CN107531312B - 传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于***的传动机构，在该***中，定向的力偏心于所述传动机构的主轴（1）进行导入，该传动机构包括：主轴（1），该主轴相对于稳固设立的壳（2）借助于主轴轴承（3）能够转动地支承，其中，同心地围绕所述主轴（1）布置有稳固地与所述壳（2）相连的太阳轮（4）；以及至少一个围绕所述壳（2）旋转的控制壳（5），该控制壳的第一区段（6）防止转动地作用在所述主轴（1）处并且在该控制壳的第二区段（7）处借助于第一转动轴承（10）能够转动地支承有行星轮（8），该行星轮啮合所述太阳轮（4），其中，在所述控制壳（5）处紧固有力传输器件（9），并且传动曲柄（11）利用其第一端部（12）刚性地作用在所述行星轮（8）处，其中，所述传动曲柄（11）的第二端部（13）转动铰接地支承在曲柄臂（14）处，并且所述曲柄臂（14）经过能够运动的耦合器件（15）相对于所述控制壳（5）支撑。因此本发明所针对的任务是，提供一种传动机构，其沿着主轴（1）的轴向方向具有尽可能紧凑的结构尺寸。本发明这样来解决：即，所述能够运动的耦合器件（15）是线性导引部（16），该线性导引部承受由所述曲柄臂（14）传输的倾覆力矩。

Description

传动机构

技术领域

本发明涉及一种传动机构。

背景技术

这样的传动机构能够尤其安装在自行车中并且负责用于通过由自行车驾驶员导入的力来增大扭矩。在该应用中，所述传动机构的壳适配在框架构件处，并且力传输器件、例如齿圈把由自行车驾驶员产生的扭矩经过链条传输到后轮上。但是，根据本发明的传动机构能够同样例如设置在具有垂直设立的旋转轴线的风力发电设备处。

DE 10 2010 033 211 B4利用一种自行车传动机构形成了一种所属类型的现有技术，在其中，太阳轮、行星轮和传动曲柄布置在共同的曲轴箱内，并且曲柄臂借助于导引滚轮支承在同样布置在所述曲轴箱中的导轨处。所述传动曲柄从两侧作用在所述曲柄臂的曲柄臂头处并且在此承受可能存在的倾覆力矩。不同地，所述导引滚轮自由地在所述导轨上运行，因为否则所述曲柄臂头的支承会超定。作为不利方案，在已知的传动机构中表明的是，基于自由运行的导引滚轮，蹬踏被感知作为绵软的，并且此外具有两侧支承的曲柄臂头的已知的结构形式导致大的Q因数。所述Q因数在自行车中指代所述两个蹬踏曲柄的外部的面的彼此侧向的间距。所述Q因数越大，则踏板彼此越远。这点提高的风险是，曲线内部的踏板安放在紧凑的和快速被行驶的曲线中，并且过大的Q因数出于在人机工程学方面的考虑是有害健康的。同样，在技术的其它领域中值得追求的是，能够实现尽可能在主轴的轴向方向上紧凑构造的传动机构。

发明内容

因此本发明所针对的任务是，提供一种传动机构，其沿着主轴的轴向方向具有尽可能紧凑的结构尺寸。

根据本发明利用如下特征解决该任务：一种用于***的传动机构，在该***中，定向的力偏心于所述传动机构的主轴进行导入，该传动机构包括：主轴，该主轴相对于稳固设立的壳借助于主轴轴承能够转动地支承，其中，同心地围绕所述主轴布置有稳固地与所述壳相连的太阳轮；以及至少一个围绕所述壳旋转的控制壳，该控制壳的第一区段防止转动地作用在所述主轴处并且在该控制壳的第二区段处借助于第一转动轴承能够转动地支承有行星轮，该行星轮啮合所述太阳轮，其中，在所述控制壳处紧固有力传输器件，并且传动曲柄利用其第一端部刚性地作用在所述行星轮处，其中，所述传动曲柄的第二端部转动铰接地支承在曲柄臂处，并且所述曲柄臂经由能够运动的耦合器件相对于所述控制壳支撑，所述能够运动的耦合器件是线性导引部，该线性导引部承受由所述曲柄臂传输的倾覆力矩。

线性导引部理解为一种机器元件，该机器元件实现了机器的一个或多个能够运动的结构组件的尽可能无摩擦的平移，并且在此同时保证了遵守线性轨道的运动方向。在此，所述线性导引部根据本发明也必须承受现存的倾覆力矩。参与所述扭矩传输的组件、例如曲柄臂和传动曲柄在此不会改变其长度，而是仅彼此相对摆转。所有的能够转动地支承的组件的支承轴线彼此平行地定向。

有利地，所述控制壳具有壁区段，该壁区段的内侧朝向所述太阳轮以及行星轮并且该壁区段的外侧朝向所述传动曲柄。所述壁区段被造形为基本上平整的板，其中，所述外侧对置于所述内侧。由于所述壁区段，所述太阳轮和行星轮从所述传动曲柄分离。经此，这些尤其适当地被防护免受外部的影响，其中，在所述壁区段处还额外地能够作用有太阳轮和行星轮的封装部。所述壁区段也承载所述行星轮，该行星轮沿着轴向方向完全穿过所述壁区段。

按照另一个优选的构造方案，所述曲柄臂借助于第二转动轴承支承在所述传动曲柄处并且单侧地靠置在所述传动曲柄处。这种实施方案有利于所述传动机构的所追求的紧凑的尺寸，因为所述传动曲柄单侧地能够支承在所述曲柄臂处并且不需要使得叉形的容纳部存在，以用于两侧地支承所述曲柄臂。

针对性地，所述线性导引部布置在所述壁区段的外侧处。由此，所述线性导引部连同所述控制壳转动并且布置在相对于所述力传输器件的始终相同的位置中。线性导引部在所述壁区段的外侧处的安装还贡献于：沿着主轴的轴向方向尽可能窄地构造所述传动机构。

所述力传输器件能够是至少一个齿圈。在自行车的链变速器的情况中，也能够沿着轴向方向彼此偏置地设置具有不同的直径的多个齿圈。取代齿圈，也能够采用皮带盘等。

以更有利的方式，所述线性导引部包括至少一个导轨，该导轨带有引导在其上的滑座。导轨理解为线性的承载和引导元件，它们单个地或成对地并且彼此平行地布置。所述滑座在运行中不能够解开地与所述至少一个导轨相连并且引导在该导轨处。

作为尤其有利表明的是，所述至少一个导轨和/或滑座向着齿圈的轴向方向至少部分地重叠该齿圈或者向着太阳轮的方向布置在所述齿圈的后方。就此而言所述导轨和/或滑座沿着轴向方向压入到所述至少一个齿圈中，从而所述传动机构的尺寸沿着所述主轴的轴向方向进一步减小。

作为对于上述实施方式的备选方案或补充方案，所述至少一个导轨能够如此布置，即，使得所述滑座的一个区段在曲柄臂的一个回转中两次地驶越所述主轴的中轴线。滑座或滑座的至少一部分因此实施围绕位于所述主轴的延长中的中轴线的交替的运动。滑座的在所述导轨上可供使用的移动行程经此布设到所述齿圈的中央的区域中。这种实施方式贡献于：导轨也沿着轴向方向能够布设到所述齿圈中。

按照第一优选的实施方式，所述轨道元件包括导轨并且滑座元件包括滑座，其中，所述滑座在所述导轨上以一个自由度能够运动。被称为自由度的是一个***的彼此独立的和在此意义中能够自由选择的运动可行方案的数量。刚性的体部能够在空间中在三个彼此独立的方向上运动（平移）并且在三个彼此独立的平面中转动（旋转）。所述滑座能够在该实施方式中唯独跟随所述导轨的走势。

按照第二备选的实施方式，所述轨道元件包括两个导轨并且所述滑座元件包括滑座，其中，所述滑座在所述导轨上以一个自由度能够运动。通过应用两个平行走向的导轨，显著减小了夹住或歪斜的风险。

优选，所述滑座布置在所述导轨之间并且利用各两个工作滚轮对支撑在该导轨处，其中，所述工作滚轮对具有各两个工作滚轮，该工作滚轮的横截面轮廓与从属的导轨的横截面轮廓互补地造形。典型地，所述工作滚轮构造有凸起的或凹陷的横截面轮廓。基于各两个对准的工作滚轮的布置，尤其有效地拦住了滑座的倾覆力矩。

在前述的两个实施方式中，第三转动轴承有利地直接作用在所述滑座和曲柄臂处。基于所述曲柄臂的铰接在所述传动曲柄处的端部的旋转的运动，在运行期间整个曲柄臂的角位置也持续地相对于所述滑座改变。借助于所述第三转动轴承，所述滑座与所述曲柄臂的角位置的改变解耦。

按照第三备选的实施方式，设置两个导轨和两个滑座，其中，在每个导轨上紧固有一个滑座。

每个滑座能够在此在从属的导轨上以一个自由度能够运动。这意味着，所述滑座中的每个滑座防止转动地引导在其从属的导轨上。

这点例如这样来实现：即，所述导轨和所述滑座具有互补地造形的多边形造型。尤其没有夹住的运转能够利用一种多角形造型来实现。

所述滑座中的每个滑座能够在从属的导轨上以两个自由度能够运动。在该情况中，所述滑座应该在其从属的导轨上在周向方向上能够转动地引导，也就是说，所述滑座安置在柱筒状的引导部上。

只要在各一个从属的导轨处采用两个滑座，则所述滑座能够借助于横梁彼此相连，并且第三转动轴承能够布置在所述横梁和所述曲柄臂之间。通过所述滑座借助于所述横梁进行的稳固连接，所述滑座彼此相对地支撑并且针对围绕所述相应的导轨的扭转进行截止。

优选，所述一个/多个滑座构造为线性引导球循环元件或者滑动轴承元件。所述线性引导球循环元件是具有轴向的球循环的球轴承。这种线性引导球循环元件的目的不是像在所有的其它的滚动轴承中那样是旋转的元件的支承，而是机器元件沿着所述导轨的平移的、也即直线的运动的尽可能低摩擦的引导。所述线性引导球循环元件具有相比于可比照地负荷的滑动轴承的更小的摩擦损失。

尤其，在被装配在自行车处的传动机构中适当的是，在所述主轴处作用有两个控制壳，该控制壳在周向方向上以180°彼此偏置地布置。

附图说明

为了更好理解，本发明在下文借助于七个图更加详细地阐释。示出了：

图1：对具有两个控制壳的传动机构的透视图；

图2：传动机构的横截面；

图3：对按照第一实施方式的传动机构的线性导引部的侧视图；

图4：对按照第二实施方式的传动机构的线性导引部的透视图；

图5：对按照第三实施方式的传动机构的线性导引部的侧视图；

图6：对按照第四实施方式的传动机构的线性导引部的侧视图；

图7：沿着图6中的剖平面A-A的线性导引部的横截面。

具体实施方式

图1示出了对根据本发明的传动机构的透视图，该传动机构经过壳2能够紧固在未示出的框架或载体处。所述传动机构对称地构建在所述壳2的两侧，带有的唯一区别是，在图平面中位于前部的区段处，存在以齿圈19形式的力传输器件9，该力传输器件防止转动地安装在控制壳5处。能够例如将未示出的链条布设到所述齿圈19上，该链条又传输所述控制壳5的和由此以及所述齿圈19的转动运动。

在图2的横截面中可见的主轴1走向通过所述壳2，该主轴相对于所述壳2利用两个沿着轴向方向彼此间隔的主轴轴承3能够转动地支承。主轴轴承1在两个端部处分别稳固地与控制壳5相连。

在所述壳2的对置的侧部处还紧固有各一个太阳轮4。两个太阳轮4同轴地包围所述主轴1。

所述控制壳5利用其第一区段6稳固地与所述主轴1相连并且在操纵一个或两个曲柄臂14时围绕所述主轴1的中轴线x旋转。借助于第一转动轴承10使得行星轮8能够转动地支承在所述控制壳5的对置于所述第一区段6的第二区段7处，该行星轮位于与太阳轮4的持续的有效啮合中并且在所述曲柄臂14运动时在该太阳轮上运行。所述行星轮8在其轴向的延伸中完全地伸出到所述控制壳5的第二区段7中。在所述行星轮8的背离于所述壳2的侧部上刚性地紧固有传动曲柄11的第一端部12，从而所述传动曲柄11连同所述行星轮8围绕共同的轴线旋转。所述曲柄臂14借助于布置在第二端部13处的转动轴承18带动所述传动曲柄11。

所述曲柄臂14唯独支承在朝向所述控制壳5的侧部上。

此外，所述曲柄臂14能够转动地借助于第三转动轴承22支承在以线性导引部16为形式的耦合器件15处。所述线性导引部16布置在齿圈19的内部中心，并且以相应于所述传动曲柄11的两倍半径的量值地实现了曲柄臂14的线性运动。

控制壳5包括至少一个基本上垂直于中轴线x设立的壁区段17，该壁区段的内侧17a相对于所述太阳轮4以及相对于所述行星轮8指向。壁区段17的对置的外侧17b相邻于传动曲柄11和曲柄臂14布置。此外，壁区段17在其外侧17b上承载所述线性导引部16，该线性导引部不依赖于其具体的构造方案包括至少一个导轨23。所述至少一个导轨23位置固定地尤其通过旋拧或铆接而紧固在所述控制壳5的壁区段17的外侧17b处。

在两个曲柄臂14的端部处，在图2中例如布置有踏板30，该踏板分别从所述传动机构指向离开。

在图3至7中，阐释了布置在根据本发明的传动机构中的线性导引部16的不同的实施方式。

图3示出了具有唯一的导轨23和唯一的布置在其上的滑座24的合适的线性导引部16的第一实施方式。导轨23被构造轮廓并且部分地被所述滑座24在后部作用，从而有效阻碍了所述滑座24从图平面向外的解开。所述滑座24相对于导轨23具有一个自由度。

所述导轨23套装到安装板20上并且与该安装板持久相连。

在所述滑座24处，在其背离于所述导轨23的端部处成形有滑座臂21，该滑座臂走向直到第三转动轴承22。所述滑座臂21依赖于传动曲柄11倾斜于所述曲柄臂14定向。在图3的所示的示意中，所述传动曲柄11和曲柄臂14在水平的轴线中对准并且能够产生最大的扭矩。

图4示出了一种备选的实施方式，在其中，滑座24保持在两个平行的导轨23之间并且在其轴向方向上被引导。所述滑座24在其朝向所述导轨23的侧部处具有第一工作滚轮对25并且在对置的侧部处，同样相邻于另一个的导轨23具有第二工作滚轮对26。两个工作滚轮对25、26拥有各一个第一工作滚轮27和第二工作滚轮28。

所述导轨23在其彼此朝向的侧部上构造有凸起的横截面，在其周壁中凹陷地造形的工作滚轮27和28走向在该横截面上。以同样的方式，所述导轨23能够具有凹陷的横截面并且所述工作滚轮27、28构造有凸起的横截面。

在所述滑座24中，在中心可见所述第三转动轴承22，经过该转动轴承使得所述滑座24与所述曲柄臂14能够转动地相连。

通过工作滚轮对25、26的两个彼此相继安置的滚轮27、28，有效阻碍了滑座24围绕所述第三转动轴承22的倾覆。同样，所述滑座24按照图4具有仅一个自由度。

图5示出了另一个实施方式，其在原则上接近在图3中的实施方案。但不同的是，两个平行的导轨23紧固在所述安装板20上并且在每个导轨23上存在一个滑座24。在所述导轨23的一个端部处，在所述导轨之间存在第一转动轴承10。

所述两个滑座24具有两个向着所述曲柄臂14的方向倾斜地汇集的滑座臂21，其中，两个滑座臂21联合成为横梁29。所述第三转动轴承22布置在所述横梁29的区域中。每个滑座24以一个自由度相对于从属的导轨23能够运动。

图6和7展示了另一个实施方式，在其中设置有两个柱筒状的导轨23，各一个滑座24推接到所述导轨上。所述导轨23间隔于所述安装板20借助于支架31固定并且在周向方向上完全由引导在其上的滑座24包封。由此，每个滑座24就其本身而言采用两个自由度。但是，所述横梁29连接两个滑座24并且由此阻碍单个的滑座24围绕相应的导轨23的旋转。所述第三转动轴承22同样在这里布置在横梁29和曲柄臂14之间。

附图标记清单

1 主轴

2 壳

3 主轴轴承

4 太阳轮

5 控制壳

6 控制壳的第一区段

7 控制壳的第二区段

8 行星轮

9 力传输器件

10 第一转动轴承

11 传动曲柄

12 传动曲柄的第一端部

13 传动曲柄的第二端部

14 曲柄臂

15 能够运动的耦合器件

16 线性导引部

17 壁区段

17a 壁区段的内侧

17b 壁区段的外侧

18 第二转动轴承

19 齿圈

20 安装板

21 滑座臂

22 第三转动轴承

23 导轨

24 滑座

25 第一工作滚轮对

26 第二工作滚轮对

27 第一工作滚轮

28 第二工作滚轮

29 横梁

30 踏板

31 支架

X 中轴线。

Claims (18)

1.一种用于***的传动机构，在该***中，定向的力偏心于所述传动机构的主轴（1）进行导入，该传动机构包括：主轴（1），该主轴相对于稳固设立的壳（2）借助于主轴轴承（3）能够转动地支承，其中，同心地围绕所述主轴（1）布置有稳固地与所述壳（2）相连的太阳轮（4）；以及至少一个围绕所述壳（2）旋转的控制壳（5），该控制壳的第一区段（6）防止转动地作用在所述主轴（1）处并且在该控制壳的第二区段（7）处借助于第一转动轴承（10）能够转动地支承有行星轮（8），该行星轮啮合所述太阳轮（4），其中，在所述控制壳（5）处紧固有力传输器件（9），并且传动曲柄（11）利用其第一端部（12）刚性地作用在所述行星轮（8）处，其中，所述传动曲柄（11）的第二端部（13）转动铰接地支承在曲柄臂（14）处，并且所述曲柄臂（14）经由能够运动的耦合器件（15）相对于所述控制壳（5）支撑，

其特征在于，

所述能够运动的耦合器件（15）是线性导引部（16），该线性导引部承受由所述曲柄臂（14）传输的倾覆力矩。

2.按照权利要求1所述的传动机构，其特征在于，所述控制壳（5）具有壁区段（17），该壁区段的内侧（17a）朝向所述太阳轮（4）以及所述行星轮（8）并且所述壁区段的外侧（17b）朝向所述传动曲柄（11）。

3.按照权利要求1或2所述的传动机构，其特征在于，所述曲柄臂（14）借助于第二转动轴承（18）支承在所述传动曲柄（11）处并且单侧地靠置在所述传动曲柄（11）处。

4.按照权利要求2所述的传动机构，其特征在于，所述线性导引部（16）布置在所述壁区段（17）的外侧（17b）处。

5.按照权利要求1或2所述的传动机构，其特征在于，所述力传输器件（9）是至少一个齿圈（19）。

6.按照权利要求5所述的传动机构，其特征在于，所述线性导引部（16）包括至少一个导轨（23），该导轨具有引导在其上的滑座（24）。

7.按照权利要求6所述的传动机构，其特征在于，所述至少一个导轨（23）和/或所述滑座（24）向着所述齿圈（19）的轴向方向至少部分地重叠该齿圈或者向着太阳轮（4）的方向布置在所述齿圈（19）的后方。

8.按照权利要求6或7所述的传动机构，其特征在于，所述至少一个导轨（23）布置成使得所述滑座（24）在所述曲柄臂（14）的一个回转中两次地驶越所述主轴（1）的中轴线（x）。

9.按照权利要求6或7所述的传动机构，其特征在于，所述滑座（24）在所述导轨（23）上以一个自由度能够运动。

10.按照权利要求6或7所述的传动机构，其特征在于，设置两个导轨（23），其中，所述滑座（24）在所述两个导轨（23）上分别以一个自由度能够运动。

11.按照权利要求10所述的传动机构，其特征在于，所述滑座（24）布置在所述导轨（23）之间并且分别利用工作滚轮对（25、26）支撑在该导轨处，其中，所述工作滚轮对（25、26）具有各两个工作滚轮（27、28），该工作滚轮的横截面轮廓与从属的导轨（23）的横截面轮廓互补地造形。

12.按照权利要求9所述的传动机构，其特征在于，第三转动轴承（22）作用在所述滑座（24）和曲柄臂（14）处。

13.按照权利要求6或7所述的传动机构，其特征在于，设置两个导轨（23）和两个滑座（24）。

14.按照权利要求13所述的传动机构，其特征在于，每个滑座（24）在从属的导轨（23）上以一个自由度能够运动。

15.按照权利要求13所述的传动机构，其特征在于，每个滑座（24）在从属的导轨（23）上以两个自由度能够运动。

16.按照权利要求13所述的传动机构，其特征在于，所述滑座（24）借助于横梁（29）彼此相连，并且第三转动轴承（22）布置在所述横梁（29）和所述曲柄臂（14）之间。

17.按照权利要求6或7所述的传动机构，其特征在于，所述一个/多个滑座（24）构造为线性引导球循环元件或滑动轴承元件。

18.按照权利要求1或2所述的传动机构，其特征在于，在所述主轴（1）处作用有两个控制壳（5），该控制壳在周向方向上以180°彼此偏置地布置。