DE20315691U1

DE20315691U1 - Hub control gear with foot pedal for use in bicycles, comprises a rotary hub shaft housed in the hub sleeve, and has hollow shaft which carries the sun wheel, and which is connected to hub sleeve via a free-wheel clutch

Info

Publication number: DE20315691U1
Application number: DE20315691U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2013-10-10

Abstract

The hub control gear comprises a rotary hub shaft (10) which is housed in the hub sleeve (12). The foot pedal is fixed to the hub shaft. A hollow shaft (21) carries the sun wheel, and is connected to the hub sleeve via a free-wheel clutch. The axles (20) of the planetary gear (16,17) are fed into a control disk (22) at the free ends of the rockers (18).

Description

Die Erfindung betrifft ein mechanisches Nabenschaltgetriebe zum Übertragen einer Drehbewegung mit stufenlos veränderlichem Übersetzungsverhältnis, insbesondere zur Anwendung als direkten Tretkurbel- Vorderradantrieb für Fahrräder.The invention relates to a mechanical Hub gearbox for transmission a rotary motion with a continuously variable transmission ratio, in particular for use as a direct pedal crank front wheel drive for bicycles.

[Stand der Technik][State of the art]

Die ersten Nabenschaltungen wurden bereits um 1900 patentiert (z. B. Fichtel & Sachs) und waren damit trotz komplizierter Bauart um Jahrzehnte früher auf dem Markt als Kettenschaltungen. Aufgebaut als Planetenumlaufgetriebe waren mit diesem Nabengetriebe drei Gänge möglich.The first hub gears were already patented around 1900 (e.g. Fichtel & Sachs) and were therefore more complicated Design decades earlier on the market as derailleurs. Built as planetary planetary gear three gears were possible with this hub gear.

Um mehr als drei Übersetzungen in der Nabe unterzubringen, sind weitere Getriebe notwendig, die über Planetenräder gekoppelt oder hintereinander geschaltet sind. Zur Steuerung bewegt man meist einen Schubklotz im Innern der Achse, der in verschiedene Sonnenräder greift und sie damit blockieren kann. Die Weiterleitung der Drehung an die Nabenhülse erfolgt je nach Gang über verschiedene Sperrklinkenpaare; die – wenn nicht aktiv – teils aus der Verzahnung ausrücken oder festgehalten werden können.To accommodate more than three translations in the hub, additional gears are required, which are coupled via planet gears or are connected in series. You usually move to control a thrust block inside the axle that engages in various sun gears and can block them with it. Forwarding the rotation to the hub shell takes place depending on the gear different pairs of pawls; the - if not active - partly disengage from the toothing or can be held.

Der Nachteil dieser Getriebe besteht, außer dass sie nur in Stufen schaltbar sind, in ihrem hohen Gewicht und den Reibungsverlusten, die zunehmen, je mehr Übersetzungsstufen angestrebt werden.The disadvantage of this gearbox is except that they are only switchable in stages, in their high weight and Loss of friction increases, the more gear ratios are aimed for become.

Des Weiteren sind so genannte PV- oder PIV- Getriebe bekannt, die mit Kette oder Keilriemen arbeiten. Derartige Getriebe sind für ein nahezu stufenloses Schalten relativ kompliziert und materialintensiv im Aufbau und benötigen eine hohe Schaltkraft.Furthermore, so-called PV or PIV transmission known that work with chain or V-belt. Such gears are for an almost infinitely variable shifting is relatively complicated and material-intensive under construction and need a high shifting force.

Aus der EP 0 432 742 A1 ist ein stufenlos arbeitendes Nabengetriebe, insbesondere für Fahrräder, in Form eines Reibrad getriebes bekannt. Über eine Nabenhülse wird das Reibradgetriebe angetrieben, dessen erste Toroidscheibe fest auf der Nabenachse sitzt, dessen mit mehreren Reibrädern versehener Reibradträger von einem Antreiber aus angetrieben wird und dessen zweite Toroidscheibe über ein Planetengetriebe und eine dem Planetengetriebe zugeordnete Freilaufkupplung mit der Nabenhülse verbunden ist. Das stufenlos einstellbare Übersetzungsverhältnis des Reibradgetriebes wird vom Inneren der Nabenachse gesteuert, welches über einen Kupplungsring die schwenkbar gelagerten Achszapfen der Reibräder, mitnimmt.From the EP 0 432 742 A1 is a continuously operating hub gear, especially for bicycles, known in the form of a friction gear. The friction wheel gear is driven via a hub sleeve, the first toroidal disk of which is firmly seated on the hub axle, the friction wheel carrier provided with multiple friction wheels is driven by an impeller and the second toroidal disk is connected to the hub sleeve via a planetary gear and a one-way clutch assigned to the planetary gear. The continuously adjustable transmission ratio of the friction gear is controlled from the inside of the hub axle, which takes the pivoted axle journals of the friction wheels with them via a coupling ring.

Derartige Getriebe sind zwar klein und robust im Aufbau, besitzen aber einen Schlupf und eine hohe Reibung, wodurch eine große Kraft für das Verstellen des Getriebes notwendig ist.Such gears are small and robust in construction, but have a slip and a high Friction, causing a large Strength for adjusting the gearbox is necessary.

[Aufgabe der Erfindung]OBJECT OF THE INVENTION

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Nabenschaltgetriebe mit Tretkurbelantrieb zum Übertragen einer Drehbewegung mit stufenlos veränderlichem Übersetzungsverhältnis zu schaffen, das einen direkten Tretkurbelantrieb ermöglicht, klein und robust im Aufbau ist, keinen Schlupf besitzt und eine geringe Verstellkraft benötigt.The object of the invention is a Hub gearbox with pedal crank drive for transmitting a rotary movement with a continuously variable transmission ratio create a direct pedal crank drive, is small and robust in construction, has no slip and one low adjustment force required.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des 1. Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The task comes with the characteristics of the 1st protection claim resolved. Advantageous further developments and refinements are the subject of subclaims.

Das Nabenschaltgetriebe mit Tretkurbelantrieb und stufenlos veränderlichem Übersetzungsverhältnis dient zum Übertragen einer Drehbewegung auf ein in einem Rahmen gehaltenes Rad, z. B. Vorderrad eines Fahrrades. Das Rad besitzt dafür eine Nabenhülse, in der eine Nabenwelle drehbar gelagert ist.The hub gearbox with pedal crank drive and continuously variable transmission ratio to transfer a rotational movement on a wheel held in a frame, e.g. B. Front wheel of a bicycle. The wheel has a hub sleeve, in a hub shaft is rotatably mounted.

An der Nabenwelle sind zum direkten Antrieb des Vorderrades Tretkurbeln befestigt.On the hub shaft are for direct Front wheel drive pedal cranks attached.

Innerhalb der Nabenhülse sind zur Kraftübertragung und Drehwandlung zwei Planetengetriebe angeordnet, die einen gemeinsamen Planetenträger besitzen, der fest mit dem Rahmen des Fahrrades verbunden ist.Are inside the hub shell for power transmission and rotary conversion arranged two planetary gears that have a common planet carrier own, which is firmly connected to the frame of the bicycle.

Die Übertragungsglieder des Getriebes bestehen aus ineinander greifenden Bolzen- und Keilscheiben, so dass vielfache Übersetzungsverhältnisse nahezu stufenlos erreichbar sind.The transmission elements of the transmission consist of interlocking bolt and wedge washers, so that multiple gear ratios can be reached almost continuously.

Die zweistufige Ausführung des Planetengetriebes dient nicht nur einer hohen Übersetzung, sondern ist auch notwendig, damit die Tretkurbel die gleiche Drehrichtung wie die Nabenhülse hat.The two-stage version of the Planetary gear not only serves a high gear ratio, it is also necessary so that the pedal crank in the same direction as the hub sleeve Has.

Das erste Planetengetriebe besitzt ein erstes Sonnenrad, das fest auf der Nabenwelle angeordnet und als Bolzenscheibe ausgebildet ist. Demgegenüber sind die mit dem ersten Sonnenrad in Eingriff stehenden Planetenräder als Keilscheiben ausgebildet.The first planetary gear has a first sun gear, which is fixed on the hub shaft and is designed as a bolt washer. In contrast, they are with the first Sun gear meshing planet gears designed as wedge washers.

Das zweite Planetengetriebe besitzt ein zweites Sonnenrad, das als Keilscheibe ausgebildet und mittels einer Freilaufhülse, die mit der Nabenhülse über eine Freilaufkupplung verbunden ist, auf der Nabenwelle gelagert ist. Hier sind die mit dem zweiten Sonnenrad in Eingriff stehenden Planetenräder als Bolzenscheiben ausgebildet.The second planetary gear has a second sun gear, which is designed as a wedge disc and by means of a freewheel sleeve, the one with the hub shell Freewheel clutch is connected, is mounted on the hub shaft. Here are the planet gears meshing with the second sun gear Bolt washers formed.

Für eine Untersetzung ist auch der umgekehrte Fall denkbar, indem das erste Sonnenrad als Keilscheibe und das zweite Sonnenrad als Bolzenscheibe ausgebildet ist und die mit dem ersten Sonnenrad in Eingriff stehenden Planetenräder als Bolzenscheiben und die mit dem zweiten Sonnenrad in Eingriff stehenden Planetenräder als Keilscheiben ausgebildet sind.For a reduction is also conceivable in the opposite case, by the first sun gear as a wedge washer and the second sun gear as a pin washer is formed and which are in engagement with the first sun gear planetary gears as bolt washers and which mesh with the second sun gear standing planet gears are designed as wedge washers.

Eine Bolzenscheibe trägt eine Vielzahl von Bolzen, die auf dem Umfang der Bolzenscheiben axial beweglich angeordnet sind.A bolt washer carries one Variety of bolts on the circumference of the bolt washers axially are movably arranged.

Eine Keilscheibe besteht aus zwei auf einer Welle gegeneinander beweglichen Teilscheiben, wobei die einander zugewandten Flächen der Teilscheiben eine zur Welle hin zunehmende Wölbung aufweisen und radial angeordnete Nuten und Stege besitzen. Die beiden Teilscheiben der Keilscheibe sind derart in Umlaufrichtung gegeneinander versetzt angeordnet, dass immer einem Steg der einen Teilscheibe eine Nut der anderen Teilscheibe gegenübersteht, so dass die Bolzen der Bolzenscheiben wechselseitig durch den Steg der einen Teilscheibe in die Nut der anderen Teilscheibe gedrückt werden.A wedge disk consists of two part disks which are movable relative to one another on a shaft, the faces of the part disks facing each other having a curvature increasing towards the shaft sen and have radially arranged grooves and webs. The two part disks of the wedge plate are arranged offset in relation to each other in such a way that a web of the one part disk is always opposed by a groove of the other part disk, so that the bolts of the bolt disks are pressed alternately through the web of the one part disk into the groove of the other part disk.

In dem Nabenschaltgetriebe, in dem vorzugsweise vier Planetenräder auf einer Umlaufbahn angeordnet sind, ist jeweils ein Planetenrad eines Planetengetriebes mit einem Planetenrad des anderen Planetengetriebes auf einer gemeinsamen Welle angeordnet. Die Wellen der so paarweise angeordneten Planetenräder sind auf Achsen gelagert, die am Planetenträger in Schwingen drehbar angeordnet sind, wodurch die Wellen der Planetenräder gegenüber den Wellen der Sonnenräder in ihrem Abstand zueinander verschoben werden können.In the hub gearbox in which preferably four planet gears are arranged on an orbit, is a planet gear a planetary gear with a planet gear of the other planetary gear arranged on a common shaft. The waves of so in pairs arranged planet gears are mounted on axles that are rotatably arranged on the planet carrier in rockers, causing the waves of the planet gears across from the waves of the sun gears can be shifted in their distance from each other.

Zur Steuerung des Nabenschaltgetriebes werden die Achsen der Planetenräder an den freien Enden der Schwingen in einer Steuerscheibe geführt, so dass durch ein Verdrehen des Planetenträgers relativ zur Steuerscheibe die Achsen der Planetenräder gegenüber der gemeinsamen Achse der Sonnenräder verschiebbar sind.To control the hub gearbox the axes of the planet gears at the free ends of the wings in a control disc, so that by rotating the planet carrier relative to the control disc the axes of the planet gears across from the common axis of the sun gears are slidable.

Die Stirnkanten der Bolzen der Bolzenscheibe sowie die Anlaufkanten der Stege der Keilscheibe sind etwas abgeschrägt, so dass ein einwandfreies Ein- und Auslaufen der Bolzen in und aus den Nuten gewährleistet ist. Außerdem wird das Ein- und Auflaufen der Bolzen durch die Kegelform der Innenflächen der Teilscheiben der Keilscheibe unterstützt.The front edges of the bolts of the bolt washer as well as the leading edges of the webs of the wedge disc are slightly chamfered, so that a perfect entry and exit of the bolts in and out of the grooves is guaranteed is. Moreover is the entry and exit of the bolt through the conical shape of the inner surfaces of the Supported washers of the wedge washer.

Beim Schalten des Getriebes wird somit die Bolzenscheibe mehr oder weniger stark zwischen die beiden Teilscheiben der Keilscheibe gedrückt und so ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis hergestellt. Die Teilscheiben sind dazu auf ihrer gemeinsamen Achse verschiebbar angeordnet und stehen unter einem leichten Federdruck, der die Teilscheiben derart gegen die Bolzenscheibe drückt, dass ein in eine Nut der Teilscheiben der Keilscheibe eingelaufener Bolzen der Bolzenscheibe sicher gegen eine Stegkante drückt und so eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Bolzenscheibe und der Keilscheibe herstellt.When shifting the transmission thus the bolt washer more or less strongly between the two Partials of the wedge was pressed and a different gear ratio was created. For this purpose, the dividing disks can be moved on their common axis arranged and are under a slight spring pressure, which the dividing discs like presses against the pin washer, that a run-in in a groove of the part washers of the wedge washer Bolt the bolt washer securely against a web edge and such a frictional Establishes connection between the bolt washer and the wedge washer.

Je nach Übersetzungsverhältnis und Größe der Scheiben befinden sich ein oder mehrere Bolzen gleichzeitig in einer Nut. Bei einem kleinen Übersetzungsverhältnis befindet sich die Bolzenscheibe am äußeren Rand der Keilscheibe in Eingriff und mehrere Bolzen befinden sich gleichzeitig in einer Nut. Bei einem großen, maximal möglichen Übersetzungsverhältnis ist die Bolzenscheibe soweit zwischen die beiden Teilscheiben der Keilscheibe gedrückt, dass sich nur noch ein Bolzen in einer Nut befindet.Depending on the gear ratio and Size of the slices there are one or more bolts in a groove at the same time. At a small gear ratio the bolt washer on the outer edge the wedge plate engages and there are several bolts at the same time in a groove. With a large, maximum possible gear ratio the bolt washer between the two washers of the wedge washer pressed that there is only one bolt left in a groove.

[Beispiele][Examples]

An Hand von Zeichnungen werden der Aufbau und die Wirkungsweise der Erfindung erläutert und eine Ausführungsform für ein Fahrradnabengetriebe dargestellt.Using drawings, the Structure and operation of the invention explained and an embodiment for a Bicycle hub gear shown.

Es zeigen:Show it:

1 Eine Schnittdarstellung des Nabenschaltgetriebes für die Anordnung in einer Fahrrad- Vorderradnabe, 1 A sectional view of the hub transmission for the arrangement in a bicycle front wheel hub,

2 einen Schnitt A – A durch das Nabenschaltgetriebe gemäß 1, 2 a section A - A through the hub gear according 1 .

3 einen Schnitt B – B durch das Nabenschaltgetriebe gemäß 1, 3 a section B - B through the hub gear according to 1 .

4 einen Schnitt C – C durch das Nabenschaltgetriebe gemäß 1, 4 a section C - C through the hub gear according 1 .

5 eine Darstellung eines in der Nabenschaltung verwendeten Scheibenpaares bei geringer Übersetzung, 5 a representation of a pair of discs used in the hub gear with low gear ratio,

6 eine Darstellung eines in der Nabenschaltung verwendeten Scheibenpaares bei hoher Übersetzung, 6 a representation of a pair of discs used in the hub gear with high gear ratio,

7 das Prinzip des wechselseitigen Einlaufens der Bolzen der ersten Scheibe in die Nuten der beiden Teilscheiben der Keilscheibe gemäß 5 und 7 the principle of the reciprocal running of the bolts of the first washer into the grooves of the two part washers of the wedge washer 5 and

8 das Prinzip des wechselseitigen Einlaufens der Bolzen der ersten Scheibe in die Nuten der beiden Teilscheiben der Keilscheibe gemäß 6. 8th the principle of the reciprocal running of the bolts of the first washer into the grooves of the two part washers of the wedge washer 6 ,

Der prinzipielle Aufbau des Nabenschaltgetriebes mit Tretkurbelantrieb ist in 1 dargestellt. Es dient zum Übertragen einer Drehbewegung mit einem stufenlos veränderlichen Übersetzungsverhältnis auf ein in einem Rahmen gehaltenes Rad, z. B. Vorderrad eines Fahrrades. Das Rad besitzt dafür eine Nabenhülse 12, in der eine Nabenwelle 10 drehbar gelagert ist.The basic structure of the hub gearbox with pedal crank drive is in 1 shown. It is used to transmit a rotary motion with a continuously variable transmission ratio to a wheel held in a frame, e.g. B. Front wheel of a bicycle. The wheel has a hub sleeve for this 12 in which a hub shaft 10 is rotatably mounted.

Innerhalb der Nabenhülse 12 ist das Getriebe in einer erfindungsgemäßen Bolzen- Keilscheibenkombination als doppeltes Planetengetriebe aufgebaut. Der grundsätzliche Aufbau dieser Kombination und das Zusammenwirken von Bolzenscheibe 1 und Keilscheibe 2 ist aus den Zeichnungen 5 bis 8 zu entnehmen.Inside the hub shell 12 the transmission is constructed as a double planetary gear in a bolt-wedge disc combination according to the invention. The basic structure of this combination and the interaction of the pin washer 1 and wedge washer 2 is from the drawings 5 to 8th refer to.

Die Kraftübertragung erfolgt von der die Antriebswelle bildenden Nabenwelle 10, die gleichzeitig die Tretkurbelachse ist. Die Tretkurbeln (nicht dargestellt) werden mittels einer Verschraubung 11 befestigt. Um eine erste Bolzenscheibe 1, die in 1 als ein erstes Sonnenrad 13 ausgebildet ist, laufen vier Planetenräder 16 in Form von Keilscheiben 2 um.Power is transmitted from the hub shaft that forms the drive shaft 10 , which is also the pedal crank axis. The pedal cranks (not shown) are screwed together 11 attached. To a first bolt washer 1 , in the 1 as a first sun gear 13 trained, four planet gears run 16 in the form of wedge washers 2 around.

Jedes auf dem ersten Sonnenrad 13 umlaufende Keilscheiben-Planetenrad 16 ist über eine gemeinsame Welle 19 mit jeweils einem zweiten Planetenrad 17, das eine Bolzenscheibe 1 ist, verbunden, die ihrerseits planetenartig auf einer Keilscheibe 2 umlaufen, die ein zweites Sonnenrad 14 bildet.Each on the first sun gear 13 revolving wedge planet gear 16 is about a common wave 19 with a second planet gear each 17 which is a bolt washer 1 is connected, which in turn is planet-like on a wedge disc 2 revolve around the second sun gear 14 forms.

Das zweite Sonnenrad 14 ist auf einer Hohlwelle 21 angeordnet, die auf der Nabenwelle 10 gelagert ist und als Abtriebswelle fest mit der Nabenhülse 12 verbunden ist. Die Hohlwelle 21 dient gleichzeitig als Freilaufhülse.The second sun gear 14 is on a hollow shaft 21 arranged on the hub shaft 10 is mounted and as an output shaft firmly with the hub sleeve 12 connected is. The hollow shaft 21 also serves as a freewheel sleeve.

Der Umlaufradius der vier Wellen 19 mit den paarweise angeordneten Planetenräder 16, 17 wird relativ zu der Achse der Sonnenräder 13, 14, die durch die Wellen 10, 21 verläuft, durch steuerbare Schwingen 18 verändert. Die Schwingen 18 sind am Planetenträger 15 gelagert und halten an ihren freien Enden Achsen 20, auf denen die Wellen 19 für die Planetenräder 16, 17 gelagert sind.The orbital radius of the four shafts 19 with the planet gears arranged in pairs 16 . 17 becomes relative to the axis of the sun gears 13 . 14 by the waves 10 . 21 runs, by controllable swing 18 changed. The wings 18 are on the planet carrier 15 stored and hold axes at their free ends 20 on which the waves 19 for the planet gears 16 . 17 are stored.

Die Achsen 20 der Planetenräder 16, 17 sind außerdem an den freien Enden der Schwingen 18 in einer Steuerscheibe 22 geführt, so dass durch ein Verdrehen des Planetenträgers 15 relativ zur Steuerscheibe 22 die Achsen 20 der Planetenräder 16, 17 gegenüber der gemeinsamen Achse der Sonnenräder 13, 14 verschiebbar sind und somit die Tiefe des Eindringens der Bolzenscheiben 13 und 17 (bzw. Bezugszeichen 1 in 5 bis 8) in die Kegelscheiben 14 und 16 (bzw. Bezugszeichen 2 in 5 bis 8) verändert werden kann.The axes 20 the planet gears 16 . 17 are also at the free ends of the wings 18 in a control disc 22 guided, so that by rotating the planet carrier 15 relative to the control disc 22 the axes 20 the planet gears 16 . 17 opposite the common axis of the sun gears 13 . 14 are displaceable and thus the depth of penetration of the bolt washers 13 and 17 (or reference number 1 in 5 to 8th ) in the conical washers 14 and 16 (or reference number 2 in 5 to 8th ) can be changed.

2 zeigt einen Schnitt A – A durch das Nabenschaltgetriebe gemäß 1. Der Schnitt verläuft durch die Plane tengetriebeanordnung in der das erste Sonnenrad 13 eine Bolzenscheibe 1 ist. 2 shows a section A - A through the hub gear according to 1 , The cut runs through the tarpaulin gear arrangement in which the first sun gear 13 a bolt washer 1 is.

Um das Sonnenrad 13 kreisen vier Planetenräder 16, deren Achsen 20 gegenüber der Achse des Sonnenrades 13, die durch die Nabenwelle 10 verläuft, mittels Schwingen 18 verschiebbar sind.To the sun gear 13 orbit four planet wheels 16 whose axes 20 opposite the axis of the sun gear 13 by the hub shaft 10 runs, by swinging 18 are movable.

Die Schwingen 18 sind am Planetenträger 15 gelagert und tragen an ihren freien Enden die Achsen 20 auf denen mittels Wellen 19 die Planetenräder 16 gelagert sind.The wings 18 are on the planet carrier 15 stored and carry the axles at their free ends 20 on which by means of waves 19 the planet gears 16 are stored.

3 zeigt einen Schnitt B – B durch das Nabenschaltgetriebe gemäß 1. Der Schnitt verläuft durch die Planetengetriebeanordnung in der das zweite Sonnenrad 14 eine Keilscheibe 2 ist. 3 shows a section BB through the hub gear according to 1 , The section runs through the planetary gear arrangement in the second sun gear 14 a wedge washer 2 is.

Um das Sonnenrad 14 kreisen vier Planetenräder 17, deren Achsen 20 gegenüber der Achse des Sonnenrades 14, die durch die Nabenwelle 10 verläuft, mittels Schwingen 18 verschiebbar sind. Das Sonnenrad 14 ist mittels einer Hohlwelle 21 auf der Nabenwelle 10 gelagert.To the sun gear 14 orbit four planet wheels 17 whose axes 20 opposite the axis of the sun gear 14 by the hub shaft 10 runs, by swinging 18 are movable. The sun gear 14 is by means of a hollow shaft 21 on the hub shaft 10 stored.

Die Schwingen 18 sind am Planetenträger 15 gelagert und tragen an ihren freien Enden die Achsen 20 auf denen mittels Wellen 19 die Planetenräder 17 gelagert sind.The wings 18 are on the planet carrier 15 stored and carry the axles at their free ends 20 on which by means of waves 19 the planet gears 17 are stored.

Zur Erläuterung des Steuermechanismus zeigt 4 einen Schnitt C – C durch das Nabenschaltgetriebes gemäß 1.To explain the control mechanism shows 4 a section C - C through the hub gear according to 1 ,

Die Steuerscheibe 22, die gegenüber dem Planetenträger 15 drehbar angeordnet ist, ist zusammen mit dem Planetenträger 15 auf der Nabenwelle 10 gelagert. Am Umfang der Steuerscheibe 22 sind Steuernuten 23 bogenförmig angeordnet, die bei einem Drehen der Steuerscheibe 22 Steuerbolzen 24 mit nehmen, die an den Enden der Schwingen 18 in der Nähe der Achsen 20 der Planetenräder 16, 17 angebracht sind.The control disc 22 facing the planet carrier 15 is rotatably arranged together with the planet carrier 15 on the hub shaft 10 stored. On the circumference of the control disc 22 are tax slots 23 arranged in an arc shape when turning the control disc 22 control bolt 24 with take that at the ends of the wings 18 near the axes 20 the planet gears 16 . 17 are attached.

Die Abbildungen 5 und 6 zeigen das Grundprinzip des Getriebes, das aus mindestens einer ersten Scheibe 1 und einer zweiten Scheibe 2 besteht, die paarweise angeordnet sind und ähnlich wie zwei Zahnräder ineinander greifen.The illustrations 5 and 6 show the basic principle of the transmission, which consists of at least a first disc 1 and a second disc 2 exists, which are arranged in pairs and mesh like two gears.

Die erste Scheibe 1, die eine Bolzenscheibe ist, besitzt eine Vielzahl von Bolzen 5, die am Umfang der Scheibe 1 axial beweglich angeordnet sind und die zweite Scheibe 2, die eine Keilscheibe ist, besteht aus zwei auf einer Achse 4 gegeneinander beweglichen Teilscheiben 2.1 und 2.2. Die einander zugewandten Flächen 8 der Teilscheiben 2.1 und 2.2 sind kegelförmig geformt und besitzen radial angeordnete Nuten 6 und Stege 7.The first disc 1 , which is a bolt washer, has a plurality of bolts 5 that on the perimeter of the disc 1 are axially movable and the second disc 2 , which is a wedge plate, consists of two on one axis 4 part disks movable against each other 2.1 and 2.2 , The facing surfaces 8th of the indexing discs 2.1 and 2.2 are conical in shape and have radially arranged grooves 6 and bridges 7 ,

Die beiden Teilscheiben 2.1 und 2.2 der zweiten Scheibe 2 sind derart in Umlaufrichtung gegeneinander versetzt angeordnet, dass immer einem Steg 7 der einen Teilscheibe 2.1 oder 2.2 eine Nut 6 der anderen Teilscheibe 2.1 oder 2.2 gegenübersteht, so dass die Bolzen 5 der Bolzenscheibe 1 wechselseitig durch einen Steg 7 der einen Teilscheibe 2.1 oder 2.2 in die Nut 6 der anderen Teilscheibe 2.1 oder 2.2 gedrückt werden.The two dividing discs 2.1 and 2.2 the second disc 2 are staggered in the circumferential direction so that there is always a web 7 one part disc 2.1 or 2.2 a groove 6 the other indexing disc 2.1 or 2.2 faces so that the bolt 5 the bolt washer 1 alternately through a footbridge 7 one part disc 2.1 or 2.2 in the groove 6 the other indexing disc 2.1 or 2.2 be pressed.

Die Nuten 6 und die Stege 7 sind radial angeordnet und dementsprechend nach außen, zum Rand der Scheibe hin, strahlenförmig erweitert.The grooves 6 and the bridges 7 are arranged radially and accordingly radially expanded towards the outside, towards the edge of the disc.

Je nach Übersetzung werden die Bolzen 5 der ersten Scheibe 1 wechselseitig in die Nuten 6 der Teilscheiben 2.1 und 2.2 der zweiten Scheibe 2 gedrückt. Je nach dem, wie tief die Bolzen 5 zwischen die Teilscheiben 2.1 und 2.2 eindringen, werden gleichzeitig die beiden Teilscheiben 2.1 und 2.2 durch die Kegelform ihrer Flächen 8 auseinandergedrückt.Depending on the translation, the bolts 5 the first disc 1 alternately in the grooves 6 of the indexing discs 2.1 and 2.2 the second disc 2 pressed. Depending on how deep the bolts are 5 between the dividing discs 2.1 and 2.2 penetrate, the two dividing disks become simultaneously 2.1 and 2.2 through the cone shape of their surfaces 8th pushed apart.

Dabei stehen die Teilscheiben 2.1 und 2.2 unter einem Federdruck, durch den die Teilscheiben 2.1, 2.2 beim Herausfahren der Bolzen 5 wieder zusammengedrückt werden.The dividing disks are there 2.1 and 2.2 under a spring pressure, through which the dividing discs 2.1 . 2.2 when removing the bolts 5 be squeezed together again.

Entsprechend 5 befinden sich bei geringer Übersetzung mehrere Bolzen 5 in einer Nut 6 und bei hoher Übersetzung, wie in 6 dargestellt, nur noch ein Bolzen 5.Corresponding 5 there are several bolts with a low gear ratio 5 in a groove 6 and with high translation, as in 6 shown, only one bolt 5 ,

Abweichend von einer geradlinigen radialen Ausrichtung können die Stege 7 und die Nuten 6 auch von einer radialen Linie kurvenförmig abweichen.The webs can deviate from a straight radial alignment 7 and the grooves 6 also deviate from a radial line in a curve.

Das Prinzip des wechselseitigen Einlaufens der Bolzen 5 der ersten Scheibe 1 in die Nuten 6 der beiden Teilscheiben 2.1 und 2.2 der zweiteiligen Keilscheibe 2 ist in 7 bei einem geringen Übersetzungsverhältnis gemäß 5 und in 8 bei einem hohen Übersetzungsverhältnis gemäß 6 dargestellt. Beim Einlaufen eines Bolzens 5 in die Keilscheibe 2 wird dieser zunächst von einer Einlauf kante 9 eines Steges 7 der einen Teilscheibe 2.1 erfasst und anschließend in die Nut 6 der anderen Teilscheibe 2.2 gedrückt. Befindet sich der Bolzen 5 vollständig in der Nut 6, drückt er gegen die Arbeitskante eines Steges 7 der Teilscheibe 2.2 und nimmt diese mit. Der Bolzen 5 drückt solange gegen diese Kante bis er die Keilscheibe 2 verlassen bzw. bei tiefer eingedrungenen Bolzen 5 durch die Kegelform der Teilscheiben 2.1, 2.2 keine Berührung mehr mit der Keilscheibe 2 hat. Dieser Vorgang findet abwechselnd zwischen den Stegen 7 und Nuten 6, mal an der einen Teilscheibe 2.1 und mal an der anderen Teilscheibe 2.2 statt. Je nach Eindringtiefe der Bolzenscheibe 1 in die Keilscheibe 2 können sich ein Bolzen 5 (8) oder mehrere Bolzen 5 (7) gleichzeitig in einer Nut 6 befinden.The principle of reciprocating the bolts 5 the first disc 1 in the grooves 6 of the two dividing discs 2.1 and 2.2 the two-part wedge washer 2 is in 7 according to a low gear ratio 5 and in 8th at a high gear ratio 6 shown. When a bolt runs in 5 in the wedge disc 2 this is initially from an inlet edge 9 of a footbridge 7 one part disc 2.1 captured and then into the groove 6 the other indexing disc 2.2 pressed. The bolt is located 5 completely in the groove 6 , he pushes against the working edge of a web 7 the indexing disc 2.2 and takes it with me. The bolt 5 press against this edge until it presses the wedge 2 leave or with deeper penetrated bolts 5 due to the conical shape of the indexing discs 2.1 . 2.2 no more contact with the wedge disc 2 Has. This process takes place alternately between the webs 7 and grooves 6 , sometimes on the one disc 2.1 and times on the other indexing disc 2.2 instead of. Depending on the depth of penetration of the bolt washer 1 in the wedge disc 2 can get a bolt 5 ( 8th ) or several bolts 5 ( 7 ) at the same time in a groove 6 are located.

[Bezugszeichenliste]

1.: erste Scheibe, Bolzenscheibe
2.: zweite Scheibe, zweiteilige Kegelscheibe
2.1.: rechte Teilscheibe
2.2.: linke Teilscheibe
3.: Welle der Bolzenscheibe
4.: Welle der Kegelscheibe
5.: Bolzen
6.: Nuten
7.: Stege
8.: kegelförmig gewölbte Flächen der Keilscheibe
9.: stirnseitige Einlauf kante
10.: Nabenwelle, Tretlagerachse
11.: Verschraubung zur Befestigung der Tretkurbeln
12.: Nabenhülse
13.: Erstes Sonnenrad
14.: Zweites Sonnenrad
15.: Planetenträger
16.: Planetenräder des ersten Planetengetriebes
17.: Planetenräder des zweiten Planetengetriebes
18.: Schwinge
19.: gemeinsame Welle für die paarweise Anordnung der
: Planetenräder
20.: Planetenradachsen
21.: Welle des zweiten Sonnenrades
22.: Steuerscheibe
23.: Steuernuten
24.: Steuerbolzen

[REFERENCE LIST]

1.: first washer, bolt washer
Second: second disc, two-part conical disc
2.1.: right part disc
2.2.: left part disc
Third: Pin washer shaft
4th: Cone pulley shaft
5th: bolt
6th: groove
7th: Stege
8th.: conically curved surfaces of the wedge disc
9th: frontal inlet edge
10th: Hub shaft, bottom bracket axle
11th: Screw connection for fastening the pedal cranks
12th: hub sleeve
13th: First sun gear
14th: Second sun gear
15th: planet carrier
16th: Planetary gears of the first planetary gear
17th: Planet gears of the second planetary gear
18th: wing
19th: common shaft for the paired arrangement of the
: planetary gears
20th: planet gear
21st: Shaft of the second sun gear
22nd: control disc
23rd: control grooves
24th: control bolt

Claims

Hub gearbox with pedal crank drive for transferring a rotary movement to a wheel held in a frame with a continuously variable transmission ratio, consisting of - a rotatable, in a hub sleeve ( 12 ) mounted hub shaft ( 10 ), - on the hub shaft ( 10 ) attached cranks ( 11 ), - two inside the hub shell ( 12 ) arranged planetary gears, which have a common planet carrier ( 15 ), which is firmly connected to the frame, wherein - the first planetary gear has a first sun gear ( 13 ) that is firmly on the hub shaft ( 10 ) arranged and as a bolt washer ( 1 ) is formed, and with the first sun gear ( 13 ) meshing planet gears ( 17 ) as wedge washers ( 2 ) are formed, - the second planetary gear a second sun gear ( 14 ) that is on a hollow shaft ( 21 ) attached and as a wedge disc ( 2 ) is formed, the hollow shaft ( 21 ) on the hub shaft ( 10 ) and the second sun gear ( 14 ) meshing planet gears ( 16 ) as bolt washers ( 1 ) are formed, or - the first planetary gear a first sun gear ( 13 ) that is firmly on the hub shaft ( 10 ) arranged and as a wedge disc ( 2 ) is formed, and with the first sun gear ( 13 ) meshing planet gears ( 17 ) as bolt washers ( 1 ) are formed, - the second planetary gear a second sun gear ( 14 ) has as a bolt washer ( 2 ) is formed and by means of a shaft ( 21 ) with the hub shell ( 12 ) is connected on the hub shaft ( 10 ) is mounted, and that with the second sun gear ( 14 ) meshing planet gears ( 16 ) as wedge washers ( 2 ) are formed, whereby - the bolt washer ( 1 ) a variety of bolts ( 5 ) carries on the circumference of the bolt washer ( 1 ) are axially movable, - the wedge disc ( 2 ) from two on one shaft ( 4 ) mutually movable dividing discs ( 2.1 . 2.2 ), with the surfaces facing each other ( 8th ) of the indexing discs ( 2.1 . 2.2 ) one to the shaft ( 4 ) have increasing curvature and radially arranged grooves ( 6 ) and bridges ( 7 ), - the two dividing discs ( 2.1 . 2.2 ) of the second disc ( 2 ) are offset against each other in such a way that there is always a web ( 7 ) of a partial disc ( 2.1 or 2.2 ) a groove ( 6 ) of the other index plate ( 2.1 or 2.2 ) faces so that the bolts ( 5 ) alternately through the web ( 7 ) of a partial disc ( 2.1 or 2.2 ) in the groove ( 6 ) of the other index plate ( 2.1 or 2.2 ) are pressed and - one planet gear each ( 16 ) of a planetary gear with the planet gear ( 17 ) of the other planetary gear a common shaft ( 19 ) and the waves ( 19 ) of the planet gears arranged in pairs ( 16 . 17 ) on one axis ( 20 ) in on the planet carrier ( 15 ) mounted wings ( 18 ) are rotatably arranged, whereby the shafts ( 19 ) the planet gears ( 16 . 17 ) towards the waves ( 10 . 21 ) the sun gears ( 13 . 14 ) are displaceable in their distance from each other.

Hub gearbox according to claim 1, characterized in that the hollow shaft ( 21 ) that the sun gear ( 14 ) with the hub shell ( 12 ) is connected via a one-way clutch.

Hub gearbox according to claim 1 and 2, characterized in that the axes ( 20 ) the Planet gears ( 16 . 17 ) at the free ends of the wings ( 18 ) in a control disc ( 22 ) are guided so that by rotating the planet carrier ( 15 ) relative to the control disc ( 22 ) the axes ( 20 ) the planet gears ( 16 . 17 ) opposite the common axis ( 10 ) the sun gears ( 13 . 14 ) are movable.

Hub gearbox according to claim 3, characterized in that for rotating the control disc ( 22 ) a Bowden cable with counterhold on the planet carrier ( 15 ) and a spring return mechanism is arranged.