TWI270501B - Clutch control, in particular for bicycle hub transmissions - Google Patents
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Description
1270501 . ..... ν -:V; ::·:*: ;· 玖V發明說· (發明說明應敍:明:蠢明所屬之技術^頁域、先前技術、內容、實施方式及圖式簡單說明) (一) 發明所屬之技術領域 本發明涉及自行車傳動機構中換擋用之離合器,其包 括一驅動用之離合器組件及至少一起動用之離合器組 件’其中一離合益組件具有一可移動之親合元件且另一離 合器組件具有一種對立輪廓(p r 0 f i 1 e ),該對立輪廓具有 至少一凹口以容納該耦合元件之起動邊緣,該可移動之耦 合元件之起動邊緣可移動至凹口或由凹口中移出。 (二) 先前技術 依據德國已公開之文件DE3432124A1,自行車多擋式切 換輪轂之控制機構設有多個傳送爪及一操控件以便使各 爪由已升高之位置(此時各爪是與驅動元件之爪輪齒相接 合)移動至下降位置(此時各爪未與爪輪齒相接合)中, 該控制機構中設有多個推動件,其與該操控件之移動一起 作用,使各傳送爪移動至下降位置。各推動件分別配置在 相對應之傳送爪之旁且設有一能量儲存器,當傳送爪與所 屬之爪輪齒相接合使負載超過一預定之直來操作該操控 件時,該能量儲存器即上升,於是一種定位力發送至該傳 送爪,其力求使該爪移動至下降位置。當自行車起動且在 起動力較小而仍允許一種自動換擋時,則該切換輪轂亦可 受到操控。 當該推動件用作能量儲存器且在換擋情況下使該爪處 於下降位置中時(即,當該爪超過彈簧之力且當該起動負 1270501 件不同之轉數時,則各別之控制凸起由該凹口中強制移出 且使耦合元件不與已起動之離合器組件之對立輪廓相接 合。已揭示之事實是:控制該耦合元件所用之能量由該起 動能量中分支出來,該能量在便用離合器時須施加在自行 車之多擋式切換輪轂中。在接合負載下此種控制對使用一 種雙重作用之耦合元件特別有利,此種耦合元件適合用在 二個旋轉方向中之運行狀態“起動“。此種雙重作用之耦 合元件在傳動機構中是需要的,其中已起動之離合器組件 以同一方向繼續提供該輸入旋轉動量,但藉由換擋時力通 ® 量路徑之改變而必須接住一種朝向相反旋轉方向之支撐 動量。 若該耦合元件以二次或多次接續之方式配置在一個軸 上,則此種構造特別有利。在二個依序配置之耦合元件之 間配置一控制元件,其在二個正側上具有凹口,各凹口在 作用上有一次是與第一耦合元件相連且另一次是與第二 耦合元件相連以便切換多個換擋級(stage )。在該控制 0 元件與第一耦合元件相連時,該耦合元件由已起動之離合 器組件之對立輪廓中脫位而與該接合負載無關且切換至 運行狀態“空轉“,此種第二耦合元件被釋放 (released ),於是該影響元件在該處造成一種運行狀態 “起動“。此處須強調:該影響元件作用在每一耦合元件 上,以使各別之起動邊緣偏移至已起動之離合器組件之對 立輪廓中而造成該運行狀態“起動“。由前述之實施形式 " 可知:可分佈著多種功能,即,耦合元件控制成進入該影 « 1 1270501 響元件上之對立輪廓中以及該耦合元件亦可控制成由控 制元件上之對立輪廓中移出。 - (三) 發明內容 本發明之目的是在自行車傳動機構中提供一種換擋用 之離合器’其具有一傳動用之離合器組件及至少一起動用 之離合器組件’其使傳動用之離合器組件上之至少一耦合 元件控制成進入該已起動之離合器組件之對立輪廓中而 與S亥接合負載無關且又可控制成由對立輪廓中移出,其中 在運行狀態“空轉“及“起動“時不會產生重大之運行 鲁 噪音。 上述目的之達成方式描述在申請專利範圍第1、12及 1 8項之特徵中。其他形式則描述在各附屬項中。 (四) 實施方式 以下將依據圖示來描數本發明之實施例。 第1圖顯示一離合器丨a,其由傳動用之離合器組件2, 已起動之離合器組件3及耦合元件.6所構成。耦合元件6 ^ 以可擺動之方式定位在一與傳動用之離合器組件2相連 之螺栓1 6上且在指向已起動之離合器組件3之此側上具 有一起動邊緣7,其在運行狀態“起動“時在已起動之離 合器組件3中是與對立輪廓8之凹口 4之起動側面5共同 作用。該耦合元件在運行狀態“空轉“中應佔有一穩定之 位置時,該耦合元件可由彈簧(1 5 )所拉緊。該影響元件 1 Oa (其至少一部份由彈簧之彈性材料所構成)控制該耦 _ 合元件6且與傳動組件1 4之摩擦運行軌9形成一種摩擦 •10- 1270501 式連接,該影響元件1 〇 a經由一固定件1 1而與耦合元件6 相連。該影響元件l〇a可設計成一種具有接觸鼻13a之彈 性懸臂12a,該接觸鼻13a形成一種至摩擦運行軌9之摩 擦接觸。在傳動機構操作時若在傳動用之離合器組件2及 傳動組件1 4之間存在一種轉速差時’則進行該耦合元件6 之控制。當傳動組件1 4相對於傳動用之離合器組件2成反 時針方向旋轉且耦合元件6同樣以反時針方向繞螺栓1 6旋 轉時,則形成上述之運行狀態“起動“且因此使該傳動邊 緣7與傳動側面5共同作用。 由第2圖同樣可得知一離合器1 b,其由傳動用離合器組 件2,已起動之離合器組件3及耦合元件6所構成。 第2圖之作用方式是與第1圖之離合器相同,不同之 處是該影響元件1 Ob之形狀,其同樣具有彈性之懸臂1 2b 及接觸鼻1 3 b (其與已起動之離合器組件3之對立輪廓8 形成一種摩擦式鎖定),該影響元件1 Ob經由固定件1 1 而與耦合元件6相連。由於上述之摩擦式鎖定連接只與對 立輪廓8之尖端共同作用,則至少在運行狀態“空轉“時 可設定一種短暫之正鎖定連接,在運行狀態“起動“時可 保持摩擦式鎖定(當形式亦不同時)。若傳動機構應經由 傳動用之離合器組件2而以順時針方向起動,則仍保持起 動之離合器組件3之對立輪廓8使接觸鼻1 3 b相對於傳動 用之離合器組件2以反時針旋轉方向而移動,於是該耦合 元件6之影響元件1 〇b同樣以反時針旋轉方向圍繞該螺栓 1 6而擺動且使該起動邊緣7可與該對立輪廓8之起動側 -11- 1270501 面5相接合。該影響元件1 〇,1 〇 a,丨〇 b因此在作用上總 是與耦合元件6 ’ 6 a相連且亦與相對於耦合元件6,6 a而 旋轉之各傳動組件2,3,1 4之一相連。 影響元件10c之另一變型可由第3圖中得知,其屬於離 合器1 c(其具有上述各元件,即,傳動用之離合器組件2, 已起動之離合器組件3及f禹合元件6)且在功能上是與上 述二個離合器la,lb相同。但該影響元件10c是與已起 動之離合器組件3相連接而不可旋轉且可在徑向中向內 移動以及具有一種摩擦式運行軌9 a (其以向內方式限制 該已起動之離合器組件3 ),其與耦合元件6上之圓柱形 突起2 5形成摩擦式連接。若該傳動機構經由該傳動用之 離合器組件2以順時針方向起動,則該影響元件1 〇c上之 摩擦式運行軌9 a藉由其與仍保持起動之離合器組件3之 非旋轉式連接使耦合元件6上之圓柱形突起25移動且相 對應於傳動用之離合器組件2而圍繞該螺栓1 6以反時針 方向旋轉,於是該起動邊緣7被帶領成與對立輪廓8之傳 動側面5相接合。 第4圖之離合器1包含該傳動用之離合器組件2,雙重 作用之耦合元件6 a,已起動之離合器組件3,傳動組件1 4 及一影響元件1 〇,其在二種旋轉方向中都可形成該運行 狀態“起動“,只要該傳動組件1 4在旋轉方向中(應在 此方向中起動)相對於該傳動用之離合器組件2而具有〜 種反方向之旋轉即可。該耦合元件(6a )經由螺栓(1 6 ) 以可擺動之方式而與傳動用之離合器組件2相連且在二 -12- 1270501 個旋轉方向中在作用上分別具有一種起動邊緣(7 ),一 種控制突起(20 )以及一種接縫外型(1 9 )。該接縫外型 (1 9 )是至該影響元件1 0之攜帶式連接區17之第一部 份,其第二部份是影響元件1 0上之攜帶件1 8。該影響元 件1 0以環形方式構成且與該相對應於耦合元件6a而旋轉 之傳動組件1 4上之摩擦式運行軌9形成一種摩擦式連 接。如第4圖所示,依據該相對應於耦合元件6 a而旋轉 之傳動組件1 4之相對於承載該耦合元件6 a所用之離合器 組件2之旋轉方向,則該耦合元件6a可在一旋轉方向中 或另一旋轉方向中以下述方式形成一種與已起動之離合 器組件3之非旋轉式連接:該起動邊緣7擺動至該對立齒 8中且將其起動。除了此二個換擋級之外亦可藉由一控制 元件2 1來達成該運行狀態“空轉“而與該傳動機構中之 接合負載及懸轉方向無關。該控制元件2 1以管型方式構 成且其轉數通常與傳動用之離合器組件2不同且可偏移 至耦合元件6a下方。該控制元件2 1較佳是配置在傳動機 構中央軸下方,其因此可在軸方向中由該傳動機構外部來 操控。在控制元件2 1之正側上配置至少一凹口 22,耦合 元件6a之控制突起20在徑向中向內擺動時可進入此凹口 22中。如上所述,當傳動用之離合器組件2以反時針方 向旋轉而起動時,該耦合元件6 a以順時針方向圍繞螺栓 1 6而旋轉,於是第4圖左方之起動邊緣7抵抗該起動側 面5而擺動至對立輪廓8之凹口 4中。在此種移動中,第 4圖右方之控制突起2 0在徑向中向內擺動且佔有一種位 -13- 1270501 置,在該位置中該控制突起20準確地進入該控制元件21 之凹口 22中。在該傳動機構操作在運行狀態“起動“時 (無論在哪一旋轉方向),該控制元件2 1之正側都在抵 抗該耦合兀件6 a之方向中偏移,於是在周圍之指定位置 上在控制元件2 1及傳動用之離合器組件2之轉數互相不 同之時會在凹口 22及上述之控制突起20之間形成一種疊 合區。該控制突起20上升,於是該耦合元件6由該起動 邊緣7在與起動側面5相接合時之狀態中脫離且擺動至運 行狀態“空轉“中,此乃因另一控制突起2 0在換擋之瞬 間撞擊一種外直徑2 3。若該控制元件2 1在此種換擋過程 中又偏移至耦合元件6 a下方,則只設有小深度之各凹口 22不在有作用且運行狀態“空轉“是穩定的。運行狀態 “起動“藉由控制元件2 1之返回而達成,這樣可使該影 響元件10帶領一個·或另一個起動邊緣7使與該對立輪廓 8相接合。 第5圖顯示一種管形之控制元件2 1 a,其具有一種外直 徑23及在其每一正側24上之凹口 22。在傳動機構中若 需要二個在軸向中觀看時依序傳動用之離合器組件2 (其 分別具有配置於其上之耦合元件6 a ),則控制元件2 1 a 較佳是以二個正側24配置在該二個耦合元件6a之間且長 度之尺寸須使此二個耦合元件6a中之一處於運行狀態 “起動“且使另一個耦合元件6 a處於運行狀態“空轉 或使此二個耦合元件6 a都處於“空轉“狀態中。由 於內部之力均衡而建議:在一傳動用之離合器組件2上相 -14- 1270501 面對地配置二個耦合元件6 a,當然對此控制兀件2 1而言 亦須以疊合方式在正側24上配置二個凹口 22 °已顯示之 事實是:在軸投影中觀看時適當之方式是不以力式配 置其中一正側24之各凹口 22而是以互相偏移之方式配置 各凹口 22,這樣可使該傳動機構同步。 (五)圖面簡單說明 第1圖 一以可擺動之方式配置在傳動用之離合器 組件上之耦合元件(其與已起動之離合器 組件之對立輪廓相接合)及一影響元件’ 其與一傳動組件形成摩擦式連接且與該耦 合元件形成一固定連接。 第2圖 係第1圖之耦合元件(其與已起動之離合 器組件之對立輪廓相接合)及一影響元 件,其與一已起動之離合器組件之對立輪 廓形成摩擦式連接且與該耦合元件形成一 固定連接。 第3圖 係第1圖之耦合(其與已起動之離合器組 件之對立輪廓相接合)及一影響兀件’其 與一已起動之離合器組件之對立輪廓形成 非旋轉式之連接且與耦合元件形成一摩擦 式連接。 第4圖 包含多個控制突起之雙重作用之稱合兀 件,其會受到一影響元件之作用及一控制 元件之作用。 -15- 1270501 第5圖 一種控制元件,其在其二個正側之區域中 具有凹口,以便經由其控制突起來控制該 耦合元件。 主要元件對照表 1,1 a,b,c 離合器 2 傳動用之離合器組件 3 已起動之離合器組件 4 凹口 6,6a 7 8 9,9a 10,1Oa,b,c 11 12a,b 13a,b 14 15 16 17 18 19 20 21,21a 21 起動側面 耦合元件 起動邊緣 對立輪廓 摩擦運行軌 影響元件 固定件 彈性之懸臂 接觸鼻 傳動組件 彈簧 螺栓 攜帶式連接區 攜帶件 接縫外形 控制突起 控制元件 凹口 22 外直徑 23 正側 24 圓柱形突起 -16-
Claims (1)
1270501 (年r月/4修(更}正替換賓_卜心氧 拾、申請專利範圍 第92 1 0442 1號「自行車傳動機構中換擋用之離合器」專 利案 (2 0 0 6年8月修正) 1 . 一種自行車傳動機構中換擋用之離合器,其具有一傳 動用之離合器組件及至少一已起動之離合器組件,其 中一離合器組件具有一可移動之耦合元件且另一離合 器組件具有一種對立輪廓,其上具有至少一凹口以容 納該耦合元件之起動邊緣,該可移動之耦合元件之起 動邊緣可移動至凹口中或由凹口中移出,其特徵爲: 該耦合元件(6 )配置在二個可相對地旋轉之離合器 組件(2,3 )之間以便形成或解除一種非旋轉式之連 接,其中一影響元件(10,l〇a,l〇b,10c)在作用上 是與該耦合元件(6 )相連且以下述方式控制該耦合元 件(6 )以形成各運行狀態“起動“及“空轉“:該耦 合元件在作用上是與對其作相對旋轉之各傳動組件 (2,3,14)中之一相連。 2.如申請專利範圍第1項之離合器,其中該作用上之相 連是一種正鎖定(形式鎖定)作用或負鎖定(力鎖定 或摩擦式鎖定)作用。 3 .如申請專利範圍第1項之離合器,其中各影響元件(1 〇, 10a,10b )是與耦合元件(6 )相連且與已起動之離合 器組件(3 )之一形成摩擦式鎖定相連或與另一相對於 耦合元件(6 )作旋轉之傳動組件(1 4 )形成摩擦式鎖 1270501 定。 4.如申請專利範圍第1至3項中任一項之離合器,其中 該影響元件(1 〇b )是與耦合元件(6 )相連且與已起 動之離合器組件(3 )之一形成正鎖定連接或與另一相 對於耦合元件(6 )作旋轉之傳動組件(14)形成正鎖定 連接。 5 .如申請專利範圍第1項之離合器,其中該耦合元件(6 ) 可與彈簧(1 5 )相作用,彈簧可使該耦合元件(6 )導 入至該運行狀態“空轉“中。 6.如申請專利範圍第1或5項之離合器,其中該影響元 件(10,10a,10b,10c)在離合器組件(2,3)之各 指定之運行狀態中或在另一相對於耦合元件(6 )而旋 轉之傳動組件(1 4 )之指定之運行狀態中可相互地克 服該彈簧(1 5 )之力之作用。 7 .如申請專利範圍第1項之離合器,其中各影響元件 (10a,10b,10c )由彈簧之彈性材料構成。 8. 如申請專利範圍第1項之離合器,其中該影響元件 (10a,10b )具有一彈性之懸臂(12a,12b ),其接 觸鼻(13a,13b)用來與已起動之離合器組件(3)之 對立輪廓(8 )相接觸。 9. 如申請專利範圍第1或8項之離合器,其中“在空轉 “時,即,當耦合元件(6 )由對立輪廓(8 )所超越 時,該接觸鼻(1 3 a )藉由其在傳動組件(1 4 )之摩擦 運行軌(9 )上之摩擦使耦合元件(6 )被控制成藉由 -2- 1270501 彈性之懸臂(1 2 a )而由對立輪廓(8 )之凹口( 4 )中 移出。 1 〇 ·如申請專利範圍第1項之離合器,其中在“起動“時, 即,當耦合元件(6 )在對立輪廓(8 )之凹口 ( 4 ) 之方向中相對地移動時,該耦合元件(6 )藉由各影 響元件(10,10a,l〇b,10c)之作用而移至該對立 輪廓(8 )中。 1 1 ·如申請專利範圍第1或1 0項之離合器,其中該與已 起動之離合器組件(3 )相連-或與另一相對於耦合元 件(6 )而旋轉之傳動組件(1 4 )相連之影響元件(1 〇c ) 藉由耦合元件(6)上之突起(25)上之摩擦而使該 耦合元件脫離該接合狀態。 12.—種自行車傳動機構中換擋用之離合器,其具有一傳 動用之離合器組件及至少一已起動之離合器組件,其 中一離合器組件具有一可移動之耦合元件且另一離合 器組件具有一種對立輪廓,其上具有至少一凹口以容 納該耦合元件之起動邊緣,該可移動之耦合元件之起 動邊緣可移動至凹口中或由凹口中移出,其特徵爲: 該耦合元件(6 a )以可擺動之方式經由螺栓(1 6 )而 與傳動用之離合器組件(2 )相連且在二種旋轉方向 中在作用上分別具有一種起動邊緣(7 ),一控制突 起(2 0 )及一接縫外形(19 )。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之離合器,其中爲控制該耦 合元件(6a )而配置一控制元件(2 1 )其具有至少一 1270501 凹口 ( 22 )且具有一種對承載該耦合元件(6a )所用 之離合器組件(2 )之相對轉速,以便使凹口( 22 ) 經由控制突起(2 0 )而偏移。 1 4.如申請專利範圍第1 2或1 3項之離合器,其中攜帶式 連接區(1 7 )由一影響元件(1 〇 )上之攜帶件(1 8 ) 及耦合元件(6a )上之接縫外型(1 9 )所構成。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之離合器,其中該影響元件 (1 0 )以環形構成且與相對於耦合元件(6 a )而旋轉 之各傳動組件(2,3,1 4 )中之一上之摩擦運行軌(9 ) 保持摩擦式連接。 1 6.如申請專利範圍第1 2或1 3項之離合器,其中該耦合 元件(6 a )依據相對於耦合元件(6 a )而旋轉之各傳 動組件(2,3,1 4 )中之一之相對於承載該耦合元件 (6a )所用之離合器組件(2 )之旋轉方向而可在一 旋轉方向中或另一旋轉方向中形成一種非旋轉式之連 接,使該耦合元件亦可在“空轉“時藉由耦合元件 (6a )之二個控制突起(20 )支托在一種外直徑上而 固持在該控制元件(2 1 )上。 1 7 .如申請專利範圍第1 2或1 3項之離合器,其中該“起 動“狀態在二個旋轉方向中藉由耦合元件(6 a )之二 個起動邊緣(7)之一之與相同對立輪廓(8)之共同 作用而形成或亦可與二個不同之離合器組件(3)之 對立輪廓(8 )之共同作用而形成。 18.—種自行車傳動機構中換擋用之離合器’其具有一傳 -4- 1270501 動用之離合器組件及至少一已起動之離合器組件,其 中一離合器組件具有一可移動之耦合元件且另一離合 器組件具有一種對立輪廓,其上具有至少一凹口以容 納該耦合元件之起動邊緣,該可移動之耦合元件之起 動邊緣可移動至凹口中或由凹口中移出,其特徵爲: 二個至少承載一耦合元件(6a )之傳動用之離合 器組件(2 )在軸向中觀看時係依序地配置在一傳動 軸上,該耦合元件(6a )在二種旋轉方式中在作用 上分別具有一起動邊緣(7 ),一控制突起(20 )及 一接縫外形(1 9 )以形成一攜帶式連接區(1 7 )及 一影響元件(1 0 ),且爲控制該耦合元件(6 )須在 二個傳動用之離合器組件(2 )之間配置一控制元件 (21 ),其上具有一些凹口(22),該控制元件(21) 對該承載此耦合元件(6a )所用之離合器組件(2 ) 具有一種相對轉速,以便使其正側(24 )上之各凹 口( 22 )經由各控制突起(20 )而偏移。 1 9 .如申請專利範圍第1 8項之離合器,其中該控制元件 (2 1 )不可旋轉地但可軸向移動地配置在各耦合元件 (6a )之間且可由傳動機構外部來進行切換。 20.如申請專利範圍第1 8或1 9項之離合器,其中該控制 元件(2 1 )以管形方式構成且在其正側(24 )上分別 具有至少一凹口 (22),藉此凹口 (22)可交替地取 出這些與對立輪廓(8 )相接合之耦合元件(6a )且 可將各耦合元件(8 )導入“空轉“狀態中。 1270501 2 1 .如申請專利範圍第20項之離合器,其中每一正側(24 ) 配置多個凹口 ( 2 2 ),其位置是依據待切換之耦合元 件(6 a )之位置來調整。 2 2.如申請專利範圍第20項之離合器,其中一正側(24 ) 之各凹口 ( 22 )相對於另一正側(24 )之各凹口成旋 轉90°之方式而配置著。 2 3 .如申請專利範圍第 20項之離合器,其中該控制元件 (2 1 )爲了確保該“空轉“狀態須在相關之耦合元件 (6a )中偏移至該耦合元件(6a )之擺動面中,使控 制元件(21 )之外直徑(23 )可防止該耦合元件(6a ) 接合至該對立輪廓(8 )中,另一耦合元件(6a )則 藉由該影響元件(1 〇 )而被帶領至個別所需之接合狀 態中。
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