Mehrgangübersetzungsnabe mit Rücktrittschaltung Das Hauptpatent betrifft eine Mehrgangübersetzungs- nabe mit eingebautem Getriebe, bei der das Schalten der Gänge durch Rückwärtstreten erfolgt.
Gemäss dessen Pa tentanspruch zeichnet sich dieselbe dadurch aus, dass zwischen einem der beim Rückwärtstreten bewegten Ge triebeteile und einem durch die Rückwärtstretbewegung nicht beeinflussten Nabenteil eine Durchschaltsperre vor gesehen ist, welche die Rückwärtstretbewegung auf das zum Schalten des Getriebes notwendige Mass beschränkt.
Bei der Ausführungsform nach dem Hauptpatent be steht die Gefahr, dass bei zusammengetretenen Anschlä gen durch heftiges Rückwärtstreten Getriebeteile zerstört werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schutz der Getriebeteile bei heftigem Rückwärtstreten zu schaffen.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei einer Mehrgangübersetzungsnabe nach dem Hauptpatent der stationäre Gegenanschlag der Durchschaltsperre durch eine überlastkupplung festgehalten ist.
Der Erfindungsvorschlag kann in der Weise realisiert werden, dass ein beweglicher Anschlagkörper mittels einer Verschraubung auf einem beim Rückwärtstreten ro tierenden Nabenteil gelagert, durch einen Klemmfeder freilauf beim Rückwärtstreten gegen Verdrehung gesi chert und axial verschiebbar ist und dass ferner der Ge genanschlag ein mit dem axial verschiebbaren Anschlag körper in axialer Richtung zusammentretender Anschlag ring ist.
Der Anschlagring kann dabei axial unverschieb- bar oder im wesentlichen axial unverschiebbar und durch eine Torsionsüberlastkupplung gegen Verdrehung gesi chert an einem Lagerringkörper der Nabenhülsenlagerung gelagert sein.
Die Torsionsüberlastkupplung kann nach einer ersten Ausführungsform ein zwischen dem geschlitzt ausgebil deten Anschlagring und einer diesen Anschlagring auf nehmenden Ringfläche des Lagerringkörpers unterge brachtes, auf den Anschlagring in radialer Richtung ein wirkendes Reibband umfassen.
Nach einer anderen Ausführungsform kann die Tor sionsüberlastkupplung ein zwischen den Anschlagring und ein Widerlager federnd eingespanntes Kugelgesperre umfassen, welches in Löcher oder Mulden des Anschlag rings und des Widerlagers eingreift.
Nach einer dritten Ausführungsform kann die Tor sionsüberlastkupplung von aneinander abrutschenden Profilen des Anschlagrings und eines in axialer Richtung gegen Federdruck verschiebbaren, aber unverdrehbaren Widerlagers gebildet sein.
Der Anschlagring kann auch auf beschränktem Wege gegen Federdruck in axialer Richtung verschiebbar ge führt werden und dabei nur auf einem Teil seines axialen Verschiebungsweges gegen Verdrehung gesichert sein.
Der bewegliche Anschlagkörper und der stationäre Gegenanschlag können reibungsschlüssig oder form schlüssig zusammenwirken.
Den Lagerringkörper kann man auf der Nabenachse mittels eines Profillochs unverdrehbar anbringen.
Die beiliegenden Zeichnungen zeigen Ausführungs beispiele der Erfindung. Es stellen dar: Fig. 1 einen halben Längsschnitt durch eine erfin- dungsgemäss ausgebildete Mehrgangübersetzungsnabe, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie HI-III der Fig. 1, Fig.4-7 teilweise Längsschnitte bei abgewandelten Ausführungsformen.
In der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 ist mit 1 die Nabenachse bezeichnet; auf dieser Nabenachse sitzen Lagerringkörper 2 und 3; auf dem Lagerringkörper 2 ist mittels eines Kugellagers 5 ein Antreiber 4 gelagert. Eine Nabenhülse 7 ist mittels Kugellagern 4 und 8 einerseits auf dem mit dem Kettenrad 29 vereinigten Antreiber und andererseits auf dem Lagerringkörper 3 gelagert. Der An treiber 4 ist als Planetenradträger eines innerhalb der Nabe eingebauten Planetengetriebes gebildet.
In ihm sind deshalb Planetenradlagerzapfen 11 befestigt, auf denen Planetenräder 12 drehbar gelagert sind. Das Planetenge triebe umfasst weiter ein auf der Nabenachse festsitzen des Sonnenrad 13 und ein Hohlrad 14; die Planetenräder 12 wälzen sich einerseits an dem Sonnerad 13 und an dererseits an dem Hohlrad 14 ab. Auf der Nabenachse ist angrenzend an das Sonnen rad 13 ein innerer Antreiber 9 drehbar gelagert. Auf die sem inneren Antreiber 9 ist ein Sperrklinkenträger 15 drehbar gelagert.
Dieser Sperrklinkenträger 15 trägt, wie insbesondere aus Fig. 3 zu ersehen, zwei Gruppen von Sperrklinken 16 und 17. Die Sperrklinken 17 stehen, wie aus Figuren 1 und 3 zu ersehen, in Eingriff mit einem Innenprofil 19 des Hohlrads 14; die Sperrklinken 16 stehen ebenfalls in Eingriff mit dem Innenprofil 19 des Hohl rads 14, daneben aber auch in Eingriff mit einer Sperr klinkenverzahnung 36 eines Gesperrerings 20. Der Ge- sperrering 20 ist über eine Kupplung 21 mit der Naben hülse 7 verbunden.
Die Kupplung 21 ist, wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen, derart ausgebildet, dass ein gewis ser Totgang zwischen dem Gesperrering 20 und der Na benhülse möglich ist.
Der innere Antreiber 9 ist, wie aus Fig. 1 zu ersehen, bei 10 mit dem Antreiber 4 ständig gekuppelt. Auf dem inneren Antreiber 9 ist mittels einer Verschraubung 26 ein beweglicher Anschlagkörper 22 gelagert. Dieser beweg lich Anschlagkörper 22 ist über einen Klemmfederfrei- lauf 23 gegenüber dem Lagerringkörper 3 in der Weise gesichert, dass er sich beim Vorwärtstreten mit dem inne ren Antreiber 9 ungehindert mitdrehen kann, dass er aber beim Rückwärtstreten gegen Verdrehung gesichert ist.
An dem Lagerringkörper 3 ist ein Anschlagring 27 ge lagert. Dieser Anschlagring 27 ist radial geschlitzt und liegt an der Bohrung des Lagerringkörpers 3 mittels eines Reibbandes 28 an, das eine radiale Kraft auf den An schlagring 27 ausübt.
Auf dem beweglichen Anschlagkörper 22 ist ein Klin- kengesperre angebracht, von dem nur ein Federring 50 in Fig. 1 zu erkennen ist. Die nicht eingezeichneten Sperr klinken dieses Klinkengesperres stehen ständig in Ein griff mit einer Sperrklinkenverzahnung 25.
Zwischen dem beweglichen Anschlagkörper 22 und dem Sperrklinkenträger 15 ist ein weiterer Klemmfeder freilauf 18 vorgesehen, der in seinem Aufbau dem Klemm federfreilauf 23 weitgehend entspricht. Klemmfederfrei- lauf 18 ist insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen. Der Klemm federfreilauf 18 ist so ausgebildet, dass er beim Vorwärts treten eine Verdrehung des Sperrklinkenträgers 15 ge genüber dem Anschlagkörper 22 und dem inneren An treiber 9 unbehindert zulässt, dass er aber andererseits beim Rückwärtstreten eine Verdrehung des Sperrklinken trägers 15 verhindert.
Die Funktion der soweit beschriebenen Nabe ist fol gende: In Fig. 1 befindet sich die Nabe in der Schaltstel lung des direkten Ganges. Das Antriebsmoment wird über das Kettenrad 29 und den Antreiber 4 eingeleitet. Der Antreiber 4 treibt den inneren Antreiber 9. In der An triebsstellung befindet sich der Anschlagkörper 22 in der Darstellung der Fig. 1 ganz rechts und wird durch den inneren Antreiber mit angetrieben; das Antriebsmoment wird von dem Anschlagkörper 22 über das Klinkenge- sperre bei 50 und die Sperrklinkenverzahnung 25 auf die Nabenhülse übertragen.
Das Hohlrad 14 des Planeten getriebes läuft mit übersetzter Geschwindigkeit um und treibt über die Sperrklinken 17, die mit dem Innenprofil 19 in Eingriff stehen, den Sperrklinkenträger 15 an. Die Sperrklinken erstrecken sich, wie aus Fig. 1 ersichtlich, mit einem Teil ihrer axialen Ausdehnung über das Hohl rad 14 des Planetengetriebes und im übrigen über die Kupplung 21. In der dargestellten Schaltstellung befinden sich die Sperrklinken 16 ausser Eingriff mit der Gesperre- verzahnung 36 des Gesperrerings 20, dies deshalb, weil sie auf erhabenen Flächen des Innenprofils 19 des Hohl rads 14 aufliegen.
Geschaltet wird durch Rückwärtstreten. Beim Rück wärtstreten dreht sich das Hohlrad 14, während der Sperrklinkenträger 15 festgehalten wird durch den Klemmfederfreilauf 18, den Anschlagkörper 22, den wei teren Klemmfederfreilauf 23 und den Lagerringkörper 3. Infolge der somit eintretenden Relativverdrehung zwi schen dem Hohlrad 14 und dem Sperrklinkenträger 15 gelangen die Sperrklinken 16 mit ihren Spitzen an ver tiefte Bereiche des Innenprofils 19 des Hohlrads 14.
Diese vertieften Bereiche sind so tief, dass die Sperrklinken 16 nunmehr in Eingriff treten können mit der Sperrklinken verzahnung 36 des Gesperrerings 20. Wenn sich die Sperrklinken 16 in Eingriff befinden mit der Gesperre- verzahnung 36 und es wird wieder vorwärts getreten, dann bedeutet dies, dass die über das Hohlrad 14 mit er höhter, weil übersetzter Geschwindigkeit angetriebenen Sperrklinken 16 über den Gesperrering 20 den Antrieb der Nabenhülse übernehmen, während die langsamer um laufenden Sperrklinken bei 50 durch die schneller um laufende Nabenhülse überholt werden.
Das Rückwärtstreten zum Zwecke des Schaltens ist nur in dem Masse möglich, indem es zum Schalten erfor derlich ist, d.h. also, es kann nur soweit zurückgetreten werden, dass die Spitzen der Sperrklinken 16 von den erhabenen Flächen des Innenprofils 19 zu den vertieften oder von den vertieften zu den erhabenen gelangen. Die Begrenzung des Schaltwegs wird durch den Anschlagkör per 22 bewirkt: Da der Anschlagkörper 22 beim Rück wärtstreten durch den Klemmfederfreilauf 23 an einem Mitdrehen verhindert ist, der innere Antreiber 9 aber eine Drehung erfährt, muss sich der Anschlagkörper 22 in axialer Richtung verschieben, infolge der Verschraubung 26.
Eine Axialbewegung des Anschlagkörpers 22 ist aber nur solange möglich, bis dieser an dem Anschlagring 27 anstösst. Sobald der Anschlagkörper 22 an dem An schlagring 27 anstösst, ist eine Axialbewegung des An schlagkörpers 22 nicht mehr möglich, so dass dieser nun mehr an dem Anschlagring 27 mit einer Axialkraft und einem Drehmoment angreift. Da eine Weiterbewegung in axialer Richtung ausgeschlossen ist, sucht der Anschlag körper 22 sich nunmehr mit dem Antreiber 9 mitzudre- hen; der Klemmfederfreilauf 23 ist so schwach. bemessen, dass er dies nicht verhindert.
Wenn das durch Rückwärts treten ausgeübte Drehmoment eine bestimmte Grösse er reicht, so nimmt es infolge des zwischen dem Anschlag körper 22 und dem Anschlagring 27 ausgeübten Reib schlusses den Anschlagring 27 mit, der ja nur durch das Reibband 28 gegen Verdrehung gesichert ist. Dies bedeu tet, dass bei heftigem Rückwärtstreten eine Verdrehung des Anschlagrings 27 eintritt, eine Überlastung und Zer störung von Nabenteilen deshalb ausgeschlossen ist.
Wäre der Anschlagring 27 mit dem Lagerringkörper 3 starr ver bunden oder wäre er ein Teil dieses Lagerringkörpers, so bestünde die Gefahr, dass die konischen Flächen des An schlagkörpers 22 und des Lagerringkörpers 3 derart fest aufeinander zu sitzen kommen, dass eine Verdrehung des Anschlagkörpers 22 ausgeschlossen wäre. Ein allzu hefti= ges Rückwärtstreten müsste dann zwangsläufig zu einer Zerstörung von Teilen des Getriebes führen. Der An schlagring 27 ist von einem an sich bekannten Toleranz ausgleichsringgebildet.
In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Über lastsicherung dargestellt. Der Anschlagkörper 22 tritt hier beim Rückwärtstreten mit einem Anschlagring 30 zusam men, der durch Verzahnungen am Lag erringkörper 3 ge- gen Drehung gesichert ist. Er ist jedoch gegen die Wir kung von Tellerfedern 32 in axialer Richtung verschieb bar; infolge einer axialen Verschiebung treten die Ver zahnungen 31 nach einer bestimmten axialen Verschiebe strecke ausser Eingriff, so dass nunmehr eine unbehinder te Verdrehung des Anschlagrings 30 möglich ist.
Bei der Ausführungsvariante der Fig. 5 ist insofern gegenüber den bisher beschriebenen Ausführungsformen ein grundsätzlicher Unterschied zu verzeichnen, als der Anschlagkörper 22 und der Anschlagring 30 nicht durch Reibung miteinander in Eingriff treten, sondern form schlüssig mittels Klauen, Zapfen oder dergleichen.
Wenn der durch den Klemmfederfreilauf gegen Verdrehung ge sicherte Anschlagkörper 22 auf den Anschlagring 30 auf trifft und sich nicht mehr in axialer Richtung weiterbe wegen kann, so verdreht er sich unter Überwindung des dem durch den Klemmfederfreilauf 23 ausgeübten Sperr moments und die Klauen, Zapfen oder dergleichen des Anschlagkörpers 22 und des Anschlagrings 30 treten mit einander in Eingriff;
der Anschlagkörper 22 sucht den Anschlagring 30 mitzudrehen. Dieser ist jedoch durch ein Kugelgesperre 34 festgehalten, dessen von einem Kugel halter getragene Kugeln in Mulden des Anschlagrings 30 und des Lagerringkörpers 3 unter Federkraft eingreifen. Die Federkraft wird erzeugt durch Tellerfedern 32, wel che sich einerseits an einer an der Nabenachse gesicherten Anschlaghülse und andererseits gegen den Anschlagring 30 abstützen.
Wenn für den Anschlagkörper 22 auf den Anschlagring 30 ein überhöhtes Drehmoment ausgeübt wird, so gibt das Kugelgesperre nach, d.h., die Kugeln 34 treten aus den Mulden aus und der Anschlagring 30 verdreht sich.
Ähnlich ist die Ausführungsform der Fig. 6. Hier tre ten der Anschlagkörper 22 und der Anschlagring 30 wie der reibungsschlüssig zusammen. Der Anschlagring 30 ist durch das Kugelgesperre 34 gegen Verdrehung gesichert, dessen Kugeln einerseits in Mulden oder Löcher des An schlagrings 30 und andererseits in Löcher 37 einer Ring platte 38 eingreifen, die durch Tellerfedern 32 in axialer Richtung vorgespannt und gegen Verdrehung gesichert ist.
In der Ausführungsform sind statt des Kugelgesperres 34 an dem Anschlagring 30 und einer Stützplatte 39 Pro file angebracht, die durch Tellerfedern 32 zusammenge drückt werden und so ausgebildet sind, dass sie bei über- schreitung eines bestimmten Drehmoments aneinander vorbei gleiten.
In der Ausführungsform der Fig. 8 schliesslich stützt sich der Anschlagring 30 gegen ein Kugelgesperre ab. Dieses Kugelgesperre ist gebildet von im Lagerringkör- per 3 sitzenden Hülsen 40. In diesen Hülsen sind Kugeln geführt, die durch Federn 41 vorgespannt werden und in Mulden des Anschlagrings 30 eingreifen.