DE1902021B2

DE1902021B2 - Selbsttätig schaltende MehrgangÜbersetzungsnabe mit Planetengetriebe

Info

Publication number: DE1902021B2
Application number: DE1902021A
Authority: DE
Inventors: Horst Schulz; Joachim Schwerhoefer
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1969-01-16
Filing date: 1969-01-16
Publication date: 1973-10-04
Also published as: GB1255463A; PL72657B1; FR2033247A6; DE1902021C3; US3661034A; SE371618B; SU559634A3; DE1902021A1; NL7000229A

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätig schaltende Mehrgang-Übersetzungsnabe mit einem Planetenradsatz, dessen inneres Zentralrad (Sonnenrad) achsenfest, dessen Träger über eine erste Freilaufkupplung und dessen äußeres Zentralrad (Hohlrad) über eine fliehkraftbetätigte zweite Freilaufkupplung mit der Nabenhiilse verbindbar ist und wobei das äußere Zentralrad über ei" : dritte Freilaufkupplung und der Träger über eine fliehkraftbetätigte vierte Freilaufkupplung mit dem Treiber verbindbar ist. während der Fliehkraftschalter von der Eingangsseite her angetrieben wird, nach deutschem Patent !750 897.

Aus der französischen Patentschrift 1 348 324 ist bereits eine selbsttätig schaltende Mehrgang-Nabe bekannt, bei der jedoch für drei verschiedene Gangstufen zwei Planetengetriebe und drei als Klinkengesperre ausgebildete Kupplungseinrichtungen vorhanden sind. Diese Bauelemente bilden insgesamt einen sehr komplizierten und aufwandreichen konstruktiven

ic Aufbau.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Mehrgang-Übersetzungsnabe nach der Hauptanmeldung im Aufbau und in der Herstellung zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemüß dadurch gelöst, daß die Übersetzungsnabe einen im wesentlichen symmetrischen Aufbau aufweist, wobei das oder die Planetengetriebe in der Nabenmitte angeordnet sind und die Symmetrieebene c ^stellen. Dadurch wird ein übersichtlicher, dabei aber S' hr kompakter Aufbau der Mehrgang-Nabe erzielt, der zu einer im Durchmesser verhältnismäßig kleinen Nab·¹ führt.

Vorteilhaft ist es bei einer Mehrgang-Übersetiiungsnabe, wobei die Fliehgewichte des getriebeausgangsseitigen Fliehkraftschalters mit der Nabenhülse und die Fliehgewichte des getriebeeingangsseitigen Fliehkraftschalters mit d^m Antreiber verbunden sind, daß sowohl die Fliehgewichte der Fliehkraftschalter, deren Steuervorrichtung und die durch diese betätigten Freilaufkupplungen als auch die zwischen dem Antreiber und dem Hohlrad des ersten Planetengetriebesatzes und die zwischen dem Planetenradtrager und der Nabenhülse angeordneten Freilaufkupplungen jeweils auf einer mit dem Antreiber bzw. der Nabenhülse über eine Steckkupplung, vorzugsweise eine Zahnkupplung, drehfest verbundenen Büchse angeordnet sind und diese Büchsen untereinander gleiche Bauteile darstellen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn jeweils zwei Sperrklinken-Freilaufkupplungen nebeneinanderliep.end auf den Büchsen angeordnet sind.

Zur Erzielung einer gedrängten Nabenbauform ist es gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung von Bedeutung, daß die Klinken der Sperrklinken-Freilaufkupplungen in an sich bekannter Weise in ta schenförmigen Vertiefungen der als Sperrklinken- und Fliehgewichtsträger dienenden Büchsen gelagert sind.

5i. Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Fliehgewichte eines Fliehkraftschalters mittels achsparalleler Bolzen a.i den Büchsen in radialer Richtung schwenkbar gelagert sind. Hierbei ist es zweckmäßig, die zur Lagerung der Fliehgewichte dienenden Bolzen in Axialbohrungen eine; gleichzeh.g als Sperrklinkenträger dienenden f lar.schartigen Abschnittes der Büchsen einzuschieber und durch Sprengringe in Achsrichtung zu fixieren Einer gedrängten Bauform der Mehrgang-Über-

bo setzungsnabe dient weiterhin das Merkmal, daß das Hohlrad eines Planelengetriebesatzes sowohl die getriebecingangsseitigen als auch die getriebeausgangsseitigen Sperrklinken und den zu beiden Seiten mil Gesperreinnenverzahnungen versehenen Planetenradträger umschließt und daß an seinen beiden Endabschnitten ebenfalls Gesperreinnen verzahnungen vorgesehen sind.

Vorteilhaft für eine kompakte Bauform ist es fer-

nor. wenn die Gcsperreinnenverzahnungen des Hohlrades und die sich zur Hohlradmitte hin anschließenden Gesperreinnenverzahnungcn des Planetcnradträgers mit etwa gleichem Teilkreisdurchmesser ausgebildet sind und eine der beiden Gesperreinnenverzahnungen des Hohlrades an einem drehfest mit diesem verbundenen, demontierbaren Ring vorgesehen ist, da hierdurch eine Mehrgang-Übersetzungsnabe mit besonders geringem Durchmesser erhalten werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der eine Gcsperreinnenverzahnung des Hohlrades tragende Ring mittels radialer Vorsprünge in Axialschlitzen des Hohlrades drehfest geführt und mittels eines Sprengringes axial gesichert ist. Um die Funktionssicherheit des Schaltablaufes der Mehrgang-Schaltnabe zu erhöhen, kann es vorteilhaft sein, den vorgenannten Sprengring in Achsrichtung gewölbt auszubilden, so daß zwischen dem Hohlrad und/oder dem die eine Gesperreinnenverzahnung des Hohlrades tragenden Ring und dem Planetenradtrüger eine reibschlüssige Verbindung vorliegt und der genannte Sprengring folglich ein Friktionsmittel bildet.

Eine weitere Vereinfachung und Verbilligung des Nabenaufbaues erhält man in Weiterbildung der Erfindung mit einer Nabenhülse, deren Innenbohrung völlig glatt ausgebildet ist, wobei das Antriebsorgan der Nabenhüise, l. B. eine Gesperreverzahnung oder eine Zahnkupplung, an einer mit der Nabenhülse drehfest verbundenen Ringscheibe od. dgl. angeordnet ist. Eine solche Nabenhülse kann mit einem Minimum an Aufwand hergestellt werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die mit dem Antriebsorgan der Nabenhülse versehene Ringscheibe in die Bohrung der Nabenhülse eingepreßt und an ihrer zur Nabenachse konzentrischen Bohrung mit einer Steckkupplung, vorzugsweise einer Zahnkupplung, versehen, die mit der abtriebsseitigen, als Fliehgewichts- und Sperrklinkenträger dienenden Büchse in Wirkverbindung steht. Die vorgenannte Ringscheibe ist im Gegensatz zur Nabenhülse gehärtet und stellt einen die eine Nabenhülseniagerstelle aufnehmenden Abschlußdeckel der Nabe dar.

Mit Rücksicht darauf, daß die Nabenhülse selbst keinem Härtevorgang unterworfen wird, wird vorgeschlagen, im Bereich der antreiberseitigen Nabenhülsenlagerung einen gehärteten Lageraußenring in die Bohrung der Nabenhülse einzupressen.

Eine im Aufbau besonders einfache Mehrgang-Nabe in der Ausbildung als Dreigang-Übersetzungsnabe mit selbsttätiger Gangschaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von dem in der Nabenmitte vorgesehenen Planetengetriebe zu beiden Seiten dieses Getriebes jeweils zwei Sperrklinken-Freilaufkupplungen, daran anschließend die mit einer der beiden Sperrklinken-Freilaufkupplungen in Wirkverbindung stehende Steuerscheibe und daran anschließend der die Steuerscheibe betätigende Fliehkraftschalter angeordnet sind.

Eine Weiterführung der Erfindung besteht darin, daß der getriebeeingangsseitige Fliehkraftschalter mit der zwischen dem Antreiber und dem Planetenradträger angeordneten Freilaufkupplung und der getriebeausgangsseitige Fliehkraftschalter mit der zwischen der abtriebsseitigen Büchse und dem Hohlrad angeordneten Freilaufkupplung in Wirkverbindung stehen.

Die vom getricbecingangsseitigen Fliehkraftschalter gesteuerten Gesperreklinken stehen in Achsrichtung über den Eingriffsbereich der zwischen diesen und der Steuerscheibe angeordneten Freilaufkupplung hinaus und befinden sich mit in der Steuerscheibe zur Steuerung der Gesperreklinken vorgesehenen Aussparungen in Eingriff.

Aus fertigungstechnischen Gründen ist es sehr günstig, wenn die verschiedenen, voneinander getrennten

ίο Aussparungen einer Steuerscheibe, nämlich die Aussparungen zur Steuerung der Klinken, zur Durchführung der Fliehgewichtslagerbolzen und zur Aufnahme der die Steuerscheibe mit den Fliehgewichten verbindenden Stifte jeweils zu einer einzigen Aussparung vcreingt sind. Dies bedeutet, daß bei der Anwendung zweier einander diametral gegenüberliegender Fliehgewichte und zweier einander ebenfalls diametral gegenüberliegender Sperrklinken die zur Steuerung der Gesperreklinken dienende Aussparung jeweils so

2c ausgebildet ist, daß zusätzlich sowohl der Lagerbolzen eines Fliehgewichtes und dessen Verbindungsstift durchgeführt bzw. vorgesehen werden kann.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besieht schließlich darin, daß die zu beiden Seiten des Planetcthadträgcrs vorgesehenen Gesperreinnenverzahnungcn gleich ausgebildet sind, so daß das Einsetzen des Planetenradträgers wesentlich erleichtert ist.
Ein weiterer bedeutender Vorteil der Erfindung

beSteht SChüc'Mi'*^ riot-ir» rloR r»tr«Vtf nur _. tl/jf¹ hprVltS dargelegt - dit beiden als Sperrklinken- und Fliehgcwichtsträger dienenden Büchsen, sondern auch die Fliehgewichte, die Sleuerscheiben und die nicht gesteuerten Gesperreklinken unter sich völlig gleich ausgebildet sind. Hierdurch wird nicht nur die Herstellung der Nabe vereinfacht und damit verbilligt, sondern werden auch Montagefehler vermieden und svird die Ersatzteilehaltung günstig beeinflußt.

In der Zeichnung ist eine Dreigang-Übersetzungsnabe als Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fi g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Dreigang-Nabe,

Fi g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II durch die Nabe nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III durch die Nabe nach Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV durch die Nabe nach Fig. 1,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V durch die Nabe nach Fig. 1,

Fig. 6 einen der Fig. 5 entsprechenden Schnit durch die Nabe nach Fig. 1, jedoch mit geänderte: Steuerscheibe.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Dreigang

Übersetzungsnabe mit automatisch betätigbare

Gangumschaltung für Fahrräder od. dgl. ist mit 1 eini

starre Nabenachse bezeichnet, auf der ein Sonnen rad 2 des aus einem Planetenradträger 3 und Plane

tenrädern 4 und einem Hohlrad 5 besiehenden Pia netengetriebe drehfest angeordnet ist. Zu beidei

Seiten des in der Nabenmitte vorgesehenen Planeten

getriebes sind jeweils zwei als Sperrklinke n-Freilauf

kupplungen ausgebildete Freilaufkupplungen vorge

sehen. Es sind dies die beiden getneheeingangsseiti

vorgesehenen Freilaufkupplungen 10, 25 und 11, 2·

und die beiden getriebeausgangsseitigen Freilauf

kupplungen 28, 26 und 29, 27. Die Freilaufkupplun

ge ; 10,25 und 11,24 sind axial nebeneinanderliegeni

auf einer mit dem Antreiber 7 über eine Zahnkupplung 8 drehfest verbundenen und auf der Nabenachse 1 drehbar gelagerten Büchse 9 angeordnet. An der Büchse 9 sind Fliehgewichte 20 eines getriebeeingangsseitigen Flichkraftschaltsystemes in einem flanschart.igen Abschnitt mittels Bolzen 21 in radialer Richtung schwenkbar angeordnet. Der Antreiber 7 bzw. die mit ihm verbundene Büchse 9 ist über die Freilaufkupplung 10, 25 mit dem Hohlrad 5 und mittels der Freilaufkupplung 11, 24 mit dem Plaiietenradträger 3 verbunden. Während die Freilaufkupplung 10. 25 eine selbsttätig schaltbare Freilaufkupplung darstellt und damit ständig wirksam ist, handelt es sich bei der Freilaufkupplung 11, 24 um eine flichkraftgeschaltcte Freilaufkupplung. Zur Steuerung der Sperrklinken 11 ist eine auf der Büchse 9 zentrierte und mittels Stiften 22 mit den Fliehgewichten 20 verbundene Steuerscheibe 16 vorgesehen. Die auf der Getriebcausgangsseite angeordneten Freilaufkupplungen 28, 26 und 29, 27 sind auf einer Büchse 31 untergebracht. Die Büchse 31 entspricht in ihrer konstruktiven Ausbildung der gctriebeeingangsseitigen Büchse 9. Die Büchse 31 steht über eine Zahnkupplung 34 mit einer zugleich als Nabenabsehlußdcckel dienenden Ringscheibe 35 in Verbindung. Die Ringscheibe 35 ist drehfest mit der Nabenhülse 36 verbunden. Die Büchse 31 bzw. die Zahnkupplung 34 stellen damit 'as Antriebsorgan der Nabenhülsc 36 dar. Die Fliehgewichte 32 des gctriebeausgangsseitigcn Fliehkrafischaiiers sind irs cntsprcchcnHiT Weise wie die Fliehgewichte 20 mittels Bolzen 21 an der Büchse 3t schwenkbar angelcnkt.

Während die Fliehgewichte 20 des gctriebeeingangsseitigen Fliehkraftschalters mit der tretkurbeldreh/ahlabhängigen Antreiberdrehzahl angetrieben werden, erfolgt der Antrieb der Fliehgewichte 32 des getricbeausgangsseitigen Fliehkraftschalters fahrgeschwindigkeitsabhängig, d.h., mit der Drehzahl der Nabenhulse 36. Wie bei dem getriebeeingangsseitigen Fliehkraftschaltsystem (Fliehgewicht 20) ist auch hier eine zur Steuerung der Freilaufkupplung 29. 27 dienende, mit 30 bezeichnete Steuerscheibe vorgesehen. Die nähere Ausbildung der Steuerscheibe 30 oder bzw. 39 ist aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich. Bei beiden fliehkraftgesteuerten Freilaufkupplungen 11. 24 und 29, 27 sind die Sperrklinken in Achsrichtung so breit ausgelegt, daß sie in eine entsprechend profilierte Aussparung 17(vgl. Fig. 5) bzw. 40 (vgl. Fig. 6) hineinragen. Die Form dieser Aussparungen 17 bzw ist so gewählt, daß die Sperrklinken 11 bzw. 29 unterhalb der Ansprech- bzw. Ausrückdrehzahl des jeweiligen Fliehkraftschalters außer Eingriff mit der jeweiligen Gesperreinnenverzahnung 24 bzw. 27 gehalten werden. Beim Ausrücken eines Fliehkraftschalters wird die zugehörige Steuerscheibe um einen gewissen Betrag verdreht und damit die vorher gehaltenen Sperrklinken freigegeben.

Das Hohlrad 5 des Planetengetriebes umschließt sowohl die getriebeeingangsseitigen Freilaufkupplungen 10, 25 und 11, 24 als auch die getriebeausgangsseitigen Freilaufkupplungen 28, 26 und 29, 27 und den zu beiden Seiten mit Gesperreinnenverzahnungen 24 und 26 versehenen Planetenradträger 3 und weist an seinen beiden Endabschnitten die Gesperreinnenverzahnungen 25 und 27 auf. Die Gesperreinnenverzahnungen 25 und 27 am Hohlrad 5 und die sich zur Hohlradmitte hin anschließenden Gesperreinnenveriahnungen 24 und 26 am Planetenradträger 3 sind jeweils mit gleichem Teilkreisdurchmesser ausgebildet. Um eine Montage des Planetenradträgers 3 zu ermöglichen, ist die eine der beiden Gesperreinnenverzahnungen 25 und 27 des Hohlrades 5, hier die Gesperreinnenverzahnung 25, an einem drehfest mit dem Hohlrad verbundenen, demontierbaren Ring 12 vorgesehen. Der Ring 12 ist - vgl. Fig. 3 - mittels radialer Vorsprünge 14 in entsprechenden Axialschlitzen 13 des Hohlriides 5 drehfest geführt und mittels eines ίο Sprengringes 15 axial gesichert. Der Sprengring 15 kann dabei in Achsrichtung gewölbt ausgebildet sein, so daß unter der Wirkung des derart in axialer Richtung federnd wirkenden Sprengringes der Ring 12 reibschlüssig am Planetenradträger 3 zur Anlage kommt. - Im Bedarfsfälle könnte man daher mit einem derartigen Sprengring auf einfachste Weise eine zusätzliche Friktionseinrichtung /ur Erleichterung der Schaltvorgänge erzielen.

Die Nabenhulse 36 ist mit glatter Innenbohrung ausgebildet und nicht gehärtet. Wie bereits erwähnt, ist das Antriebsorgan der Nabenhülse 36, hiei die Zahnkupplung 34, an der zur Nabenachse 1 konzentrischen Bohrung der Ringscheibe 35 angeordnet. Da die Ringscheibe 35 gleichzeitig die eine Lagerstellc der Nabenhülse 36 bildet, ist sie während des Fertigungsverfahrens einem Härtevorgang unterworfen worden. Im Bereich der antreiberseitigcn Nabenhülsenlagerung 38 ist ein gehärteter Lageraußenring 37 in die Nabenhulse 36 eingepreßt.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Planetcnräder 4 in schlitzförmigen Aussparungen 41 des Fianetenradträgers 3 angeordnet und auf Bolzen gelagert sind. Fig. 3 läßt erkennen, daß die Klinken der Freilaufkupplungen 10, 25 und 11, 24 in taschenförmigen Aussparungen 23 der zur Nabenachse 1 konzentrischen Büchse 9 gelagert sind. Das gleiche gilt auch für die Anordnung der Klinken der Freilaufkupplungen 28, 26 und 29, Ll auf der anderen Büchse 31. Aus F i g. 4 wiederum ist ersichtlich, daß bei dem Ausführungsbeispiel ein Fliehkraftschalter aus jeweils zwei diametral gegenüberliegenden Fliehgewichten 20 bzw. 32 auf Lagerbolzen 21 besteht. Die axialen Stifte zwischen den Fliehgewichten 20 bzw. 32 und den davon beaufschlagten Steuerscheiben 16 bzw. sind mit 22 bezeichnet. Die Fliehgewichte stehen unter Einfluß von Rückholfedern 33.

Wie die Fig. 3 und 5 erkennen lassen, bestehen sowohl die selbsttätig schaltbaren Freilaufkupplungen 10. 25 und entsprechend 28, 26 als auch die durch Fliehkraftschalter betätigten Freilaufkupplungen 11, 24 bzw. 29, 27 jeweils aus zwei einander diametral gegenüberliegenden Sperrklinken. Wie die Fig. zeigt, weist die Steuerscheibe 16 und entsprechend auch die Steuerscheibe 30 drei verschiedene Aussparungen auf. Die mit 17 bezeichnete Aussparung dient zur Steuerung der Sperrklinken H bzw. 29. Die Aussparungen 18 dienen zur Durchführung der Fliehgewichtslagerbolzen 21 und sind in Umfangsrichtung schlitzförmig ausgebildet, um eine Verdrehung der Steuerscheibe 16 bzw. 30 zu ermöglichen. Aus dem gleichen Grunde sind die mit 19 bezeichneten, jeweils zur Aufnahme des axial gerichteten Verbindungsstiftes 22 dienenden Aussparungen in radialer Richtung als Langloch ausgebildet. Bei der in Fig. 6 gesondert dargestellten Steuerscheibe 39 sind die bei der Steuerscheibe 16 bzw. 30 erwähnten drei verschiedenen Aussparungen 17,18 und 19 jeweils zu einer Durchbrechung 40 zusammengefaßt.

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Eine solche Ausbildung der Steuerscheibe 39 hat den Vorteil, daß sie schmaler ausgebildet werden kann, wobei hinzukommt, daß einfachere und vor allen Dingen standfestere Stanzwerkzeuge bei der Fertigung verwendet werden können.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen, selbsttätig schaltenden Dreigang-Übersetzungsnabe ist folgende:

Das Einschalten der fliehkraftgeschaltetcn Freilaufkupplungen 11, 24 und 29, 27 erfolgt nach Erreichen der entsprechenden Fahrgeschwindigkeit selbsttätig und ohne Einflußnahme des Fahrers. In Fig. 1 ist die Berggang-Schaltstellung der Übersetzungsnabe dargestellt, in der die beiden Fliehkraftschalter ausgeschaltet sind, d. h., die Fliehgewichtc 20 und 32 befinden sich jeweils in ihrer Ruhelage. Hierbei werden die Sperrklinken 11 bzw. 29 durch die Stcueraussparung 17 der jeweiligen Steuerscheibe 16 bzw. 30 wie aus Fig. 5 ersichtlich ist - außer Eingriff mit den Gesperreinnenverzahnungen 25 bzw. 27 des Hohlrades 5 gehalten. Der Kraftfluß erfolgt somit vom Zahnkranz 6 über den Antreiber 7, die Zahnkupplung 8 auf die als Fliehgewichts- und Sperrklinkenträger dienende Büchse 9 und von hier über die ständig wirksame Freilaufkupplung 10, 25 auf den Ring 12 und damit auf das Hohlrad 5 und von hier über die Planetenräder 4 auf den Planetenradträger 3, wobei dieser mit einer ins Langsame übersetzten Drehzahl angetrieben wird. Vom Planetenradträger 3 erfolgt der Drehmomentfluß über die ebenfalls ständig wirksame Freilaufkupplung 28, 26 auf die Büchse 31, von dieser über die Zahnkupplung 34 auf die eingepreßte Ringscheibe 35 und damit auf die Nabenhülse 36sclbst.

Wird die Fahrgeschwindigkeit durch Erhöhung der Tretkurbeldrehzahl gesteigert und eine gewisse Drehzahl überschritten (Schaltpunkt), so spricht entweder der erste oder der zweite Fliehkraftschalter, d.h. der getriebeeingangsseitige oH-;r der getriebeausgangsseitige Fliehkraftschalter an und schaltet die ihm zugeordnete Freilaufkupplung ein, wobei die andere, ebenfalls durch Fliehkraft gesteuerte Freilaufkupplung ausgeschaltet bleibt. Welcher der beiden Fliehkraftschalter (Fliehgewichte 20 oder Fliehgewichte 32) zur Schaltung des »Normal«- bzw. »Direkt«-Ganges herangezogen wird, ist eine Frage der Auslegung der Übersetzungsnabe. Sind die Fliehgewichte 20 und 32 der beiden Fliehkraftschalter gleich ausgebildet, so wird der getriebeeingangsseitige Fliehkraftschalter mit den Fliehgewichten 20 infolge der höheren Antriebsdrehzahl zuerst ansprechen. Beim Ausschwenken der Fliehgewichte 20 wird die Steuerscheibe 16 über die axialen Verbindungsstifte 22 in Richtung des Pfeiles 42 in Fig. 5 verdreht und damit die Sperrklinken 11 aus der Haltposition in der Steuerscheibe 16 freigegeben. Hiermit ist die direkte Gangstufe der Übersetzungsnabe eingeschaltet. Der Kraftfluß geht nunmehr von der Büchse 9 über die Freilaufkupplung 11, 24 auf den Planetenradträger 3. Dieser treibt auch das Hohlrad 5 an, welches sich infolge der Getriebeübersetzung schneller dreht, se daß die bisher wirkende Freilaufkupplung 10, 25 überholt wird. Auf der anderen Getriebeseite ist der Kraftfluß über den Planetenradträger 3 und die Freilaufkupplung 28, 26 auf die Büchse 31 und damit auf die Nabenhülse 36 bestehen geblieben.

Wird die Fahrgeschwindigkeit weiter gesteigert, so erreicht auch der mit der Nabenhülse 36 umlaufende Fliehkraftschalter mit den Fliehgewichten 32 die vorgesehene Schaltdrehzahl und gibt über die Steuerscheibe 30 die Sperrklinken 29 frei. Die Gesperreverzahnung 27 des Hohlrades 5 holt die mit geringerer Drehzahl umlaufenden Sperrklinken 29 ein und übernimmt den Kraftfluß von der axial neben ihm liegenden Freilaufkupplung 28, 26, die nun, nachdem sie

ίο durch die Untersetzung langsamer geworden ist, überholt wird. Der »Schnell«-Gang der Übersetzungsnabc ist damit eingeschaltet. In dieser Gangstufe geht der Kraftfluß vom Antreiber 7 über die Büchse 9 und die Freilaufkupplung 11, 24 in den Planctenradträger 3, von hier durch die Planctenräder 4 übersetzt ins Schnelle auf das Hohlrad 5 und von doit über die Freilaufkupplung 29, 27 und die Büchse 31 über die Ringscheibe 35 auf die Nabenhülse 36.

Der Fahrer bestimmt den Zeitpunkt des Zuriick-

schaltens der Uberselzungsnabe in jedem Falle selbst. Allerdings muß die dem Gangwechsel zugeordnete Fahrgeschwindigkeit erreicht oder unterschritten sein. Beim Zurückschalten vom Schnell- in den Notmalgang genügt ein kurzzeitiges leichtes Zurückbleiben

mit der Pedaldrehzahl, zum Wechsel von Normal- in den Berggang dagegen muß eine Rücktrittbewegung erfolgen, sonst unterbleibt die eigentliche Schaltung bis zum Stillstand des Fahrrades und das folgende Anfahren erfnlot Hnnn rt-ijt dem Normal^sn" Der Fahrer kann also wählen, ob er trotz geringer Fahrgeschwindigkeit weiter im Normalgang bleiben oder im Berggang fahren will. In diesem Fahrbereich liegt also eine Wahlschaltung vor. Will der Fahrer nach dem Stillstand im Berggang anfahren, so muß er vorher zu-

riicktreten oder zurückgetreten haben; andernfalls ist bereits im Stillstand der Normalgang eingeschaltet. So ist das hier wirksame, von der TretkurbeHrehzahl abhängige Schaltsystem (Gesperre 11) von unnötigen Schaltungen, die sonst von jeder Freilaufphase ausge-

löst würden, verschont. Das andere Schaltsystem (Freilaufkupplung 29, 27) ist dagegen fahrgeschwindigkeitsabhängig und somit vor unnötigen Schaltungen ohnehin sicher.

Durch die Widerstände in den Verzahnungen des

Planetengetriebes ist gesichert, daß im Freilaufzustand stets der mit der Nabenhülse 36 gekuppelte Sperrklinkenträger, d. h. die Büchse 31, entsprechend umläuft, während das Hohlrad 5 und der Planetenradträger 3 nur mit der Drehzahl des Antreibers 7

umlaufen. Es tritt dabei ein Freilaufzustand der beiden Klinkenkupplungen auf. Diese Widerstände k< ien noch, falls erforderlich, durch zusätzliche Friktionsmittel - etwa durch Anwenden eines in Achsrichtung gewölbt ausgebildeten Sprengringes 15 - verstärkt

werden. Beim Zurücktreten bewirken die genannten Widerstände eine Bremsung der Getriebeteile, so daß das mit dem Antreiber 7 bzw. der Büchse 9 gekuppelte Sperrklinkensystem (Sperrklinken 10 und 11) die zugehörigen Sperrklinkenverzahnungen im Hohl-

rad und Planetenradträger überholt.

Eine mögliche Ausführungsvariante des Erfindungsgedankens wäre darin zu sehen daß an Stelle der nebeneinanderliegend angeordneten Freilaufkupplungen konzentrisch ineinander angeordnete Freilaufkupplungen angewandt werden würden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Selbsttätig schaltende Mehrgang-Übersetzungsnabe mit einem Planetenradsatz, dessen inneres Zentralrad (Sonnenrad) achsenfest, dessen Träger über eine erste Freilaufkupplung und dessen äußeres Zentralrad (Hohlrad) über eine fliehkraftbetätigte zweite Freilaufkupplung mit der Nabenhülse verbindbar ist und wobei das äußere m Zentralrad über eine dritte Freilaufkupplung und der Träger über eine fliehkraftbetätigte vierte Freilaufkupplung mit dem Treiber verbindbar ist. während der Fliehkraftschalter von der Eingangsseite her angetrieben wird, nach deutschem Patent ij 1 750 897, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungsnabe einen im wesentlichen symmetrischen Aufn.iu aufweist, wobei das oder die Planetengetriebe (2, 3. 4. 5) in der Nabenmitte angeordnet sind und die Symmetrieebene darstellen.

2. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 1, wobei die Fliehgewichte des getriebeausgangsseitigen (zweiten) Fliehkiaftschalters mit der Nabenhülse und die Fliehgewichte des getriebeeingangsseitigen (vierten) Füehkraftschalters mit dem Antreiber verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Fliehgewichte (20, 32) der Fliehkraftschalter, deren Steuervorrichtung (16, 30) und die durch diese betätigten Freilaufkupplungen (11, 24; 29, 27) als auch die zwischen dem Antreiber (7) und deui Hoh'.rad (5) des ersten Planetengetriebesatzes und die zwischen dem Planetenradträger (3) und der Nabenhülse (36) angeordneten Freilaufkupplungen (10, 25: 28, 27) jeweils auf einer mit dem Antreiber (7) bzw. der Nabenhülse (36) über eine Steckkupplung, vorzugsweise eine Zahnkupplung (34). drehfest verbundenen Büchse (9, 31) angeordnet sind und diese Büchsen untereinander gleiche Bauteile darstellen.

3. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Sperrklinken-Freilaufkupplungen (10, 25: 11, 24 und 28, 26; 29, 27) nebeneinanderliegend auf den Büchsen (9 bzw. 31) angeordnet sind.

4. Mehrgang-Übeisetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinken (10, 11: 28, 29) der Sperrklinken-Freilaufkupplungen in an sich bekannter Weise in taschenförmigen Vertiefungen (23) der als Sperrklinken- und Fliehgewichtsträger dienenden Büchsen (9, 31) gelagert sind.

5. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den An-Sprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dit: Fliehgewichte (20 bzw. 32) mittels achsparalleler Bolzen (21) an den Büchsen (9 bzw. 31) in radialer Richtung schwenkbar gelagert sind.

ft. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den An-Sprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die: zur Lagerung der Fliehgewichte (20 bzw. 32) dienenden Bolzen (21) in Axialbohrungen eines gleichzeitig als Sperrklinkenträger dienenden, flanschartigen Abschnittes der Büchsen (9 bzw. 31) eingeschoben und durch Sprengringe axial fixiert sind.

7. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (5) eines Planetengetriebesatzes sowohl die getriebeeingangsseitigen (10, 11) als auch die gctriebeausgangsseitigen Sperrklinken (28, 29) und den zu beiden Seiten mit Gesperreinnenverzahnungen (24: 26) versehenen Planetenradträger (3) umschließt und daß an seinen beiden F.ndabschnitten ebenfalls Gesperreinnenver/ahnungen (25: 27) vorgesehen sind.

8. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesperreinnenverzahiiungen (25; 27) des Hohl- -ades (5) und die sich zur Hohlradmitte hin anschließenden Gesperreinnenverzahnungen (24. 26) des Planetenradträgers (3) mit etwa gleichem Teilkreisdurchmesser ausgebildet sind und eine der beiden Gesperreinnenverzahnungen (25) des Hohlrades an einem drehfest mit diesem verbundenen, demontierbaren Ring (12) vorgesehen ist.

9. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß der eine Gesperreinnenverzahnung (25) des Hohlrades (5) tragende Ring (12) mittels radialer Vorsprünge (14) in Axialschlitzen (13) des Hohhades drehfest geführt und mitteis eines Sprengringes (15) axial gesichert ist.

10. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 9, daduich gekennzeichnet, daß der Sprengring (15) in Achsrichtung gewölbt ausgebildet ist.

11. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hohlrad (5) und/oder dem die eine Gesperreinnenverzahnung (25) des Hohlrades tragenden Ring (12) und dem Planetenradträger (3) eine reibschlüssige Verbindung besteht.

12. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenhülse (36) mit glatter Bohrung (43) ausgebildet und das Antriebsorgan (Zahnkupplung 34) der Nabenhülse an einer mit der Nabenhülse drehfest verbundenen Ringscheibe (35) angeordnet ist.

13. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (35) in die Bohrung (43) der Nabenhülse

(36) eingepreßt ist und an ihrer zur Nabenachse (1) konzentrischen Bohrung eine mit derabtrieb^- seitigen. als Fliehgewichts- und Sperrklinke™ tagcr dienenden Büchse (31) in Wirkverbindung stehende Zahnkupplung (34) trägt.

14. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (35) im Gegensatz zur Nabenhülse (36) gehärtet ist und einen die eine Nabenhülsenlagerstclle aufnehmenden Abschlußdeckel der Nabe darstellt.

15. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der antreiberseitigen Nabenhülscnlagerung (38) ein gehärteter Lageraußenring

(37) in die Bohrung der Nabenhülse (36) eingepreßt ist.

1(S. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 bis 15 in der Ausbildung als Drcigang-Nabe, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von dem in der Nabenrritte vorgesehenen Planetengetriebe (2, 3, 4, 5) zu beiden Seiten die-

sos Getriebes jeweils zwei Sperrklinken-Freilaufkupplungen (10. 25: 11, 24 bzw. 28. 26: 29. 27). eine mit einer der beiden Sperrklinken-Freilaufkupplungen (11 bzw. 29) in Wirkverbindung stehende Steuerscheibe (16 bzw. 30) und daran an schließend der die Steuerscheibe betätigende Fliehkraftschalter (Fliehgewichte 20 bzw. 32) angeordnet sind.

17. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 bis Io in Ausbildung als Dreigang-Nabe. dadurch gekennzeichnei. daß der getriebeeingangsseitige Fliehkraftschalter (Fliehgewichte 20) mit der zwischen dem Antreiber (7) und dem Planetenradträger (3) ^geordneten Freilaufkupplung (11.24) und der getriebeausgangsseilige Fliehkraftschalter (Fliehgewichte 32) mit der zwischen der abtriebsseitigen Büchse (31) und dem Hohlrad (5) angeordneten Freilaufkupplung (29, 27) in Wirkverbindung stehen.

18. Mehrgang-Übersetzungsmbe räch den Ansprüchen 1 bis 17 in der Ausbildung als Dreigang-Nabe. dadurch gekennzeichnet, daß die vom getriebeeingangsseitigen Fliehkraftschalter (Fliehgewichte 20) gesteuerten Gesperreklinken (11) in Achsrichtung über den Eingriffsbereich der zwischen diesen und der Steuerscheibe (16) angeordneten Freilaufkupplung (10) hinausstehen und in das Steuerfenster (17) der Steuerscheibe (16) hineinragen.

19. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 bis 18 in der Ausbildung als Dreigang-Nabe, wobei die Steuerscheibe zur Betätigungeiner fliehkraftgeschaltetcn Klinkenfreilaufkupplung Aussparungen zur Steuerung der Klinken, zur Durchführung der Fliehgewichlslagerbolzen und der zur Verbindung der Fliehgewichte mit der Steuerscheibe dienenden Stifte vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anwendung zweier einander diametral gegenüberliegender Fliehgewichte (20 bzw. 32) und zweier ebenfalls einander diametral gegenüberliegender Gesperreklinken (11 bzw. 29) das jeweils einer Gesperreklinke (11 ■ 29) zugeordnete Steuerfcnstcr (40) so ausgebildet ist, daß in der gleichen Aussparung sowohl der Lagerbolzen (21) des einen Fliehgewichtes als auch dessen Verbindungsstift (22¹ durchgeführt bzw. vorgesehen werden können.

20. Mehrgang-Übersetzungsnabe nach den Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beiden Seiten des Planetenradträgers (3) vorgesehenen Gesperreinnenverzahnungen (24, 26) gleich ausgebildet sind.