DE3930374A1 - Mehrgang-antriebsnabe mit mehr als drei gaengen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrgang-Antriebsnabe mit mehr als drei Gängen für ein Fahrrad gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Aus der DE-A-34 40 071 ist eine mit einer integrierten Rücktrittbremseinrichtung versehene Fünfgang-Antriebs­ nabe für ein Fahrrad bekannt. Die Antriebsnabe umfaßt eine auf einer Nabenachse drehbar gelagerte Nabenhülse, die von einem relativ zur Nabenachse und der Nabenhülse drehbar auf der Nabenachse gelagerten Antreiber über ein mehrstufiges Planetengetriebe antreibbar ist. Das Planetengetriebe ist insgesamt in der Nabenhülse unter­ gebracht und hat als Stufenräder ausgebildete Planeten­ räder, deren Stufen über eine manuell bedienbare Steuer­ einrichtung wechselweise mit zwei Sonnenrädern kuppelbar sind, die ihrerseits wechselweise an der Nabenachse drehfest festgesetzt werden können. Bei der bekannten Antriebsnabe ist der Aufwand für die Herstellung, Montage und Justierung des zweistufigen Planetengetrie­ bes vergleichsweise groß. Darüber hinaus mindert das Planetengetriebe in seinen Schnellgangstellungen das erreichbare Bremsmoment der Rücktrittbremseinrichtung.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Mehrgang-Antriebsnabe mit mehr als drei Gängen und integrierter Rücktrittbrems­ einrichtung zu schaffen, die möglichst geringen Aufwand an Konstruktionsteilen und eine verbesserte Bremswirkung hat. Insbesondere soll mit geringem Konstruktionsteile­ aufwand erreicht werden, daß die Bremse unabhängig von der momentanen Schaltstellung der Antriebsnabe mit erhöhtem Rücktritt-Bremsmoment gebremst werden kann. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, den Montageaufwand der Antriebsnabe zu vermindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzei­ chen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Im Rahmen der Erfindung sind zwei vorzugsweise lediglich einstufige Planetengetriebestufen vorgesehen, von denen eine erste mit einem drehbar auf einer Nabenachse gelagerten Antreiber der Antriebsnabe zu einer Einheit verbunden ist, während die zweite Getriebestufe in der Nabenhülse untergebracht ist. Durch diese Anordnungswei­ se läßt sich ein kompakter Aufbau erzielen. Die Rück­ trittbremseinrichtung wird vom Planetenradträger der zweiten Getriebestufe aus betätigt. Das Hohlrad der zweiten Getriebestufe ist über eine steuerbare Klinken­ anordnung direkt mit dem Antreiber kuppelbar. Die Klinken dieser steuerbaren Klinkenanordnung sperren in Rücktritt-Drehrichtung des Antreibers und werden bei der Rücktritt-Drehbewegung des Antreibers von Schräg­ schubflächen zum Eingriff freigegeben. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Klinkenanordnung unabhängig von den Drehmomentübertragungspfaden in den einzelnen Gängen der Antriebsnabe den Bremsmomentpfad bei der Rücktritt­ bewegung über die untersetzende zweite Getriebestufe freigeben und unabhängig von dem momentan eingeschalte­ ten Gang in einem untersetzten Gang gebremst werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen einer Sechs-Gang-Antriebsnabe mit integrierter Rücktrittbrems­ einrichtung für Fahrräder erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer Sechs-Gang-Antriebs­ nabe mit Rücktrittbremse in der Fahrstellung des 5. Gangs im Längsschnitt;

Fig. 2 eine Einzelheit der Antriebsnabe gemäß Fig. 1 in radialer, teilweise geschnittener Aufsicht;

Fig. 3 eine Schnittansicht der Antriebsnabe gemäß Fig. 1, gesehen entlang einer Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 eine andere Ausführungsform einer Sechs-Gang- Antriebsnabe mit Rücktrittbremse in der Fahr­ stellung des 5. Gangs im Längsschnitt;

Fig. 5 eine Einzelheit der Antriebsnabe gemäß Fig. 4 in radialer, teilweise geschnittener Aufsicht;

Fig. 6 eine Schnittansicht der Antriebsnabe gemäß Fig. 4, gesehen entlang einer Linie VI-VI in Fig. 4;

Fig. 7 die Antriebsnabe gemäß Fig. 4 in Bremsstellung im Längsschnitt;

Fig. 8 eine Einzelheit der Antriebsnabe gemäß Fig. 7 in radialer, teilweise geschnittener Aufsicht;

Fig. 9 eine Variante der Antriebsnabe gemäß Fig. 4 in Bremsstellung im Längsschnitt;

Fig. 10 eine Einzelheit der Antriebsnabe gemäß Fig. 9 in radialer, teilweise geschnittener Aufsicht;

Fig. 11 eine weitere Variante der Sechs-Gang- Antriebsnabe gemäß Fig. 4 in der Fahrstellung des 6. Gangs im Längsschnitt und

Fig. 12 eine Einzelheit der Antriebsnabe gemäß Fig. 11 in radialer, teilweise geschnittener Aufsicht.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sechsgang-Antriebsnabe mit integrierter Rücktrittbremseinrichtung ist mit 1 eine Nabenhülse mit Speichenflanschen bezeichnet, die relativ zu einer Nabenachse 6 drehbar gelagert ist und von einem seinerseits relativ zur Nabenachse 6 und zur Nabenhülse 1 drehbaren Antreiber 5 über eine aus zwei Planetengetriebestufen bestehende Planetengetriebeanord­ nung antreibbar ist. Mit 2 ist eine zur Nabenachse 6 koaxiale Kupplungshülse bezeichnet, welche unter axialer Spannung einer Druckfeder 21 steht und mittels innerer Kupplungsklauen 2 a ständig in Verbindung mit einer koaxialen Kupplungsmuffe 3 mit äußeren Kupplungsklauen 3 a steht. Diese Kupplungsmuffe 3 steht ständig unter Spannung einer Druckfeder 15 und ist, mittels eines Schubklotzes 13 manuell steuerbar, auf der Nabenachse 6 axial verschiebbar. Die Kupplungsmuffe 3 nimmt mittels der Kupplungsklauen 3 a drehfest einen scheibenförmigen koaxialen Mitnehmer 4 auf, dessen radiale Arme 4 a ihrerseits als Gegenlager für die auf die Kupplungshülse 2 wirkende Druckfeder 21 dient und von der Federspannung axial an radialen Vorsprüngen oder Ansätzen 3 b der Kupplungsmuffe 3 gehalten wird. Die Kupplungsstellungs­ varianten des Mitnehmers 4 werden später noch erläutert.

Die vorerwähnte Kupplungshülse 2 weist, bezogen auf Fig. 1, axial rechtsseitig Schlitze 2 b auf, welche von radialen Armen eines in Form eines Schaltsterns ausge­ bildeten Mitnehmers 9 radial durchdrungen werden, wie Fig. 2 erkennen läßt. Der Mitnehmer 9 selbst steht unter Spannung einer Druckfeder 12, die sich an einem Sicherungsring 19 auf der Nabenachse 6 abstützt, und ist mittels eines weiteren Schubklotzes 10 axial manuell verschiebbar. Der Schubklotz 10 ist über eine Schalthül­ se 11 steuerbar, die in einer Axialbohrung der Nabenach­ se 6 geführt ist und einen Schaltstift 14 umschließt, der zur Steuerung des vorerwähnten Schubklotzes 13 dient.

In der in Fig. 1 gezeigten Schaltstellung (5. Gang) der Nabe besteht eine Kupplungsverbindung des Mitnehmers 9 bzw. dessen radialer Arme zu einem auf der Nabenachse 6 drehbar angeordneten Planetenradträgers 7 eines Primär­ getriebes. Das Primärgetriebe hat Planetenräder 7 b, die in Eingriff einerseits mit einem auf der Nabenachse 6 fest angeordneten Sonnenrad 6 a und andererseits mit einem Hohlrad bzw. Ringrad 5 a mit Innenverzahnung 5 b stehen, welches Teil eines Antreibers 5 ist, wie Fig. 1 erkennen läßt. Axial neben den Planetenrädern 7 b ist, dem Antreiber 5 abgekehrt, ein etwa topfförmiges, zur Nabenachse 6 koaxiales Scheibenteil 8 vorgesehen, welches einerseits mit einer Außenverzahnung 8 b in die Verzahnung 5 b des Hohlrads 5 a des Antreibers 5 eingreift und andererseits in seinem Zentrum mit einer Kupplungs­ verzahnung 8 a versehen ist, die mit radialen Kupplungs­ elementen bzw. Kupplungsarmen des Mitnehmers 9 zusammen­ wirken können, und zwar dann, wenn der Mitnehmer 9 gegen die Spannung der auf der Nabenachse 6 festgeleg­ ten Druckfeder 12 aus der in Fig. 1 gezeigten Position nach links in Fig. 1 verschoben wird.

Der topfförmige Kupplungsteil 8 (Hohlradscheibe) ist seinerseits axial auf der Kupplungshülse 2 verschiebbar gegen die Spannung einer Druckfeder 20, deren Gegenlager von einer Anlagescheibe 25 eines Lagerteils 18 gebildet wird. Dieser Lagerteil 18 ist mit dem Hohlradteil 5 a des Antreibers 5 über ein Gewinde fest verbunden und bildet gleichzeitig ein Lager für die Nabenhülse 1 auf deren axial rechten Seite. Darüberhinaus weist dieser Lagerteil 18 eine Gesperre-Innenverzahnung 18 a auf, deren Funktion nachfolgend noch näher erläutert wird.

Der vorerwähnte Mitnehmer 4 auf der Kupplungsmuffe 3 steht mit seinen radialen Armen 4 a in Kupplungsverbin­ dung mit axialen Vorsprüngen 17 a eines Planetenradträ­ gers 17 eines zweiten Planetengetriebes (Sekundärgetrie­ be). Dieser Planetenradträger 17 weist einen Satz Planetenräder 27 auf, die auf Bolzen gelagert sind und ständig mit einem auf der Nabenachse 6 befestigten Sonnenrad 26 kämmen. Die Bolzen sind ihrerseits durch einen Ring 17 c axial gehalten. Das mit den Planetenrä­ dern 27 kämmende Hohlrad (Ringrad) 16 hat eine axial lange Innenverzahnung 16 a und ist - unter Spannung einer Druckfeder 22 stehend - gegenüber dem Planetenrad­ träger 17 bzw. den Planetenrädern 27 axial verschiebbar, wie noch näher erläutert wird. Auf einem axialen Ansatz 16 b des Hohlrads 16 ist ein Satz in Umfangsrichtung in ihren Lagertaschen 16 d begrenzt verschiebbarer Klinken 24 und axial daneben ein weiterer Satz Klinken 23 angeordnet, welche beide in dieselbe Eingriffrichtung weisen, wie insbesondere Fig. 3 erkennen läßt. In der in Fig. 1 dargestellten Schaltstellung stehen die Klinken 24 in Eingriff mit einer Innenverzahnung 1 b der Nabenhülse 1, während die Klinken 23 durch eine Steuer­ kante 1 c der Nabenhülse 1 außer Eingriff mit der Innen­ verzahnung 18 a gehalten werden. Bei axialer Verschiebung des Hohlrads 16 (nach rechts in Fig. 1) können die Klinken 24 an der Steuerkante 1 c ausgeschaltet werden und die Klinken 23 in die dann radial gegenüberliegende Innenverzahnung 18 a des Lagerteils 18 zum Eingriff kommen, wie noch zu erläutern sein wird. Der die Klinken 23 und 24 tragende Hohlradansatz 16 b weist innere Kupplungsflächen 16 c auf, welche in noch zu beschreiben­ der Weise eine Kupplungsverbindung mit den radialen Armen 4 a des vorerwähnten Mitnehmers 4 auf der Kupplungs­ muffe 3 ermöglichen.

In der Schaltstellung gemäß Fig. 1 sind die radialen Arme 4 a des Mitnehmers 4 mit axialen Kupplungsvorsprün­ gen 17 a des Planetenradträgers 17 gekuppelt. Bei dieser Stellung des Mitnehmers 4 halten die Arme 4 a des unter Spannung der Druckfeder 21 stehenden Mitnehmers 4 das Hohlrad 16 an einem inneren Absatz 16 e des Hohlrads 16 axial fest und zwar gegen die Spannung einer Druckfeder 22, die sich andererseits am axial festliegenden Plane­ tenträger 17 abstützt, wie Fig. 1 erkennen läßt. Der Planetenradträger 17 ist axial festliegend auf der Nabenachse 6 angeordnet und trägt in herkömmlicher Weise auf einem Steilgewinde 17 d seines Lagerschafts einen unter Einfluß einer Friktionsfeder 28 a stehenden Bremskonus 28, der seinerseits einen Satz Klinken 29 trägt, die ständig mit einer Gesperre-Innenverzahnung 1 a der Nabenhülse 1 in Eingriff stehen. Mittels des Bremskonus 28 kann ein an einem die Nabenhülse 1 lagern­ den Lagerkonus 32 drehfest gehaltener Bremsmantel 31 zum Bremsen der Nabenhülse 1 aufgespreizt werden. Der Lagerkonus 32 stützt sich seinerseits in üblicher Weise an einem Reaktionsmoment-Stützhebel 33 ab.

Die vorbeschriebene Antriebsnabe hat sechs wahlweise einschaltbare Gänge. In Fig. 1 ist die Antriebsnabe in der Schaltstellung 5. Gang (kleiner Schnellgang) darge­ stellt. Der Drehmomentfluß geht dabei vom Kettenrad 5 f auf den Antreiber 5, zum Hohlrad 5 a und damit über die Innenverzahnung 5 b auf die Planetenräder 7 b, die im Eingriff mit dem Sonnenrad 6 a auf der Nabenachse 6 stehen. Der Planetenradträger 7 leitet das Drehmoment mit untersetzter Drehzahl über die Kupplungsflächen 7 a weiter auf die radialen Arme des Mitnehmers 9, die die Kupplungshülse 2 in deren Schlitzen 2 b durchdringen. Die Kupplungshülse 2 leitet das Drehmoment weiter auf die Kupplungsmuffe 3, von welcher der Drehmomentenfluß über den Mitnehmer 4 und dessen Arme 4 a an die axialen Fortsätze 17 a des Planetenradträgers 17 weitergeleitet wird (vgl. Fig. 2). Die Planetenräder 27 des Planetenrad­ trägers 17 wälzen sich auf dem Sonnenrad 26 ab und treiben das Hohlrad 16 an, während die Klinken 24 auf dem Ansatz 16 b des Hohlrads 16 über die Innenverzahnung lb die Nabenhülse 1 im 5. Gang antreiben (vgl. auch Fig. 3). Die Klinken 29 werden hierbei von der Innenver­ zahnung 1 a überholt, während die Steuerkante 1 c die Klinken 23 aus der Innenverzahnung 18 a heraushält.

Zum Einschalten des 6. Gangs (großer Schnellgang) wird lediglich das Primärgetriebe mittels des Schubklotzes 10 über die Schalthülse 11 durch eine hier nicht gezeig­ te Schalteinrichtung umgeschaltet. Dabei wird über den Schubklotz 10 der Mitnehmer 9 gegen die Spannung der Druckfeder 12 nach axial links bewegt bis zum Anschlag an einen Steg 6 b in einem Schlitz der Nabenachse 6. Die Kupplungsverbindung zum Planetenradträger 7 ist gelöst, statt dessen ist der Mitnehmer 9 mit der Hohlradscheibe 8 gekuppelt, die zur Erleichterung des Kupplungseingriffs gegen die Feder 20 axial nach links ausweichen kann. Der Drehmomentenfluß wird jetzt vom Antreiber 5 über das Hohlrad 5 a ohne Drehzahländerung unmittelbar auf die Hohlradscheibe 8 geleitet, deren radial innere Kupplungsflächen 8 a den Mitnehmer 9 und damit die Kupplungshülse 2 antreiben. Der weitere Drehmomentenfluß im Sekundärgetriebe bis zur Nabenhülse 1 ist unverändert wie bei der bereits geschilderten Schaltstellung 5. Gang.

Zum Einschalten des 4. Gangs (großer Normalgang) wird bei, verglichen mit dem 6. Gang, unveränderter Schalt­ stellung des Primärgetriebes der Schubklotz 13 über den von der Schalteinrichtung manuell gesteuerten Schalt­ stift 14 in eine mittlere Stellung nachgelassen, so daß die zuvor axial gehaltene Schaltmuffe 3 unter Einwirkung der gespannten Druckfeder 15 dem Schubklotz 13 entspre­ chend folgt. Mit der Schaltmuffe 3 wird im gleichen Maße der Mitnehmer 4 gegen die Druckfeder 21 nach axial rechts verschoben, wobei sich das unter der Spannung der Druckfeder 22 stehende, von dem Mitnehmer 4 bzw. dessen Armen 4 a axial gehaltene Hohlrad 16 entsprechend verschiebt. Dadurch werden die auf dem Hohlradansatz 16 b angeordneten Klinken 24 unter die Steuerkante lc der Nabenhülse 1 geschoben und außer Eingriff gebracht. Der Schalthub des Steuerklotzes 13 ist hierbei so bemessen, daß die Klinken 23 weiterhin ausgeschaltet bleiben. Der Drehmomentenfluß geht nun vom Planetenrad­ träger 17 bei ausgeschalteten Hohlradklinken 24 auf den Bremskonus 28 und damit auf den Klinkensatz 29, der über die Innenverzahnung 1 a die Nabenhülse 1 damit im 4. Gang (großer Normalgang) antreibt.

Zum Einschalten des 3. Gangs (kleiner Normalgang) wird über die Schalteinrichtung lediglich mittels der Schalt­ hülse 11 der Schubklotz 10 und damit der unter Spannung der Druckfeder 12 stehende Mitnehmer 9 weiter nach axial rechts nachgelassen. Dadurch wird das Primärge­ triebe wieder eingeschaltet. Der Drehmomentenfluß verläuft jetzt mit um den Übersetzungsfaktor des Primär­ getriebes verminderter Drehzahl über das gegenüber dem 4. Gang unveränderte Sekundärgetriebe. Die Nabenhülse 1 wird damit im 3. Gang angetrieben.

Zum Einschalten des 2. Gangs (kleiner Berggang) wird mittels der Schalteinrichtung über die Schalthülse 11, den Schubklotz 10 und den Mitnehmer 9 das Primärgetrie­ be in eine Stellung umgeschaltet, in der die Hohlrad­ scheibe 8 das Primärgetriebe überbrückt, so daß das Drehmoment vom Antreiber 5 ohne Drehzahlminderung zur Kupplungshülse 2 und damit zur Kupplungsmuffe 3 und zum Mitnehmer 4 geleitet wird. Über die Schalteinrichtung ist zugleich mit Schubklotz 10 auch der Schubklotz 13 über den Schaltstift 14 in der Weise gesteuert worden, daß der Schaltstift 14 bzw. der Schubklotz 13 unter der Spannung der auf die Kupplungsmuffe 3 und damit auf den Schubklotz 13 wirkenden Druckfeder 15 noch weiter nach rechts nachgelassen wird. Zusammen mit der Kupplungsmuf­ fe 3 verschiebt sich gleichermaßen auch der Mitnehmer 4 gegen die Druckfeder 21, womit auch das Hohlrad 16 zu einer weiteren Verschiebung nach axial rechts unter der Wirkung der Druckfeder 22 freigegeben wird. Das Hohlrad 16 kommt dabei mit dem Ansatzteil 16 b axial von links zur Anlage an der Scheibe 25 in der Nabenhülse 1, und die Klinken 23 kommen von der Steuerkante 1 c frei und gelangen nun zum Eingriff in die Innenverzahnung 18 a des von der Nabenhülse 1 getrennten und lediglich mit dem Antreiber 5 rotierenden Lagerteils 18. Bei in Antriebs- bzw. Vorwärtsdrehrichtung angetriebenem Antreiber 5 überholt die Innenverzahnung 18 a die Klinken 23, während die Klinken 24 ausgeschaltet sind. Bei der vorerwähnten axialen Verschiebung der Kupplungsmuffe 3 und damit des Mitnehmers 4 werden dessen Arme 4 a von den axialen Fortsätzen 17 a des axial festliegend ange­ ordneten Planetenträgers 17 abgekuppelt und gelangen nun in Eingriff mit den radialen Kupplungsflächen 16 c im Hohlradansatz 16 b. Der Drehmomentenfluß geht jetzt ohne Untersetzung durch das Primärgetriebe vom Antreiber 5, die Hohlradscheibe 8, die Kupplungshülse 2, die Kupplungsmuffe 3 auf den Mitnehmer 4, dessen Arme 4 a nun das Hohlrad 16 antreiben. Dieses treibt über seine Innenverzahnung 16 a die auf dem Sonnenrad 26 abwälzenden Planetenräder 27 an, wodurch der Planetenradträger 17 und damit der Bremskonus 28 mit den Klinken 29 angetrie­ ben wird, welch letztere ständig im Eingriff mit der Gesperre-Innenverzahnung 1 a der Nabenhülse 1 stehen. Die Nabenhülse 1 wird mit entsprechend verminderter Drehzahl nunmehr im 2. Gang (kleiner Berggang) angetrie­ ben.

Zum Einschalten des 1. Gangs (großer Berggang) wird die Schaltung des Sekundärgetriebes, verglichen mit dem 2. Gang, unverändert gelassen. Über die Schalteinrichtung wird mittels der Schalthülse 11 lediglich das Primärge­ triebe in bereits geschilderter Weise um- und damit eingeschaltet. Der Drehmomentenfluß geht jetzt vom Antreiber 5 mit entsprechend dem Primärgetriebe vermin­ derter Drehzahl über die Kupplungshülse 2 auf das gegenüber dem 2. Gang unverändert geschaltete Sekundär­ getriebe und von diesem auf die Nabenhülse 1, die im 1. Gang (großer Berggang) angetrieben wird.

Bei den vorerwähnten Schaltvorgängen ist es für einen zuverlässigen Eingriff der Kupplungselemente günstig, daß bei einem eventuellen Klauenversatz der Mitnehmer 4 auf der Kupplungsmuffe 3 bei einer Verschiebung axial nach links zunächst gegenüber der Kupplungsmuffe 3 unter Spannung der Feder 21 zurückbleibt, bis ein Eingriff der Mitnehmerarme 4 a in die axialen Kupplungs­ elemente 17 a am Planetenträger 17 möglich ist. Auf diese Weise können die Gänge ohne Behinderung durch einen Klauenversatz der zu verbindenden Kupplungselemen­ te geschaltet werden. Gleiches gilt auch für den Kupp­ lungseingriff der Hohlradscheibe 8, die - wie bereits beschrieben - gegen Spannung der Druckfeder 20 axial verschiebbar ist und auf diese Weise bei einem Klauen­ versatz den Armen des Mitnehmers 9 zunächst ausweichen kann, bis ein Kupplungseingriff erfolgen kann.

Zum Einleiten des Bremsvorgangs der integrierten Rück­ trittbremse wird bei der vorbeschriebenen Sechsgang- Antriebsnabe gemäß den Fig. 1 bis 3 der Antreiber 5 in bekannter Weise rückwärts gedreht. Dadurch wird, gegebe­ nenfalls untersetzt durch das Primärgetriebe, das Brems­ moment über die Kupplungshülse 2 auf die Kupplungsmuffe 3 geleitet. Die Mitnehmerscheibe 4 greift mit ihren Armen 4 a sowohl im 5. und 6. Gang als auch im 3. und 4. Gang zwischen die in Fig. 2 gezeigten axialen Kupplungs­ elemente bzw. Fortsätze 17 a des Planetenradträgers 17 ein, wobei die Arme 4 a während der Vorwärtsdrehung des Antreibers 5 an den Kupplungsflächen 17 e der Fortsätze 17 a anliegen. Bei der Rückwärtsdrehbewegung des Antrei­ bers 5 werden die Arme 4 a mit ihren Schrägflächen 4 b von Schrägflächen 17 b der axialen Kupplungselemente 17 a des Planetenradträgers 17 nach axial rechts (vgl. Fig. 2) verschoben, wobei über den Mitnehmer 4 die Druckfeder 21 weiter gespannt wird. Aufgrund der axialen Verschie­ bung des Mitnehmers 4 kann sich auch das Hohlrad 16 unter Spannung der Feder 22 so weit nach axial rechts verschieben, daß einerseits die zuvor im 5. oder 6. Gang wirksamen Klinken 24 an der Steuerkante 1 c ausge­ schaltet werden und die in diesen Gängen bislang ausge­ schalteten Klinken 23 (vgl. Fig. 3) nunmehr zum Eingriff in die Innenverzahnung 18 a am Lagerteil 18 gelangen. Beim Bremsen im 3. oder 4. Gang ist das Hohlrad 16 anfänglich in einer Stellung in der die Klinken 24 schon, die Klinken 23 jedoch noch ausgeschaltet sind. Das Hohlrad 16 wird beim Bremsen im 3. oder 4. Gang durch Rückwärtsdrehen des Antreibers 5 noch so weit verschoben, bis die Klinken 23 freigegeben sind. Die Rückdrehbewegung des Antreibers 5 wird vom Hohlrad 5 a über die in dieser Drehrichtung sperrenden Klinken 23 (Bremsklinken) auf das Hohlrad 16 übertragen. Dieses treibt über die Planetenräder 27 den Planetenradträger 17 an. Dadurch erfolgt in bekannter Weise über den Bremsmantel 31 eine Bremsung der Nabenhülse 1.

Beim Bremsen im 1. oder 2. Gang ist das Hohlrad 16 bereits in seine axial rechts gelegene Stellung geschal­ tet, so daß die Bremsklinken 23 schon im Eingriff stehen. Die Bremsung erfolgt ebenso wie in den vorer­ wahnten 3. bis 6. Gängen. Die Zuverlässigkeit des vorstehend geschilderten Bremsvorgangs wird dadurch erhöht, daß sich die Arme des Mitnehmers 9 auf der Seite des Primärgetriebes (Fig. 2) auch beim Bremsen im Eingriff befinden.

Wie sich aus der vorstehenden Schilderung der Bremsvor­ gänge ergibt, erfolgt bei der erfindungsgemäß ausgebil­ deten Mehrgang-Nabe die Bremsung unabhängig vom jeweils eingeschalteten Fahrgang stets mit der die Bremskraft verstärkenden Wirkung des Sekundärgetriebes in der Schaltstellung Berggang.

In den Fig. 4 bis 6 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer Sechsgang-Antriebsnabe mit integrierter Rücktritt­ bremse gezeigt. Gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 3 sind die Bezugszeichen für entsprechen­ de Teile der erfindungsgemäßen Mehrgang-Nabe um den Zahlenwert 30 erhöht angegeben. Zur Erläuterung wird auf die Beschreibung der Fig. 1 bis 3 Bezug genommen.

Die Antriebsnabe gemäß den Fig. 4 bis 6 weist eine Nabenhülse 31 mit Speichenflanschen auf. Der zugehörige, mit einem Kettenrad 35 f versehene Antreiber 35 ist auch hier mit einem Hohlrad 35 a verbunden, mit dessen Innen­ verzahnung 35 b ein Satz Planetenräder 37 b kämmt, deren zugehöriges Sonnenrad 36 a fest mit der Nabenachse 36 verbunden ist. Der Planetenradträger 37 dieses einstufi­ gen Primärgetriebes ist axial fest, jedoch drehbar auf der Nabenachse 36 gelagert und weist, dem Hohlrad 35 a abgekehrt, ein System von Kupplungsflächen 37 a auf, die mit Kupplungsklauen eines Mitnehmers 39 zusammenwirken können, wie noch zu beschreiben sein wird. Axial neben dem Planetenradträger 37 ist konzentrisch eine etwa schalenförmige Hohlradscheibe 38 angeordnet, die unter axialer Spannung einer Druckfeder 50 steht und mit einer Außenverzahnung 38 b in die Hohlradverzahnung 35 b ständig eingreift sowie im Zentrum Kupplungsflächen 38 a aufweist, die mit dem vorerwähnten Mitnehmer 39 zusammen­ wirken können. Die Hohlradscheibe 38 umschließt mit ihrem Zentrum eine koaxiale Kupplungshülse 32, welche mittels einer zur Nabenachse 36 konzentrischen Scheibe 49 und einem Sprengring 49 a axial auf der Nabenachse 36 gehalten wird.

Die Kupplungshülse 32, welche in noch zu beschreibender Weise mittels des Mitnehmers 39 gekuppelt werden kann, steht ständig in Kupplungsverbindung mit einer koaxialen Kupplungsmuffe 33, deren Kupplungsklauen 33 a von Kupp­ lungsnuten 32 a der Kupplungshülse 32 umschlossen sind, wie insbesondere Fig. 6 erkennen läßt. Die Kupplungsmuf­ fe 33 ist axial verschiebbar auf der Nabenachse 36 gelagert und steht unter axialer Sapnnung einer Druckfe­ der 45. Gegen deren Spannung wird die Kupplungsmuffe 33 mittels eines in einem Durchbruch 66 der Nabenachse 36 aufgenommenen Schubklotzes 43 gehalten, der über eine Schaltstange 44, die in der Nabenachse 36 konzentrisch aufgenommen ist, über eine hier nicht gezeigte Schalt­ einrichtung manuell steuerbar ist. Auf der Kupplungsmuf­ fe 33 ist koaxial ein scheibenförmiger Mitnehmer 34 mit Hilfe von Kupplungsklauen 33 a drehfest gelagert. Der Mitnehmer 34 ist relativ zur Kupplungsmuffe 33 gegen Spannung einer Druckfeder 51 axial verschiebbar und liegt in der gezeigten Schaltstellung an einem Absatz 33 b der Kupplungsmuffe 33 an, wie insbesondere Fig. 4 erkennen läßt. Der Mitnehmer 34 weist radiale Arme 34 a auf, welche mit axialen Kupplungsfortsätzen 47 a eines Planetenradträgers 47 eines einstufigen Planetengetrie­ bes (Sekundärgetriebe) kuppelbar sind (Fig. 5).

Der Planetenradträger 47 ist axial verschiebbar auf der Nabenachse 36 angeordnet. Die zugehörigen Planetenräder 57 sind an Bolzen gelagert, welche ihrerseits mittels eines Rings 47 c und eines Sprengrings axial gesichert sind. Die Planetenräder 57 stehen ständig mit einem Sonnenrad 56 in Eingriff, das auf der Nabenachse 36 mittels Kupplungsnasen oder -rippen 56 a drehfest aber gegen die Spannung der bereits erwähnten Druckfeder 45 axial verschiebbar gelagert ist. Das den Planetenrädern 57 zugeordnete Hohlrad (Ringrad) 46 weist eine axial lange Innenver-zahnung 46 a auf und ist mit einem Ansatz 46 b versehen, der zur drehfesten Lagerung von einem Satz Klinken 54 und - axial nebenliegend - einem weite­ ren Satz Klinken 53 (Bremsklinken) dient. Wie Fig. 6 erkennen läßt, stehen die Klinken 53 und 54 in gleicher Eingriffsrichtung; weiterhin ist erkennbar, daß die Klinken 54 in ihren Lagertaschen 46 d in Umfangsrichtung des Klinkenträgers begrenzt verschiebbar gelagert sind.

Die Klinken 54 stehen in der Schaltstellung (5. Gang) der Antriebsnabe gemäß Fig. 4 in Eingriff mit einer Innenverzahnung 31 b, während die Klinken 53 von einer Steuerkante 31 c der Nabenhülse 31 außer Eingriff in ihre Innenverzahnung 48 a gehalten werden, die in einem koaxialen Lagerteil 48 vorgesehen ist, der seinerseits mit dem Hohlrad 35 a drehfest verbunden ist und als Lagerteil für die Nabenhülse 31 auf deren axial rechter Seite dient. Das Hohlrad 46 als Ganzes steht unter axialer Spannung der Druckfeder 50, die sich anderer­ seits an der bereits erwähnten Hohlradscheibe 38 ab­ stützt.

Die erwähnte Rücktrittbremseinrichtung ist in herkömm­ licher Weise ausgebildet und umfaßt einen auf einem Lagerschaft des Planetenradträgers 47 axial bewegbaren Bremskonus 58, der mit einem Gewindegegenstück 58 a auf ein Steilgewinde 47 d des Lagerschafts geschraubt ist. Der Bremskonus 58 steht unter Wirkung einer Friktions­ feder 58 b und trägt einen Satz Klinken 59, welcher in eine Innenverzahnung 31 a der Nabenhülse 31 eingreift. Der zugehörige Bremsmantel 61 kann vom Bremskonus 58 bei dessen Axialverschiebung nach links an einem mittels eines Reaktionsmoment-Stützhebels 63 gehaltenen Brems­ konus 62 zur Bremsung der Nabenhülse 31 aufgespreizt werden.

Das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel einer Sechsgang- Nabe mit integrierter Rücktrittbremseinrichtung ist in Fig. 4 in der Schaltstellung 5. Gang (kleiner Schnell­ gang) dargestellt. Die Funktion ist folgende:

Das über den Antreiber 35 eingeleitete Drehmoment wird über das Primärgetriebe und von diesem mittels des Mitnehmers 39 auf die Kupplungshülse 32 weitergeleitet. Von der Kupplungshülse 32 geht der Drehmomentenfluß über die Kupplungsmuffe 33 auf den Mitnehmer 34 und dessen Arme 34 a. Wie insbesondere Fig. 5 erkennen läßt, liegen die Mitnehmerarme 34 a an Kupplungsflächen 47 e axialer Kupplungselemente bzw. Fortsätze 47 a des axial nebenliegenden Planetenradträgers 47 an, von welchem das Moment auf die Planetenräder 57 und von diesen auf das Hohlrad 46 weitergeleitet wird. Die auf dem Hohlrad­ ansatz 46 b angeordneten Klinken 54 treiben über die Innenverzahnung 31 b die Nabenhülse 31 im 5. Gang (klei­ ner Schnellgang) an.

Zum Einschalten des 6. Gangs (großer Schnellgang) wird bei unveränderter, d.h. dem 5. Gang entsprechender Schaltstellung des Sekundärgetriebes mittels der Schalt­ einrichtung lediglich über die Schalthülse 41 der Schubklotz 40 und damit auch der Mitnehmer 39 nach axial links verschoben. Dessen die Kupplungshülse 32 in Schlitzen 32 b durchdringende Arme werden aus der in Fig. 5 erkennbaren Verbindung mit den Kupplungsflächen 37 a des Planetenträgers 37 des Primärgetriebes heraus­ geschoben und mit den Kupplungsflächen 38 a der Hohlrad­ scheibe 38 in Verbindung gebracht. Dabei wird eine Schalthülse 42 (Fig. 4) von den Enden der Arme des Mitnehmers 39 auf der Kupplungshülse 32 gegen die Spannung der Druckfeder 51 axial mitgenommen. Der Drehmomentenfluß geht jetzt mit um den Übersetzungsfak­ tor des Primärgetriebes erhöhter Drehzahl über den bei der Schaltung 5. Gang bereits geschilderen Getriebepfad zur Nabenhülse 31. Im 5. und 6. Gang werden die Klinken 59 von der Innenverzahnung 58 b überholt und die Klinken 53 von der Steuerkante 1 c aus der Innenverzahnung 48 a herausgehalten.

Zum Einschalten des 4. Gangs (großer Normalgang) wird bei gegenüber dem 6. Gang unveränderter Schaltung des Primärgetriebes, d.h. unveränderte Stellung des Mitneh­ mers 39 über den in der Nabenachse 36 koaxial geführten Schaltstift 44 der Schubklotz 43 von der Schalteinrich­ tung nach rechts nachgelassen, wobei sich die Kupplungs­ muffe 33 unter Spannung der Druckfeder 45 entsprechend nach axial rechts in eine Mittelstellung verschiebt. Im gleichen Maße wird auch der Mitnehmer 34 von dem Ansatz 33 b der Kupplungsmuffe 33 mitgenommen, wodurch der vorgeschriebene Kupplungseingriff gemäß Fig. 5 gelöst und der Mitnehmer 34 statt dessen in Eingriff mit den auch hier vorhandenen radialen Kupplungsflächen 46 c im Hohlradansatz 46 b gebracht wird (Fig. 4 bzw. 5). Der Drehmomentenfluß geht bei unverändert entsprechend dem 6. Gang geschaltetem Primärgetriebe nunmehr von der Kupplungshülse 32 auf die Kupplungsmuffe 33 und von dieser auf den Mitnehmer 34, dessen Arme 34 a mit den Kupplungsflächen 46 c des Hohlrads 46 gekuppelt sind. Die auf dem Hohlradansatz 46 b angeordneten Klinken 54 übertragen das Drehmoment auf die Innenverzahnung 31 b der Nabenhülse 31. Die Klinken 59 werden wiederum von der Innenverzahnung 31 a überholt, und die Klinken 53 werden von der Steuerkante 31 c aus der Innenverzahnung 48 a herausgehalten.

Zum Einschalten des 3. Gangs (kleiner Normalgang) wird über die Schalteinrichtung bei unveränderter Schaltstel­ lung des Sekundärgetriebes über die Schalthülse 41 lediglich das Primärgetriebe umgeschaltet, und zwar in der Weise, daß über den Schubklotz 40 der Mitnehmer 39 gegen die Spannung der auf die Schalthülse 42 wirkenden Druckfeder 51 in die in Fig. 4 bzw. 5 erkennbare Stel­ lung zurückbewegt wird, in der das Primärgetriebe eingeschaltet ist. Infolge der Drehzahlverminderung des Primärgetriebes wird bei sonst gleichem Drehmomenten­ fluß des Sekundärgetriebes die Nabenhülse 31 nunmehr im 3. Gang (kleiner Normalgang) angetrieben.

Zum Einschalten des 2. Gangs (kleiner Berggang) wird über die Schalteinrichtung einerseits das Primärgetrie­ be ausgeschaltet. Durch axiale Verschiebung des Schub­ klotzes 40 der Schalthülse 41 und damit des Mitnehmers 39 nach links wird die Hohlradscheibe 38 nunmehr in den Drehmomentenfluß zur Kupplungshülse 32 eingeschaltet. Andererseits wird gegenüber dem 3. Gang auch das Sekun­ därgetriebe umgeschaltet. Hierzu wird der Schubklotz 43 über den Schaltstift 44 noch weiter in eine axial rechte Stellung nachgelassen, wobei sich die Kupplungs­ muffe 33 unter der Spannung der Druckfeder 45 noch weiter nach axial rechts verschiebt. Der von dem An­ schlag 33 b der Kupplungsmuffe 33 mitgenommene Mitnehmer 34 folgt der axialen Verschiebung gegen die Spannung der Druckfeder 51. Der Mitnehmer 34 hat im Bereich seiner Arme 34 a mit Axialflächen 34 c der Kupplungsflä­ chen 46 c zusammenwirkende Anschläge, die hierbei auch das Hohlrad 46 gegen die Spannung der Druckfeder 50 nach axial rechts mitnehmen. Die Klinken 54 auf dem Hohlradansatz 46 b gelangen nun unter die Steuerkante 31 c der Nabenhülse 31 und werden ausgeschaltet. Die bisher ausgeschalteten Klinken 53 werden hingegen zum Eingriff in die Innenverzahnung 48 a des mit dem Antrei­ ber-Hohlrad 35 a fest verbundenen Lagerteils 48 freige­ geben. Der Drehmomentenfluß geht nunmehr von der primär­ getriebeseitigen Hohlradscheibe 38 über die Kupplungs­ hülse 32 auf die Kupplungsmuffe 33. Die mit der Kupp­ lungsmuffe 33 drehfest verbundene Mitnehmerscheibe 34 treibt mit ihren Armen 34 a weiterhin das Hohlrad 46 über dessen Kupplungsflächen 46 c an. Der Momentenfluß geht über die in das Hohlrad 46 eingreifenden, auf dem Sonnenrad 56 abrollenden Planetenräder 57, auf den Planetenradträger 47 und über den darauf geführten Bremskonus 58 und die Klinken 59 auf die Innenverzah­ nung 31 a der Nabenhülse 31.

Zum Schalten in den 1. Gang (großer Berggang) wird über die Schalteinrichtung das Sekundärgetriebe bezogen auf den 2. Gang unverändert belassen, lediglich das Primär­ getriebe wird wieder eingeschaltet, so daß die Antriebs­ drehzahl entsprechend vermindert wird und auf diese Weise die Nabenhülse 31 von den Klinken 59 noch langsa­ mer im 1. Gang angetrieben wird.

Zum Einleiten des Bremsvorgangs wird in herkömmlicher Weise der Antreiber 35 rückwärts gedreht. Bei einem Bremsvorgang aus den 5. oder 6. Gängen wird über die Kupplungshülse 32 und die Kupplungsmuffe 33 der Mitneh­ mer 34 rückwärts gedreht. Dadurch wird bei vorherigem Kupplungseingriff mit dem Planetenradträger 47 dieser zunächst ebenfalls rückwärts gedreht. Da der Bremskonus 58, welcher mit dem Gewinde 58 a auf das Steilgewinde 47 d des Planetenradträgers 47 geschraubt ist, von der Friktionsfeder 58 b zunächst relativ zur Nabenachse 36 drehfest und damit axial fixiert gehalten wird, so verschiebt sich als Reaktion hierauf zunächst der Planetenradträger 47 selbst nach axial rechts, und zwar bis zur Anlage an einen Druckring 52 der Nabenachse 36. Bei dieser Axialverschiebung nimmt der Planetenradträger 47 das Sonnenrad 56 mit, welches sich gegen die an der Kupplungsmuffe 33 anliegende Druckfeder 45 verschiebt. Ferner wird der am Planetenradträger 47 anliegende Mitnehmer 34 gegen die Spannung der an der Schalthülse 42 sich abstützenden Druckfeder 51 sowie das Hohlrad 46 mit den auf dem Ansatz 46 b angeordneten Klinken 54 und 53, gegen die Spannung der Druckfeder 50 mitgenommen. Bei der Axialverschiebung des Hohlrads 46 werden die bisher in Eingriff stehenden Klinken 54 an der Steuer­ kante 31 c ausgeschaltet und statt dessen die bisher ausgeschalteten Klinken 53 zum Eingriff in die Innenverzahnung 48 a des Lagerteils 48 freigegeben.

Dadurch wird dessen von dem Antreiber 35 eingeleitete Rückwärtsdrehung nun über die Klinken 53 an das Hohlrad 46 weitergeleitet und damit über die am Sonnenrad 56 abrollenden Planetenräder 57 auf den Planetenradträger 47. Das Sonnenrad 56 seinerseits ist über Kupplungsmit­ tel in Form von Nasen oder Rippen 46 a auch bei axialer Verschiebung ständig drehfest auf der Nabenachse 36 angeordnet, so daß der Planetenradträger 47 nunmehr mit verminderter Drehzahl, jedoch mit entsprechend erhöhtem Drehmoment die Rückwärtsbewegung über die Gewinde 47 d, 58 a an den bislang axial festgehaltenen Bremskonus 58 weiterleitet, welcher jetzt durch Bewegung nach axial links in bekannter Weise den Bremsmantel 61 zum Bremsen der Nabenhülse 31 aufspreizt.

In den Fig. 7 und 8 ist die Sechsgang-Antriebsnabe der Fig. 4 bis 6 in Rücktritt-Bremsstellung aus dem 6. Gang dargestellt. Der zusammen mit dem Sonnenrad 56 axial nach rechts verschobene Planetenradträger 47 ist ebenso zu erkennen wie das nach axial rechts verschobene Hohlrad 46 mit den nunmehr allein in Eingriff stehenden Bremsklinken 53. Gleichfalls ist zu erkennen, daß der Mitnehmer 34 auf der Kupplungsmuffe 33 gesondert axial gegen die Spannung der Druckfeder 51 verschoben ist, während die von der Druckfeder 45 gegen den Schubklotz 43 gespannte Kupplungsmuffe 33 axial unverändert stehen geblieben ist.

Die vorbeschriebene und in den Fig. 7 und 8 erkennbare Kupplungsstellung des Sekundärgetriebes ergibt sich auch im 5. Gang. Lediglich sind anstelle der Hohlrad­ scheibe 38 nunmehr die Planetenradträger-Klauen 37 a über den Mitnehmer 39 mit der Kupplungshülse 32 gekup­ pelt. Der Bremsvorgang läuft ab, wie dies für einen Bremsvorgang aus dem 6. Gang erläutert wurde.

Die in den Fig. 5 bzw. 8 erkennbaren Abschrägungen 47 b an den Kupplungselementen 47 a des Planetenradträgers 47 und die Abschrägungen 34 b an den Armen 34 a des Mitneh­ mers sorgen für einen störungsfreien Bewegungsablauf und erleichtern das Einkuppeln.

Bei einem Bremsvorgang aus dem 4. bzw. 3. Gang, bei dessen Einschaltung der Mitnehmer 34 und die Kupplungs­ muffe 33 nach axial rechts verschoben sind, ergeben sich die gleichen axialen Verschiebevorgänge wie beim vorerwähnten 6. bzw. 5. Gang. Beim Vorwärtsdrehen des Antreibers 5 behält das Hohlrad 46 die in Fig. 4 erkenn­ bare axiale Position infolge der Wirkung der Druckfeder 50 auch im 4. bzw. 3. Gang bei, wie vorstehend geschil­ dert, und wird erst beim Bremsvorgang selbst axial nach rechts verschoben, wodurch dann die Bremsklinken 53 zum Eingriff gelangen konnen.

Bei einem Bremsvorgang aus einem der beiden Berggänge, d.h. aus dem 2. oder 1. Gang, zu dessen Einschaltung das Hohlrad 46 über die Schalteinrichtung bereits nach axial rechts in die Endlage verschoben worden ist, die Klinken 53 also bereits in die Innenverzahnung 48 a eingreifen, wird nur der Planetenradträger 47 und das Sonnenrad 56 bei der Einleitung des Bremsvorgangs nach axial rechts verschoben. Für jede der Gang-Schaltstel­ lungen gilt jedoch, daß die jeweilige Stellung des Primärgetriebes keinerlei Einfluß auf den Bremsvorgang hat und in der Berggangstellung des Sekundärgetriebes gebremst wird.

In den Fig. 9 und 10 ist eine Variante der Sechsgang- Antriebsnabe gemäß den Fig. 4 bis 8 dargestellt. Fig. 9 zeigt dabei diese Variante der Sechsgang-Antriebsnabe entsprechend Fig. 7 in der Schaltstellung Bremsen aus dem 6. Gang. Bei im übrigen gleichem Aufbau entsprechend den Fig. 4 bis 8 umfaßt die Antriebsnabe der Fig. 9 eine an der Innenverzahnung 48 a abgestützte Friktions­ feder 60, welche auf den mit Klinken 54 und 53 versehe­ nen Hohlradansatz 46 b wirkt. Die Friktionsfeder 60 vergrößert auf einfache Weise den für einen zuverlässi­ gen Bremsvorgang für die Bremsbetätigung erforderlichen Widerstand.

Wie am besten Fig. 10 zeigt, hat die Antriebsnabe der Fig. 9 zusätzliche Abweisschrägen 37 c und 37 d an den Kupplungsklauen 37 a des Planetenradträgers 37 des Primärgetriebes. Weiterhin sind an den axialen Kupplungs­ klauen 47 a des Planetenradträgers 47 des Sekundärgetrie­ bes stirnseitig dachförmige Abweisschrägen 47 f bzw. 47 g zum Zusammenwirken mit den Armen 34 a des Mitnehmers 34 vorgesehen. Die Abweisschrägen 47 f und 47 g sind den Anschlagflächen 47 e der Klauben 47 a axial vorgelagert.

Mit diesen Maßnahmen wird das Eingreifen der Kupplungs­ klauen erleichtert. Insbesondere wird ein eventueller Leerlauf zwischen den Kupplungsklauen bei einem Gang­ wechsel vermieden. Es versteht sich, daß die Abweis­ schrägen an den Kupplungsklauen des Primär- und Sekun­ därgetriebes auch bei anderen Ausführungsformen von Mehrgang-Antriebsnaben, insbesondere der Variante der Fig. 1 bis 3 einsetzbar ist.

Die Fig. 11 und 12 zeigen eine weitere Variante der Sechsgang-Antriebsnabe gemäß den Fig. 9 und 10 und damit der Fig. 4 bis 8. In den Fig. 11 und 12 sind die Bezugszahlen der Fig. 4 bis 10 verwendet. Zur näheren Erläuterung wird auf die Beschreibung dieser Figuren Bezug genommen.

Die Fig. 11 und 12 zeigen die Sechsgang-Antriebsnabe im 6. Gang und analog zu Fig. 4 in der Vorwärtsdrehrichtung des Antreibers 35. Im Unterschied zu den Fig. 4 bis 10 ist der Antreiber 35 einteilig mit dem die Nabenhülse 31 tragenden Lagerteil 48 verbunden. Das Primärgetriebe umfaßt als Stufenräder ausgebildete Planetenräder 37 b, deren dem Sekundärgetriebe axial abgewandte, durchmesser­ kleinere Räder 37 e mit dem durch den Antreiber 35 gebildeten Hohlrad 35 a kämmen, während die dem Sekundär­ getriebe axial zugewandten, durchmessergrößeren Räder 37 f mit dem auf der Nabenachse 36 drehfest angeordneten Sonnenrad 36 a kämmen. Die Ausbildung der Planetenräder 37 b als Stufenräder ermöglicht nicht nur eine günstige­ re Getriebeuntersetzung des Primärgetriebes, sondern ermöglicht es, daß auch die Verzahnung 48 a einteilig an dem Antreiber 35 angeformt wird und der Durchmesser der Hohlradverzahnung 35 b vergleichsweise klein gehalten werden kann.

Die Kupplungshülse 32 ist relativ zur Kupplungsmuffe 33 axial beweglich an letzterer geführt und wird von der Feder 51 zum Primärgetriebe hin vorgespannt. Die Feder 51 stützt sich einerseits an einem Führungsteller 51 a und andererseits an einem Sicherungsring 32 b der Kupp­ lungshülse 32 ab. An ihrem dem Primärgetriebe zugewand­ ten Ende trägt die Kupplungshülse 32 einen Mitnehmer­ ring 39 a, der mit radialen Armen wechselweise entweder mit den Kupplungsflächen 38 a der Hohlradscheibe 38 oder mit Kupplungsflächen 37 a des Planetenradträgers 37 des Primärgetriebes kuppelbar ist. Die Kupplungsstellung der Kupplungshülse 32 wird durch den Mitnehmer 39 bestimmt, der am primärgetriebeseitigen Ende der Kupp­ lungshülse 32 befestigt ist und von der Feder 51 gegen eine Schulter 40 a des Schubklotzes 40 gespannt wird. Das Primärgetriebe ist in der Darstellung der Fig. 11 ausgeschaltet, wobei der Drehmomentfluß vom Antreiber 35 über die Hohlradscheibe 38 direkt zur Kupplungshülse 32 läuft. Zum Einschalten des Primärgetriebes wird der unter der Spannung der Feder 51 stehende Schubklotz 40 nach rechts nachgelassen, womit die Arme des Mitnehmers 39 a von der Hohlradscheibe 38 a abgekoppelt und mit den Kupplungsflächen 37 a des Planetenradträgers 37 des Primärgetriebes gekuppelt werden. Die vorstehend erläu­ terte Gestaltung der axial verschiebbaren Kupplungshülse 32 bietet den Vorteil günstigerer Kupplungs- und Einbau­ bedingungen. An ihrem primärgetriebeseitigen Ende hat die Kupplungsmuffe 33 Schlitze 33 c, die den Durchtritt von radialen Kupplungsarmen 39 b des Mitnehmers 39 bei axialer Annäherung der Schubklötze 40, 43 erlauben. Entsprechend der Ausführungsform der Fig. 9 und 10 sind die Kupplungsklauen des Planetenradträgers 37 mit Abweisschrägen 37 c, 37 d versehen, und die Kupplungsklau­ en 47 a des Planetenradträgers 47 haben Abweisschrägen 47 f, 47 g, um einen sicheren Kupplungseingriff während des Schaltens zu erreichen.

Bei den vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungs­ formen von Sechsgang-Antriebsnaben wird insbesondere eine wesentliche Verbesserung der Bremswirkung dadurch erzielt, daß die Betätigung der Rücktrittbremse stets über den Berggang-Antriebspfad, d.h. mit wesentlich erhöhter Bremskraft erfolgt. Damit ist die Bremswirkung in allen Fahrgängen gleich, unabhängig von der jeweili­ gen Schaltstellung. Mittels der gesonderten, zur Brems­ betätigung vorgesehenen Klinken wird erreicht, daß der Rücktritt-Antriebspfad der Rücktrittbremse unabhängig von einer eventuellen Unterbrechung des Vorwärtsantriebs­ pfads zum Beispiel während des Umschaltens zwischen den einzelnen Fahrgängen stets aktiviert werden kann. Auch bei gegebenenfalls verstellter Schalteinrichtung kann damit stets zuverlässig gebremst werden. Das bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen einer Sechsgang-Antriebsnabe gemäß den Fig. 1 bzw. 4 oder 9 als Baueinheit mit dem Antreiber ausgebildete zweigängi­ ge Primärgetriebe kann zum Beispiel mit einem Überset­ zungsverhältnis i = 1 : 0,82-1,0 ausgelegt sein. Für das in der Nabenhülse angeordnete dreigängige Sekundär­ getriebe kann zum Beispiel ein Übersetzungsverhältnis i = 1 : 0,68-1,0-1,47 gewählt werden. Mit diesen Werten ergibt sich für die Sechsgang-Antriebsnabe mit Rücktrittbremseinrichtung ein günstiges Gesamtüberset­ zungsverhältnis von 1 : 0,56-0,68-0,82-1,0- 1,21-1,47.

Durch Aufteilen des für eine Antriebsnabe mit mehr als drei Gängen erforderlichen Planetengetriebes in zwei einzelne, jeweils nur einstufige Getriebeeinheiten ist eine beträchtliche Vereinfachung erzielbar. Da das Primärgetriebe außerhalb der Nabenhülse im Antreiber angeordnet ist, wird für die Nabenhülse nur eine axiale Länge benötigt, die kaum größer als die einer herkömm­ lichen Dreigang-Nabe mit Rücktrittbremseinrichtung ist. Der Antreiber hat eine Form ähnlich einem herkömmlichen Antreiber, bildet aber zusammen mit dem Primärgetriebe eine Baueinheit, so daß die Montage einer erfindungsge­ mäß ausgebildeten Sechsgang-Antriebsnabe mit Rücktritt­ bremseinrichtung kaum aufwendiger als diejenige einer herkömmlichen Dreigang-Nabe mit Rücktrittbremse ist.

Die vorstehend geschilderten vorteilhaften Eigenschaften einer erfindunsgemäß ausgebildeten Sechsgang-Nabe mit Rücktrittbremseinrichtung können mit einem verhältnis­ mäßig geringen Aufwand an Teilen erzielt werden. So sind beispielsweise gemäß den Fig. 4 bis 10 lediglich drei Druckfedern erforderlich.

Claims (18)

1. Mehrgang-Antriebsnabe mit mehr als drei Gängen für ein Fahrrad, umfassend

• a) eine Nabenachse (6; 36),
• b) eine zur Nabenachse (6; 36) koaxiale, relativ zu dieser drehbare Nabenhülse (1; 31),
• c) einen zur Nabenachse (6; 36) koaxialen, relativ zu dieser sowie relativ zur Nabenhülse (1; 31) drehbaren Antreiber (5; 35),
• d) eine Planetengetriebeanordnung (5 b, 6 a, 7 b, 16, 26, 27; 35 b, 36 a, 37 b, 46, 56, 57) mit mehr als drei wahlweise in einen Antriebsweg zwischen den Antreiber (5; 35) und die Nabenhülse (1; 31) schaltbaren Getriebestufen,
• e) wahlweise schaltbare Kupplungseinrichtungen (2, 3, 23, 29; 32, 33, 53, 59) im Antriebsweg der Getriebestufen,
• f) eine über die Planetengetriebeanordnung (5 b, 6 a, 7 b, 16, 26, 27; 35 b, 36 a, 37 b, 46, 56, 57) in Antriebsverbindung mit dem Antreiber (5; 35) stehende, auf die Nabenhülse (1; 31) wirkende Rücktritt-Bremseinrichtung (28, 31; 58, 61),

dadurch gekennzeichnet, daß die Planetengetriebeanordnung zwei mittels der Kupplungseinrichtungen (2, 3, 23, 29; 32, 33, 53, 59) wahlweise miteinander kuppelbare Planetengetrie­ bestufen aufweist, von denen eine erste Planetenge­ triebestufe (5 b, 6 a, 7 b; 36 a, 35 b, 37 b) von dem Antreiber (5; 35) umschlossen ist und ein auf der Nabenachse (6; 36) angeordnetes erstes Sonnenrad (6 a; 36 a), ein von dem Antreiber (5; 35) fest verbun­ denes erstes Hohlrad (5 a; 35 a), wenigstens ein mit dem ersten Sonnenrad (6 a; 36 a) und dem ersten Hohlrad (5 a; 35 a) kämmendes erstes Planetenrad (7 b; 37 b) und einen relativ zur Nabenachse (6; 36) koaxial drehba­ ren, das erste Planetenrad (7 b; 37 b) drehbar lagern­ den ersten Planetenradträger (7; 37) umfaßt, und von denen eine zweite von der Nabenhülse (1; 31) umschlos­ sene Planetengetriebestufe (16, 26, 27; 46, 56, 57) ein auf der Nabenachse (6; 36) angeordnetes zweites Sonnenrad (26; 56), ein das zweite Sonnenrad (26; 56) koaxial umschließendes zweites Hohlrad (16; 46), wenigstens ein mit dem zweiten Sonnenrad (26; 56) und dem zweiten Hohlrad (16; 46) kämmendes zweites Planetenrad (27; 57) und einen relativ zur Nabenachse (6; 36) koaxial drehbaren, das zweite Planetenrad (27; 57) drehbar lagernden zweiten Planetenradträger (17; 47) umfaßt,
daß die Rücktrittbremseinrichtung (28, 31; 58, 61) mit dem zweiten Planetenradträger (17; 47) in An­ triebsverbindung steht,
daß der Antreiber (5; 35) über eine steuerbare Bremsklinkenanordnung (18 a, 23; 48 a, 53) mit wenig­ stens einer in Rücktrittdrehrichtung des Antreibers (5; 35) sperrenden Bremsklinke (23; 53) mit dem zweiten Hohlrad (16; 46) gekuppelt ist
und daß der Bremsklinkenanordnung (18 a, 23; 3, 48 a, 53) eine in Antriebsverbindung mit dem Antreiber (5; 35) stehende Klinkensteueranordnung (1 c, 17 b; 31 c, 47 d, 58 a) zugeordnet ist, die die Bremsklinke (23; 53) in Rückwärtsdrehrichtung des Antreibers (5; 35) für den Eingriff in eine der Bremsklinke (23; 53) zuge­ ordnete Klinkenverzahnung (18 a; 48 a) freigibt und in Vorwärtsdrehrichtung des Antreibers (5; 35) aus der Klinkenverzahnung (18 a; 48 a) heraushält.

2. Mehrgang-Antriebsnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Hohlrad (16; 46) axial beweglich angeordnet ist und die Bremsklinke(n) (23; 53) trägt, während die der Bremsklinke (23; 53) zugeordnete Klinkenverzahnung (18 a; 48 a) am Antreiber (5; 35) vorgesehen ist und daß die Klinkensteueranord­ nung (1 c, 17 b; 31 c, 47 d, 58 a) eine an der Nabenhülse (1; 31) vorgesehene, die Bremsklinke (23; 53) abhängig von der axialen Position des zweiten Hohlrads (16; 46) für den Eingriff in die Klinkenverzahnung (18 a; 48 a) freigebende oder aus ihr heraushaltende Steuer­ kante (1 c; 31 c) sowie eine in Antriebsdrehverbindung mit der zweiten Planetengetriebestufe (16, 26, 27; 46, 56, 57) stehende, auf das zweite Hohlrad (16; 46) wirkende Axialschubflächenanordnung (17 b; 47 d, 58 a) aufweist.

3. Mehrgang-Antriebsnabe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Planetenradträger (17) relativ zur Nabenachse (6) axial fixiert und das zweite Hohlrad (16) relativ zum zweiten Planeten­ radträger (17) axial beweglich ist und daß die Axialschubflächenanordnung (17 b) zwischen dem zweiten Planetenradträger (17) und dem zweiten Hohlrad (16) wirksam ist.

4. Mehrgang-Antriebsnabe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Planetenradträger (47) und das zweite Hohlrad (46) mit begrenztem Spiel relativ zur Nabenachse (36) axial beweglich sind, wobei die Rücktritt-Bremsanordnung (58, 61) einen relativ zur Nabenachse (6) reibungsgebremsten, über ein Gewinde (47 d, 58 a) an dem zweiten Planeten­ radträger (47) axial geführten Bremskonus (58) aufweist, relativ zu dem der zweite Planetenradträger (47) und das zweite Hohlrad (46) über das Gewinde (47 d, 5 a) bei Antrieb in Rückwärtsdrehrichtung zur Steuerung der Bremsklinkenanordnung (48 a, 53) axial verstellbar sind.

5. Mehrgang-Antriebsnabe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Planetenrad­ träger (47) und dem zweiten Sonnenrad (56) ein die Axialbewegung des zweiten Planetenradträgers (47) zum Antreiber (35) hin begrenzender Anschlag (52) vorgesehen ist und daß das zweite Sonnenrad (56) drehfest aber axial beweglich auf der Nabenachse (36) gelagert ist.

6. Mehrgang-Antriebsnabe nach Anspruch 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß eine zwischen dem zweiten Hohlrad (46) und dem Antreiber (35) angreifende Friktionsfeder (60) vorgesehen ist.

7. Mehrgang-Antriebsnabe nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Hohlrad (16; 46) wenigstens eine Steuerklinke (24; 54) einer das zweite Hohlrad (16; 46) in Vorwärtsdrehrichtung des Antreibers (5; 35) mit der Nabenhülse (1; 31) drehfest kuppelnden Steuerklinkenanordnung (1 b, 24; 31 b, 54) trägt und daß an der Nabenhülse (1; 31) eine Steuerkante (1 c; 31 c) vorgesehen ist, die die Steuerklinke (24; 54) lediglich bei für den Eingriff gesperrter Bremsklinke (23; 53) für den Eingriff in eine zugeordnete Klinkenverzahnung (1 b, 31 b) freigibt.

8. Mehrgang-Antriebsnabe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß axial zwischen der ersten (5 b, 6 a, 7 b; 35 b, 36 a, 37 b) und der zweiten (16, 26, 27; 46, 56, 57) Planetengetriebestufe eine zur Nabenachse (6; 36) koaxial drehbare Kupplungshül­ se (2; 32) angeordnet ist, die mittels eines axial beweglich an der Nabenachse (6; 36) geführten ersten Kupplungselementes (9; 39; 39 a) wechselweise mit dem ersten Planetenradträger (7 b; 37 b) oder dem Antreiber (5; 35) drehfest kuppelbar ist,
daß das erste Kupplungselement (9; 39; 39 a) mittels eines ersten wahlweise längs der Nabenachse (6; 36) verschiebbaren Steuerelements (10; 40) verschiebbar ist,
daß mit der Kupplungshülse (2; 32) eine zur Naben­ achse (6; 36) koaxiale Kupplungsmuffe (3; 33) dreh­ fest aber relativ zur Kupplungshülse (2; 32) axial verschiebbar gekuppelt ist,
daß die Kupplungsmuffe (3; 33) ein zur zweiten Planetengetriebestufe (16, 26, 27; 46, 56, 57) federnd vorgespanntes zweites Kupplungselement (4; 34) drehfest aber axial beweglich trägt, mittels dem die Kupplungsmuffe (3; 33) wechselweise mit dem zweiten Planetenradträger (17; 47) oder dem zweiten Hohlrad (16; 46) drehfest kuppelbar ist,
daß die Kupplungsmuffe (3; 33) einen Mitnehmeranschlag (3 b; 33 b) aufweist, der das zweite Kupplungselement (4; 34) bei einer von der zweiten zu der ersten Planetengetriebestufe hin gerichteten Bewegung der Kupplungsmuffe (3; 33) mitnimmt,
daß die Kupplungsmuffe (3; 33) mittels eines zweiten, wahlweise längs der Nabenachse (6; 36) verschiebbaren Steuerelements (13; 43) verschiebbar ist, und daß das zweite Hohlrad (16; 46) über eine erste Steuerklinkenanordnung (1 b, 24; 31 b, 54) und der zweite Planetenradträger (16; 46) über eine zweite Steuerklinkenanordnung (1 a, 29; 31 a, 59) in Vorwärts­ drehrichtung des Antreibers (5; 35) drehfest mit der Nabenhülse (1; 31) gekuppelt ist.

9. Mehrgang-Antriebsnabe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antreiber (5; 35) axial zwischen der ersten (5 b, 6 a, 7 b; 35 b, 36 a, 37 b) und der zweiten (16, 26, 27; 36, 46, 47) Planetengetrie­ bestufe eine mit dem Antreiber (5; 35) drehfest verbundene Kupplungsscheibe (8; 38) trägt, daß die Kupplungshülse (2; 32) der ersten Planetengetriebe­ stufe (5 b, 6 a, 7 b; 35 b, 36 a, 37 b) benachbart axiale Schlitze (2 b; 32 b) aufweist, durch die radiale Kupplungsarme des ersten Kupplungselements (9; 39; 39 a) treten und daß die Kupplungsscheibe (8; 38) und der erste Planetenradträger (7; 37) Kupplungsklauen (7 a, 8 a; 37 a, 38 a) für den Eingriff der Kupplungsarme aufweisen.

10. Mehrgang-Antriebsnabe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe (8; 38) drehfest aber axial beweglich an dem Antreiber (5; 35) geführt und von einer Feder (20; 50) axial zum ersten Planetenradträger (7; 37) hin vorgespannt ist.

11. Mehrgang-Antriebsnabe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsklauen (37 a) des ersten Planetenradträgers (37) Einführ­ schrägen (37 c, 37 d) für die Kupplungsarme des ersten Kupplungselements (39; 39 a) aufweisen.

12. Mehrgang-Antriebsnabe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungs­ hülse (32) axial beweglich angeordnet ist und von einer Feder (51) gegen das erste Steuerelement (40) vorgespannt ist.

13. Mehrgang-Antriebsnabe nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Planetenrad (37 b) als Stufenzahnrad ausgebildet ist, welches mit seinem durchmesserkleineren Rad (37 e) mit dem ersten Hohlrad (35 a) und mit seinem durchmessergrößeren, der zweiten Planetengetriebe­ stufe (46, 56, 57) axial zugewandten Rad (37 f) mit dem ersten Sonnenrad (36 a) kämmt, und daß die Klinkenverzahnung (48 a) der Bremsklinkenanordnung (48 a, 53) unmittelbar am Antreiber (35) angeordnet ist.

14. Mehrgang-Antriebsnabe nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Hohlrad (16) axial beweglich angeordnet ist und von einer Feder (22) zur ersten Planetengetriebestufe (5 b, 6 a, 7 b) hin vorgespannt ist,
daß das zweite Kupplungselement (4) über die Kupp­ lungsmuffe (3) mittels des zweiten Steuerelements (13) zwischen drei Stellungen verstellbar ist und die Position des zweiten Hohlrads (16) festlegt, wobei das zweite Kupplungselement (4) in einer der ersten Planetengetriebestufe (5 b, 6 a, 7 b) axial entfernt gelegenen ersten Stellung und einer mitt­ leren zweiten Stellung mit dem zweiten Planetenrad­ träger (17) und in einer der ersten Planetengetrie­ bestufe (5 b, 6 a, 7 b) benachbarten dritten Stellung mit dem zweiten Hohlrad (16) drehfest gekuppelt ist,
daß das zweite Hohlrad (16) wenigstens eine Klinke (24) der ersten Steuerklinkenanordnung (1 b, 24) trägt,
und daß die Nabenhülse (1) eine Steuerkante (1 c) aufweist, die die Klinke (24) der ersten Steuerklin­ kenanordnung (1 b, 24) in der zweiten und dritten Stellung des zweiten Hohlrads (16) aus einer zuge­ ordneten Klinkenverzahnung (1 b) heraushält und in der ersten Stellung für den Eingriff in die Klinken­ verzahnung (1 b) freigibt.

15. Mehrgang-Antriebsnabe nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kupplungselement (46) über die Kupplungsmuffe (33) mittels des zweiten Steuerelements (43) zwischen drei Stellungen verstellbar ist, wobei das zweite Kupplungselement (46) in einer der ersten Planeten­ getriebestufe (35 b, 36 a, 37 b) axial entfernt gele­ genen ersten Stellung mit dem zweiten Planetenrad­ träger (46) und in einer mittleren zweiten Stellung sowie einer der ersten Planetengetriebestufe (35 b, 36 a, 37 b) axial benachbarten dritten Stellung mit dem zweiten Hohlrad (46) drehfest gekuppelt ist,
daß das zweite Hohlrad (46) axial beweglich angeord­ net und von einer Feder (50) von der ersten Plane­ tengetriebestufe axial weggerichtet vorgespannt ist und wenigstens eine Klinke (54) der ersten Steuer­ klinkenanordnung (31 b, 54) trägt,
daß ein Mitnehmeranschlag (34 c) vorgesehen ist, über den das zweite Kupplungselement (34) das zweite Hohlrad (46) bei einer Bewegung von der zweiten Stellung in die dritte Stellung mitnimmt und daß die Nabenhülse (31) eine Steuerkante (31 c) aufweist, die die Klinke (54) der ersten Steuerklin­ kenanordnung (31 b, 54) in der dritten Stellung des zweiten Hohlrads (46) aus einer zugeordneten Klin­ kenverzahnung (31 b) der Nabenhülse (31) heraushält und in der ersten und zweiten Stellung für den Eingriff in die Klinkenverzahnung (31 b) freigibt.

16. Mehrgang-Antriebsnabe nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kupplungselement (34) mit axialen Kupplungsklauen (47 a) des zweiten Planetenradträgers (47) zusammen­ wirkt, wobei die Kupplungsklauen (47 a) in Umfangs­ richtung beiderseits mit Einführschrägen (47 f, 47 g) versehene Klauenenden haben.

17. Mehrgang-Antriebsnabe nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenhülse (1; 31) axial zwischen der ersten (5 b, 6 a, 7 b; 35 b, 36 a, 37 b) und der zweiten (16; 26, 27; 36, 46, 47) Planetengetriebestufe auf dem Antreiber (5; 35) gelagert ist.