DE2232741C2 - Schaltzuglose Mehrgang-Nabe fm Fahrräder mit vereinfachter Achsfunktion - Google Patents

Description

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net ist, mit seinem radial überstehenden Ringteil an buchse vorzusehen. Das hat den Vorteil, daß am einer dem Sonnenrad zugekehrten Axialfläche des Laeerkonus bzw. an der Antriebsbuchse kein unnöti-Hohlrades anliegt. Durch diese Ausgestaltung wird ger~ Materialaufwand entsteht, wobei die Distanzfeunter anderem erreicht, daß die Antriebsbuchse als der bzw. die Distanzbuchse sehr einfache und billige ein wesentlicher Bauteil der Mchrgang-Nabe, welche 5 Teile sein können. Eei der Verwendung einer Disich in einer Richtung axial am Sonnenrad abstützt, stanzfeder entsteht darüber hinaus der Vorteil, daß nicht nur eine axiale Abstüizung auch in der anderen unter Umständen weitere Toleranzen zwischen den Richtung ebenfalls an Planetengetriebeteilen, näm- Innenteilen der Mehrgang-Nabe großzügiger gehandlich am Hohlrad, erhält, sondern daß zugleich ein de- habt werden können, da die Anpressung durch die finierter axialer Anschlag nahe dem einen Ende der io Distanzfeder weitgehende Spielfreiheit ergibt.
Nüi'C gewonnen wird. Dadurch wird der Aufbau der In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbei-Nabenelemente wesentlich erleichtert, indem die An- spiele der Erfindung dargestellt und in der Beschreiforderungen an die Maßhaltigkeit der einzelnen Bau- bung erläutert. Es zeigt im einzelnen
elemente geringer gehalten werden können, ohne daß Fi g. 1 einen halben Längsschnitt durch eine das axiale Spiel durch Aneinanderreihen insgesamt 15 Mehrgang-Nabe gemäß der Erfindung mit Abstütwesentlich größer wird. Insgesamt ergibt sich mit zung der Antriebsbuchse am Hohlrad,
einem derart auf einfache Weise erzielbaren axialen Fig. 2 einen Querschnitt H-II durch eine Nabe Anschlag eine größere Maßhaltigkeit der gesamten nachFig. 1,

Mchrgang-Nabe im Getriebetril bei verminderten Fig. 3 einen Teiüängsschnitt durch eine Nabe mit

Anforderungen an die Maßhaltigkeit der einzelnen 20 Abstützung der Antriebsbuchse über eine Distanzfs-

Gelriebebauelemente. derund

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal kann F i g. 4 einen Teillängsschnitt durch eine Nabe mit

eine Mehrgang-Nabe, bei der auf einem axialen An- Abstützung der Antriebsbuchse über eine Distanz-

sal·' des Hohlrades eine Freilaufkupplung angeordnet buchse.

ist. deren gesonderter Eingriffsring drehfest mit der 25 In der Darstellung der F i g. 1 ist mit 1 die Naben-Nabenhülse verbunden ist, vorteilhaft so ausgestaltet achse in der erfindungsgemäßen, verbesserten Aussein, daß zwischen dem Eingriffsring und der Naben- führung bezeichnet. Antriebsseitig ist auf die Nabenhülse axiale Wegbegrenzungsmittel für die dem Pia- achse der Festkonus 2 aufgesetzt und auf das Genetengetriebe abgewendete Seite vorgesehen sind und winde aufgeschraubt. Als Anschlag dient dabei der der Eingriffsring in Richtung auf das Planetenge- 30 erste Steg 25 der Rillung der Nabenachse, die außer triebe an einer Seitenfläche des Hohlrades abgestützt den Stegen 25 die Ringnuten 24 aufweist. Die RiI-ist. Auf diese Weise ergibt sich eine stabile Führung lung ist hier ohne Steigung ausgeführt, und die Umfür die Antriebsbuchse und die mit ihr in Verbindung fangsflächen der Stege 25 dienen als Lauffläche für stehenden Getriebeteile. die Antriebsbuchse 12 bzw. als Lagerfläche für den

Eine besonders einfache Verwirklichung des Erfin- 35 Hebelkonus 3. Der Hebelkonus 3 ist auf dem der Andungsgedankens ergibt sich dadurch, daß die Mitte! triebsseite entgegengesetzten Ende der Nabenachse 1 zur Wegbegrenzung in axialer Richtung aus einem aufgesetzt, und zwar — wie schon erwähnt — im Beradial vorspringenden Ringteil auf dem Außenum- reich der Rillung. Ist die Nabe mit Rücktrittbremse fang des Eingriffsringes bestehen, dessen dem Plane- — wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel — austengetriebe abgewendete Stirnfläche zur Anlage an 40 geführt, so wird die vom Bremsmantel 29 auf den die Stirnfläche eines Innenprofils der Nabenhülse Hebelkonus 3 übertragene Bremskraft über den sich vorgesehen ist. am Rahmen abstützenden Hebel 30 auf den Fahrrad-

Die Ausgestaltung der Mehrgang-Nabe wird in rahmen übertragen. Daneben dient der Hebelkodiesem Zusammenhang besonders einfach, wenn das nus 3 noch zur Lagerung der Nabenhülse 9, was bei Innenprofil in der Nabenhülse sowohl zur Wegbe- 45 der Ausführung ohne Rücktrittbremse seine Hauptgrenzung des gesonderten Eingriffsritiges als auch funktion ist. Die Abstützung der Nabenhülse 9 erzürn Eingriff von Vorsprüngen am Eingriffsring zur folgt über Wälzkörper 26. Auf der Antriebsseite erdrehfesten Mitnahme zwischen diesem und der Na- folgt die Abstützung der Nabenhülse 9 über Wälzbenhülse dient. Durch Ausnutzung der Doppelfunk- körper 26 zunächst auf dem Planetenradträger 4 und tion von Bauteilen ergibt sich dabei eine besonders 50 von dort dann ebenfalls über Wälzkörper 26 auf den gute Werkstoffausnutzung. Festkonus 2. Außer den primär schon für die Radla-

Ferner ist es erfindungsgemäß besonders zweck- gerung notwendigen Teilen, nämlich der Nabenmäßig, den Ringvorsprung und die Vorsprünge zur achse 1, den Lagerkonen (Festkonus 2 und Hebelkodrehfesten Mitnahme radial außen auf dem Eingriffs- nus 3), dem Planetenradträger 4, der Nabenhülse 9 ring und axial nebeneinander anzuordnen. Dies er- 55 und den dazugehörenden Wälzkörpern 26, weist die gibt für diesen Bauteil besonders günstige Herstel- Nabe weitere Baugruppen auf, und zwar ein Planelungsmöglichkeiten. tengetriebe, Schaltmittel für den Gangwechsel samt

Statt der Abstützung der Antriebsbuchse an dem den dazugehörigen Kupplungselementen sowie Über-

Hohlrad kann diese gemäß einem weiteren Merkmal tragungsteile.

der Erfindung an dem zweiten auf der Nabenachse 60 Das Planetengetriebe, das der Einschaltung verangeordneten Lagerkonus, nämlich dem Hebelkonus, schiedener Übersetzungsstufen dient, besteht aus auf dem dem Sonnenrad entgegengesetzten Achsen- dem Planetenradträger 4, der auch Lagerungsfunkende abgestützt werden. tionen hat und außerdem das Antriebskettenrad 37

Für die Verwirklichung dieses Erfindungsgedan- trägt, dem Hohlrad 5 und dem Sonnenrad 6. Der Piakens ist es besonders vorteilhaft, zwischen der An- 65 neten rad träger 4 nimmt die Planetenradachsen 11 triebsbuchse und dem zweiten auf der Nabenachse auf, auf denen Planetenräder 10 frei drehbar gelagert angeordneten Lagerkonus einen gesonderten Ab- sind. Mit dem inneren Teil ist der Planetenradträstützteil in Form einer Distanzfeder oder Distanz- ger 4 auf die Antriebsbuchse 12 aufgesetzt und dreh-

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fest mit dieser verbunden. Das Hohlrad 5 weist einen ser des Rundmaterials hergestellt. In der Größe entseitlichen Ansatz 18 auf, auf dem die erste Klinken- spricht diese Lagerfläche etwa dem Gewindeaußenfreilaufkupplung? angeordnet ist. Beim vorliegenden durchmesser. Diese Gestaltung zusammen mit der Fi-Ausführungsbeispiel erfolgt dies dadurch, daß die xierung der Antriebsbuchse 12 über den Federring Klinken dieser Klinkenfreilaufkupplung direkt auf 5 1<> am Hohlrad und des Eingriffsringes 19 an der dem Ansatz 18 schwenkbar gelagert, sind, ohne eine Nabenhülse und damit über diese gegen den Hebel-Zwischenschaltung weiterer Bauteile. Das Sonnen- konus 3 ermöglicht neben der großzügigen Tolericrad 6 ist einstückig mit dem Festkonus 2 ausgeführt rung der Nabenachse 1 ebenso eine großzügige ToIe- und befindet sich an dessen innerem Ende. Durch rierung der Längenmaße der übrigen Baugruppen, diese Ausgestaltung ist es möglich, das Sonnenrad io was eine nicht unerhebliche Fertigungsvcreinfachung zusammen mit dem Festkonus durch Kaltverformung und Verbilligung mit sich bringt,
herzustellen und dadurch zu einer besonders wirt- Die Funktion der Nabe ist an sich aus früheren schaftlichen Fertigungsmethode zu kommen. Die Veröffentlichungen bereits bekannt. Es handelt sich freie Stirnseite des Sonnenrades dient im übrigen als hier um eine Zwcigang-Nabe mit Rücktrittschaltung Anschlagfläche für die Antriebsbuchse 12 entweder 15 mit einem Schnell-und einem Direktgang,
direkt oder unter Zwischenschaltung eines Abstütz- ν Der Schnellgang ist eingeschaltet, wenn die erste ringes 31. Klinkenfreilaufkupplung 7 in Funktion ist. In dieser

Die Schaltmittel für den Gangwechsel bestehen Schaltstellung greifen die Klinken 34 der ersten KHn-

beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem kenfreilaufkupplung 7 in den Eingriffsring 19, der

Schaltring 13, der drehbar auf der Antriebsbuchse 12 20 arn inneren Umfang mit einer Verzahnung versehen

gelagert ist und mit einem vorgezogenen Kragen die ist, ein. Der Anlricbsfluß ist dabei so, daß die Bewe-

erste Klinkenfreilaufkupplung 7 umfaßt. Dieser gung vom Antriebskettenrad 37 über den Planeten-

Schaltnng wird über eine Reibfeder 32 an einem radträger 4, die Planetenräder 10 und das Hohlrad 5

beim Rückwärtstreten festen Teil, d. h. in diesem auf die Klinken 34 übertragen wird und von dort

Ausführungsbeispiel an dem Bremskonus 33, abge- 25 über den Eingriffsring 19 und die Vorsprünge 23 auf

stützt. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, weist der das Innenprofil 22 der Nabenhülse 9. In dieser

Schaltring 13 an seinem die Klinkenfreilaufkupp- Schaltstellung werden die mit dem Innenprofil 22

lung 7 umgreifenden Teil Kurvenflächen zur KHn- ebenfalls im Eingriff befindlichen Klinken 35 der

kensteuerung auf. zweiten Klinkenfreilaufkupplung 8 von dei Naben-

Die Kupplungselemente für die Gangumschaltung 30 hülse 9 überholt.

der Mehrgang-Nabe bestehen aus der ersten Klinken- Der direkte Gang wird dadurch eingeschaltet, daß freilaufkupplung? und der zweiten Klinkenfreilauf- die Klinken 34 durch Relativverdrehung des Schaltkupplung 8. Die Klinkenfreilaufkupplung 7 weist eine ringes 13 nach innen geschwenkt werden und da- oder mehrere Klinken 34 auf, die direkt schwenkbar durch außer Eingriff mit dem Eingriffsring 19 gelanauf dem Ansatz 18 des Hohlrades angeordnet sind. 35 gen. In dieser Schaltstellung erfolgt der Antrieb vom Die Rückstellung der Klinken erfolgt, wie üblich, Antriebskettenrad 37 über den Planetenradträger 4, durch einen sich in einer Nut erstreckenden, offenen die Antriebsbuchse 12 direkt auf den Bremskonus 33 Federring. Außen greifen die Klinken in den Ein- und damit die Klinken 35.

griffsring 19 ein, der über Vorsprünge 23 mit einem Wie bereits erläutert, wird das Riickdrehmoment Innenprofil 22 der Nabenhülse drehfest verbunden 40 des Sonnenrades 6 über den Festkonus 2 und dessen ist. Die axiale Fixierung geschieht über den Ringvor- Riffelung 15 direkt auf den Fahrradrahmen 14 übersprung 21, der mit einer nicht unterbrochenen Stirn- tragen, so daß die üblicherweise vorhandenen Riffelfläche an der Stirnfläche des Innenprofils 22 anliegt. scheiben auf der Nabenachse, die das Rückdrehmo-Dadurch wird eine Verschiebung von Getriebeteilen ment von der Nabenachse über Anflächungen auf- oder der Antriebsbuchse 12 nach links verhindert, 45 nehmen, entfallen können. Durch den Wegfall der denn das Hohlrad 5 weist in dieser Richtung die Riffelscheiben wird die Achslänge, die notwendig ist. Hohlradseitenflache 20 auf, an der der Eingriffsring nochmals verringert und das notwendige Material 19 zur Anlage kommen kann. Zu den Kupplungsele- weiterhin reduziert.

menten gehört auch noch die zweite Klinkenfreilauf- In der F i g. 3 ist eine weitere Ausführungsform kupplung 8, die auf dem Bremskonus 33 angeord- 50 der Erfindung hinsichtlich der Antriebsbuchse 12 nete Klinken 35 umfaßt. Die Klinken 35 greifen in dargestellt. Da der Nabenaufbau im übrigen der das Innenprofil 22 der Nabenhülse ein. Zu den Über- gleiche bleibt wie in den F i g. 1 und 2, wurde nur das tragungsteilen gehört wohl als wichtiges die An- linke Endstück der Nabe dargestellt. Daraus ist die triebsbuchse 12, die zur axialen Abstützung der Ge- Anordnung der Distanzfeder 27 zwischen dem stirntriebeelemente und Schaltmittel einen Bund 36 auf- 55 scitigen Ende der Antriebsbuchse 12 und der inneren weist, der von der anderen Seite auch zur Axialab- Stirnseite des Hebelkonusses3 erkennbar. Vorzugsstützung des Bremskonusses 33 dient. weise übernimmt die Nabenachse 1 eine Führungs-

Wie aus dem Aufbau der Nabe ersichtlich ist, ist funktion für die Distanzfeder 27. Bei dieser Ausfüh-

an der Nabenachse 1 kein einziges genau toleriertes rung könnte unter Umständen die axiale Abstützung

Längenmaß enthalten, so daß dadurch eine großzü- o_u des Eingriffsringes 19 (s. Fig. 1) in der Nabenhülse9

gige und billige Fertigung ermöglicht wird. Die Lage über das Innenprofil 22 entfallen. Durch die Ver-

der anderen Nabenteile im Verhältnis zur Naben- wendung der Distanzfeder 27 als Abstützelement

achse wird lediglich durch den Abstand der Kugel- kann eine weitgehend spielfreie Anlage der betreffen-

lauffläche auf dem Festkonus 2 von der Stirnfläche den Teile auch ohne hohe Fertigungsgenauigkeit er-

des Sonnenrades 6 bestimmt. Die Lagerfläche der 65 reicht werden.

Nabenachsel, die durch die Umfangsflächen der In der F i g. 4 ist eine weitere, sehr ähnliche Aus-Stege 25 gebildet wird, ist ungehärtet und wie das führungsform gezeigt, wobei statt der Distanzfeder Gewinde durch Rollen aus dem Ausgangsdurchmes- 27 eine Distanzbüchse 28 vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als axiale Patentansprüche: Abstützung für die Antriebsbuchse (12) der zweite auf der Nabenachse (1) angeordnete

1. Mehrgang-Nabe für Fahrräder, umfassend Lagerkonus (Hebelkonus 3) auf dem dem Soneine schaltzuglose, aus Vollmaterial bestehende 5 nenrad entgegengesetzten Achsenende dient.
Naben achse, darauf angeordnete Lagerkonen, ein 7. Mehrgang-Nabe nach Anspruch 6, dadurch aus Planetenradträger, Hohlrad und Sonnenrad gekennzeichnet, daß zwischen der Antriebsbestehendes Planetengetriebe, Schaltmittel für buchse (12) und dem zweiten auf der Nabenachse den Gangwechsel samt den zugehörigen Kupp- (1) angeordneten Lagerkonus (Hebelkonus 3) lungselementen und Übertragungsteilen sowie io eine Distanzfeder (27) angeordnet ist, die als eine diese Teile einschließende Nabenhülse, wo- axiale Abstützung für die Antriebsbuchse (12) bei die Nabenachse die beiderseitigen Lagerko- auf dem dem Sonnenrad (6) entgegengesetzten nen als axiale Anschlagelemente aufweist, und Achsenende dient.

die axiale Festlegung der Planetengetriebeteile, 8. Mehrgang-Nabe nach Anspruch 6, dadurch Schaltmittel, Kupplungselemente und Übertra- 15 gekennzeichnet, daß zwischen der Antriebsgungsteile untereinander bzw. gegen die Lagerko- buchse (12) und dem zweiten auf der Nabenachse nen erfolgt und wobei der auf der Antrieksseite (1) angeordneten Lagerkonus (Hebelkonus 3) der Nabe befindliche Festkonus an seinem axial eine Distanzbuchse (28) angeordnet ist, die als inneren Ende das Sonnenrad aufweist und (zur axiale Abstützung für die Antriebsbuchse (12) Abstützung des Rückdrehmoments) am axial au- 20 auf dem dem Sonnenrad (6) entgegengesetzten ßeren Ende an der äußeren Stirnseite mit einer Achsenende dient,
axialen Riffelung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich axial anschließend

an das Sonnenrad (6) in das Nabeninnere hinein

in an sich bekannter Weise eine gesonderte ko- »5 Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrgangaxiale Antriebsbuchse (12) erstreckt und sich in Nabe für Fahrräder, umfassend eine schaltzuglose, einer Richtung stirnseitig am Sonnenrad (6) ab- aus Vollmnterial bestehende Nabenachse, darauf anstützt und daß diese Antriebsbuchse in der dem geordnete Lagerkonen, ein aus Planetenradträger, Sonnenrad (6) abgekehrten Richtung ebenfalls an Hohlrad und Sonnenrad bestehendes Planetenge-Planetengetriebeteilen axial abgestützt ist, derart, 30 triebe, Schaltmittel für den Gangwechsel samt den daß ein offener Federring (16), der in einer auf zugehörigen Kupplungselementen und Übertragungsdem äußeren Umfang der Antriebsbuchse (12) teilen sowie eine diese Teile einschließende Nabenvorgesehenen Nut angeordnet ist, mit seinem ra- hülse, wobei die Nabenachse die beiderseitigen dial überstehenden Ringteil an einer dem Son- Lagerkonen als axiale Anschlagelemente aufweist nenrad (6) zugekehrten Axialfläche (17) des 35 und die axiale Festlegung der Planetengetriebeteile, Hohlrades (5) anliegt. Schaltmittel, Kupplungselemente und Ubertragungs-

2. Mehrgang-Nabe nach Anspruch 1, bei der teile untereinander bzw. gegen die Lagerkonen erauf einem axialen Ansatz des Hohlrades eine folgt und wobei der auf der Antriebsseite der Nabe Freilaufkupplung angeordnet ist, derec gesonder- befindliche Festkonus an seinem axial inneren Ende ter Eingriffsring drehfest mit der Nabenhülse ver- 40 das Sonnenrad aufweist und (zur Abstützung des bunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwi- Rückdrehmomentes) am axial äußeren Ende an der sehen dem Eingriffsring (19) und der Nabenhülse äußeren Stirnseite mit einer axialen Riffelung verse-(9) axiale Wegbegrenzungsmittel für die dem Pia- hen ist.

netengetriebe abgewendete Seite vorgesehen sind Derartige Mehrgang-Naben sind bekannt (deut-

und der Eingriffsring (19) in Richtung auf das 45 sehe Auslegeschriften 1277 051 und 1087 920) und

Planetengetriebe an einer Seitenfläche (20) des erfüllen an sich die verlangte Funktion zufriedenstel-

Hohlrades (5) abgestützt ist. lend. Der Aufbau solcher Naben ist jedoch recht auf-

3. Mehrgang-Nabe nach Anspruch 2, dadurch wendig, wenn auch bei einer bekannten Nabe die gekennzeichnet, daß die Mittel zur Wegbegren- Achse selbst bereits sehr einfach ausgebildet ist. Die zung in axialer Richtung aus einem radialen 5» übrigen Bauteile erfordern auf Grund des verhältnis-Ringvorsprung (21) auf dem Außenumfang des mäßig komplizierten Aufbaues der Mehrgang-Nabe Eingriffsringes (19) bestehen, dessen dem Plane- eine große Maßhaltigkeit.

tengetriebe abgewendete Stirnfläche zur Anlage Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

an die Stirnfläche eines Innenprofils (22) der Na- Mehrgang-Nabe gemäß dem Gattungsbegriff noch

benhülse (9) vorgesehen ist. 55 kostengünstiger fertigen zu können, insbesondere den

4. Mehrgang-Nabe nach Anspruch 3, dadurch Aufbau so zu gestalten, daß möglichst viele Bauteile gekennzeichnet, daß d^s Innenprofil (22) in der verwendbar sind, die mit weniger eng tolerierten Ma-Nabenhülse (9) sowohl zur Wegbegrenzung des ßen gefertigt werden können.

gesonderten Eingriffsringes (19) als auch zum Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geEingriff von Vorsprüngen (23) am Eingriffsring 60 löst, daß sich axial anschließend an das Sonnenrad in (19) zur drehfesten Mitnahme zwischen diesem das Nabeninnere hinein in an sich bekannter Weise und der Nabenhülse (9) dient. eine gesonderte koaxiale Antriebsbuchse erstreckt

5. Mehrgang-Nabe nach Anspruch 4, dadurch und sich in einer Richtung stirnseitig am Sonnenrad gekennzeichnet, daß der Ringsvorsprung (21) abstützt und daß diese Antriebsbuchse in der dem und die Vorsprünge (23) zur drehfesten Mit- 65 Sonnenrad abgekehrten Richtung ebenfalls an Planenahme radial außen auf dem Eingriffsring (19) tengetriebeteilen axial abgestützt ist, derart, daß ein und axial nebeneinander angeordnet sind. offener Federring, der in einer auf dem äußeren Um-

6. Mehrgang-Nabe insbesondere nach An- fang der Antriebsbuchse vorgesehenen Nut angeord-