[发明专利]用于自行车的轮毂传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于自行车的轮毂传动装置。这种轮毂传动装置是已知的，例如见于DE102004011052A1。 

背景技术

内装多速轮毂传动(变速)装置安装于自行车后轮，允许骑车人选择不同的传动比来改变踩踏力。轮毂传动装置通常包括安装于自行车架的轮毂轴。轮毂轴可转动地支撑驱动器，通过链轮和链条将踩踏力传给轮毂传动装置。轮毂传动装置还包括轮毂壳，其同样由轮毂轴可转动地支撑。 

轮毂壳容纳有设置在驱动器和轮毂壳之间的动力传递机构，将转动力从驱动器传给轮毂壳。动力传递机构提供具有不同传动比的多个动力传递路径，可以通过变速机构来选择传动比，其中各个动力传递路径通常产生特定的传动比。为了建立多个动力传递路径，动力传递机构通常包括几个行星齿轮机构。 

目前的内轮毂传动装置设计成提供10个或更多的速级。根据DE102004011052A1的轮毂传动装置允许在通过多个行星齿轮机构提供的9个速级之间进行选择。该已知的轮毂传动装置包括3个行星齿轮机构，其允许将3个速级与另外5个速级组合来获得具有传动比为340％的总共9个速级。该轮毂传动装置包含第一行星齿轮机构，第一行星齿轮机构包括：不可转动地安装于轮毂轴的第一恒星齿轮；由第一行星齿轮架可转动地支撑的第一行星齿轮；和第一环形齿轮。第一行星齿轮设置在第一恒星齿轮和第一环形齿轮之间并与它们啮合。 

第二行星齿轮机构包含设置在第一行星齿轮架上的第二恒星齿轮。第二行星齿轮安装在第一环形齿轮上。 

第三行星齿轮机构类似第二行星齿轮机构被形成，包含安装在第一行星齿轮架上的第三恒星齿轮。第三恒星齿轮与第三行星齿轮啮合，每个第三行星齿轮不可转动地与各自的第二行星齿轮连接。由此形成二阶行星齿轮。第三行星齿轮与第二环形齿轮啮合，将第三行星齿轮机构的扭矩传给第二行星齿轮机构。 

这种轮毂传动装置的变速机构包括棘爪架，其允许将驱动器选择性地连接于相应的行星齿轮机构的部件来产生不同的传动比。为此棘爪架包括多个可控棘爪，即通过3个变速凸轮致动的6个棘爪。 

第一环形齿轮上的二阶行星齿轮与啮合二阶行星齿轮的第二环形齿轮的组合设置产生了堆叠式内轮毂传动装置。由于第二环形齿轮与三个行星齿轮机构的其它部件重叠，第二环形齿轮的直径增加，并且内轮毂传动装置的直径因此增加。另外，内轮毂传动装置的堆叠式结构导致轮毂总重增加。如前所述，第二和第三恒星齿轮分别安装在第一行星齿轮架上。因此，第二和第三恒星齿轮分别与第一行星齿轮架一起围绕轮毂轴转动。具体来说，8、9速级的动力传递路径包括驱动器、第六棘爪和第一行星齿轮架，其中第一行星齿轮围绕第一恒星齿轮转动。动力传递路径还包括：第一环形齿轮、第二环形齿轮、第一棘爪、将动力传递装置与轮毂壳相连的棘爪，以及轮毂壳。对于8速级，第三行星齿轮围绕第三恒星齿轮转动，对于9速级，第二行星齿轮围绕第二恒星齿轮转动。 

由于这种差速转动型行星齿轮机构，动力传递路径变得复杂，尤其是8、9速级的动力传递路径，因此其传动效率低。 

类似的轮毂传动装置见于DE19720796A1，其公开了一种多速轮毂，具有串联设置的多个行星齿轮机构。其中公开的轮毂传动装置可保证7级变速或14级变速。14速轮毂传动装置包括5个行星齿轮机构，可以选择性地锁定其部件来建立所需动力传递路径。第一行星齿轮机构包括由轮毂轴可转动地支撑并可与其锁定的第一恒星齿轮。第一恒星齿轮与由第一行星齿轮架可转动地支撑的二阶行星齿轮的较小直径啮合。第一行星齿轮架不可转动地与轮毂壳连接。二阶行星齿轮的大直径与可与轮毂轴或第一恒星齿轮锁定的环形齿轮啮合。 

第二行星齿轮机构包括由轮毂轴可转动地支撑并与轮毂轴可锁定的第二恒星齿轮。第二行星齿轮啮合该恒星齿轮和第二环形齿轮，其中第二环形齿轮不可转动地与第一恒星齿轮连接。 

第三行星齿轮机构包括由轮毂轴可转动地支撑并与轮毂轴可锁定的第三恒星齿轮。第三行星齿轮与第三恒星齿轮啮合，第三恒星齿轮不可转动地与相应的第二行星齿轮连接。第二恒星齿轮与阶梯行星齿轮的小直径级啮合，第三恒星齿轮与阶梯行星齿轮的大直径级啮合。 

第四和第五行星齿轮机构类似于第二和第三行星齿轮机构，并且被对称地形成和设置。第四和第五行星齿轮机构因此同样包括二阶行星齿轮，其中第二和第三行星齿轮机构的行星齿轮以及第四和第五行星齿轮机构的行星齿轮由共同的行星齿轮架可转动地支撑。第四和第五行星齿轮机构的阶梯行星齿轮的小直径级与不可旋转地连接于驱 动器的环形齿轮啮合。