WO2012175071A2 - Wheel hub having a freewheel and braking function in both rotational directions - Google Patents

Abstract

The invention relates to a wheel hub, comprising a hub sleeve, an axle extending through the longitudinal axis of the hub sleeve, the hub sleeve being rotationally movable about the longitudinal axis and relative to the axle, a thread which is provided on the axle and is driven from outside and rotationally movable relative to the hub sleeve, and a sliding sleeve that surrounds the axle and the thread, meshes with the thread and is axially movable along the axle by means of a rotational movement of the thread, the sliding sleeve comprising a right and a left part, one of which meshing with the thread. According to the invention, an axially movable coupling body is associated with each of said two parts, and each part of the sliding sleeve, with the coupling body associated thereto, has a synchronous toothing engaging in the axial direction and having several inclined surfaces, which are distributed along the circumference and can be placed on each other, on the part of the sliding sleeve and the coupling body. A free space is provided between the respectively cooperating inclined surfaces of a coupling body and the associated part of the sliding sleeve, thereby allowing a play between these two components in the circumferential direction, and the coupling body is axially displaceable by a rotational movement of the sliding sleeve and can be connected to the hub sleeve in a force-fitting manner. Furthermore, the essentially symmetrical structure of the wheel hub causes a force-fitting connection from the thread to the hub sleeve as a function of the rotational direction of the thread via the one or the other part of the sliding sleeve and the respectively associated coupling body.

Description

"Radnabe mit Freilauf- und Bremsfunktion in beiden Drehrichtungen"  "Wheel hub with freewheel and brake function in both directions of rotation"

Beschreibung: Die Erfindung betrifft eine Radnabe nach dem Oberbegriff desDescription: The invention relates to a wheel hub according to the preamble of

Anspruchs 1. Claim 1.

Eine gattungsgemäße Radnabe ist aus der US 6,386,566 B1 bekannt. Die bekannte Radnabe ermöglicht es, aus der Vorwärts- fahrt heraus zunächst das Rad abzubremsen, nämlich durch eine Rückwärtsbewegung des Gewindes, wobei es einen so genannten Direktantrieb aufweist, also unmittelbar mit Tretpedalen versehen ist. Mittels der gattungsgemäßen Radnabe kann aus der Vorwärtsfahrt heraus durch eine Rückwärtsbewegung der Antriebspedale zunächst das angetriebene Rad abgebremst werden. Schließlich kann durch weitere Rückwärtsbewegung der Antriebspedale die Nabenhülse und damit das angetriebene Rad in rückwärtiger Drehrichtung angetrieben werden, so dass mittels der gattungsgemäßen Radnabe eine Vorwärtsfahrt das Abbremsen sowie eine Rückwärtsfahrt möglich sind. A generic hub is known from US 6,386,566 B1. The known wheel hub makes it possible to first decelerate the wheel out of the forward drive, namely by a backward movement of the thread, wherein it has a so-called direct drive, that is to say directly provided with pedal pedals. By means of the generic wheel hub can be braked from the forward drive out by a backward movement of the drive pedals first, the driven wheel. Finally, by further backward movement of the drive pedals, the hub shell and thus the driven wheel can be driven in the rearward direction of rotation, so that forward braking and reverse driving are possible by means of the generic wheel hub.

Problematisch ist die Abbremsung der Nabe aus der Rückwärtsfahrt heraus: Da kein Bremsapparat für die Rückwärtsfahrt vorhanden ist, kann die Bremsung hier nur über das so genannte The problem is the deceleration of the hub from the reverse drive out: Since no brake device for the reverse drive is available, the braking here only on the so-called

Bestätigungskopie| Kontern erfolgen, indem die sich entsprechend der jeweiligen Fahrtrichtung mitdrehenden Pedale entgegen ihrer momentanen Drehrichtung beaufschlagt werden. Confirmation copy | Locking done by the co-rotating according to the respective direction of travel pedals against their current direction of rotation are applied.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Radnabe dahingehend zu verbessern, dass diese gleichwertige Antriebs-, Freilauf- und Bremseigenschaften sowohl bei der Vorwärtsfahrt als auch bei der Rückwärtsfahrt ermöglicht. The invention has for its object to improve a generic hub to the effect that this equivalent drive, freewheeling and braking properties allows both the forward drive and during reverse travel.

Diese Aufgabe wird durch eine Radnabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved by a wheel hub with the features of claim 1.

Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, die Radnabe im Wesentlichen symmetrisch über die axiale Länge der Radnabe auszugestalten, also einen rechten und einen linken Abschnitt der Radnabe zu schaffen, die im Wesentlichen gleich, jedoch spiegelsymmetrisch ausgestaltet sind. Mit Hilfe einer Synchronvorrichtung und in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Gewindes sowie der Laufrichtung des Rades werden die Funktionen der Radnabe gesteuert. In other words, the invention proposes to configure the wheel hub essentially symmetrically over the axial length of the wheel hub, that is to say to create a right and a left section of the wheel hub, which are of essentially equal but mirror-symmetrical design. With the help of a synchronizer and depending on the direction of rotation of the thread and the direction of the wheel, the functions of the hub are controlled.

Die Synchronvorrichtung weist zwei Abschnitte auf, die jeweils aus einerseits einem so genannten Kupplungskörper und andererseits der Schiebehülse bestehen. Dabei ist eine Verzahnung zwischen diesen Bauteilen vorgesehen. Diese besitzen korrespondierende Schrägflächen, welche je nach Drehrichtung des Rades bewirken, dass jeweils ein Kupplungskörper in eine Position verfahren wird, in welcher er kraftschlüssig mit der Nabenhülse verbunden ist und dementsprechend eine Drehbewegung auf die Nabenhülse übertragen kann, während der entgegengesetzte Kupplungskörper die sich drehende Nabenhülse kraftschlüssig über eine mit dem Rahmen verbundene Verzahnung abbremsen kann. Je nach Drehrichtung des Gewindes wird auf diese Weise der eine oder der andere Teil der Schiebehülse sowie der damit zusammenwirkende Kupplungskörper betätigt, so dass dementsprechend jeweils der Drehantrieb in Fahrtrichtung realisiert wird, während die entgegengesetzte Drehrichtung die Nabenhülse abbremst. The synchronizing device has two sections, each consisting of a so-called coupling body on the one hand and the sliding sleeve on the other hand. In this case, a toothing between these components is provided. These have corresponding inclined surfaces, which cause depending on the direction of rotation of the wheel, that in each case a coupling body is moved to a position in which it is non-positively connected to the hub shell and can accordingly transmit a rotary motion to the hub shell, while the opposite coupling body, the rotating hub shell can decelerate frictionally via a toothing connected to the frame. Depending on the direction of rotation of the thread of the one or the other part of the sliding sleeve and the cooperating coupling body is actuated in this way, so that accordingly each of the rotary drive in the direction of travel is realized while the opposite direction of rotation decelerates the hub shell.

Der Kraftfluss kann von dem jeweiligen Kupplungskörper unmittelbar auf die Nabenhülse erfolgen. Es kann jedoch vorteilhaft sein, zu Gunsten einer einfachen Montage der Radnabe, die Nabenhülse mit einer im Wesentlichen durchgängigen zylindrischen Bohrung zu versehen, um auf diese Weise die Montage der einzelnen Bestandteile der Radnabe innerhalb der Nabenhülse zu vereinfachen. In diesem Fall kann vorteilhaft die Anordnung von Bremsbacken vorgesehen sein, welche der inneren Oberfläche der Nabenhülse angelegt werden und ihrerseits durch den jeweiligen Kupplungskörper beaufschlagt werden, so dass der Kraftfluss vom Kupplungskörper über die Bremsbacken auf die Nabenhülse erfolgt. The power flow can be made directly from the respective coupling body to the hub shell. However, it may be advantageous to provide the hub shell with a substantially continuous cylindrical bore for ease of assembly of the wheel hub, thereby facilitating assembly of the individual components of the hub within the hub shell. In this case, the arrangement of brake shoes can advantageously be provided, which are applied to the inner surface of the hub shell and in turn are acted upon by the respective coupling body, so that the power flow from the coupling body via the brake shoes on the hub shell.

Die Kupplungskörper können in einer ersten Ausführungsform jeweils als Konus ausgestaltet sein, welcher mit einer entsprechenden Schrägfläche zusammenwirkt, die schräg zur Achse der Radnabe ausgerichtet ist und an der Nabenhülse nach innen ragend vorgesehen ist. Eine solche Schrägfläche ist Teil eines Bremskörpers. Die axiale Beweglichkeit des Kupplungskörpers, also des Konus, bewirkt in diesem Fall je nach Bewegungsrichtung des Konus auch eine radiale Annäherung zur oder Entfernung von der Schrägfläche, also die Schaffung oder die Lösung einer kraftschlüssigen Verbindung zur Nabenhülse. In a first embodiment, the coupling bodies can each be designed as a cone, which cooperates with a corresponding oblique surface, which is oriented obliquely to the axis of the wheel hub and is provided on the hub shell projecting inwards. Such an inclined surface is part of a brake body. The axial mobility of the coupling body, so the cone causes in this case, depending on the direction of movement of the cone and a radial approach to or removal from the inclined surface, so creating or solving a non-positive connection to the hub shell.

In diesem Fall kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die In this case, it can be advantageously provided that the

Bremsbacken gemeinsam mit dem jeweiligen Konus drehbeweglich sind, und lediglich in axialer Richtung relativ beweglich zu dem jeweiligen Konus gelagert sind, beispielsweise mittels einer in axialer Richtung verlaufenden Verzahnung zwischen diesen beiden Bauteilen. Auf diese Weise kann durch die Relativbewegung in axialer Richtung die gewünschte Spreizung der Bremsbacken erfolgen. Die Kupplungskörper können jedoch auch anders als ein Konus ausgestaltet sein: An Stelle der oben erwähnten, mit einem Konus zusammenwirkenden Schrägfläche, die eine Reibfläche für den zugehörigen Konus darstellt, kann bei einer zweiten Ausführungsform beispielsweise eine Art Ring vorgesehen sein, der den Bremskörper bildet und sich von der Nabenhülse radial nach innen erstreckt, und der ähnlich wie die Bremsscheibe einer Scheibenbremse eine Reibfläche bereitstellt, die quer zur Drehachse ausgerichtet ist und achsparallel von einem axial verschiebbaren Kupplungskörper der zweiten Ausführungsform beaufschlagt wird. Dementsprechend kann der Kupplungskörper dieser zweiten Ausführungsform ohne radiale Schrägflächen ausgestaltet sein und lediglich durch seine Axialbewegung eine axiale Annäherung zur oder Entfernung von dem Ring bewirken, also die Schaffung oder die Lösung einer kraftschlüssigen Verbindung zur Nabenhülse. Brake shoes are rotatable together with the respective cone, and are mounted relatively movable only in the axial direction to the respective cone, for example by means of a running in the axial direction of the teeth between these two components. In this way, the desired spread of the brake shoes can be done by the relative movement in the axial direction. However, the coupling body can also be designed differently than a cone: Instead of the above-mentioned, cooperating with a cone inclined surface, which is a friction surface for the associated cone, in a second embodiment, for example, a kind of ring may be provided which forms the brake body and extends radially inwardly from the hub shell and, similar to the brake disc of a disc brake, provides a friction surface which is oriented transversely to the axis of rotation and axially parallelly urged by an axially displaceable clutch body of the second embodiment. Accordingly, the coupling body of this second embodiment may be configured without radial inclined surfaces and cause only by its axial movement an axial approach to or removal from the ring, so creating or solving a non-positive connection to the hub shell.

Grundsätzlich kann die Schiebehülse als einteiliges Bauteil ausgestaltet sein. Es kann jedoch zugunsten einer einfacheren Fertigung - je nachdem, wie die Radnabe im Einzelnen konstruiert ist - vorteilhaft sein, wenn die Schiebehülse in axialer Richtung mittig geteilt ist und die beiden Teile als jeweils eigenes Bauteil ausgestaltet sind. In diesem Fall kann es aus Gründen einer vereinfachten Montage vorteilhaft sein, die Reibflächen - wie die oben erwähnten Schrägflächen oder den oben erwähnten Ring - mittig in die Nabenhülse zu integrieren. In principle, the sliding sleeve can be designed as a one-piece component. However, it may be advantageous in favor of a simpler production - depending on how the wheel hub is constructed in detail - when the sliding sleeve is divided centrally in the axial direction and the two parts are designed as a separate component. In this case, it may be advantageous for reasons of simplified assembly, the friction surfaces - such as the above-mentioned inclined surfaces or the ring mentioned above - to integrate centrally into the hub shell.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich. Further advantageous embodiments of the invention can be seen from the dependent claims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der rein schematischen Darstellungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 einen Querschnitt in axialer Richtung durch die Radnabe, An embodiment of the invention will be explained in more detail below with reference to the purely schematic representations. It shows 1 shows a cross section in the axial direction through the wheel hub,

Fig. 2 eine Ansicht auf die Komponenten der Radnabe bei demontierter Nabenhülse, wobei die Fahrposition der Radnabe dargestellt ist, und  2 is a view of the components of the wheel hub with disassembled hub shell, wherein the driving position of the hub is shown, and

Fig.3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, wobei jedoch die Radnabe in ihrer Bremsposition dargestellt ist.  Figure 3 is a view similar to Fig. 2, but with the wheel hub is shown in its braking position.

In den Zeichnungen ist mit 1 insgesamt eine Radnabe bezeichnet, welche eine Achse 2 aufweist, die beispielsweise fest an einem Fahrzeugrahmen, beispielsweise einem Fahrradrahmen, festgelegt ist. Im Abstand um die Achse 2 verläuft eine relativ zur Achse 2 drehbar gelagerte Nabenhülse 3, wobei zwischen der Nabenhülse 3 und der Achse 2 an den beiden axialen Enden der Nabenhülse 3 jeweils ein Kugellager 4 vorgesehen ist. In the drawings, 1 denotes a wheel hub as a whole, which has an axle 2, which is fixed, for example, fixed to a vehicle frame, such as a bicycle frame. In the distance about the axis 2 extends a relative to the axis 2 rotatably mounted hub shell 3, wherein between the hub shell 3 and the axis 2 at the two axial ends of the hub shell 3 each have a ball bearing 4 is provided.

Auf der Achse 2 ist ein Gewinde 5 vorgesehen, welches mit einer Ritzelaufnahme 6 fest verbunden ist und um die Längsachse der Achse 2 beweglich ist. Die Ritzelaufnahme 6 ist mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Ritzel verbunden und dieses wiederum führt eine Antriebskette, die von den Drehpedalen des Fahrrads beaufschlagt ist, so dass über die Ritzelaufnahme 6 das Gewinde 5 um die Achse 2 herum in Drehung versetzt werden kann. On the axis 2, a thread 5 is provided which is fixedly connected to a pinion seat 6 and is movable about the longitudinal axis of the axis 2. The pinion seat 6 is connected to a pinion, not shown in the drawing and this in turn leads to a drive chain which is acted upon by the rotors of the bicycle, so that via the pinion seat 6, the thread 5 can be rotated about the axis 2 in rotation.

Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass das Gewinde 5 und die Ritzelaufnahme 6 zu einem Bauteil zusammengefasst sind. Ein solche Bauteil könnte zudem eine zusätzliche Lagereinheit zwischen der Achse 2 und der Ritzelaufnahme 6 aufnehmen. Deviating from the illustrated embodiment can be provided that the thread 5 and the pinion seat 6 are combined to form a component. Such a component could also accommodate an additional bearing unit between the axis 2 and the pinion seat 6.

Mit dem Gewinde 5 kämmt ein rechter Teil 7a einer insgesamt mit 7 bezeichneten Schiebehülse. Die Bauteile 7a und 7b sind fest miteinander verbunden und nehmen den äußeren Teil einer so genannten Innenverzahnung 16 auf, während die dazugehörige Gegenverzahnung auf einem als Drehomentstütze dienen- den Drehmomentrohr 17 liegt. Dieses Drehmomentrohr 17 ist fest mit dem Fahrzeugrahmen verbunden. Den Bauteilen 7a und 7b ist jeweils ein Konus 8 zugeordnet, wobei zwischen dem Konus 8 und dem jeweils zugeordneten Teil 7a, 7b der Schiebehülse 7 jeweils eine Spreizfeder 9 vorgesehen ist, welche diese beiden Bauteile so weit wie möglich voneinander beabstandet hält. With the thread 5 meshes a right part 7a of a total of 7 designated sliding sleeve. The components 7a and 7b are firmly connected to each other and receive the outer part of a so-called internal toothing 16, while the corresponding counter toothing serve as a torque support. the torque tube 17 is located. This torque tube 17 is fixedly connected to the vehicle frame. The components 7a and 7b, a cone 8 is associated with each, wherein between the cone 8 and the respective associated part 7a, 7b of the sliding sleeve 7 each have a spreading spring 9 is provided which keeps these two components as far apart as possible.

Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, die Schiebehülse 7 einteilig auszugestalten. Deviating from the illustrated embodiment can be provided to design the sliding sleeve 7 in one piece.

Die beiden Konen 8 wirken mit ihren jeweiligen Schrägflächen mit Bremsbacken 10 - 13 zusammen, welche an die innere O- berfläche der Nabenhülse 3 anpressbar sind. The two cones 8 cooperate with their respective inclined surfaces with brake shoes 10 - 13, which can be pressed against the inner surface of the hub shell O 3.

Wie die Fig. 2 und 3 erkennen lassen, ist zwischen den beiden Teilen 7a, 7b der Schiebehülse 7 und den jeweils zugeordneten Konen 8 jeweils eine Synchronverzahnung 14 vorgesehen, wobei in axialer Richtung die miteinander verzahnten Bauteile beweglich sind, und auch umfangsmäßig sind diese miteinander verzahnten Bauteile relativ zueinander beweglich, wobei die Zähne beider benachbarten Bauteile jeweils eine Schrägfläehe 15 aufweisen, auf die später noch näher eingegangen wird. Die Kugellager 4, die Schiebehülse 7 und die Konen 8 sind in den Fig. 2 und 3 ersichtlich, weil die demgegenüber weiter außen angeordneten Bauteile der Radnabe 1 in diesen Zeichnungen nicht dargestellt sind. As shown in FIGS. 2 and 3 reveals, between the two parts 7a, 7b of the sliding sleeve 7 and the respective associated cones 8 each have a synchronizing toothing 14 is provided, in the axial direction, the interlocked components are movable, and also circumferentially they are together toothed components movable relative to each other, wherein the teeth of both adjacent components each have an oblique surface 15, which will be discussed in more detail later. The ball bearings 4, the sliding sleeve 7 and the cones 8 are shown in FIGS. 2 and 3, because the components of the wheel hub 1, which are arranged further outwards, are not shown in these drawings.

Nachfolgend wird ein Bewegungsablauf der Radnabe 1 beschrieben, der mit dem Stillstand beginnt, dann die Vorwärtsfahrt betrifft, anschließend den Leerlauf, also das Weiterrollen des Fahrrades bzw. der Nabenhülse 3, ohne einen Antrieb der Radnabe, schließlich die Abbremsfunktion bis zum Stillstand. Da die Radnabe 1 im Wesentlichen spiegelsymmetrisch aufgebaut ist, ergibt sich bei entgegengesetzten Drehbewegungen, die auf die Radnabe 1 einwirken, die Funktion für die Rückwärtsfahrt, also für den Antrieb, den Leerlauf, und ein Abbremsen während der Rückwärtsfahrt in analoger Weise. Subsequently, a sequence of movement of the wheel hub 1 is described, which begins with the standstill, then the forward drive, then the idle, so the further rolling of the bicycle or the hub shell 3, without a drive of the wheel hub, finally the braking function to a standstill. Since the wheel hub 1 is constructed essentially mirror-symmetrical, results in opposite rotational movements, which act on the wheel hub 1, the function for the reverse, so for the drive, the idling, and a deceleration during the reverse drive in an analogous manner.

Für den beschriebenen Ablauf wird davon ausgegangen, dass die Radnabe 1 in einem Fahrrad eingebaut ist, so dass über die Tretpedale des Fahrrades und ein damit verbundenes Kettenblatt sowie eine vom Kettenblatt zum hinteren Ritzel verlaufende Antriebskette die Ritzelaufnahme 6 mitsamt dem Gewinde 5 in Drehung versetzt werden kann. For the procedure described, it is assumed that the wheel hub 1 is installed in a bicycle, so that the pinion seat 6, together with the thread 5, are set in rotation via the pedal pedals of the bicycle and an associated chainring and a chain extending from the chainring to the rear pinion can.

Im Stillstand befindet sich zunächst die Schiebehülse 7 in einer aus Fig. 1 ersichtlichen mittleren Position. Dabei ist die Innenverzahnung 16 mit dem Drehmomentrohr 17 im Eingriff. Die beiden Konen 8 werden durch die Spreizfedern 9 in ihrer aus Fig. 1 ersichtlichen Position gegenüber der Schiebehülse 7 gehalten. Die Bremsbacken 10 - 13 sind hinsichtlich einer Drehbeweglichkeit, also rotatorisch, mit den Konen 8 verbunden, translatorisch, also in axialer Richtung, jedoch gegenüber den Konen 8 beweglich. At a standstill, the sliding sleeve 7 is initially in a middle position shown in FIG. 1. In this case, the internal toothing 16 with the torque tube 17 is engaged. The two cones 8 are held by the spreading springs 9 in their apparent from Fig. 1 position relative to the sliding sleeve 7. The brake shoes 10 - 13 are in terms of rotational mobility, so rotationally connected to the cones 8, translational, ie in the axial direction, but with respect to the cones 8 movable.

Bei Betätigung der Fahrpedale wird das Ritzel und somit die Ritzelaufnahme 6 gegenüber der Achse 2 verdreht. Dadurch, dass das Gewinde 5 mit der Ritzelaufnahme 6 fest verbunden ist und mit dem rechten Teil 7a der Schiebehülse 7 kämmt, wird aufgrund der Drehbewegung des Ritzels die Schiebehülse 7 axial bewegt, beispielsweise nach rechts, so dass die Schiebehülse 7 aus der Innenverzahnung 16 frei kommt. Diese nach rechts gerichtete Bewegung verringert gegen die Wirkung der Spreizfeder 9 den Abstand des rechten Teils 7a von dem auf diesem Teil 7a befindlichen Konus 8 und presst den Konus 8 gegen die Bremsbacken 12 und 13, so dass diese radial gespreizt und gegen die Nabenhülse 3 gepresst werden. Auf diese Weise entsteht ein Kraftfluss, der durch die Drehbewegung des Ritzels und der Ritzelaufnahme 6 letztlich dazu führt, dass auch die Nabenhülse 3 und das damit über Speichen verbundene Laufrad des Fahrrades um die fest stehende Achse 2 gedreht wird. Bei der geschilderten Bewegung wird der Konus 8 zunächst gegen die Bremsbacken 12 und 13 gepresst. Die Nabenhülse 3 befindet sich dabei noch im Stillstand. Daher kann die Schiebehülse 7 den Konus 8 in der entsprechenden Umfangs-Drehrichtung, die der Fahrtrichtung entspricht, über die Schrägflächen 15 verschieben, wenn diese bei der axialen Verschiebung der Schiebehülse 7 aneinander stoßen. Upon actuation of the accelerator pedals, the pinion and thus the pinion seat 6 is rotated relative to the axis 2. Characterized in that the thread 5 is fixedly connected to the pinion seat 6 and meshes with the right part 7a of the sliding sleeve 7, the sliding sleeve 7 is axially moved due to the rotational movement of the pinion, for example, to the right, so that the sliding sleeve 7 from the internal teeth 16 free comes. This rightward movement reduces against the action of the spreading spring 9 the distance of the right part 7a of the located on this part 7a cone 8 and presses the cone 8 against the brake shoes 12 and 13, so that they are radially spread and pressed against the hub shell 3 become. In this way, a force flow, which ultimately results from the rotational movement of the pinion and the pinion seat 6, results in that the hub shell 3 and the wheel wheel of the bicycle thus connected via spokes are also rotated about the stationary shaft 2. In the described movement, the cone 8 is first pressed against the brake shoes 12 and 13. The hub shell 3 is still at a standstill. Therefore, the sliding sleeve 7, the cone 8 in the corresponding circumferential direction of rotation, which corresponds to the direction of travel, move over the inclined surfaces 15 when they abut each other in the axial displacement of the sliding sleeve 7.

Wenn das Fahrrad dann in Fahrt befindlich ist und kein weiterer Drehantrieb über die Tretpedale des Fahrrades erfolgt und somit auch keine weitere Drehung der Ritzelaufnahme 6 und des Gewindes 5 erfolgt, ist die Schiebehülse 7 über den Konus 8 und die Bremsbacken 12 und 13 nach wie vor fest mit der Nabenhülse 3 verbunden. Daher schraubt sich die Schiebehülse 7 über das Gewinde 5 aus dieser festen Verbindung heraus und dreht anschließend in die Verzahnung 16 ein. Um die Mittelstellung der Schiebehülse 7 leicht zu fixieren, kann eine Feder 18 in die Schiebehülse 7 integriert werden. Die Feder 18 drückt eine Kugel 19 in eine Mulde bzw. Ringnut, welche in der Schiebehülse 7 vorgesehen ist. When the bicycle is then in motion and no further rotary drive via the pedal pedals of the bicycle takes place and thus no further rotation of the pinion holder 6 and the thread 5 takes place, the sliding sleeve 7 via the cone 8 and the brake shoes 12 and 13 still firmly connected to the hub shell 3. Therefore, the sliding sleeve 7 screws on the thread 5 from this fixed connection and then rotates in the toothing 16 a. To easily fix the center position of the sliding sleeve 7, a spring 18 can be integrated into the sliding sleeve 7. The spring 18 presses a ball 19 in a trough or annular groove, which is provided in the sliding sleeve 7.

Für den Bremsvorgang werden die Tretpedale des Fahrrades in zur Fahrtrichtung entgegengesetzten Richtung betätigt, so dass dementsprechend auch das Ritzel und die Ritzelaufnahme 6 in der dementsprechend entgegengesetzten Richtung gedreht werden. Über das mit der Ritzelaufnahme 6 verbundene Gewinde 5 wird auch die Schiebehülse 7 verdreht. For the braking operation, the pedal pedals of the bicycle are actuated in the direction opposite to the direction of travel, so that, correspondingly, the pinion and the pinion receiver 6 are also rotated in the opposite direction. About the connected to the pinion seat 6 thread 5 and the sliding sleeve 7 is rotated.

Die Leerlaufstellung der Nabe kann bedeuten, dass der Konus nur herausfährt, oder aber, dass der Konus herausfährt und gleichzeitig die Innenverzahnung 16 eingreift. Über das mit der Ritzelaufnahme 6 verbundene Gewinde 5 wird in diesem zweiten Fall auch die Schiebehülse 7 so weit verdreht, bis diese in die Innenverzahnung 16 eingreift. Diese beiden unterschiedlichen Schaltverhaltensweisen der Nabe können konstruktiv bestimmt werden, beispielsweise durch den Abstand zwischen dem Konus und der Schiebehülse in der Mittelstellung. The idling position of the hub may mean that the cone is only going out, or that the cone is going out and at the same time the internal toothing 16 is engaged. About the connected to the pinion seat 6 thread 5, the sliding sleeve 7 is rotated so far in this second case until it engages in the internal toothing 16. These two different switching behaviors of the hub can be determined constructively be, for example, by the distance between the cone and the sliding sleeve in the middle position.

Um das Eingreifen der Innenverzahnung 16 zu optimieren, kann es vorteilhaft sein, die in der Schiebehülse 7 liegende Innenverzahnung 16 translatorisch mit leichtem Spiel in beiden Richtungen verschiebbar zu lagern. Dabei können Federn vorgesehen sein, die von zwei Seiten, also aus beiden axialen Richtungen, auf die Innenverzahnung 16 einwirken, um diese in ihrer Ruhelage mittig in der Schiebehülse 7 zu positionieren. Treffen nun die Zähne der Innenverzahnung 16 und des Drehmomentrohrs 17 aufeinander und wird der Konus über die Bremse weiterhin verdreht, kann die Schiebehülse 7 über die stehende Bewegungsschraube die Rotation und Translation fortführen. Die Innenverzahnung 16 wird hierbei soweit translativ verschoben, bis die Verzahnung zwischen dem Drehmomentrohr 17 und der Innenverzahnung 16 ineinander greifen. Anschließend wird die Innenverzahnung 16 über die erwähnten Federn wieder in die Mitte der Schiebehülse 7 geschoben. In order to optimize the engagement of the internal toothing 16, it may be advantageous to displaceably mount the internal toothing 16 located in the sliding sleeve 7 in a translatory manner with slight play in both directions. In this case, springs can be provided which act from two sides, ie from both axial directions, on the internal teeth 16 in order to position them centrally in the sliding sleeve 7 in their rest position. Now meet the teeth of the internal teeth 16 and the torque tube 17 to each other and the cone is still rotated on the brake, the sliding sleeve 7 on the stationary motion screw continue the rotation and translation. The internal toothing 16 is in this case shifted translationally until the toothing between the torque tube 17 and the internal toothing 16 engage each other. Subsequently, the internal teeth 16 is pushed over the mentioned springs back into the middle of the sliding sleeve 7.

Eine weitere Drehbewegung der Schiebehülse 7 um die Achse 2 wird durch diese Innenverzahnung 16 verhindert, während eine axiale Bewegung der Schiebehülse 7 möglich ist. Dabei wird die dort vorgesehene Spreizfeder 9 komprimiert und über den dortigen Konus 8 werden die dortigen, also linksseitigen, Bremsbacken 10 und 11 schleifend an die Innenseite der Nabenhülse 3 angelegt. Über diese schleifenden Bremsbacken 10 und 11 wird bewirkt, dass der Konus 8 in Fahrtrichtung verdreht wird, da sich die Nabenhülse 3 ja nach wie vor in Fahrtrichtung dreht, denn das Fahrrad befindet sich ja noch in Fahrt. Solange die Nabenhülse 3 ihre Drehbewegung in Fahrtrichtung beibehält, wird der Konus 8 von den an der Nabenhülse 3 schleifenden Bremsbacken 10 und 11 in dieser Drehrichtung beaufschlagt. Die Schrägflächen 15 verhindern, dass die Schiebehülse 7 aus der Innenverzahnung 16 frei kommt (Fig. 3). Durch die weitere Betätigung der Tretpedale entgegen deren Fahrt-Drehrichtung baut sich ein Bremsmoment zwischen dem Drehmomentrohr 17, der Innenverzahnung 16, der Schiebehülse 7, dem linken Konus 8 und der Nabenhülse 3 auf. A further rotational movement of the sliding sleeve 7 about the axis 2 is prevented by this internal toothing 16, while an axial movement of the sliding sleeve 7 is possible. The spreading spring 9 provided there is compressed and the local cone, ie the left-side, brake shoes 10 and 11 are applied to the inside of the hub shell 3 in a grinding manner via the cone 8 there. About this sliding brake shoes 10 and 11 causes the cone 8 is rotated in the direction of travel, since the hub shell 3 is still rotating in the direction of travel, because the bike is still in motion. As long as the hub shell 3 retains its rotational movement in the direction of travel, the cone 8 is acted upon by the grinding of the hub shell 3 brake shoes 10 and 11 in this direction of rotation. The inclined surfaces 15 prevent the sliding sleeve 7 from coming out of the internal toothing 16 (FIG. 3). As a result of the further actuation of the pedal pedals in opposition to their direction of rotation, a braking torque builds up between the torque tube 17, the internal toothing 16, the sliding sleeve 7, the left cone 8 and the hub shell 3.

Sobald die Relativbewegung zwischen der Nabenhülse 3 und der Schiebehülse 7 im Verlauf des Abbremsvorganges klein genug geworden ist, kann der linke Konus 8 über die axiale Kraft, welche der linke Teil 7b der Schiebehülse 7 mittels der Schrägflächen 15 auf den linken Konus 8 ausübt, wieder verdreht werden und gibt die translatorische Bewegung der Schiebehülse 7 in axialer Richtung frei. Once the relative movement between the hub shell 3 and the sliding sleeve 7 has become small enough in the course of the braking operation, the left cone 8 on the axial force which the left part 7b of the sliding sleeve 7 exerts on the left cone 8 by means of the inclined surfaces 15 again be rotated and releases the translational movement of the sliding sleeve 7 in the axial direction.

Nun kann analog zu dem eingangs beschriebenen Anfahrvorgang in Fahrtrichtung aus dem Stillstand heraus die Fahrt in rückwärtiger Richtung aufgenommen werden, wobei dementsprechend der Kraftfluss über nicht die oben beschriebene rechte Hälfte der Radnabe 1 , sondern über die linksseitige Hälfte der Radnabe 1 erfolgt. Now, analogously to the starting process described in the direction of travel from a standstill, the drive can be taken in the rearward direction, wherein accordingly the power flow via not the above described right half of the wheel hub 1, but via the left half of the wheel hub 1.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt die Bremsung über eine Konusbremse. Die Nabe kann jedoch auch über ein anderes Bremssystem verfügen. Beispielsweise kann ein Bremssystem vorgesehen sein, welches durch eine translativ eingeleitete Kraft aktiviert werden kann. Dies ist beispielsweise mit einer so genannten Lamellenbremse möglich. Es wäre beispielsweise möglich, mittig im Nabengehäuse eine solche Lamellenbremse zu verbauen, die beidseitig von den Synchroneinheiten angesteuert werden könnte. In the described embodiment, the braking takes place via a cone brake. However, the hub may also have a different braking system. For example, a brake system can be provided, which can be activated by a force introduced by translation. This is possible, for example, with a so-called multi-disc brake. It would be possible, for example, to install such a multi-disc brake centrally in the hub shell, which could be controlled on both sides by the synchronizing units.

Claims

Ansprüche:  Claims:

Radnabe (1 ), Wheel hub (1),

mit einer Nabenhülse (3),  with a hub shell (3),

einer sich durch die Längsachse der Nabenhülse (3) erstreckenden Achse (2),  an axis (2) extending through the longitudinal axis of the hub shell (3),

wobei die Nabenhülse (3) relativ zur Achse (2) um die Längsachse drehbeweglich ist,  the hub shell (3) being rotatable relative to the axis (2) about the longitudinal axis,

einem auf der Achse (2) vorgesehenen, von außen angetriebenen und relativ zur Nabenhülse (3) drehbeweglichen Gewinde (5),  one on the axis (2) provided, externally driven and relative to the hub shell (3) rotatable thread (5),

und einer Schiebehülse (7), welche die Achse (2) und das Gewinde (5) umgreift, mit dem Gewinde (5) kämmt, und mittels einer Drehbewegung des Gewindes (5) entlang der Achse (2) axial beweglich ist.wobei die Schiebehülse (7) einen rechten Teil (7a) sowie einen linken Teil (7b) aufweist, von denen einer mit dem Gewinde (5) kämmt, dadurch gekennzeichnet,  and a sliding sleeve (7) which engages around the axis (2) and the thread (5), meshes with the thread (5), and is axially movable by means of a rotary movement of the thread (5) along the axis (2) Sliding sleeve (7) has a right part (7a) and a left part (7b), one of which meshes with the thread (5), characterized

dass jedem der beiden Teile (7a, 7b) ein axial beweglicher Kupplungskörper zugeordnet ist,  in that each of the two parts (7a, 7b) is assigned an axially movable coupling body,

und jeder Teil (7a, 7b) der Schiebehülse (7) mit dem ihm zugeordneten Kupplungskörper eine in axialer Richtung ineinander greifende Synchronverzahnung mit mehreren entlang dem Umfang verteilt angeordneten und jeweils aneinander anlegbaren Schrägflächen (15) an dem Teil (7a, 7b) der Schiebehülse (7) sowie dem Kupplungskörper aufweist, wobei zwischen den jeweils zusammenwirkenden Schrägflächen (15) eines Kupplungskörpers und des zugeordneten Teils (7a, 7b) der Schiebehülse (7) ein Freiraum vorgesehen ist, welcher ein Spiel zwischen diesen beiden Bauteilen in Umfangsrichtung ermöglicht,  and each part (7a, 7b) of the sliding sleeve (7) with its associated coupling body in the axial direction intermeshing synchronous toothing with a plurality of circumferentially distributed and each can be applied to each other inclined surfaces (15) on the part (7a, 7b) of the sliding sleeve (7) and the coupling body, wherein between the respectively cooperating inclined surfaces (15) of a coupling body and the associated part (7a, 7b) of the sliding sleeve (7) is provided a clearance which allows a clearance between these two components in the circumferential direction,

und der Kupplungskörper mittels einer rotatorischen Bewegung der Schiebehülse (7) axial verschiebbar und kraftschlüssig mit der Nabenhülse (3) verbindbar ist,  and the coupling body by means of a rotary movement of the sliding sleeve (7) is axially displaceable and non-positively connected to the hub shell (3),

und wobei der im wesentlichen symmetrische Aufbau der Radnabe (1 ) in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Gewindes (5) über denen einen oder den anderen Teil (7a, 7b) der Schiebehülse (7) sowie den jeweils zugeordneten Kupplungskörper eine kraftschlüssige Verbindung vom Gewinde (5) bis zur Nabenhülse (3) bewirkt. and wherein the substantially symmetrical structure of Wheel hub (1) as a function of the direction of rotation of the thread (5) over which one or the other part (7a, 7b) of the sliding sleeve (7) and the respective associated coupling body a non-positive connection from the thread (5) to the hub shell (3) causes.

Radnabe nach Anspruch 1 , Wheel hub according to claim 1,

gekennzeichnet durch marked by

als Bremsbacken (10, 11 , 12, 13) bezeichnete Reibkörper, wobei jeder Kupplungskörper in axialer Richtung relativ zu wenigstens einer Bremsbacke (10, 11 , 12, 13) beweglich ist. as brake shoes (10, 11, 12, 13) designated friction body, each coupling body in the axial direction relative to at least one brake shoe (10, 11, 12, 13) is movable.

Radnabe nach Anspruch 1 oder 2, Wheel hub according to claim 1 or 2,

dadurch gekennzeichnet, characterized,

dass der Kupplungskörper als Konus (8) ausgestaltet ist. that the coupling body is designed as a cone (8).

Radnabe nach den Ansprüchen 2 und 3, Wheel hub according to claims 2 and 3,

dadurch gekennzeichnet, characterized,

dass entlang dem Umfang eines Konus (8) wenigstens zwei Bremsbacken (10, 11 , 12, 13) vorgesehen sind, welche in radialer Richtung zwischen einer der Nabenhülse (3) anliegenden Bremsstellung und einer von der Nabenhülse (3) beabstandeten Freistellung beweglich sind, und welche in Umfangsrichtung drehfest mit jeweils einem Konus (8) verbunden sind. in that at least two brake shoes (10, 11, 12, 13) are provided along the circumference of a cone (8), which are movable in the radial direction between a brake position applied to the hub sleeve (3) and an offset from the hub sleeve (3), and which in the circumferential direction rotatably connected to a respective cone (8) are connected.

Radnabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Wheel hub according to one of the preceding claims, characterized

dass jeder der beiden Teile (7a, 7b) der Schiebehülse (7) mit einer so genannten Innenverzahnung (16) kämmt, wenn sich die Schiebehülse (7) in ihrer Mittelposition befindet, that each of the two parts (7a, 7b) of the sliding sleeve (7) meshes with a so-called internal toothing (16) when the sliding sleeve (7) is in its middle position,

wobei die Innenverzahnung (16) an einem fest mit dem Fahrzeugrahmen verbundenen Drehmomentrohr vorgesehen ist, und wobei die Innenverzahnung (16) in axialer Richtung so kurz bemessen ist, das bei der Axialbewegung der Schiebehülse (7) diese außer Eingriff mit der Innenverzahnung (16) bewegbar ist. wherein the internal toothing (16) is provided on a torque tube fixedly connected to the vehicle frame, and wherein the internal toothing (16) in the axial direction is dimensioned so short that during the axial movement of the sliding sleeve (7) it is movable out of engagement with the internal toothing (16).

Radnabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Wheel hub according to one of the preceding claims, characterized

dass jeweils zwischen einem Konus (8) und dem benachbarten Teil (7a, 7b) der Schiebehülse (7) eine Spreizfeder (9) vorgesehen ist, welche den Konus (8) von der Schiebehülse (7) beabstandet hält, wenn sich die Schiebehülse (7) in ihrer Mittelposition befindet. in that in each case a spreading spring (9) is provided between a cone (8) and the adjacent part (7a, 7b) of the sliding sleeve (7), which holds the cone (8) at a distance from the sliding sleeve (7) when the sliding sleeve (7) 7) is in its middle position.

Radnabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Wheel hub according to one of the preceding claims, characterized

dass ein Drehmomentrohr (17) mittels einer Drehmomentstütze drehfest an einem die Radnabe (1 ) tragenden Rahmen festgelegt ist. a torque tube (17) is fixed against rotation on a frame supporting the wheel hub (1) by means of a torque support.