DE1605794C - Nabenwechselgetriebe mit Rücktrittsschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Nabenwechselgetriebe mit Rücktrittschaltung, dessen Gangwechsel durch wahlweise Kupplung des Antreibers mit dem Nabengehäuse entweder direkt oder über ein Planetengetriebe erfolgt, wobei in den beiden Kupplungswegen je ein Gesperre wirksam ist und ferner ein auf die Sperrklinken des einen der beiden Gesperre wirkenden Steuerglied vorgesehen ist, das durch Rückwärtsdrehen des Antreibers in verschiedenen Drehstellungen relativ zu dem Gesperre einstellbar ist, in denen es den Eingang des Gesperres entweder verhindert oder ermöglicht.

Getriebe dieser Art haben den Vorteil, daß sie durch einfaches Rückwärtsdrehen des Antreibers umschaltbar sind und deshalb keine besonderen Schaltmittel benötigen. Die bekannten Getriebe haben jedoch insofern einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau, als sie ein Steuerglied aufweisen, welches ausschließlich zum Zwecke der Umschaltung beim Rückwärtsdrehen des Antreibers dient und an der Antriebsübertragung nicht oder nur in einer der Schaltstellungen beteiligt ist. Man muß deshalb im Getriebe für ein zusätzliches Bauelement Platz schaffen. Häufig ist die Steuerbewegung des Steuergliedes eine Axialverschiebung, wodurch weiterer Platz verlorengeht. Außerdem wird das Steuerglied durch . Friktionskräfte betätigt. Friktionsvorgänge sind aber bekanntlich gegen Verschmutzung, Verschleiß, innere Spannung od. dgl. besonders anfällig.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Nabenwechselgetriebe der genannten Art zu schaffen, welches unter Beibehaltung der Eigenschaft, nur durch Rückwärtsdrehen des Antreibers umschaltbar zu sein, einfacher, robuster und weniger störanfällig gebaut ist als die bekannten Konstruktionen.

ίο Erfindungsgemäß ist ein Nabenwechselgetriebe der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied mit dem Antreiber ständig drehfest^: verbunden ist und in beiden Schaltstellungen das Antriebsdrehmoment vom Antreiber auf das jeweils, wirksame Gesperre überträgt.

Diese Konstruktion hat den Vorteil, daß das Steuerglied ein in beiden Schaltstellungen an der Antriebsübertragung beteiligtes, also ein ohnehin benötigtes Element ist. Hierdurch wird ein als zusätzliches Bauteil einzubauendes Steuerglied eingespart. Außerdem ist das Getriebe funktionssicherer, da das Steuerglied mit dem Antreiber formschlüssig gekoppelt, also nicht durch Friktionskräfte gesteuert ist. Auch treten keine Axialverschiebungen im Getriebe auf, wodurch Platz gespart und das Getriebe einfacher und robuster gebaut werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Steuerglied eine mit dem Antreiber formschlüssig gekuppelte, auf der Getriebeachse gelagerte Nockenhülse, die an ihrer Umfangsfläche Nockensitze von unterschiedlicher Tiefe aufweist, in welche rückwärtige Vorsprünge der Sperrklinken des einen Gesperres wahlweise eintreten können und deren Tiefe so bemessen ist, daß die vorderen Teile der Sperrklinken in den zugehörigen Sperrzahnkranz des Nabengehäuses entweder eingreifen oder nicht eingreifen. Die Nockenhülse ist vorzugsweise auf der Achse des Getriebes unverschiebbar festgelegt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Fig. 1 ist ein Axialschnitt durch ein Nabenwechselgetriebe gemäß der Erfindung;

F i g. 2, 3 und 4 sind Schnitte längs der Linie H-II, III-III und IV-IV von F i g. 1;

F i g. 5 und 6 sind ausschnittsweise Darstellungen einer anderen Ausführungsform in entsprechender Darstellung wie F i g. 1 bzw. 4.

Wie insbesondere aus F i g. 1 bis 4 ersichtlich, besteht eine Wechselgetriebenabe für ein Fahrrad aus

einem abgestuft ausgebildeten Nabengehäuse 11, einer in Achsrichtung des Gehäuses angeordneten Getriebeachse 12, einem auf der Achse drehfest angeordneten Sonnenrad 13, einer Anzahl· von Planetenrädern 14, die mit dem Sonnenrad 13 kämmen und jeweils drehbar an einem Planetenradkäfig 15 gelagert sind, einem an der Außenseite der Planetenräder angeordneten und mit diesem kämmenden Zahnkranz 16, einem ersten Gesperre 17 zwischen dem Planetenkäfig 15 und dem Nabengehäuse 11, einem zweiten Gesperre 18 zwischen dem Zahnkranz 16 und dem Nabengehäuse 11, und einer Kupplungsund Schalthülse 19, mit der ein Antriebsglied 20 wahlweise mit dem Nabengehäuse 11 oder dem Zahnkranz 16 kuppelbar ist.

Die Kupplungs- und Schalthülse 19 (vgl. insbesondere F i g. 1 und 4) besteht aus einer zylindrischen Hülse, die auf der Spindel frei drehbar ist und am inneren Ende einen radialen Flansch 19 a aufweist,

während sie am anderen Ende am Außenumfang Rippen 19 b oder ähnliche Mittel aufweist, durch die sie in Antriebsverbindung mit dem Antreiber steht. An dem Antreiber 20 ist in üblicher Weise ein Ritzel 21 befestigt. Am Außenumfang des Flansches 19 a sind zwei Paare von Nockenflächen 22, 23 ausgebildet (F i g. 4), wobei die beiden Flächen jedes Paares einander diametral gegenüberliegen. Die Flügel 18 a' von Sperrklinken 18 α des zweiten Gesperres 18 liegen an den Nockenflächen 22,23 an. Die Nasen 18 α" ίο können mit einem am Nabengehäuse befestigten Sperrzahnkranz 18 b in Eingriff gebracht werden. Wie man aus Fig. 4 leicht erkennt, haben die Nockenflächen der beiden Nockenflächenpaare unterschiedliche radiale Abstände von der Achse der Hülse. Die Nockenflächen 22 haben einen im wesentlichen konstanten Radius und führen zu einem ersten Nockensitz 22 a, während die Nockenflächen 23 in Richtung auf zugehörige Nockensitze 23 α einen zunehmenden Radius aufweisen. Auch ist der radiale Abstand der Nockensitze 23 a größer als der der Nockensitze 22 a. Jede Sperrklinke 18 α ist im Sinne eines Eingriffs mit dem Nabengehäuse 11 federbelastet.

Eine Hemmfeder 24 ist vorgesehen, die sich um einen Schaft 13 α des Sonnenrades 13 erstreckt und ■einen Fortsatz 24 c aufweist, der in eine Aussparung 16 a im Zahnkranz 16 eingreift.

Die Wirkungsweise des Getriebes ist die folgende: Bei der in Fig. 4 gezeigten Stellung der Teile ist der höhere Gang (d. h. der Direktantrieb) eingelegt. Die Sperrklinken 18 bewirken eine direkte Antriebsverbindung zwischen der Hülse 19 und dem Nabengehäuse 11, während die Sperrklinken 17 α den zugehörigen Sperrzahnkranz YIb überholen und über ihn hinweggleiten. Eine Rückwärtsbewegung der Hülse, d. h. eine Bewegung der Hülse in Richtung des Pfeiles A von F i g. 4 relativ zum Zahnkranz 16, wie sie durch Rückwärtstreten der Pedale erzeugt werden kann, bewirkt, daß die Klinken 18 a außer Eingriff mit dem Sperrzahnkranz 18 b kommen, wobei die Flügel 18 a' dieser Sperrklinken über die Nockenflächen 23 gleiten, bis sie in den Nockensitz 23 a fallen. Dieser Nockensitz hat einen größeren radialen Abstand als der, in dem sich die Flügel der Sperrklinken bisher befunden haben. Nach dieser soeben beschriebenen Schaltbewegung bewirkt eine weitere Vorwärtsbewegung der Hülse 19 den Antrieb der Nabe über den Zahnkranz 16 und das epizyklische Getriebe, wobei die endgültige Antriebsübertragung auf das Gehäuse 11 über das erste Gesperre 17 geschieht. Die Bewegung der Kupplungshülse 19 wird in diesem niedrigeren Gang oder Untersetzungsgang über die Achszapfen 25 der Sperrklinken 18 a auf den Zahnkranz 16 übertragen.

Falls wieder der Normalgang eingelegt werden soll, wird wiederum eine Rückwärtsbewegung der Hülse relativ zum Zahnkranz ausgeführt, wobei während dieser Bewegung die Sperrklinken 18 a sich längs der Nockenflächen bewegen und in die Nockensitze 22 a fallen, so daß die Federn 26 eine Schwenkbewegung der Sperrklinken 18 α um ihre Lagerzapfen bewirken, wodurch die Sperrklinken wiederum in Eingriff mit dem Sperrzahnkranz 18 b gelangen.

Man erkennt somit, daß es für den Gangwechsel nur nötig ist, der Schalthülse eine Bewegung im rückläufigen Sinne relativ zum Zahnkranz zu erteilen, d. h. die Pedale rückwärts zu treten.

Bei einer anderen, wahlweise verwendbaren Ausführungsform (vgl. F i g. 5 und 6), in denen gleiche oder entsprechende Teile wie in Fig. 1 bis 4 mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, hat das Nabengehäuse 11 über seine gesamte axiale Ausdehnung einen konstanten Durchmesser. Der Sperrzahnkranz 17 b ist in einer Nut in der Wand des Nabengehäuses angeordnet und mit einem nach innen gerichteten Flansch 17 b' versehen, der eine Schulter bildet, an dem der Planetenradkäfig 15 anliegt und durch den dieser Käfig in Axialrichtung der Nabe festgelegt ist. Die an dem Flansch 19 a vorgesehenen Nockenflächen 22, 23 sind leicht abgeändert, derart, daß nunmehr beide Nockenflächen in Richtung auf die zugehörigen Nockensitze einen zunehmenden radialen Abstand von der Achse der Hülse aufweisen. Infolgedessen und unter der Annahme, daß die Nockensitze selbst in unverändertem Abstand von der Achse der Hülse angeordnet sind, ist die Anlagefläche des Nockensitzes 23 α vergrößert im Vergleich mit der in F i g. 1 bis 4 gezeigten Anordnung.

Die Ausbildung des übrigen Teiles des Getriebes und seine Wirkungsweise ist die gleiche wie bei dem in F i g. 1 bis 4 gezeigten Getriebe.

Die Erfindung ist nicht auf die genauen Einzelheiten der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. So kann beispielsweise die Form der Nockenflächen und die Anzahl der mit ihnen im Eingriff stehenden Klinken verändert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Nabenwechselgetriebe mit Rücktrittschaltung, dessen Gangwechsel durch wahlweise Kupplung des Antreibers mit dem Nabengehäuse entweder direkt oder über ein Planetengetriebe erfolgt, wobei in den beiden Kupplungswegen je ein Gesperre wirksam ist und ferner ein auf die Sperrklinken des einen der beiden Gesperre wirkendes Steuerglied vorgesehen ist, das durch Rückwärtsdrehen des Antreibers in verschiedene Drehstellungen relativ zu dem Gesperre einstellbar ist, in denen es den Eingang des Gesperres entweder verhindert oder ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (19) mit dem Antreiber (20) ständig drehfest verbunden ist und in beiden Schaltstellungen das Antriebsdrehmoment vom Antreiber (20) auf das jeweils wirksame Gesperre (17,18) überträgt.

2. Naben wechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (19) eine mit dem Antreiber (20) formschlüssig gekuppelte, auf der Getriebeachse (12) gelagerte Nockenhülse ist, die an ihrer Umfangsfläche Nockensitze (22 a, 23 a) von unterschiedlicher Tiefe aufweist, in welche rückwärtige Vorsprünge. (18 a') der Sperrklinken (18 d) des einen Gesperres wahlweise eintreten können und deren Tiefe so bemessen ist, daß die vorderen Teile (18 a") der Sperrklinken (18 α) in den zugehörigen Sperrzahnkranz (18 b)" des Nabengehäuses (11) entweder eingreifen oder nicht eingreifen.

3. Nabenwechselgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenhülse auf der Achse (12) des Getriebes unverschiebbar festgelegt ist.