DE601580C - Freilaufbremsnabe, insbesondere fuer Fahrraeder - Google Patents

Description

Der Erfindungsgegenstand gehört der Gattung von Freilaufnaben mit Rücktrittbremse an, in welcher ein Doppelkegel mit Innengewinde (Kuppelmuffe) axial verschiebbar ist, um bei der Verschiebung in der einen Richtung das Mitdrehen des Nabenkörpers, bei der Verschiebung in der anderen Richtung das Bremsen zu vermitteln. Bei einer Untergattung ist eine Anzahl von der Achse nach nebeneinanderliegenden, am Umfang geschlitzten federnden Bremsringen angeordnet, die durch diebezügliche Axialverschiebung der Kuppelmuffe gespreizt und gegen die Nabeninnenfläche angepreßt werden. Bei einer dieser Untergattung zugehörigen Freilaufnabe ist es bekannt, zwischen die einzelnen hinsichtlich ihrer Federung abgestimmten Bremsringe Spreizringe zu legen, und zwar zu dem Zweck, daß die Bremsringe nicht auf einmal, sondern nacheinander gespreizt

ao werden.

Bremsglieder und zwischen ihnen liegende, nicht selbst bremsende, sondern nur das Anpressen der Bremsglieder vermittelnde Glieder (im folgenden Treibkeile genannt) hat auch der Erfindungsgegenstand. Er gehört aber einer anderen Untergattung an, nämlich derjenigen, bei welcher durch Annäherung der kegeligen Kuppelmuffe an ein ruhendes kegeliges Widerlager ein zwischen beiden liegender ringförmiger Satz von baulich selbständigen, nur durch einen Federring zusammengehaltenen, bisher immer schalenförmigen Bremsgliedern (Bremsbacken) erweitert und gegen die Nabeninnenfläche angepreßt wird. Zwischen diese Bremsbacken, die bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aber zu schmalen, stabförmigen Körpern werden, werden also erfindungsgemäß die Treibkeile eingelegt, deren Querschnitt nach außen hin keilig ver j üngt ist, während die Flanken der Bremsbacken entsprechend gestaltet, also unter sich gehend abgeschrägt sind. Dabei werden von Kuppelmuffe und Widerlager unmittelbar nur die Treibkeile auswärts gedrängt, die ihrerseits die Bremsbacken gegen die Nabeninnenfläche pressen.

Gleich der vorbekannten Anordnung mit ihren Bremsringen und Spreizringen wird bei der neuen Anordnung eine größere Feinfühligkeit der Bremsen erreicht. Im Gegensatz zur vorbekannten Anordnung werden aber nicht die Bremsglieder nacheinander angepreßt, sondern die neue Anordnung wirkt vielmehr auf die Vergleichmäßigung des Anpressens der Bremsglieder dem Umfange des Kreises nach hin.

Im übrigen ergibt die neue Anordnung im Vergleich mit den bisherigen Vertretern ihrer Untergattung die folgenden Besonderheiten und Vorteile, Im Gegensatz zu der Anordnung, bei welcher nur Bremsbacken vorhanden sind, die einerseits mit Kuppelmuffe und Widerlager, anderseits mit der Nabeninnenfläche zusammenwirken, ist der von den beiderlei Gliedern — also Bremsbacken und Treibkeile — gebildete Kranz stets (also auch im erweiterten, d. h. Bremszustand) vollkommen und dicht geschlossen: die sonst zwischen den Bremsbacken

vorhandenen Lücken werden bei jeglicher Stellung des Systems von den Treibkeilen ausgefüllt. So entfällt die Möglichkeit des Vereckens (Schiefliegens) der zwischen Kuppeknuffe und Widerlager liegenden Glieder. Mit Rücksicht auf diese Möglichkeit des Vereckens durfte man bisher den ursprünglichen Abstand der Bremsbacken von der Nabenhinenfläche nicht unter ein gewisses Maß herabdrücken. Nun steht to aber für die zur Ausführung des Bremsvorganges dienende Rückwärtsdrehung der Tretkurbelachse wegen ihrer beiden Totpunktstellungen (in deren Bereich der Fahrer nicht gut einen Rückdruck ausüben kann) nur ein beschränkter, etwa 45⁰ betragender Zentriwinkel zur Verfügung, und damit ist ein gewisses Übersetzungsverhältnis zwischen dieser Winkelgröße und dem von den Bremsbacken zurückzulegenden radialen Wege gegeben. Erfindungsgemäß kann wegen der Verao meldung des Vereckens dieser Weg wesentlich verkleinert, damit aber das besagte Übersetzungsverhältnis vergrößert werden, und das bedeutet, daß mit geringerem Kraftaufwand gebremst und die Bremsung feinfühliger geregelt werden kann. Wollte man bei den bekannten Naben der Untergattung— hier einmal vorausgesetzt, daß die Rücksicht auf die Möglichkeit des Vereckens es zuließe — bei Innehaltung des erwähnten Drehungszentriwinkels ein gleich starkes Überzetzungsverhältnis dadurch erreichen, daß man den spitzen Winkel von Kuppelmuffe und Widerlager entsprechend kleiner, dafür aber den axialen Verschiebungsweg der Kuppelmuffe um so größer macht, so würde man für die Keilflächen unannehmbar kleine Steigungswinkel erhalten, denen zufolge die Bremsbacken sich beim Wiederantreten des Fahrers nicht wieder lösen wurden. Vermöge der Anordnung der Treibkeile zwischen den Bremsbacken erhält man trotz dem vergrößerten Übersetzungsverhältnis genügend große Steigungswinkel für die in Betracht kommenden Keilflächen, weil die Übersetzung sozusagen zweistufig erreicht wird, indem zu der Keilwirkung zwischen Kuppelmuffe und Widerlager einerseits und den Treibkeilen andererseits die Keilwirkung zwischen den Treibkeilen einerseits und den Bremsbacken andererseits hinzutritt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sich die Bremsbacken hinsichtlich der Anpressung einer jeden von ihnen mit Rücksicht auf kleine Unstimmigkeiten in der Form, Bemessung und Bewegung der mitspielenden Teile durch Vermittlung der Treibkeile untereinander ausgleichen können. Gesetzt es ginge bei der unmittelbaren Auswärtsbewegung der Bremsbacken durch Kuppelmuffe und Widerlager eine Backe den übrigen um ein geringes voraus, so könnte diese Backe auf die anderen hinsichtlich der Bremswirkung nicht ausgleichend einwirken; anders bei der Anordnung nach der Erfindung, bei der das vorzeitige Auswärtsgehen eines Treibkeiles den aus den beiderlei Gliedern gebildeten Kranz auseinandertreibt und folglich durch die ganze Reihe der Glieder hindurch ausgleichend wirken muß.

Ein bedeutsamer Vorteil der Erfindung besteht aber auch in der Möglichkeit, die sonst gebräuchlichen zwei bis vier Bremsbacken in eine größere Anzahl schmaler, stabförmiger Backen aufzulösen, wie es Abb. 2 zeigt. Das ist bei den gemäß der Erfindung angeordneten Treibkeilen deshalb möglich, weil durch den stets geschlossenen Kranz die Gefahr des Vereckens vermieden wird. Nun schmiegen sich aber die schmalen Backen der Bremsfläche besser an als breite Backen, d. h. solche von großem Zentriwinkel, die ja hinsichtlich ihrer Krümmung streng genommen nur in einem ganz bestimmten engstbegrenzten Anpressungszustand mit der Krümmung der Innenfläche der Nabe übereinstimmen können; bei nur zwei Backen ist an einen gleichmäßigen Anpressungsdruck für jeden Punkt der Backenbreite überhaupt nicht zu denken. Aber auch bei vier Backen tritt eine über die ganze Breite hin gleichmäßige Anpressung nicht ein, wie Beobachtungen an einige Zeit im Gebrauch gewesenen Backen beweisen. Übrigens beweisen diese Beobachtungen auch für den oben besprochenen Mangel der bekannten gattungsgleichen Naben, daß eine gleichmäßige Verteilung der Bremswirkung auf alle Backen nicht stattfindet.

Mit der Auflösung weniger breiter Backen in eine Vielzahl schmaler stabförmiger Backen hängt nun auch wieder die Erhaltung eines viel besseren Schmierzustandes an der Bremsfläche zusammen. Bei den schmalen Backen macht sich das seitliche Verdrängen des Schmiermittels beim Anpressen viel weniger schädlich bemerkbar als bei den breiten Backen.

Bei Freilaufnaben mit Rücktrittbremse anderer Gattung mag bereits eine streng radiale Führung der Bremsbacken erreicht- worden sein, so durch Führung der mit radialen Rippen versehenen Bremsbacken in Schlitzen eines zylindrischen Führungskörpers. Aber damit ist keine Lösung für die hier vorausgesetzte Gattung gegeben, bei welcher ein Kranz von nicht radial geführten Backen vorhanden ist, die als unzusammenhängende Ausschnitte (Sektoren) eines vielfach zerschnittenen Hohlzylinders zu betrachten sind.

Die Zeichnung stellt in Abb. 1 den Längsschnitt, in Abb. 2 den Querschnitt einer die Erfindung verkörpernden Freilaufnabe dar. In Abb. ι erscheint entsprechend der in Abb. 2 eingezeichneten Schnittlinie oben ein Treibkeil, unten eine Bremsbacke im ungebremsten Zustände. Die Abb. 3 und 4 veranschaulichen je in Längsschnitt, Außenansicht, Innenansicht

und Endansicht eine Bremsbacke und einen Treibkeil. «

In Abb. ι und 2 ist 1 die festliegende Achse, auf der das Widerlager 2 festsitzt, 3 der Nabenkörper, 4 die mit Steilgewinde versehene, mit dem Kettenrad 5 verschraubte Büchse, 6 die Kuppelmuffe mit Muttergewinde, welche in bekannter Weise mit ihrer rechten Kegelfläche 6^a die Mitdrehung des Nabenkörpers vermittelt, mit ihrer linken Kegelfläche 6^b die Bremsung herbeiführt, indem sie bei der Rückdrehung des Kettenrades 5 nach links verschoben wird, bei den bekannten Freilaufnaben dieser Gattung die Bremsbacken, gemäß vorliegender Erfindung aber unmittelbar die Treibkeile, mittelbar auch die Bremsbacken nach links verschiebt und dabei im Zusammenwirken mit dem Widerlager 2 nach außen drängt.

Gemäß der Erfindung setzt sich also der Kranz der zwischen Kuppelmuffe und Widerlager liegenden Bremsglieder aus den Treibkeilen 7 und den Bremsbacken 8 zusammen, welche beide miteinander abwechseln und dem Querschnitt nach keilig, und zwar entgegengesetzt keilig gestaltet sind. Bei der gezeichneten Ausführungsform haben beiderlei Glieder die aus Abb. 3 und 4 ersichtlichen längsverlaufenden Keilflächen an den Enden, doch wirken normalerweise die Kegelflächen von Kuppelmuffe und Widerlager beim Bremsen nur auf die Treibkeile, diese auswärts drängend, ein, welche Wirkung vermöge der keiligen Querschnittsgestaltung dann auf die Bremsbacken übertragen wird. Der Kranz der Bremsglieder 7 und 8 wird durch 5 die Ringfedern 9 und 10 zusammengehalten, wobei insbesondere auch die Feder 9 dank der längsverlaufenden Keilflächen am Widerlager und an den Treibkeilen die Rückwärtsverschiebung des Gliedersystems 7 bis 8 bei der Rechtsver-Schiebung der Kuppelmuffe 6 vermittelt, die Feder 10 im ungebremsten Zustande diejenige Reibung zwischen der Kuppelmuffe und dem besagten System aufrechterhält, welche das leere Mitdrehen der Kuppelmuffe beim Übergang zur Bremsung verhindert (Schleifkupplung). Der Rand 2° des Widerlagers begrenzt in bekannter Weise die Rechtsverschiebung des Gliedersystems.
Wie aus Abb. 4 ersichtlich, haben zunächst die Treibkeile, denen ja erfindungsgemäß das unmittelbare Zusammenwirken mit Kuppelmuffe und Widerlager 2 zufällt, an ihren Enden die längsverlaufenden Schrägflächen, welche den Kegelflächen von Kuppelmuffe und Widerlager entsprechen. Die Keilflächen sind nicht eben, sondern satteldachförmig gestaltet, so daß sie zugleich je einen stumpfwinkligen Zahn bilden. Diesen Zähnen entsprechen stumpfwinklige Kerben in Kuppelmuffe und Widerlager. Dies gilt zunächst für das Widerlager, bei dem die Zahl der Kerben derjenigen der Treibkeile entspricht. Gleiches könnte für die Kuppelmuffe gelten, doch empfiehlt sich hier die Verdoppelung der Zahl der Kerben, damit sich beim Angriff der Kuppelmuffe an die Treibkeile Zahn und Kerbe schneller zusammenfinden.

Längsverlaufende Schrägflächen ähnlicher Gestaltung finden sich nun auch nach Abb. 3 bei den Bremsbacken 8. Die Enden der Backen, welche diese Schrägflächen enthalten, könnten ganz wegfallen, da ja ein Zusammentreten der Bremsbacken mit Kuppelmuffe und Widerlager für die bis hier erläuterte Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung nicht in Betracht kommt und die Bremsbacken gegen die Treibkeile in axialer Richtung durch die Kerben für die Federn 9 und 10 festgelegt sind. Indessen sind bei der gezeichneten Ausführungsform die zu stumpfwinkligen Zähnen ausgestalteten Schrägflächen nach Abb. 3 auch bei den Bremsbacken vorhanden, doch so bearbeitet, daß sie normalerweise mit den Kerben von Kuppelmuffe 'und Widerlager nicht in Berührung treten. Sollten aber nach weitgehendem, eigentlich schon den Ersatz des Bremsgliedersatzes forderndem Verschleiß die Schrägflächen bzw. Zähne der Treibkeile mit Kuppelmuffe und Widerlager nicht mehr regelrecht zusammenwirken, so wäre bei der in Abb. 3 gezeichneten Ausführung der Bremsbacken dann immer noch wenigstens das Wirken der Bremsanordnung in der gleichen Weise möglich wie bei den vorbekannten Vertretern der vorausgesetzten Nabengattung, nämlich durch unmittelbares Zusammenwirken der bremsenden Glieder mit Kuppelmuffe und Widerlager. Die Ausführung bedeutet also die Vorsorge für einen Notfall.

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Freilaufbremsnabe, insbesondere für Fahrräder, bei der durch axiale Verschiebung einer Muffe mit kegelförmiger Stirnfläche gegen eine gleichartige feststehende Muffe das Andrücken der Bremsglieder an die innere Nabenfläche erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß von den zusammengeführten Kegelflächen der Muffen zahlreiche auf den Muffenumfang verteilte, an den Enden abgeschrägte stabförmige Druckkörper nach außen gedrängt werden und dabei durch ihre abgeschrägten Längskanten entsprechend abgeschrägte, zwischen ihnen liegende, durch Ringfedern zusammengehaltene stabförmige Bremskörper gegen die Bremsfläche pressen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen