一种自行车内变速器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自行车内变速器，设有档位控制机构，包括一个操纵组件和若干个执行组件；所述操纵组件包括一个空套在车轮轴上的操纵凸轮环，所述操纵凸轮环的两端均设有操纵凸起；通过一个操纵组件控制多个杆状执行组件进一步控制内变速器内部的各个离合器动作，杆状执行组件可嵌装在车轮轴上，极大精简了内变速器的结构，减轻了内变速器的重量，通过设置操纵凸轮环上凸起的轮廓与执行组件的动作进行匹配，只需要一个自行车指拨即可实现整个内变速器的操作，自行车的档位操作更简单方便，同时本实用新型能够适用不同速别内变速器，有效提高了内变速器的实用性。
【专利说明】一种自行车内变速器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种自行车内变速器。
【背景技术】
[0002]随着自行车内变速器的普及，其变速档位也越来越高，目前已出现有十速以上的自行车内变速器，但随之而来的是，档位的增加导致自行车内变速器的换挡控制的复杂，传统的内变速器单独地控制行星齿轮机构的齿轮之间离合器的棘爪动作实现变速，因此在控制变档过程中，需要设置多个操纵机构实现，操作复杂，同时，这种变速器的控制执行机构是套装在自行车后车轮轴上实现，一般内变速器的档位越多，控制的执行机构也越多，一来造成内变速器的尺寸增大，结构冗杂，二来控制起来困难，并且不利于自行车轻量化发展。
[0003]本 申请人:申报的专利号为“201320733795.8”的中国实用新型专利，公开了一种新型的自行车内变速器，其通过一个操纵凸轮环同时控制两根杆件对自行车内部的离合机构进行操控，这种控制结构有效改善了传统的自行车内变速器内部控制机构复杂导致的变速器结构复杂，并且操作起来十分方便，只需要一个自行车指拨控制操纵凸轮环即可。但是，随着自行车内变速器的变速档位的增加，自行车内部出现多级行星齿轮机构，内部离合机构的增加导致该专利的中的技术方案已无法满足十速以上变速器的需要。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种结构简单、操纵简单方便的自行车内变速器，换挡结构简单，换挡操作方便，可以适用于高档位的自行车内变速器，有利于进一步推广内变速器在自行车上的应用。
[0005]本实用新型采用如下技术方案实现:一种自行车内变速器，包括车轮轴18、行星齿轮传动机构和档位控制机构，所述行星齿轮传动机构设置在车轮轴上，行星齿轮传动机构的输入端连接自行车飞轮6，输出端连接车轮花鼓29，所述档位控制机构包括一个操纵组件以及若干个执行组件，所述操纵组件设置在车轮轴18上，包括一个空套在车轮轴18上的操纵凸轮环4，所述操纵凸轮环的两端均设有操纵凸起3，并且至少其中一端设有内外两圈操纵凸起；所述执行组件设置在所述行星齿轮传动机构的内齿圈内部，包括中控控制杆9、轴控控制杆10和至少一根推杆59,所述中控控制杆9、轴控控制杆10和推杆59均可沿车轮轴18的轴向移动，其中，所述中控控制杆9的一端与所述行星齿轮传动机构的行星架以及内齿圈的离合机构连接，所述轴控控制杆10的一端与所述车轮轴18与行星齿轮传动机构的中心轮之间的离合机构连接，所述推杆59 —端与飞轮6和行星齿轮传动机构之间的离合机构连接；所述中控控制杆9、轴控控制杆10以及推杆59的另一端分别与操纵凸轮环4两端的操纵凸起接触；所述操纵凸轮环4一侧固设有定位圈35，其上设有与执行组件的杆件截面对应的凹槽用于执行组件的径向定位；所述操纵凸轮环4与拉线33连接实现转动。
[0006]进一步的，所述行星齿轮传动机构包括并排套装在车轮轴上的两级行星齿轮传动机构，所述飞轮6的飞轮座36通过滚珠式超越离合器28与第一内齿圈43连接，两级行星齿轮传动机构的内齿圈之间通过内齿圈超越离合器46连接，其中第二级行星齿轮传动机构的内齿圈和行星架作为输出端与车轮花鼓通过超越式离合器连接。
[0007]进一步的，所述中控控制杆9连接的离合机构为实现第一内齿圈43和第二行星架51连接和分离的第二离合器49，所述第二离合器49的外圈与位于第二内齿圈53内壁的可打开的第二内齿圈棘爪52接触，所述第二离合器49通过套装在车轮轴上的第二推环48与中控控制杆9连接，所述第二离合器49通过第二离合器轴承47套装在第二推环48上，所述第二推环48连接有第二离合器回位弹簧50。
[0008]进一步的，所述轴控控制杆10连接的离合机构为控制车轮轴18与第二级行星齿轮传动机构的行星轮之间实现连接和分离的可控棘爪14。
[0009]进一步的，所述推杆59通过套装在车轮轴上的第一推环39与设置在飞轮座36与第一行星架42之间的第一离合器37连接，所述第一离合器37通过第一离合器轴承38套装在第一推环39上，所述第一推环39连接有第一离合器回位弹簧40。
[0010]进一步的，所述操纵组件还包括套装在车轮轴18上与操纵凸轮环4连接的操纵回位扭簧2。
[0011]进一步的，所述操纵凸轮环4 一侧固设有定位圈35，其上设有与执行组件的杆件截面对应的凹槽用于执行组件的径向定位。
[0012]进一步的，所述操纵组件设置在操纵固定外壳I内，所述操纵固定外壳I固设在车轮轴18 —端，其上设有将拉线沿操作凸轮环4切线方向引入的拉线定向套34。
[0013]本实用新型通过一个操纵组件控制多个杆状执行组件，实现变速器档位的变换，操纵组件设置在车轮轴一端，杆状执行组件可嵌装在车轮轴上，极大精简了内变速器的结构，可将内变速器的尺寸做得更小，有效减轻了内变速器的重量，离合装置的设置更加合理，通过设置操纵凸轮环上两端的凸起轮廓与执行组件的运动匹配，只需要一个自行车的指拨即可实现整个内变速器的操作，通过执行组件之间的配合实现连续换挡，自行车的档位操作更简单方便。针对变速档位的增加，通过增加推杆以及操纵凸轮环上凸起的设置，即可实现多离合器控制，通过定位圈可稳定杆状执行部件的动作，提高装置稳定性。
[0014]由上所述，本实用新型能够适用更变速档位的内变速器上，可以进一步将内变速器推广到自行车应用中。
[0015]以下结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为实施例中的十速内变速器的转配示意图A。
[0017]图2为实施例中的十速内变速器的转配示意图B。
[0018]图3为实施例中的十速内变速器的整体分解示意图。
[0019]图4为实施例中的十速内变速器的局部分解示意图A。
[0020]图5为实施例中的十速内变速器的局部分解示意图B。
[0021]图6为实施例中的操纵凸轮环展开示意图。
[0022]图7为实施例中的第一离合器示意图。
[0023]图8为实施例中的第一行星架示意图。
[0024]图9为实施例中的第一内齿圈示意图。
[0025]图10为实施例中的第二离合器示意图。
[0026]图11为实施例中的第二行星架示意图。
[0027]图12为实施例中的第二内齿圈示意图。
【具体实施方式】
[0028]实施例
[0029]参见图1至图5，图示中的为十个变速档位的十速内变速器，其变速机构包括两级行星齿轮传动机构，第一级行星齿轮传动机构与飞轮连接作为输入端，第二级行星齿轮传动机构的第二内齿圈和第二行星架与花鼓连接作为输出端，其中第一级行星齿轮传动机构只有一个第一中心轮41，与其啮合的三组第一行星轮44通过第一行星轮轴45设置在第一行星架42上，第二级行星轮齿轮传动机构包括第二中心轮56和第三中心轮57，与第二中心轮56和第三中心轮57啮合的双联第二行星轮55通过第二行星轮轴54设置在第二行星架51上，花鼓的装配与实施例1相同，飞轮6的飞轮座36通过滚珠式超越离合器28与第一内齿圈43连接，第一内齿圈43与第二内齿圈53之间设有内齿圈超越离合器46，第二内齿圈53上设有可打开的第二内齿圈棘爪52与车轮花鼓29内壁的花键槽连接，第二行星架51的外圈上设有第二行星架超越离合器58与车轮花鼓29内壁连接。
[0030]具体的，本实施例的档位控制机构的执行组件包括中控控制杆9、轴控控制杆10和推杆59，中控控制杆9、轴控控制杆10和推杆59均可沿车轮轴18的轴向移动，其中，中控控制杆9的一端与行星齿轮传动机构的行星架以及内齿圈的离合机构连接，轴控控制杆10的一端与车轮轴18与行星齿轮传动机构的中心轮之间的离合机构连接，推杆59 —端与飞轮座36和行星齿轮传动机构之间的离合机构连接；中控控制杆9的另一端以及轴控控制杆10的另一端分别与操纵凸轮环4两端的操纵凸起接触，推杆59的另一端与中控控制杆9同一端的内圈操纵凸起接触。
[0031]由于本实施例中有三个执行组件，因此，本例中的操纵凸轮环4如附图6所示，靠近行星齿轮机构的一端设有内外两圈操纵凸起3，分别用于控制中控控制杆9和推杆59，另一端设有一圈操纵凸起，用于控制轴控控制杆10。在操纵凸轮环4靠近行星齿轮传动机构的一侧固定套装定位圈35，其上分别设有与执行组件中的杆件对应的凹槽，用于操纵组件的径向定位。
[0032]在其他的超过十速的内变速器上，可更近一步在操纵凸轮环的两端均设置内外两圈操纵凸起，同时控制四根杆状执行元件，此原理应为本领域技术人员可预见的，因此不再此另作赘述。
[0033]具体参见图2，轴控控制杆10连接的离合机构为控制车轮轴18与第二级行星齿轮传动机构的行星轮之间连接和分离的可控棘爪14。
[0034]结合参见图7至图12，推杆59通过第一推环39连接的离合机构为控制飞轮座36与第一行星架42连接和分离的第一离合器37,第一离合器37通过第一离合器轴承38套装在第一推环39上，第一推环39连接有第一离合器回位弹簧40。如图7所示，第一离合器37 —端与飞轮座36的内孔通过滑移花键配合，另一端设有离合连接齿与图8中的第一行星架42内孔连接。
[0035]中控控制杆9连接的离合机构为控制第一内齿圈43和第二行星架51实现连接和分离的第二离合器49，第二离合器49的外圈与位于第二内齿圈53内壁的可打开的第二内齿圈棘爪52接触，第二离合器49通过套装在车轮轴上的第二推环48与中控控制杆9连接，第二离合器49与第二推环48之间设有第二离合器轴承47，第二推环48连接有第二离合器回位弹簧50。如图10所不,第二离合器49 一端设有与图9中的第一内齿圈43内孔连接的花键，另一端设有与图11中的第二行星架51连接的离合连接齿。
[0036]本实施例的变速器通过前后两级的行星齿轮传动机构进行叠加，取得十个档位的速比，其中第一级行星齿轮传动机构具有两个速比的变化，第二级行星齿轮传动机构具有五个速比的变化，以下结合图1至图12说明操作本实施例的十个档位的具体变化过程:
[0037]a、首先一档的动力传递路线是:飞轮座36—滚珠式超越离合器28—第一内齿圈43---内齿圈超越尚合器46---第二内齿圈53---第二行星轮55和第二中心轮57哨合---第二行星架51---第二行星架超越尚合器58---车轮花鼓29。
[0038]然后，转动操纵凸轮驱动轴控控制杆10将第二中心轮56与车轮轴之间的可控棘爪14打开，此时第二中心轮56与第二行星轮55的双联齿轮的速比增大，第三中心轮57的转速超越车轮轴的转速，此时产生第二档位的速比，其动力传递路线为:飞轮座36滚珠式超越尚合器28 第一内齿圈43 内齿圈超越尚合器46 第二内齿圈53 第二行星轮55和第二中心轮56哨合---第二行星架51---第二行星架超越尚合器58---车轮花鼓29。
[0039]上述两档位中，第二级行星齿轮传动机构的输入端为第二内齿圈，输出端为第二行星架51。
[0040]b、控制操纵凸轮环驱动中控控制杆9向前推进，与之连接的第二离合器49前移，将其压制的第二内齿圈53上的第二内齿圈棘爪52打开，实现第二内齿圈53与车轮花鼓内壁直接连接，此时的速比又较第二档增大，达到第三档位的速比，其动力传递的路线为:飞轮座36 滚珠式超越尚合器28 第一内齿圈43 内齿圈超越尚合器46 第二内齿圈53第二内齿圈棘爪52车轮花鼓29。
[0041]C、控制操纵凸轮环驱动中控控制杆9进一步向前推进，第二离合器49进一步将第一内齿圈43与第二行星架51直接连接，此时第二行星架51与第一内齿圈同步作为第二级行星齿轮传动机构的输入端，第二内齿圈53的转速在行星齿轮传动机构的增速下超过第一内齿圈作为第二级行星齿轮传动机构的输出端，此时，轴控控制杆10收回第二中心轮56与车轮轴之间的可控棘爪14，由第三中心轮57与第二行星轮55啮合，形成第四档位的速比:其动力传递路线如下:飞轮座36 滚珠式超越尚合器28 第一内齿圈43 第二行星架51---第二行星轮55和第二中心轮57哨合---第二内齿圈53---第二内齿圈棘爪
52车轮花鼓29。
[0042]然后，转动操纵凸轮环驱动轴控控制杆10再次推进将第二中心轮56与车轮轴之间的可控棘爪14打开，此时第二中心轮56与第二行星轮55的双联齿轮的速比增大，第三中心轮57的转速被带动超越车轮轴的转速，此时产生第五档位的速比，其动力传递路线如下:飞轮座36—滚珠式超越离合器28—第一内齿圈43—第二行星架51—第二行星轮55和第二中心轮56啮合第二内齿圈53第二内齿圈棘爪52车轮花鼓29。
[0043]上述五个档位中，第一级行星齿轮传动机构中的第一中心轮41和第一行星轮44空转，均不参与动力传动。
[0044]d、在完成上述五个档位后，此时转动操纵凸轮环驱动轴控控制杆10和中控控制杆9回到第一档位的位置，同时驱动第一推环39前移，与之连接的第一离合器37将飞轮座36与第一行星架42连接，此时，第一行星架42作为第一级行星齿轮传动机构的输入端参与动力传递，此时第一内齿圈43的转速经行星齿轮传动后超越飞轮座36的转速成为第一级行星齿轮传动机构的输出端，此时操纵凸轮环保持第一离合器的位置的同时，重复控制轴控控制杆10和中控控制杆9实现上述a、b、c三个阶段，实现第六至第十档位的变化。
[0045]上述仅为本实用新型在十速内变速器上的实施例，但所属领域的技术人员应该明白，本实用新型所涉及的内变速器应该不限定于上述的变速器，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在其他速别的内变速器上对本实用新型所作出的各种应用，都属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种自行车内变速器，包括车轮轴(18)、行星齿轮传动机构和档位控制机构，所述行星齿轮传动机构设置在车轮轴上，行星齿轮传动机构的输入端连接自行车飞轮￠)，输出端连接车轮花鼓(29)， 所述档位控制机构包括一个操纵组件以及若干个执行组件，其特征在于: 所述操纵组件设置在车轮轴(18)上，包括一个空套在车轮轴(18)上的操纵凸轮环(4)，所述操纵凸轮环的两端均设有操纵凸起(3)，并且至少其中一端设有内外两圈操纵凸起; 所述执行组件设置在所述行星齿轮传动机构的内齿圈内部，包括中控控制杆(9)、轴控控制杆(10)和至少一根推杆(59),所述中控控制杆(9)、轴控控制杆(10)和推杆(59)均可沿车轮轴(18)的轴向移动，其中，所述中控控制杆(9)的一端与所述行星齿轮传动机构的行星架以及内齿圈的离合机构连接，所述轴控控制杆(10)的一端与所述车轮轴(18)与行星齿轮传动机构的中心轮之间的离合机构连接，所述推杆(59) —端与飞轮(6)和行星齿轮传动机构之间的离合机构连接；所述中控控制杆(9)、轴控控制杆(10)以及推杆(59)的另一端分别与操纵凸轮环(4)两端的操纵凸起接触；所述操纵凸轮环(4) 一侧固设有定位圈(35)，其上设有与执行组件的杆件截面对应的凹槽用于执行组件的径向定位； 所述操纵凸轮环(4)与拉线(33)连接实现转动。
2.根据权利要求1所述的一种自行车内变速器，其特征在于:所述行星齿轮传动机构包括并排套装在车轮轴上的两级行星齿轮传动机构，所述飞轮(6)的飞轮座(36)通过滚珠式超越离合器(28)与第一内齿圈(43)连接，两级行星齿轮传动机构的内齿圈之间通过内齿圈超越离合器(46)连接，其中第二级行星齿轮传动机构的内齿圈和行星架作为输出端与车轮花鼓通过超越式离合器连接。
3.根据权利要求2所述的一种自行车内变速器，其特征在于:所述中控控制杆(9)连接的离合机构为实现第一内齿圈(43)和第二行星架(51)连接和分离的第二离合器(49)，所述第二离合器(49)的外圈与位于第二内齿圈(53)内壁的可打开的第二内齿圈棘爪(52)接触，并且，所述第二离合器(49)通过套装在车轮轴上的第二推环(48)与中控控制杆(9)连接，所述第二离合器(49)通过第二离合器轴承(47)套装在第二推环(48)上，所述第二推环(48)连接有第二离合器回位弹簧(50)。
4.根据权利要求3所述的一种自行车内变速器，其特征在于:所述轴控控制杆(10)连接的离合机构为控制车轮轴(18)与第二级行星齿轮传动机构的行星轮之间实现连接和分离的可控棘爪(14)。
5.根据权利要求4所述的一种自行车内变速器，其特征在于:所述推杆(59)通过套装在车轮轴上的第一推环(39)与设置在飞轮座(36)与第一行星架(42)之间的第一离合器(37)连接，所述第一离合器(37)通过第一离合器轴承(38)套装在第一推环(39)上，所述第一推环(39)连接有第一离合器回位弹簧(40)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的自行车内变速器，其特征在于:所述操纵组件还包括套装在车轮轴(18)上与操纵凸轮环(4)连接的操纵回位扭簧(2)。
7.根据权利要求6所述的一种自行车内变速器，其特征在于:所述操纵组件设置在操纵固定外壳(I)内，所述操纵固定外壳(I)固设在车轮轴(18) —端，其上设有将拉线沿操作凸轮环(4)切线方向引入的拉线定向套(34)。
【文档编号】B62M11/14GK204056187SQ201420462509
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】李激初 申请人:李激初