內(nèi)齒輪轂的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于自行車(chē)的內(nèi)齒輪轂，所述內(nèi)齒輪轂包括旋轉(zhuǎn)凸輪，該旋轉(zhuǎn)凸輪在多速內(nèi)齒輪轂內(nèi)抵靠可收回的凸輪從動(dòng)件定位。凸輪的位置確定選擇哪種速度。通過(guò)借助固定量或預(yù)定量的旋轉(zhuǎn)來(lái)使驅(qū)動(dòng)輸入的方向反向(向后踩踏板)而致動(dòng)凸輪。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入被反向并且當(dāng)旋轉(zhuǎn)大于將凸輪旋轉(zhuǎn)進(jìn)入下一個(gè)位置所需要的量時(shí)，凸輪從動(dòng)件被收回。當(dāng)凸輪從動(dòng)件收回時(shí)，凸輪將返回到默認(rèn)位置并將選擇默認(rèn)速度。
【專利說(shuō)明】?jī)?nèi)齒輪穀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于諸如自行車(chē)之類(lèi)的踏板驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的輪轂。具體地，本發(fā)明涉及一種用于多速內(nèi)齒輪轂的、具有復(fù)位特征的變速機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]美國(guó)專利N0.3726156描述了一種三速內(nèi)齒輪轂，其被構(gòu)造成使得速度通過(guò)倒踏腳踏板運(yùn)動(dòng)來(lái)選擇。用于這種輪轂的一個(gè)術(shù)語(yǔ)是“反沖”輪轂。速度選擇由具有三個(gè)可能位置的旋轉(zhuǎn)凸輪的位置所確定，一個(gè)位置對(duì)應(yīng)每個(gè)速度。然而，在該輪轂中，速度選擇是按順序的并且只沿預(yù)定方向進(jìn)行；騎乘者必須按順序循環(huán)通過(guò)凸輪的三個(gè)位置，直到選中期望的速度。與腳閘(倒輪閘)相結(jié)合，這會(huì)使操作復(fù)雜，當(dāng)變速每次必定發(fā)生時(shí)，閘被致動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是當(dāng)閘被致動(dòng)時(shí)或在自行車(chē)正移動(dòng)或靜止時(shí)具有倒踏腳踏板運(yùn)動(dòng)的情況下，使騎乘者能夠?qū)⒆兯贆C(jī)構(gòu)“復(fù)位”為初始/最容易的(即，第一)檔位。這克服了順序變速系統(tǒng)的不便，該不便會(huì)導(dǎo)致騎乘者在使用閘后處于不合需要的檔位中。
[0004]本發(fā)明提供了 一種具有變速機(jī)構(gòu)的用于自行車(chē)的內(nèi)齒輪轂，所述內(nèi)齒輪轂包括旋轉(zhuǎn)凸輪，所述旋轉(zhuǎn)凸輪在多速內(nèi)齒輪轂內(nèi)抵靠可收回的凸輪從動(dòng)件定位。所述凸輪的位置確定選擇多個(gè)速度中的哪個(gè)速度。通過(guò)以固定量或預(yù)定量的旋轉(zhuǎn)來(lái)使驅(qū)動(dòng)輸入的方向反向(向后踩踏板)而致動(dòng)所述凸輪。當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)輸入被反向時(shí)并且當(dāng)預(yù)定量的旋轉(zhuǎn)大于使所述凸輪旋轉(zhuǎn)進(jìn)入下一個(gè)前進(jìn)檔位置所需的量時(shí)，所述凸輪從動(dòng)件通過(guò)復(fù)位構(gòu)件被收回并與所述凸輪脫離接合。當(dāng)使所述凸輪從動(dòng)件收回時(shí)，所述凸輪返回到默認(rèn)或初始位置并將選擇默認(rèn)或初始速度，即，所述輪轂的初始或原始狀態(tài)。
[0005]本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種用于踏板驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的輪轂，其包括固定軸。行星齒輪機(jī)構(gòu)繞所述固定軸布置，該行星齒輪機(jī)構(gòu)能操作以產(chǎn)生一個(gè)初始傳動(dòng)比以及至少一個(gè)其他傳動(dòng)比。驅(qū)動(dòng)器繞所述固定軸布置并且能在驅(qū)動(dòng)方向和非驅(qū)動(dòng)方向上旋轉(zhuǎn)，并且變速機(jī)構(gòu)聯(lián)接到所述驅(qū)動(dòng)器，該變速機(jī)構(gòu)包括凸輪，復(fù)位構(gòu)件以及能與該凸輪和該復(fù)位構(gòu)件接合的凸輪從動(dòng)件。所述凸輪包括一輪廓并且能軸向地移動(dòng)以在所述輪轂的所述初始傳動(dòng)比和所述至少一個(gè)其他傳動(dòng)比之間進(jìn)行選擇，所述凸輪從動(dòng)件構(gòu)造成與所述凸輪的所述輪廓接合以軸向地定位該凸輪，并且所述復(fù)位構(gòu)件構(gòu)造成響應(yīng)于所述驅(qū)動(dòng)器在所述非驅(qū)動(dòng)方向上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而使所述凸輪從動(dòng)件從所述凸輪脫離，并允許所述凸輪軸向地移動(dòng)以復(fù)位到所述初始傳動(dòng)比。
[0006]本發(fā)明的其他方面提供了一種本發(fā)明的一個(gè)方面所述的輪轂，其中所述凸輪可被偏壓入產(chǎn)生所述初始傳動(dòng)比的初始位置。所述復(fù)位構(gòu)件可構(gòu)造成允許所述凸輪響應(yīng)于所述驅(qū)動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而復(fù)位到所述初始位置，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的量大于產(chǎn)生傳動(dòng)比變化所需的量但小于產(chǎn)生制動(dòng)所需的量。所述變速機(jī)構(gòu)可通過(guò)離合器聯(lián)接到所述驅(qū)動(dòng)器。所述凸輪和所述復(fù)位構(gòu)件都可以通過(guò)離合器聯(lián)接到所述驅(qū)動(dòng)器。所述凸輪可通過(guò)第一離合器聯(lián)接到所述驅(qū)動(dòng)器并且所述復(fù)位構(gòu)件可通過(guò)第二離合器聯(lián)接到所述驅(qū)動(dòng)器。所述第一離合器和所述第二離合器都可包括離合器彈簧。所述凸輪的所述輪廓可以是被定位在該凸輪的一端上的分度輪廓(indexed profile)。所述凸輪從動(dòng)件可構(gòu)造成與所述凸輪的所述分度輪廓接合。所述凸輪從動(dòng)件可被偏壓與以所述凸輪接合。所述凸輪從動(dòng)件可被設(shè)置在所述軸上。所述凸輪從動(dòng)件可由所述軸樞轉(zhuǎn)地接收。所述軸可具有凹部，所述凸輪從動(dòng)件設(shè)置在所述凹部中。所述凸輪從動(dòng)件可被偏壓而遠(yuǎn)離所述軸以從所述凹部伸出，從而接合所述凸輪。所述凸輪從動(dòng)件可具有被構(gòu)造成與所述復(fù)位構(gòu)件接合的表面。所述復(fù)位構(gòu)件可以是環(huán)形的。所述復(fù)位構(gòu)件可繞所述凸輪從動(dòng)件布置。所述復(fù)位構(gòu)件可被構(gòu)造成與所述凸輪從動(dòng)件的所述表面接合。所述復(fù)位構(gòu)件可具有在內(nèi)部接收所述凸輪從動(dòng)件的內(nèi)部開(kāi)口。所述內(nèi)部開(kāi)口可具有限定第一半徑和第二半徑的內(nèi)表面，所述第一半徑大于所述第二半徑。當(dāng)所述第二半徑與所述凸輪從動(dòng)件的所述表面接合時(shí)，所述第一半徑不會(huì)使所述凸輪從動(dòng)件與所述凸輪脫離并且所述第二半徑使所述凸輪從動(dòng)件從所述凸輪脫離。所述復(fù)位構(gòu)件可包括在所述內(nèi)表面的所述第一半徑和所述第二半徑之間延伸的內(nèi)面。所述復(fù)位構(gòu)件的所述內(nèi)面可被構(gòu)造成與所述凸輪從動(dòng)件的所述表面接合。所述復(fù)位構(gòu)件可被構(gòu)造成允許所述凸輪響應(yīng)于所述驅(qū)動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而復(fù)位到對(duì)應(yīng)于所述初始傳動(dòng)比的初始位置，所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的預(yù)定量大于產(chǎn)生傳動(dòng)比變化所需的量但小于產(chǎn)生制動(dòng)所需的量。所述復(fù)位構(gòu)件可被構(gòu)造成允許所述凸輪響應(yīng)于倒踏腳踏板運(yùn)動(dòng)而復(fù)位到對(duì)應(yīng)于所述初始傳動(dòng)比的初始位置，所述倒踏腳踏板運(yùn)動(dòng)的預(yù)定量大于產(chǎn)生傳動(dòng)比變化所需的量但小于產(chǎn)生制動(dòng)所需的量。
[0007]下面將借助于附圖描述根據(jù)本發(fā)明的用于自行車(chē)的內(nèi)齒輪轂的實(shí)施例。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的輪轂的一個(gè)俯視圖；
[0009]圖2是圖1的輪轂的端視圖；
[0010]圖3A、圖3B和圖3C是圖1的輪轂的縱剖面圖；
[0011]圖4至圖10是輪轂在圖3B的線4-10上的剖面圖；
[0012]圖11是圖1的輪轂的分解圖；
[0013]圖12是圖1中輪轂的輪轂軸，變速凸輪，變速凸輪輪廓以及凸輪從動(dòng)件的特寫(xiě)立體圖；
[0014]圖13是圖1中輪轂的凸輪從動(dòng)件和復(fù)位構(gòu)件的特寫(xiě)立體圖；
[0015]圖14是圖1的輪轂在復(fù)位的初始部分期間的縱剖面圖；以及
[0016]圖15是圖1的輪轂在完成復(fù)位時(shí)的縱剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖1至圖15針對(duì)根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的輪轂20，圍繞輪轂可以構(gòu)造車(chē)輪并且輪轂然后可被安裝到諸如自行車(chē)之類(lèi)的踏板驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的框架上。輪轂20包括四個(gè)主要的子組件:輪轂殼22和驅(qū)動(dòng)器24、制動(dòng)機(jī)構(gòu)26、行星齒輪箱28以及具有復(fù)位特征件31的變速機(jī)構(gòu)30,該行星齒輪箱28也被稱為行星齒輪機(jī)構(gòu)。
[0018]輪轂殼22形成輪轂20的殼體。輪轂殼22被示出為大致筒形，并且其成形并且確定尺寸成容納輪轂的內(nèi)部部件，例如，制動(dòng)機(jī)構(gòu)26，行星齒輪機(jī)構(gòu)28和變速機(jī)構(gòu)30等等，但將被理解的是，輪轂殼可以為任何合適的形狀并由任何合適的材料(諸如鋼或鋁)制成。輪轂殼22包括被構(gòu)造成接收輪輻(未示出)的隔開(kāi)的輪輻凸緣32，該輪輻凸緣用于將輪轂20裝入到適于將輪轂20附接到框架(未示出)的車(chē)輪。輪轂殼22用于將輸出轉(zhuǎn)矩從輪轂20的內(nèi)部部件傳遞到車(chē)輪。
[0019]驅(qū)動(dòng)器24被布置在輪轂殼22的一端處并且包括一個(gè)或更多個(gè)用于接合車(chē)輛的傳動(dòng)系統(tǒng)(未不出)的傳動(dòng)鏈的鏈輪34,如眾所周知的。驅(qū)動(dòng)器24經(jīng)由鏈輪34從傳動(dòng)系統(tǒng)接收輸入轉(zhuǎn)矩并將該輸入轉(zhuǎn)矩傳遞到輪轂20的內(nèi)部部件。
[0020]軸36被設(shè)置在輪轂殼22內(nèi)，并可附接到框架。輪轂殼22和驅(qū)動(dòng)器24都繞軸36獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)。
[0021]制動(dòng)機(jī)構(gòu)26是目前用于許多內(nèi)齒輪轂的公知的現(xiàn)有機(jī)構(gòu)，諸如由SRAM?制造的那些機(jī)構(gòu)。通常稱為“腳閘”的制動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)使轉(zhuǎn)矩輸入的方向反向而被致動(dòng)，其導(dǎo)致一組掣子38的接合，這一組掣子可被稱為“制動(dòng)掣子”，且被安裝在驅(qū)動(dòng)器24上。反向?qū)⒈焕斫鉃橐馕吨c踩踏板方向相反的方向(參見(jiàn)圖2-其中踩踏板方向或正向由“D”表不)，其向前/踩踏板方向是用于向前移動(dòng)車(chē)輛而旋轉(zhuǎn)踏板的方向。制動(dòng)機(jī)構(gòu)26的制動(dòng)掣子38構(gòu)造成僅沿反向/制動(dòng)/逆時(shí)針?lè)较蚪雍希鲋苿?dòng)掣子以可操作的方式設(shè)置在驅(qū)動(dòng)器24和輪轂殼22之間，如眾所周知的。制動(dòng)機(jī)構(gòu)的操作由控制襯套108控制，該控制襯套在驅(qū)動(dòng)器24的對(duì)應(yīng)于制動(dòng)操作的預(yù)定位置處使制動(dòng)掣子38暴露并允許掣子接合。將被理解的是，向前踩踏板運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器24沿正向旋轉(zhuǎn)，以及反向踩踏板運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器沿反向旋轉(zhuǎn)。
[0022]行星齒輪機(jī)構(gòu)28是典型的行星齒輪箱或行星齒輪機(jī)構(gòu)，其包括太陽(yáng)齒輪40，該太陽(yáng)齒輪可以是軸36的一部分或附接到軸36上。在這兩種供選方案中，太陽(yáng)齒輪40保持旋轉(zhuǎn)地固定到軸36上。幾個(gè)行星齒輪42 (繪出了 3個(gè))被安裝到行星架44上并且與太陽(yáng)齒輪40嚙合并圍繞該太陽(yáng)齒輪旋轉(zhuǎn)。齒圈46與行星齒輪42嚙合并繞其旋轉(zhuǎn)。齒輪的這種布置允許產(chǎn)生三種不同的速度，如眾所周知的。
[0023]輪轂20可包括四組(非制動(dòng))掣子，所有這四組掣子都沿正向/驅(qū)動(dòng)/順時(shí)針?lè)较駾傳遞扭矩。掣子用于接合驅(qū)動(dòng)路徑和從該驅(qū)動(dòng)路徑脫離各種部件，如本文將簡(jiǎn)短地解釋的。將被理解的是，本文闡述的準(zhǔn)確的驅(qū)動(dòng)路徑和部件實(shí)際上是示例性的，部件的其他合適布置也用來(lái)提供與目前示例相同的結(jié)果，正如由眾多具有多速能力的其他內(nèi)齒輪轂所證實(shí)的，這些內(nèi)齒輪轂與本文所示的輪轂相比具有替代的驅(qū)動(dòng)路徑。
[0024]上述的四組掣子中，兩組是固定的并且兩組能夠主動(dòng)地接合或脫離。第一組固定掣子被安裝在驅(qū)動(dòng)器24上，并且可被稱為驅(qū)動(dòng)器掣子48。驅(qū)動(dòng)器掣子48用于將轉(zhuǎn)矩從驅(qū)動(dòng)器24傳遞到齒圈46。
[0025]第二組固定掣子被安裝在輥導(dǎo)環(huán)52上，并可被稱為輥導(dǎo)環(huán)掣子50。輥導(dǎo)環(huán)52被定位在輪轂殼22的與驅(qū)動(dòng)器24相對(duì)的一端附近，并圍繞行星架44的筒狀的帶齒延伸部44’。輥導(dǎo)環(huán)掣子50用于向輪轂殼22傳遞轉(zhuǎn)矩。
[0026]第一組可切換掣子被安裝在齒圈46上，并且可被稱為齒圈掣子54。齒圈掣子54的默認(rèn)狀態(tài)是與輪轂殼22接合，并且每個(gè)齒圈掣子均由如眾所周知的彈簧或其他的偏壓裝置保持在該狀態(tài)。齒圈掣子54可從輪轂殼22脫離，或被允許通過(guò)齒圈換檔襯套56的動(dòng)作與輪轂殼22接合，當(dāng)被推壓在齒圈掣子時(shí)，齒圈換檔襯套將齒圈掣子從與輪轂殼的接合收回。相反，當(dāng)齒圈換檔襯套56移除與齒圈掣子54的接觸時(shí)，不會(huì)阻止掣子響應(yīng)于掣子彈簧的力，因此，彈簧推動(dòng)齒圈掣子使其接觸輪轂殼22。
[0027]齒圈換檔襯套56繞軸36定位，并且被構(gòu)造成響應(yīng)于變速機(jī)構(gòu)30的狀態(tài)的變化。齒圈換檔襯套56具有兩個(gè)位置。默認(rèn)位置(參見(jiàn)圖3C)是齒圈換檔襯套56被推壓在齒圈掣子54上的位置，這保持齒圈掣子脫離與輪轂殼22的接合。齒圈換檔襯套56由換檔襯套彈簧58保持抵靠齒圈掣子54。該彈簧58施加足夠的力以克服掣子彈簧所施加的彈簧彈力，這保持齒圈掣子54與輪轂殼22接合。齒圈換檔襯套56的第二位置是被推離齒圈掣子54，從而允許掣子與輪轂殼22接合。
[0028]齒圈換檔襯套56的位置由凸輪60的位置控制,該凸輪形成變速機(jī)構(gòu)30的一部分。凸輪60和變速機(jī)構(gòu)30的結(jié)構(gòu)和功能將在下面詳細(xì)討論。
[0029]第二組可切換掣子被安裝在掣子架64上，該第二組可切換掣子可被稱為行星架掣子62。掣子架64在變速機(jī)構(gòu)30和行星架44之間繞軸36定位。掣子架64也引導(dǎo)齒圈換檔襯套56。行星架掣子62的默認(rèn)狀態(tài)是與行星架44接合，這些行星架掣子由掣子彈簧保持在該默認(rèn)狀態(tài)，如眾所周知的。行星架掣子62可借助行星架換檔襯套66與行星架脫離，行星架換檔襯套66繞軸定位并且在變速機(jī)構(gòu)30的凸輪60和行星架掣子之間延伸。當(dāng)行星架換檔襯套66由凸輪60推壓在行星架掣子62上時(shí)，遠(yuǎn)離行星架44收回掣子并且阻止掣子與行星架接合。
[0030]行星架換檔襯套66具有兩個(gè)位置。默認(rèn)位置(參見(jiàn)圖3C)被推壓在掣子62上，其保持掣子脫離與行星架44的接合。行星齒輪架換檔襯套66可由彈簧68保持在該位置。該行星架換檔襯套彈簧68施加足夠的力以克服由傳統(tǒng)的掣子彈簧等所施加的力，其保持掣子62與行星架44接合。行星架換檔襯套66的第二位置被推離掣子62，允許掣子與行星架44接合。行星架換檔襯套66由凸輪60的位置來(lái)控制。
[0031]四組驅(qū)動(dòng)掣子加上一組用于與閘接合的掣子的該基本布置，與SRAM?“1-Motion3”輪轂所使用的相同。速度選擇由凸輪60的位置來(lái)控制，該凸輪繞軸36同心地定位，并且被允許繞軸旋轉(zhuǎn)并沿軸軸向地移動(dòng)。凸輪60通常為具有凸輪輪廓70的筒形(參見(jiàn)圖12)，該凸輪輪廓可以是在凸輪的一端面上的臺(tái)階特征部或凸輪特征部或表面，其中，每一臺(tái)階或特征部均確定了凸輪的分度位置，以及所得的輪轂的選定速度。
[0032]凸輪60通過(guò)第一離合器72操作地與驅(qū)動(dòng)器24連通，該第一離合器包括被設(shè)置在驅(qū)動(dòng)器24內(nèi)部的彈簧74，以及被設(shè)置在凸輪和彈簧之間的花鍵套76，。該第一離合器72致使凸輪60與驅(qū)動(dòng)器24 —起在兩個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)(取決于驅(qū)動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)方向而正向和反向)，并且當(dāng)凸輪靜止時(shí)，允許驅(qū)動(dòng)器自由地旋轉(zhuǎn)?；ㄦI套76被構(gòu)造成將凸輪60旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到驅(qū)動(dòng)器24，但允許沿軸36的軸向運(yùn)動(dòng)。
[0033]凸輪60抵靠凸輪從動(dòng)件78定位，該凸輪從動(dòng)件可被設(shè)置在形成于軸36內(nèi)的凹部80中。在一個(gè)實(shí)施例中，凸輪從動(dòng)件78以可移動(dòng)的方式被軸36接收。例如，凸輪從動(dòng)件78可樞轉(zhuǎn)地附接到軸，使得凸輪從動(dòng)件可徑向向內(nèi)和向外地樞轉(zhuǎn)。另選地，凸輪從動(dòng)件78可被設(shè)置在凹部80內(nèi)，使得它被允許無(wú)樞轉(zhuǎn)地徑向向內(nèi)和向外地移動(dòng)。
[0034]凸輪從動(dòng)件78相對(duì)于軸36被旋轉(zhuǎn)地固定并在徑向向外的方向上被偏壓。隨著凸輪60旋轉(zhuǎn)，表面或凸輪輪廓70靠在凸輪從動(dòng)件78上，其可能導(dǎo)致凸輪沿軸36軸向地移動(dòng)。
[0035]凸輪60上的輪廓70指示凸輪的位置，通過(guò)使四組驅(qū)動(dòng)掣子的狀態(tài)進(jìn)行不同的組合，每個(gè)位置均對(duì)應(yīng)于輪轂20的不同速度選擇。當(dāng)凸輪從動(dòng)件78抵靠凸輪輪廓70定位以產(chǎn)生這些狀態(tài)/位置中的一個(gè)狀態(tài)/位置時(shí)，不同的速度被選定。
[0036]凸輪從動(dòng)件78具有兩個(gè)位置。默認(rèn)位置待與凸輪60接合，并且凸輪從動(dòng)件78由從動(dòng)件彈簧82等保持在該接合位置，該從動(dòng)件彈簧等被設(shè)置在軸36和凸輪從動(dòng)件之間的凹部80中。第二位置是用于使凸輪從動(dòng)件78收回并且因此使其與凸輪60脫離接合。當(dāng)復(fù)位構(gòu)件84旋轉(zhuǎn)足夠遠(yuǎn)以與凸輪從動(dòng)件78接合并通過(guò)致使從動(dòng)件被推進(jìn)凹部80來(lái)促使其與凸輪60脫離接合時(shí)出現(xiàn)該第二、非接合位置。當(dāng)與呈復(fù)位構(gòu)件84上的內(nèi)部面102形式的凸輪復(fù)位輪廓相互作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生凸輪從動(dòng)件78的收回，該凸輪復(fù)位輪廓用于推動(dòng)凸輪從動(dòng)件78進(jìn)入軸36的凹部80中。這使凸輪從動(dòng)件78與凸輪60脫離。
[0037]復(fù)位構(gòu)件84通過(guò)第二離合器88操作地響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)器24，該第二離合器致使復(fù)位構(gòu)件與驅(qū)動(dòng)器一起旋轉(zhuǎn)，也在需要時(shí)以與第一離合器72相同的方式滑動(dòng)。復(fù)位構(gòu)件84的旋轉(zhuǎn)可能被復(fù)位限制墊圈90限制于一固定角或預(yù)定角，該復(fù)位限制墊圈被用鍵固定到軸36上并且因此相對(duì)于軸被旋轉(zhuǎn)地固定。復(fù)位限制墊圈90具有與復(fù)位構(gòu)件84上的旋轉(zhuǎn)槽94接合的柄腳92。這些槽94允許復(fù)位構(gòu)件84旋轉(zhuǎn)固定角。一旦達(dá)到旋轉(zhuǎn)的極限，第二離合器88就將滑動(dòng)。
[0038]如圖13最佳所示，復(fù)位構(gòu)件84可以呈繞軸定位的環(huán)狀構(gòu)件的形式，該復(fù)位構(gòu)件具有由限定第一半徑100的內(nèi)壁或內(nèi)表面所限定的內(nèi)部開(kāi)口 98，并且還包括內(nèi)部面102，其通向內(nèi)部開(kāi)口的具有該內(nèi)部開(kāi)口的較小半徑曲率104的第二部分。復(fù)位構(gòu)件84繞軸36設(shè)置并被設(shè)置在凸輪從動(dòng)件78的一部分上方。凸輪從動(dòng)件78具有徑向向外取向的表面106，該表面可以成角度或被構(gòu)造成與復(fù)位構(gòu)件84的內(nèi)部面102協(xié)作。在對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)器24、凸輪60和復(fù)位構(gòu)件84的正向旋轉(zhuǎn)D的狀態(tài)中，內(nèi)部開(kāi)口 98的第一半徑100被定位在凸輪從動(dòng)件78上方，因此復(fù)位構(gòu)件與凸輪從動(dòng)件間隔開(kāi)并且脫離。在這種狀態(tài)下，復(fù)位構(gòu)件84沒(méi)有作用在凸輪從動(dòng)件78上。當(dāng)復(fù)位構(gòu)件84借助凸輪60的位置/狀態(tài)的變化而被旋轉(zhuǎn)回預(yù)定的度數(shù)(參見(jiàn)圖2中的B，例如，其比引起換檔操作(參見(jiàn)圖2中的A)更多的反向旋轉(zhuǎn)，并且比產(chǎn)生制動(dòng)操作(參見(jiàn)圖2中的C)稍微更少的旋轉(zhuǎn))時(shí)，內(nèi)部面102以及然后復(fù)位構(gòu)件84的較小的、第二半徑104與凸輪從動(dòng)件接合，致使凸輪從動(dòng)件被壓入凹部80中并從凸輪60脫離。將被理解的是，復(fù)位構(gòu)件84的節(jié)距因此被設(shè)定為在操作制動(dòng)機(jī)構(gòu)之前操作凸輪從動(dòng)件78的量。凸輪從動(dòng)件78從凸輪60的脫離允許凸輪由彈簧58軸向地推動(dòng)成對(duì)應(yīng)于第一/初始檔位設(shè)置的初始狀態(tài)。
[0039]循環(huán)的操作:
[0040]輪轂20和變速系統(tǒng)30的默認(rèn)、起始、原位或初始位置將被理解為意味著在處于最低、初始檔位(第一檔)時(shí)輪轂的機(jī)構(gòu)的狀態(tài)。初始位置在圖3A至圖3C中被最好地示出。在這種情況下，行星架掣子62和齒圈掣子54都被保持脫離接合。當(dāng)轉(zhuǎn)矩被沿在正向/傳動(dòng)/順時(shí)針?lè)较蚴┘拥津?qū)動(dòng)器24時(shí)，驅(qū)動(dòng)器掣子48與齒圈46接合，齒圈繼而接合行星齒輪42。被連接到行星架44上的行星齒輪42，與輥導(dǎo)環(huán)52相接合。輥導(dǎo)環(huán)掣子50與輪轂殼22相接合，該輪轂殼繼而在低速傳動(dòng)條件下旋轉(zhuǎn)車(chē)輪。在這種狀態(tài)中，齒圈46用作來(lái)自驅(qū)動(dòng)器24的輸入并且行星架44用作通過(guò)輥導(dǎo)環(huán)52到輪轂殼的輸出。
[0041]在該低速傳動(dòng)條件下，凸輪60處于默認(rèn)位置并且抵靠復(fù)位構(gòu)件84軸向地定位且抵靠凸輪從動(dòng)件78旋轉(zhuǎn)地定位。凸輪60被行星架換檔彈簧68軸向地保持在該位置，并且借助由第一離合器72所施加的轉(zhuǎn)矩和摩擦被旋轉(zhuǎn)地保持在該位置。復(fù)位構(gòu)件84抵靠復(fù)位限制墊圈旋轉(zhuǎn)地定位90并且借助由第二離合器88施加的轉(zhuǎn)矩和摩擦被保持在該位置。
[0042]當(dāng)轉(zhuǎn)矩沿反向/制動(dòng)/逆時(shí)針?lè)较虮皇┘拥津?qū)動(dòng)器24時(shí)，隨著凸輪輪廓70靠在從動(dòng)件78上，第一離合器72旋轉(zhuǎn)凸輪60從而致使凸輪沿軸36軸向地移動(dòng)。隨著凸輪60移動(dòng)，它沿軸36推動(dòng)行星架換檔襯套66，從而致使其與行星架掣子62脫離，并允許行星架掣子與行星架44接合。一旦凸輪60在第二位置(對(duì)應(yīng)于第二檔位)抵靠凸輪從動(dòng)件78，行星架換檔襯套66就被保持脫離與行星架掣子62的接合。在這種情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)矩沿正向/傳動(dòng)/順時(shí)針?lè)较駾被施加到驅(qū)動(dòng)器24時(shí)，驅(qū)動(dòng)器經(jīng)由聯(lián)接器96、掣子架64和行星架掣子62與行星架44接合。如前所述，行星架44與輥導(dǎo)環(huán)52接合，但在這種狀態(tài)或條件下，驅(qū)動(dòng)路徑繞過(guò)了行星齒輪42，這導(dǎo)致一個(gè)1:1的傳動(dòng)條件并可被認(rèn)為第二檔位狀態(tài)或第二檔位。
[0043]如果，在上面的示例中，在完成換檔的點(diǎn)(參見(jiàn)圖2中的A)，轉(zhuǎn)矩繼續(xù)被沿反向施加(參見(jiàn)圖2中的B)，復(fù)位構(gòu)件84與凸輪從動(dòng)件78接合并將凸輪從動(dòng)件推進(jìn)凹部80中，并脫離與凸輪60的接合。這致使凸輪60被行星架換檔彈簧68推回到默認(rèn)位置。如果轉(zhuǎn)矩然后沿正向D被施加到驅(qū)動(dòng)器24，則驅(qū)動(dòng)路徑將如上所述處于默認(rèn)狀態(tài)。這描述了輪轂的復(fù)位特征。復(fù)位特征的該操作也在圖14和圖15示出。
[0044]如果，在實(shí)現(xiàn)復(fù)位的點(diǎn)處，轉(zhuǎn)矩繼續(xù)在反向條件下被施加到驅(qū)動(dòng)器24，則控制襯套108可被足夠遠(yuǎn)地旋轉(zhuǎn)以露出制動(dòng)掣子38 (參見(jiàn)圖2中的C)，制動(dòng)掣子然后與齒圈46接合。齒圈46然后通過(guò)行星齒輪42和行星架44驅(qū)動(dòng)輥導(dǎo)環(huán)52，該輥導(dǎo)環(huán)致動(dòng)閘。
[0045]如果在凸輪60于第二檔位(I: I)位置抵靠凸輪從動(dòng)件78定位時(shí)轉(zhuǎn)矩在反向條件下被施加，則凸輪抵靠凸輪從動(dòng)件旋轉(zhuǎn)并且沿軸36橫向地、軸向地移動(dòng)。當(dāng)凸輪從第二檔位位置移到第三(3’檔位位置時(shí)，它推動(dòng)齒圈換檔襯套56脫離與齒圈掣子54的接合，從而允許齒圈掣子與輪轂殼22接合。在這種情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)矩沿正向被施加到驅(qū)動(dòng)器24時(shí)，驅(qū)動(dòng)器經(jīng)由聯(lián)接器96、掣子架64和行星架掣子62與行星架44接合。行星架44使行星齒輪42在軸36上繞太陽(yáng)齒輪40旋轉(zhuǎn)，該行星齒輪繼而傳遞扭矩到齒圈46。輪轂殼22現(xiàn)在將在超速傳動(dòng)條件下旋轉(zhuǎn)。
[0046]如果，在換檔點(diǎn)處驅(qū)動(dòng)器24繼續(xù)向后旋轉(zhuǎn)，那么凸輪60將如前所述復(fù)位。為了從第三檔返回到第一檔，驅(qū)動(dòng)器24必須向后旋轉(zhuǎn)足夠遠(yuǎn)以用于凸輪復(fù)位。在一個(gè)實(shí)施例中，使系統(tǒng)返回到第一檔的向后旋轉(zhuǎn)量是大約100度的旋轉(zhuǎn)(參見(jiàn)圖2中的B)。
[0047]雖然已參考具體的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解的是，在所述本發(fā)明概念的精神和范圍內(nèi)可作出多種改變。因此，本發(fā)明并不旨在限于所公開(kāi)的實(shí)施例，而是它具有下列權(quán)利要求的語(yǔ)言所允許的全部范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于踏板驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的輪轂，所述輪轂包括: 固定軸， 行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述行星齒輪機(jī)構(gòu)繞所述固定軸布置，所述行星齒輪機(jī)構(gòu)能操作以產(chǎn)生一個(gè)初始傳動(dòng)比和至少一個(gè)其他傳動(dòng)比； 驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器繞所述固定軸布置，并且能在驅(qū)動(dòng)方向上和非驅(qū)動(dòng)方向上旋轉(zhuǎn)；以及 變速機(jī)構(gòu)，所述變速機(jī)構(gòu)被聯(lián)接到所述驅(qū)動(dòng)器，所述變速機(jī)構(gòu)包括凸輪、復(fù)位構(gòu)件以及能與該凸輪和該復(fù)位構(gòu)件接合的凸輪從動(dòng)件，所述凸輪包括一輪廓并且能軸向地移動(dòng)以在所述輪轂的所述初始傳動(dòng)比和所述至少一個(gè)其他傳動(dòng)比之間選擇，所述凸輪從動(dòng)件被構(gòu)造成與所述凸輪的所述輪廓接合以軸向地定位該凸輪，并且所述復(fù)位構(gòu)件被構(gòu)造成響應(yīng)于所述驅(qū)動(dòng)器在所述非驅(qū)動(dòng)方向上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而使所述凸輪從動(dòng)件從所述凸輪脫離，并允許所述凸輪軸向地移動(dòng)以復(fù)位到所述初始傳動(dòng)比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂，其中，所述凸輪被偏壓入產(chǎn)生所述初始傳動(dòng)比的初始位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪轂，其中，所述復(fù)位構(gòu)件被構(gòu)造成允許所述凸輪響應(yīng)于所述驅(qū)動(dòng)器的所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而復(fù)位到所述初始位置，所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的量大于產(chǎn)生傳動(dòng)比改變所需的量但小于產(chǎn)生制動(dòng)所需的量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂，其中，所述變速機(jī)構(gòu)通過(guò)離合器聯(lián)接到所述驅(qū)動(dòng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輪轂，其中，所述凸輪和所述復(fù)位構(gòu)件都通過(guò)離合器聯(lián)接到所述驅(qū)動(dòng)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪轂，其中，所述凸輪通過(guò)第一離合器聯(lián)接到所述驅(qū)動(dòng)器并且所述復(fù)位構(gòu)件通過(guò)第二離合器聯(lián)接到所述驅(qū)動(dòng)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輪轂，其中，所述第一離合器和所述第二離合器都包括離合器彈簧。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂，其中，所述凸輪的所述輪廓是被定位在該凸輪的一端上的分度輪廓。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪轂，其中，所述凸輪從動(dòng)件被構(gòu)造成接合所述凸輪的所述分度輪廓。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂，其中，所述凸輪從動(dòng)件被偏壓以接合所述凸輪。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂，其中，所述凸輪從動(dòng)件被設(shè)置在所述軸上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的輪轂，其中，所述凸輪從動(dòng)件由所述軸樞轉(zhuǎn)地接收。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂，其中，所述軸具有凹部，所述凸輪從動(dòng)件設(shè)置在所述凹部中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的輪轂，其中，所述凸輪從動(dòng)件被偏壓遠(yuǎn)離所述軸以從所述凹部伸出從而接合所述凸輪。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂，其中，所述凸輪從動(dòng)件具有被構(gòu)造成接合所述復(fù)位構(gòu)件的表面。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的輪轂，其中，所述復(fù)位構(gòu)件是環(huán)形的。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的輪轂，其中，所述復(fù)位構(gòu)件圍繞所述凸輪從動(dòng)件布置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輪轂，其中，所述復(fù)位構(gòu)件被構(gòu)造成接合所述凸輪從動(dòng)件的所述表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的輪轂，其中，所述復(fù)位構(gòu)件具有在內(nèi)部接收所述凸輪從動(dòng)件的內(nèi)部開(kāi)口。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的輪轂，其中，所述內(nèi)部開(kāi)口具有限定第一半徑和第二半徑的內(nèi)表面，所述第一半徑大于所述第二半徑。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的輪轂，其中，當(dāng)所述第二半徑與所述凸輪從動(dòng)件的所述表面接合時(shí)，所述第一半徑不會(huì)脫 離所述凸輪從動(dòng)件，并且所述第二半徑使所述凸輪從動(dòng)件從所述凸輪脫離。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的輪轂，其中，所述復(fù)位構(gòu)件包括在所述內(nèi)表面的所述第一半徑和所述第二半徑之間延伸的內(nèi)部面。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的輪轂，其中，所述復(fù)位構(gòu)件的所述內(nèi)部面被構(gòu)造成與所述凸輪從動(dòng)件的所述表面接合。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂，其中，所述復(fù)位構(gòu)件被構(gòu)造成允許所述凸輪響應(yīng)于所述驅(qū)動(dòng)器的所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而復(fù)位到對(duì)應(yīng)于所述初始傳動(dòng)比的初始位置，所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的預(yù)定量大于產(chǎn)生傳動(dòng)比改變所需的量但小于產(chǎn)生制動(dòng)所需的量。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂，其中，所述復(fù)位構(gòu)件被構(gòu)造成允許所述凸輪響應(yīng)于倒踏腳踏板運(yùn)動(dòng)而復(fù)位到對(duì)應(yīng)于所述初始傳動(dòng)比的初始位置，所述倒踏腳踏板運(yùn)動(dòng)的預(yù)定量大于產(chǎn)生傳動(dòng)比改變所需的量但小于產(chǎn)生制動(dòng)所需的量。
【文檔編號(hào)】F16H25/08GK103557304SQ201310180229
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月21日
【發(fā)明者】A·桑姆威斯 申請(qǐng)人:什拉姆有限責(zé)任公司