專(zhuān)利名稱(chēng)：多速輪轂傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多速輪轂傳動(dòng)裝置，涉及(但不限于)自行車(chē)的輪轂傳動(dòng)裝置。
在本技術(shù)領(lǐng)域中還已知，通過(guò)利用與共用齒輪環(huán)嚙合的復(fù)合行星齒輪來(lái)提供五速和七速周轉(zhuǎn)齒輪鏈輪轂，每個(gè)行星齒輪以驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)模式有選擇地嚙合相應(yīng)恒星齒輪而與其合作。
上述設(shè)置中的行星架(planet cage)可與輪轂殼套連接，以便借助安裝在行星架內(nèi)并與輪轂端蓋內(nèi)設(shè)置的棘輪齒合作的沿徑向或軸向移動(dòng)爪并根據(jù)輪轂狀態(tài)提供由行星架至輪轂殼套的驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)。齒輪環(huán)可通過(guò)徑向爪與輪轂殼套連接。
以同一申請(qǐng)人名義申請(qǐng)的EP0686113和EP0762968還公開(kāi)了，恒星齒輪相對(duì)于軸作軸向固定并提供可沿軸向移動(dòng)的檔位選擇器鍵，以便有選擇的與恒星齒輪之一嚙合，從而將恒星齒輪固定在軸上使其不旋轉(zhuǎn)。
以該申請(qǐng)人名義申請(qǐng)的EP0926057A2還公開(kāi)了，通過(guò)使用設(shè)置在輪轂軸相應(yīng)孔中的三個(gè)球和相對(duì)于軸作軸向移動(dòng)并在一個(gè)位置工作以從解除鎖定位置向鎖定位置移動(dòng)球的卷筒將恒星齒輪固定在輪轂軸上使其不旋轉(zhuǎn)，在鎖定位置中恒星齒輪相對(duì)于軸呈非旋轉(zhuǎn)鎖定。
由于采用了這些恒星齒輪鎖定部件，因此將恒星齒輪常鎖定在軸上是很重要的，否則驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)會(huì)失靈。而且任何一次僅有一個(gè)恒星齒輪鎖定在輪轂軸上也是很重要的，否則會(huì)導(dǎo)致齒輪傳動(dòng)鏈損壞。為此，恒星齒輪選擇部件并入了用于保證驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)在任何時(shí)間都不失靈或使一個(gè)以上的恒星小齒輪鎖定在軸上的機(jī)構(gòu)。
使用復(fù)合行星齒輪可以使五速和七速齒輪鏈輪轂得以大批量生產(chǎn)?？梢詳U(kuò)大使用復(fù)合齒輪以制造具有七個(gè)以上齒輪的齒輪鏈輪轂，但是這些齒輪鏈輪轂可能會(huì)不實(shí)用，因?yàn)轭~外的齒輪速比不具有大批量生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，而且很可能會(huì)降低齒輪傳動(dòng)鏈的機(jī)械強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明提供多速輪轂傳動(dòng)裝置，包括輪轂軸、以操作方式按順序排列連接在輪轂軸上的兩組件或兩組以上的組件，每個(gè)組件包括恒星齒輪、行星架輪、安裝在行星架內(nèi)并與恒星齒輪嚙合的行星小齒輪以及與行星小齒輪和部件嚙合的齒輪環(huán)，所述部件相對(duì)于輪轂軸有選擇地以不旋轉(zhuǎn)鎖定和解除鎖定恒星齒輪以便根據(jù)組件數(shù)提供多個(gè)齒輪速比。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，輸入件帶動(dòng)第一組件，由第一組件的輸出帶動(dòng)下一組件，等等。在操作中，通過(guò)有選擇地鎖定或解除鎖定每個(gè)組件，相應(yīng)的組件可以有選擇地提供直接傳動(dòng)或齒輪速比。借助于安裝在齒輪鏈組件上并可與設(shè)置在輪轂殼套組件內(nèi)棘輪齒合作的沿徑向或軸向移動(dòng)爪，一串組件中最后組件的輸出帶動(dòng)輪轂殼套。
設(shè)置每個(gè)周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件(epicyclic gear module)使得行星架成為傳動(dòng)或輸入件并通過(guò)單向離合器連接齒輪環(huán)，使得當(dāng)恒星小齒輪相對(duì)于輪轂軸解除不旋轉(zhuǎn)鎖定時(shí)可以實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)。當(dāng)周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件的恒星齒輪相對(duì)于軸解除鎖定時(shí)，周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件會(huì)直接帶動(dòng)下一周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件而不提高或降低齒輪速比。
當(dāng)周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件的恒星齒輪相對(duì)于輪轂軸鎖定時(shí)，齒輪環(huán)會(huì)比行星架旋轉(zhuǎn)得更快而超越在行星齒輪架和齒輪環(huán)之間工作的單向離合器，使得齒輪鏈組件的輸出會(huì)相對(duì)于傳動(dòng)齒輪鏈組件輸入速度以更快的轉(zhuǎn)速帶動(dòng)下一齒輪鏈組件。
如上所述，能夠選擇上述每個(gè)齒輪鏈組件以提供直接傳動(dòng)或齒輪速比。由于設(shè)置了一串連接在一起的齒輪鏈組件，因此可以通過(guò)每個(gè)齒輪鏈組件中輪轂軸解除鎖定恒星齒輪而獲得直接傳動(dòng)的齒輪鏈輪轂組件。這保證了在任何齒輪狀態(tài)下不會(huì)使驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)失靈。
當(dāng)鎖定了齒輪鏈組件中的恒星齒輪時(shí)，該組件的輸出會(huì)以不同于輸入件的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，其改變了整個(gè)輪轂的最終齒輪速比。如果每個(gè)齒輪鏈組件的齒輪速比是不同的，則可以獲得具有大量不同齒輪速比的齒輪鏈輪轂。
齒輪鏈組件中恒星齒輪的解除鎖定和鎖定動(dòng)作有效地將齒輪鏈組件由直接傳動(dòng)模式切換到齒輪速比模式。當(dāng)設(shè)置成直接傳動(dòng)的齒輪鏈組件不改變按順序排列的下一齒輪鏈組件的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，可以認(rèn)為斷開(kāi)了該齒輪鏈組件。當(dāng)齒輪鏈組件設(shè)置成齒輪速比模式時(shí)，不影響按順序排列的下一齒輪鏈組件的旋轉(zhuǎn)速度，可以認(rèn)為連接上了該齒輪鏈組件。
這種模擬使齒輪選擇順序得以以表格顯示。
例如，如果齒輪鏈輪轂裝置包括兩個(gè)齒輪鏈組件，這兩個(gè)齒輪鏈組件具有不同齒輪速比(A和B)，則可以將該裝置制成具有直接傳動(dòng)加上三個(gè)其他速比而獲得如下的四速輪轂傳動(dòng)裝置

將齒輪鏈組件數(shù)增大到3個(gè)而可以構(gòu)成如下的8速輪轂

由于采用更多個(gè)齒輪鏈組件，因此可以看到能夠獲得更多齒輪速比。但是，齒輪鏈組件組合在一起時(shí)，可以關(guān)注也可以不關(guān)注所獲得的齒輪速比，因?yàn)樵谠摲秶鷥?nèi)該齒輪速比類(lèi)似于其它齒輪速比。
通過(guò)在該范圍上仔細(xì)選擇每個(gè)單獨(dú)齒輪鏈組件的齒輪速比，可以生產(chǎn)具有預(yù)期排擋數(shù)的以及其排擋之間的預(yù)期級(jí)差增大的輪轂傳動(dòng)裝置。
如果要求八擋的中間檔范圍具有大致均勻的級(jí)差(step)，在兩端檔處具有較大的級(jí)差，則以下述方式構(gòu)成檔位。

因此采用本發(fā)明可以構(gòu)成適于在自行車(chē)中使用的輪轂傳動(dòng)裝置，該輪轂傳動(dòng)裝置由一排按順序排列連接在一起的齒輪鏈組件構(gòu)成，其中通過(guò)解除鎖定或鎖定單個(gè)齒輪鏈組件的恒星齒輪實(shí)現(xiàn)齒輪選擇。
具有下述優(yōu)點(diǎn)在軸組件中實(shí)現(xiàn)所有齒輪選擇。
不需要具有在上述本技術(shù)領(lǐng)域公知的三速、五速和七速輪轂中使用的離合器。
輪轂傳動(dòng)裝置將總是形成聯(lián)動(dòng)(positive drive)即沒(méi)有空檔(neutral)位置。
由于這是輪轂傳動(dòng)裝置的正常狀態(tài)，因此可以在任何一次選擇一個(gè)以上的恒星小齒輪而不會(huì)發(fā)生損壞。
組件結(jié)構(gòu)容易制造并可使用可以用于不同齒輪鏈輪轂的更多個(gè)共用部件。例如可以使用上述八速實(shí)施例的輪轂組件構(gòu)成”A”和“C”四速輪轂。

可以選擇上述周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件的布置以便具有直接驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)或高速齒輪鏈。采用這種布置也許不能獲得一定的預(yù)期齒輪速比，因此必須使用可以進(jìn)行選擇以便提供直接驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)或低速齒輪鏈的周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件。在這種情況下，齒輪環(huán)變成了輸入件，而行星架變成了輸出件。在該設(shè)置中，采用單向離合器使恒星齒輪與輪轂軸連接。為了選擇直接驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)，必須將齒輪環(huán)和行星架或齒輪環(huán)和恒星齒輪或恒星齒輪和行星架連接在一起。當(dāng)選擇了直接傳動(dòng)時(shí)，恒星小齒輪會(huì)相對(duì)于超越恒星齒輪和輪轂軸之間單向離合器的軸旋轉(zhuǎn)。但是，需要合并在齒輪鏈組件中的機(jī)構(gòu)以脫離一個(gè)或另一個(gè)鎖定部件，從而防止自行車(chē)輪轂傳動(dòng)裝置在自行車(chē)向后轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)鎖住。這是比上述布置更復(fù)雜的布置，因此沒(méi)有引起人們商業(yè)上的關(guān)注，而僅可能在必須獲得預(yù)期齒輪速比時(shí)使用。
上文已經(jīng)說(shuō)明了為構(gòu)成多速自行車(chē)輪轂而按順序排列連接在一起的齒輪鏈組件布置，但是沒(méi)有詳細(xì)說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)齒輪鏈改變。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，采用棘輪爪將周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件的恒星齒輪相對(duì)于輪轂軸以不旋轉(zhuǎn)鎖定和解除鎖定，從而沿與輪轂傳動(dòng)裝置組件向前旋轉(zhuǎn)相同的方向?qū)⒑阈驱X輪以不旋轉(zhuǎn)鎖定固定在輪轂軸上。如果恒星齒輪沿反方向旋轉(zhuǎn)，棘輪爪會(huì)被超越而使該類(lèi)型的輪轂傳動(dòng)裝置得以以與向后旋轉(zhuǎn)自行車(chē)相同的方式向后旋轉(zhuǎn)。
可以通過(guò)棘輪爪檔位選擇器獨(dú)立選擇每個(gè)周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件。選擇器一端工作以便以所述方式將恒星齒輪不旋轉(zhuǎn)鎖定在輪轂軸上或由輪轂軸上解除鎖定該恒星齒輪。選擇器另一端位于凸輪盤(pán)內(nèi)部，該凸輪盤(pán)呈圍繞輪轂軸圓周放置的環(huán)結(jié)構(gòu)，其凸輪結(jié)構(gòu)在內(nèi)部而軸結(jié)構(gòu)在外部，以便凸輪盤(pán)能相對(duì)于輪轂軸旋轉(zhuǎn)。棘輪爪檔位選擇器位于輪轂軸中合適的凹槽內(nèi)，并受到彈力作用而與恒星齒輪和凸輪盤(pán)保持接觸。
每個(gè)周轉(zhuǎn)組件具有其自身的棘輪爪檔位選擇器(gear selector)和凸輪盤(pán)。棘輪爪檔位選擇器具有不同長(zhǎng)度以適于按順序排列齒輪鏈組件的并排設(shè)置。
參照

圖1、2和3，所示多速輪轂傳動(dòng)裝置能提供種不同齒輪速比并與公知的鋼絲繩操作鼓式制動(dòng)器組件42組合。輪轂傳動(dòng)裝置包括輪轂軸1，輪轂軸1的至少一個(gè)軸端具有平面以便采用合適的墊圈和螺母將軸以非旋轉(zhuǎn)方式固定在自行車(chē)車(chē)架上，并且具有三個(gè)周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件A、B和C，下面將對(duì)其進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。按照增大齒輪速比的順序?qū)ζ溥M(jìn)行標(biāo)記。
三個(gè)組件A、C和B分別包括能相對(duì)于輪轂軸1以不旋轉(zhuǎn)鎖定和解除鎖定的三個(gè)恒星齒輪5、16、19。圖3還示出了組件A的棘輪爪檔位選擇器28，它是實(shí)現(xiàn)對(duì)組件A恒星齒輪5進(jìn)行不旋轉(zhuǎn)鎖定的一種方式。棘輪爪檔位選擇器28具有提供恒星齒輪鎖定爪29和凸輪盤(pán)爪30的兩工作端并設(shè)置在輪轂軸凹槽33內(nèi)。恒星齒輪鎖定爪29工作以便以圖6所示的方式相對(duì)于輪轂軸1不旋轉(zhuǎn)鎖定和解除鎖定組件A的恒星齒輪5，恒星齒輪鎖定爪29受設(shè)置在孔31a中的棘輪爪檔位選擇器彈簧31彈力作用而與恒星齒輪5的內(nèi)棘輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行接觸。凸輪盤(pán)爪30與凸輪盤(pán)41上的內(nèi)凸輪結(jié)構(gòu)一起工作以便將恒星齒輪鎖定爪29移動(dòng)到合適位置，從而獲得要求的齒輪選擇。圖5示出了凸輪盤(pán)41，凸輪盤(pán)41處于在選擇器彈簧31作用下使凸輪盤(pán)爪30沿瞬時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的位置。
在所示的實(shí)施例中，有三個(gè)固定在輪轂軸1上的棘輪爪檔位選擇器28、47和48。圖3中僅示出了一個(gè)棘輪爪檔位選擇器28。該棘輪爪檔位選擇器工作以便在凸輪盤(pán)41的作用下將組件A中的恒星齒輪5非旋轉(zhuǎn)鎖定在輪轂軸1上。圖3中未示出另外兩個(gè)棘輪爪檔位選擇器，但是如圖5所示，其長(zhǎng)度不同，并且圍繞輪轂軸的圓周設(shè)置。棘輪爪檔位選擇器47工作以便在凸輪盤(pán)39的作用下將組件B的恒星齒輪19非旋轉(zhuǎn)鎖定在輪轂軸1上。棘輪爪檔位選擇器48工作以便在凸輪盤(pán)40的作用下將恒星齒輪16非旋轉(zhuǎn)鎖定在輪轂軸1上。
恒星齒輪鎖定爪29和凸輪盤(pán)爪30之間的距離和角度相互固定而作為組件A的棘輪爪檔位選擇器28組成部分。這表示凸輪盤(pán)爪30的移動(dòng)會(huì)直接帶動(dòng)恒星齒輪爪29。盡管該實(shí)施例示出了對(duì)恒星齒輪鎖定爪29和凸輪盤(pán)爪30進(jìn)行彈性加載的兩個(gè)棘輪爪檔位選擇器彈簧31，但是當(dāng)這些爪是選擇器28的主要部分時(shí)可以只對(duì)恒星齒輪鎖定爪或凸輪盤(pán)爪彈性加載。這些爪可以分離但是是連接的并分別受彈性載荷作用。
在所示的實(shí)施例中，在裝配齒輪傳動(dòng)鏈部件之前，將三個(gè)棘輪爪檔位選擇器和彈性件裝配在輪轂軸1上。
再參照?qǐng)D3，輪轂傳動(dòng)裝置還包括四個(gè)行星架盤(pán)和三個(gè)齒輪環(huán)行星架盤(pán)輸入件4
組件A的行星架盤(pán)9組件B的行星架盤(pán)20組件C的行星架盤(pán)17組件A的齒輪環(huán)8組件B的齒輪環(huán)21組件C的齒輪環(huán)18在所示的實(shí)施例中，用鉚釘14將行星架盤(pán)輸入件4和行星架盤(pán)9固定在一起而相距設(shè)定距離，該設(shè)定距離由行星小齒輪銷(xiāo)7控制。
在將行星架盤(pán)固定在一起的同時(shí)，如圖3所示設(shè)置恒星齒輪5、行星小齒輪6、行星架爪12和行星架爪彈簧11，以便形成周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件‘A’。為了在齒輪鏈組件裝配中節(jié)省空間，行星小齒輪銷(xiāo)7起兩種作用，即作為行星小齒輪6的軸和使行星架盤(pán)保持分離的隔離件。
為了完全實(shí)現(xiàn)組件A的周轉(zhuǎn)齒輪傳動(dòng)鏈，需要齒輪環(huán)8。在所述的實(shí)施例中，它還構(gòu)成下一齒輪鏈組件C的組成部分。
齒輪環(huán)8具有與行星小齒輪6嚙合的內(nèi)齒輪齒，并且在該實(shí)施例中它具有包括單向齒輪環(huán)槽13的軸向棘輪爪面，單向齒輪環(huán)槽13與行星架爪12一起起作用而進(jìn)行向前的傳動(dòng)或能根據(jù)齒輪選擇而被超越。
其中周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件形成按順序排列的順序不影響最終的齒輪速比。周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件‘C’靠近周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件‘A’，因?yàn)樵撛O(shè)置使具有較小外殼的輪轂殼套得以使用。根據(jù)實(shí)際尺寸，組件A是最大的組件，組件C是第二大的組件，而組件B是最小的組件。
再參照?qǐng)D3，以與周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件”A”相同的方式構(gòu)成周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件”C”。
以與上述相同的方式采用(均未示出的)鉚釘和行星小齒輪銷(xiāo)將齒輪環(huán)8和行星架盤(pán)17以設(shè)定距離固定在一起。
在將齒輪環(huán)8和行星架盤(pán)17固定在一起的同時(shí)，如圖3所示設(shè)置恒星齒輪16、行星小齒輪15、行星架爪12c和行星架爪彈簧11c以形成周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件”C”。
如上所述，為完全實(shí)現(xiàn)組件C的周轉(zhuǎn)齒輪傳動(dòng)鏈，需要齒輪環(huán)。在所述的實(shí)施例中，它構(gòu)成了下一周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件B的組成部分。在周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件‘C’的結(jié)構(gòu)中，行星小齒輪隔離件保持行星架盤(pán)分離，但是不構(gòu)成行星小齒輪15軸的組成部分。在所示的實(shí)施例中，行星小齒輪銷(xiāo)是行星小齒輪15的主要部分。
齒輪環(huán)18具有與行星小齒輪15嚙合的內(nèi)齒輪齒，在該實(shí)施例中具有包括齒輪環(huán)槽13c的軸向棘輪面，齒輪環(huán)槽13c與行星架爪12c一起起作用而進(jìn)行向前的傳動(dòng)或能根據(jù)齒輪選擇而被超越。
再參照?qǐng)D3，以與周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件‘A’和‘C’相同的方式構(gòu)成周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件‘B’。
以上述方式采用鉚釘14和行星小齒輪銷(xiāo)7b將齒輪環(huán)18和行星齒輪板20以設(shè)定距離固定在一起。
如上所述，在將齒輪環(huán)18和行星齒輪板20固定在一起的同時(shí)，如圖3所示設(shè)置恒星齒輪19、行星小齒輪22、行星架爪12b和行星架爪彈簧11b以形成周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件‘B’。
如前所述，為完全實(shí)現(xiàn)周轉(zhuǎn)齒輪傳動(dòng)鏈，需要齒輪環(huán)。在所述的實(shí)施例中，它構(gòu)成了齒輪傳動(dòng)鏈的輸出部分。齒輪環(huán)21剛性附著在齒輪環(huán)爪托架25上。采用單向離合器將齒輪環(huán)爪托架連接在輪轂殼套組件上。在所示的實(shí)施例中包括至少一個(gè)齒輪環(huán)爪23和齒輪環(huán)爪彈簧24。
齒輪環(huán)8具有與行星小齒輪6嚙合的內(nèi)齒輪齒，并且在該實(shí)施例中具有包括單向齒輪環(huán)槽13b的軸向棘輪面，單向齒輪環(huán)槽13b與行星架爪12b一起起作用而實(shí)現(xiàn)向前的傳動(dòng)或者可以根據(jù)齒輪選擇而被超越。
再參照?qǐng)D3，所有上述周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件A、C和B靠著固定輪轂軸凸緣32并排裝配在輪轂軸1上。在該實(shí)施例中，接著用兩個(gè)鎖定螺母27將周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件固定住以形成小的軸向間隙，從而使周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件在輪轂軸1上自由旋轉(zhuǎn)。由于裝配了鎖定螺母27，因此完成了輪轂組件傳動(dòng)鏈部分的裝配。
下面參照?qǐng)D3和4說(shuō)明經(jīng)過(guò)多速輪轂傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)路徑。圖4示出了獲得最高齒輪鏈狀態(tài)和直接傳動(dòng)的穿過(guò)輪轂的傳動(dòng)路線。這些傳動(dòng)路線分別由標(biāo)記HG和DD指示。為了獲得最高齒輪鏈，所有周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件是“連接的”，為了獲得直接傳動(dòng)則是“斷開(kāi)的”。在上文中已經(jīng)說(shuō)明了穿過(guò)該齒輪鏈組件串至輪軸殼組件26的傳動(dòng)路線?？梢詤⒄?qǐng)D3說(shuō)明由自行車(chē)鏈條至第一周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件“A”的傳動(dòng)路線。來(lái)自自行車(chē)鏈條的傳動(dòng)通過(guò)鏈輪2傳遞到多速齒輪鏈輪轂內(nèi)，鏈輪2牢固地固定在主動(dòng)輪3上。采用主動(dòng)輪/行星架聯(lián)結(jié)器10將主動(dòng)輪3連接在周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件”A”行星架盤(pán)輸入件4上。主動(dòng)輪/行星架聯(lián)結(jié)器10可以呈“犬牙式離合器“的結(jié)構(gòu)并進(jìn)行工作以由主動(dòng)輪3向行星架盤(pán)輸入件4傳遞傳動(dòng)力。
下面參照?qǐng)D3說(shuō)明選擇每個(gè)齒輪鏈組件傳動(dòng)狀態(tài)的方法。通過(guò)旋轉(zhuǎn)鋼絲繩卷筒45而改變輪轂上的齒輪。以與目前使用自行車(chē)上其他類(lèi)型齒輪鏈輪轂相同的方式，通過(guò)操縱裝置和鋼絲繩組合以一系列步驟旋轉(zhuǎn)鋼絲繩卷筒。鋼絲繩卷筒45牢固地固定在齒輪變化錐36上。以本領(lǐng)域構(gòu)成自行車(chē)齒輪鏈輪轂的公知方式、借助有角度的接觸滾珠軸承將齒輪變化錐36支承在支承錐46上并使其能在支承錐46上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。再按照本領(lǐng)域公知的構(gòu)成自行車(chē)齒輪鏈輪轂的方式，齒輪變化錐36還以相同方式在有角度接觸的滾珠軸承上支承主動(dòng)輪3。通過(guò)軸承的這種設(shè)置，齒輪變化錐36能在行支承錐46和主動(dòng)輪3之間自由轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪變化錐36具有在孔中形成的齒輪變化錐/凸輪外殼聯(lián)結(jié)器37，它與凸輪盤(pán)外殼38連接，使得齒輪變化錐36的旋轉(zhuǎn)能直接傳遞給凸輪盤(pán)外殼38。凸輪盤(pán)外殼38的孔內(nèi)還具有花鍵結(jié)構(gòu)，使凸輪盤(pán)39、40和41得以以要求的順序裝配在凸輪盤(pán)外殼38內(nèi)部，以便匹配配合的棘輪爪檔位選擇器28、47和48?；ㄦI結(jié)構(gòu)將凸輪盤(pán)外殼的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給凸輪盤(pán)39、40和41。凸輪盤(pán)外殼38和凸輪盤(pán)39、40和41在輪轂軸上自由旋轉(zhuǎn)。這些部件的軸向位置由輪轂軸凸緣32控制。因此以所述方式將鋼絲繩卷筒45的旋轉(zhuǎn)傳遞到凸輪盤(pán)39、40和41。
圖5示出了凸輪盤(pán)39、40和41在一個(gè)特定齒輪中操作的橫截面圖。凸輪盤(pán)39和40的內(nèi)凸輪結(jié)構(gòu)處于這樣的位置以便將相應(yīng)棘輪爪檔位選擇器47和48保持在輪轂軸1圓周內(nèi)下面的位置。這導(dǎo)致棘輪爪檔位選擇器47和48不起作用而使相應(yīng)恒星齒輪19和16在輪轂軸1上自由旋轉(zhuǎn)。凸輪盤(pán)41的內(nèi)凸輪結(jié)構(gòu)已經(jīng)在棘輪爪檔位選擇器彈簧31的作用下使棘輪爪檔位選擇器28沿瞬時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，使得凸輪盤(pán)爪由輪轂軸1的中心向外延伸。這使恒星小齒輪鎖定爪29以圖6所示方式將恒星小齒輪5鎖定在輪轂軸1上。
凸輪盤(pán)外殼38(見(jiàn)圖3)的旋轉(zhuǎn)會(huì)使三個(gè)凸輪盤(pán)一起旋轉(zhuǎn)，它會(huì)改變內(nèi)凸輪結(jié)構(gòu)與改變其工作狀態(tài)的棘輪爪檔位選擇器的關(guān)系。這說(shuō)明了鋼絲繩卷筒45如何在控制裝置和鋼絲繩組合以一系列步驟移動(dòng)的作用下來(lái)改變周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件傳動(dòng)狀態(tài)。
控制裝置和鋼絲繩組合能僅在一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)鋼絲繩卷筒45。為了保證鋼絲繩卷筒45返回，提供了扭力彈簧34，采用扭力彈簧座35將扭力彈簧34固定在輪轂軸1上，扭力彈簧34作用在齒輪變化錐36上，使得當(dāng)鋼絲繩移動(dòng)鋼絲繩滾筒45時(shí)張緊扭力彈簧34，從而在釋放鋼絲繩中的張力時(shí)扭力彈簧中儲(chǔ)存的張力起作用而返回鋼絲繩滾筒。因此實(shí)現(xiàn)齒輪改變機(jī)構(gòu)的雙向操作。提供了一種調(diào)節(jié)蓋44，采用鎖定螺母43將該調(diào)節(jié)蓋44固定在輪轂軸1上，這使控制裝置和鋼絲繩組合的起動(dòng)位置得以調(diào)整，以便匹配鋼絲繩滾筒的起動(dòng)位置。
上述三組件布置能夠提供所述的8種速度。
要明白僅以示例方式說(shuō)明了上述實(shí)施例，可以有多種改變而不背離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種多速輪轂傳動(dòng)裝置，包括輪轂軸、以操作方式按順序排列連接在輪轂軸上的兩組件或兩組以上組件，每個(gè)組件包括恒星齒輪、行星架、安裝在行星架內(nèi)并與所述恒星齒輪嚙合的行星小齒輪以及與行星小齒輪和部件嚙合的齒輪環(huán)，所述部件相對(duì)于所述輪轂軸有選擇地以不旋轉(zhuǎn)鎖定和解除鎖定所述恒星齒輪，以便根據(jù)組件數(shù)提供多個(gè)齒輪速比。
2.如權(quán)利要求1所述的多速輪轂傳動(dòng)裝置，其中輪轂傳動(dòng)裝置的輸入帶動(dòng)第一組件，由第一組件的輸出帶動(dòng)下一組件。
3.如權(quán)利要求1或2所述的多速輪轂傳動(dòng)裝置，其中有選擇地鎖定和解除鎖定所述恒星齒輪的所述部件進(jìn)行直接傳動(dòng)或提供相應(yīng)組件中的齒輪速比。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的多速輪轂傳動(dòng)裝置，其中一串組件中的最后組件帶動(dòng)輪轂殼套。
5.如權(quán)利要求4所述的多速輪轂傳動(dòng)裝置，其中借助可沿徑向或軸向移動(dòng)的爪來(lái)帶動(dòng)輪轂殼套，所述爪安裝在所述齒輪鏈組件上并可與設(shè)置在所述輪轂殼套組件內(nèi)的棘輪齒合作。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的多速輪轂傳動(dòng)裝置，其中設(shè)置每個(gè)周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件，使得所述行星架成為傳動(dòng)或輸入件，并且通過(guò)單向離合器連接齒輪環(huán)，以便當(dāng)所述恒星齒輪相對(duì)于所述輪轂軸在旋轉(zhuǎn)方向解除鎖定時(shí)實(shí)現(xiàn)直接傳動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的多速輪轂傳動(dòng)裝置，其中當(dāng)所述恒星齒輪相對(duì)于所述軸解除鎖定而沒(méi)有提高或降低齒輪速比時(shí)，所述周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件帶動(dòng)下一周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件。
8.如前述任一權(quán)利要求所述的多速輪轂傳動(dòng)裝置，其中每個(gè)齒輪鏈組件的齒輪速比是相同或不同的，以便提供多個(gè)不同的齒輪速比。
9.如前述任一權(quán)利要求所述的多速輪轂傳動(dòng)裝置，其中相對(duì)于所述輪轂軸非旋轉(zhuǎn)鎖定和解除鎖定所述恒星齒輪的所述部件包括棘輪爪，所述棘輪爪可操作以便沿與輪轂傳動(dòng)裝置組件向前旋轉(zhuǎn)相同的方向進(jìn)行鎖定，并使所述輪轂傳動(dòng)裝置得以向后旋轉(zhuǎn)。
10.如前述任一權(quán)利要求所述的多速輪轂傳動(dòng)裝置，其中可以通過(guò)棘輪爪檔位選擇器獨(dú)立選擇每個(gè)齒輪組。
11.如權(quán)利要求10所述的多速輪轂傳動(dòng)裝置，其中所述選擇器一端工作而將恒星齒輪非旋轉(zhuǎn)鎖定在輪轂軸上或與其脫開(kāi)。
12.如權(quán)利要求11所述的多速輪轂傳動(dòng)裝置，其中所述選擇器另一端設(shè)置在凸輪盤(pán)內(nèi)，所述凸輪盤(pán)呈圍繞所述輪轂軸圓周設(shè)置的環(huán)結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部形成凸輪結(jié)構(gòu)而外部形成花鍵結(jié)構(gòu)，使得所述凸輪盤(pán)能相對(duì)于所述輪轂軸旋轉(zhuǎn)。
13.如權(quán)利要求12所述的多速輪轂傳動(dòng)裝置，其中所述棘輪爪檔位選擇器位于所述輪轂軸內(nèi)并受彈力作用而與所述恒星齒輪和所述凸輪盤(pán)形成接觸。
14.如權(quán)利要求1至5任一所述的多速輪轂傳動(dòng)裝置，其中設(shè)置至少一個(gè)周轉(zhuǎn)齒輪鏈組件，使得所述齒輪環(huán)成為傳動(dòng)或輸入件，所述行星架成為輸出件。
15.參照附圖1和2或圖3至6所述的多速輪轂傳動(dòng)裝置。
全文摘要
一種多速輪轂傳動(dòng)裝置，包括兩組或兩組以上組件，每個(gè)組件包括包括恒星齒輪、行星架、安裝在行星架內(nèi)并與恒星齒輪嚙合的行星小齒輪以及與行星小齒輪嚙合的齒輪環(huán)。設(shè)置棘輪爪以便沿與輪轂傳動(dòng)裝置組件向前旋轉(zhuǎn)相同的方向?qū)⒑阈驱X輪以非旋轉(zhuǎn)方式鎖定在輪轂軸上。設(shè)置棘輪爪選擇器以獨(dú)立選擇齒輪鏈組件。通過(guò)解除鎖定或鎖定每個(gè)組件的恒星齒輪以便提供直接傳動(dòng)或齒輪速比，可以根據(jù)組件數(shù)提供多個(gè)不同的齒輪速比。
文檔編號(hào)B62M11/16GK1431962SQ0181023
公開(kāi)日2003年7月23日 申請(qǐng)日期2001年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月27日
發(fā)明者斯蒂芬·特倫斯·尼科爾斯 申請(qǐng)人:日馳企業(yè)股份有限公司