DE2536813C2 - Mehrgang-Schaltung für Fahrräder od.dgl. - Google Patents

Description

a) Der Kettenradsatz (17 bis 21) ist drehfest auf einer axialen Verlängerung (2) des Antreibers (22) angeordnet;

b) der Antreiber (22) weist zur Drehmomentübertragung unmittelbar auf die Nabenhülse (1, 5) ein Klinkengesperre (7) auf;

c) der Antreiber (22) ist mit seinem über die Ebene des Kugellaufes (3) in die Schaltnabe hineingreifenden Teil als Planetenradträger (10, 11) für das Nabengetriebe ausgebildet;

d) die vom Antreiber (22) getragenen Planetenräder (10, 11) stehen ständig mit einem auf der Nabenachse (12) drehfest angeordneten Sonnenrad (24) und einem auf der Nabenachse gelagerten Hohlrad (25), welches seinerseits als Träger für Klinken (8) zum wechselweise!! Eingriff in die Nabenhülse (1, 6) ausgebildet ist, im Eingriff;

e) zur Steuerung der Klinken (8) ist ein Ringkörper (9) auf der Nabenachse (12) axial verschiebbar mittels eines von axial außen betätigbaren Schaltstiftes vorgesehen.

2. Mehrgang-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klinkengesperre (7) axial zwischen dem Kugellauf (3) unu dem am Antreiber (22) vorgesehenen Planetenradsatz (11,23) angeordnet ist.

3. Mehrgang-Schaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antreiber (22, 2) auf der Nabenachse (12) etwa in der axialen Mitte zwischen größtem und kleinstem Zahnrad des Kettenradsatzes (17 bis 21) gelagert (Kugellauf 14) ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrgang-Schaltung für Fahrräder od. dgl. gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Mehrgang-Schaltung ist bereits bekannt Sie setzt sich aus einer Dreigang-Schaltnabe und einem auf deren Antreiber aufgebrachten Vierfach-Kettenradsatz zusammen. Der Vierfach-Kettenradsatz arbeitet mit einer Kettenschalteinrichtung zusammen und die Dreigang-Nabenschaltung ist von der Kettenschaltung unabhängig zu betätigen. (Katalog 1971/72 d. Fa. SHIMANO - »A Gear Hub/Derailleur Combination — Combi 12«) Diese Anordnung ist insbesondere in bezug auf den Bauraum verhältnismäßig aufwendig.

Aus der DE-OS 11 43 728 ist eine Zweigang-Nabe bekannt, deren Antreiber als Planetenradträger ausgebildet ist. Diese Mehrgang-Nabe hat weder einen Antreiber, der zur Aufnahme eines Kettenradsatzes geeignet ist, noch zeigt sie innen ein Klinkengesperre zum direkten Übertragen des Drehmomentes auf die Nabenhülse.

Eine aus der DE-AS 15 05 936 bekannte Zvveigang-5 Obersetzungsnabe, insbesondere für Kinderfahrzeuge, zeigt zwar einen zugleich als Planetenradträger ausgebildeten Antreiber, im Innern der Nabenhülse jedoch keinerlei Klinkengesperre zur inmitielbaren Weiterleitung des eingeleiteten Drehmomentes.

Aus der CH-PS 2 34 697 ist ein Obersetzungs-Wechselgetriebe, beispielsweise für Fahrräder, bekannt geworden, bei dem der zur Aufnahme lediglich eines Kettenrades geeignete Antreiber zugleich als Träger der Bolzen für gestufte Planetenräder ausgebildet ist, wobei zwei unterschiedlich große Sonnenräder, welche wechselseitig durch gesonderte Bremseinrichtungen innerhalb der Nabenhülse festsetzbar sind, vorhanden sind. Zu diesem Nabengetriebesystem gehört ein Hohlrad, weiches von der Nabenhülse selbst gebildet ist. Insgesamt ist dieses Naben-Wechselgetriebe verhältnismäßig aufwendig.

Die aus der DE-AS 11 43 728 bekannte Zweigang-Übersetzungsnabe für Fahrräder od. dgl. weist wohl einen Antreiber auf, welcher zugleich als Planetenradträger ausgebildet ist, jedoch zeigt diese bekannte Nabe in allen ihren unterschiedlichen Ausführungsformen auf dem zur Aufnahme für ein Kettenrad eingerichteten Antreiber keinerlei Klinkengesperre zur direkten Momentübertragung an die Nabenhülse. Das für den Betrieb dieser bekannten Mehrgangnabe notwendige Klinkengesperre befindet sich ausschließlich im Nabeninnern.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mehrgang-Schaltung für Fahrräder od. dgl. mit einem möglichst geringen Aufwand zu erstellen, wobei gleichzeitig eine besonders gute Funktion zu erzielen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. — Beim Anmeldungsgegenstand, welcher im Antriebspfad vom Antreiber zur Nabenhülse einen im Nabengetriebe selbst vorhandenen Freilauf aufweist, ist als wesentlicher Vorteil gegenüber den Mehrgang-Naben, welche einen herkömmlichen Freilauf, der im Kettenradsatz angeordnet ist (Free-Wheel), aufweisen, zu erwähnen, daß damit der Durchmesser des kleinsten Rades des Kettenradsatzes ohne zusätzlichen Aufwand vermindert werden kann. Bei der erfindungsgemäß ausgestalteten Mchrgang-Schaltung für Fahrräder od. dgl. ist mittels eines einzigen Bauteiles, welches zudem noch leicht herstellbar ist,

so die Aufnahme für den Mehrfach-Kettenradsatz gegeben, ebenso für das Klinkengesperre und auch für die Planetenräder. Wird dieses Bauteil beispielsweise als Kaltfließpreßteil erstellt, so kann die Formgebung für die Abstützung der Sperrklinken und die Befestigung des Mehrfach-Kettenradsatzes vorgeformt werden und eine nachträgliche Bearbeitung ist allenfalls bei den noch vorhandenen Laufbahnen für die Kugelläufe bzw. bei der Gleitlagerabstützung erforderlich.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles einer Mehrgang-Schaltung näher erläutert.
Die Figur zeigt einen Schnitt durch die obere Hälfte einer Zweigang-Schaltnabe mit einem Fünffach-Kettenradsatz 17 bis 21, welcher von einer Kette unter Zwischenschaltung einer bekannten, hier nicht dargestellten Kettenleit- und -spanneinrichtung angetrieben wird.

Der Mehrfach-Kettenradsatz 17 bis 21 ist drehfest auf einer Verlängerung 2 eines Antreibers 22 angeordnet Der Antreiber22 ist über einen Kugellauf 14 und einen Festkonus 15 sowie über eine Lagerstelle 13 auf der Nabenachse 12 gelagert. Die Nabenhülse 1 der beispielsweise gezeigten Zweigang-Schaltnabe ist sowohl über den Kugellauf 26 am anderen Festkonus 4 sowie über den Kugellauf 3 gegenüber dem Antreiber 22 drehbar gelagert. Der Antreiber 22 reicht über den Kugellauf 3 axial in das Innere der Nabenhülse hinein und weist dort e-n Klinkengesperre 7 auf. In seinem axial noch weiter in die Nabenhülse 1 hineingreifenden Bereich ist der Antreiber 22 als Planetenradträger ausgebildet und weist auf Zapfen 10 Planetenräder 11 eines Planetenradsatzes 23 auf. Diese Planetenräder 11 wirken mit einem an der Nabenachse 12 angeordneten Sonnenrad 24 zusammen. Ein dem Planetenradsatz 23 zugeordnetes Hohlrad 25 umgreift die Planetenräder 11 radial außen und weist eine axiale Verlängerung auf, welche ein Klinkengesperre 8 trägt. Die beiden Klinkengesperre 7 und 8 können jeweils mit einer entsprechenden Verzahnung 5 bzw. 6 in der Nabenhülse 1 zusammenarbeiten. Im Ausführungsbeispiel ist für das Umschalten der dargestellten Schaitnabe ein von axial außen betätigbarer, in der Nabenachse 12 geführter Schaltstift vorgesehen. Mittels dieses Schaltstiftes wird ein Ringkörper 9 axial verschoben, welcher die Klinken am Klinkengesperre 8 auf dem zugleich als Klinkenträger ausgebildeten Hohlrad 25 durch eine entsprechende axiale Bewegung ein- bzw. ausschalten kann. — Die Verlängerung 2 des Antreibers 22 ist etwa im Bereich des mittleren Kettenrades 19 über den Kugellauf 14 und den Festkonus 15 auf der Nabenachse 12 gelagert. In Verbindung mit der Lagerstelle 13 weist der Antreiber 22 somit eine sehr stabile Lagerbasis auf und kann so die von der Antriebskette herrührenden Zugkräfte zuverlässig aufnehmen. Im axialen Bereich zwischen Kugellauf 14 und kleinstem Kettenrad 21 ist ein Staubschutz 16 vorgesehen, welcher das Eindringen von Schmutz verhindert.

Die Funktion dieser beispielsweise als Zweigang-Schaltnabe in Verbindung mit einer Kettenschalteinrichtung ausgebildeten Mehrgang-Schaltung wird nachstehend erläutert:

Allgemein ist zum Komplex der Schaltkombination zu sagen, daß es bereits bekannt ist, beispielsweise Kettenschaltungen mit einem Fünffach-Kettenrad auf dem Antreiber der Hinterradnabe durch Zuschalten eines zweiten Kettenblattes auf der Tretkurbelwelle in eine Zehngang-Schaltung abzuändern. In einem solchen Falle sind jedoch sowohl Kette als auch sämtliche Kettenräder einer höheren Beanspruchung und einem höheren Verschleiß ausgesetzt, da der Seitenversatz der einzelnen Kettenräder untereinander größer wird als bei einem Einfach-Kettenblatt auf der Tretkurbelwelle. Zudem leidet die Schaltbarkeit der einzelnen Gänge darunter. Hingegen ist bei der Kombination einer Schaltnabe mit einer Kettenschaltung mit Einfach-Kettenblatt auf der Tretkurbelwelle ein geringerer Kettenverscitleiß mit Sicherheit zu erwarten, zudem kann die Kettenleit- und -spanneinrichtung einfacher gehalten werden, da sie nicht einen so großen Spann-Spielraum zu überdecken hat. Zudem ist noch ein großer Vorteil darin zu sehen, daß eine Nabenschaltung auch im Stand des Fahrrades betätigt werden kann, was bekanntermaßen bei einer Kettenschaltung nicht möglich ist.

Bei der vorliegenden, erfindungsgemäß ausgestalteten Mehrgang-Schaltung wird das an der Tretkurbelwelle aufgebrachte Moment über die hier nicht dargestellte Kette auf eines der fünf Kettenräder 17 bis 21 übertragen. Dieser Mehrfach-Kettenradsatz ist mit der Verlängerung 2 des Antreibers 22 drehfest verbunden und überträgt somit das Drehmoment auf den Antreiber der Nabe. Der Antreiber 22 ist auf der Nabenachse 12 frei drehbar gelagert und gibt sein Drehmoment im direkten Gang über das Klinkengesperre 7 und die Innenverzahnung 5 an die Nabenhülse 1 weiter. Der Planetenradsatz 23 läuft bei dieser direkten Übertragung infolge der durch den Ringkörper 9 radial nach innen gehaltenen Klinken des Klinkengesperre 8 frei um. — Beim Zurückziehen des Ringkörpers 9 nach axial links werden die Klinken des Klinkengesperres 8 freigegeben, um nach radial außen zu schwenken und mit der Innenverzahnung 6 in der Nabenhülse 1 in Eingriff zu kommen. Da sich nun das Hohlrad 25 des Planetenradsatzes 23, das Klinkengesperre 8 und die Nabenhülse 1 infolge der Abstützung der Planetenräder 11 auf dem feststehenden Sonnenrad 24 auf der Nabenachse 12 schneller drehen als der Antreiber 22, wird das Klinkengesperre 7 am Antreiber, im Eingriff mit der Innenverzahnung 5 der Nabenhülse 1, überholt und die Schaltnabe wird ins Schnelle übersetzt angetrieben. — Es ist auch ohne weiteres denkbar, den Schaltvorgang in der Schaltnabe automatisch, z. B. in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, zu steuern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Mehrgang-Schaltung für Fahrräder od. dgl., bestehend aus einer Kettenschalteinrichtung mit einem Kettenradsatz auf dem Nabenantreiber sowie einer Mehrgang-Schaltnabe mit wenigstens einem Planetenradsatz und einer durch ein erstes Lager auf der Nabenachse und ein zweites Lager auf dem Antreiber drehbar abgestützten Nebenhülse, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: