) des äuperen Rotorelements (1) durch nicht-abtragende Formung der wenigstens einen Tasche (3) durch Verlagerung von Material des äuperen Rotorelements (1) nach radial außen und durch Drehen einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Ringnut (5) in Richtung nach radial außen in die Innenumfangsfläche (9) des äußeren Rotorelements (1) bevor oder bevorzugt nachdem die wenigstens eine Tasche (3) geformt worden ist, wobei die sich in Umfangsrichtung erstrekkende Ringnut mit wenigstens einer Seitenfläche versehen ist, die zur Positionierung eines in der wenigstens einen Tasche aufgenommenen Klinkenelements (20) in axialer Richtung geeignet ist, wobei die Tasche axial innerhalb der Ringnut angeordnet ist.

22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Verfahren umfaßt:

Drehen einer Umfangsnut (5) in die Innenumfangsfläche (9) des äußeren Rotorelements (1) in Überlappungsbeziehung mit der wenigstens einen Tasche (3).

23. Verfahren zum Fertigen eines äußeren Rotorelements (1) eines Freilaufmechanismus des Klinke-Gesperre-Typs umfassend:

Vorsehen wenigstens einer Tasche (3) in einer Innenumfangsfläche (9) des äußeren Rotorelements (1) durch

a) Drehen einer sich im wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckenden Ringnut (105) in die Innenumfangsfläche (109) des äußeren Rotorelements (101) und

b) Verlagern von Material des äußeren Rotorelements (101) nach radial innen in die Umfangsnut (105) derart, dap innerhalb der Umfangsnut (105) radial nach innen gerichtete Vorsprünge (150) erzielt werden, wobei zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Vorsprünge (150) die Umfangsenden (103b) einer jeweiligen Tasche (103) bilden, wobei die sich in Umfangsrichtung erstreckende Ringnut mit wenigstens einer Seitenfläche versehen ist, die zum Positionieren eines in der wenigstens einen Tasche aufgenommenen Klinkenelements (120) in axialer Richtung geeignet ist.