DE1193820B

DE1193820B - UEbersetzungsnabe fuer Fahrraeder od. dgl. mit in Abhaengigkeit von der Fahrgeschwindigkeit automatisch betaetigter UEbersetzungsaenderung

Info

Publication number: DE1193820B
Application number: DEF35619A
Authority: DE
Inventors: Max Kimpflinger; Hans Joachim Schwerdhoefer
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1961-12-22
Filing date: 1961-12-22
Publication date: 1965-05-26
Also published as: US3369429A; CH408682A; FR1341338A; GB987793A

Description

Übersetzungsnabe für Fahrräder od. dgl. mit in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit automatisch betätigter Übersetzungsänderung Die Erfindung bezieht sich auf eine übersetzungsnahe für Fahrräder od. dgl. mit in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit automatisch betätigter Übersetzungsänderung, die einen Antreiber, eine feststehende Nabenachse und ein zur Bewegungsübertragung zwischen diesem und der Nabenhülse vorgesehenes, mit mehreren Schaltstufen ausgestattetes Übersetzungsgetriebe aufweist, wobei die Übersetzungsänderung durch auf einem Träger angeordnete Fliehgewichte ausgelöst wird, die von der Nabenhülse angetrieben werden.
Eine in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit automatisch betätigte Übersetzungsnabe weist gegenüber den üblichen, durch Hand- bzw. Rücktrittschaltung betätigten Übersetzungsnaben wesentliche Vorteile auf. An den Fahrer werden keine Anforderungen im Hinblick auf die Einschaltung der richtigen Übersetzungsstufe gestellt, und die optimale Übersetzungsstufe für jede Fahrgeschwindigkeit wirrt automatisch eingeschaltet. Gegenüber den bekannten, durch die Größe des übertragenen Drehmoments automatisch geschalteten Übersetzungsnaben ist es ein wesentlicher Vorteil der Naben mit fahrgeschwindigkeitsabhängiger übersetzungsänderung, @daß die Regelgröße sich nicht sprunghaft, sondern kontinuierlich ändert. Das übertragene Drehmoment ändert sich im Gegensatz zur Fahrgeschwindigkeit bei Fahrradantrieben sprunghaft, je nach der Kraftanstrengung des Fahrers, und ist daher als Regelgröße für die Übersetzungsänderung ungeeignet.
Eine wesentliche Schwierigkeit bei den Naben der oben bezeichneten Gattung besteht jedoch darin, daß im Bereich normaler Fahrrad- und Mopedgeschwindigkeiten die der Fahrradgeschwindigkeit proportionale Drehzahl der Nabenhülse auch bei Verwendung großer Fliehgewichte nicht zur Erzeugung ausreichender Betätigungskräfte für die Übersetzungsänderung ausreicht. Außerdem ist bei einer Anordnung der Fliehgewichte um eine horizontale Achse bei einer Vergrößerung der Fliehgewichte zu berücksichtigen, daß die Kraft der Rückholfader größer als das Gewicht des Fliehgewichtes sein muß und das gleiche daher auch für die Fliehkraft gelten muß. Bei einer Vergrößerung der Fliehgewichte muß also auch die Spannung der Rückholfeder erhöht werden, und es ergibt sich daraus, daß auch durch diese Maßnahme die für die Übersetzungsänderung verfügbare Fliehkraft nicht wesentlich erhöht werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, die obengenannten Schwierigkeiten zu beseitigen und eine in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit automatisch betätigte Übersetzungsnabe zu schaffen, die einen kompakten Aufbau und geringen Außendurchmesser aufweist und bei der alle Übersetzungsänderungsorgane innerhalb der Nabenhülse angeordnet sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den Fliehgewichten und der Nabenhülse außerhalb des Kraftflusses zwischen Antreiber und Hülse ein zusätzliches Getriebe angeordnet ist, das aus mindestens drei Zahnkränzen besteht, von denen einer als Außenverzahnung auf dem Träger und einer als Innenverzahnung in der Nabenhülse angeordnet ist, wobei beide mit mindestens einem außenverzahnten Rad im Eingriff stehen, das drehbar mit einem Lagerinnenring der Nabenhülse verbunden ist, so daß -dieses Getriebe die Drehzahl der Fliehgewichte gegenüber der Drehzahl der Nabenhülse erhöht. Durch die Erfindung wird auf Grund der Drehzahlerhöhung der Fliehgewichte ermöglicht, daß mittels der an den Fliehgewichten auftretenden Fliehkraft schon bei üblichen Fahrrad- bzw. Mopedgeschwindigkeiten übersetzungsänderungsvorgänge ausgelöst werden können. Der konstruktive Aufwand und die Baugröße bleiben dabei sehr gering, da die erfindungsgemäße Getriebeausgestaltung eine einfache Ausbildung und raumsparende Unterbringung aller Teile ermöglicht und auf Grund der höheren Drehzahl der Fliehgewichte deren Durchmesser gering gehalten werden kann. Zwei der drei vorhandenen Zahnkränze des Zusatzgetriebes sind ohne besonderen baulichen Aufwand an sowieso vorhandenen Teilen ausgebildet, so daß nur ein zusätzliches Zahnrad mit Lagerung nötig ist, das infolge der geringen Beanspruchung klein ausgebildet werden kann. Alle Übersetzungsänderungsorgane befinden sich innerhalb der Nebenhülse, wodurch der Aufbau gegenüber handbetätigten Übersetzungsnaben wesentlich vereinfacht wird. Es können durch die Erfindung die großen Vorteile, die eine automatische, in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit betätigte Übersetzungsnabe bietet, ausgenutzt werden.
-Es sind zwar schon durch Fliehkraft geschaltete Fahrradgetriebe bekanntgeworden, bei denen der Antrieb vier Fliehgewichte über das Schaltgetriebe selbst erfolgt. Mit dieser Konstruktion ist aber grundsätzlich die Aufgabe der Erfindung nicht lösbar, da die Drehzahl der Fliehgewichte nicht immer im wünschenswerten Maß erhöht wird, sondern von der eingeschalteten Übersetzung abhängig ist.
Es sind weiterhin Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen die Gangschaltung in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit erfolgt, wobei als Impulsgeber ein Fliehkraftregler dient. Bei diesen Konstruktionen erfolgt der Antrieb des Fliehkraftreglers über ein Getriebe, jedoch dient dieses Getriebe nicht vor allem der Drehzahlerhöhung, und es ist kein Hinweis auf eine möglichst einfache Ausführung eines Zusatzgetriebes bei Mehrgangnaben enthalten. Zur Lösung der Aufgabe der Erfindung kann also auch diese bekannte Getriebekonstruktion nicht beitragen.
In den Figuren ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dort gezeigten Ausführungsformen, sondern kann auf beliebige übersetzungsnäben angewendet werden.
F i g. 1 zeigt einen halben Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Übersetzungsnabe, die mit zwei Übersetzungsstufen ausgeführt ist; F i g. 2 zeigt einen Schnitt 11-II durch die Nabe nach F i g. 1, und F .i g. 3 zeigt einen Schnitt III-III durch die Nabe nach F i g. 1.
Auf der Na'berzachse 1 der dargestellten Zweigangübersetzungsnabe ist der Planetenradträger 4 des den Antrieb übertragenden Planetengetriebes gelagert. Die Planetenräder 9 sind mittels der im Planetenradträger 4 angeordneten Achsen 8 gelagert. Die Planetenräder 9 befinden sich mit dem fest auf der Nebenachse 1 angebrachten Sonnenrad 7 sowie mit dem Hohlrad 10 im Eingriff. Mit dem Antreiber 3 ist der Planetenradträger 4 über eine Steckkupplung 11 verbunden. Zwischen dem Planetenradträger 4 und der in der Nebenhülse 2 angeschraubten Lagerschale 6 ist ein Klinkengesperre angeordnet, das mit seinen Klinken in die Innenverzahnung 5 der Lagerschale 6 eingreift und über die Lagerschale die Näbenhülse 2 antreibt. Ein weiteres Klinkengesperre befindet sich zwischen der Nebenhülse 2 und dem Sperrklinkenträger 13, 14, der mit dem Hohlrad-10 über eine Steckkupplung 12 verbunden ist. Die in dem Sperrklinkenträger 13, 14 angeordneten Sperrklinken 23 (s. F i g. 2) können zum Eingriff mit der Innenverzahnung 15 an der Nebenhülse 2 gebracht werden. Die Sperrklinken 23 ragen seitlich über die Innenverzahnung 15 hinaus. Dieser Teil der Sperrklinken 23 wird von den entsprechend gestalteten Fliehgewichten 16 übergriffen, die über Nuten 18 und Vorsprünge 19 mit der auf der auf der Nebenachse 1 gelagerten Büchse 17 drehfest, aber radial verschiebbar in Verbindung stehen. Die Federn 24 halten die Fliehgewichte 16 in ihrer Ausgangsstellung. Am Außenrand ist die Büchse 17 mit einer Außenverzahnung versehen, die im Eingriff mit der Verzahnung eines oder mehrerer Planetenräder 20 steht. Die Planetenräder 20 sind mittels des Bolzens 21 am linken Lagerinnenring 22 drehbar befestigt und werden über eine Verzahnung 26 in der Nebenhülse 2 angetrieben.
Durch den Antrieb der Büchse 17 über die Planetenräder 20 wird die Drehzahl der Büchse 17 gegenüber der Nebenhülse 2 erhöht. An den Fliehgewichten 16 tritt daher schon bei geringen Drehzahlen der Nebenhülse 2 eine große Fliehkraft auf.
Im folgenden sei kurz die Wirkungsweise der Getriebeschaltung der beispielsweise dargestellten Ausführungsform erläutert. Bleibt die Fahrgeschwindigkeit und damit die Drehzahl der Nebenhülse 2 unterhalb eines bestimmten Wertes, so halten die Fliehgewichte 16 unter der Wirkung der Federn 24 die Sperrklinken 23 in der ausgerückten Stellung fest (s. F i g. 1 und 2). Der Antrieb erfolgt hier direkt vom Kettenrad 25 über den Antreiber 3, den Planetenradträger 4 und das rechte Klinkengesperre auf die Lagerschale 6 und damit die Nebenhülse 2. Wird eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit überschritten (Schaltpunkt), so wandern die Fliehgewichte 16 gegen ,die Wirkung der Federn 24 nach außen, und die Sperrklinken 23 gelangen zum Eingriff mit der Innenverzahnung 15 der Nebenhülse 2. Der Antrieb der Nebenhülse erfolgt dann vom Kettenrad 25 über den Antreiber 3 und den Planetenradträger 4 über die Planetenräder 9, das Hohlrad 10 und den Sperrklinkenträger 13, 14 über die Sperrklinken 23 auf die Nebenhülse 2. Da das Hohlrad gegenüber dem Planetenradträger 4 eine größere Drehzahl hat, ist jetzt der Schnellgang eingeschaltet, und die Klinken des rechten Gesperres zwischen dem Planetenradträger 4 und der Lagerschale 6 werden durch die Nebenhülse 2 überholt.
Der Erfindungsgegenstand kann mit anderen Maßnahmen zur Erhöhung der Fliehkraft oder zur Herabsetzung der Schaltkraft beliebig kombiniert werden.

Claims

Patentanspruch: Übersetzungsnabe für Fahrräder od. dgl. mit in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit automatisch betätigter Übersetzungsänderung, die einen Antreiber, eine feststehende Nebenachse und ein zur Bewegungsübertragung zwischen diesem und der Nebenhülse vorgesehenes, mit mehreren Schaltstufen ausgestattetes Übersetzungsgetriebe aufweist, wobei die Übersetzungsänderung durch auf einem Träger angeordnete Fliehgewichte ausgelöst wird, die von der Nebenhülse angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Fliehgewichten (16) und der Nabenhülse (2) außerhalb des Kraftflusses zwischen Antreiber (3) und Hülse (2) ein zusätzliches Getriebe (20, 26) angeordnet ist, das aus mindestens drei Zahnkränzen besteht, von denen einer als Außenverzahnung auf dem Träger (17) und einer als Innenverzahnung (26) in der Nebenhülse (2) angeordnet ist, wobei beide mit mindestens einem außenverzahnten Rad (20) im Eingriff stehen, das drehbar mit einem Lagerinnenring (22) der Nabenhülse (2) verbunden ist, so d.aß dieses Getriebe (20,26) die Drehzahl der Flichgewichte (16) gegenüber der Drehzahl der Nabenhülse (2) erhöht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 378 265, 675 771, 803 821; USA.-Patentschrift Nr. 2 956 443.