DE1425839C

DE1425839C - Multi-speed planetary gear for wheel hubs with backstep brake

Info

Publication number: DE1425839C
Authority: DE
Inventors: Gordon Herbert Mapperley Plains Nottingham Preece (Großbritannien)
Original assignee: Raleigh Industries Ltd
Current assignee: Raleigh Industries Ltd
Publication date: 1971-07-08

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Mehrgang- hülse und der Planetenträger zusammenwirkende neiThe invention relates to a multi-turn sleeve and the planet carrier interacting nei

Planetengetriebe für Radnaben mit Rücktrittbremse, Klauen, die abgeschrägte Flächen zur Abweisung zuPlanetary gear for wheel hubs with coaster brake, claws, the beveled surfaces for repulsion too

in welchem die Antriebsbewegung des Treibers über im Bremsdrehsinn aufweisen, so daß im Bremsdreh-in which the drive movement of the driver has in the braking direction of rotation, so that in the braking rotation

eine Schalthülse und formschlüssige Kupplungen sinn eine unbegrenzte Verdrehung zwischen diesen ruia shift sleeve and positive couplings mean unlimited rotation between these rui

wahlweise auf einen Planetenträger oder ein Zentral- 5 Teilen möglich ist. joptionally on a planet carrier or a central 5 parts is possible. j

rad und von diesen auf die Nabenhiilse übertragen Bei einer vorteilhaften Ausbildung der erfindungs- eiiwheel and transferred from these to the hub shell. In an advantageous embodiment of the invention

wird und die Bremsbewegung von dem Treiber im gemäß vorgesehenen Sperr-Ratsche trägt der Treiber el·,and the driver carries the braking movement in the locking ratchet provided in accordance with the driver el

umgekehrten Drehsinn auf einen dieser Teile über- eine oder mehrere an ihm schwenkbar gelagerte 14reverse direction of rotation to one of these parts via one or more 14 pivotally mounted on it

tragen wird. Sperrklinken, die zusammen mit Sperrzähnen im hiwill wear. Pawls, which together with ratchet teeth in the hi

Bei bekannten Getrieben dieser Art (deutsche io Zentralrad die die Bremse betätigende Ratsche ;K>In known transmissions of this type (German io central wheel the ratchet that actuates the brake; K>

Patentschrift 976 577 und deutsche Auslegeschrift bilden und rückwärtig verlängerte Teile aufweisen,Form patent specification 976 577 and German Auslegeschrift and have rearward extended parts,

I 043 121) wird über denselben, je nach der Gang- durch deren Zusammenwirken mit nach außen ge- jsiiI 043 121) is about the same, depending on the course through their interaction with the outside

einstellung vorhandenen Kraftweg vom Treiber über richteten Keilvorsprüngen der Schalthülse die Sperr- J2¹/adjustment of the existing force path from the driver via aligned wedge projections of the switching sleeve the locking J2 ¹ /

die Schalthülsc entweder zum Planetenträger oder klinken von den Sperrzähnen abhebbar sind, wobei tethe Schalthülsc can either be lifted to the planet carrier or pawl from the ratchet teeth, with te

zum Zentralrad nicht nur die Antriebskraft in Vor- 15 zwischen zusammenwirkenden Vorsprüngen am aito the central wheel not only the driving force in front 15 between cooperating projections on the ai

wärtsrichtung auf die Nabe, sondern auch bei einer Treiber und der Schalthülse Spiel vorhanden ist, dastowards the hub, but also in the case of a driver and the shift sleeve

Riickwärtsdrehung des Treibers die Bremskraft auf den Eingriff der Sperrklinken mit den Sperrzähnen k;Reverse rotation of the driver applies the braking force to the engagement of the pawls with the ratchet teeth k;

die Bremse übertragen. Dies hat den Nachteil, daß bei einer Relativdrehung zwischen der Schalthülse sitransfer the brake. This has the disadvantage that with a relative rotation between the switching sleeve si

auch für die Übertragung der Bremskraft ein je nach und dem Zentralrad im Bremsdrehsinn des Treibers Valso for the transmission of the braking force depending on and the central wheel in the braking direction of rotation of the driver V

der Gangeinstellung unterschiedliches Übersetzungs- ao ermöglicht. Tthe gear setting allows different gear ratios. T

verhältnis wirksam ist, so daß zur Erzielung einer Damit nicht bei jedem Bremsvorgang zunächst trratio is effective, so that to achieve a So that not first tr

gleichen Bremswirkung eine je nach der Gangein- dieses Spiel durch Rückwärtstreten überwunden Vsame braking effect depending on the gear engaged, this game overcome by stepping backwards V

stellung unterschiedliche Kraft auf den Treiber werden muß und infolgedessen eine Verzögerung ! Sposition different force on the driver must be and as a result a delay! S.

ausgeübt werden muß. Ein weiterer Nachteil liegt der Bremswirkung eintritt, ist vorteilhafterweise eine dmust be exercised. Another disadvantage is the braking effect occurs, is advantageously a d

darin, daß bei einer Einstellung des Getriebes zwi- as den Treiber gegen die SchalthUlse im Bremsdrehsinn Zin that when the transmission is set between the driver against the shift sleeve in the braking direction of rotation Z

sehen zwei Gängen, wie sie während des Umschaltens verdrehende Drehfeder vorgesehen. Dies bewirkt, üsee two gears as provided during the shifting twisting torsion spring. This causes ü

oder auch bei schlechter Justierung des Getriebes daß schon beim Aufhören der nach vorn gerichteten ; dor even with poor adjustment of the gearbox that when you stop the forward-facing; d

auftreten kann, die Übertragung der Bremskraft Antriebskraft der Treiber selbsttätig relativ zur >can occur, the transmission of the braking force driving force of the driver automatically relative to the>

auf die Bremse überhaupt unterbrochen ist. Schalthülse zurückgedreht wird und die Sperrklinkenon the brake is interrupted at all. Shift sleeve is turned back and the pawls

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, 3° infolgedessen in den Eingriff mit den Sperrzähnen . CThe invention is therefore based on the object of 3 ° as a result in engagement with the ratchet teeth. C.

in einem Getriebe der genannten Art die Schaltein- gebracht werden, so daß das Getriebe ständig in jiIn a transmission of the type mentioned, the shift inputs are brought in, so that the transmission is constantly in ji

richtungen so auszubilden, daß das Getriebe seine Bremsbereitschaft ist. i 1to train directions so that the transmission is ready to brake. i 1

Bremswirkung nicht bei Einstellungen zwischen den Die Erfindung wird im folgenden an Hand des | dBraking effect not with settings between the The invention is in the following with reference to the | d

Gängen verliert und daß bei einer gegebenen Brems- in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels rLoses gears and that for a given braking embodiment shown in the drawing r

kraft die Bremswirkung in den hohen Gängen nicht 35 näher erläutert. Es zeigt sforce the braking effect in the high gears not explained in more detail. It shows s

geringer ist als im niedrigen Gang. F i g. 1 einen Längsschnitt durch das erfindungs-is less than in low gear. F i g. 1 a longitudinal section through the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem gemäße Planetengetriebe, I 2According to the invention, this object is achieved with a planetary gear set according to the invention, I 2

Getriebe der genannten Art dadurch gelöst, daß F i g. 2 einen Querschnitt an der Stelle H-IT in | sTransmission of the type mentioned achieved in that F i g. 2 shows a cross section at the point H-IT in | s

zwischen Treiber und Zcntralrad eine- nur im Brems- F i g. I und j 1<between driver and Zcntralrad one- only in the brake- F i g. I and j 1 <

drehsinn des Treibers wirksame Sperr-Ratsche vor- 40 Fig. 3 die Darstellung eines Details aus Fig. 1. 2direction of rotation of the driver effective locking ratchet 40 Fig. 3 the representation of a detail from Fig. 1. 2

gesehen ist, deren Spcrrelemente durch Vorsprünge Fig. 1 zeigt eine Radnabe 11, in der ein Treiber ! iis seen, the Spcrrelemente by projections Fig. 1 shows a wheel hub 11, in which a driver! i

auf der Schalthülsc im Schnellgang während der 12 um eine feststehende Achse 13 drehbar gelagert ton the Schalthülsc in high gear during the 12 rotatably about a fixed axis 13 t

Antriebsbewegung des Treibers außer Eingriff sind, ist. Eine Schalthülse 14 sitzt auf der Achse 13 und IDrive movement of the driver are disengaged is. A switching sleeve 14 sits on the axis 13 and I.

und daß die formschlüssigen Kupplungen an der kann mittels der Schaltstange 15 axial dazu bewegt ;and that the form-fitting clutches on the can moved axially thereto by means of the shift rod 15;

Schalthülse und dem Planetenträger im Bremsdreh- 45 werden. Ein Sonnenrad 16 sitzt fest auf der Achse tShift sleeve and the planet carrier in the brake turn 45. A sun gear 16 is firmly seated on the axis t

sinn eine relative Verdrehung dieser Teile zulassen. 13. Mehrere Planetenräder 17 sind an einem Pia- ! ]allow a relative rotation of these parts. 13. Several planet gears 17 are on a pia-! ]

Hierdurch wird erreicht, daß die Bremskraft auf netenträger 18 gelagert und befinden sich in Eingriff i stets demselben, von der Schaltstellung unabhängi- mit dem Sonnenrad 16. Der Planetenträger 18 ist gen Weg durch das Getriebe auf die Bremse über- frei drehbar auf der Achse 13 gelagert. Ein Zentral- ' < tragen wird, der stets dasselbe Übersetzungsverhältnis 50 rad 19 umgibt die Planetenräder und weist an seinem ! aufweist und auch bei einer Einstellung des Ge- Innenumfang eine mit den Planetenrädern 17 zusam- ι triebes zwischen den Gängen nicht unterbrochen ist. menwirkende Zahnung auf. Zwischen dem Zentral-Im Niedriggang, wenn die SchalthUlse mit dem rad 19 und der Radnabe 11 sitzt eine Ratsche 20 für Planetenträger gekuppelt ist, sorgt die besondere den Normalgang und den hohen Gang. Ferner ist Ausbildung dieser Kupplung dafUr, daß in Brems- 55 eine Ratsche 24 für den Niedriggang zwischen einem ₍ drehrichtung keine Kraft übertragen wird, so daß Bremskonus 21, der über ein Schraubgewinde mit ■ auch in dieser Schaltstellung die Übertragung der' dem Planetenträger 18 verbunden ist, und der Rad-Bremskraft ausschließlich über die hierfür vorge- nabe 11 angeordnet. Bei Relativdrehung zwischen seltene Spcrr-Ratschc erfolgt. dem Bremskonus 21 und dem Planetenträger 18 inThis ensures that the braking force is stored on the carrier 18 and is always in engagement with the sun gear 16, regardless of the switching position stored. A central '<will always have the same gear ratio 50 rad 19 surrounds the planetary gears and points to his! and even when the inner circumference is set, a drive with the planetary gears 17 is not interrupted between the gears. Men-acting teeth. Between the central low gear, when the gearshift sleeve is connected to the wheel 19 and the wheel hub 11, a ratchet 20 for planetary carriers is coupled, which ensures the normal gear and the high gear. Furthermore, this clutch is designed so that in braking 55 a ratchet 24 for the low gear between a ₍ direction of rotation no force is transmitted, so that the brake cone 21, which is connected via a screw thread with the transmission of the planet carrier 18 in this switching position and the wheel braking force is arranged exclusively via the pre-hub 11. When there is a relative rotation between the rare Spcrr ratchet, the brake cone 21 and the planetary carrier 18 in FIG

Es genügt, wenn die Kupplung zwischen Schalt- 60 Bremsrichtung tritt ein Bremsmantel 22 in Reibungshülse und Planetenträger eine relative Verdrehung verbindung mit einer Bremstrommel 23. Zur Bctätidieser Teile um einen Winkel zuläßt, der etwas gung der Bremse ist innerhalb der Nabe 11 eine größer ist als der bis zum Wirksamwerden der Sperr-Ratsche 25 vorgesehen, durch die der Brems-Bremse erforderliche Vcrdrchungswinkel. Deshalb konus 21 durch eine Drehung des Zcntralrades 19 genügt es, die Kupplung beispielsweise als Klauen- 65 und des Planetenträgers 18 so bewegt werden kann, kupplung mit entsprechendem Spiel zwischen den daß der Bremsmantel in seine aktive Stellung geführt Klauen auszubilden. Bei einer bevorzugten Ausfüh- wird. Die Schalthülse 14, die mit dem Treiber 12 zurungsform der Erfindung tragen jedoch die Schalt- sammenwirkt, braucht hierbei nicht mit dem Pia-It is sufficient if the clutch between switching 60 braking direction occurs a brake jacket 22 in the friction sleeve and planet carrier a relative rotation connection with a brake drum 23 which is provided until the locking ratchet 25 becomes effective, by the angle of compression required by the brake-brake. Therefore cone 21 by rotating the Zcntralrades 19 it is sufficient to move the clutch, for example as a claw 65 and the planet carrier 18, to form a clutch with appropriate play between the claws so that the brake jacket is guided into its active position. In a preferred embodiment . The switching sleeve 14, which carries the switching device with the driver 12, however, does not need to be connected to the pia-

Claims

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net support 18 or the central gear 19 together play between the spline teeth 12a and 146 of the

I act. Driver and the switching sleeve allows the

The driver 12 is axially pierced. These Boh pawls., Again in contact with the ratchet teeth

tion is provided with a spline 12 α. step, λνεηη the driver in the opposite

The inner bore of the planet carrier 18 has 5 set direction is rotated. This shutdown

, a plurality of claws 18 6 on. into the corresponding pawls in high gear in drive rotation

The corresponding claws 14 a on the inner end of the switching sleeve are necessary to prevent the front

14 intervene while preventing the outer end of the shift direction, since in high gear the

sleeve spline teeth 14 6 carries a higher in the corresponding central gear 12 compared to the driver Splines 12 α engage in the driver. io has rotational speed in drive direction.

A spring 26 for resetting the switch sleeve. Furthermore, it is necessary when the brake is in

: sits coaxially on the axis 13 between a nose in the required manner when the high is switched on

27 a of the fixed bearing cone 27 and the clutch gear should respond that either the claws

part 28, which cooperates with the switching sleeve and 14 a of the claws 18 b are separated or that

, on which the shift rod 15 engages. 15 the coupling between the switching sleeve and the

A planetary gear works like a planet carrier is set up so that these parts: know. The in the figure! parts shown are only in one direction, namely the drive rotation; in the position corresponding to the high gear. direction, are drivingly connected, and a forward rotation of the sprocket 29, which is not connected to the drive connection in the braking direction of rotation on driver 12, causes the planetary 20 to stop before the brake is applied. The carrier 18 also for rotation, namely via the brake is actuated by the Zentralradl9. A mediation of the switching sleeve 14, which on the one hand inevitable loosening of the drive connection can be achieved in the driver 12 and on the other hand in that the claws 14 a with the planetary carrier 18 engages. As a result, the central wheel 19 provided with an inclined rear surface 14α '(Fig. 3) is set in rotation and causes 25, where "at a corresponding inclination 186' via the pawls 20 α, which with the ratchet teeth 20 b on the appropriate side of the projections 18 b are engaged in front of the ratchet 20, the rotation of the hand. When the switching sleeve 14 is rotated in the hub and thus the drive.

To switch on the normal, i.e. H. the middle and the shift sleeve 14 is axially as long verscho-Ganges the shift sleeve 14 is withdrawn to 30 ben until the claws 14 a and 186 disengaged

their claws 14 a are in engagement with the projections. Instead, through suitable dimensions

19 a come in the central gear 19. In this case, the claws 18 b is sioning for tightening the

the drive introduced sufficient play of the clutch via the shift sleeve 14 on the central brake

wheel 19 and from there, as above,

wrote about the ratchet 20 to the hub 11. 35 The gearbox works as follows when braking:

In the low gear, the shift sleeve 14 is retracted even further. When the driver 12 is rotated in the braking-rotational direction, until its claws 14a against the device X (FIG 'The pawls 25a in all gears and also ken out of engagement with the corresponding locking device when bring the device to one of the intermediate teeth. In this case, the drive 40 is switched between high and normal gears via the shift sleeve 14 to the central gear, allows radial movement inward, and from there to the planet gears 17 and the pawls come into engagement with the die Rotation of the planet gears 17 about the fixed ratchet teeth 256 'under the action of the springs 25 c. Sun gear 16 causes a rotation of the planet- If necessary, a torsion spring can be provided, carrier 18 and thus the brake cone 21, by means of which the rotation of the driver 12 in the movement via the ratchet 24 on the hub 11 in the direction of the arrow X. transmits relative to the switching sleeve 14. immediately when the drive torque is stopped

When the high and normal are switched on, the pawls are always called

the ratchet 24 will overflow. when not driven, engage the ratchet teeth

Grasp the locking ratchet 25 to actuate the brake 50.

(see in particular Fig. 2) includes two ratchet pawls when a rearward force is applied to the

ken 25 α, which are carried by the driver 12 and pedals is exercised and the pawls 25 a

with inwardly directed ratchet teeth 25 6 of which are in engagement with the ratchet teeth 25 6, are

Central wheel cooperate. the central gear 19 and the planet carrier 18 in the

The pawls 25 a are rotated in slots 126 in 55 braking direction. The rotation of the end of the planet Driver 12. The rear parts 25 a 'of the carrier 18 causes an axial displacement of the The pawl 25 a are within the slot 126 to the brake cone 21 and thus the required friction a function still to be explained inwardly between the brake jacket 22 and the brake. A spring 29 presses each pawl 25 a drum 23 against the ratchet teeth 256

25 a 'of the pawls are beveled on their insides.

The pawls 25 a are opposite the driver 1. Multi-speed planetary gear for wheel hubs with 12 arranged so that the spline teeth 14 6 on the backstep brake, in which the drive movement shift sleeve 14 in its active position opposite the 65 movement of the driver via a switching sleeve and shaped spline teeth 12 a of the driver against the rear locking clutches optionally on a pia parts 25a 'of the pawls bump and they thereby netträger or a central wheel and from these disengage from ratchet teeth 256. is transferred to the hub shell and the

Braking movement is transmitted from the driver in the opposite direction of rotation to one of these parts, characterized in that a locking ratchet (25) is provided between the driver (12) and the central wheel (19), which is effective only in the braking direction of rotation of the driver, the locking elements (25 a, 25 b) are disengaged by projections (14 b) on the shift sleeve (14) in overdrive during the drive movement of the driver, and that the form-fitting clutches (14 a, 18 b) on the shift sleeve (14) and the planet carrier (18) allow a relative rotation of these parts in the braking direction.

2. Transmission according to claim 1, characterized in that the switching sleeve (14) and the planet carrier (18 ) carry cooperating claws (14 a, 18 b) which have beveled surfaces (14 a ', 18 b') for repulsion in the braking direction .

3. Transmission according to claim 1, characterized

shows that the driver (12) carries one or more pawls (25 a) pivotably mounted on it, which together with ratchet teeth (25 b) in the central wheel (19) form the ratchet that actuates the brake and rearwardly extended parts (25 a ') have, through their interaction with outwardly directed wedge projections (14 b) of the switching sleeve (14), the pawls (25 a) can be lifted off the ratchet teeth (25 b) , and; that between cooperating projections j (12 a, 14 b) on the driver (12) and the switching sleeve (14) play is present that the engagement of the pawls (25 a) with the ratchet teeth (25 b) \ in a relative rotation between the selection - J device (14) and the central wheel (19) in the braking direction of rotation of the driver (12) allows.

4. Transmission according to claim 3, characterized by the driver (12) opposite the shift sleeve (14) Torsion spring twisting in the direction of braking.

1 sheet of drawings