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DE20315689U1 - Hub control gear for translating rotary movement for use in bicycles, comprises planetary gears whose axles are slideable against the common fixed axle of sun gear - Google Patents

Hub control gear for translating rotary movement for use in bicycles, comprises planetary gears whose axles are slideable against the common fixed axle of sun gear Download PDF

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DE20315689U1
DE20315689U1 DE20315689U DE20315689U DE20315689U1 DE 20315689 U1 DE20315689 U1 DE 20315689U1 DE 20315689 U DE20315689 U DE 20315689U DE 20315689 U DE20315689 U DE 20315689U DE 20315689 U1 DE20315689 U1 DE 20315689U1
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    • B62M11/00—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
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Abstract

The hub control gear comprises a hub axle (10) and a hub sleeve (12). A planetary gear (15) is arranged on a pinion cage (14). The axles (18) of the planetary gears are slideable against the common fixed axle (19) of the sun gear (13).

Description

Die Erfindung betrifft ein mechanisches Nabenschaltgetriebe zum Übertragen einer Drehbewegung mit stufenlos veränderlichem Übersetzungsverhältnis, insbesondere zur Anwendung als Hinterradnabengetriebe für Fahrräder.The invention relates to a mechanical Hub gearbox for transmission a rotary motion with a continuously variable transmission ratio, in particular for use as rear wheel hub gear for bicycles.

Stand der TechnikState of the art

Die ersten Nabenschaltungen wurden bereits um 1900 patentiert (z. B. Fichtel & Sachs) und waren damit trotz komplizierterer Bauart um Jahrzehnte früher auf dem Markt als Kettenschaltungen. Aufgebaut als Planetenumlaufgetriebe waren mit diesem Nabengetriebe drei Gänge möglich.The first hub gears were patented as early as 1900 (e.g. Fichtel & Sachs) and were therefore more complicated Design decades earlier on the market as derailleurs. Built as planetary planetary gear three gears were possible with this hub gear.

Um mehr als drei Übersetzungen in der Nabe unterzubringen, sind weitere Getriebe notwendig, die über Planetenräder gekoppelt oder hintereinander geschaltet sind. Zur Steuerung bewegt man meist einen Schubklotz im Innern der Achse, der in verschiedene Sonnenräder greifen und sie damit blockieren kann. Die Weiterleitung der Drehung an die Nabenhülse erfolgt je nach Gang über verschiedene Sperrklinkenpaare, die – wenn nicht aktiv – teils aus der Verzahnung ausrücken oder festgehalten werden können.To accommodate more than three translations in the hub, additional gears are required, which are coupled via planet gears or are connected in series. You usually move to control a thrust block inside the axle that engages in various sun gears and can block them with it. Forwarding the rotation to the hub shell takes place depending on the gear different pairs of pawls, which - if not active - partly disengage from the toothing or can be held.

Der Nachteil dieser Getriebe besteht, außer das sie nur in Stufen schaltbar sind, in ihrem hohen Gewicht und den Reibungsverlusten, die zunehmen, je mehr Übersetzungsstufen angestrebt werden.The disadvantage of this gearbox is except they are only switchable in stages, in their high weight and Loss of friction increases, the more gear ratios are aimed for become.

Des Weiteren sind so genannte PV- oder PIV- Getriebe bekannt, die mit Kette oder Keilriemen arbeiten. Derartige Getriebe sind für ein nahezu stufenloses Schalten relativ kompliziert und materialintensiv im Aufbau und benötigen eine hohe Schaltkraft.Furthermore, so-called PV or PIV transmission known that work with chain or V-belt. Such gears are for an almost infinitely variable shifting is relatively complicated and material-intensive under construction and need a high shifting force.

Aus der EP 0 432 742 A1 ist ein stufenlos arbeitendes Nabengetriebe, insbesondere für Fahrräder, in Form eines Reibrad getriebes bekannt. Über eine Nabenhülse wird das Reibradgetriebe angetrieben, dessen erste Toroidscheibe fest auf der Nabenachse sitzt, dessen mit mehreren Reibrädern versehener Reibradträger von einem Antreiber aus angetrieben wird und dessen zweite Toroidscheibe über ein Planetengetriebe und eine dem Planetengetriebe zugeordnete Freilaufkupplung mit der Nabenhülse verbunden ist. Das stufenlos einstellbare Übersetzungsverhältnis des Reibradgetriebes wird vom Inneren der Nabenachse gesteuert, welches über einen Kupplungsring die schwenkbar gelagerten Achszapfen der Reibräder, mitnimmt.From the EP 0 432 742 A1 is a continuously operating hub gear, especially for bicycles, known in the form of a friction gear. The friction wheel gear is driven via a hub sleeve, the first toroidal disk of which is firmly seated on the hub axle, the friction wheel carrier provided with multiple friction wheels is driven by an impeller and the second toroidal disk is connected to the hub sleeve via a planetary gear and a one-way clutch assigned to the planetary gear. The continuously adjustable transmission ratio of the friction gear is controlled from the inside of the hub axle, which takes the pivoted axle journals of the friction wheels with them via a coupling ring.

Derartige Getriebe sind zwar klein und robust im Aufbau, besitzen aber einen Schlupf und eine hohe Reibung, wodurch eine große Kraft für das Verstellen des Getriebes notwendig ist.Such gears are small and robust in construction, but have a slip and a high Friction, causing a large Strength for adjusting the gearbox is necessary.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Nabenschaltgetriebe zum Übertragen einer Drehbewegung mit stufenlos veränderlichem Übersetzungsverhältnis zu schaffen, das klein und robust im Aufbau ist, keinen Schlupf besitzt und eine geringe Verstellkraft benötigt.The object of the invention is a Hub gearbox for transmission a rotary movement with a continuously variable transmission ratio create that is small and robust in structure, has no slip and requires a low adjustment force.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des 1. Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The task comes with the characteristics of the 1st protection claim resolved. Advantageous further developments and refinements are the subject of subclaims.

Ein im Rahmen, insbesondere Fahrradrahmen gehaltenes Rad, welches vorzugsweise das Hinterrad ist, besitzt eine durch den Rahmen gehaltene Nabenachse, die von einer relativ zur Nabenachse drehbar angeordneten Nabenhülse umschlossen wird.One in the frame, especially bike frame held wheel, which is preferably the rear wheel a hub axis held by the frame, by a relative to the hub axle rotatably arranged hub sleeve is enclosed.

Innerhalb der Nabenhülse ist ein Planetengetriebe angeordnet, das ein Sonnenrad, mehrere das Sonnenrad umlaufende und durch einen Planetenträger gehaltene Planetenräder sowie ein die Planetenräder umschließendes und auf diesen umlaufendes Hohlrad umfasst.Is inside the hub shell a planetary gear arranged one sun gear, several that Planet gears rotating and held by a planet carrier as well a the planet gears enclosing and encompasses this rotating ring gear.

Das Planetengetriebe ist antriebsseitig mit einem auf der Nabenachse gelagerten Antriebsritzel und abtriebsseitig mit der Nabenhülse verbunden.The planetary gear is on the drive side with a drive pinion mounted on the hub axle and on the output side with the hub shell connected.

Das Sonnenrad, die Planetenräder und das Hohlrad sind dabei als Scheiben ausgebildet, von denen eine Scheibe eine Bolzenscheibe ist, die mit den beiden anderen Scheiben, die als Keilscheiben ausgebildet sind, in Eingriff steht.The sun gear, the planet gears and the ring gear are designed as disks, one of which Washer is a bolt washer that is with the other two washers, which are designed as wedge disks.

Oder zwei Scheiben sind als Bolzenscheiben ausgebildet, die mit einer, dazwischen angeordneten Keilscheibe in Eingriff stehen.Or two washers are designed as bolt washers, which are in engagement with a wedge disk arranged between them.

Die Bolzenscheibe ist eine Scheibe, die eine Vielzahl von Bolzen trägt, die auf dem Umfang der Bolzenscheibe axial beweglich angeordnet sind.The bolt washer is a washer, that carries a variety of bolts, which are arranged axially movable on the circumference of the bolt washer are.

Die mit der Bolzenscheibe in Eingriff stehende Keilscheibe besteht aus zwei auf einer Welle gegeneinander beweglichen Teilscheiben, wobei die einander zugewandten Flächen dir Teilscheiben eine zur Welle hin zunehmende Wölbung aufweisen und die Flächen radial angeordnete Nuten und Stege besitzen.That engages with the bolt washer standing wedge disc consists of two against each other on a shaft movable dividing discs, the facing surfaces facing you Partial discs have a curvature increasing towards the shaft and the surfaces radially have arranged grooves and webs.

Durch die Wölbung, die vorzugsweise kegel- oder kegelstumpfförmig ausgeführt ist, bekommt die Keilscheibe im Querschnitt einen keilförmigen Spalt zwischen den Teilscheiben, der diese als Keilscheibe kennzeichnet.Due to the curvature, which is preferably conical or truncated cone accomplished cross section, the wedge disc has a wedge-shaped gap between it the indexing disks that identify them as wedge disks.

Die beiden Teilscheiben sind außerdem in Umlaufrichtung derart gegeneinander versetzt angeordnet, dass immer einem Steg der einen Teilscheibe eine Nut der anderen Teilscheibe gegenübersteht, so dass bei einem Eingriff der Bolzenscheibe die Bolzen wechselseitig durch den Steg der einen Teilscheibe in die Nut der anderen Teilscheibe gedrückt werden.The two indexing disks are also in the direction of rotation staggered in such a way that always a web one disc faces a groove of the other disc, so that when the pin washer engages the pins alternately through the web of one indexing disc into the groove of the other indexing disc depressed become.

Beim Schalten des Getriebes wird die Bolzenscheibe mehr oder weniger stark zwischen die beiden Teilscheiben der Keilscheibe gedrückt und so ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis hergestellt. Die Teilscheiben, die dazu auf ihrer gemeinsamen Achse verschiebbar angeordnet sind, stehen unter einem leichten Federdruck, so dass diese bei jedem Übersetzungsverhältnis derart gegen die Bolzenscheibe drücken, dass immer ein, in eine Nut eingelaufener Bolzen sicher gegen eine Stegkante drückt und so eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Bolzenscheibe und der Keilscheibe herstellt ist.When shifting the gearbox, the pin washer is pressed more or less strongly between the two sub-washers of the wedge washer, thus producing a different transmission ratio. The part disks, which are arranged displaceably on their common axis, stand under a slight spring pressure, so that they press against the pin washer at any gear ratio in such a way that a bolt that has run into a groove always presses securely against a web edge, thus creating a non-positive connection between the pin washer and the wedge washer.

In der erfinderischen Anordnung des Planetengetriebe mit Bolzenscheiben und Keilscheiben sind die Planetenräder am Planetenträger in Schwingen gelagert angeordnet, wodurch die Achsen der Planetenräder gegenüber der gemeinsamen ortsfesten Achse von Sonnenrad und Hohlrad verschiebbar und somit stufenlos schaltbar sind.In the inventive arrangement of the Planetary gears with pin washers and wedge washers, the planet gears on the planet carrier swing stored arranged, whereby the axes of the planet gears against the common fixed axis of sun gear and ring gear slidable and are therefore continuously switchable.

Das Verschieben der Achsen der Planetenräder, bzw. das Ein- und Ausschwenken der Schwingen wird durch eine Steuerscheibe bewirkt, die relativ zum Planetenträger verdrehbar ist. Die Schwingen, die am Planetenträger gelagert sind, werden dazu mit ihren freien Enden, die die Achsen der Planetenräder halten, in einer entsprechenden Führung (z.B. Malteserkreuzführung bei vier Planetenradachsen) der Steuerscheibe geführt.Moving the axes of the planet gears, or swinging in and out the swing is caused by a control disc which is relative to the planet carrier is rotatable. The wings, which are mounted on the planet carrier, become this with their free ends that hold the axes of the planet gears, in a corresponding tour (e.g. Maltese cross tour with four planetary gear axles) of the control disc.

Das Verdrehen der Steuerscheibe wird durch Schaltstifte erreicht, die gleichzeitig das Planetengetriebe mit seinen grundsätzlich drei Übersetzungsmöglichkeiten in bekannter Weise schalten, wobei das Sonnenrad fest mit der Nabenachse verbunden ist:The turning of the control disc will achieved by switching pins that simultaneously the planetary gear with its basically three translation options switch in a known manner, the sun gear fixed to the hub axle connected is:

  • 1. Der Planetenträger wird mit dem Ritzel verbunden und das Hohlrad treibt die Nabenhülse und somit das Rad an, 1. The planet carrier is connected to the pinion and the ring gear drives the hub shell and thus the wheel on
  • 2. das Hohlrad wird mit dem Ritzel verbunden und der Planetenträger treibt die Nabenhülse an oder2. The ring gear is connected to the pinion and the planet carrier drives the hub shell on or
  • 3. das Getriebe wird blockiert und das Ritzel treibt die Nabenhülse direkt an.3. The gearbox is blocked and the pinion drives the hub sleeve directly on.

Ferner wird das Nabenschaltgetriebe für einen Fahrradantrieb in bekannter Weise mit einer Freilaufkupplung ausgerüstet.Furthermore, the hub gearbox for one Bicycle drive equipped in a known manner with a one-way clutch.

BeispieleExamples

An Hand von Zeichnungen werden der Aufbau und die Wirkungsweise der Erfindung erläutert und eine Ausführungsform für ein Fahrradnabengetriebe dargestellt.Using drawings, the Structure and operation of the invention explained and an embodiment for a Bicycle hub gear shown.

Es zeigen:Show it:

1 Eine Schnittdarstellung des Nabenschaltgetriebes für die Anordnung in einer Fahrrad- Hinterradnabe, 1 A sectional view of the hub transmission for arrangement in a bicycle rear wheel hub,

2 einen Schnitt A – A des Nabenschaltgetriebes gemäß 1, 2 a section A - A of the hub transmission according to 1 .

3 eine Darstellung eines in der Nabenschaltung verwendeten Scheibenpaares bei geringer Übersetzung, 3 a representation of a pair of discs used in the hub gear with low gear ratio,

4 eine Darstellung eines in der Nabenschaltung verwendeten Scheibenpaares bei hoher Übersetzung, 4 a representation of a pair of discs used in the hub gear with high gear ratio,

5 das Prinzip des wechselseitigen Einlaufens der Bolzen der ersten Scheibe in die Nuten der beiden Teilscheiben der Keilscheibe gemäß 3 und 5 the principle of the reciprocal running of the bolts of the first washer into the grooves of the two part washers of the wedge washer 3 and

6 das Prinzip des wechselseitigen Einlaufens der Bolzen der ersten Scheibe in die Nuten der beiden Teilscheiben der Keilscheibe gemäß 4. 6 the principle of the reciprocal running of the bolts of the first washer into the grooves of the two part washers of the wedge washer 4 ,

Eine Ausführung des erfindungsgemäßen Nabenschaltgetriebes zum Übertragen einer Drehbewegung auf ein in einem Fahrradrahmen gehaltenem Hinterrad zeigt 1 in einem Schnitt.An embodiment of the hub transmission according to the invention for transmitting a rotary movement to a rear wheel held in a bicycle frame shows 1 in one cut.

Das Rad besitzt eine im Fahrzeugrahmen gehaltene Nabenachse 10, die von einer Nabenhülse 12 gleichachsig und relativ zu dieser drehbar umschlossen ist.The wheel has a hub axle held in the vehicle frame 10 by a hub shell 12 coaxially and rotatably enclosed relative to this.

Innerhalb der Nabenhülse 12 ist ein Planetengetriebe angeordnet, das ein Sonnenrad 13, mehrere das Sonnenrad 13 umlaufende und durch einen Planetenträger 14 gehaltene Planetenräder 15 und ein die Planetenräder 15 umschließendes und auf diesen umlaufendes Hohlrad 11 umfasst.Inside the hub shell 12 is a planetary gear arranged a sun gear 13 , several the sun gear 13 revolving and through a planet carrier 14 held planet gears 15 and a the planet gears 15 enclosing and rotating on this ring gear 11 includes.

Das Planetengetriebe ist antriebsseitig mit einem auf der Nabenachse 10 gelagerten Antriebsritzel 16 und antriebsseitig mit der Nabenhülse 12 verbunden.The planetary gear is on the drive side with one on the hub axle 10 stored drive pinion 16 and on the drive side with the hub sleeve 12 connected.

Das Sonnenrad 13 ist als Keilscheibe 2 gemäß 3 bis 6, die Planetenräder 15 als Bolzenscheiben 1 (3 bis 6) und das Hohlrad 11 in Form einer Hohlkeilscheibe, analog zur Keilscheibe 2 ausgebildet.The sun gear 13 is as a wedge washer 2 according to 3 to 6 , the planet wheels 15 as bolt washers 1 ( 3 to 6 ) and the ring gear 11 in the form of a hollow wedge disc, analogous to the wedge disc 2 educated.

Die Planetenräder 15 sind auf Achsen 18 am Planetenträger 14 in Schwingen 17 gelagert angeordnet, wodurch die Achsen 18 der Planetenräder 15 gegenüber einer gemeinsamen ortsfesten Achse 19 von Sonnenrad 13 und Hohlrad 11 verschiebbar sind.The planet gears 15 are on axes 18 on the planet carrier 14 in swing 17 stored arranged, making the axes 18 the planet gears 15 against a common fixed axis 19 by Sonnenrad 13 and ring gear 11 are movable.

Die Achsen 18 der Planetenräder 15 sind in einer Steuerscheibe 20 geführt, so dass durch ein Verdrehen des Planetenträgers 14 relativ zur Steuerscheibe 20 die Achsen 18 der Planetenräder 15 gegenüber der gemeinsamen Achse 19 von Sonnenrad 13 und Hohlrad 11 verschiebbar sind.The axes 18 the planet gears 15 are in a control disc 20 guided, so that by rotating the planet carrier 14 relative to the control disc 20 the axes 18 the planet gears 15 against the common axis 19 by Sonnenrad 13 and ring gear 11 are movable.

Aus dieser grundsätzlichen Anordnung ergeben sich, wie bei Planetengetrieben allgemein bekannt, zunächst drei schaltbare Übersetzungsstufen, wobei das Sonnenrad 13 immer fest mit der Nabenachse 10 verbunden ist:From this basic arrangement, as is generally known in planetary gears, there are initially three switchable gear ratios, the sun gear 13 always fixed with the hub axle 10 connected is:

  • 1. Das Ritzel 16 treibt den Planetenträger 14 und die Planetenräder 15 das Hohlrad 11 an, das mit der Nabenhülse 12 verbunden ist.1. The pinion 16 drives the planet carrier 14 and the planet gears 15 the ring gear 11 with the hub shell 12 connected is.
  • 2. Das Ritzel 16 ist mit dem Hohlrad 11 verbunden und der Planetenträger 14 treibt die Nabenhülse 12 an.2. The pinion 16 is with the ring gear 11 connected and the planet carrier 14 drives the hub shell 12 on.
  • 3. Die Nabenhülse 12 ist direkt mit dem Ritzel verbunden und der Planetenträger 14 und das Sonnenrad 13 sind blockiert.3. The hub shell 12 is directly connected to the pinion and the planet carrier 14 and the sun gear 13 are blocked.

Das Schalten des Nabenschaltgetriebes erfolgt über Schaltstifte 21, wobei eine axiale Bewegung der Schaltstifte 21 die drei Gänge des Planetengetriebes und eine radiale Bewegung das erfindungsgemäße Bolzengetriebe stufenlos schaltet.The hub gearbox is shifted using shift pins 21 , with an axial movement of the switching pins 21 the three gears of the planetary gear and a radial movement invent this pin transmission according to the invention switches continuously.

2 zeigt das Nabenschaltgetriebe in einen Schnitt A – A gemäß 1. Im Zentrum der Abbildung ist die Nabenachse 10 zu erkennen, auf der das Sonnenrad 13, das als Keilrad 2 ausgebildet ist, fest angeordnet ist. 2 shows the hub gearbox in a section A - A according to 1 , The hub axis is in the center of the figure 10 to recognize on the sun gear 13 that as a wedge wheel 2 is formed, is firmly arranged.

Um das Sonnenrad 13 laufen vier Planetenräder 15, die als Bolzenscheiben 1 ausgebildet und durch einen Planetenträger 14 gehalten sind.To the sun gear 13 run four planet gears 15 that as bolt washers 1 trained and by a planet carrier 14 are held.

Die Planetenräder 15 sind in Schwingen 17 am Planetenträger 14 gelagert, so dass die Achsen 18 der Planetenräder 15 gegenüber der Achse 19 des Sonnenrades 13, die gleichzeitig die Nabenachse 10 ist, verschiebbar sind.The planet gears 15 are in swing 17 on the planet carrier 14 stored so that the axes 18 the planet gears 15 opposite the axis 19 of the sun gear 13 which is also the hub axle 10 is, are movable.

Das Hohlrad 11 des Planetengetriebes, das die Planetenräder 15 umschließt, besteht wieder aus einem Keilrad 2, in das die Bolzen 5 der Planetenräder 15 im gleichen Verhältnis eindringen, wie sie aus dem Keilrad 2 des Sonnenrades 13 herausgezogen werden.The ring gear 11 of the planetary gear that the planet gears 15 encloses again consists of a wedge wheel 2 in which the bolts 5 the planet gears 15 penetrate in the same ratio as they come from the wedge wheel 2 of the sun gear 13 be pulled out.

In bzw. an der Nabenachse 10 werden die Schaltstifte 21 geführt, die sowohl axial zur Nabenachse 10 als auch radial in einem bestimmten Kreissektor um die Nabenachse 10 verschiebbar sind.In or on the hub axle 10 become the switch pins 21 guided both axially to the hub axis 10 as well as radially in a certain sector of the circle around the hub axis 10 are movable.

Das gesamte Getriebe wird außen von der Nabenhülse 12 umhüllt.The entire gearbox is on the outside of the hub shell 12 envelops.

Die Abbildungen 3 und 4 zeigen das Grundprinzip des Getriebes, das aus mindestens einer ersten Scheibe 1 und einer zweiten Scheibe 2 besteht, die paarweise angeordnet sind und ähnlich wie zwei Zahnräder ineinander greifende Mittel besitzen.The illustrations 3 and 4 show the basic principle of the transmission, which consists of at least a first disc 1 and a second disc 2 there are, which are arranged in pairs and have interlocking means similar to two gears.

Die erste Scheibe 1, die eine Bolzenscheibe ist, besitzt eine Vielzahl von Bolzen 5, die am Umfang der Scheibe 1 axial beweglich angeordnet sind und die zweite Scheibe 2, die eine Keilscheibe ist, besteht aus zwei auf einer Achse 4 gegeneinander beweglichen Teilscheiben 2.1 und 2.2. Die einander zugewandten Flächen 8 der Teilscheiben 2.1 und 2.2 sind kegelförmig geformt und besitzen radial angeordnete Nuten 6 und Stege 7.The first disc 1 , which is a bolt washer, has a plurality of bolts 5 that on the perimeter of the disc 1 are axially movable and the second disc 2 , which is a wedge plate, consists of two on one axis 4 part disks movable against each other 2.1 and 2.2 , The facing surfaces 8th of the indexing discs 2.1 and 2.2 are conical in shape and have radially arranged grooves 6 and bridges 7 ,

Die beiden Teilscheiben 2.1 und 2.2 der zweiten Scheibe 2 sind derart in Umlaufrichtung gegeneinander versetzt angeordnet, dass immer einem Steg 7 der einen Teilscheibe 2.1 oder 2.2 eine Nut 6 der anderen Teilscheibe 2.1 oder 2.2 gegenübersteht, so dass die Bolzen 5 der Bolzenscheibe 1 wechselseitig durch einen Steg 7 der einen Teilscheibe 2.1 oder 2.2 in die Nut 6 der anderen Teilscheibe 2.1 oder 2.2 gedrückt werden.The two dividing discs 2.1 and 2.2 the second disc 2 are staggered in the circumferential direction so that there is always a web 7 one part disc 2.1 or 2.2 a groove 6 the other indexing disc 2.1 or 2.2 faces so that the bolt 5 the bolt washer 1 alternately through a footbridge 7 one part disc 2.1 or 2.2 in the groove 6 the other indexing disc 2.1 or 2.2 be pressed.

Die Nuten 6 und die Stege 7 sind radial angeordnet und dementsprechend nach außen, zum Rand der Scheibe hin, strahlenförmig erweitert.The grooves 6 and the bridges 7 are arranged radially and accordingly radially expanded towards the outside, towards the edge of the disc.

Je nach Übersetzung werden die Bolzen 5 der ersten Scheibe 1 wechselseitig in die Nuten 6 der Teilscheiben 2.1 und 2.2 der zweiten Scheibe 2 gedrückt. Je nach dem, wie tief die Bolzen 5 zwischen die Teilscheiben 2.1 und 2.2 eindringen, werden gleichzeitig die beiden Teilscheiben 2.1 und 2.2 durch die Kegelform ihrer Flächen 8 auseinandergedrückt.Depending on the translation, the bolts 5 the first disc 1 alternately in the grooves 6 of the indexing discs 2.1 and 2.2 the second disc 2 pressed. Depending on how deep the bolts are 5 between the dividing discs 2.1 and 2.2 penetrate, the two dividing disks become simultaneously 2.1 and 2.2 through the cone shape of their surfaces 8th pushed apart.

Dabei stehen die Teilscheiben 2.1 und 2.2 unter einem Federdruck, durch den die Teilscheiben 2.1, 2.2 beim Herausfahren der Bolzen 5 wieder zusammengedrückt werden.The dividing disks are there 2.1 and 2.2 under a spring pressure, through which the dividing discs 2.1 . 2.2 when removing the bolts 5 be squeezed together again.

Entsprechend 3 befinden sich bei geringer Übersetzung mehrere Bolzen 5 in einer Nut 6 und bei hoher Übersetzung, wie in 4 dargestellt, nur noch ein Bolzen 5.Corresponding 3 there are several bolts with a low gear ratio 5 in a groove 6 and with high translation, as in 4 shown, only one bolt 5 ,

Abweichend von einer geradlinigen radialen Ausrichtung können die Stege 7 und die Nuten 6 auch von einer radialen Linie kurvenförmig abweichen.The webs can deviate from a straight radial alignment 7 and the grooves 6 also deviate from a radial line in a curve.

Das Prinzip des wechselseitigen Einlaufens der Bolzen 5 der ersten Scheibe 1 in die Nuten 6 der beiden Teilscheiben 2.1 und 2.2 der zweiteiligen Keilscheibe 2 ist in 5 bei einem geringen Übersetzungsverhältnis gemäß 3 und in 6 bei einem hohen Übersetzungsverhältnis gemäß 4 dargestellt. Beim Einlaufen eines Bolzens 5 in die Keilscheibe 2 wird dieser zunächst von einer Einlaufkante 9 eines Steges 7 der einen Teilscheibe 2.1 erfasst und anschließend in die Nut 6 der anderen Teilscheibe 2.2 gedrückt. Befindet sich der Bolzen 5 vollständig in der Nut 6, drückt er gegen die Arbeitskante eines Steges 7 der Teilscheibe 2.2 und nimmt diese mit. Der Bolzen 5 drückt solange gegen diese Kante bis er die Keilscheibe 2 verlassen bzw. bei tiefer eingedrungenen Bolzen 5 durch die Kegelform der Teilscheiben 2.1, 2.2 keine Berührung mehr mit der Keilscheibe 2 hat. Dieser Vorgang findet abwechselnd zwischen den Stegen 7 und Nuten 6, mal an der einen Teilscheibe 2.1 und mal an der anderen Teilscheibe 2.2 statt. Je nach Eindringtiefe der Bolzenscheibe 1 in die Keilscheibe 2 können sich ein Bolzen 5 (6) oder mehrere Bolzen 5 (5) gleichzeitig in einer Nut 6 befinden.The principle of reciprocating the bolts 5 the first disc 1 in the grooves 6 of the two dividing discs 2.1 and 2.2 the two-part wedge washer 2 is in 5 according to a low gear ratio 3 and in 6 at a high gear ratio 4 shown. When a bolt runs in 5 in the wedge disc 2 this is initially from a leading edge 9 of a footbridge 7 one part disc 2.1 captured and then into the groove 6 the other indexing disc 2.2 pressed. The bolt is located 5 completely in the groove 6 , he pushes against the working edge of a web 7 the indexing disc 2.2 and takes it with me. The bolt 5 press against this edge until it presses the wedge 2 leave or with deeper penetrated bolts 5 due to the conical shape of the indexing discs 2.1 . 2.2 no more contact with the wedge disc 2 Has. This process takes place alternately between the webs 7 and grooves 6 , sometimes on the one disc 2.1 and times on the other indexing disc 2.2 instead of. Depending on the depth of penetration of the bolt washer 1 in the wedge disc 2 can get a bolt 5 ( 6 ) or several bolts 5 ( 5 ) at the same time in a groove 6 are located.

Bezugszeichenliste

1
erste Scheibe, Bolzenscheibe
2
zweite Scheibe; zweiteilige Keilscheibe
2.1
rechte Teilscheibe
2.2
linke Teilscheibe
3
Welle der Bolzenscheibe
4
Welle der Keilscheibe
5
Bolzen
6
Nuten
7
Stege
8
kegelförmig gewölbte Flächen der Keilscheibe
9
stirnseitige Einlauf kante
10
Nabenachse
11
Hohlrad
12
Nabenhülse
13
Sonnenrad
14
Planetenträger
15
Planetenräder
16
Ritzel
17
Schwinge
18
Planetenradachsen
19
Achse von Sonnenrad und Hohlrad
20
Steuerscheibe
21
Schaltstifte
LIST OF REFERENCE NUMBERS
1
first washer, bolt washer
2
second disc; two-part wedge washer
2.1
right part disc
2.2
left part disc
3
Pin washer shaft
4
Spline shaft
5
bolt
6
groove
7
Stege
8th
conically curved surfaces of the wedge disc
9
frontal inlet edge
10
hub axle
11
ring gear
12
hub sleeve
13
sun
14
planet carrier
15
planetary gears
16
pinion
17
wing
18
planet gear
19
Axis of sun gear and ring gear
20
control disc
21
Schaltstifte

Claims (6)

Nabenschaltgetriebe zum Übertragen einer Drehbewegung auf ein in einem Rahmen gehaltenem Rad mit stufenlos veränderlichem Übersetzungsverhältnis bestehend aus – einer im Rahmen befestigten Nabenachse (10), – einer die Nabenachse (10) gleichachsig und relativ dazu drehbar umschließenden Nabenhülse (12), – einem innerhalb der Nabenhülse (12) angeordnetem Planetengetriebe, umfassend ein Sonnenrad (13), mehrere das Sonnenrad (13) umlaufende und durch einen Planetenträger (14) gehaltene Planetenräder (15) und ein die Planetenräder (15) umschließendes und auf diesen umlaufendes Hohlrad (11), wobei – das Planetengetriebe antriebsseitig mit einem auf der Nabenachse (10) gelagerten Antriebsritzel (16) und antriebsseitig mit der Nabenhülse (12) verbunden ist, – das Sonnenrad (13), die Planetenräder (15) und das Hohlrad (11) als Scheiben ausgebildet sind, wobei – eine Scheibe eine Bolzenscheibe (1) ist, die mit den beiden anderen Scheiben, die als Keilscheiben (2) ausgebildet sind, in Eingriff steht oder – zwei Scheiben als Bolzenscheiben (1) ausgebildet sind, die mit einer, dazwischen angeordneten Keilscheibe (2) in Eingriff stehen, wobei – die Bolzenscheibe (1) eine Vielzahl von Bolzen (5) trägt, die auf dem Umfang der Bolzenscheibe (1) axial beweglich angeordnet sind, – die Keilscheibe (2) aus zwei auf einer Welle (4) gegeneinander beweglichen Teilscheiben (2.1, 2.2) besteht, wobei die einander zugewandten Flächen (8) der Teilscheiben (2.1, 2.2) eine zur Welle (4) hin zunehmende Wölbung aufweisen und radial angeordnete Nuten (6) und Stege (7) besitzen, – die beiden Teilscheiben (2.1, 2.2) der zweiten Scheibe (2) derart in Umlaufrichtung gegeneinander versetzt sind, dass immer einem Steg (7) der einen Teilscheibe (2.1 oder 2.2) eine Nut (6) der anderen Teilscheibe (2.1 oder 2.2) gegenübersteht, so dass die Bolzen (5) wechselseitig durch den Steg (7) der einen Teilscheibe (2.1 oder 2.2) in die Nut (6) der anderen Teilscheibe (2.1 oder 2.2) gedrückt sind und – die Planetenräder (15) am Planetenträger (14) in Schwingen (17) gelagert angeordnet sind, wodurch die Achsen (18) der Planetenräder (15) gegenüber der gemeinsamen ortsfesten Achse (19) von Sonnenrad (13) und Hohlrad (11) verschiebbar sind.Hub gearbox for transmitting a rotary motion to a wheel held in a frame with a continuously variable transmission ratio consisting of - a hub axle fixed in the frame ( 10 ), - one the hub axle ( 10 ) hub sleeve that is coaxial and rotatable relative to it ( 12 ), - one inside the hub shell ( 12 ) arranged planetary gear, comprising a sun gear ( 13 ), several the sun gear ( 13 ) rotating and through a planet carrier ( 14 ) held planet gears ( 15 ) and a the planet gears ( 15 ) enclosing and rotating on this ring gear ( 11 ), - the planetary gear on the drive side with one on the hub axle ( 10 ) mounted drive pinion ( 16 ) and on the drive side with the hub sleeve ( 12 ) is connected - the sun gear ( 13 ), the planet gears ( 15 ) and the ring gear ( 11 ) are designed as disks, whereby - one disk is a pin washer ( 1 ) is the one with the other two washers, which are called wedge washers ( 2 ), is engaged or - two washers as bolt washers ( 1 ) are designed with a wedge disk ( 2 ) are engaged, whereby - the bolt washer ( 1 ) a variety of bolts ( 5 ) carries on the circumference of the bolt washer ( 1 ) are axially movable, - the wedge disc ( 2 ) from two on one shaft ( 4 ) mutually movable dividing discs ( 2.1 . 2.2 ), with the surfaces facing each other ( 8th ) of the indexing discs ( 2.1 . 2.2 ) one to the shaft ( 4 ) have increasing curvature and radially arranged grooves ( 6 ) and bridges ( 7 ), - the two dividing discs ( 2.1 . 2.2 ) of the second disc ( 2 ) are offset from each other in the direction of rotation so that there is always a web ( 7 ) of a partial disc ( 2.1 or 2.2 ) a groove ( 6 ) of the other index plate ( 2.1 or 2.2 ) faces so that the bolts ( 5 ) alternately through the web ( 7 ) of a partial disc ( 2.1 or 2.2 ) in the groove ( 6 ) of the other index plate ( 2.1 or 2.2 ) are pressed and - the planet gears ( 15 ) on the planet carrier ( 14 ) in swing ( 17 ) are arranged so that the axes ( 18 ) the planet gears ( 15 ) with respect to the common fixed axis ( 19 ) by Sonnenrad ( 13 ) and ring gear ( 11 ) are movable. Nabenschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (18) der Planetenräder (15) mittels einer Steuerscheibe (20) geführt sind, so dass durch ein Verdrehen des Planetenträgers (14) relativ zur Steuerscheibe (20) die Achsen (18) der Planetenräder (15) gegenüber der gemeinsamen Achse (19) von Sonnenrad (13) und Hohlrad (11) verschiebbar sind.Hub gearbox according to claim 1, characterized in that the axes ( 18 ) the planet gears ( 15 ) by means of a control disc ( 20 ) are guided so that by rotating the planet carrier ( 14 ) relative to the control disc ( 20 ) the axes ( 18 ) the planet gears ( 15 ) opposite the common axis ( 19 ) by Sonnenrad ( 13 ) and ring gear ( 11 ) are movable. Nabenschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe mit einer Freilaufkupplung (21) ausgerüstet ist.Hub gearbox according to claim 1, characterized in that the gearbox with a one-way clutch ( 21 ) is equipped. Nabenschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (13) auf der Nabenachse (10) feststeht, der Planetenträger (14) mit dem Ritzel (16) verbunden ist und das Hohlrad (11) die Nabenhülse (12) antreibt.Hub gearbox according to claim 1, characterized in that the sun gear ( 13 ) on the hub axle ( 10 ) is fixed, the planet carrier ( 14 ) with the pinion ( 16 ) is connected and the ring gear ( 11 ) the hub shell ( 12 ) drives. Nabenschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (13) auf der Nabenachse (10) feststeht, das Hohlrad (11) mit dem Ritzel (16) verbunden ist und der Planetenträger (14) die Nabenhülse (12) antreibt.Hub gearbox according to claim 1, characterized in that the sun gear ( 13 ) on the hub axle ( 10 ) is fixed, the ring gear ( 11 ) with the pinion ( 16 ) is connected and the planet carrier ( 14 ) the hub shell ( 12 ) drives. Nabenschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabenhülse (12) mit dem Ritzel (16) verbunden ist und das Hohlrad (11), der Planetenträger (14) und das Sonnenrad (13) über die Nabenachse (10) im Rahmen festgehalten sind.Hub gearbox according to claim 1, characterized in that the hub sleeve ( 12 ) with the pinion ( 16 ) is connected and the ring gear ( 11 ), the planet carrier ( 14 ) and the sun gear ( 13 ) over the hub axle ( 10 ) are recorded in the frame.
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