CN103025604B - 用于行星齿轮传动装置的换档机构 - Google Patents

Abstract

一种用于行星齿轮传动装置的换档机构，包括：行星齿轮传动装置；与所述行星齿轮传动装置中的行星齿轮组件接合的换档凸轮（600），所述换档凸轮具有换档凸轮突起（5008）；与可动线缆（1）连接的可转动线缆承载件（5003），所述线缆承载件包括带斜面部分（361，362）；可转动带斜面环（5002），所述带斜面环包括与所述线缆承载件的带斜面部分配合接合的带斜面部分（381，382），并且所述带斜面环还具有与所述换档凸轮突起配合接合的止挡部，所述线缆承载件的转动推动所述带斜面环沿着与所述线缆环的转动面垂直的方向运动预定距离，所述换档凸轮通过与所述带斜面环（5002）接合而保持抵抗转动，并且在所述预定距离处使得所述带斜面环能够与所述带斜面环的轴向运动同时与所述线缆承载件一起转动；以及连接在所述线缆承载件和所述换档凸轮之间的弹簧（5005），与弹簧力相作用的所述换档凸轮在带斜面环转动时转动由所述换档凸轮突起与所述带斜面环突起的接合所限制的一转动量，并且在所述换档凸轮的转动期间所述传动装置切换齿轮。

Description

用于行星齿轮传动装置的换档机构

技术领域

本发明涉及用于行星齿轮传动装置的换档机构，更具体地说涉及用于具有空转齿轮选择器的行星齿轮传动装置的换档机构。

背景技术

已知可以通过换档机构来操作自行车传动装置。换档机构通常设计成拉动用来促动传动装置的换档元件的线缆。可以由线缆操作的自行车传动装置具有不同类型。这些传动装置包括具有前和/或后变速器的传统链条驱动传动装置、内齿轮毂传动装置、连续可变传动装置（CVT）以及其他装置。

现有技术的代表为Hanatani的美国专利No.6,718,844（2004），该文献披露了一种自行车换档控制装置，该装置包括用于安装在自行车上的底座构件、相对于底座构件可转动地受到支撑以便沿着第一和第二方向转动的操作构件、相对于底座构件可转动地安装以便控制传动装置控制元件的拉紧和松开的传动装置控制构件、用于支撑传动装置的控制元件换向表面的托架以及连接成与传动装置控制构件一起转动的中间构件。中间构件围绕着第一轴线转动，并且中间构件可以在其中中间构件接合托架的接合位置和其中中间构件与托架脱开的脱开位置之间沿着第一轴线的方向运动。中间构件包括第一凸轮面，用于在中间构件的转动期间使得中间构件沿着第一轴线的方向朝着脱开位置运动，并且中间构件包括定位面，用于防止中间构件在处于接合位置中时围绕着第一轴线转动。

也可以参考2010年1月20日提交的共同未决美国非临时专利申请序No.12/657,461。

需要一种用于具有空转齿轮选择器的行星齿轮传动装置的换档机构。本发明满足了这种需求。

发明内容

本发明的主要方面在于提供一种具有空转齿轮选择器的行星齿轮传动装置的换档机构。

通过下面对本发明的说明和附图将指明或阐明本发明的其他方面。

本发明包括一种用于传动装置的换档机构，包括：行星齿轮传动装置；与所述行星齿轮传动装置中的行星齿轮组件接合的换档凸轮，所述换档凸轮具有换档凸轮止挡部；与可动线缆连接的可转动线缆环，所述线缆环包括斜面部分；可转动带斜面的环，所述带斜面环包括与所述线缆环的斜面部分协作接合的斜面部分，并且所述带斜面环还具有与所述换档凸轮止挡部协作接合的止挡部，所述线缆环的转动推动所述带斜面环沿着与所述线缆环的转动面垂直的方向运动预定距离，所述换档凸轮通过与所述带斜面环接合而保持防止转动，并且在所述预定距离处使得所述带斜面环能够与所述线缆环一起转动，同时所述带斜面环轴向运动；以及连接在所述线缆环和所述换档凸轮之间的弹簧，所述换档凸轮在带斜面环转动时反抗弹簧力转动由所述换档凸轮止挡部与所述带斜面环止挡部的接合所限定的一定转动量，并且在所述换档凸轮的转动期间所述传动装置切换齿轮。

附图说明

结合在说明书中并且形成其一部分的那些附图显示出本发明的优选实施方案，并且与说明书一起用来说明本发明的原理。

图1为传动装置的剖面示意图。

图2为变速比图表。

图3为每个齿轮的制动和离合位置的图表。

图4为自行车的局部侧视图。

图4A为皮带的侧视图。

图5为传动装置的剖视图。

图6为制动器的透视图。

图7为在图5中的7-7处的横截面。

图8为在图5中的8-8处的横截面。

图9为在图5中的9-9处的横截面。

图10为在图5中的10-10处的横截面。

图11为在图5中的11-11处的横截面。

图12为在图5中的12-12处的横截面。

图13为在图5中的13-13处的横截面。

图14为传动装置的分解视图。

图15为图14的细节部分。

图16为图14的细节部分。

图17为图14的细节部分。

图18为图14的细节部分。

图19为图14的细节部分。

图20为图14的细节部分。

图21为换档凸轮环600的端视图。

图22为换档凸轮环600的侧视图。

图23为换档凸轮环600的端视图。

图24为换档凸轮环600的透视图。

图25为换档凸轮环600的透视图。

图26为换档凸轮环的侧视图。

图27为换档凸轮环的端视图。

图28为换档凸轮环的透视图。

图29为挡拨块的透视图。

图30为挡拨块的平面图。

图31为挡拨块的侧视图。

图32为挡拨块的透视图。

图33为挡拨块的透视图。

图34为挡拨块的透视图。

图35为挡拨块的透视图。

图36为挡拨块的透视图。

图37为图18的细节部分。

图38为图19的细节部分。

图39为图19的细节部分。

图40为图6的细节部分。

图41为图6的细节部分。

图42为图6的细节部分。

图43为传动装置的剖视图。

图44为换档机构和凸轮的透视细节部分。

图45为在传动装置外壳内的换档机构的侧视图。

图46为换档机构的侧视图。

图46A为把手换档器的细节部分。

图47为换档机构的分解视图。

图48为带斜面环的透视细节图。

图49为线缆固定件的侧视图。

图50为固定环的侧视图。

图51为换档凸轮组件的透视图。

图52为带斜面环的透视图。

图53为图52的细节部分。

图54为图52的细节部分。

图55为线缆承载件的透视图。

图56为图55的细节部分。

图57为固定环的透视图。

图58为图57的细节部分。

具体实施方式

图1为传动装置的剖面示意图。本发明大体上包括：具有与第一行星机构连接的输入构件的行星齿轮机构，所述第一行星机构与第二行星机构共轴串联，第二行星机构与第三行星机构共轴串联，第二行星机构输出在速度方面相对于第一行星机构输出提高，第三行星机构输出在速度方面相对于第二行星机构输出提高，并且第三行星机构与输出构件连接。

所提出的传动装置优选位于自行车底部托架，参见图4。曲柄臂（参见图4）安装在输入构件22的每个端部上。承载件100刚性连接到所述输入构件22，并且由此与输入构件22一起旋转。承载件100还包括支承销或轴101。

三个行星小齿轮装在销101上，即P1、P2、P3。每个小齿轮P1、P2、P3绕着销101以相同的速度一起转动。小齿轮P1、P2、P3优选包括具有三个不同直径的单个齿轮部件，由此描绘出齿轮P1、P2、P3。

环形齿轮购进400包括第一环形齿轮R1和第二环形齿轮R2。R1与小齿轮P1啮合连接。太阳齿轮S1和S2分别与小齿轮P2和P3啮合。太阳齿轮S1和S2为具有制动器1和制动器4的反动齿轮。制动器1和制动器4与自行车车架连接（参见图4）。小齿轮P1的转速取决于制动器1或制动器4是接合或是脱开，参见图3。

第二行星机构具有固定连接在承载轴201上的两个小齿轮P4和P5，并且因此齿轮P4和P5与轴201一起转动。环形齿轮R2与小齿轮P4啮合。承载轴201装配在承载件200上。承载件200为与制动器2接合的反作用构件。

第三环形齿轮R3固定安装在第三行星机构的作为承载件300的输入构件上。第三行星机构小齿轮P6与第四环形齿轮R4啮合。环形齿轮R4与制动器3和单向离合器CL3接合。单向离合器CL3与承载件300和环形齿轮R3接合。

小齿轮P6和P7每个都装配在支承销301上，并且因此一起转动。小齿轮P6和P7优选包括具有两个不同直径的单齿轮部件，并且因此限定了齿轮P6和P7。小齿轮P7与输出太阳齿轮S3啮合。输出太阳齿轮S3固定安装在输出链轮44上。

所有行星承载机构随着其相应输出构件的速度逐渐增大而总计，也就是说，在每个行星机构在所有单向离合器脱开的情况下操作时，第三行星机构使得链轮44转动，链轮又比第二行星机构的相对转动更快转动，第二行星机构又比第一行星机构的相对转动更快转动，参见图3的齿轮12。另外，每个行星承载机构与其他机构共轴，并且每个行星承载机构串联连接。

每个行星机构包括单向离合器，即CL1、CL2、CL3。在接合时，每个单向离合器以1:1的齿轮比锁定每个相应的行星承载机构。

在输入构件22和太阳齿轮S1之间设有低摩擦衬套50。在太阳齿轮S1和太阳齿轮S2之间设有低摩擦衬套51。在太阳齿轮S3和输入构件22之间设有低摩擦衬套52。

为了便于参考，下面的组件通常也可以被称为第一行星机构、第二行星机构和第三行星机构。

第一行星机构：承载件100；小齿轮P1、P2、P3；轴101；单向离合器CL1；环形齿轮R1

第二行星机构：承载件200；小齿轮P4、P5；轴201；单向离合器CL2；环形齿轮R2；环形齿轮R3

第三行星机构：承载件300；小齿轮P6、P7；轴301；单向离合器CL3；环形齿轮R4

图2为齿轮比的图表。行星机构（承载件）100具有齿轮比1、1.33和1.76。行星机构200具有齿轮比1和1.15。行星机构300具有齿轮比1和2.30。组合的整体齿轮比在列i中给出。

本发明的传动装置导致在每个齿轮比之间非常线性的挡幅，平均大约为15%。这使得在骑乘者通过齿轮上下换档时能够针对每个挡位实现可预测的功率需求。

由于与输入构件22的速度相比本发明的传动装置提高了输出构件的前链轮44的速度，所以因此调节了在前链轮44和安装在后轮34上的后链轮36之间的比值。因此，例如前链轮44具有32个齿并且后链轮具有42个齿。在前链轮和后链轮上的齿数可以根据用户需要来调节。

图3为每个齿轮的制动和离合位置的图表。例如，第一齿轮最慢的齿轮具有齿轮比为1:1的所有行星机构100、200、300，并且将所有制动器CL1、CL2、CL3锁定。在第一齿轮中，所有制动器1、2、3、4脱开。

本发明的传动装置大约比现有技术传动装置轻大约20%-30%。该传动装置的另一个优点为由于前链轮要小得多所以在自行车车架中的间隙更好。

下面给出了示例，并且不是用来限制每个部件可以采用的设计参数。该直径的单位为mm。

小齿轮	环形齿轮	直径	齿数
				P1	NA	13.6	17
P2	NA	18.4	23
				P3	NA	10.4	13
P4	NA	11.2	14
				P5	NA	13.6	17
P6	NA	16	20
				P7	NA	10.4	13
NA	R1	57.6	72
				NA	R2	45.6	57
NA	R3	48	60
				NA	R4	52	66

图4为自行车的局部侧视图。本发明的传动装置将优选安装在底部托架20中。曲柄臂41与输入构件22连接。骑乘者的脚接合踏板42。柔性驱动构件50接合在链轮44和后链轮36之间。后链轮36与车轮34连接。骑乘者（未示出）坐在车座24上。车轮34、曲柄臂41、底部托架20、车座24与本领域所公知的自行车车架30连接。柔性驱动构件50可以包括皮带和链条。

图4A为皮带的侧视图。皮带50包括主体90。齿99从皮带体98延伸出。齿99延伸越过皮带宽度并且与纵向或环形方向垂直。这种皮带也被称为在汽车领域中所公知的带齿带、楔形齿皮带或同步皮带。

图5为传动装置的剖视图。行星承载机构100、200、300显示为在底部托架或传动装置外壳20内串联连接。承载件100固定连接在输入构件22上。承载件200可在轴承1002、1003上围绕着构件22转动。承载件300可在轴承1003、1004、1005上围绕着构件22转动。构件22在轴承1001上在底部托架22内转动。构件22可以是中空的以降低传动装置的重量。

图6为制动器的透视图。该图显示出太阳齿轮S1和S2。制动器1接合齿轮S1。制动器4接合太阳齿轮S2。用于将行星传动装置换档的制动机构确保了组合行星组不能一次接合两个齿轮组并且因此变得锁住。所提出的机构位于组合行星齿轮组的太阳齿轮附近，但是可以很容易用于将具有多个环形齿轮的组合行星齿轮组断开或换档。

该机构包括如此构成的两根控制杆（701，702）（801，802），从而一根控制杆以物理的方式阻碍或阻止另一根控制杆接合其太阳齿轮，同时另一根与其相应的太阳齿轮接合。在一个太阳齿轮由制动器停止时，另一个太阳齿轮将被迫相对于已停止的太阳齿轮转动。在具有两个以上的太阳齿轮的复合组的情况下，每个太阳齿轮将以与其他齿轮不同的速度转动。但是，如果将每个制动器同时施加在每个太阳齿轮上，则该传动装置将锁定而不会转动。每根控制杆通过与太阳齿轮的台阶区域接合来如此限制转动或制动其相应太阳齿轮，从而控制杆接合着台阶部的表面并且限制了太阳齿轮沿着一个方向的转动。该机构可以根据所需的结构从径向外侧或径向内侧接合太阳齿轮。

换档杆由接合着成型面601B的辊子601促动。随着外形变化，这些换档杆运动以接合作为制动器或者打开并且使得相应的太阳齿轮能够自由运动。

每个制动器1和制动器4分别包括换档构件701和801。换档凸轮600接合换档辊601。每个换档辊601接合柔性垫片或构件602。

每个换档构件701和801枢转地安装在端盖205上。每个换档构件701、801的每个端部702、802分别接合着太阳齿轮齿210、211。

在操作中，换档凸轮600转动，从而使得每个换档辊601径向向外运动，由此松开每个柔性垫片602。将每个柔性垫片602松开使得每个换档构件701、801能够由于弹簧7001引起的偏压而枢转，由此使得换档构件701、801分别接合太阳齿轮齿210、211。每个换档构件701、801与相应的太阳齿轮齿的接合使得相应太阳齿轮沿着顺时针方向CW的转动停止。

由换档构件701、801与齿210、211的接合引起的反作用力通过每个换档构件701、801传递给端盖205，并且由此传递给自行车车架。

制动器2和制动器3在说明和操作方面与制动器1和制动器4相同。

图7为在图5中的7-7处的横截面。小齿轮P7与太阳齿轮S3啮合。制动器3的换档构件601接合齿213。齿213设置在环形齿轮R4的外周边上。在当前实施方案中，设有三组小齿轮P6、P7。

图8为在图5中的8-8处的横截面。小齿轮P6装配在销301上。

图9为在图5中的9-9处的横截面。小齿轮P5装配在销201上。小齿轮P5与环形齿轮R3啮合。制动器2包括接合着齿212的换档构件901。齿212设置在承载件200的外周边上。在当前实施方案中，设有三组小齿轮P4、P5。

图10为在图5中的10-10处的横截面。小齿轮P4与环形齿轮R2啮合。

图11为在图5中的11-11处的横截面。小齿轮1和P2装配在销101上。小齿轮P1与环形齿轮R1啮合。在当前实施方案中，设有四组小齿轮P1、P2、P3，每个都装配在销101上。

图12为在图5中的12-12处的横截面。太阳齿轮S1与小齿轮P2啮合。太阳齿轮S2与小齿轮P3啮合。

图13为在图5中的13-13处的横截面。小齿轮P3与太阳齿轮S2啮合。

图14为传动装置的分解视图。轴线A-A为旋转轴线。皮带接合着链轮44和后轮毂，参见图4。

传动装置外壳20可以按照盒的方式插入到底部托架中。即，外壳20插入到圆柱形接收器中，该圆柱形接收器包括底部托架。在可选的实施方案中，座撑、座管和链拉条能够例如通过焊接直接安装在外壳20上，由此构成传动装置外壳20的底部托架。传动装置的内部构件对于任一实施方案不会改变。

图15为图14的细节部分。换档线缆1、2（本领域公知的）分别通过调节护孔环81和82与传动装置连接。换档线缆1、2通常例如与在自行车把手（未示出）上的换档机构连接。护孔环81、82分别在孔21、22处与外壳20螺纹接合。轴承1006设置在太阳齿轮S3和外壳20之间。

链轮44包括用来接收皮带齿（未示出）的孔440。另外，孔440使得由车轮抛起的污垢和杂质能够通过链轮下落，由此使得链轮能够自清洁。这防止了碎屑累积在皮带和链轮之间，原本会由此妨碍性能。

衬套1007和1008分别接合轴承1005和1006。

在轴承1004和轴承1003之间设有间隔件800。在轴承1003和轴承1002之间设有间隔件801。

螺母42将链轮41安装在位于太阳齿轮S3上的毂盘51上。

图16为图14的细节部分。每条线缆1、2紧固在接收装置206上。接收装置206固定在换档凸轮环600的端部上。通过使得每条线缆1、2延伸或回缩，由此使得换档凸轮在传动装置外壳20内转动。换档凸轮环600的转动运动的范围大约为130°。

表面601A接合辊子603，该辊子接合挡拨块702Aa和802A。表面602A接合辊子603，该辊子接合着柔性构件601以及由此接合挡拨块720、721。表面603A接合辊子603，该辊子接合挡拨块702B、802B。表面601B接合辊子603，该辊子接合挡拨块820、821。

挡拨块720和721接合齿212。挡拨块820、821接合齿213。

弹簧8001A、8001C、8001D将每个挡拨块720、721、820、821分别偏压成与齿212、213接合。偏压这些挡拨块使得辊子603保持与凸轮面601A、602A、603A和601B接触。

图17为图14的细节部分。衬套1010接合轴承1002。挡拨块701A、801A接合着齿211。挡拨块701B、801B接合着齿210。

图18为图14的细节部分。图19为图14的细节部分。图20为图14的细节部分。螺纹环23将端部205安装在外壳20上。衬套2009接合轴承1001。盖帽43将曲柄臂（未示出）固定在轴22上。

弹簧7001A、7001B、7001C、7001D将每个挡拨块701A、801A、701B、801B分别偏压成与齿211、210接合。

图21为换档凸轮环600的端视图。换档凸轮环600包括构件600A和600B以便于制造和组装。构件600A为圆柱形。换档凸轮环600设置在传动装置中，并且在径向位于行星齿轮组100、200、300的最外面并且位于传动装置外壳20内，参见图5。

图22为换档凸轮环600的侧视图。构件600A显示出具有格栅结构以便降低重量同时保持强度。换档凸轮环600可以在传动装置外壳20内转动。

图23为换档凸轮环600的端视图。

图24为换档凸轮环600的透视图。每个换档圆周面601A和602A设置在构件600A的相对端部处。每个表面601A和602A包括换档凸轮环600的径向向内表面。

圆周面601A包括多个特征，每个特征具有不同的斜率或半径。辊子603的接合柔性构件601以及由此接合挡拨块702A和802A的径向位置每个都根据601A的哪个表面接合辊子603来确定。

圆周面602A包括多个特征，每个特征具有不同的斜率或半径。辊子603接合柔性构件601以及由此接合挡拨块720和721的径向位置每个都根据602A的哪个表面接合辊子603来确定。

圆周面603A包括多个特征，每个特征具有不同的斜率或半径。辊子603接合柔性构件601以及由此接合挡拨块702B和802B的径向位置每个都根据603A的哪个表面接合辊子603来确定。

圆周面601B包括多个特征，每个特征具有不同的斜率或半径。辊子603接合柔性构件601以及由此接合挡拨块820和821的径向位置每个都根据601B的哪个表面接合辊子603和602来确定。每个表面603A和601B包括换档凸轮环600的径向向内表面。

图25为换档凸轮环的端视图。换档凸轮环600包括构件600A和600B以便于制造和组装。构件600B为圆柱形。换档凸轮环600设置在传动装置中，并且位于行星齿轮组的最外面并且位于传动装置外壳20内，参见图5。通过换档线缆1、2的延伸和回缩使得换档凸轮环600转动来切换传动装置。

图26为换档凸轮环的侧视图。

图27为换档凸轮环的端视图。

图28为换档凸轮环的透视图。构件600B包括延伸构件601B和602B。每个构件601B和602B接合600A的配合部分，即狭槽603A和604A。

图29为挡拨块的透视图。部分7002接收构件601。构件601由能够压缩的弹性材料构成并且在松开压缩时将重新回弹。

每个挡拨块701、801和720、802与其他相同。对于每个挡拨块702、802而言，将构件602固定在部分7002上。

图30为挡拨块的平面图。接收部分760接收构件601。每个挡拨块720、820、721、821与其他相同。对于每个挡拨块720、820、72和821而言，构件602固定在部分760上。

图31为挡拨块的侧视图。接收部分760接收构件601。

图32为挡拨块的透视图。挡拨块820枢转地安装在挡拨块安装件840上。挡拨块安装件840紧固在外壳20上（未示出）。辊子603设置在表面601B和构件601之间。

图33为挡拨块的透视图。弹簧8001A将挡拨块820朝着齿213偏压。

图34为挡拨块的透视图。挡拨块840紧固在外壳20上。

图35为挡拨块的透视图。挡拨块720枢转地安装在挡拨块安装件740上。弹簧8001A将挡拨块720朝着齿212偏压。辊子603设置在表面602A和构件601之间。

图36为挡拨块的透视图。挡拨块安装件740紧固在外壳20上。

图37为图18的细节部分。单向离合器挡拨块901枢转地安装在承载件300上。弹簧921将单向离合器挡拨块920偏压在环形齿轮R4的齿213上。单向离合器挡拨块920通过脱开齿213使得环形齿轮R4进行反向转动运动。根据接合的特定齿轮，该单向离合器为传动装置的“自由轮”特征，这使得骑乘者能够停止蹬踏并且滑行。第二相同的单向离合器挡拨块与在图37中所示的相对设置，由此形成一对单向离合器挡拨块。

图38为图19的细节部分。单向离合器挡拨块930枢转地安装在承载件200上。弹簧931将单向离合器挡拨块930偏压在环形齿轮R1的齿401上。单向离合器挡拨块930通过接合齿401防止了环形齿轮R1进行反向转动运动。单向离合器挡拨块930通过与齿401脱开而使得环形齿轮R1能够相对于承载件200进行向前转动运动。根据接合的特定齿轮，单向离合器为传动装置的“自由轮”特征，这使得骑乘者能够停止蹬踏并且滑行。第二相同的单向离合器挡拨块与在图38中所示的相对设置，由此形成一对单向离合器挡拨块。

图39为图19的细节部分。单向离合器挡拨块901枢转地安装在承载件100上。弹簧902将单向离合器挡拨块901偏压在环形齿轮R1的齿401上。单向离合器挡拨块901通过脱开齿401使得环形齿轮R1能够相对于承载件100进行向前转动运动。单向离合器挡拨块901通过接合齿401防止了环形齿轮R1进行反向转动运动。根据接合的特定齿轮，该单向离合器为传动装置的“自由轮”特征，这使得骑乘者能够停止蹬踏并且滑行。第二相同的单向离合器挡拨块与在图39中所示的相对设置，由此形成一对单向离合器挡拨块。

图40为图6的细节部分。辊子603接合着表面601A，由此压靠在构件602上，而该构件挤压挡拨块701，由此使得挡拨块702与齿210脱开。

弹性构件602的使用使得换档凸轮能够在挡拨块仍然与齿接合期间转动。这些凸轮在挡拨块与齿接合并且受到压缩负载期间能够转动并且使得弹性构件压缩。在自行车骑乘者蹬自行车时，输入到传动装置中的扭矩随着输入从一个踏板切换到另一个踏板而是循环的。即使对于最佳的骑乘者，输入扭矩在输入从一个踏板转到另一个踏板期间也下降至零或接近零。由于蹬踏自行车骑乘者的循环输入加载，所以在挡拨块/齿界面上的力也下降至零或接近零，那时由于弹性构件趋向于返回到松弛状态所以挡拨块将转动脱开。这给予骑乘者这样的印象，能够在负载下换档而实际上换档在接近没有负载的状态下进行。

如在该图38中所述的双挡拨块组同样安装在区域“A”中。所有挡拨块701、702、801、802分别都在安装部分2051、2052、2053、2054处枢转地安装在构件205上。

图41为图6的细节部分。挡拨块701能够通过辊子601的运动而径向向外运动，该辊子在骑乘者换档期间随着表面601A转动而跟随着表面601A。挡拨块702显示出与齿210完全接合。挡拨块710协作接合突起803，该突起又使得挡拨块702能够枢转并且由此接合齿210。弹簧7001A将挡拨块801推压成与辊子601接合，并且由此将所述辊子601推压进表面601A中。挡拨块802和702能够彼此独立地枢转，但是因为突起803和挡拨块701的配合布置，所以它们不能同时与其相应的太阳齿轮的齿接合。如果挡拨块702与齿210接合，则突起803和挡拨块701的关系防止了挡拨块802接合齿211。相反，如果挡拨块802与齿211接合，则挡拨块702能够枢转以与齿210接合。

图42为图6的细节部分。由于挡拨块701完全受到辊子603挤压，所以挡拨块702完全与齿210脱开。挡拨块701配合接合突起803，该突起又防止了挡拨块702枢转以接合齿210。突起803在径向上设置在挡拨块701上方。如果挡拨块701转动成接合齿210，则挡拨块802如图39所示一样保持与齿211脱开。通过突起803和挡拨块701的配合布置防止了挡拨块802接合齿211。

在如图40所示一样挡拨块802与齿211接合时，通过突起803和挡拨块701的布置防止了挡拨块702与齿210接合。挡拨块702和802两者都可以同时与齿210和211脱开。通过突起803和挡拨块701的配合布置同时防止了挡拨块702、802与齿接合。每个突起703、803与其他的相同。突起803从挡拨块701的端部延伸出。突起803从挡拨块801的端部延伸出。

图43为传动装置的剖视图，显示出在齿轮传动装置内的换档机构。该传动装置具有与曲柄臂41连接的输入轴22，参见图5。在图43至58中所描述的换档机构即如图18所示的凸轮600用在所给出的附图中所示和所述的实施方案代替。在其他方面，该传动装置及其操作如在图1至42中所述的一样。

从通过使得换档凸轮组件600转动来实现一个齿轮切换到下一个齿轮，参见图44。通过本发明的换档机构来操作换档凸轮组件，该换档机构包括固定件5000、波形弹簧5001、线缆承载件5003、带斜面环5002和固定环5004。

图44为换档机构和凸轮的透视细节部分。图44显示出换档机构和换档凸轮600的子组件。线缆承载件5003通过拉伸弹簧5005与换档凸轮600连接。弹簧5005的一个端部与销5006连接。销5006安装在线缆承载件5003上。弹簧5005的第二端部与销5007连接。销5007安装在换档凸轮600上。图51为换档凸轮组件的透视图。

图45为在传动装置外壳内的换档机构的剖视图。图45显示出设置在传动装置外壳20内的本发明的换档机构。换档凸轮600分别通过突起5008和突起5009与带斜面环5002相接。线缆承载件5003（图47）通过突起5011与带斜面环5002相接。突起5008还与固定件5000的腿部5010相接。

图46为换档机构的侧视图。图46显示出线缆1和换档机构的相互作用。如本领域所公知的，线缆1与安装在自行车把手杆上的扭转换档器或触发换档器连接。线缆1围绕着线缆承载件5003的构件64延伸以便将线缆锁定在承载件上。

图46A为把手杆换档器的细节部分。本领域所公知的远程旋转换档器8安装在把手杆7上，该把手杆又安装在典型的自行车车架F上。线缆1与换档器8和传动装置连接。换档器8只是用来通过旋转运动促动线缆1。前轮2如本领域所公知的一样与车架F连接。

图47为换档机构的分解视图。固定件5000安装在换档凸轮600上。

图48为带斜面环的透视祥视图。图48显示出具有多个内斜面381和斜面382、外斜面383和斜面384的带斜面环5002。图52为带斜面环的透视图。图53为图52的细节部分。图54为图52的细节部分。

每个内斜面381还包括设置在具有不同斜率的两个相邻表面之间的弯曲部385。弯曲部385的目的在于，在换档大部分完成并且扭力在线缆承载件5003的转动接近最大并且接近弯曲部385时相对较高时，那时线缆承载件滑过弯曲部385并且所需的扭矩突然下降，即使在操作人员试图停止即将发生的换档的情况下换档也会出现。因此，换档更容易在换档运动的最后时刻进行。它还防止了线缆承载件环5003停留在斜面的顶端处，因为一旦完成换档所需的力（扭矩）降低，则迅速出现换档。在固定环5004上的斜面541上具有相同的弯曲部特征543，参见图58。

图49为线缆固定件的侧视图。图49显示出具有多个斜面特征361和斜面362的线缆固定件5003。图53为线缆承载件的透视图。图55为线缆承载件的透视图。图56为图55的细节部分。

图50为固定环的侧视图。图50显示出具有多个斜面541和斜面542的固定环5004。图57为固定环的透视图。图58为图57的细节部分。固定环5004通过与外壳20进行机械干涉配合相对于外壳20固定不动。固定环5004的斜面542与带斜面环5002的斜面382相互作用，从而限制了带斜面环5002进行顺时针转动运动。固定环5002的斜面541与带斜面环5002的斜面381干涉，从而迫使带斜面环5002在线缆承载件5003的逆时针转动运动期间进行轴向运动。

换档机构以两个模式操作：爬坡挡和下坡挡。

在爬坡挡模式中的操作如下。波形弹簧5001在带斜面环5002上提供连续轴向力，由此将带斜面环5002按压成与线缆环5003接触。线缆保持件5003轴向设置在带斜面环5002和外壳20之间，参见图47。用户按照这样的方式拉动线缆1（促动器），从而迫使承载件5003沿着顺时针方向转动，如根据图46所取向的一样。在线缆承载件5003分别使得销5007和5006转动，从而使得在弹簧5005中的弹簧力增大。销5007与换档凸轮600连接。销5006与线缆承载件5003连接。线缆承载件5003的径向向内斜面特征361与带斜面环5002的径向向外的斜面特征383配合相接。带斜面环5002的径向向内斜面特征381与固定环5004的斜面特征541如此配合相接，从而面542与带斜面环5002的面382作用以限制带斜面环5002的顺时针转动。带斜面环5002的转动受限造成在斜面383和361之间的相对运动，从而迫使带斜面环5002沿着方向X-X轴向运动，该方向与转动方向垂直，参见图44。换句话说，方向X-X与输入轴22的转动轴线共线。带斜面环5002在这部分轴向运动期间不会转动。带斜面环5002的轴向运动一直持续，直到面382被设置成它不再接触面542，从而使得带斜面环5002能够转动。带斜面环5002的转动运动与带斜面环5002的轴向运动一起由于斜面383和361的位置、来自斜面383和361的界面的转动力和由波形弹簧5001提供的轴向力而出现。带斜面环5002的转动和轴向运动一直持续到面382和542在一位置再次相互作用，在该位置处带斜面环和换档凸轮的转动在与所选的传动装置挡位对应的预定位置中停止。带斜面环5002的转动运动使得换档凸轮600自由地转动，因为在带斜面环5002的转动期间突起5009运动离开突起5008。换档凸轮600然后在作用在销5007和5006上的弹簧5005的力作用下被迫转动，该弹簧的力也作用在线缆承载件5003上。换档凸轮600的转动运动将传动装置部件设置成使得如在这里所述一样出现挡位变化。

这也被称为“空转”换档机构。这是因为带斜面环在带斜面环转动以及由此换档凸轮转动出现之前将轴向运动预定距离，从而造成在传动装置中的挡位切换。在一部分轴向运动期间没有转动构成了“空转”运动。

在下坡挡模式中的操作如下。波形弹簧5001在带斜面环5002上提供了连续轴向力，从而将带斜面环5002按压成与线缆环5003接触。弹簧5005通过作用在换档凸轮600和线缆保持件5003上的销5007和5006提供用于转动运动的弹簧力。弹簧5005还使得突起5009和5008设置成相互接触。操作人员按照这样的方式拉动线缆1（促动器），从而使得线缆承载件5003沿着如根据图46取向的一样的逆时针方向转动。在线缆承载件5003转动时，面362与面384相互作用，从而迫使带斜面环5002也沿着逆时针方向转动。转动的带斜面环5002使得换档凸轮600转动，因为突起5009与突起5008接合。在带斜面环5002转动时，带斜面环5002的斜面381与固定环5004的斜面541相互作用，从而强制造成带斜面环5002的轴向运动。面542和382在该转动和轴向运动期间分开。带斜面环5002的轴向运动一直持续到斜面381和541运动经过彼此，从而使得带斜面环5002能够使得轴向方向反向并且自身设置成面542和382重新接触。带斜面环5002的这种设置使得突起5009以及由此突起5008的位置固定，这使得换档凸轮600的位置固定。换档凸轮600的转动运动将传动装置部件如此设置，从而如在这里所述一样进行挡位切换。

面382和542的轴向长度小于面362和384的轴向长度，因此带斜面环5002与线缆承载件5003一起保持可转动地设置在斜面361和383的长度内。

斜面381和541的角长度对应于换档凸轮12的所期望的角运动（转动），并且必要时可以在不同挡位之间变化。如果操作人员/骑乘者使得线缆1运动到没有与传动装置的正确挡位对应的位置并且松开线缆，则一旦线缆由于斜面而松开，该机构将自身重新设置到正确齿轮位置。

虽然在这里已经对本发明的一种形式进行了说明，但是对于本领域普通技术人员而言显而易见的是，在不脱离在这里所述的本发明的精神和范围的情况下可以在各个部件的结构和关系方面作出各种变化。

Claims (3)

1.一种用于行星齿轮传动装置的换档机构，包括：

行星齿轮传动装置；

换档凸轮(600)，所述换档凸轮与所述行星齿轮传动装置中的行星齿轮组件接合，所述换档凸轮具有换档凸轮突起(5008)；

与可动线缆(1)连接的可转动线缆承载件(5003)，所述线缆承载件包括带斜面部分(361，362)；

可转动的带斜面环(5002)，所述带斜面环包括与所述线缆承载件的带斜面部分配合地接合的带斜面部分(381，382)，并且所述带斜面环还具有能够与所述换档凸轮突起配合地接合的突起(5009)，

所述线缆承载件的转动迫使所述带斜面环(5002)沿着与所述线缆承载件的转动面垂直的方向运动一预定距离，所述换档凸轮(600)通过与所述带斜面环(5002)接合而保持抵抗转动，并且使得所述带斜面环在所述预定距离上与所述线缆承载件(5003)一起转动，同时所述带斜面环(5002)轴向运动；以及

第一弹簧(5005)，所述第一弹簧连接在所述线缆承载件(5003)和所述换档凸轮(600)之间，与弹簧力相作用的所述换档凸轮在所述带斜面环(5002)转动时转动由所述换档凸轮突起(5008)与所述带斜面环的所述突起(5009)的接合所限制的一转动量，并且在所述换档凸轮的转动期间所述传动装置切换齿轮。

2.如权利要求1所述的换档机构，其中所述可动线缆与远程促动器相连接。

3.如权利要求1所述的换档机构，其中第二弹簧(5001)迫使所述带斜面环(5002)与所述线缆承载件(5003)接合。