[发明专利]换挡装置和传动单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于尤其借助肌肉力驱动的车辆的传动单元的换挡装置，所述换挡装置具有构成为空心轴的第一轴，多个空套齿轮安置在所述空心轴处，其中空套齿轮与安置在第二轴处的相应多数量的齿轮形成接合，其中空套齿轮能够借助于换档机构与第一轴连接，其中换档机构能够借助于同轴地设置在第一轴中的凸轮轴来操纵，其中凸轮轴与驱动机构连接，以便相对于第一轴旋转所述凸轮轴以操纵换档机构。

本发明还涉及一种用于尤其借助肌肉力驱动的车辆的传动单元，所述传动单元具有第一轴和第二轴，多个第一齿轮安置在所述第一轴处，相应多数量的第二齿轮安置在所述第二轴处，其中第二齿轮与相应的第一齿轮形成接合。

本发明还涉及一种具有车架和传动单元的车辆，所述传动单元具有第一轴和第二轴，在所述第一轴处安置有多个第一齿轮，在所述第二轴处安置有相应多数量的第二齿轮，其中第二齿轮与第一齿轮形成接合，其中第一和第二轴安置在至少部分地包围传动单元的传动机构壳体中。

背景技术

这种传动单元用于实现用于驱动尤其借助肌肉力驱动的车辆的不同的传动比。

原则上，存在三种类型的用于借助肌肉力驱动的车辆或者自行车的档位切换器，更确切地说是拨链变速器、花鼓变速器和自行车传动机构。

拨链变速器在近些年中基本上没有变化。在此，链条将驱动力从脚踏曲柄传输到自行车的后轴，其中装配有具有直至11个链轮的、装配在后轴处的链轮组，在所述链轮之间能够借助用于引导链条的、固定在车架上的切换工具来回切换。此外，多数自动车附加地在中轴的链环处配设有切换机构。在此，在脚踏曲柄处安装直至三个链环，在所述链环之间能够借助于固定在车架处的前变速器来回切换。这种拨链变速器提供直至30个档位，其中当前根据系统多个档位是冗余的，并且由于由对角的链条分布引起的高摩擦损失而不能够利用或者仅能够受限地得到利用。

在拨链变速器的原理中不利的是，除了多个冗余档位和摩擦损失之外，部件是外置的并且因此直接地暴露于如水和污物的环境影响下，并且能够极其容易地通过碰撞而损坏。

第二类的商用标准的自行车变速器为花鼓变速器。相对于拨链变速器，花鼓变速器理解为装入到后轴的花鼓壳体中的传动机构。花鼓变速器通常不具有外置的变速部件并且因此与拨链变速器相比是碰撞不敏感的并且较少遭受环境影响的。如例如从DE 197 20 794A1中已知的拨链变速器，如今能够实现直至14个档位。在后轴中的拨链变速器的原理中不利的是，旋转质量的重量提高，并且在后轮减振的自行车中，提高了相对于总重量来看的簧下质量。此外，自行车的重心朝着后轴方向移动，这尤其在后轮减振的山地自行车中起到不利于自行车的行驶性能的作用。

一种花鼓变速器例如从EP 0 383 350B1中已知，其中两个行星传动机构同轴于相对壳体固定的花鼓设置，其中输入轴能够与行星架连接并且能够经由可转动的换挡装置将行星传动机构的太阳轮与相对壳体固定的花鼓抗扭地连接，以便实现总传动机构的不同的传动比。在所述传动机构中不利的是，总传动机构的构造是复杂的，并且因此一方面制造成本高昂，且另一方面由于大量部件而在可实现的档位的数量较低的同时具有高重量。

自行车变速器的第三变形形式为装配在中轴区域中的自行车传动机构或者中轴传动机构。在商用标准的自行车中，这种类型的自行车变速器没有或者仅极其罕见地得到推广。通常，这种自行车传动机构相对于传统的拨链变速器或者花鼓变速器具有下述优点：其不具有外置的部件，并且因此相对于碰撞和环境影响进行保护，并且另一方面自行车的重心移动到中间，其中，同时降低簧下质量的总和。这在“山地自行车运动”中是尤其有利的。在这种自行车传动机构中的技术要求为，在实现大量可变速档位的同时实现紧凑的构型。

从US 5,924,950A中已知一种自行车传动机构，所述传动机构具有输入轴和中间轴，多个驱动轮安置在所述输入轴处，并且相应数量的可切换的从动轮安置在所述中间轴处。中间轴的可切换的轮借助于设置在中间轴中的、可轴向移动的多个切换栓和飞轮进行换档，其中中间轴经由行星传动机构与作为自行车传动机构的输出组件的小齿轮连接。小齿轮经由离合器与行星传动机构的太阳轮连接，并且行星传动机构的齿圈能够借助于鲍登索制动。通过所述自行车传动机构能够实现14个档位。在该系统中不利的是轴向大的构型和14个可实现的档位的相对低的数量。