TWI535616B - Used for bicycles - Google Patents

Description

用於腳踏車之多檔輪轂

本發明涉及一種具有行星齒輪的用於腳踏車之多檔輪轂。

行星齒輪在其背後已有一段長的發展歷史，且同時可設有最高14個檔位(Gangstufen)，其中各個檔位對應於一個涉入其中且因而可透過行星齒輪結構(Planetengetriebemechanik)來選定的力矩途徑(Momentenpfad)。相對於腳踏車-鏈條換檔來說，腳踏車-輪轂的一個較大優點為它們因為齒輪結構在輪轂軸套中的配置而不需要保養，以及它們透過使用一個單獨變速器而能夠易於維修。另一方面，輪轂意味著複雜的機械結構，這是昂貴製造支出的主因。所述發明之目的在於提供一種在製造以及安裝上的要求較低的簡化結構。

這個目的可以藉由複數個彼此連接的附件(Anstzen)而達致。

一個較大的檔位級距數可以在行星齒輪中藉由不同的適當方法來達致。

一個可能性在於，使用不同的齒輪元件作為輸入或輸出，透過齒輪而對應使用不同的力矩途徑(Momentenpfade)。例如，可以使用行星齒輪載件(Planetenradtrger)作為與具有一鏈齒輪(Kettenritzel)之驅動器耦接之齒輪的輸入，其中空心齒輪包含具有一用於輪轂軸套之耦合件的齒輪的輸出。這個齒輪構形說明快速檔齒輪(Schnellganggetriebe)或超速齒輪(Overdrive-Getriebe)。若另擇地選用空心齒輪作為齒輪輸入以及行星齒輪載件作為齒輪輸出，可得到山區檔-齒輪(Berggang-Getriebe)或低速齒輪(Underdrive-Getriebe)。為了利用直接傳動(Direktgang)將傳動比(bersetzungsverhltnis)維持於1：1，從齒輪輸入至齒輪輸出的轉矩途徑沿著隨之轉動的齒輪組件延伸，或者是透過鎖死而使得齒輪無法作用，在這時所有作為,,阻滯”的齒輪組件會一起繞行。不僅是爪形耦合器(Klauenkupplungen)，還有飛輪耦合器中的插銷就作為用於鎖死的裝置來說還有待商榷。直接傳動一般是作為一種選擇。在具有單獨一個行星齒輪系的齒輪中使用這3種可能性會產生三檔輪轂的慣用構形。

在一個如同EP 0 679 570中的單一超速-行星齒輪僅能有約3-4個檔位。其在鏈齒輪處從踏板至輪轂之驅動器處的齒輪需要1：1或甚至1：1.2的初級傳動。在齒輪-齒輪比大的情況下(亦即在每次曲柄旋轉運行路徑較大的情況下)，會出現極高的力矩。這些僅可能是因為被容納在輪轂中的高負載構件所致，它們可透過較大的寬度或負載較高的材料來實施。然而檔位數再次因為寬度和/或提高製造費用而受到限制。

要達到較大檔位數的又一個可能性是在行星齒輪載件中使用數個行星齒輪系(mehreren Stzen von Planetenrdern)。藉此，相鄰的行星齒輪可耦接並且形成所謂的組級行星齒輪。一行星齒輪系的行星齒輪不需要強制同時與已配置的恆星齒輪以及已配置的空心齒輪接合而彼此嚙合。例如，一個組級行星齒輪系的一個行星齒輪可能與恆星齒輪接合，而該組級行星齒輪的其他行星齒輪與空心齒輪接合。在這樣的配置下，行星齒輪有2個齒輪組級。

最後，二組級式行星齒輪的不同行星齒輪系也可以與在軸向上彼此隔開的不同空心齒輪嚙合。有關於此的一個實例是US 3,973,451中的輪轂。

具有數個呈列或呈複雜耦接結構的齒輪模組配置顯示又一種可能性。在此說明直接耦接的所有可能性，亦即行星齒輪載件與行星齒輪載件(如同在DE 41 42 867中)、空心齒輪與空心齒輪以及空心齒輪與行星齒輪載件(如同在DE 41 42 867中的一個另擇實施例)。透過例如使用2個持續耦接的行星齒輪載件將齒輪組級分成模組。

建構所謂行星耦合齒輪顯示耦接的特殊形式，在該形式中例如恆星齒輪同時是空心齒輪或軸向相鄰齒輪系的行星齒輪載件。有關於此的一個實例是在DE 197 45 419中。

迄今在腳踏車-輪轂上已放棄在行星齒輪與空心齒輪之間或在行星齒輪與恆星齒輪之間使用惰齒輪(Zwischenrdern)。

本發明的第一個方面在於，相對於US 3,973,451的二組級式解決方案，使較大的檔位數還有在切換檔位時有較佳操控性成為可能的。這是透過配置較大數量的行星齒輪系、透過換檔過程僅只藉由可相對於輪轂軸轉動之恆星齒輪以適當的單向耦合器固定在輪轂軸處，還有透過選定各個行星齒輪系的特定齒數而達致。

本發明的第二個方面在於，針對恆星齒輪選擇一個這麼大的齒數，而使得用以相對於該輪轂軸固定恆星齒輪的操控元件以其軸向部段來設置，在其上亦有行星齒輪嚙合件。藉此得到一個在軸向方向上緊密並且精簡的構形。

在DE 0 383 350中，在EP 0 679 570中，在EP 1 132 287中還有在DE 41 42 867中揭示了輪轂，在這些文件中用以在另一個軸向部段中相對於輪轂軸來固定恆星齒輪的裝置是如同行星齒輪嚙合件般來設置。

第三個方面在於，一齒輪組級具有精密的傳動梯級而另一個齒輪組級具有粗略的傳動梯級。這個方面是透過對應地選擇各自由一恆星齒輪、與此恆星齒輪嚙合之一行星齒輪系的行星齒輪還有一已設置之空心齒輪組成的2個齒輪組級I以及II的齒數而達致。

相鄰傳動比i的差值用作為梯級的數值，其亦稱為齒輪差速比(Gangsprung)並且以百分比來表示。在精微梯級的情況下，這個數值小，在粗略梯級的情況下，這個數值大。

在串聯連接齒輪級距的情況下，齒輪裝置的總傳動是由彼此連接的齒輪級距傳動的乘積所產生。在對應選擇齒輪級距傳動時，就所產生的總傳動來說沒有或僅有些許重疊。在理想狀態下所有的總傳動都可被利用。這在使用一個相對遠離齒輪級距傳動的齒輪組級(,,粗略梯級”)，還有使用另一個相當緊臨齒輪級距傳動的齒輪組級(,,精微梯級”)來說是可能的。

DE 41 42 867，它顯示作為一個7檔位-輪轂的較佳實施例，沿著另一個附件，因為在那裡沒有精微與粗略梯級的齒輪級距傳動。更確切地來說，於兩個齒輪組級中的齒輪級距傳動值在那裡彼此相距是大約同樣遠。在具有3以及4個齒輪級距傳動的2個齒輪組級的情況下只能達到總傳動9，或在各自具有3個齒輪級距傳動的2個齒輪組級的情況下只能達到總傳動7，因為有總傳動的交錯而且尚未運用本發明的第三方面。

在EP 1 132 287中已顯示一種多檔-輪轂，其提出精微與粗略梯級的齒輪級距傳動。

本發明的第四個方面為，在具有精微梯級的齒輪組級中知道要放棄使用數值1的齒輪級距傳動還有直接傳動。

在實施精微梯級時將具有傳動比1：1的直接傳動納入本發明之第三方面對應的齒輪組級，針對直接傳動以及相鄰檔位之間的第一梯級的數值必須設定成如同針對另一梯級的數值那樣大。若這個數值大，具有精微梯級的齒輪組級讀值就會快逼近邊界。

關於各個行星齒輪系之齒輪級距傳動的數值會受到限制，該行星齒輪系的行星齒輪既與恆星齒輪接合，也與空心齒輪接合。在超速-齒輪系的情況下，齒輪級距傳動落在大於1但小於2的範圍內，在減速-齒輪系的情況下落在小於1但大於0.5的範圍內。

當齒輪距距傳動接近邊界值0.5與2時，特別需要小行星齒輪，在此設定邊界值，不可隨意地接近此等數值並且受特別限制條件所囿限。

在具有精微梯級的齒輪組級中已知避免齒輪級距傳動為1：1，這些限制條件部分會取消。

關於減速-齒輪組級，不需要僅略低於數值1的齒輪級距傳動，而是需要極小的恆星齒輪。即便是能夠達到3或4個梯級平均的齒輪級距傳動，可選擇這些具有小差距者。在減速-齒輪組級處應用第四個方面亦是可行的。

另外顯示，在不是以傳動比1：1來使用直接式齒輪級距傳動之具有數個形成精微梯級的齒輪級距傳動的齒輪組級中，所有不等於1：1之直接相鄰的直接相鄰齒輪級距傳動之間的間隔具有一個要比傳動比1：1以及接近傳動比1：1的齒輪級距傳動之間的間隔數值明顯還小的數值。

藉著組合實施第四個方面與第三個方面之助，也可以實施本發明的第二個方面。該等恆星齒輪還可以徑向地建構成這麼大，而使得耦接元件位在輪轂軸與恆星齒輪之間，其中各個恆星齒輪連同耦接元件在內於軸向上不需被建構成要比與恆星齒輪接合之在已配置之恆星齒輪處的嚙合件更長。

該等對應於第四個方面所提供的齒輪級距傳動緊密並列，且就單獨使用在腳踏車-輪轂中來說是較少用處的。傳動範圍會過於狹隘。使用依據第一個方面的齒輪配置，藉此有可供利用的適宜傳動範圍。在此齒輪配置中，一減速-或山區檔齒輪組級，配備有一或多個行星齒輪系以及傳動空心齒輪，與齒輪級距傳動在慢速下與一具有一或多個行星齒輪系、傳動空心齒輪和齒輪級距的超速或超速檔-齒輪組級在慢速下組合。而且，總傳動有如個別齒輪級距傳動的乘積而產生，其是形成良好梯級並且因此是有利地被應用。

本發明的第五個方面在於，減速行星齒輪組級被設置在總齒輪配置的輸入處，而加速行星齒輪組級被設置在輸出處。藉此山區檔-齒輪組級與驅動器耦接，而快速檔-齒輪組級與輪轂軸套耦接。

伴隨而來的是對於可控制恆星齒輪耦合器以外之第二齒輪組級與輪轂軸套的耦合器來說不需要進一步可控制的耦合器。

藉助實施第五個方面，依據本發明的輪轂與本發明的第一個方面相同，其是由US 3,973,451的解決方案發展而來，在其中2個齒輪組級的嚙合齒輪可以被安置在單獨一個行星齒輪載件中。當2個齒輪組級與2個不可轉動地耦接的行星齒輪載件構成時，也不會偏離本發明的附件。

若要變換山區檔-以及快速檔齒輪組級的配置時，必須優先在空心齒輪處耦接，或必須建構一個共同的空心齒輪。當在空心齒輪以及輪轂套之間的插銷必須有額外控制功能時，藉助一個這樣的配置能應用本發明的益處。

第六個方面，直接承接第四個方面而來，其在於為了達到讓數個齒輪傳動在向前轉動方向上來說，在軸向上不需要預先軸向重新定位耦合元件(verschiebenden Kupplungselemente)，像是例如在EP 0 383 350以及在EP 1 132 287中的。

在EP 1 132 287中顯示一種輪轂，其配設有一具有精微梯級的齒輪組級(低速側齒輪組級)以及一具有粗略齒輪級距-傳動的齒輪組級(驅動側齒輪組級)。驅動側齒輪組級也使用直接傳動，對其來說行星齒輪載件或空心齒輪在輸入側選擇性地與驅動器耦合是必要的。藉此會造成製造上的支出降低，在軸向方向上也不需要結構空間。

第七個方面在於旋轉控制恆星齒輪與輪轂軸之間的耦接元件。

就將變換位移引入輪轂來說，原則上有旋轉式位移以及平移式位移可供選擇。若要求在換檔過程中除了以旋轉來位移以外，還要有以平移來位移切換或耦接元件可供操作，必須發生位移轉換。以此所預定的機械元件需要許多空間，意味著對於其他設置要求沒有更多空間了。所以有利於僅運用平移或旋轉來位移換檔元件。這個原則在依據本發明的輪轂時會改變。針對插銷只使用旋轉來位移的控制元件，該等元件在徑向方向上朝向接合備用品以外的控制插銷。

藉此可以完成將換檔索的換檔操作引導至腳踏車之容納輪轂軸之脫離件內的輪轂。旋轉部件相對於輪轂軸在換檔過程時於軸向方向上需要少少的結構空間。

此附件簡化齒輪結構，其中僅有在恆星齒輪處的接合元件在徑向方向上受到控制，防止它們在嚙合件處接合。

本發明的第八個方面在於使用恆星齒輪與輪轂軸之間的耦接元件，當從輪轂軸去偶合的恆星齒輪處於負載狀態時，其等亦僅需要少許控制力。

本發明的較佳實施例的功能現將藉圖式之助來詳細說明。

圖式簡單說明

第1圖顯示具有9個檔位之本發明的較佳實施態樣的傳動簡圖。

第2圖顯示穿過具有恆星齒輪之輪轂軸的中軸以及介於輪轂軸與恆星齒輪之間的耦合件的長向斷面圖。

第3圖顯示一垂直於輪轂軸穿過一具有所屬耦合器以及換檔套之恆星齒輪裝置的斷面圖。

第4圖顯示依據本發明輪轂的一個另擇實施態樣，其中該第一齒輪組級以及該第二齒輪組級具有一個共同的空心齒輪。

較佳實施例之詳細說明

第1圖顯示一依據本發明輪轂之較佳實施形式的簡圖，其中僅說明在輪轂軸7以上的一個半部(包括輪轂軸7在內)。輪轂套未示出。

在驅動器1處引入驅動動作，其中在向前轉動位移時透過驅動器飛輪耦合器11往第一齒輪組級I的輸入在第一空心齒輪3處產生旋轉帶動。行星齒輪載件2a、2b支撐第一組級行星齒輪5以及第二組級行星齒輪6。該第一組級行星齒輪5具有一個第一行星齒輪51、一個第二行星齒輪52以及一個第三行星齒輪53，它們彼此是不可轉動地連接。在依據第2圖的斷面圖中，只能看到一個行星齒輪51、52或53。另外清楚的是，在環周方向上被隔開的行星齒輪，它們是屬於一個行星齒輪系者，被容納於行星齒輪載件2a、2b中，它們全都同時與其恆星齒輪接合。第一恆星齒輪71、第二恆星齒輪72以第三恆星齒輪73各自配置有行星齒輪51、52以及53。該等恆星齒輪可以相對於該輪轂軸7透過設有恆星齒輪之可控制恆星齒輪耦合器81、82、83設置成不可轉動，該等恆星齒輪被建構作為飛輪耦合器。藉此設定第一齒輪組級I的對應傳動比。因為在第一齒輪組級I中該第一空心齒輪3以向前轉動方向被驅動，該等恆星齒輪耦合器81、82、83相對於一個呈向後轉動方向的轉動支撐起該等恆星齒輪。

該第一空心齒輪3的齒數，因為該等行星齒輪51、52、53以及該等恆星齒輪71、72、73而達到傳動比。

在最大恆星齒輪73處的耦合器必須是不能變換的。當較小恆星齒輪71、72的恆星齒輪耦合器81、82令恆星齒輪71、72相對於輪轂軸7是不可轉動時，有如飛輪般作用的恆星齒輪耦合器83會自動脫離。當在第一齒輪組級I中不是使用1：1傳動且因此必須總是有一個齒輪組級是有作用的，在所有的換檔狀態下至少一個恆星齒輪相對於輪轂軸7是不可轉動的。這涉及到最大恆星齒輪81。

該第一齒輪組級I是一個減速齒輪組級，因為第一空心齒輪3的轉數要比行星齒輪載件2a處的轉數還大。

如同該第一齒輪組級般來建構具有行星齒輪載件2b、第二組級行星行星齒輪6、恆星齒輪74、75以及第二空心齒輪4的第二齒輪組級II。該第二齒輪組級II只是一個超速齒輪組級，因為在齒輪輸出、第二空心齒輪4處的低速轉數要比在齒輪輸入、行星齒輪載件2b處的轉數還大。

藉由也被建構作為飛輪的可控制恆星齒輪耦合器84、85來校準傳動比，且各個恆星齒輪74、75就向前轉動方向來說相對於輪轂軸7是不可轉動的。當該等恆星齒輪74、75之一者相對於輪轂軸7是不可轉動時，會在第二空心齒輪4處產生低速。若2個恆星齒輪可自由地轉動，在行星齒輪載件2b處產生低速，其朝向未示出的輪轂套具有一個行星齒輪飛輪9。

行星齒輪載件2a、2b是作為將向後轉動位移傳輸至一個未示出的後踏制動器之用。後踏動作也如同向前驅動轉動位移般被引導到驅動器1。一個向後的耦接制動飛輪是設在驅動器1與行星齒輪載件2a之間。藉此在制動動作時比行星齒輪載件更快往向後運行的第一空心齒輪3不會造成齒輪鎖死，在向後轉動時必須排除驅動器飛輪耦合器11。

在沒有後踏制動的情況下來建構輪轂時，在向後轉動時要排除驅動器飛輪耦合器11的必要性便沒了。然後該驅動器11與該第一空心齒輪4一起作為一個整體部件來實施。

在實施後踏制動時，該制動飛輪會在向後轉動方向上帶動行星齒輪載件，藉其驅使後踏制動器。後踏制動器可以建構成如有滾子制動器，其中滾子在爬升範圍會朝徑向往外移動制動墊片，或有如錐形制動器，其中軸向移動的錐體會徑向叉開制動墊片。

制動動作隨著直接轉送在驅動器處的動作位移而與針對向前轉動選定的總傳動比無涉。

第1圖中的簡圖說明一種具有後踏制動器的9-檔位-實施形式。這個實施形式的最大9個檔位是透過減速齒輪組級I的3個齒輪級距傳動與超速齒輪組級II的3種可能狀態相乘而產生。

該齒輪組級I的3種切換狀態為：

1.固定的第一恆星齒輪71；

2.固定的第二恆星齒輪72；

3.固定的第三恆星齒輪73；

該齒輪組級II的3種切換狀態為：

1.固定的第四恆星齒輪74

2.固定的第五恆星齒輪75

3.不僅恆星齒輪74，連恆星齒輪75都不是固定的。

按照齒數以及由其所生成的齒輪差速比(Gangsprngen)當然也可以不要使用可能的已知狀態並且自9-檔位原則中導出一個7-或8-傳動輪轂。

若將該齒輪組級I減少到2個行星齒輪組級，可以得到另一種簡化形式，但最大僅有6個可能的檔位梯級。

若將該齒輪組級II擴充至3個行星齒輪組級，可以得到最大12個可能的檔位梯級。透過兩個齒輪組級I以及II中的行星齒輪組級的數目也可以得到最大可能的檔位數目。其他的檔位說明是可預想到的。

在較佳實施形式的狀態下有利的是，在齒輪組級I的輸入處既不需要用於依據檔位來變換插銷或其他耦接元件的裝置，在齒輪組級II的輸出處也不需要。藉此而得到簡單建構的換檔機構。

選定齒輪組級I以及II這兩者的齒數是有利的，在2個組級上會產生行星齒輪載件的相同螺圈直徑(Lochkris-Durchmesser)。藉此，單獨一個行星齒輪載件2就足夠了，不需要提供2個行星齒輪載件。此外，針對2個齒輪組級I以及II的所有軸向相鄰行星齒輪可使用僅只單獨一個圓柱銷(Zylinderstift)。

若可能的話，這樣選定齒數，而使得不需要使用到具有不同運轉直徑以及具有接頭的圓柱銷。此外，若行星齒輪系的所有與恆星齒輪接合的行星齒輪涉及以相同的轉動角度在恆星齒輪處嚙合於嚙合件上，就不需要用於裝設齒輪組級的量具。這些關於簡化的指導方針意味著自然會對總齒輪比(Gesamtentfaltung)以及對差速比有所妥協。

下面顯示一個9-檔位-實施形式的說明實例，在其中所有行星組級可設置在一圓柱銷上，單獨一個行星齒輪載件就足夠，並且僅有減速齒輪組級需要安裝量具。對應於實際市場條件的齒輪差速比以及總齒輪比可以從下表中推知。

恆星齒輪71、行星齒輪51，屬於減速1；恆星齒輪72，行星齒輪52，空心齒輪3，屬於減速2；恆星齒輪73，行星齒輪53，屬於減速3；恆星齒輪74，行星齒輪64，空心齒輪4，屬於加速1；恆星齒輪75，行星齒輪65，屬於加速2。

第3圖顯示一垂直於輪轂軸7穿過恆星齒輪71、72…75之一者的斷面圖。

一耦合器載件17不可扭轉地固定在該輪轂軸7上，其支承恆星齒輪耦合器81、82…85以固定恆星齒輪71、72…75並且恆星齒輪在其外徑上運轉。一介於輪轂軸7以及插銷載件17之間的可轉動換檔凸輪套16控制恆星齒輪耦合器81、82…85進出。該等恆星齒輪耦合器81、82…85可透過換檔凸輪18而在與一徑向往內設置在恆星齒輪處之嚙合件19的輪齒接合的換檔凸輪套16上活動。此外，各個恆星齒輪耦合器設有一耦合器彈簧20，該彈簧支撐著運轉，當恆星齒輪耦合器不再透過換檔凸輪維持著接合時，將恆星齒輪耦合器帶離接合。一個恆星齒輪耦合器具有兩個轉點。恆星齒輪耦合器繞著支撐轉點21旋轉，當換檔凸輪18在耦合器基腳22下位移，恆星齒輪耦合器偏移且恆星齒輪耦合器的接合端23與嚙合件19接合。這個關係亦存在於，當換檔凸輪18在耦合器基腳22下且恆星齒輪以飛輪方向24相對於恆星齒輪耦合器位移之時。接著恆星齒輪耦合器進行圍繞作為轉點的耦合器基腳轉動位移，其中該嚙合件的一側或該嚙合件19的相對側交替地帶動暫時徑向往外位移的支撐轉點21徑向往內。該嚙合件19之凹齒的間距在環周方向上必須與接合端23和支撐轉點21之間的間距相適配，藉此接合端23以及支撐轉點21暫時可以同時滑入嚙合件19的齒間。

在接合端23以及在嚙合件19的角度比與支撐轉點21相較之下是以在接合端23與嚙合件19之間接合時僅有少許的力被傳送至耦合器基腳上這樣來選定。藉此，要解耦合恆星齒輪耦合器可能只要少許的力，意味著在換檔凸輪套16上會有較少的必需轉矩並且最後在一般安裝有轉向臂的換檔裝置處會有較少的操作力。

當換檔凸輪套16與它們的換檔凸輪18於恆星齒輪靜止時藉著恆星齒輪耦合器也能運轉時，在踏板靜止與沒有驅動位移以及甚至於腳踏車靜止的狀態下產生換檔的可能性。

第2圖顯示一沿著該輪轂軸7的中軸的斷面圖。

該換檔凸輪套16在此是暫時運轉的，但是僅基於安裝為由。該換檔凸輪套16的兩個部分一起轉動。它們在恆星齒輪71、72…75下延伸超出總軸向長度。該耦合器載件17亦在恆星齒輪下延伸超出總軸向長度。換檔凸輪18透過開口26嚙合在耦合器載件17中。

當該等耦合器彈簧20將各個恆星齒輪耦合器81、82…85帶離接合，若於腳踏車的靜止狀態下嚙合件19未相對於恆星齒輪耦合器進行相對轉動時，用於切換狀態之緩衝器的子系統不是必要的。

回位彈簧13將換檔凸輪套從它們透過未示出的換檔操作索的作用而被帶至的位置倒轉復位。就此，相對於輪轂軸7的一端是固定設置的，另一端是勾在該換檔凸輪套16。同時回位彈簧13將一個在左側，未示出的制動器處的耦合器載件17壓至一個預定位置。

較佳實施例是以可活動的耦接恆星齒輪耦合器來實施，其設有2個轉點。其他使用可徑向移動之耦接元件的切換機構是可推知的。

依據本發明的輪轂在技藝中是可製造的，具有一組合式已知且選定建構式樣的後踏制動器，其中該後踏制動器的動作與選定的檔位無涉。此外，可以設置與脫離件(Ausfallenden)間的方向盤線圈(Schaltseilzug)耦接之用於切換動作的裝置，在那裡它們不會側向地從腳踏車離開並且保護免於損壞。

透過應用恆星齒輪耦合器，它們在負載下僅需要少許的切換力，換檔可以在負載下使用少許切換動作力來進行。

透過兩個齒輪組級的行星齒輪組級的數目可實施不同的檔位數，明確地4-12檔。

第4圖顯示依據本發明之輪轂的一個另擇實施形式，在那裡該等空心齒輪耦接，或者單獨一個空心齒輪與第一齒輪組級I還有第二齒輪組級II的行星齒輪接合。

在空心齒輪3與輪轂套之間必須設置可操控的額外空心齒輪飛輪10是清楚的。針對後踏制動器的操作有其他的要求。

1．．．驅動器

2a、2b．．．行星齒輪載件

3．．．第一空心齒輪

4．．．第二空心齒輪

5．．．第一組級行星齒輪

51．．．第一行星齒輪

52．．．第二行星齒輪

53．．．第三行星齒輪

6．．．第二組級行星齒輪

64．．．第四行星齒輪

65．．．第五行星齒輪

7．．．輪轂軸

71．．．第一恆星齒輪

72．．．第二恆星齒輪

73．．．第三恆星齒輪

74．．．第四恆星齒輪

75．．．第五恆星齒輪

81．．．第一恆星齒輪耦合器

82．．．第二恆星齒輪耦合器

83．．．第三恆星齒輪耦合器

84．．．第四恆星齒輪耦合器

85．．．第五恆星齒輪耦合器

9．．．行星齒輪載件飛輪

10．．．空心齒輪飛輪

11．．．驅動器飛輪耦合器

12．．．制動飛輪

13．．．預選或回位彈簧

14．．．軸承錐體

15．．．軸承滾珠

16．．．換檔凸輪套

17．．．耦合器載件

18．．．換檔凸輪

19．．．嚙合件

20．．．耦合器彈簧

21．．．支撐轉點

22．．．耦合器基腳

23．．．接合端

24．．．飛輪方向

25．．．開口

I．．．齒輪組級I

II．．．齒輪組級II

第1圖顯示具有9個檔位之本發明的較佳實施態樣的傳動簡圖。

第2圖顯示穿過具有恆星齒輪之輪轂軸的中軸以及介於輪轂軸與恆星齒輪之間的耦合件的長向斷面圖。

第3圖顯示一垂直於輪轂軸穿過一具有所屬耦合器以及換檔套之恆星齒輪裝置的斷面圖。

第4圖顯示依據本發明輪轂的一個另擇實施態樣，其中該第一齒輪組級以及該第二齒輪組級具有一個共同的空心齒輪。

1．．．驅動器

2a、2b．．．行星齒輪載件

3．．．第一空心齒輪

4．．．第二空心齒輪

5．．．第一組級行星齒輪

6．．．第二組級行星齒輪

7．．．輪轂軸

9．．．行星齒輪載件飛輪

10．．．空心齒輪飛輪

11．．．驅動器飛輪耦合器

12．．．制動飛輪

51．．．第一行星齒輪

52．．．第二行星齒輪

53．．．第三行星齒輪

64．．．第四行星齒輪

65．．．第五行星齒輪

71．．．第一恆星齒輪

72．．．第二恆星齒輪

73．．．第三恆星齒輪

74．．．第四恆星齒輪

75．．．第五恆星齒輪

81．．．第一恆星齒輪耦合器

82．．．第二恆星齒輪耦合器

83．．．第三恆星齒輪耦合器

84．．．第四恆星齒輪耦合器

85．．．第五恆星齒輪耦合器

I．．．齒輪組級I

II．．．齒輪組級II

Claims (17)

1. 一種用於腳踏車之多檔輪轂，其具有數個呈列連結的齒輪組級I與II，它們各自具有行星齒輪傳動結構，該多檔輪轂具有一可轉動地設在輪轂軸(Nabenachse)上的驅動器、一可轉動地設在輪轂軸上的輪轂軸套，其中該等齒輪組級之一者是一加速齒輪組級，具有一在齒輪組級輸出處要比在齒輪組級輸入處還大的轉數；而其中該等齒輪組級之另一者是一減速齒輪組級，具有一在齒輪組級輸出處要比在齒輪組級輸入處還小的轉數，其中不僅該加速齒輪組級，而該減速齒輪組級也具有至少一與一輪轂軸不可轉動地連結的恆星齒輪和一不可轉動地連結該恆星齒輪與該輪轂軸的恆星齒輪耦合器，以及可轉動地設在一行星齒輪載件中的行星齒輪和一空心齒輪作為行星齒輪傳動的構成部分；其中該等齒輪組級I與II包括一可與一驅動器耦接的齒輪組級I以及一可與該輪轂軸套耦接的齒輪組級II；其中該等齒輪組級之一者設有數個形成精微梯級的齒輪級距傳動，而其中該二齒輪組級之另一者設有數個形成粗略梯級的齒輪級距傳動，其特徵在於：在該等齒輪組級I以及II之一者中，不是以傳動比1：1來使用直接式齒輪傳動，及在該具有數個形成精微梯級的齒輪級距傳動的齒輪組級中，不是以傳動比1：1來使用直接式齒輪傳動。
2. 如申請專利範圍第1項的用於腳踏車之多檔輪轂，其特 徵在於，在該不是以傳動比1：1來使用直接式齒輪級距傳動之具有數個形成精微梯級的齒輪級距傳動的齒輪組級中，所有不等於1：1之直接相鄰的齒輪級距傳動之間的齒輪差速比i要比傳動比1：1以及就傳動比1：1數值而言的相鄰齒輪級距傳動之間的齒輪差速比明顯還小。
3. 如申請專利範圍第1或2項的用於腳踏車之多檔輪轂，其特徵在於，該與驅動器耦接的齒輪組級I被建構作為減速齒輪組級；而此齒輪組級的行星齒輪載件與齒輪組級II的行星齒輪載件耦接。
4. 如申請專利範圍第1或2項的用於腳踏車之多檔輪轂，其特徵在於，該與驅動器耦接的齒輪組級I被建構作為加速齒輪組級；而此齒輪組級的空心齒輪與齒輪組級II的空心齒輪耦接或與該空心齒輪形成一共同的空心齒輪。
5. 如申請專利範圍第3項的用於腳踏車之多檔輪轂，其特徵在於，為了要以一個相對於該輪轂軸是不可轉動的轉動方向來固定恆星齒輪，除了該等恆星齒輪與該輪轂軸之間的耦合器以外，可切換的耦合器藉著使用行星傳動結構中的不同力矩途徑在向前轉動方向上產生數個齒輪傳動。
6. 如申請專利範圍第4項的用於腳踏車之多檔輪轂，其特徵在於，為了要以一個相對於該輪轂軸是不可轉動的轉動方向來固定恆星齒輪，除了該等恆星齒輪與該輪轂軸之間的耦合器以外，可切換的耦合器藉著使用行星傳動 結構中的不同力矩途徑在向前轉動方向上產生數個齒輪傳動。
7. 如申請專利範圍第3項的用於腳踏車之多檔輪轂，其特徵在於，該齒輪組級I以及該齒輪組級II的該等行星齒輪被容納在一個共同的行星齒輪載件中。
8. 如申請專利範圍第7項的用於腳踏車之多檔輪轂，其特徵在於，一行星齒輪軸將該齒輪組級I以及該齒輪組級II的該等行星齒輪各自支撐於該共同的行星齒輪載件中而可相對於該行星齒輪載件轉動，其中該齒輪組級I的該等行星齒輪以及該齒輪組級II的該等行星齒輪各自不可轉動地彼此連結。
9. 如申請專利範圍第3項的用於腳踏車之多檔輪轂，其特徵在於，一齒輪組級的全部恆星齒輪具有一個這樣大的齒數以及如此而來的一個這樣大的外徑，而使得在恆星齒輪與包括恆星齒輪耦合器在內的輪轂軸之間產生轉動耦接的裝置是設在該恆星齒輪的軸向部段中，在其中亦形成行星齒輪嚙合。
10. 如申請專利範圍第4項的用於腳踏車之多檔輪轂，其特徵在於，一齒輪組級的全部恆星齒輪具有一個這樣大的齒數以及如此而來的一個這樣大的外徑，而使得在恆星齒輪與包括恆星齒輪耦合器在內的輪轂軸之間產生轉動耦接的裝置是設在該恆星齒輪的軸向部段中，在其中亦形成行星齒輪嚙合。
11. 如申請專利範圍第5項的用於腳踏車之多檔輪轂，其特 徵在於，可切換的恆星齒輪耦合器是相對於該輪轂軸被支撐在環周方向上而只能徑向地移動，並且因此是可切換的；其中一可旋轉地繞著該輪轂軸設置的換檔凸輪套是供控制所有設置成可切換的恆星齒輪耦合器之用。
12. 如申請專利範圍第11項的用於腳踏車之多檔輪轂，其特徵在於，為了要與其接合端在設置之恆星齒輪以外於嚙合件中徑向地接合，該等恆星齒輪耦合器經由在換檔凸輪套處之換檔凸輪繞著支撐轉點徑向往外偏離，其中在嚙合件相對於恆星齒輪耦合器以飛輪方向相對轉動時，該等恆星齒輪耦合器繞其耦合器基腳偏離並且越出該嚙合件。
13. 如申請專利範圍第3項的用於腳踏車之多檔輪轂，其特徵在於，一制動飛輪功能性地設置在該驅動器以及該減速齒輪組級的該行星齒輪載件之間。
14. 如申請專利範圍第8項的用於腳踏車之多檔輪轂，其特徵在於，該減速齒輪組級之該設置在一行星齒輪軸上之行星齒輪的數目要比該加速齒輪組級的行星齒輪數目還大或一樣大。
15. 如申請專利範圍第3項的用於腳踏車之多檔輪轂，其特徵在於，一耦合器載件相對於輪轂軸被建構為不可轉動，且作為該等恆星齒輪耦合器的定位之用。
16. 如申請專利範圍第4項的用於腳踏車之多檔輪轂，其特徵在於，一耦合器載件相對於輪轂軸被建構為不可轉動，且作為該等恆星齒輪耦合器的定位之用。
17. 如申請專利範圍第11項的用於腳踏車之多檔輪轂，其特徵在於，該換檔凸輪套徑向地設置在輪轂軸以及耦合器載件之間。