CN1931660A - 用于在轮毂传动装置中换档的离合器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于在轮毂传动装置中换档的离合器，其具有主驱动离合器件和被驱动离合器件，一个离合器件具有可运动的耦合元件，而另一个具有带有凹槽的对置型廓，凹槽用于容纳耦合元件的传动折角；传动折角可被移入、移出凹槽；耦合元件与主驱动离合器件通过销栓可回转地连接，并在两个转动方向上各具有起作用的传动折角、控制突起及接头轮廓；一方面耦合元件通过影响元件可从两个转动方向产生“传动”的运行状态，影响元件与传动装置件的摩擦运行轨道摩擦连接并与接头轮廓一起构成携带连接，另一方面“空运行”的运行状态可通过控制元件独立于啮合载荷和传动装置的运转方向产生，耦合元件的控制突起可与控制元件的凹口啮合。

Description

用于在轮毂传动装置中换档的离合器

本申请是申请日为：2003年3月7日，申请号为：03119710.8，发明名称为：“特别用于自行车传动装置轮毂的离合器之控制”，的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一个用于在一个传动装置中换档的离合器，其具有一个主驱动离合器件和至少一个被驱动的离合器件，其中一个离合器件具有一个可运动的耦合元件，而另一个离合器件具有一个带至少一个凹槽的对置型廓以用于容纳该耦合元件的一个传动折角，并且该可运动的耦合元件的传动折角可被移动到所述凹槽中或从其中移出。

背景技术

按照德国公开文献DE3432124A1，在一个自行车多档位变换轮毂(中国称变速轴)之带有传递拨爪和一操作元件的控制机构中，为了将该拨爪从被升起的位置(其中，该拨爪处在与被驱动元件的一个棘轮齿之啮合中)移动到被下降的位置(其中该拨爪是与所述棘轮齿脱离啮合的)上，设置了移动元件，其与操作元件的运动协同作用，以将所述传递拨爪移动到该被下降的位置上。该移动元件总是被安置在相应的传递元件旁边并设有一个能量储存器，其当该传递拨爪与所属的棘轮齿相啮合在一个超过预定值的加载下操作该操作元件时就被弯曲，因此，在该传递拨爪上施加了一个调整力，其导致将拨爪移动到所述被下降的位置上。该变档轮毂(变速轴)就可以因此当自行车被驱动时被操作了，并且在减少传动力的情况下允许一个自动的换档。

在该移动元件作为能量贮存器起作用，并且此外在换档情况下，当它超过了一个弹簧之作用力并且当该传动加载下降到低于一个确定值时将拨爪带到被下降的位置上，然而按照本文展示的发明建议，一个影响元件在“传动”的运行状态中要如下地作用在一个位于一个主驱动离合器件上的耦合元件上，即该耦合元件的一个传动折角与一个被驱动离合器的一个对置型廓进入啮合并且另一方面，在“空运行”的运行状态中，该耦合元件的传动折角被从所述被驱动离合器件的对置型廓中控制也移出来。该影响元件是既与被驱动离合器件又与耦合元件相连接，其中，一个这样的连接最好是一个摩擦连接，其基于所述被驱动的离合器件要么被安置在这个离合器件和影响元件之间，或者而是被安置在影响元件和耦合元件之间。此处，首先涉及一个在“传动”的运行状态中将该耦合元件可靠地带入到所述被驱动离合器件之对置型廓中相啮合；以及一个在“空运行”的运行状态中将耦合元件可靠地从被驱动离合器之对置型廓中带出而脱离啮合。

对于在传递拨爪的啮合载荷下一个换档的情况，该文献DE3432124A1有几个适用的建议，所述使传递拨爪从止动棘轮齿中的控制移出通过一个在移动元件上的能量储存器就可以实现，它的分离力还可为此通过该弹簧之作用力被减少，然而人们知道，一个在啮合载荷下存在的传递拨爪只有在应用高的分离力情况下才可以被控制移出。对于这种情况，按照本文展示的发明建议，设置一个控制元件，其有能力使该耦合元件在实际的任何啮合载荷下从它的与所述被驱动离合器件之对置型廓中的啮合状态中控制地移出。这就涉及一个可在其运动平面中移动到耦合元件下方的管形元件，其在它的端面上具有凹口，当该控制元件轴向上被朝着该耦合元件推移时，在该耦合元件之下侧上的控制突起就伸入该凹口中。如果该控制元件具有一个相对耦合元件不同的转数，那么该相应的控制突起将被强制地从凹口中移出，因此，该耦合元件被带至与该被驱动离合器件之对置型廓脱离啮合。明显的是，该用于使耦合元件控制移出的能量是从传动能量分支来的，而在这种将离合器应用在一个自行车多档位变换轮毂(变速轴)情况下，自行车骑行者必须提供所述的传动能量。一个这样的在啮合载荷下的控制移出是特别有利地适于应用一个起双重作用的耦合元件之情况，它对于“传动”的运行状态在两个转动方向上都适用。一个这样的双重作用耦合元件是在如下传动装置中必需的，其中该被驱动的离合器件能将输入扭矩以相同方向传递下去，但是其中通过在换档情况下改变力流线路一个相反转向指示的支承扭矩必须被截获。

该耦合元件的结构已经证明特别有优点的是，它可以被安置在一个轴上以两个或多个前后依次的方式。在两个依次安置的耦合元件之间，最好安置一个在两个端侧面上具有凹口的控制元件，该凹口为了变换多个档位级别可一次被带至与第一耦合元件为作用连接以及一次被带至与第二耦合元件为作用连接。当在使控制元件与第一耦合元件相连接情况下，这个(耦合元件)就与啮合加载无关地被从该被驱动离合器件之对置型廓中移出来并被变换为“空运行”的运行状态中时，则该第二耦合元件被释放。因此，该影响元件就可以在那里产生“传动”的运行状态。此处设定，在每个耦合元件上作用一个影响元件，以便为了产生“传动”的运行状态，将相应的传动折角移到该被驱动离合器件之对置型廓中。如从前述实施例看出的，所述功能也被分配了。亦即，将耦合元件控制移入到对置型廓中分配在影响元件上，而将耦合元件从对置型廓中控制移出则分配在控制元件上。

发明内容

因此，本发明任务在于，创建一个用在轮毂传动装置中换档的离合器，其具有一个主驱动离合器件和至少一个被驱动离合器件，该离合器至少可以将一个在主驱动离合器件上的耦合元件与啮合载荷无关地控制移入到该被驱动离合器件之一个对置型廓中并又可以将其从这个对置型廓中控制移出，其中在“空运行”的运行状态中和“传动”的运行状态中都能不产生超出额定值的运行噪声。

为完成上述任务，本发明提供一种用于在轮毂传动装置中换档的离合器，其具有一主驱动离合器件和至少一个被驱动离合器件，其中一个离合器件具有一个可运动的耦合元件，而另一个离合器件具有一个带有至少一个凹槽的对置型廓，其中该凹槽用于容纳该耦合元件的一个传动折角；并且该可运动的耦合元件的传动折角可被移动到所述凹槽中或者从所述凹槽中移出；至少一个耦合元件与主驱动离合器件通过一个销栓可回转地连接，并且在两个转动方向上，各具有起作用的一个传动折角，各具有一个控制突起以及具有一个接头轮廓；其中一方面该耦合元件通过一个影响元件可从两个转动方向产生“传动”的运行状态，该影响元件与传动装置件的摩擦运行轨道呈摩擦连接并与接头轮廓一起构成一个携带连接，另一方面“空运行”的运行状态可通过一个控制元件独立于啮合载荷和传动装置的运转方向地产生，该耦合元件的一个控制突起可与该控制元件的一个凹口啮合。

附图说明

下面，借助附图解释用于在一个传动装置中换档的离合器之几个实施例。

图1表明了一个在一个主驱动离合器件上可回转安置的耦合元件处于和一个被驱动离合器件之一对置型廓相啮合以及一个影响元件，其与一个传动装置件具有一个摩擦连接，并且与该耦合元件具有一个固定连接；

图2表明了一个按照图1的耦合元件处于和该被驱动离合器件的所述对置型廓相啮合以及一个影响元件，其与该被驱动离合器件之对置型廓具有一个摩擦连接并与该耦合元件具有一个固定连接；

图3表明了一个图1的耦合元件处于和该被驱动离合器件之对置型廓相啮合以及一个影响元件，其与该被驱动离合器件之对置型廓具有一个旋转固定连接，并且与耦合元件具有一个摩擦连接；

图4表明了一个具有控制突起的起双重作用的耦合元件，其被配置为既承担一个影响元件的作用又要承担一个控制元件的作用；

图5表明了一个控制元件在其两个端面区域中具有凹口以用于通过其控制突起控制该耦合元件。

具体实施方式

在图1中描述了一个离合器1a，其包括：一个主驱动(起驱动作用)离合器件2，一个被驱动离合器件3和一个耦合元件6。该耦合元件6被可回转地支承在一个与该主驱动离合器件2连接的销栓16上，并且在朝着该被驱动离合器件3指向的那侧端上具有一个传动折角7，其在运行状态为“传动”情况下与‘在该被驱动离合器件3中的一对置型廓8这凹槽4的’一传动侧面5相配合作用。该耦合元件可以通过一弹簧15被张紧以用于这种情况，其中，该耦合元件在“空运行”运行状态中应占据一个稳定的位置。一个至少部分由弹簧弹性材料(FederelastischemMaterial)制成的影响元件10a控制该耦合元件6并同时与一传动装置件14的摩擦运行轨道9处于一个摩擦连接；而且同时其通过一个固定结构11与耦合元件6连接。该影响元件10a可被设置为具有一个接触鼻13a的弹性伸出件12a，接触鼻13a形成与摩擦运行轨道9的摩擦接触。这样当在该传动装置的运行情况下一个位于该主驱动离合器件2和该传动装置件14之间的转数差产生时就发生一个对耦合元件6的控制作用。该运行状态“传动”和因此该传动折角7与传动侧面5的配合作用是发生在该传动装置件14相对主驱动离合器件2以逆时针转动和耦合元件6同样以反时针围绕销栓16被转动时的情况下。

由图2同样看出一个离合器1b，其包括：主驱动离合器件2，被驱动离合器件3和耦合元件6。

作用方式是与图1之离合器等同的。所述差别在于对一个具有同样一个弹性伸出件12b和一个接触鼻13b的结构配置，该接触鼻13b与该被驱动离合器件3的对置型廓8处于一个摩擦连接，同时该影响元件10b与耦合元件6通过固定结构11相连接。因此所述的摩擦连接只与对置型廓8的尖顶配合作用，故至少在运行状态“空运行”时产生一个短时的结构吻合连接，同时在运行状态“传动”情况下，该摩擦连接(当也是不均匀时)将持续获得。那么，如果该传动装置通过主驱动离合器件2以顺时针被驱动时，则该处于迟后的被驱动离合器件3之对置型廓8将使接触鼻13b相对于主驱动离合器2以逆时针运动，因此，该影响元件10b同样使耦合元件6以反时针围绕销栓16回转并且将传动折角7带到与对置型廓8的传动侧面5相啮合。这样，该影响元件10，10a，10b总是既具有一个与耦合元件6，6a的作用连接，而且具有一个与相对耦合元件6，6a转动的传动装置构件2，3，14之一个的作用连接。

一个影响元件10c的另一变型出现在图3中，其属于一个具有已公知元件的离合器1c，亦即包括：主驱动离合器件2，被驱动离合器件3和耦合元件6，并且其功能与两个前述的离合器1a，1b相同。然而，该影响元件10c与被驱动离合器件3为旋转固定(drehfesten)的连接，但沿径向朝里(内)为可运动的，并且具有一个朝向里边(内部)去对该被驱动的离合器3限界的摩擦运行轨道9a，其与耦合元件6上的一个圆柱延续段25处于摩擦连接。如果该传动装置通过该主驱动离合器件2被以顺时针驱动时，则该在影响元件10c上的摩擦运行轨道9a通过其与处于迟后的被驱动离合器件3的旋转固定连接，将使在耦合元件6上的圆柱延续段25相对主驱动离合器件2以反时针围绕销栓16运动，因此，该传动折角7被带至与对置型廓8的传动侧面5相啮合。

由图4看出一个离合器1，其包括：主驱动离合器件2，一个起双重作用的耦合元件6a，该被驱动离合器件3，传动装置件14和一个影响元件10，该离合器1在两个转动方向之每个上都可以形成“传动”运行状态，只要该传动装置件14在那个应该被驱动的方向上相对主驱动离合器件2具有一个相反的转向即可。该耦合元件6a与主驱动离合器件2通过销栓16为可回转的连接，并且在两个转动方向上具有起作用的各一个传动折角7，各一个控制突起20以及具有一个接头轮廓19。这个接头轮廓19构成一个用于一个影响元件10的携带连接17之第一部分，其17第二部分即是一个在影响元件10上的携带件18。该影响元件10是环形的结构，并与一个‘相对耦合元件6a转动的’传动位置件14上的摩擦轨道9处于摩擦连接。如从图4看出的，该耦合元件6a按照‘相对耦合元件6a转动的’传动装置件14之相对于载有该耦合元件6a的离合器件2的转动方向，通过被驱动的离合器件3既可在所述一个方向上或者也可在所述另一上方向上，这样地进入一个旋转固定的连接，即该传动折角7转入到该对置齿槽8中，并将这个(型廓)驱动。除了这种两个档位分级以外，还可以与啮合加载及传动装置中之转动方向无关地使得该运行状态“空运行”通过一个控制元件21来产生；该控制元件是管形的结构并总是具有一个相对于主驱动离合器2不同的转数，而且可以被移到该耦合元件6a的下方。这个控制元件21最好是围绕一个中央的传动装置轴设置，因此它可以在轴向上从传动装置的外边来操作。在该控制元件21的一个端侧面上设置至少一个凹口22，其中可伸入该耦合元件6a的一个控制突起20，条件是这个耦合元件沿径向朝内(里边)被偏转的话。该耦合元件6a如已述的那样当该主驱动离合器件2以反时针被驱动时，则被以顺时针围绕着销栓16转动，因此，按照图4左边的传动折角7就被对着传动侧面5地偏转到对置型廓8的一个凹槽4中。在这个运动情况下，按照图4右边的控制突起20就被沿径向朝内地回转，并且占据一个位置，其中它20准确地伸入到该控制元件21的所述凹口22中。在这种传动装置运行状态为“传动”的运行期间(无论在哪一个转动方向上)，该控制元件21的端侧面可被在朝着耦合元件6a的方向上移动，因此，在该控制元件21和该主驱动离合器件2之为相互不同的转数情况下在圆周的确定位置上才出现在凹口22和上述的控制突起20之间的重合。这样，该控制突起20则被顶起，从而该耦合元件6就从该传动折角7与传动侧面5的啮合连接中脱出并且被转到“空运行”的运行状态中，因为另外的控制突起20在这个转换的瞬时撞到一个外直径23上。如果该控制元件21在这个转换过程中进一步被移到该耦合元件6a的下方，那么这种设有一个只有较小深度的凹口22则可能不再起有效作用了，而且这个“空运行”的运行状态是稳定的了。该“传动”的运行状态则通过该控制元件21的返回来实现，这样给予影响元件10的可能方式是，将这一个或另外的传动折角7带至与对置型廓相啮合。

图5表明了一个控制元件21a，它是管形的结构并具有一个外直径23以及在它的每个端侧面24上具有凹口22。如果在一个传动装置中需要两个在轴向上看前台依次安置的主驱动离合器件2，并各自带有其上安置的耦合元件6a时，那么一个带有两个端侧面24的控制元件21a最好被安置在这些元件之间，并在长度上如此被确定尺寸，以便要么对于该两个耦合元件6a之一个而言，该“传动”的运行状态控制有效，而对于另一个来说，该“空运行”的运行状态占据生效。或者两个耦合元件6a都处于“空运行”的运行状态。出于内部力平衡的原因，特建议，在一个主驱动离合器元件2上设置两个相反对置的耦合元件6a，因此，理所当然地也产生对于该控制元件21的要求，即在所述端侧面24上配置与其可重叠的两个凹口22。已经表明，符合目的要求的是，使一个端面24的凹口22在该轴向投影看不是重合的，而是相互错位配置的，这将有助于该传动装置的同步运行。

                参数编号表

1，1a，b，c           离合器

2                     主驱动离合器件

3                     被驱动离合器件

4                     凹槽

5                     传动侧面

6，6a                 耦合元件

7                     传动折角

8                     对置型廓

9，9a                 摩擦运行轨道

10，10a，b，c         影响元件

11                    固定结构

12a，b                弹性伸出件

13a，b                接触鼻

14                    传动装置件

15                    弹簧

16                    销栓

17                    携带连接

18                    携带件

19                    接头轮廓

20                    控制突起

21，21a               控制元件

22                    凹口

23                    外直径

24                    端侧面

25                    圆柱延续段

Claims (11)

1.用于在轮毂传动装置中换档的离合器，其具有一主驱动离合器件和至少一个被驱动离合器件，其中一个离合器件具有一个可运动的耦合元件，而另一个离合器件具有一个带有至少一个凹槽的对置型廓，其中该凹槽用于容纳该耦合元件的一个传动折角；并且该可运动的耦合元件的传动折角可被移动到所述凹槽中或者从所述凹槽中移出；其特征在于：

至少一个耦合元件(6a)与主驱动离合器件(2)通过一个销栓(16)可回转地连接，并且在两个转动方向上，各具有起作用的一个传动折角(7)，各具有一个控制突起(20)以及具有一个接头轮廓(19)；其中一方面该耦合元件(6a)通过一个影响元件(10)可从两个转动方向产生“传动”的运行状态，该影响元件(10)与传动装置件(14)的摩擦运行轨道(9)呈摩擦连接并与接头轮廓(19)一起构成一个携带连接(17)，另一方面“空运行”的运行状态可通过一个控制元件(21，21a)独立于啮合载荷和传动装置的运转方向地产生，该耦合元件(6a)的一个控制突起(20)可与该控制元件(21，21a)的一个凹口(22)啮合。

2.根据权利要求1的离合器，其特征在于：

该“传动”的运行状态可在两个转动方向上通过该耦合元件(6a)之两个传动折角(7)的一个与一个并且相同的对置型廓(8)之配合作用，或者而是与两个不同离合器件(3)之对置型廓(8)的配合作用来形成。

3.根据权利要求1的离合器，其特征在于：

该影响元件(10)配备有一个携带件(18)并且是环行的结构，该携带件(18)与接头轮廓(19)一起构成携带连接(17)，其中影响元件(10)与一个位于相对耦合元件(6a)转动的传动装置件(3，14)上的摩擦运行轨道(9)处于摩擦连接。

4.根据权利要求1的离合器，其特征在于：

为了控制耦合元件(6a)，至少一个凹口(22)设置在抗扭转的但轴向可移动的控制元件(21)的端部(24)，该控制元件(21)相对载有该耦合元件(6a)的离合器件(2)必须具有一个相对转数，以便可使凹口(22)通过控制突起(20)移动。

5.根据权利要求1的离合器，其特征在于：

该耦合元件(6a)按照一个相对耦合元件(6a)转动的传动装置件(3，14)之相对于载有耦合元件(6a)的离合器件(2)的转动方向，既可以在所述一个转动方向上或也可以在所述另一个方向上达到一个旋转固定的连接；但是它(6a)还可以在“空运行”的运行状态中，通过该耦合元件(6a)之两个控制突起(20)的支承被保持在控制元件(21)上的一个外直径(23)上。

6.根据权利要求1的离合器，其特征在于：

两个各自载有至少一个耦合元件(6a)的主驱动离合器件(2)在轴向上看被依次地设置在一个传动装置轴上，其中一方面耦合元件(6a)与各影响元件(10)可被调入“传动”的运行状态，另一方面为了将耦合元件(6a)调入“空运行”的运行状态，一个公共的、抗扭转的但轴向可移动的控制元件(21)设置在两个主驱动离合器件(2)之间。

7.根据权利要求6的离合器，其特征在于：

该控制元件(21)为了在所述相关的耦合元件(6a)情况下确保该“空运行”的运行状态被移到其回转平面中，从而该控制元件(21)的外直径(23)就阻止该耦合元件(6a)与对置型廓(8)的啮合，同时，该另外的耦合元件(6a)通过影响元件(10)被带至相应要求的啮合状况中。

8.根据权利要求6的离合器，其特征在于：

为了通过控制元件(21)将耦合元件(6a)控制在“空运行”运行状态，在控制元件(21)和离合器件(2)之间必须有一个相对转数，以使得耦合元件(6a)上的控制突起(20)从控制元件(21)的端部(24)上的相应凹口(22)提升到外直径(23)的平面。

9.根据权利要求8的离合器，其特征在于：

该控制元件(21)是管形的结构，并在它的端侧面(24)上各具有至少一个凹口(22)，借助它，处于和对置型廓(8)啮合的耦合元件(6a)可交变地被顶出，并被带至“空运行”的运行状态中。

10.根据权利要求9的离合器，其特征在于：

一个端侧面(24)上的凹口(22)不是与另一个端侧面上的凹口(22)对准地，而是错位地设置，并且其位置应适合于该要连接的离合器件(2)的耦合元件(6a)之位置。

11.根据权利要求10的离合器，其特征在于：

一个端侧面(24)的这些凹口(22)被配置得相对另一端侧面(24)的那些凹口要转位大约90°。

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