DE20023813U1 - Schalteinrichtung für eine Mehrgangnabe für ein Fahrrad - Google Patents

Abstract

Schalteinrichtung für eine Mehrgangnabe für ein Fahrrad, umfassend:
– eine Nabenachse (1);
– einen Antreiber (3);
– eine Nabenhülse (5);
– ein Getriebe mit mindestens einem Planetengetriebe (6, 9, 7, 8);
– eine Steuereinrichtung zum Wechseln der Gangstufen im Getriebe mit mehreren dem Planetengetriebe zugeordneten, steuerbaren Freilaufkupplungen mit diesen zugehörigen Klinken (10, 11), wobei die Steuereinrichtung betätigbar ist, den Kraftfluss zwischen den Freilaufkupplungen zu wechseln,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinrichtung eine Schalteinheit (22, 22a) aufweist, die an den Freilaufkupplungen zugewandten Seiten von Vorsprüngen und Lücken gebildete Profile (23, 30; 24, 30) aufweist und dafür ausgelegt ist, vermittels dieser Profile auf die Klinken (10, 11) der Freilaufkupplungen aus einem Vortrieb des Antriebsdrehmoments entnehmbare Steuerkräfte auszuüben, um die Freilaufkupplungen auch unter Last außer Eingriff zu bringen, und
dass die Schalteinheit mit einer Friktion-Überlastkupplung (39) ausgeführt ist, welche wirksam ist, auf ein von ihr...

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für eine Mehrgangnabe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Aus der DE 196 17 733 A1 ist ein unter Last schaltbarer Klinkenfreilauf für Mehrgangnaben bekannt, der eine Klinke, einen Antreiber, eine Schaltbuchse sowie einen Schaltring aufweist. Die mit dem Schaltring in Formschlussverbindung stehende Klinke wird entweder durch eine Rundung an der Schaltbuchse, welche mit einer Schräge an einer Schaltnase der Klinke zusammenwirkt ausgehoben oder, wenn wenig oder kein Drehmoment übertragen wird, durch in der Schaltbuchse vorhandene Aussparungen mit Stirnflächen und Steuerkanten ausgehoben, die mit einer Auflaufschräge der Klinke zusammenwirken, wobei die Aussparung mit einem radial nach innen gerichteten Teil der Schaltnase eine kurzfristige Formschlussverbindung eingeht, sofern höhere Drehmomente anliegen. Wird die Klinke nicht sofort durch das Zusammenwirken der Rundung und der Schräge der Schaltnase ausgehoben, erfolgt der Formschluss der Aussparung mit der Schaltnase, der den Klinkenverband zuverlassig löst, wenn die Auflaufschräge mit der Steuerkante zusammenwirkt.
• In der EP 0 803 430 A2 ist eine Mehrgangnabe beschrieben, die eine Steuereinrichtung zum Aussteuern von Klinken aufweist. Vorgesehen ist ein um die Nabenachse drehbar angeordneter Schaltring, der vermittels eines Koppelrings drehfest, aber axial verschiebbar mit dem Antreiber verbunden ist und ein axial wirkendes Profil aufweist, welches mit einem Schubklotz zusammenwirkt, welcher in einem schräg oder schraubenförmig zur Nabenachse verlaufenden Schlitz der Nabenachse hin und her schiebbar ist, um die einzelnen Gangstufen zu steuern. An dem Wechsel spiel zwischen dem Schubklotz und dem Schaltring wirken eine den Schubklotz in Richtung zum Schaltring vorspannende erste Feder, eine demgegenüber eine geringere Federspannung aufweisende, zwischen dem Schubklotz und dem Schaltring eingespannte zweite Feder und eine durch eine Bohrung der Nabenachse eingeschobene Betätigungsstange mit, durch die der Schubklotz auf Grundlage einer manuellen Betätigung unter stärkerer Spannung (Kompression) der ersten Feder in Richtung weg vom Schaltring im Nabenschlitz verschiebbar ist. Wird durch Nachlassen der Betätigungstange der Schubklotz durch die erste Feder axial in Richtung zum Schaltring verschoben, so nimmt der Schubklotz vermittels der zweiten Feder den Schaltring axial mit, sofern keine großen Gegenkräfte dieser Verstellung des Schaltrings entgegenwirken. Sind die Gegenkräfte gegen die Verstellung des Schaltrings zu groß, so nähert sich der Schubklotz so weit axial dem Schaltring an, dass er in einen die Schrägen aufweisenden Profilbereich des Schaltrings und damit in den axialen Wirkungsbereich der Schrägen eintreten kann, so dass dann der Schaltring über die Schrägen axial abgewiesen und unter die Klinke geschoben wird. Dies ist der Fall, so lange keine übermäßigen Gegenkräfte der Verstellung des Schaltrings entgegenwirken. Im Falle übermäßiger Gegenkräfte überwindet der Schubklotz die ihn haltenden Klemm- und Reibkräfte, und es wird der Schubklotz durch die Schrägen des Schaltrings axial abgewiesen, wodurch der Schaltvorgang vorläufig unterbrochen wird.
• Aus der DE 44 02 344 C1 ist eine Steuereinrichtung für Klinkengesperre für Mehrgangnaben bekannt, wobei das Klinkengesperre einen Ringkörper in einer Drehrichtung mit der Nabenachse drehfest kuppelt. Hierbei ist eine radial nach innen angefederte Klinke mit einer zur Nabenachse parallelen Nut des Ringkörpers in Eingriff. Ein parallel zur Nabenachse verlaufender Steuerschieber mit einem Nocken, ist axial verschiebbar und kann unter die Klinke geschoben werden, um diese ausser Eingriff mit dem Ringelement zu bringen und zu halten.
• Mit dem deutschen Patent DE 42 29 023 ist eine Mehrgangnabe bekannt geworden, die eine Schalteinrichtung zwischen zwei Gesperre-Ebenen in einer Mehrgangnabe aufweist, die auch unter Last hin- und herschaltbar ist. Erreicht wird dies durch zwangsweise im Mitnahmeeingriff gehaltene, übereinander angeordnete Vortriebsklinken, deren Neigung des Zahneingriffes derart gewählt ist, dass sich die Vortriebsklinken unter Last außer Eingriff schieben würden. Eine Steuerscheibe läßt sich unter den Vortriebsklinken verschieben, wodurch diese abwechselnd in ihrer zugeordneten Sperrverzahnung festgehalten und verriegelt werden. Die Steuerscheibe wird mittels einer Mitnehmerscheibe im Klinkenträger mit Antriebsdrehzahl mitgenommen und hat gegenüber den Vortriebsklinken einen nach rückwärts gerichteten Totgang-Drehweg, der erforderlich ist, um beim Bremsen die ersten Winkelgrade beim Rückwärtstreten zur Aussteuerung der zwangsweise festgehaltenen Vortriebsklinken zu verwenden. Ein Schaltmechanismus in der beschriebenen Form hat den Vorteil, durch die Aufteilung der Kraftübertragung in eine Antriebskomponente und eine nach innen gerichtete Steuerkomponente auch im Lastfalle nur die kleinere Steuerkomponente beherrschen zu müssen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schalteinrichtung für eine Mehrgangnabe zu schaffen, die einen Gangwechsel sowohl im Stillstand als auch unter Last ohne wesentliche Erhöhung der Steuerkräfte an einer Fernbedienung betriebssicher ermöglicht.
• Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Schalteinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor.
• Die Schalteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung stellt somit eine stark vereinfachte und kostengünstige Schalteinheit bereit, die Klinken einer klinkengesteuerten Mehrgangnabe unter Last aussteuern und in diesem ausgesteuerten Zustand halten kann. Die erfindungsgemäße Friktion-Überlastkupplung sorgt für eine hohe Betriebssicherheit, da das Auftreten zu hoher Steuerkräfte vermieden werden kann.
• Gemäß einer im Ausführungsbeispiel dargestellten, bevorzugten Weiterbildung umfasst die Schalteinheit eine Schalthülse, die um eine Nabenachse angeordnet ist, und eine mit dieser drehbar verbundene Schaltbuchse, die Schaltvorsprünge an ihren jeweiligen Stirnflächen aufweisen, die voneinander durch Lücken getrennt sind, welche breit genug sind, um sich unter die jeweils auszuhebende Klinke zu schieben, wobei die Klinke auf beiden Seiten von Vorsprüngen eingeschlossen wird. Da die Schalthülse bzw. die Schaltbuchse jeweils eine unterschiedliche und ins besondere langsamere Drehzahl als die Klinken aufweisen, wird sich, nachdem sich ein Vorsprung vor die Klinke geschoben hat, dieser durch den Vortrieb des Antriebsdrehmomentes durch den Fahrer unter die Klinke schieben und diese ausheben. Für den vorbeschriebenen Schaltvorgang ist keine besonders hohe Steuerkraft erforderlich, wobei aber zu berücksichtigen ist, dass die Annäherung der Profile an die jeweiligen Klinken nicht immer wunschgemäß verläuft: Wird nämlich ein Vorsprung mit einer Klinke zusammentreffen, so kann diese von dem Vorsprung bei hohem anliegenden Drehmoment nicht ausgehoben werden. Erst wenn sich die Klinke zwischen zwei Vorsprüngen befindet, kann sich der Vorsprung unter die Klinke schieben und diese aus ihrem Drehmomentverband lösen.
• Der Vorsprung kann die Klinke aber bereits ausheben, wenn kein nennenswertes Drehmoment von dieser Klinke übertragen wird. Dieser Schaltvorteil, der auch bei Stillstand des Getriebes zum Durchschalten der Gangstufen vorhanden ist, wird durch bevorzugte, zusätzliche Schrägen an der Klinke bewirkt.
• Es wird ferner vorgeschlagen, die Druchschaltfähigkeit dadurch zu erhöhen, dass zusätzlich zu den Schrägen an den Klinken kegelförmige Abschrägungen an den Stirnflächen der Vorsprünge und/oder der Lücken zwischen den Vorsprüngen angeordnet werden, deren Ausrichtung mit den Schrägen an den Klinken in etwa zusammefällt.
• Schließlich weisen die Vorsprünge des Profils an der Schaltbuchse und an der Schalthülse bevorzugterweise in Umfangsrichtung angeordnete Schrägen auf, die als Lastbegrenzung wirken können, dadurch, dass die Schaltbuchse oder die Schalthülse von den Klinken abgewiesen wird, wenn große Momente über die Klinken laufen.
• Weiterbildend wird vorgeschlagen, die Schaltbuchse und/oder die Schalthülse mit einer vom Fahrer bedienbaren Fernbedienung über Speicherfedern zu verbinden, die einen Gangstufenwechsel erst bei Erreichen eines bestimmten Aushebedrehmomentes erlauben und den Schaltvorgang verzögern. Durch die Auslegung dieser Speicherfedern ist die Festlegung des angestrebten Aushebedrehmomentes möglich, wodurch allzu heftige Schaltstöße vermieden werden. Die Schalthülse oder die Schaltbuchse werden also eine andere Stelle zum Eingriff unter die Klinke finden, die dann ausgehoben wird, wenn das Moment nachgelassen hat.
• Bei einer Dreigangnabe ist eine erste Klinke am Hohlrad gelagert und greift in eine Verzahnung der Nabenhülse ein. Da das Hohlrad bei angetriebenem Planetenradträger zwangsläufig schneller umläuft als dieser, ist es bevorzugt, die Schaltbuchse mit einem Kupplungsring zu koppeln, der mit der Drehzahl des Planetenradträgers umläuft. In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, dass die Schaltbuchse axial verschiebbar ist, was bevorzugt über ein Schaltteil, insbesondere über einen Schubklotz, der mit einer Fernbedienung in Verbindung steht, durchführbar ist. Die beiden vorbeschriebenen Bewegungen können der Schaltbuchse mitgeteilt werden einmal durch die drehbare Lagerung der Schaltbuchse auf der Schalthülse, die drehfest mit dem Schubklotz verbunden ist und zweitens durch die Lagerung der Schaltbuchse in einem Schlitz des Kupplungsringes, der im Falle eines eingeschalteten Schnellganges langsamer umläuft als die mit der Nabenhülse in Wirkverbindung stehende Klinke.
• Wird die Verbindung des Antreibers mit dem Planetenradträger ebenfalls durch eine Klinke hergestellt, so gilt das Vorgesagte in sofern, als der langsamer drehende Planetenradträger mit seiner Klinke die mit der Nabenachse drehfest aber axial verschiebbare Schalthülse mit ihrem Profil überholt und die gleichen Aushebbedingungen für die Klinke entstehen läßt, wie die vorbeschriebenen bei der Schalthülse. Zur Sicherung der Funktion beim Rückwärtstreten wird vorgeschlagen, an den Klinken im Bereich des Fusses eine Kontur anzuordnen, die die Form einer Rundung oder Phase hat und gewährleistet, dass die Klinken für den Fall, dass sie noch nicht ausgehoben sind aber noch im Bereich zwischen den Vorsprüngen liegen, ausgehoben werden und sich nicht verklemmen. Da beim Rückwärtstreten keine Last auf den Klinken liegt, wird lediglich auf eine ausreichend grosse Rundung Wert gelegt.
• Schließlich ist es bevorzugt, die Position der Schaltbuchse auf der Schalthülse axial nicht starr, sondern mittels einer Speicherfeder zu halten, da dort, wie beschrieben, kurzzeitige Schalthemmungen ausgeglichen werden müssen, wenn verlangt wird, dass die Fernbedienung ohne Widerstände betätigbar sein soll.
• Weitere Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
• Anhand eines Ausführungsbeispieles wird die Steuereinrichtung für eine lastschaltbare Mehrgangnabe beschrieben. Es zeigen:
• 1 einen Teilschnitt einer Mehrgangnabe mit einer Schalteinheit, bestehend aus einer Schaltbuchse und einer Schalthülse mit Profilen an ihrer Stirnseite zum Ausheben von Klinken;
• 2 die Schaltbuchse mit Schaltvorsprüngen und Lücken als Ausgestaltung für das Profil;
• 3 die Schaltbuchse mit einem Durchbruch für einen Schubklotz und dem Profil zum Ausheben der Klinke;
• 4 die durch eine Feder vorspannbare Klinke auf einem Bolzen in einem Kupplungsring gelagert;
• 5 die Klinke mit einem Fuß und einer Schräge daran;
• 6 eine zweigeteilte Schalthülse mit einer Friktionskupplung zur Lastbegrenzung beim Einrücken des Profils unter die Klinke.
• 7 eine Schalteinheit, bestehend aus der Schaltbuchse gemäß 2 und einer abgewandelten Schalthülse gemäß 3 mit einer Speicherfeder.
• Wird mit 1 eine Nabenachse einer Mehrgangnabe beschrieben, so ist auf dieser über ein erstes Lager 2 ein Antreiber 3 drehbar gelagert. Ein zweites Lager 4 verbindet eine Nabenhülse 5 drehbar mit dem Antreiber 3 und der Nabenachse 1. Innerhalb der Nabenhülse 5 ist ein Planetengetriebe, bestehend aus einem Hohlrad 6, Planetenrädern 7, die in einem Planetenradträger 9 gelagert sind und einem feststehenden Sonnenrad 8 auf der Nabenachse 1 angeordnet. Bei der Mehrgangnabe handelt es sich um eine klinkengesteuerte Dreigangnabe, die gemäß 1 mit ein geschaltetem Schnellgang dargestellt ist. Auf einem ersten Bolzen 16 ist eine erste Klinke 10 zwischen einem Antriebsring 14 und dem Hohlrad 6 federnd gelagert und greift mit einer Treibkante 33 in eine erste Verzahnung 18 der Nabenhülse 5 ein. Eine aus dem Hohlrad und dem Antriebsring gebildete Hohlradeinheit 15 ist über einen Klinkenfreilauf mit dem Antreiber 3 verbunden. Ebenfalls mit dem Antreiber drehfest verbunden ist ein Kupplungsring 12 mit einem Schlitz 27 und einem zweiten Bolzen 17, auf welchem eine zweite Klinke 11 federnd gelagert ist und mit ihrer Treibkante 33 in eine zweite Verzahnung 19 am Planetenradträger 9 eingreift. Mit dem Kupplungsring 12 ist eine Schaltbuchse 20 durch einen Steg 28 in dem Schlitz 27 drehfest aber axial verschiebbar verbunden, wodurch ein Profil mit Schaltvorsprüngen 23 und Lücken 30 gegen einen Fuß 34 der ersten Klinke 10 geschoben werden kann.
• Gemäß 2 ist ersichtlich, dass das Profil mit den Vorsprüngen 23 und den Lücken 30 auch Anschrägungen 36 aufweist, die zumindest an einer Seite die Schaltvorsprünge 23 mit den Lücken 30 verbinden. Die Schaltbuchse 20 ist auf einer Schalthülse 21 drehbar aber axial festgelegt verbunden und bildet mit dieser eine Schalteinheit 22. Die Schalthülse 21 weist gemäß 3 einen Durchbruch 23 auf, in welchen ein Schubklotz 13 eingreift, welcher mit einer Fernbedienung in Verbindung steht und durch eine hier nicht dargestellte Schalteinrichtung axial in einem Schlitz der Nabenachse 1 verschoben werden kann. Die Schalthülse 21 weist an ihrer zur zweiten Klinke 11 hin gerichteten Stirnfläche ebenfalls ein Profil mit Vorsprüngen 24 und Lücken 30 auf, das gegen einen Fuß 34 mit der Schräge 26 der zweiten Klinke 11 geschoben werden kann. Der Fuß 34 der Klinken 10 und 11 weist eine Kontur 43 auf, die gross genug ist, um ein Festklemmen der Klinken 10 und 11 beim Rückwärtstreten zu verhindern, wenn die Klinken 10 und 11 sich gerade zwischen den Vorsprüngen 23 und 24 befinden. Die Klinken 10 und 11 werden am jeweiligen Vorsprung abgewiesen und ausgehoben; ein Drehmoment liegt ja nicht an.
• Gemäß den 4 und 5 wird die Position der zweiten Klinke 11 auf dem Bolzen 17 im Kupplungsring 12 dargestellt. Eine Feder 25 ist um den Bolzen 17 herum angeordnet und bewegt die zweite Klinke 11 mit ihrer Treibkante 33 gegen die Verzahnung 19 im Planetentradträger 9. Die Klinken 10 und 11 weisen eine Bohrung 31 auf, mit denen sie auf ihren Bolzen 16 und 17 schwenkbar gelagert sind.
• Gemäß 6 wird eine zweiteilige Schaltbuchse mit zwischengeschalteter Überlastkupplung gezeigt, wobei die zweiteilige Schaltbuchse aus einem Ring 20b und einer Buchse 20a besteht, die durch eine Friktionskupplung 39 miteinander verbunden sind. Die Friktionskupplung 39 kann den Schaltvorgang unter Spitzenlast verhindern bzw. verzögern und in Bereiche von einem Drehmomentanfall geringeren Ausmaßes verlegen. Geringere Drehmomente werden immer dann auftreten, wenn beim Pedalieren des Fahrrades der Bereich des kleinsten Drehmomentes mit senkrecht stehenden Kurbelarmen für die Pedale erreicht wird.
• Gemäß 7 wird eine Schalteinheit 22a erläutert, die gegenüber der vorbeschriebenen Schalteinheit 22 aus der Schaltbuchse 20 und einer Schalthülse 21a besteht. die miteinander drehbar und zusätzlich axial verschiebbar verbunden sind. Die axiale Position der Schaltbuchse 20 auf der Schalthülse 21a wird durch eine Speicherfeder 40 sichergestellt, die zwischen der Schaltbuchse 20 und einem Haltering 41 angeordnet ist und die Schaltbuchse 20 gegen einen Anschlag auf der Schalthülse 21a schiebt. Im Falle einer Verschiebung der Schaltbuchse 20 gegen die erste Klinke 10 wird die Schaltbuchse 20 auf der Schalthülse 21a bei gleichzeitigem Spannen der Speicherfeder 40 so lange verschoben, bis die Schalthemmnisse beseitigt sind und die Schaltvorsprünge 23 die erste Klinke 10 umschließen können. Die Profile können schließlich an den jeweiligen Stirnflächen der Schaltvorsprünge 23, 24 und/oder der Lücke 30 Abschrägungen 42 aufweisen, die in ihrer Richtung mit den Schrägen 26 an den Klinken 11 zusammenfallen und wegen ihrem kreisförmigen Verlauf kegelförmig augebildet sind.
• Zur Erklärung der Funktion der Dreigangnabe werden die Wege des Kraftflusses beschrieben:
  In der gemäß 1 dargestellten Stellung der Schalteinheit 22 sind beide Klinken 10 und 11 mit ihren Verzahnungen 18 und 19 im Einsatz, wodurch der Kraftfluß des Schnellganges wie folgt verläuft: Antreiber 3, Kupplungsring 12, zweite Klinke 11, Planetenradträger 9, Planetenrad 7, Hohlrad 6, Klinke 10, Verzahnung 18 in der Nabenhülse 5.
• Im Normalgang wird der Schubklotz 13 mit der Schalteinheit 22 in die Mitte des Schlitzes in der Nabenachse 1 verschoben, wodurch sich die Vorsprünge 23 der Schaltbuchse 20 unter die erste Klinke 10 schieben und diese aus ihrer zugehörigen Verzahnung 18 der Nabenhülse 5 ausheben. Die Schaltbuchse 20 legt sich mit einer äußeren Zylinderfläche 37 unter die erste Klinke 10, wodurch diese permanent ausgehoben bleibt. In diesem Fall wird der Kraftfluß vom Antreiber 3 über den Kupplungsring 12, die zweite Klinke 11, den Planetenradträger 9 über eine hier nicht dargestellte und immer im Eingriff befindliche dritte Klinke, die mit dem Planetenradträger 9 verbunden ist, in die Nabenhülse 5 verlaufen. Das Hohlrad 6 dreht aufgrund seiner Übersetzung schneller mit, wird aber wegen der ausgehobenen ersten Klinke 10 in Bezug auf die Drehung der Nabenhülse 5 unwirksam.
• Zur Erzielung des Bergganges wird vom Schubklotz 13 die Schalthülse 21, 21a mit ihren Vorsprüngen 24 unter die zweite Klinke 11 geschoben, wodurch diese auf eine äußere Zylinderfläche 38 der Schalthülse 20 aufläuft und ebenfalls aus ihrer zugeordneten Verzahnung 19 im Planetenradträger 9 ausgehoben bleibt. Beide Klinken 10 und 11 sind somit unwirksam und der Kraftfluß verläuft von dem Antreiber 3 über eine immer im Eingriff befindliche vierte Klinke zwischen dem Antreiber 3 und dem Antriebsring 14 über den ersten Bolzen 16 in das Hohlrad 6 und treibt über das Planetenrad 7 den Plantenradträger 9 ins Langsame an, auf dem die ebenfalls immer im Eingriff befindliche vorbeschriebenen dritte Klinke vom Planetenradträger 9 zu Nabenhülse 5 wirksam werden kann.
• Die Lastschaltbarkeit der Dreigangnabe liegt in erster Linie in dem Profil auf den Stirnflächen der Schaltbuchse 20 und des Schalthülse 21, 21a begründet. Am Beispiel der ersten Klinke 10 wird die Technik zu deren Aushebung aus der Verzahnung 18 unter Last wie folgt beschrieben:
  Die Schaltvorsprünge 23 sind untereinander durch Lücken 30 mit einer Breite 29 verbunden, wobei diese Breite 29 von einer Größe ist, die ausreicht, beim Verschieben der Schaltbuchse 20 jeweils einen Schaltvorsprung 23 vor und einen Schaltvorsprung 23 hinter die erste Klinke 10 zu plazieren. Da die erste Klinke 10 mit unterschiedlicher Drehzahl zu den Schaltvorsprüngen 23 läuft, müssen diese einen ausreichend großen Abstand voneinander haben, um die vorbeschriebene Schaltposition des Profils mit den Schaltvorsprüngen 23 zu erreichen. Da die erste Klinke 10 eine höhere Drehzahl hat, als die Schaltvorsprünge 23, läuft im Einrückungsfalle der Fuß 34 auf einen der Schaltvorsprünge 23 auf und löst den Eingriff der Treibkante 33 mit der ersten Verzahnung 18 auf. Eine Steuerkraft wird für das Ausheben der ersten Klinke 10 aus der ersten Verzahnung 18 nicht benötigt, da die Aushebekräfte ausschließlich aus den Vortriebskräften durch das Pedalieren entnommen werden.
• Sollte unter Einwirkung von geringeren Drehmomenten, speziell bei Stillstand des Getriebes, geschaltet werden können, so ist für diesen Fall an den Klinken 10 und 11 jeweils eine Schräge 26 angeordnet, die mit den vorbeschriebenen Schaltvorsprüngen 23, 24 und den Lücken 30 zusammenwirken können. Für diesen Fall ist ein gewisses Maß von Steuerkraft erforderlich, so dass für diesen Fall entweder die Aushebung der Klinken 10 oder 11 erfolgt oder aber eine Speicherung der Bewegung in einer Speichenfeder der Steuereinrichtung bis zur passenden Eingriffsstellung des jeweiligen Profils der Schalthülse 21 bzw. der Schaltbuchse 20 unter die Klinken 10 oder 11 erfolgt. Die Schrägen 36 zwischen den Schaltvorsprüngen 23, 24 und den Lücken 30 begrenzen, wie bereits ausgeführt, das Spitzenmoment zum Ausheben der Klinke 10, 11.

1

Nabenachse

2

erstes Lager

3

Antreiber

4

zweites Lager

5

Nabenhülse

6

Hohlrad

7

Planetenrad

8

Sonnenrad

9

Planetenradträger

10

erste Klinke

11

zweite Klinke

12

Kupplungsring

13

Schubklotz

14

Antriebsring

15

Hohlradeinheit

16

erster Bolzen

17

zweiter Bolzen

18

erste Verzahnung

19

zweite Verzahnung

20

Schaltbuchse

20a

Buchse

20b

Ring

21

Schalthülse

21a

Schalthülse

22

Schalteinheit

22a

Schalteinheit

23

Schaltvorsprung

24

Schaltvorsprung

25

Feder

26

Schräge

27

Schlitz

28

Steg

29

Breite

30

Lücke

31

Bohrung

32

Durchbruch

33

Treibkante

34

Fuß

35

Lagerstelle

36

Anschrägung

37

Zylinderfläche

38

Zylinderfläche

39

Friktionskupplung

40

Speicherfeder

41

Haltering

42

Abschrägung

43

Kontur

Claims (31)

1. Schalteinrichtung für eine Mehrgangnabe für ein Fahrrad, umfassend: – eine Nabenachse (1); – einen Antreiber (3); – eine Nabenhülse (5); – ein Getriebe mit mindestens einem Planetengetriebe (6, 9, 7, 8); – eine Steuereinrichtung zum Wechseln der Gangstufen im Getriebe mit mehreren dem Planetengetriebe zugeordneten, steuerbaren Freilaufkupplungen mit diesen zugehörigen Klinken (10, 11), wobei die Steuereinrichtung betätigbar ist, den Kraftfluss zwischen den Freilaufkupplungen zu wechseln, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine Schalteinheit (22, 22a) aufweist, die an den Freilaufkupplungen zugewandten Seiten von Vorsprüngen und Lücken gebildete Profile (23, 30; 24, 30) aufweist und dafür ausgelegt ist, vermittels dieser Profile auf die Klinken (10, 11) der Freilaufkupplungen aus einem Vortrieb des Antriebsdrehmoments entnehmbare Steuerkräfte auszuüben, um die Freilaufkupplungen auch unter Last außer Eingriff zu bringen, und dass die Schalteinheit mit einer Friktion-Überlastkupplung (39) ausgeführt ist, welche wirksam ist, auf ein von ihr übertragenes Drehmoment anzusprechen, um die unter Last aus dem Vortrieb des Antriebsdrehmoments entnommenen, auf die Klinken (10) der Freilaufkupplungen wirkenden Steuerkräfte zu begrenzen.
2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (22, 22a) eine Schalthülse (21, 21a) umfasst.
3. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalthülse (21, 21a) an ihrer einer zugeordneten der Freilaufkupplungen zugewandten Seite Profile (24, 30) aufweist, welche Profile (24, 30) der Schalteinheit (22, 22a) bilden.
4. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (22, 22a) eine Schaltbuchse (20) umfasst.
5. Schalteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltbuchse (20, 20a) an ihrer einer zugeordneten der Freilaufkupplungen zugewandten Seite Profile (23, 30) aufweist, welche Profile (23, 30) der Schalteinheit (22, 22a) bilden.
6. Schalteinrichtung nach Anspruch 3 und nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile (24, 30) der Schalthülse (21, 21a) und die Profile (23, 30) der Schaltbuchse (20, 20a) die Profile (23, 30; 24, 30) der Schalteinheit (22, 22a) bilden.
7. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (23, 24) und die Lücken (30) an Stirnflächen der Schaltbuchse (20) und/oder der Schalthülse (21, 21a) vorgesehen sind.
8. Schalteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen der Vorsprünge (23, 24) und/oder die Stirnflächen der Lücken (30) je eine kegelförmige Abschrägung (42) aufweisen, die mit einer Schräge (26) der Klinken (10, 11), insbesondere bei Stillstand des Planetengetriebes, zusammenwirken.
9. Schalteinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lücken (30) zwischen den Vorsprüngen (23) und/oder (24) jeweils eine Breite (29) aufweisen, die groß genug ist, um die Schaltbuchse (20) und/oder die Schalthülse (21, 21a) im Fahrbetrieb so weit gegen die Klinke (10) und/oder die Klinke (11) zu schieben, dass eine der in einer der Lücken (30) befindlichen Stirnflächen mit der Klinke (10) und/oder (11) zusammenwirken kann.
10. Schalteinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (23, 24) an den mit den Schrägen (26) der Klinken (10, 11) zusammenwirkenden Kanten im Hinblick auf eine Begrenzung des Anhebedrehmoments unter Last Abweise-Abschrägungen (36) aufweisen.
11. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalthülse (21) und die Schaltbuchse (20) axial zueinander fest und drehbar miteinander verbunden sind.
12. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalthülse (21a) und die Schaltbuchse (20) axial zueinander verschiebbar und drehbar miteinander verbunden sind.
13. Schalteinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltbuchse (20) durch eine Speicherfeder (40) an einer bevorzugten Position auf der Schalthülse (21a) gehalten wird.
14. Schalteinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltbuchse (20) gegenüber der geschalteten Schalthülse (21a) um den Weg mindestens einer Gangstufe vorübergehend zurückbleiben kann.
15. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10 und 12 bis 14, jedenfalls rückbezogen auf Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltbuchse (20) und/oder die Schalthülse (21) bei Übersteigen einer Grenze für ein bestimmtes noch tolerierbares Aushebedrehmoment gegen hierfür mit bestimmten Grenzwerten ausgelegte Speicherfedern von den Klinken (10, 11) abgewiesen und gegen die Schaltrichtung unter Vorspannung der Speicherfedern verschoben werden.
16. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (22, 22a) zum Wechsel der Gangstufen von einer Fernbedienung betätigbar ist.
17. Schalteinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (22, 22a) vermittels der Fernbedienung axial verschiebbar ist.
18. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, jedenfalls rückbezogen auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalthülse (21, 21a) direkt oder indirekt mit der Nabenachse (1) längsverschieblich aber drehfest verbunden ist.
19. Schalteinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalthülse (21, 21a) mit der Steuereinrichtung über ein Schaltteil, insbesondere einen Schubklotz (13), in Wirkverbindung steht.
20. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, jedenfalls rückbezogen auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalthülse (21, 21a) mit der Steuereinrichtung über ein Schiebeelement in Wirkverbindung steht.
21. Schalteinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebeelement in/an der Nabenachse (1) geführt ist.
22. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinken (10) und (11) um je eine Lagerstelle (16) und (17) schwenkbar gelagert sind und je einen Steuerbereich (34) aufweisen, der zum Zweck der Aushebung der Klinken (10, 11) mit den Profilen (23, 30; 24, 30) der Schalteinheit (22, 22a) zusammenwirkt.
23. Schalteinrichtung nach Anspruch 22 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerbereich (34) auf der zu der Schalteinheit (22, 22a) hingewandten Seite die Schräge (26) aufweist, die mit den Profilen (23, 30; 24, 30) der Schalteinheit (22, 22a) zusammenwirkt.
24. Schalteinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (22, 22a) an ihren Außendurchmessern je eine Zylinderfläche (37, 38) aufweist, die sich beim Schaltvorgang nach dem Ausheben der Klinke (10, 11) unter den Steuerbereich (34) der Klinke (10, 11) schiebt und diese außer Eingriff hält.
25. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, jedenfalls rückbezogen auf Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Friktion-Überlastkupplung (39) an der Schaltbuchse (20a, 20b) angeordnet ist.
26. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinken (10) und (11) untereinander gleich sind.
27. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinken (10, 11) je eine Treibkante (33) aufweisen, die mit Verzahnungen (18, 19) zusammenwirken, wobei die Treibkante (33) mit der Vorspannkraft einer Feder (25) gegen die Verzahnungen (18, 19) gepresst wird.
28. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, jedenfalls rückbezogen auf Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltbuchse (20) in einem Kupplungsring (12), der drehfest mit dem Antreiber (3) verbunden ist, drehfest aber axial verschiebbar gelagert ist.
29. Schalteinrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltbuchse (20) mit der Drehgeschwindigkeit des Antreibers (3) umläuft, wobei die Mitnahme über Stege (28) erfolgt, die in einem Schlitz (27) des Kupplungsrings (12) geführt sind, wobei die Schaltbuchse (20) den Kupplungsring (12) durchragt.
30. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, jedenfalls rückbezogen auf Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Klinke (10) im Fahrbetrieb vor einem Ausklinken derselben mittels der Schaltbuchse (20, 20a) zum Wechsel einer Gangstufe schneller umläuft als die Schaltbuchse (20, 20a).
31. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, jedenfalls rückbezogen auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Klinke (11) im Fahrbetrieb schneller umläuft als die Schalthülse (21, 21a).