CN1899914B - 用于多挡轮毂的制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于自行车的多挡轮毂的制动装置，它由一个轮毂轴，一个轮毂套筒，一个制动锥体，和一个由多个管形制动套组成的行星齿轮支架组成，这些管形制动套用第一斜面接触在杠杆锥体上及用第二斜面接触在制动锥面上及通过杠杆锥体上的携动凸缘防止绕轮毂轴转动，其中杠杆锥体还具有一个用于支承轮毂套筒的滚珠轴承。杠杆锥体尽可能非切削地整体地被制造，其中携动凸缘与制动套以这样的方式相互作用：在所有的制动状态下形成了一个不变的小圆周间隙。此外通过杠杆锥体的冷压可保证成本有利地制造。

Description

用于多挡轮毂的制动装置
技术领域
本发明涉及用于自行车的多挡轮毂，它由一个轮毂轴，一个轮毂套筒，一个变速机构，一个杠杆锥体，一个制动锥体，一个行星齿轮支架，及由多个管形制动套组成，这些管形制动套用第一斜面接触在杠杆锥体上及用第二斜面接触在制动锥面上，并通过杠杆锥体上的携动凸缘防止绕轮毂轴转动，其中杠杆锥体还具有一个用于支承轮毂套筒的滚珠轴承。
背景技术
由德国专利申请P 43 42 347得知一种具有制动装置的多挡轮毂，其中在行星齿轮支架的杠杆锥体侧端部设有一个螺纹，一个制动锥体可运动地拧在该螺纹上。该螺纹是顺时针方向的，由此在行星齿轮支架驱动时通过限制转动的制动锥体的摩擦起到携动作用，并且在制动时通过行星齿轮支架的反向转动使制动锥体在轴向上压着杠杆锥体移动，由此通过制动套的展宽导入制动过程。
发明内容
本发明的制动装置与上述制动装置中的螺纹不同地，在行星齿轮支架上具有至少一个斜齿，并且同样地，在制动锥体上具有多个斜齿，它们这样地相互配合，以致在制动时通过行星齿轮支架的反向转动使制动锥体在轴向上压着杠杆锥体移动，由此通过制动套的径向向外移动亦导入制动过程。该制动套在其内轮廓上具有第一锥形斜面，该斜面在制动时移动到杠杆锥体上，及具有第二锥形斜面，该斜面在制动时移动到制动锥体上。一个摩擦弹簧以公知的方式用于制动锥体的完好的轴向运动。具有通过斜齿的操作的制动装置是公知的，其中在长时间使用后将产生润滑剂缺乏及可对制动装置的摩擦产生不利影响。对此可通过一个润滑剂袋的设置来应对，它作为铣削部分紧邻斜齿设置。
杠杆锥体通过一个与自行车的框架连接的杠杆(Hebel)来防止转动及具有与设置在变速器轮毂中的制动套同样多的携动凸缘。此外在那里设有一个滚珠轨道与一个滚珠轴承，该滚珠轴承使轮毂套筒处于其可转动的状态。该滚珠轴承最好由一个滚珠架组成，该滚珠架与所需的滚珠构成了一个结构单元。滚珠轨道的半径确定了杠杆锥体的一个外径，在该外径上当滚珠架组装时套上滚珠架。
携动凸缘各具有一个制动侧面及一个空挡侧面。它们使制动套在圆周方向上保持在其位置上。这些侧面及携动凸缘具有一个确定的最小高度，该高度是必需的，以便即使当制动时制动套以一个较大直径上升到设置在轮毂套筒上时制动套仍可被固定。出于该原因携动凸缘在杠杆锥体上超过上述直径，这将导致滚珠轨道的结构及安装技术上的进一步更新。
制动套的第一端面与制动侧面相互配合及制动套的第二端面与空挡侧面相互配合。制动侧面及沿它滑动的制动套的第一端面可在轴向上运动，而空挡侧面及沿它滑动的制动套的第二端面被制成带有一个角度，该角度可防止：制动套在其任何位置上在圆周方向上限制它的携动凸缘之间上升时产生大的间隙。如果两个侧面彼此平行，则所述间隙在制动时将变得很大及在一定的行驶状态下形成噪音。此外，当制动地向前行驶转换到制动地向后行驶时一个过大的间隙会造成可感觉到的不舒服的冲击。不言而喻，在第二端面上，该角度仅位于它与空挡侧面接触的位置上。
如果在行驶时通过向后踩导入制动，则行星齿轮支架上的斜齿向后转动及使被摩擦弹簧阻止转动的制动锥体移向杠杆锥体，由此使制动套径向向外地压在轮毂套筒上，其方式是用其斜面接触在锥面上。制动套的第一端面无间隙地沿携动凸缘的制动侧面滑动及其制动转矩输出到杠杆锥体上，从这里该制动转矩通过杠杆导出到自行车的框架上。在导入制动过程时第二端面具有一个小的预定圆周间隙，该间隙通过第二端面平行于空挡侧面的角度位置不会增大或仅有很小的增加及由此可满足对制动装置无冲击性的要求。
由于制动套的径向运动，制动侧面及空挡侧面在径向延伸上必需作得足够高，这将使得携动凸缘超过滚珠轨道的内径。出于成本的原因杠杆锥体应尽可能非切削及整体地制造，最好通过冷压或烧结，其中首先必需制造得使携动凸缘的完整形状及锥体部分具有足够的精确度。通过锥体轨道的研磨可使携动凸缘后面具有该直径的部分被自由地研磨。当滚珠架超过携动凸缘地安装时可发生：滚珠从滚珠架上压出及作为分离的部分故障地出现在制动装置中。但只要在每个携动凸缘的位置上在滚珠架上设置槽，滚珠架仍可毫无问题地组装。在该槽的位置上在滚珠架上可不设置滚珠，因此留在滚珠架上的滚珠必需在槽之间满足尺寸设计的要求。
如果携动凸缘及槽对称地布置，则滚珠架可安装在两个位置中，即可倒转地安装。如果要排除这两种安装可能性带来的错误安装，槽及携动凸缘最好在圆周上被作成不同的宽度，以使得滚珠架仅可在一个位置上被套上。但出于足够大的批量生产的原因制动套应相互保持相同。
制动套在其向着轮毂套筒的摩擦面上具有菱形的升高部分，它们由成型模具中交叉布置的升高条模压出来。由此在菱形面与轮毂套筒之间产生了恰当地增加的混合摩擦，该混合摩擦提高了制动作用及减缓了制动套中的磨损。但该结构总是与摩擦件双方之间咬住的危险相联系的，因此应力图避免该咬住的倾向。事实表明，通过菱形面不是-如现有技术那样地-在圆周方向上串联地布置而是稍微错开地布置，可合乎目的地得到改善。因此该菱形图案稍微地扭转，以使得它现在以具有小斜率的螺旋线布置。因此每个菱形面在具有足够润滑的轮毂套筒的摩擦面上得到一个新的轨道，它可防止咬住。
摩擦弹簧作为简单的螺旋弹簧以这样的方式布置在制动锥体与杠杆锥体之间，以致该螺旋弹簧以一个预应力包围着制动锥体上的一个外圆柱面及在杠杆锥体中以一个预应力支撑在一个内圆柱面上。在驱动旋转方向上该缠绕的力减小及在制动旋转方向上该力增大，由此确保了制动装置的制动性能。
因此本发明适合这样的任务，即提出一种用于变速器轮毂的制动装置，它的在圆周方向上松弛放置的制动套在所有的行驶状态中具有很小的间隙，它可成本有利地被制造及可容易地被组装，其中可排除在修理情况下可能的错误安装。
该任务的解决方案被描述在独立权利要求的特征部分中。由从属权利要求可得到本发明的各个构型。
附图说明
现在借助多个附图来描述一个多挡轮毂的制动装置。附图表示：
图1：多挡轮毂的一个制动装置的局部截面图，该多挡轮毂具有一个轮毂套筒，一个轮毂轴，一个行星齿轮支架，一个制动锥体，多个制动套及一个杠杆锥体以及一个由一个滚珠架及多个滚珠组成的滚珠轴承；
图2：通过四个分图表示的、具有第一端面及第二端面的制动套的视图；
图3：在携动轮毂上配置了各一个制动侧面及一个空挡侧面的杠杆锥体的两个视图；
图4：具有斜齿的制动锥体的一个片段；
图5：具有用于携动凸缘的槽的滚珠架。
图号说明，以下的图号分别为：1-轮毂套筒，2-行星齿轮支架，3-滚珠轴承，4-杠杆锥体，5-制动锥体，6-制动套，7-摩擦弹簧，8-轮毂轴，9-滚珠架，10-第一斜面，11-第二斜面，12-携动凸缘，13-制动锥体上的斜齿，14-行星轮上的斜齿，15-滚珠轨道，16-直径，17-制动侧面，18-空挡侧面，19-杠杆(Hebel，或操纵杆)，20-第一端面，21-第二端面，22-槽，23-斜率，24-角度，25-润滑剂袋，26-驱动旋转方向。
具体实施方式
根据图1，多挡轮毂在制动装置区域中基本上由一个轮毂轴8，一个轮毂套筒1，一个制动锥体5，一个行星齿轮支架2，多个管形的松弛置入的制动套6组成，这些管形制动套用第一斜面10接触在一个杠杆锥体4上及用第二斜面11接触在制动锥体5上，并且通过杠杆锥体4上的携动凸缘12防止绕轮毂轴8转动，其中杠杆锥体4还具有一个用于支承轮毂套筒1的滚珠轴承3。制动锥体5通过制动锥体5上的斜齿13及行星齿轮支架2上的斜齿14与行星齿轮支架2相连接，其中在一个驱动旋转方向26上制动锥体5上的斜齿13由行星齿轮支架2上的斜齿14带动。如果在制动时相反地逆着驱动旋转方向26操作行星齿轮支架2，则制动锥体5通过行星齿轮支架2上的斜齿14在制动锥体5上的斜齿13上的滑动借助摩擦弹簧7在轴向上移动。在制动时该摩擦弹簧7阻止制动锥体5逆着驱动旋转方向26转动。
在行星齿轮支架2上的斜齿14附近的一个具有油脂注入部分的润滑剂袋25可在长时间上保证制动装置的完好工作。
滚珠轴承3将轮毂套筒1支承在杠杆锥体4上，该滚珠轴承3由滚珠组成，这些滚珠被保持在滚珠架9中其位置上。该滚珠架具有槽22，当其组装在杠杆锥体4上时槽允许携动凸缘12自由地通过。
图2以四个不同的视图表示制动套6及表示出具有菱形图案的、可相对轮毂套筒1滑动的制动表面，该图案为了改善制动特性被布置成具有斜率23的螺旋形状。在相对轮毂轴8向内的区域中设有第一斜面10及第二斜面11，此外第一端面20在安装状态中与制动侧面17，以及第二端面21与携动凸缘12上的空挡侧面18相互配合，其中第二端面21通过一个角度24在驱动旋转方向26上相对空挡侧面18恒定地保持一个间隙。
由图3的杠杆锥体4的两个视图中可看到：携动凸缘12如何地被设置在锥体区域中，及尤其携动凸缘12的径向高度如何地超过由滚珠轨道15给出的直径16。制动侧面17在轴向上运动，以及空挡侧面18具有角度24，当行星齿轮支架2逆着驱动旋转方向26操作时该角度使相对第二端面21的间隙保持恒定。
由图4可看到，斜齿13如何地被设置在制动锥体5的内区域中。
图5则用局部视图表示出滚珠架9，该滚珠架与滚珠一起构成了滚珠轴承3，并具有槽22，该槽在其尺寸及位置上相应于携动凸缘12，以便达到完好的组装可能性。

Claims (36)

1.用于自行车的多挡轮毂，它由一个轮毂轴，一个轮毂套筒，一个变速机构，一个杠杆锥体，一个制动锥体，一个行星齿轮支架，及多个管形制动套组成，这些管形制动套以一个第一斜面接触在杠杆锥体上，和以一个第二斜面接触在制动椎体上，并通过杠杆锥体上的携动凸缘防止绕轮毂轴转动，其中杠杆锥体还具有一个用于支承轮毂套筒的滚珠轴承，其特征在于：携动凸缘(12)各自具有一个制动侧面(17)及一个空挡侧面(18)，这些侧面使得在制动套(6)与携动凸缘(12)之间的，在圆周方向上作用的一个间隙恒定地保持低值。
2.根据权利要求1的制动装置，其特征在于：杠杆锥体(4)被整体地构成，其中携动凸缘(12)被成型在所述杠杆锥体区域中，而且其直径大于由滚珠轨道(15)确定的、杠杆锥体(4)的直径(16)。
3.根据权利要求1的制动装置，其特征在于：用于接收制动力的制动套(6)上的一个第一端面(20)正直地在轴向方向上形成，及一个第二端面(21)在它与携动凸缘(12)接触的位置上具有一个角度(24)。
4.根据权利要求2的制动装置，其特征在于：用于接收制动力的制动套(6)上的一个第一端面(20)正直地在轴向方向上形成，及一个第二端面(21)在它与携动凸缘(12)接触的位置上具有一个角度(24)。
5.根据权利要求1的制动装置，其特征在于：携动凸缘(12)各具有一个制动侧面(17)及一个空挡侧面(18)，其中空挡侧面(18)以一个角度(24)与制动套(6)的第二端面(21)平行地延伸。
6.根据权利要求3的制动装置，其特征在于：携动凸缘(12)各具有一个制动侧面(17)及一个空挡侧面(18)，其中空挡侧面(18)以一个角度(24)与制动套(6)的第二端面(21)平行地延伸。
7.根据权利要求4的制动装置，其特征在于：携动凸缘(12)各具有一个制动侧面(17)及一个空挡侧面(18)，其中空挡侧面(18)以一个角度(24)与制动套(6)的第二端面(21)平行地延伸。
8.根据权利要求1的制动装置，其特征在于：杠杆锥体(4)通过非切削的材料成型由一个毛坯制成。
9.根据权利要求2的制动装置，其特征在于：杠杆锥体(4)通过非切削的材料成型由一个毛坯制成。
10.根据权利要求3的制动装置，其特征在于：杠杆锥体(4)通过非切削的材料成型由一个毛坯制成。
11.根据权利要求4的制动装置，其特征在于：杠杆锥体(4)通过非切削的材料成型由一个毛坯制成。
12.根据权利要求5的制动装置，其特征在于：杠杆锥体(4)通过非切削的材料成型由一个毛坯制成。
13.根据权利要求6的制动装置，其特征在于：杠杆锥体(4)通过非切削的材料成型由一个毛坯制成。
14.根据权利要求7的制动装置，其特征在于：杠杆锥体(4)通过非切削的材料成型由一个毛坯制成。
15.根据权利要求8至14之一的制动装置，其特征在于：杠杆锥体(4)被冷压地制成。
16.根据权利要求8至14之一的制动装置，其特征在于：杠杆锥体(4)被烧结地制成。
17.根据权利要求1至14中一项的制动装置，其特征在于：锥体区域及携动凸缘(12)被非切削地成型在杠杆锥体(4)上。
18.根据权利要求15的制动装置，其特征在于：锥体区域及携动凸缘(12)被非切削地成型在杠杆锥体(4)上。
19.根据权利要求16的制动装置，其特征在于：锥体区域及携动凸缘(12)被非切削地成型在杠杆锥体(4)上。
20.根据权利要求1的制动装置，其特征在于：滚珠轴承(3)由多个滚珠及一个滚珠架(9)组成，该滚珠架具有多个槽(22)，这些槽相应于携动凸缘(12)的分布布置在锥体区域的圆周上。
21.根据权利要求1至14中一项的制动装置，其特征在于：携动凸缘(12)及相应的槽(22)在圆周上非对称地布置。
22.根据权利要求15的制动装置，其特征在于：携动凸缘(12)及相应的槽(22)在圆周上非对称地布置。
23.根据权利要求16的制动装置，其特征在于：携动凸缘(12)及相应的槽(22)在圆周上非对称地布置。
24.根据权利要求17的制动装置，其特征在于：携动凸缘(12)及相应的槽(22)在圆周上非对称地布置。
25.根据权利要求18的制动装置，其特征在于：携动凸缘(12)及相应的槽(22)在圆周上非对称地布置。
26.根据权利要求19的制动装置，其特征在于：携动凸缘(12)及相应的槽(22)在圆周上非对称地布置。
27.根据权利要求1至14中一项的制动装置，其特征在于：携动凸缘(12)及相应的槽(22)具有不同的宽度。
28.根据权利要求15的制动装置，其特征在于：携动凸缘(12)及相应的槽(22)具有不同的宽度。
29.根据权利要求16的制动装置，其特征在于：携动凸缘(12)及相应的槽(22)具有不同的宽度。
30.根据权利要求17的制动装置，其特征在于：携动凸缘(12)及相应的槽(22)具有不同的宽度。
31.根据权利要求18至20中一项的制动装置，其特征在于：携动凸缘(12)及相应的槽(22)具有不同的宽度。
32.根据权利要求1至14中一项的制动装置，其特征在于：在滚珠架(9)中组合了较少数目的滚珠。
33.根据权利要求15的制动装置，其特征在于：在滚珠架(9)中组合了较少数目的滚珠。
34.根据权利要求16的制动装置，其特征在于：在滚珠架(9)中组合了较少数目的滚珠。
35.根据权利要求17的制动装置，其特征在于：在滚珠架(9)中组合了较少数目的滚珠。
36.根据权利要求18至20中一项的制动装置，其特征在于：在滚珠架(9)中组合了较少数目的滚珠。
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