CN1248906C - 自行车的轮毂传动装置 - Google Patents

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Abstract

一种为自行车装设的轮毂传动装置包括可转动地支承在轮毂轴(1)上的驱动部件(2)和轮毂体(3)。装设至少一个行星齿轮机构(4，5)用于将转动力从驱动部件(2)通过多个转动力传送路径传送给轮毂体(3)，其中行星齿轮机构包括安装在行星齿轮支架(4a)内支承销(40)上的至少一个行星齿轮(11，12)。行星齿轮包括至少一个大直径齿轮部段(11)和至少一个小直径齿轮部段(12)，每个限定不同的齿轮比。支承销包括至少一个大直径销钉部段(9)和至少一个小直径销钉部段(10)。大直径销钉部段(9)为支承大直径齿轮部段(11)上的机械负荷提供加强作用。

Description

自行车的轮毂传动装置
技术领域
本发明涉及自行车的传动装置和特别是涉及有带两个或多个不同直径部段的行星齿轮的内轮毂自行车的传动装置。
背景技术
欧洲专利EP 0 531 608号公开了高达7速的多速轮毂传动装置，其中装设两个行星齿轮机构，每个包括一组行星齿轮和对应的齿圈。随着齿轮速度数目的增加，必需增加离合器的数目以便将驱动力通过关联的中心齿轮、行星齿轮和齿圈最终传给轮毂体。
此外，由于需要提供两个和有时多个齿轮比，行星齿轮结构的复杂性也不断增加。因此行星齿轮有两个或多个不同直径部段和在行星齿轮不同部段上的机械负荷可以不同。例如，用于低速传送的行星齿轮的直径较大的齿轮部段可以经受比行星齿轮其他直径较小部段更大的转矩。这可能在由支承销不适当地支承的行星齿轮内造成横切的力以及扭转力，行星齿轮安装在支承销上。这样的支承销常规地是线性的销和没有考虑到行星齿轮的一部分会经受比行星齿轮的其他部分更高的机械应力。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种改进的多速轮毂传动装置，其中将支承销加强以便考虑到它支承的行星齿轮中的不同负荷。
按照本发明，自行车的轮毂传动装置装设驱动部件和轮毂体，每一个使其围绕轮毂轴转动地安装。提供至少一个行星齿轮机构用于将转矩从驱动部件通过多个转动力传送路径传给轮毂体。行星齿轮机构包括安装在支承销上的至少一个行星齿轮，支承销连接到行星齿轮支架。改变速度控制机构包括至少一个用于选择一个转动力传送路径的离合器。行星齿轮包括至少一个大直径齿轮部段和至少一个小直径齿轮部段，每个限定不同的齿轮比。此外，支承销包括至少一个大直径销钉部段和至少一个小直径销钉部段。
通过提供与行星齿轮各个直径的齿轮部段相关联的支承销的不同直径部段，从而在由于行星齿轮的大直径部段引起的较高的机械负荷的区域内，加强或提高支承销的机械强度。
在一个实施例中，支承销的大直径销钉部段支承行星齿轮的大直径齿轮部段超过大直径齿轮部段轴向宽度的50％。在另一个实施例中，支承销的小直径销钉部段支承行星齿轮的小直径齿轮部段超过其轴向宽度的50％。以这种结构构造的支承销确保经受最高机械负荷的大直径齿轮部段总是基本上由支承销的加强部段支承。
所以本发明的原理是使支承销的负荷承担能力与行星齿轮各部段中实际产生的负荷相匹配。当应用于多速轮毂传动装置，其中行星齿轮常有两个或3个不同直径部段对应不同的齿轮比时本发明特别有利。
附图说明
从下面与附图一起各实施例的描述中可以了解本发明其他的目的和各优点。
图1表示按照本发明的7速轮毂传动装置的第一实施例，其中行星齿轮包括两个不同直径部段和支承销包括两个不同直径部段。
图2表示图1实施例的行星齿轮机构的放大图。
图3表示本发明的第二实施例，其中改进了支承销的结构。
具体实施方式
下面与附图一起更加充分地解释本发明的各实施例。
图1表示第一实施例的7速轮毂传动装置，其中驱动部件2将转动力传送给可转动地支承在轮毂轴1上的轮毂体3。从驱动部件2到轮毂体3的驱动传动齿轮系包括有齿圈15的第一行星齿轮机构4。第二行星齿轮机构5也装设第二齿圈16。取决于所选择的转动力传送路径，或更特别地取决于所选择的速度，使齿圈15和16分别与行星齿轮13和14啮合。
使第一和第二行星齿轮机构4，5的支承销40和40a分别支承在行星齿轮支架4a和5a中。将行星齿轮13和14分别支承在支承销40和40a上并与轮毂轴1上的中心齿轮啮合，中心齿轮是由离合器控制部件8选择的。
离合器控制部件8和离合器操作机构7限定改变速度控制机构，控制机构给定中心齿轮的位置和在轮毂传动装置中的离合器。例如，改变速度控制机构的第一低速设定限定转矩从驱动部件2到轮毂体3的传送路径，通过传送离合器20、第二齿圈16、行星支架5a、行星支架4a、第一齿圈和第二传送离合器。
图2给出第一行星齿轮机构4的放大说明，它清楚地说明本实施例的细节。支承销40被支承在齿轮支架4a中和包括大直径销钉部段9和小直径销钉部段10。行星齿轮13被支承在支承销40上和包括大直径齿轮部段11和小直径齿轮部段12。大直径齿轮部段11与中心齿轮11a啮合和小直径齿轮部段12与另一个中心齿轮12a啮合。小直径齿轮部段12还与齿圈15啮合。
在本实施例中，行星齿轮13的两个齿轮部段11和12是整体构成一件。但是也可能是由互相连接的独立件制成的两个齿轮部段构成行星齿轮13。在其他的实施例中，也可能是行星齿轮13有3个不同的直径部段。
如在图2中可见，行星齿轮13的大直径齿轮部段11有宽度W1，它从齿轮部段11的左侧伸展到分割线c。还指出大直径齿轮部段11的中心线a。支承销40的大直径销钉部段9有直径d1，同时小直径销钉部段10有直径d2。
代表支承销40加强部段的大直径销钉部段9伸展超过大直径齿轮部段11的轴向宽度W1的50％。从图2中可见，大直径销钉部段9从左边伸展到右边超过中心线a直到径向台阶20，该台阶代表从大直径销钉部段9到小直径销钉部段10的过渡。在图2的实施例中，大直径销钉部段9支承约70％的大直径齿轮部段11的轴向宽度。一般来说，大直径销钉部段9将支承50％或更大的宽度W1，优选地大直径销钉部段9支承70％或更大的宽度W1。
在另一个实施例中，可能希望大直径销钉部段9伸展到小直径齿轮部段12的区域中。但是，在任何情况下有直径d2的小直径销钉部段10将支承小直径齿轮部段12大于它轴向宽度W2的50％。优选地，小直径销钉部段10支承小直径齿轮部段12大于80％的轴向宽度W2。
大直径销钉部段9的直径d1和和小直径销钉部段10的直径d2之间的关系将取决于特定的应用。即行星齿轮13的齿轮部段11和12的各个直径。也可以取决于是否存在行星齿轮13的第三齿轮部段。但是，大直径销钉部段9的直径d1，它在支承大直径齿轮部段11时提供加强，正常情况下将是这样，它至少10％大于小直径销钉部段10的直径d2。在其他实施例中，大直径销钉部段9的直径d1可以是20％大于小直径销钉部段10的直径d2。
如上所述，在图2的实施例中由径向的台阶20构成从大直径销钉部段9到小直径销钉部段10的过渡。形成径向台阶20的轴向位置b位于大直径齿轮部段11的轴向宽度W1的中心线a和分割线c之间，分割线c是在大和小直径齿轮部段11和12之间。这个径向台阶20的位置限定大直径销钉部段9的承力延伸。在大多数情况下，轴向位置b将定位在中心线a和分割线c之间，但是在其他的实施例中，径向台阶20的轴向位置b可以伸展到小直径销钉部段10的区域内。
图3说明支承销40的另一个实施例。从大直径销钉部段9到小直径销钉部段10的过渡形成圆锥30，它围绕支承销40的圆周伸展。圆锥30从位于大直径齿轮部段11的轴向宽度W1的中心线a和分割线c之间的轴向位置b′开始，分割线位于大和小直径齿轮部段11和12之间。圆锥30在位于分割线c和小直径齿轮部段12的轴向宽度W2的中心线e之间的轴向位置f结束。在这个实施例中，大直径销钉部段9的承力部分伸展超过大直径齿轮部段11的轴向宽度W1至少50％。小直径销钉部段10的承力部分略为小于小直径齿轮部段12的轴向宽度W2的100％。但是小直径销钉部段10的承力部分是大大超过小直径齿轮部段12的轴向宽度W2的50％。
如在图3中所示，在行星齿轮13中形成的圆锥30和装设在支承销40上的圆锥30′之间可以留有小的间隙。在这种情况下，圆锥区本身将不会代表支承销40的承力部分。在其他的实施例中，可以对各部件机加工使其具有很高的精度，从而在圆锥30和30′之间不留下间隙。那么圆锥在图3中线b′和f之间的轴向伸展将是承力部分。
代替图3的实施例，从横截面看可以形成圆锥30有曲率。在任一种结构，不管圆锥是线性或曲线的，传送区的斜度提供由行星齿轮13引起的机械应力的更加均匀的分布，行星齿轮是由加强的支承销40支承。
将能理解，上述的各实施例仅是为了说明的目的，同时发明本身并不局限于这些实施例。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，很显然其他的修改也是可能的，这些修改都属于由附录的权利要求书所定义的本发明的这个范畴内。

Claims (11)

1.一种自行车的轮毂传动装置包括：
轮毂轴(1)；
可转动地支承在所述轮毂轴(1)上的驱动部件(2)和轮毂体(3)；
用于将转动力从驱动部件(2)通过多个转动力传送路径传给轮毂体(3)的至少一个行星齿轮机构(4，5)，所述行星齿轮机构包括安装在行星齿轮支架(4a)内行星齿轮支承销(40)上的至少一个行星齿轮(11，12)；
包括用于选择转动力传送路径之一的至少一个离合器(17，18，19)的改变速度控制机构(7，8)；
其中行星齿轮包括至少一个大直径齿轮部段(11)和至少一个小直径齿轮部段(12)，每个限定不同的齿轮比，和支承销(40)包括至少一个大直径销钉部段(9)和至少一个小直径销钉部段(10)。
2.如权利要求1所述的轮毂传动装置，其特征在于，支承销(40)的大直径销钉部段(9)在超过大直径齿轮部段(11)的50％轴向宽度(W1)上支承行星齿轮的大直径齿轮部段(11)。
3.如权利要求1或2所述的轮毂传动装置，其特征在于，支承销(40)的小直径销钉部段(10)在超过小直径齿轮部段(12)的50％轴向宽度(W2)上支承行星齿轮的小直径齿轮部段(12)。
4.如权利要求1所述的轮毂传动装置，其特征在于，支承销(40)的大直径销钉部段(9)的直径(d1)比小直径销钉部段(10)的直径(d2)大10％以上。
5.如权利要求1所述的轮毂传动装置，其特征在于，支承销(40)从大直径销钉部段(9)到小直径销钉部段(10)的过渡形成径向台阶(20)。
6.如权利要求5所述的轮毂传动装置，其特征在于，在大直径齿轮部段(11)的轴向宽度(W1)的中心线(a)和分割线(c)之间的轴向位置(b)上形成径向台阶(20)，分割线(c)位于大和小直径齿轮部段(11，12)之间。
7.如权利要求1所述的轮毂传动装置，其特征在于，支承销(40)从大直径销钉部段(9)到小直径销钉部段(10)的过渡形成圆锥(30)。
8.如权利要求7所述的轮毂传动装置，其特征在于，圆锥(30)从大直径齿轮部段(11)的轴向宽度(W1)的中心线和分割线(c)之间的轴向位置(b′)处开始，分割线(c)位于大和小直径齿轮部段(11，12)之间。
9.如权利要求7所述的轮毂传动装置，其特征在于，圆锥(30)终止在分割线(c)和小直径齿轮部段(12)的轴向宽度(W2)的中心线(e)之间的轴向位置(f)处，分割线(c)位于大和小直径齿轮部段(11，12)之间。
10.如权利要求7所述的轮毂传动装置，其特征在于，当从横剖面看时圆锥(30)是线性圆锥和曲线圆锥中之一。
11.如权利要求1所述的轮毂传动装置，其特征在于，行星齿轮包括两个不同直径的齿轮部段(11，12)并且支承销(40)包括两个不同直径的销钉部段(9，10)。
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