CN1373071A - 带脚制动的自行车轮毂传动装置 - Google Patents

Abstract

提供一种带脚制动单元的轮毂传动装置,它包括连接在驱动部件和轮毂体之间的行星齿轮机构用于通过多个转动力传动路径将转动力传送给轮毂体。行星齿轮机构包括由行星齿轮架支持的行星齿轮和与行星齿轮啮合的齿圈。齿轮架包括在其外周方向上形成的至少一个凹坑,齿圈包括在其外周方向上形成的至少一个锯齿。离合器设置有啮合装置,当离合器位于第一位置时啮合装置与凹坑啮合用于将向前转动动力传动给齿轮架,当离合器位于第二位置时啮合装置与锯齿啮合用于将向前转动动力传动给齿圈。强制运动装置包括引导表面,当倒转动力加到驱动部件时其使离合器移动进入与锯齿啮合。齿轮架中引导表面的外周距离(D1)约等于或小于锯齿的外周齿距(D2)。此外,啮合装置的宽度(W)和引导表面(7)的外周距离(D1)之和大于锯齿的外周齿距(D2)。

Description

带脚制动的自行车轮毂传动装置

技术领域

本发明涉及自行车传动装置，尤其是涉及包括脚制动单元的内部自行车传动装置。

背景技术

在美国专利3,937,309中公开了一种内部安装的包括脚制动单元的自行车传送装置。这个内部的轮毂包括轮毂轴，围绕轮毂轴可转动地安装的驱动部件，围绕轮毂轴可转动地安装的轮毂体，和连接在驱动部件和轮毂体之间的行星齿轮机构，它用于通过多个转动力传动路径将转动力从驱动部件传到轮毂体。行星齿轮机构包括由行星齿轮架支持的用于围绕轮毂轴转动的行星齿轮，和与行星齿轮啮合的齿圈。该传动装置根据与驱动部件连接的离合器的轴向位置提供三个速度。

这样的传动装置一般都包括脚制动单元，其中驱动件的倒转动力使装设在齿轮架上的制动锥沿轴向运动。制动锥在轴向的这种运动使闸瓦扩张。从而产生制动动作。不幸的是，驱动件的倒转动力必须通过驱动件向前运动用的相同传动路径。这样，对于沿制动方向加到脚蹬上的给定力，取决于在制动时所选择的传动路径将有不同的制动力加到轮上。因此，加到轮上的制动力可能与骑车者想加的力不同，可能不够或可能太大。

美国专利US 4,240,533公开了一种有带转换机构的脚制动的传动装置，它使通过反蹬自行车造成的倒转力被传动到齿圈，而不管在制动时所选的驱动速度。

欧洲专利EP 0 795 461号公开了一种有脚制动的轮毂传动装置。轮毂包括行星齿轮机构，其中行星齿轮和齿圈根据可动离合器的位置交替地啮合。可动离合器设置有啮合装置。该装置交替地与行星齿轮架或齿圈啮合以允许在三个速度之间转换。设置强制运动装置，用于当将倒转力加到驱动部件，即加上制动力时使离合器以与行星齿轮架啮合转到与齿圈啮合。

发明内容

本发明提供带有如权利要求1限定的脚制动单元的轮毂传动装置。用该脚制动单元，加到轮上的制动力是相同的，与选择的传动路径无关。轮毂传动装置包括轮毂轴，围绕轮毂轴可转动地安装的驱动部件，围绕轮毂轴可转动地安装的轮毂体，和连接在驱动部件和轮毂体之间的行星齿轮机构，它通过多个转动力的传动路径将转动力从驱动部件传到轮毂体。

行星齿轮机构包括由行星齿轮架支持的用于围绕轮毂轴转动的行星齿轮，和与行星齿轮啮合的齿圈。齿轮架包括至少一个沿其外周方向上形成的凹坑，齿圈包括至少一个沿其外周方向上形成的锯齿。有啮合装置的离合器可沿轴的轴向方向在第一位置和第二位置之间移动。当离合器位于第一位置时啮合装置与齿轮架中至少一个凹坑啮合用于将向前转动力传动到齿轮架，当离合器位于第二位置时啮合装置与齿圈中至少一个锯齿啮合用于将向前转动力传动给齿圈。当倒转动力加到驱动部件时强制运动装置迫使离合器与至少一个锯齿啮合。

凹坑最好由齿轮架的环形部分上形成的侧表面和底表面所限定。强制运动装置包括引导表面，用于当倒转动力加到驱动部件时与啮合装置接触和使离合器移动以便与至少一个锯齿啮合。结果是，倒转力总是直接地加到齿圈对脚制动产生相同的制动力，而与选择的传动路径无关。用特殊构造的凹坑和锯齿，改进了凹坑和锯齿的相匹配。因此有利地减小了在制动操作中对应离合器的倒转量的制动角。

附图说明

在下面与附图一起对优选实施例的描述中，本发明的其他目的和优点将会更加清楚，附图有：

图1是包括脚制动单元的内部安装的自行车传动装置实施例的局部剖面图；

图2是图1表示的传动装置在高速状态的示意图；

图3是图1表示的传动装置在中速状态的示意图；

图4是图1表示的传动装置在低速状态的示意图；

图5是表示当传动装置在高速状态时离合器的啮合装置相对齿轮架上形成的凹坑和在齿圈上形成的锯齿的位置的常规布置图；

图6是表示当传动装置在中速状态时离合器的啮合装置相对齿轮架上形成的凹坑和在齿圈上形成的锯齿的位置的图5的常规布置图；

图7是表示当传动装置在低速状态时离合器的啮合装置相对齿轮架上形成的凹坑和在齿圈上形成的锯齿的位置的图5的常规布置图；

图8是用于图1中表示的传动装置的齿轮架的剖面侧视图；

图9是图8中表示的齿轮架的平面图；

图10是用于图1中表示的传动装置的齿圈的剖面侧视图；

图11是图10中表示的齿圈的平面图；

图12是用于图1中表示的传动装置的离合器体的剖面侧视图；

图13是图12中表示的离合器体的平面图；

图14到17表示在制动操作中当开始的相关系不利时啮合元件从凹坑移动到锯齿的运动顺序；

图18表示在制动操作中当开始的相关系有利时啮合元件从凹坑到锯齿的运动；

图19表示按照先有技术的凹坑和锯齿的构造与按照本发明的构造相比较而得到的制动角测量结果；

图20表示用于使啮合装置移动进入与锯齿啮合的引导表面的更加优选的形状。

具体实施方式

图1是带有按照本发明的脚制动单元的内部安装的自行车轮毂传动装置的实施例的局部剖面图。传动装置1包括固定在自行车车架的轮毂轴2，它有X轴线；由轮毂轴2支持使它们可以围绕X轴转动的驱动件3和轮毂体4，在驱动件3和轮毂体4之间传送动力的行星齿轮机构5；可选择地通过行星齿轮机构5开关在驱动件3和轮毂体4之间的动力传动路径的离合器体6；和本身作为脚制动本单元是已知的滚柱制动8。

作为该内部轮毂传动装置1的输入元件功能的驱动件3已提供围绕其外周表面接纳由链条传送的动力的链轮31。还有，内部轮毂传动装置装备有第一滚珠轴承机构11，它包括在驱动件3和轮毂轴2之间围绕驱动件3的内周表面形成的外座圈32，在轮毂轴2中形成的内座圈21，和定位在这两个座圈之间的滚珠12。

作为该内部轮毂传动装置的输出元件的功能的轮毂体4围绕其外周表面形成一对轮毂突缘41，用突缘连接自引车轮的辐条(没有表示)。还有，内部轮毂传动装置1装备有第二滚珠轴承机构13，它包括在轮毂体4和驱动件3之间围绕轮毂体4的内周表面形成的外座圈43，围绕传动轮3的外周表面形成的内座圈33，和定位在这两个座圈之间的滚珠14。相似的第三滚珠轴承机构15设置在轮毂体4和固定在轮毂轴2的制动臂80之间。

行星齿轮机构5由中心齿轮51，三个行星齿轮53，圆筒形齿轮架52，和齿圈54组成，中心齿轮围绕轮毂轴的外周表面形成；三个行星齿轮沿圆周方向布置以便与该中心齿轮51啮合，圆筒形齿轮架利用齿轮轴55以可转动地支持这些行星齿轮53，齿圈与这些行星齿轮53啮合。齿轮架52的细节表示在图8和9中。

齿圈54的结构是这样，它可以沿着X轴移动，它被螺旋弹簧546推向齿轮架52。齿圈54一种构造的细节表示在图10和11中。齿圈54的一端设置有棘爪离合器16，其作用是作为在自行车的驱动方向传送动力的单向离合器。这种棘爪离合器16本身是已知的，它由摆动棘爪16a，支持销16b和棘爪弹簧16c组成，摆动棘爪与围绕轮毂体4的内周表面形成的棘轮44啮合，支持销可摆动地将该摆动棘爪16a连接到齿圈54，棘爪弹簧沿啮合方向将这个摆动棘爪16a推压。

滚柱离合器17起沿自行车驱动方向上传动转动的单向离合器的作用，其设置在齿轮架52和轮毂体4之间。换句话说，以行星齿轮机构5到轮毂体4的动力传动通过两个路径进行，即，从齿圈54通过棘爪离合器16到轮毂体4的传动路径，和以齿轮架52通过滚柱离合器17到轮毂体4的传动路径。

由离合器体6实行上述两个传动路径之间的转换。用离合器操作器9可将离合器体6设定在沿X轴方向上的第一位置，中间位置和第二位置，离合器操作器通过换挡电缆(未表示)连接到换挡单元。为此，离合器体6能沿X轴移动和能在轮毂轴2上转动。本实施例的离合器体6包括如图12和13中表示的第一离合器部件60和第二离合器部件65。

为了连接两部件使得可能传送扭矩，在第一离合器部件60的一端设置有内键元件61，在第二离合器部件65的一端设置有外键元件66，该键元件61和66的啮合使两个部件60和65成一整体，使得可能传送扭矩。在第一离合器部件60的另一端设置有外键元件62，它与围绕驱动件3的内周表面形成的内键元件34啮合。因此，第一离合器部件60与驱动件3成一整体转动并能沿着X轴方向相对驱动件3滑动。

围绕第二离合器部件65的外周表面设置与摆动棘爪16a互相作用的台阶68。这个台阶68作用到摆动棘爪16a上，当离合器体6从第一位置向右移动并到达中间位置时台阶68将棘爪撞下，这使摆动棘爪16a与棘轮44脱离啮合。这样设计这个台阶68的形状，使台阶68将在离合器体6从中间位置到第二位置的运动范围内作用到摆动棘爪16a上，并将保持摆动棘爪16a躺下。

离合器6通过凹坑70与齿轮架52，或者通过锯齿54a与齿圈54交替地啮合。为了这个目的，离合器6设置有啮合装置。在图12和13中表示的离合器实施例中，用于与齿轮架52的凹坑70啮合的啮合装置包括4个啮合元件67。当离合器移动到图1中右边时，这些相同的啮合元件67也与齿圈54的锯齿54a啮合(见图10和11)。元件67的数量和形状不受本实施方案说明的限制。按照本发明将能理解，啮合装置可以包括一个或多个设置在离合器6上的第一啮合元件(组件)用于与齿轮架52啮合，同时可以独立装设另一组第二啮合元件(组件)用于与齿圈54啮合。在这种情况下第一啮合元件设置在与第二啮合元件有一轴向间隔的离合器上。将能理解第一和第二啮合元件的数目和形状可以根据各个应用的情况而变化。

现在将与附图5，6和7一起描述齿轮架52的凹坑70，齿圈54的锯齿54和离合器6的啮合元件67之间的相互作用，它们代表了欧洲专利EP 0 796 461的常规布置。相对这些图的锯齿的尺寸并不对应本发明权利要求的尺寸。但是为了说明，用图5，6和7的这种布置可以描述离合器的操作。啮合元件67可以与以轴向凹槽形式设置的并围绕齿轮架外周边布置的凹坑70啮合(见图5，8和9)。另一种是啮合元件67可以与以轴向凹槽形式布置在齿圈54的内周表面的锯齿54a啮合(见图7，10和11)。

图5，6和7表示凹坑70和锯齿54a的示意图，虽然它们实际上在外周边方向是弯曲的，在图纸平面中把它们叠合起来作两维的说明。图中箭头指示自行车的驱动方向，即当由驱动部件3加上向前的力时所指部件的驱动方向。在驱动方向的转动也称为向前转动，而相对方向的转动称为倒转。

在图5，6和7的布置中，凹坑70的一部分是由第一倾斜表面71和第二倾斜表面72形成，这些侧表面组成倒转侧。但是可以理解，如待描述的图14，凹坑70的该倾斜侧也可由单个倾斜表面71组成。凹坑后还由向前转动侧上的侧表面74，底表面73，连接元件75和端表面76限定。

当离合器体6定位在第一位置时，啮合元件67在图5中由实线指示的位置a进入与齿轮架52接触，驱动件3的向前转动力传动给齿轮架52。当离合器体6定位在中间位置时，啮合元件67在图6中由实线指示的位置b进入与齿轮架52接触，驱动件3的向前转动力传动给齿轮架52。当离合器体6定位在第二位置时，啮合元件67在图7中由实线指示的位置C进入与齿圈54接触，驱动件3的向前转动力传动给齿圈54。

首先啮合元件67与齿轮架52接触，当脚蹬向后转进行制动时啮合元件67在与驱动方向相对的方向上转动。啮合元件67进入与第一倾斜表面71接触，该表面的倾斜使啮合元件67沿轴向朝向齿圈54滑动。然后它滑动到第二倾斜表面72并进入与齿圈54接触，或者在某些情况下它滑动直至到达并搭在端表面76上然后进入与齿圈54接触。

在某些点，啮合元件67进入与锯齿54a存在一定相位关系的状态并最终进入到锯齿54a将驱动件3的倒转力传动给齿圈54。在某些情况下，齿轮架相对齿圈54的角位置可能使凹坑与锯齿的相匹配并不立即发生。在这样的情况下，增加了所谓的制动角，即离合器6和它的啮合元件67的倒转量增加直到建立起匹配的相关系。

本发明提供的凹坑70和锯齿54a的构型能较早地建立这种相关系，从而减小制动角。

已经发现通过提供凹坑70和锯齿54a一定的尺寸关系可以改进该相关系。现有将参考图14-20描述本发明的这个方面。如图14中所示，将包括倾斜表面71和端表面76的引导表面7的外周距离D1设定为小于或等于锯齿54a的外周齿距D2。在图14的实施例中，指示的锯齿54a有方形坑57和方形峰58。将能理解锯齿可由圆形的坑和圆形的峰形成，或者如所需那样由相似的构成锁紧的形状形成。

设置强制运动装置用于当倒转动力加到驱动部件时使离合器从凹坑70移动进入与锯齿54a啮合。如图14中所示，强制运动装置包括引导表面，一般由参考数字7所示。在图14的实施例中，引导表面7包括倾斜表面71和端表面76。如图14到18说明制动操作的顺序所示，引导表面7首先成角度轴向地沿着倾斜表面71啮合元件67。如图15和16中所示，随后啮合元件67相对齿轮架52进行角度运动并搭到端表面76上。如图17中所示，在引导表面7上的移动最终使啮合元件67进入与锯齿54a可以啮合的位置。

将能理解引导表面7可以取其他的形式。例如它可以包括两个倾斜表面71，72以及端表面76，如图5到7指示的常规布置。在这种情况下，距离D1由第一倾斜表面71和邻近端表面76形成的第二倾斜表面72的外周延伸，和终端表面76本身的延伸共同限定。此外，引导表面7的这些表面不需要是直线形表面，而可以是弯曲的。例如，如图20中实线所示，引导表面7可以完全是弯曲的。它也可以是仅为部分弯曲的。例如，引导表面7可以用直线从图20中底表面73开始。然后在朝向端表面区域中变弯曲。

在图14中表示的引导表面的实施例中，倾斜表面71的倾斜度可以变化。已经发现用相对外周方向40°和65°之间的倾斜度可以获得特别平滑的操作。更优选的倾斜度40°和50°之间。

回到图14，它表示相对相关系的不利条件。制动力已经加到脚蹬上并推动啮合元件67在倒转方向上进入到引导表面7的倾斜表面71上。如虚线所示，啮合元件67接触下一下锯齿的外角部分但不能立刻进入到齿圈54的坑部分57。如图15所示，然后在齿轮架52和齿圈54之间推动啮合元件67。啮合元件67搭在引导表面7的端表面76上。随着如图16中所示的在倒转方向上的进一步转动，啮合元件67到达它可以进入到下一个锯齿的凹坑部分57的位置。

在这个条件下，已经获得匹配的相关系，从而元件67进入到锯齿54a，其中如图17中所示沿倒转方向上可以施加制动力。啮合元件67从其开始与凹坑70的驱动表面74啮合直到其与锯齿54a啮合所走过的角位移量，在如图17中示为制动角。如上所述，图14到17代表不利的条件，在这个条件下元件67不是立刻啮合到锯齿54a的抗部分57，而是错过啮合，并必须首先越过锯齿54a的峰部分58。

在最有利的条件下，将把啮合元件67立刻传送到坑部分57上面而不是必须搭在端表面76上。在图18中说明这种条件，此时制动角很小。

在实施例中，引导表面7包括倾斜表面71和端表面76。如上所述，这些表面可以取不同的形状，而重要的是它们在成角度方向和轴向将啮合元件67移动出凹坑70，以便与锯齿54a啮合。

如上所述引导表面7有外周距离D1，它是小于或等于锯齿54a的齿距D2(见图14)。按照本发明，已经发现对尺寸的这种要求，在所有情况下，即在最有利的相条件下，中间的相条件下和不利相条件下，可以改进制动角。即，可以减小制动角，因此较早地建立相的匹配。

图19表示为了研究这个效应已经进行的试验的结果。在引导表面7的外周距离D1小于锯齿的齿距D2的装置中已经几次测量了制动角。这些数据点在图19中用圆表示。如先有技术那样在外周距离D2小于齿距D1的条件下进行另一组测量。这些数据点在图19中用三角表示。数据的分散是由于事实上在某些情况下啮合元件67有利地与锯齿54对准，而有时不是太有利。

在图19中也表示两组测量数据以带宽。图中清楚可见，按照本发明(D1＜D2)的数据的制动角与先有技术(D1＞D2)相比是减小了。

除了上述的尺寸关系之外，也已经发现也可以用啮合元件67的宽度W来限定有利的匹配相关系。如图14中所示，元件67的宽度用W表示。参考图16和17，可以看到一旦啮合元件67开始到达锯齿54a的坑部分57，通过其与端表面76的接触被保持在位。但是端表面76应有足够的长度以便最佳地与元件67啮合。为了说明这种情况，使引导表面7的外周距离D1和啮合部分20的宽度W之和大于锯齿54a的齿距D2。这个条件用数学表达为D1+W＞D2，它优选地表达在与上述条件即D1小于或等于D2的组合。

还发现啮合元件67相对凹坑70的底表面73的宽度W尺寸(见图14)也可以优化。如图14中所示，宽度W略小于底表面73在外周方向上的宽度。如果元件67和底表面73的宽度相等或近似相等，那么元件67沿着倾斜表面71移动出凹坑70的运动在开始时会受到一些阻碍。已经发现当啮合元件67的宽度至少小于底表面73宽度的10％时，在制动开始后达到元件67移动凹坑70的最佳运动。

现在将用图5-7一起描述有脚制动单元的三速内部轮毂的操作。如上所述，在这些图中的尺寸并不对应本发明的尺寸。

无论如何，下面提出的关于换挡和制动的传动装置的整个操作同样可以应用于上述的在图14-20中的实施例。

通过将离合器体6设定在第一位置可以实现高速级。这个状态表示在图2和5中。由驱动件3通过链条接受的向前转动力，通过离合器体6传动给与离合器体6的啮合元件67啮合的齿轮架52。因为棘爪离合器16的摆动棘爪16a通过棘爪弹簧16c与棘轮44啮合，传给齿轮架52的向前转动力在传动到齿圈54之前通过行星齿轮53和中心齿轮51的作用得到加强，然后通过棘爪离合器16传动到轮毂体4。

由于轮毂体4的速度大于齿轮架52的速度，滚珠离合器17超速。当为了制动在这个状态下使脚蹬向后转时，啮合元件67打到凹坑70中形成的引导表面7的第一倾斜表面71，在第一倾斜表面71上滑过，保持滑动直到它到达第二倾斜表面72，然后进入齿圈54的锯齿54a。一旦进入到锯齿54a中，啮合元件67将倒转动力传动给齿圈54，并进一步将这个倒转动力通过行星齿轮53传动给齿轮架52。当驱动齿轮架52向后时，致动滚珠离合器17使轮毂体制动。

通过将离合器体6设定在第一位置和第二位置之间的中间位置可以实现中速级。这个状态表示在图3和6中。传动轮3通过链条接受的向前转动力，通过离合器体6传动给仍与离合器体6的啮合元件67啮合的齿轮架52。由于棘爪离合器16的摆动棘爪16a由第二离合器部件65的台阶68已经与棘轮44分离，传给齿轮架52的向前转动力通过滚珠离合器17以原样直接传动给轮毂体4。

当为了制动在这个状态下使脚蹬向后转时，就象在高速级一样，啮合元件67打到凹坑70中形成的倾斜引导表面7的第一倾斜表面71，滑过该第一倾斜表面71，保持滑动直到其到达第二倾斜表面，并进入齿圈54的锯齿54a。一旦进入到锯齿54a中，啮合元件67将倒转动力传动给齿圈54，并进一步将这个倒转力通过行星齿轮53传动给齿轮架52，致动滚珠离合器17使轮毂体制动。

通过将离合器体6设定在第二位置可以实现低速级。这个状态表示在图4和7中。传动轮3通过链条接受的向前转动力，通过离合器体6传动给与离合器体6的啮合元件67啮合的齿圈54。由于棘爪离合器16的摆动棘爪16a由第二离合器部件65的台阶68仍与棘轮44分离，传给齿圈54的向前转动力在传动给齿轮架52之前通过行星齿轮53和中心齿轮51的作用而减小，然后通过滚珠离合器17传动到轮毂体4。

当为了制动在这个状态下使脚蹬向后转时，已经进入到齿圈54的锯齿54a的啮合元件67将倒转动力以原样直接传动给齿圈54，该倒转动力还通过行星齿轮53进一步传动给齿轮架52，致动滚珠离合器17使轮毂体制动。

本发明的实施例的上面描述是作为例子给出，而且作进一步的修改而不会超出由后附的权利要求书所限定的本发明的范围。例如，上述实施例的啮合装置包括啮合元件67，它可操作地与齿轮架52的凹坑70和齿圈54的锯齿54a两者啮合。可选地，啮合装置可以包括用于与凹坑70啮合的第一组啮合元件，和用于与锯齿啮合的第二组分立的啮合元件。此外，啮合元件可以由从离合器轴向或径向延伸的突出形成。

上述的引导表面7可以包括一个或多个倾斜部分71，72和端表面76。该倾斜部分可以用直线构形或者也可以是弯曲的。从倾斜部分到端平面76的传送也可以是平滑的。此外，端表面76最好是平的，但也可以略为弯曲。

Claims (34)

1.一种带脚制动单元的轮毂传动装置包括：

-轮毂轴(2)，

-可转动地围绕上述轮毂轴(2)安装的驱动部件(3)，

-可转动地围绕轮毂轴(2)安装的轮毂体(4)，

连接在上述驱动部件(3)和上述轮毂体(4)之间的行星齿轮机构(5)，它用于将转动力通过多个转动力传动路径从上述驱动部件(3)传送给上述轮毂体(4)，该行星齿轮机构(5)包括：

至少一个由行星齿轮架(52)支持围绕轮毂轴(2)转动的行星齿轮(53)，该齿轮架(52)包括在其外周方向上形成的凹坑(70)，

与行星齿轮(53)啮合的齿圈(54)，齿圈(54)包括在其外周方向上形成的锯齿(54a)，

在轴(2)的(X)轴方向上在第一位置(a)和第二位置(c)之间可移动的离合器(6)，

设置在上述离合器(6)上的啮合装置(67)，用于当上述离合器(6)位于第一位置(a)时与上述齿轮架(52)中的上述凹坑(70)啮合以便将向前转动动力传动给上述齿轮架(52)，

与上述齿圈(54)中的上述锯齿(54a)啮合的啮合装置(67)，用于当上述离合器(6)位于第二位置(c)时将向前转动动力传动给上述齿圈(54)，和

包括在上述齿轮架(52)上形成的引导表面(7)的强制运动装置，用于当倒转动力加到上述驱动部件(3)时接触啮合装置(67)并移动上述离合器(6)使其与上述锯齿(54a)啮合，

其中上述引导表面(7)在齿轮架(52)上的外周距离(D1)约等于或小于上述锯齿(54a)的外周齿距(D2)。

2.如权利要求1所述的轮毂传动装置，其中啮合装置包括从上述离合器(6)径向朝外地突出的啮合元件(67)，其当上述离合器在第一位置(a)时与上述凹坑(70)啮合和当上述离合器在第二位置(b)时与上述锯齿(54a)啮合。

3.如权利要求1所述的轮毂传动装置，其中啮合装置包括至少一个与上述凹坑(70)可啮合的第一啮合元件，和至少一个与上述锯齿(54a)可啮合的第二啮合元件，每个上述第一和第二啮合元件是轴向突出或径向突出。

4.如权利要求1，2或3所述的轮毂传动装置，其中啮合装置(67)在外周方向有宽度(W)，和其中该宽度(W)和上述引导表面(7)的外周距离(D1)的和大于上述锯齿(54a)的外周齿距(D2)。

5.如权利要求4所述的轮毂传动装置，其中啮合装置(67)的上述宽度(W)是至少小于上述凹坑(70)的底表面(73)的外周方向宽度的10％。

6.如权利要求1-5中任何一个所述的轮毂传动装置，其中所述引导表面(7)至少是部分弯曲。

7.如权利要求1-6中任何一个所述的轮毂传动装置，其中上述引导表面(7)包括第一倾斜表面(71)和端表面(76)。

8.如权利要求7所述的轮毂传动装置，其中上述第一倾斜表面(71)相对外周方向有在40°到65°之间的倾斜角。

9.如权利要求1-6中任何一个所述的轮毂传动装置，其中上述引导表面(7)包括第一倾斜表面(71)，第二倾斜表面(72)和端表面(76)，该第一和第二倾斜表面互相邻接形成，上述外周距离(D1)是上述第一倾斜表面(71)，上述第二倾斜表面(72)和上述端表面(76)的外周延伸。

10.如权利要求9所述的轮毂传动装置，其中上述第二倾斜表面(72)相对上述外周方向有比上述第一倾斜表面(71)较小的倾斜角。

11.如权利要求1-10中任何一个所述的轮毂传动装置，其中所述凹坑(70)由所述引导表面(7)，侧表面(74)和在齿轮架(52)环形部分上形成的底表面(73)限定。

12.如权利要求11所述的轮毂传动装置，其中上述引导表面(7)的上述第一倾斜表面(71)是位于上述底表面(73)附近。

13.如权利要求1-12中任何一个所述的轮毂传动装置，其中上述锯齿(54a)形成在上述齿圈(54)的环形部分上。

14.如权利要求1-13中任何一个所述的轮毂传动装置，其中上述齿圈(54)可在上述轴(2)的(X)轴方向移动，和其中设置齿圈偏压装置(54b)用于将上述齿圈(54)偏压向上述齿轮架(52)。

15.如权利要求1-14中任何一个所述的轮毂传动装置，还包括置于上述齿圈(54)和上述轮毂体(4)之间的第一单向传动机构(16)，其中该第一单向传动机构(16)被构造成用于当上述离合器(6)位于上述第一位置(a)时将转动力从上述驱动部件(3)传动给上述轮毂体(4)。

16.如权利要求15所述的轮毂传动装置，其中该离合器(6)包括传动停止部件(68)，用于当上述离合器(6)位于在上述第一位置(a)和上述第二位置(c)之间的中间位置(b)时，使该第一单向传动机构(16)停止作用，其中第二单向传动机构(17)置于上述齿轮架(52)和上述轮毂体(4)之间，该第二单向传动机构(17)被构造成用于当上述离合器位于上述中间位置(b)时将转动力从上述驱动部件(3)传动到上述轮毂体(4)。

17.如权利要求16所述的轮毂传动装置，其中上述传动停止部件(68)当上述离合器(6)位于上述第二位置(c)时使上述第一单向传动机构(16)停止作用，和其中第二单向传动机构(17)被构造成用于当上述离合器位于第二位置(c)时将转动力从上述驱动部件(3)传动到上述轮毂体(4)。

18.一种带脚制动单元的轮毂传动装置包括：

-轮毂轴(2)，

-可转动地围绕轮毂轴(2)安装的驱动部件(3)，

-可转动地围绕轮毂轴(2)安装的轮毂体(4)，

-连接在上述驱动部件(3)和上述轮毂体(4)之间的行星齿轮机构(5)，用于将转动力通过多个转动力传动路径从上述驱动部件(3)传送给上述轮毂体(4)，该行星齿轮机构(5)包括：

至少一个由行星齿轮架(52)支持围绕轮毂轴(2)转动的行星齿轮(53)，该齿轮架(52)包括在其外周方向上形成的一组凹坑(70)，

与该行星齿轮(53)啮合的齿圈(54)，该齿圈(54)包括在其外周方向上形成的一组锯齿(54a)，

在轴(2)的(X)轴方向上在第一位置(a)和第二位置(c)之间可移动的离合器(6)，

啮合装置(67)，它用于当上述离合器(6)位于第一位置(a)时与上述齿轮架(52)中一组凹坑(70)的至少一个啮合以便将向前转动动力传动给上述齿轮架(52)，

啮合装置(67)，当上述离合器(6)位于第二位置(c)时它与上述齿圈(54)中一组锯齿(54a)的至少一个啮合以便将向前转动动力传动给上述齿圈(54)，以及

包括在上述齿轮架(52)上形成的引导表面(7)的强制运动装置，用于当倒转动力加到上述驱动部件(3)时接触啮合装置(67)并移动离合器(6)使其与多个锯齿(54a)啮合，

其中上述引导表面(7)在上述齿轮架(52)上的外周距离(D1)约等于或小于上述锯齿(54a)的外周齿距(D2)。

19.如权利要求18所述的轮毂传动装置，其中啮合装置包括从上述离合器(6)径向朝外地突出的啮合组件(67)，用于当上述离合器在第一位置(a)时与一组凹坑(70)的至少一个啮合，和当上述离合器在第二位置(c)时与一组锯齿(54a)的至少一个啮合。

20.如权利要求18所述的轮毂传动装置，其中啮合装置(67)包括能与一组凹坑(70)啮合的一组第一啮合元件和能与一组锯齿(54a)啮合的一组第二啮合元件，每个上述第一和第二啮合元件都是轴向或径向的突出。

21.如权利要求18，19或20所述的轮毂传动装置，其中上述啮合装置(67)在外周方向有宽度(W)，和其中所述宽度(W)和上述引导表面(7)的外周距离(D1)之和大于上述锯齿(54a)的外周齿距(D2)。

22.如权利要求21所述的轮毂传动装置，其中该啮合装置(67)的宽度(W)是至少小于上述凹坑(70)的底平面(73)在外周方向上宽度的10％。

23.如权利要求18-22中任何一个所述的轮毂传动装置，其中所述引导表面(7)是至少部分地弯曲。

24.如权利要求18-23中任何一个所述的轮毂传动装置，其中所述引导表面(7)包括一第一倾斜表面(71)和一端表面(76)。

25.如权利要求24所述的轮毂传动装置，其中上述第一倾斜表面(71)相对外周方向有在40°和65°之间的倾斜角。

26.如权利要求18-23中任何一个所述的轮毂传动装置，其中上述引导表面(7)包括一第一倾斜表面(71)，一第二倾斜表面(72)和一端表面(76)，第一和第二倾斜表面互相邻接形成，上述外周距离(D1)是上述第一倾斜表面(71)，上述第二倾斜表面(72)和上述端表面(76)的外周延伸。

27.如权利要求26所述的轮毂传动装置，其中上述第二倾斜表面(72)相对上述外周方向有比上述第一倾斜表面(71)较小的倾斜角。

28.如权利要求18-27中任何一个所述的轮毂传动装置，其中各组凹坑(70)由所述引导表面(7)，侧表面(74)和在上述齿轮架(52)的环形部分外周方向上形成的底表面(73)限定。

29.如权利要求28所述的轮毂传动装置，其中上述引导表面(7)的第一倾斜表面(71)是位于上述底表面(73)附近。

30.如权利要求18-29中任何一个所述的轮毂传动装置，其中锯齿(54a)组形成在上述齿圈(54)的环形部分上的外周方向。

31.如权利要求18-30中任何一个所述的轮毂传动装置，其中上述齿圈(54)可在上述轴(2)的(X)轴方向移动，和其中设置齿圈偏压装置(54b)用于将上述齿圈(54)偏压向上述齿轮架(52)。

32.如权利要求18-31中任何一个所述的轮毂传动装置，还包括设置在上述齿圈(54)和上述轮毂体(4)之间的第一单向传动机构(16)，其中该第一单向传动机构(16)被构造成用于当上述离合器(6)位于第一位置(a)时将转动力从上述驱动部件(3)传动给上述轮毂体(4)。

33.如权利要求32所述的轮毂传动装置，其中上述离合器(6)包括一传动停止部件(68)，用于当上述离合器(6)位于在第一位置(a)和第二位置(c)之间的中间位置(b)时，使上述第一单向传动机构(16)停止作用，和其中一第二单向传动机构(17)置于上述齿轮架(52)和上述轮毂体(4)之间，上述第二单向传动机构(17)被构造成用于当上述离合器位于中间位置(b)时将转动力从上述驱动部件(3)传动到上述轮毂体(4)。

34.如权利要求32所述的轮毂传动装置，其中上述传动停止部件(68)当上述离合器(6)位于第二位置(d)时使上述第一单向传动机构(16)停止作用，和其中上述第二单向传动机构(17)被构造成用于当上述离合器位于第二位置(c)时将转动力从上述驱动部件(3)传动到上述轮毂体(4)。

Images