专利名称：空程离合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空程离合器，它具有一个主动的离合器部件和一个从动的离合器部件，带有一个支撑在两个离合器部件之一上的、可动的棘爪，在另一个离合器部件上带有凹穴接纳该棘爪，还有一个控制元件用于移动棘爪从凹穴中出来并移动到离开凹穴的位置。
这种类型的空程离合器可以应用在如自行车的一个主动轮的轮毂中，它一般用作在两个离合器部件之间形成一种形状连接根据主动离合器部件的转动方向产生或松开这种形状连接。
例如专利EP 0787922A2公开了一种空程离合器。这种空程离合器有两个互相径向包绕的离合器部件。在径向内部的离合器部件上布置多个由弹簧元件向径向外部预顶紧的棘爪。一个轮缘凹穴布置在径向外部的离合器部件上。棘爪被一个控制机构用一个对着棘爪可移动的凸肩径向向内将棘爪从凹穴中移动出来后预顶紧。这种控制机构的优点是，棘爪在两个离合器部件之间在应该不产生形状连接的旋转方向下离开凹穴。由此避免产生有干扰的躁音，而且凹穴和棘爪的磨损特别地小。所公开的空程离合器的缺点是，其弹簧元件是安装和维护耗费都很大的结构件。此外移动棘爪需要很大的力来克服弹簧元件的作用力。这种结构导致通常只能使用少量的棘爪，因此这些棘爪和凹穴都要求有特别高的强度，它们由钢组成。
专利DE AS1575963公开了一种空程离合器。其中控制元件通过摩擦力在两个位置之间可以运动，一个位置是棘爪处在凹穴中，另一个位置棘爪从凹穴中移动出来。全部的棘爪被唯一的一个弹簧径向向外预张紧到凹穴的方向。同样地它的缺点也是安装弹簧元件的费用很高和要用很大的力克服弹簧元件的作用力才能移动棘爪。
本发明的目的是提供一种上述类型的空程离合器，而它的安装特别简单，并且只需要特别小的力就可移动棘爪。
为此，本发明的解决方案是备有第二个控制元件来移动棘爪到凹穴中。
根据本发明的空程离合器通过这种结构可以不用弹簧元件移动棘爪。因此不要求有昂贵的支承和导向弹簧元件的机构。根据本发明的空程离合器的安装特别简单和生产它的费用也很低。此外由于去掉了弹簧元件，与已公开的空程离合器相比较，只需要很小的力就可移动棘爪。由于移动棘爪只需特别小的力，有可能使用数量较大的棘爪。在两个离合器部件之间的形状连接中产生的力被分配到较大数量的棘爪和凹穴的边界上。因此在最有利的情况下，加工棘爪和凹穴可使用与钢相比具有强度相对较小的材料，如铝或镁和它们的合金。
根据本发明的有利替代方案规定，至少控制元件中的一个与一个辅助棘爪元件连接并且在规定的两个离合器部件的相对旋转方向中，辅助棘爪元件与控制元件中的一个互相啮合在凹穴中，则棘爪的控制在结构上就特别简单。
根据本发明的空程离合器中，至少控制元件中的一个与一个辅助摩擦元件连接并且在两个离合器部件之间产生摩擦连接，则噪音就特别地低。因为根据本发明中的棘爪只需要很小的力就可移动，根据本发明的空程离合器的结构只要求特别小的摩擦力。
已公开的空程离合器的缺点是除了高的控制棘爪力以外，还要数量很大的结构件和它的昂贵的安装费。由此已公开的空程离合器的制造费用就很贵。根据本发明的空程离合器规定，控制元件和辅助棘爪元件或辅助摩擦元件安置在一个对离合器部件可作细微移动的定位环上，则空程离合器的加工就特别简单。在最简单的情况下，结构件在安装时可简单地插接。这种结构的另一个优点是，定位环和棘爪可合并在一个预安装好的单元中，这样与两个离合器部件的最终装配就很简单。
根据本发明的另一个有利替代方案规定，辅助棘爪元件预张紧在凹穴中，则控制棘爪就特别简单。因为移动棘爪只需要很小的力，所以用一个或两个辅助棘爪元件就可移动很多个棘爪。由此可使有干扰的噪音特别地小。
根据本发明的另一个有利替代方案规定，辅助摩擦元件相对具有凹穴的离合器部件预张紧时，则在两个离合器部件之间的相对运动中的噪音就特别地小。
根据本发明的另一个有利替代方案规定，辅助棘爪元件或辅助摩擦元件布置在一个与定位环隔开的弹簧元件上，则辅助棘爪元件或辅助摩擦元件就可以可靠地保持在它的规定位置中。此外这种结构可以进一步有利于简化根据本发明的空程离合器的安装工作。
根据本发明的另一个有利替代方案规定，弹簧元件以很小的角度倾斜于具有凹穴的离合器部件的切线布置，则辅助棘爪元件或辅助摩擦元件在两个离合器部件之间相对转动方向中传递很小的力，而在相反的相对转动方向中传递很大的力。这样有可能使棘爪可靠地移动和以很小的摩擦能量就能松开两个离合器部件之间的形状连接。
根据本发明的空程离合器规定，凹穴布置在径向内部的离合器部件上，则空程离合器的结构就特别地紧凑。
根据本发明的另一个有利替代方案规定，凹穴布置在径向外部的离合器部件上，则可以用很小的改造结构费用将已公开的空程离合器更换成根据本发明的空程离合器。
如果棘爪在轴向方向上可以移动；各个凹穴和各个棘爪互相轴向相对，则根据本发明的空程离合器的结构就可以简单地设计成为轴向空程结构。
如果定位环轴向地布置在具有凹穴和棘爪的两个离合器部件部位旁边；两个控制元件凸进到具有凹穴和棘爪的两个离合器部件部位中，则设计成为径向空程结构的空程离合器在径向方向中只要求很小的尺寸。
如果辅助棘爪元件成为与定位环隔开的弹簧元件的一部分时，则有利于进一步减少根据本发明的空程离合器的结构件数量。
所有的控制元件可以如通过曲柄与相应的棘爪一起发生作用。如果根据本发明另一个有利的替代方案规定，棘爪具有用于两个控制元件的两个导向斜坡，则控制元件和棘爪的结构特别简单，而且制造加工也很简单。
按照本发明另一个有利的替代方案规定，所有的控制元件均设计成为共同地可在棘爪的导向槽中移动的构件，则有利于减少要加工的结构件。
本发明有很多的实施例。为了进一步说明它的基本原理，在图中显示了其中的两种实施形式并作如下的说明。其中
图1是带有根据本发明空程离合器的自行车轮毂的部分截面图；图2是沿图1中的线Ⅱ-Ⅱ，通过轮毂的放大的半截面图；图3是图2中的定位环的透视图4是根据本发明的空程离合器的另一种实施形式的一个径向内部的离合器部件和一个定位环的透视图；图5是图4中径向内部的离合器部件的半截面图。
图1表示带有一个轴1和一个空程离合器2的自行车轮毂。空程离合器2用于松开或产生放置在轴1上的两个离合器部件3,4之间的形状连接，这取决于它们的互相之间的相对转动方向。两个离合器部件中的一个3设计为轮毂套筒，而另一个离合器部件4与一驱动器5一体制造。设计为轮毂套筒的离合器部件3支承两个轮辐凸缘6,7。离合器部件3、4在它们的毗邻区域中互相同心地包绕。
图2是放大地展示了图1中沿线Ⅱ-Ⅱ的空程离合器2的半截面图。径向内部的离合器部件4具有一个凸缘凹穴8。在径向外部的离合器部件3上有多个棘爪9。在各个棘爪9的端部旁分别布置着两个控制元件10,11。控制元件10,11均布置在与轴1同心旋转的定位环12上，与棘爪9的导向斜坡13,14毗连。定位环12可以相对此处作为径向空程的空程离合器2的两个离合器部件3,4作有限的偏转。辅助棘爪元件15与定位环12一体设置。辅助棘爪元件15由相对切线倾斜的弹簧元件16预张紧在凹穴8之一中。在图中示出的位置，棘爪9被布置在它的支承17区域中的控制元件11径向向外地预顶紧，这样在离合器部件4相对于离合器部件3作顺时针转动时阻止棘爪9的自由运动。用这个方法避免了棘爪9产生的噪音。
在径向内部的离合器部件4相对于径向外部的离合器部件3作顺时针方向相对旋转时，辅助棘爪元件15被径向向外压，由此径向内部的离合器部件4相对于径向外部的离合器部件3作顺时针方向旋转。在径向内部的离合器部件4相对径向外部的离合器部件3作逆时针方向旋转时，辅助棘爪元件15支撑在凹穴8之一上。由此定位环12相对离合器部件3偏转一个小的距离。布置在棘爪9的自由端上的控制元件10将棘爪9径向向内地压入凹穴8中去。此时每个棘爪9在它们的支承17区域中均支撑在径向外部的离合器部件3上。在这个相对转向中，两个离合器部件3,4之间产生了一种形状连接。
图3是图2中的定位环12的透视图。此时可以看到凸出的控制元件10,11。在图2中显示的棘爪9的支承区域17中布置的控制元件11小于棘爪9的自由端上的控制元件10。与辅助棘爪元件15和定位环12一体加工的弹簧元件16的数量与为空程离合器2设置的棘爪9的数量一样。因为只需要很小的力就可转动定位环12，所以常常只需要很少的辅助棘爪元件15。
图4表示根据本发明的空程离合器的一种实施形式。其中定位环12具有一个辅助摩擦元件18。图5是为了更清楚地表示空程离合器的实施形式的半截面图。为了简化，图中未画出在图2中显示的棘爪9和径向外部的离合器部件3。辅助摩擦元件18在定位环12内用一个角钢加固板19固定，它与位于径向内部的离合器部件4的凹穴8旁边的一段轴向毗邻。其中辅助摩擦元件18几乎伸展在径向内部的离合器部件4的整个圆周上，它有一个预定的对径向内部的离合器部件4的摩擦系数。
在径向内部的离合器部件4顺时针方向旋转时，辅助摩擦元件18被径向向外压，在继续旋转时，只有受到很小的阻力。在径向内部的离合器部件4逆时针方向旋转时，辅助摩擦元件18缠绕径向内部的离合器部件4。紧接着定位环12一起旋转。在图2中显示的放置在径向外部的离合器部件3上的棘爪9随后发生如图2所描述的运动。
权利要求
1．空程离合器，它具有一个主动的离合器部件和一个被动的离合器部件，带有一个支撑在两个离合器部件之一上的可动的棘爪，在另一个离合器部件上带有凹穴接纳该棘爪，还有一个控制元件用于移动棘爪从凹穴中出来并移动到离开凹穴的位置，其特征在于，备有第二个控制元件(10)将棘爪(9)移动到凹穴(8)中。
2．根据权利要求1所述的空程离合器，其特征在于，至少控制元件(10,11)中的一个与一个辅助棘爪元件(15)相连，辅助棘爪元件(15)在离合器部件(3,4)的规定的一种相对旋转方向中互相啮合到一个凹穴(8)中。
3．根据权利要求1所述的空程离合器，其特征在于，至少控制元件(10,11)中的一个与一个辅助摩擦元件(18)相连，并设置在两个离合器部件(3,4)之间以产生摩擦连接。
4．根据上述权利要求中至少一项所述的空程离合器，其特征在于，控制元件(10,11)和辅助棘爪(15)或辅助摩擦元件(18)布置在一个相对离合器部件(3,4)可作微小运动的定位环(12)上。
5．根据上述权利要求中至少一项所述的空程离合器，其特征在于，辅助棘爪(15)预张紧到凹穴(8)中。
6．根据上述权利要求中至少一项所述的空程离合器，其特征在于，辅助摩擦元件(18)相对具有凹穴(8)的离合器部件(4)是可以预张紧的。
7．根据上述权利要求中至少一项所述的空程离合器，其特征在于，辅助棘爪元件(15)或辅助摩擦元件(18)布置在一个与定位环(12)隔开的弹簧元件(16)上。
8．根据上述权利要求中至少一项所述的空程离合器，其特征在于，弹簧元件(16)以很小的角度倾斜于具有凹穴(8)的离合器部件(4)切线布置。
9．根据上述权利要求中至少一项所述的空程离合器，其特征在于，凹穴(8)布置在径向内部的离合器部件(4)上。
10．根据上述权利要求中至少一项所述的空程离合器，其特征在于，凹穴(8)布置在径向外部的离合器部件(3)上。
11．根据上述权利要求中至少一项所述的空程离合器，其特征在于，定位环(9)在轴向方向上是可以移动的；凹穴(8)和棘爪(9)互相轴向相对。
12．根据上述权利要求中至少一项所述的空程离合器，其特征在于，定位环(12)布置在具有凹穴(8)和棘爪(9)的两个离合器部件(3,4)部位的轴向旁边；控制元件(10,11)凸进到具有凹穴(8)和棘爪(9)的两个离合器部件(3,4)的部位中。
13．根据上述权利要求中至少一项所述的空程离合器，其特征在于，辅助棘爪元件(15)结构上设计为与定位环(12)隔开的弹簧元件(16)中的一部分。
14．根据上述权利要求中至少一项所述的空程离合器，其特征在于，棘爪(9)具有两个用于控制元件(10,11)的导向斜坡(13,14)。
15．根据上述权利要求中至少一项所述的空程离合器，其特征在于，用于控制元件(11)的导向斜坡(14)布置在棘爪(9)的支承(17)区域中。
16．根据上述权利要求中至少一项所述的空程离合器，其特征在于，控制元件(11)将棘爪(9)从凹穴(8)中移动出来，以便使棘爪保持在这个位置中和阻止棘爪啮合在凹穴(8)中。
17．根据上述权利要求中至少一项所述的空程离合器，其特征在于，控制元件(10,11)被设计成作为共同的可以在棘爪(9)的导向槽中移动的结构件。
全文摘要
在一个空程离合器(2)中,除控制元件(10,11)以外,布置在两个离合器部件(3,4)之间的各个棘爪(9)可以活动。由此空程离合器(2)不用弹簧元件夹持棘爪(9)。控制元件(10,11)紧固在一个共同的定位环(12)上。空程离合器(2)的安装特别简单和只需要很小的力就可移动各个棘爪(9)。
文档编号F16D41/30GK1320774SQ0111721
公开日2001年11月7日 申请日期2001年4月23日 优先权日2000年4月22日
发明者P·克雷格尔 申请人:Sram德国有限公司