CN1726359A - 可变比传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了一种可变比传动装置,包括支撑轴(1);转动组装到支撑轴(1)上的中空轴(5);以相对于中空轴(5)围绕相对于支撑轴(1)的轴倾斜的轴转动的方式组装到中空轴(5)上的支撑;以圆的系列布置在支撑(9)上的多个辊子或齿(10);轮子,该轮子空转地组装到支撑轴(1)上并设有适于由组装到支撑(9)上的辊子或齿(10)啮合的前齿(11);中空轴(5)的转动使支撑(9)经历适于携带支撑(9)的齿或辊子(10)啮合空转轮子(12)的齿(11)的轨道运动;适合于建立轮子(12)和运动传送到它的使用者之间的连接的装置,其中,它提供适于相对于支撑轴(1)轴向滑动支撑(9)或轮子(12)的装置。

Description

可变比传动装置
本发明涉及运动传动运动学领域,尤其用于车辆的运动传动运动学领域,并且本发明尤其涉及可变比传动装置,该可变比传动装置连续操作,包括具有圆的齿或辊子系列的支撑,该支撑围绕倾斜轴转动以便进行轨道运动并且与具有平行于所述轴的齿的冠状齿轮啮合。
依次,冠状齿轮能够直接致动诸如例如脚踏车轮毂的使用者,或根据本发明的优选实施方式,从其相对部分,冠状齿轮能够具有第二齿系列,所述齿与圆辊子系列啮合,依次组装到具有倾斜轴的能够进行轨道运动的支撑上,所述第二支撑连接到使用者。
为了连续改变减速比,系统提供了适合轴向滑动所述辊子支撑的装置。
由此获得传动装置,该装置包括无级变速齿轮,且连续可变的速度间的速比在极宽的范围内。
众所周知,在车辆中能够具有连续改变的速比的传动装置对于更舒适和软驱动,以及能够更好地利用如众所周知的提供用于很好的限定的转速的最优效率的发动机的特性是非常有用的。
不同类型的传动装置已知并且包括无级变速齿轮,但是这些系统过于累赘和笨重并且仅仅适合于一定类型的车辆,但是不能够组装到例如诸如自行车、摩托车等的脚踏车上。
本发明属于这个部分并且提出了一种如权利要求1中所述的连续可变比传动装置,该传动装置能够得到广泛的应用范围,并且也由于其速度能够在极其宽的范围内变化以及由于其特性而特别适合使用,如用于脚踏车,例如自行车,摩托车,或由塑料或其它轻质坚固材料制造,用于白色货物或切割机器等。
根据本发明的装置的布置允许容易地将它插入在摩托车轮的轮毂内。下面的描述仅仅作为纯粹的例子提及用于诸如自行车或摩托车的脚踏车的传动装置的具体情况,但是很清楚同一发明的构思也能够有效地用于不同的领域并且范围不由所述的具体情况所限制,而是延伸到采用该传动装置的所有设备的件和车辆。
下面将作为非限定性的例子参照附图详细描述本发明,其中:
图1是根据本发明传动装置的第一个实施例的示意图;
图2是根据本发明传动装置的另一优选实施例的剖视示意图。
参考图1,标号1表示固定轴,该固定轴例如可以是脚踏车的驱动轮的轴,该轴上组装根据本发明的传动装置。
轴1形成有槽并且中空轴2组装到其上且能够相对于轴1轴向滑动。
中空轴2的位置能够例如通过环形螺母3或其它已知的系统,例如通过具有蜗杆或具有电路控制的机构改变。
一对中空轴5和5′通过插入由标号4表示的轴承、衬套等组装到轴2上。
轴5是运动输入轴并且在用于脚踏车的传动装置的情况下刚性连接到由链条移动的小齿轮或带齿的冠状齿轮6。
而中空的轴5′如下所述连接到由标号7表示的轮毂。
为了限定至少一定长度的具有相对于支撑轴1的轴A-A的倾斜轴B-B的圆柱表面,轴5的外表面被加工。
实际上,随着中空轴5围绕轴A-A转动,倾斜长度的轴B-B描述其顶点在轴A-A上的锥面。
在轴5上,紧接具有倾斜轴的长度,支撑9通过插入轴承或衬套8被组装,该支撑9实质上由盘或轮子构成,该盘或轮子圆周上具有多个齿或辊子10,辊子10的轴位于与支撑9的平面平行的平面上。
辊子10设置为与空转地组装到支撑13上的轮子12的齿11接合,支撑13与轮毂7成一体。
轴承或衬套14允许轮子12相对于其自己的支撑自由转动。
环15通过一对直径上相对的销轴16铰接到辊子10的支撑9。因此可以相对于支撑9围绕实质上平行于所述支撑9的平面的第一轴转动环15。
依次,环15通过两个相对于销轴16偏移大约90°的直径上相对的销轴铰接到作为与轮毂7的内表面一体的自由回转的装置的一部分的外环17。
环15和17因此形成一种万向接头,该万向接头允许辊子10的支撑9相对于环11围绕第一轴以及相对于环17围绕与前一轴正交第二轴转动。
实际上,由于围绕两个正交轴运动的这些可能性,支撑9能够执行轨道运动,接连地携带辊子10接合轮子12的齿11。
在支撑9上的辊子10的数量不同于辊子10接合的轮子12的齿11的数量。
根据本发明的第一个实施例,轮子12从相对部分到齿11具有对称的齿11′,该齿11′啮合组装到与支撑9对称的盘支撑9′上的、以及通过插入轴承组装到具有倾斜轴的一段长度的中空轴5′上的辊子系列。
轴5′通过齿18接合飞轮19,该飞轮19依次组装到固定到轮毂7的箱20上。
该后面的一个通过插入允许轮毂相对于轴自由转动的轴承21组装到轴5和5′上。
与支撑9一样,支撑9′也铰接到环15′,环15′依次根据与前一个正交的轴在轮毂7的内表面上铰接到飞轮装置17′。
在将该装置用于汽车的情况下,飞轮19和箱20之间的连接通过插入多个离合器盘22的一个而发生。
操作如下。
运动从链条传送到小齿轮6,小齿轮6依次转动中空轴5。
该轴的具有倾斜轴的长度的由此产生的转动使支撑9轨道运动,该支撑9接着携带辊子10与轮子12的齿11啮合。
支撑9还能够围绕轴A-A与中空轴5一起角转动并且这些运动,轨道和角运动是独立的并且能够代数求和。
实际上,支撑9能够进行围绕轴A-A的角运动,实际上围绕该轴转动并且总是与带齿的轮子12的同一辊子接合,由此轮子12被驱动以轴5的相同的速度转动。
第二运动是轨道运动,从而支撑9相对于轴5的偏心呈现不同的转速,因此通过与轮子12顺序啮合开始“沿轨道运行”,即一个齿接另一个齿,如传统的齿轮一样。
在这种情况下,利用支撑9的轨道运动,轮子12相对于中空轴5的角速度以降低的角速度转动,且具有除了依支撑5的轴向位置外还依支撑辊子的数量和齿11的数量之间的比值而改变的减速比。通过改变支撑5的轴向位置可以改杠杆臂长度,利用杠杆臂长度,辊子10运行并啮合带齿的轮子12的辊子10,由此改变减速比。
在操作的开始,轮毂7静止并且防止环17和15转动,从而支撑9能够仅执行轨道运动,并以一定的减速比转动轮子12。从相对部分,齿11′与支撑9′的辊子10′啮合。飞轮17′防止组件向后转动,从而支撑9′被强制执行将它向前移动的轨道运动。
该运动被转变为偏心5′的转动,为了通过飞轮19转动箱20该偏心可以使用并且由此轮毂7与其成一体。
轮毂通过飞轮一开始转动,它就将角运动传送给环15,并且从这里传送到辊子10的支撑9,该支撑9开始围绕轴A-A以能够加到轨道运动和传送到轮子12的转动而转动。
现在,具有齿11和11′的中心轮子12以及支撑9′以两种类型的啮合,轨道啮合和角啮合,转动。
角运动被轮毂旋转数量自动限制。
如果需要,如用在脚踏车上的情况,当车辆静止时离合器盘22可以用于分离装置,由此获得传动装置,该传动装置具有在非常宽的范围内连续改变的速比,尺寸紧凑并且适合于各种应用,其中包括车辆和脚踏车。
依照本发明的第二个优选实施例,传动装置能够具有简单的构造,该构造如图2中所示,并且除了第二支撑9′和该支撑下游的运动学机构外没有第二齿11′。
在该实施例中,特别适合于自行车,中心轮子12直接连接到轮毂7,轮毂7仅仅由于支撑9的轨道运动在开始被拖动运动,它重叠到其上并且然后逐渐被角运动取代。
本领域所属技术人员将能够提出各种修改和变化,该修改和变化必须被认为全部包括在本发明如权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1、一种可变比传动装置,其特征在于,所述可变比传动装置设置用于圆的辊子(10)系列的至少一个支撑(9),所述支撑空转地组装到具有连接到电机装置(6)的倾斜轴的轴(5),具有倾斜轴的所述轴(5)的转动使所述支撑(9)执行轨道运动,该轨道运动使其接合具有前齿(11)的带齿轮子(12),所述具有前齿(11)的带齿轮子(12)连接到使用者,并且为了改变减速比,设置适于轴向滑动至少一个支撑(9)的装置(2、3)。
2、根据权利要求1所述的可变比传动装置,其特征在于,所述具有前齿(11)的带齿轮子(12)在与所述齿(11)相对的部分具有第二齿或辊子(11′)系列,该齿或辊子(11′)啮合辊子系列或分别啮合组装到连接到使用者的支撑(9′)上的齿,为了改变减速比,设置适于轴向滑动一个或两个所述支撑(9、9′)的装置(2、3)。
3、一种传动装置,其特征在于,包括:
支撑轴(1);
转动地组装到所述支撑轴(1)上的中空轴(5);
支撑(9),该支撑相对于所述中空轴(5)以围绕相对于所述支撑轴(1)的轴倾斜的轴转动的方式组装到所述中空轴(5)上;
以圆的系列布置在所述支撑(9)上的多个辊子或齿(10);
轮子,该轮子空转地组装到所述支撑轴(1)上,并设有适于被组装到所述支撑(9)上的所述辊子或齿(10)啮合的前齿(11);
所述中空轴(5)的转动使所述支撑(9)经历轨道运动,该轨道运动适合于携带所述支撑(9)的所述齿或辊子(10)啮合所述空转轮子(12)的所述齿(11);
适合于建立所述轮子(12)和使用者之间的连接的装置,其中运动传送到该使用者,其特征在于,它提供适于相对于所述支撑轴(1)轴向滑动所述支撑(9)或所述轮子(12)的装置。
4、根据权利要求3所述的传动装置,其特征在于,它在所述带齿的轮子(12)上从与所述前齿(11)的相对部分设置另一前齿(11′),所述另一前齿(11′)啮合其轴倾斜的第二支撑(9′)的辊子,第二支撑(9′)组装到中空轴(5′)上,中空轴(5′)上组装到所述轴(1)上,所述第二中空轴(5′)连接到诸如脚踏车的轮毂的使用者上。
5、根据权利要求4所述的传动装置,其特征在于,所述第二中空轴(5)通过飞轮连接到轮毂箱。
6、根据权利要求5所述的传动装置,其特征在于,它在轮毂的内部设置一对飞轮(17、17′),一对环(15、15′)分别铰接到所述一对飞轮(17、17′),依次分别铰接到支撑(9、9′),从而所述环(15、15′)能够相对于所述飞轮(17、17′)围绕第一轴并相对于所述支撑(9、9′)围绕与第一轴正交的第二轴转动。
7、根据权利要求6所述的传动装置,其特征在于,所述中空轴(5、5′)转动地组装到带槽的中空轴(2)上,依次仅仅滑动地组装到所述支撑轴(1)上。
8、根据权利要求6至7中的任一项所述的传动装置,其特征在于,它设置带有双前齿的所述轮子(12),该轮子(12)组装到中心环形支撑(14)上,依次组装到与轮毂成一体的支撑上。
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