Schaltvorgänge

 In diesem Abschnitt sollen die Schaltvorgänge der 3-Gang-Nabenschaltung erläutert werden.

 

Schalten vom 1. in den 2. Gang

In allen Gängen treibt zunächst das Ritzel den Mitnehmer an, welcher das Drehmoment über die Verzahnung an die Schaltmuffe überträgt. Im ersten und zweiten Gang greift die Schaltmuffe mit Hilfe einer weiteren Verzahnung in das Hohlzahnrad des Planetengetriebes. Im ersten Gang treibt dieses Hohlzahnrad die Planetenräder um das feststehende Sonnenrad. Hierdurch wird der Planetenradträger angetrieben auf dem die Planetenräder sitzen.

Der Planetenradträger rotiert dabei mit einer geringeren Drehzahl im Vergleich zum Hohlzahnrad, wobei sich das Hohlzahnrad mit der Frequenz des Ritzels dreht. Man erhält damit eine Übersetzung ins Langsame. Das Drehmoment wird im selben Maße wie sich die Drehzahl verringert gesteigert. Über die Freilaufsperre wird das gesteigerte Drehmoment des Planetenradträgers direkt auf die Nabenhülse und damit auf das Hinterrad übertragen. Man erhält somit eine relativ große Kraft auf die Hinterräder wie es für einen ersten Gang üblich ist.

Animation, Nabenschaltung, 3-Gang, Drei-Gang, 1. Gang, 2. Gang

Interaktive Animation: Schalten vom 1. und den 2. Gang

Für das Schalten in den zweiten Gang wird der Schalthebel "gelockert" und der Schaltzug verlängert sich. Die Schaltmuffe bewegt sich durch die Kraft der Feder schließlich nach vorne. Hierdurch rückt auch das Hohlzahnrad per Federkraft aus und schiebt sich in die entsprechende Freilaufsperre [fahre hierzu mit der Maus über die obere Abbildung]. 

Das vom Ritzel erzeugte Drehmoment wird nun direkt über den Mitnehmer und die Schiebemuffe an das Hohlzahnrad und schließlich über die Freilaufeinrichtung an die Nabenhülse weitergebenen. Es handelt sich praktisch um eine durchgehende "starre" Verbindung aller kraftübertragender Komponenten. Die Drehzahl bzw. das Drehmoment am Ritzel entspricht somit direkt der Drehzahl bzw. dem Drehmoment am Hinterrad. Das Planetengetriebe wird somit umgangen und man erhält eine 1:1 Übersetzung.

Zwar wird im zweiten Gang über das Hohlzahnrad auch gleichzeitig der Planetenradträger angetrieben, jedoch ermöglicht die entsprechende Freilaufvorrichtung, dass die schneller rotierende Nabenhülse den Planetenradträger in den Freilauf versetzt und somit gar nicht an der Kraftübertragung aktiv teilnimmt (siehe Animation "Freilauf des Hohlzahnrades").

 

Schalten vom 2. in den 3. Gang

Beim Schalten in den dritten Gang wird der Schaltzug durch Betätigen des Schalthebels nochmals "gelockert". Da jedoch das Hohlzahnrad bereits am Anschlag zur Freilaufsperre ist, kann dieses diesmal nicht weiter ausrücken. Hierdurch schiebt sich lediglich die Schaltmuffe weiter nach vorne und rückt von der Verzahnung des Hohlzahnrades nun in eine entsprechende Verzahnung im Planetenradträger [fahre hierzu mit der Maus über die untere Abbildung]. 

Animation, Nabenschaltung, 3-Gang, Drei-Gang, 2. Gang, 3. Gang

Interaktive Animation: Schalten vom 2. und den 3. Gang

Somit wird im dritten Gang nun direkt der Planetenradträger vom Ritzel angetrieben und treibt die Planetenräder um das feststehende Sonnenrad. Dementsprechend setzt sich nun das Hohlzahnrad in Bewegung wobei dieses mit einer höheren Drehzahl als der Planetenradträger rotiert. Man erhält schließlich eine Übersetzung ins Schnelle wie es für einen höheren Gang üblich ist. 

Die größer gewordene Drehzahl wird nun über die Freilaufsperre am Hohlzahnrad direkt auf die Nabenhülse übertragen. Wie bereits im zweiten Gang so wird auch im dritten Gang der langsamer rotierende Planetenradträger über dessen Sperrvorrichtung wieder in einen Freilauf versetzt.

Der Dritte Gang verhält sich somit übersetzungstechnisch gerade umgekehrt wie der erste Gang. Im ersten Gang wird über das Hohlzahnrad der Planetenradträger angetrieben und im dritten Gang treibt der Planetenradträger das Hohlzahnrad an. Somit sind die Übersetzungsverhältnisse gerade reziprok zueinander. 

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