NO334280B1 - Girskiftemekanisme - Google Patents

Description

SKIFTEMEKANISME

OPPFINNELSENS VIRKEOMRÅDE

Foreliggende oppfinnelse relaterer seg til en skiftemekanisme for flertrinns interne planetgirstrukturer for to- og trehjuls sykler, og andre helt eller delvis pedaldrevne kjøretøyer.

BAKGRUNNSINFORMASJON

Fremskritt innen terrengsykkelsporten har bragt med seg et behov for girsystem med en stor girbredde og et stort antall utvekslinger for bruk i særskilt kupert terreng, som er tilstrekkelig robust for bruk i grovt terreng, og med egenskaper som muliggjør høy ytelse i konkurransesituasjoner. Heri ligger en utfordring i at interne navgir på markedet idag i så måte ikke anses attraktive. En årsak til dette er mangelen på tilstrekkelig avanserte skiftemekanismer.

Skiftemekanismer for planetgirsystem finnes i mange variasjoner. Den beskrevet i DE19720796A1 ibefatter en styrt roterbar skiftehylse med en omkransende navaksel ikke-roterbart koblet til kjøretøyets ramme og hvilket bærer de interne planetgirmekanismene, den roterende skiftehylsen selektivt opererende paler og aksielle klutsjer. Palene er hengslet på navakselen og fjærbelastet tilbake til normalposisjon, og skiftehylsen har detenter eller kammer som løfter palene når hylsen blir rotert, dermed låsende eller løsende elementer i planetstrukturen, i tur endrende den rotasjonsmessige hastigheten til navet i forhold til den drivende enhet. I tillegg til pal-skiftemekanismer har navet aksielle klutsjer, også operert av skiftehylsen. Nevnte hylse har omkringliggende spor med et aksielt avvik, og den omkringliggende ikke-roterbare akselen har et aksielt spor gjennom hvilket en pinne er anordnet, slik at når skiftehylsen blir rotert, så vil pinnen blir dratt aksielt langs sporet etter skråningen av sporet, dermed opererende dog-klutsjer aksielt inn i moment-inngrep ved hjelp av fjærer, eller ut av inngrep. Hvis bare ett slikt spor og en pinne er benyttet per klutsj vil klutsjen ikke bli styrt jevnt langs hele dens omkrets, derimot bli dratt eller dyttet av pinnen fra det omkringliggende punkt på hvilket pinnen støter bort i den. Dette kan forårsake upresis skifting, spøkelsesskifting, og ujevn slitasje. For å sikre jevn styring kan flere pinner benyttes for å operere ringen, men dette vil redusere stivheten av den lastbærende akselen. Det er også begrenset hvor mange slike spor som kan benyttes dersom skiftehylsen skal rotere mer enn 360 grader. Bruk av flere automatiske og syv styrte paler og tanngrepsklutsjer resulterer i en tettpakket og komplisert struktur. En videre begrensning av nevnte skiftemekanisme er dens følsomhet overfor aksielle toleranseforskjeller, hvilket gjør det nødvendig med nøyaktige toleranser under produksjon av delene og utvalg av sammenpassende deler under sammenstilling.

En alternativ struktur kan sees i patent DE19745419A1, hvori skiftemekanismen har tre koblingselementer på hver side navakselen, som hver roterer rundt denne akselen. Konstruksjonen er i sin originale form særskilt kompleks, med sine flere roterende ringer av forskjellige diametre, og krever totalt seks forskjellige girskiftmekanismer for passende styring av alle utvekslingene. En spesifikk utførelsesform og tilpasning av denne strukturen er beskrevet i DE102004011052A1, hvilket er forsynt med et flertall styrte og automatiske paler, skiftemekanismer som for fagmannen ville være den første og opplagte typen for å frembringe et funksjonelt produkt av den nevnte struktur. Med tre sett paler aksielt spredt på hver side blir skiftemekanismene særlig komplekse, de tar opp mye plass aksielt og radielt, er krevende å sammenstille, følsomme for plutselig maksmoment, og det har få inngrepspunkter. Resultatet blir et komplisert, tungt og skjørt internt navgir med få utvekslinger, en smal utvekslingsbredde, vesentlig separasjon mellom hjul og ramme, og ytelse bare godt nok for bysykling på jevn asfalt.

Generelt kan man si at paler har større sannsynlighet for å bli skadet av moment-topper enn aksielle klutsjer har. Momentet som rytteren overfører på pedalene kanaliseres typisk til et kjedehjul på navet, hvilket er koblet gjennom en drivende momentaksel til planetgirmekanismene i navet. Når en pal deretter låser et planetgirelement vil momentkraften til rytteren konsentreres på et forholdsvis lite område på overflaten til palen. Detteøker sjansen for katastrofal svikt, særlig ved skifting under moment, palen kan da bli splittet eller brekke. Aksielle tanngrepsklutsjer på den andre siden, har typisk flere inngrepspunkter langs omkretsen av klutsjen, hvilket sprer det operasjonelle momentet over et mye større område, hvilket igjen reduserer sjansen for svikt. Et videre generelt trekk av både paler og pinne-styrte aksielle klutsjer er at de typisk opptar svært mye plass nær rotasjonssentrum av systemet. Disse skiftemekanismene forhindrer derfor bruken av en gjennomgående bolt for å bære lasten av de vertikale skjærkreftene. Radielt styrte paler gir også et begrenset antall låseposisjoner per rotasjon, typisk færre enn 10 forskjellige posisjoner per rotasjon. Aksielt styrte tanngreps-klutsjer derimot, gir et høyere antall låseposisjoner per rotasjon, hvilket muliggjør raskt momentinngrep. Å få til fler enn 24 posisjoner per rotasjon med aksielle dog-klutsher er enkelt og foretrukket for den tiltenkte aktive bruk i røft terreng. Både tradisjonelle paler og aksielle klutsjer øker også girenhetens følsomhet for aksielle toleranser under produksjon og sammenstilling. Paler er verst i denne sammenheng, ved å være hengslet på den stasjonære akselen på en posisjon bestemt av plasseringen til hengselen, kan de ikke flyte aksielt. Palene må bli plassert presist over kammen som opererer dem, og samtidig under planetgirelementet som de skal styre. Å plassere pinne-opererte aksielle klutsjer er tilsvarende tungvint; pinnen må være plassert i det aksielle sporet i skiftehylsen, og låse eller åpne en tanngrepsklutsj ved aksiell bevegelse av en viss avstand. Dermed må stabelen med planetgirmekanismer sammenstilles med deler som har passende aksielle toleranser, slik at paler og pinner passer perfekt med elementene de skal skifte. Hvis det ikke utøves forsiktighet under produksjon og sammenstilling kan det være at skiftemekanismene ikke vil fungere ordentlig og den endelige stabelen med girdeler vil kanskje ikke passe inni navskallet.

Fra diskusjonen ovenfor burde det være opplagt at det er behov for forbedringer i konstruksjonen av girskiftmekanismer og at den foreliggende oppfinnelsen som beskrevet representerer et vesentlig fremskritt i forhold til den kjente teknikk.

SAMMENDRAG AV OPPFINNELSEN

Hovedmålet med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en forbedret skiftemekanisme for planetgirsystem, eller mer spesifikt, en skiftemekanisme som muliggjør; aksiell flyt av planetgirstrukturen; skifting av flere aksielle klutsjer med én skiftekam; raskt momentinngrep; aksiell skifting ved bruk av en gjennomgående bolt med stor diameter; og lavkost produksjon og sammenstilling.

Et videre spesifikt mål er å tilveiebringe en mekanisme for skifting av en planetgirstruktur etter prinsippene av DE19745419A1 hvilket; muliggjør bruken av aksielle styrte skiftemekanismer; krever kun to skiftekammer for å styre den primære planetgirseksjonen; og hvilket har en smalt aksielt plassopptak.

De foregående mål kan oppnås ved å tilveiebringe en navaksel som er ikke-roterbart anordnet til en kjøretøyramme, og hvilket bærer interne planetgirmekanismer på overflaten av navakselen. På innsiden av akselen er det anordnet en skiftehylse med en kam med varierende radielle nivåer. Hylsen kan bli operativt skjøvet eller rotert, og stegene på kammen kan dermed være spredt aksielt eller omkring hylsen. For at hylsen operativt skal komme til planetgirmekanismene er akselen anordnet med en radiell boring, penetrasjon eller hull. Et ikke-hengslet skifteelement hviler på toppen av kammen på hylsen, og inne i hullet på akselen. Dette skifteelementet kan ikke bevege seg tangentielt eller aksielt forbi hullet, det vil på ethvert tidspunkt gjennom dets skiftesekvens befinnes seg i den radielle posisjonen inne i hullet, hvilende på kamnivået funnet under akselhullet. Generelt kan man si at mekanismen opererer som følger: når en operatør selektivt endrer tilstanden til akselen vil kamnivået under skifteelementet endres, hvilket dytter skifteelementet. En fjær forhindrer at elementet flytter seg forbi det gjeldende kamnivået. Når det radielle nivået av et skifterelement endrer seg vil elementer av planetgirmekanismene låses eller løses ut. Som en mer detaljert beskrivelse av hvordan skiftemekanismene fungerer, kan man se for seg at skifterhylsen er roterbar, og at kammen er delvis eller helt anordnet omkring hylsen. Når skifterhylsen blir rotert vil kammen dytte eller løse ut skifteelementet radielt gjennom åpningen i akselen, dermed utførende en frakoblende eller koblende operasjon i planetgirstrukturen. Dette kan skje enten direkte, eller gjennom forskjellige typer klutsjer. Generelt kan man si at skifteelementet søker å operativt hindre at elementer i planetgirstrukturen roterer, da låsing av slike elementer, i motsetning til å la dem rulle fritt, er hva som typiske endrer utvekslingen i slike planetgirstrukturer. En måte denne låseeffekten kan oppstå er om den radielle økningen av skifteelementet beveger skifteringer med et kileformet tverrsnitt aksielt fra hverandre, og om disse aksielle skifteringene deretter sørger for at for eksempel aksielle klutsjer eller radielle paler går inn eller ut av inngrep. For å sikre tilbakeslag til normalposisjon, kan skifteringene være fjærbelastet aksielt.

De ikke-hengslede skifteelementene kan i prinsippet ha enhver tenkelig form, for eksempel konisk, pyramidal, sfærisk, eller hvilken som helst annen type geometrisk form. Ved ikke-hengslet er ment at elementet ikke er festet eller hengslet på andre elementer i strukturen, såsom den stasjonære akselen. Hvis hullet i akselen ikke er sirkulær, derimot noe strukket ut aksielt, vil elementet kunne flyte noe aksiellt. Dette gjør det mulig for også planetgirmekanismene sin det skifter å flyte aksielt.

Hver kam har minst to forskjellige nivåer radielt, ett lavt nivå og ett høyt, hvilket gjør det mulig for kammen å styre og selektivt låse inn eller løse ut minst ett par med skifteringer, hvilket kjører ett par med tanngrepsklutsjer aksielt i inngrep, hvilket gir to forskjellige utvekslinger. Imidlertid kan en annen kam ha flerfoldige nivåer radielt, og dermed skifte mer enn ett par med radielt spredte skifteringer. Denne ene aksielt styrte skiftemekanismen kan dermed gi mer enn to forskjellige utvekslingsratioer. Hvor flerfoldige elementer skal styres innen et forholdsvis begrenset område, kan elementene være spredt radielt, men slike elementer kan også være aksielt spredt. Hvorvidt den flernivåede kamskiftemekanismen kan benyttes på en gitt planetgirstruktur avhenger av sammensetningen av den spesifikke girstrukturen. En to-girs planetgirstruktur for eksempel, trenger muligens ikke mer enn to skiftenivåer. Mer kompliserte strukturer kan imidlertid trenge flertrinns kamskiftemekanismer med fler enn to nivåer. Flerfoldige duplikater av nevnte skiftemekanisme kan være spredt på forskjellige steder inne i navgiret, for eksempel i den tidligere nevnte strukturen av DE19745419A1, en som kobler den inngående momentakselen med en av de tre forskjellige roterende ringene, en annen som kobler en av de tre roterende ringene med en mellomaksel, og dersom anordnet med en fullserieutvekslende girseksjon, kan en tredje mekanisme låse eller løse opp denne seksjonen fra direkte overføring.

Det er flerfoldige fordeler ved det nye skriftesystemet. Bruken av vanlige kulelager-kuler som ikke-hengslede elementer, og at skiftesystemet generelt består av færre og større deler, er kostnadsreduserende og forbedrer robusthet og pålitelighet. Siden den aksielle avstanden mellom klutsjringene er avhengig kun av den radielle posisjonen av det ikke-hengslede elementet, som igjen er gitt av kamhøyden, er et girsystem med nevnte skiftemekanisme mindre følsomt for forskjeller i de aksielle toleransene av stabelen av girdeler under sammenstilling, enn girsystem med tradisjonelle pal og inngreps-klutsjer vil være. Dermed vil det ikke være nødvendig å parre deler etter deres aksielle toleranser når stabelen med deler sammenstilles, hvilket vil redusere kostnaden. Styrte aksielle tanngrepsklutsjer er ikke så følsomme for moment-topper som paler er, så ved å satse kun på aksielle klutsjer, vil sluttproduktet bli mer robust. Aksielt styrte tanngrepsklutsjer muliggjør også et stort antall inngrepspunkter per rotasjon enn radielt styrte paler. Dette gir raskt inngrep etter friløp. Ved å bruke ikke-hengslede elementer med radiell operasjon, kan hullene i akselen bli frembragt som runde penetrasjoner heller enn de aksielle sporene brukt på pinne-styrte aksielle skiftemekanismer, hvilket gir en stivere aksel og mindre uønsket separasjon mellom ramme og hjul. Skiftesystemet muliggjør en reduksjon i uønsket separasjon mellom ramme og hjul også ved at klutsjene kan plasseres radielt lenger vekk fra det rotasjonsmessige sentrum, hvilket muliggjør bruken av en gjennomgående vertikalskjærkraft-lastbærende bolt. Ved å benytte de nye aksielle flytende mekanismene på den nevnte planetgirstrukturen, kan det realiseres et system med 14 utvekslinger som er styrt med kun tre skiftemekanismer.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til bruk innen et nav av et hjul, og kan for eksempel benyttes til å skifte en mellomakselmekanisme og være anordnet for denne hensikt på en plassering mellom kranklageret og navet av en av de to hjulene på sykkelen etter sykkelkonstruktørens ønske, i hvilket tilfelle girmekanismene kunne være tilkoblet via hensiktsmessige kjedehjul, kjeder eller tilvarende på den drevne siden med kranklageret, og på den drivende siden med et hjul, eller inne i kranklageret hvis slikt anses hensiktsmessig.

Detaljerte beskrivelser av de foretrukne utførelsesformene er presentert nedenfor, med henvisning til de respektive figurer og modeller.

KORT BESKRIVELSE AVTEGNINGENE

Figur 1 viser et lengdesnitt av et flertrinns girsystem i samsvar med oppfinnelsen,

Fig. 2a, 3a og 4a viser tverrsnitt av de inngående girskiftmekanismene av den primære planetgirenheten, de utgående girskiftmekanismene av den primære planetgirenheten, og den sekundære planetgirenhetens skiftemekanisme henholdsvis, Figur 2b, 3b, og 4b viser tverrsnitt av skiftehylsen over den innkommende skiftekammen, den utgående skiftekammen, og den sekundære planetgirenheten henholdsvis, Figur 2c, 3c, og 4c viser i detalj den inngående girskiftmekanismen, den utgående girskiftmekanismen, og den sekundære planetgirenhetens skiftemekanisme henholdsvis,

Figur 5a, 5b, og 5c viser skjematisk de tre foretrukne utførelsesformene,

Figur 6 viser et snitt av giret der enkelte elementer er utelatt for et bedre overblikk,

Figur 7 viser hovedakselen med integrert solhjul,

Figur 8a og 8b viser den prinsipielle strukturen av skiftemekanismene på et lavt og et høyt kamnivå henholdsvis, Figur 9 viser et diagram der bolt-diameter er plottet mot maksimal forspenning gitt bolter av to forskjellige materialer, Figur 10 viser en delvis snitt av grensesnittet grensesnitt-området mellom ramme og hjul.

BESKRIVELSE AV DE FORETRUKNE UTFØRELSESFORMER

Figur 1 viser en foretrukket utførelsesform av det flertrinns planetnavgiret, bestående av et navskall 1 med eikefester 2, for eiker (ikke vist) av et hjul, roterbart anordnet på en hul lastbærende intern aksel 7. Ikke-roterbart festet til en ende av den interne akselen 7 er en momentarm 14 som overfører moment fra den interne akselen 7 til sykkelrammen 10. En klemme eller bolter 5 blir benyttet for å feste en bremseskive 6 til navskallet 1.1 en ende av den interne akselen 7 er et venstre endestykke 9 ikke-roterbart festet til den interne akselen 7.1 den motsatte enden er et høyre endestykke 12 ikke-roterbart montert til den interne akselen 7. En last-bærende hurtigkobling-operert gjennomgående bolt 15 er skjøvet gjennom den lastbærende interne akselen7.

Det flertrinns planetnavgiret ibefatter også en primær planetgirenhet 18, en mellomaksel 21, og en sekundær planetgirenhet 23, hvori den primære planetgirenheten 18 er selektivt koblbar med den roterende inngående momentakselen 19 gjennom den inngående girskiftmekanismen 20 og selektivt koblbar gjennom den utgående girskiftmekanismen 22 til mellomakselen 21, og mellomakselen 21 er selektivt koblbar med det sekundære planetgirenheten 23 ved en girskiftmekanisme 65, overførende utgående moment til navskallet 1 gjennom det utgående elementet 66 av den sekundære planetgirenheten 23. Reaksjonsmomentet fra den primære planetgirenheten 18 og den sekundære planetgirenheten 23 er overført til den interne akselen 7.

Den hurtigkobling-opererte gjennomgående bolten 15 blir skjøvet gjennom den interne tunnellen i skiftehylsen 25, som videre strekker seg gjennom den interne akselen 7. Med henvisning til figur 10, den gjennomgående bolten 15 strekker seg forbi navet og gjennom kjøretøysrammen 10 på begge aksielle sider av navet, og i den foretrukne utførelsesformen, strammer med en hurtigkobling rammen 10 mot navet, overvinner med denne forspenning separasjonskreftene som måtte oppstå mellom rammen og delene under bruk, fester rammen til navet, hvilket holder hjulet og rammen 10 fast sammenkoblet. Den lastbærende gjennomgående bolten 15 hviler på det venstre endestykket 9 og det høyre endestykket 12, og dermed på den interne akselen 7. Dets 15 ytre diameter tilsvarer den indre diameteren av den interne tunnellen av skiftehylsen 25. Den gjennomgående bolten bærer lasten av skjærkraften mellom navet og rammen, forskjellen mellom den vertikale nedadrettede kraften illustrert som Fvl og den vertikale oppadrettede kraften illustrert som Fv2, og dets hurtigkoblingsmekanisme forspenner rammen mot navet, utøvende aksiell forspenning Fa, hvilket forhindrer aksiell ramme-hjul separasjon. I en foretrukken utførelsesform er diameteren til bolten lOmm, og den roterbare skiftehylsen 25 har en tilsvarende intern diametere på ØlOmm. Alle planetgirmekanismer, den fulle aksielle lengden av navet, er plassert på en tilstrekkelig radiell avstand fra rotasjonssentrum av navet til at bruken av en gjennomgående bolt 15 muliggjøres.

Inngående moment er overført fra sykkelens kjede (ikke vist), roterende et kjedehjul 32, hvilket er ikke-roterbart koblet til den roterbare inngående momentakselen 19, overførende moment fra den inngående girskiftmekanismen 20. Den inngående girskiftmekanismen 20 overfører moment til enten det indre 33, midtre 34, eller det ytre 35 roterende elementet av den primære planetgirenhet 18. Nevnte element 33, 34 og 35 roterer alltid med same ratio av roterende hastighet i forhold til hverandre, der det indre elementet 33 roterer med lavest hastighet og det ytre elementet 35 med den høyeste hastigheten.

Flerfoldige utførelsesformer er her forestillbart; den første og foretrukne slike er fremstilt skjematisk i figur 5a. Det består av tre planetgirseksjoner; en første planetgirseksjon 82, som har et solhjul 84, en planetholder 85, et ringhjul 86 og planethjul 103, en andre planetgirseksjon 83, som har et solhjul 87, en planetholder 88, et ringhjul 89 og planethjul 104, og en tredje planetgirseksjon 23, som har et solhjul 98, en planetholder 100, et ringhjul 101 og planethjul 99. Planetgirseksjonene 82, 83, og 23 er koblet sammen som følger; solhjulet 84 av den første planetgirseksjonen 82 er ikke-roterbart koblet til planetholderen 88 av den andre planetgirseksjonen 83, ringhjulet 89 av den andre planetgirseksjonen 83 er ikke-roterbart koblet til planetholderen 85 av den første planetgirseksjonen 82, ringhjulet 86 av den første planetgirseksjonen 82 omkranser den andre planetgirseksjonen 83, og solhjulet 87 av den andre planetgirseksjonen 83 er ikke-roterbart koblet til akselen 7. Alternative utvekslinger er muliggjort ved å selektiv koble den inngående momentakselen 19 til solhjulet 84 av den første planetgirseksjonen 82, planetholderen 85 av den første planetgirseksjonen 82 eller ringhjulet 86 av den første planetgirseksjonen 82, og selektivt koble ringhjulet 89 av den andre planetgirseksjonen 83, ringhjulet 86 av den første planetgirseksjonen 82 eller planetholderen 88 av den andre planetseksjonen 83, til den utgående momentakselen 21. Den tredje planetseksjonen 23 er koblet til den andre planetseksjonen 83 gjennom mellomakselen 21, hvilket er i inngrep med solhjulet 98 av den tredje planetseksjonen 23, hvilket er i inngrep med minst én enkeltplanet 99 av den tredje planetseksjonen 23, hvilket er i inngrep med ringhjulet 101 av den tredje planetseksjonen 23, hvilket er koblet med den lastbærende interne akselen 7 gjennom en automatisk frihjulskobling 72. Solhjulet 98 av den tredje planetseksjonen 23 og mellomakselen 21 er selektivt koblbar til ringhjulet 101 av den tredje planetseksjonen 23, låsende seksjonen til direkt overføring. Planetholderen 100 av den tredje planetseksjonen 23 kobler til navskallet 1 gjennom det utgående elementet 66 av den tredje planetseksjonen 23.

En andre utførelsesform er vist skjematisk i figur 5b og består også av tre planetgirseksjoner; en første planetgirseksjon 90, som har et solhjul 92, en planetholder 93, et ringhjul 94 og planethjul 111, en andre planetgirseksjon 91, hvilket har et solhjul 95, en planetholder 96, et ringhjul 97 og planethjul 112. Girseksjonene 90, 91 er koblet sammen som følger; solhjulet 92 av den første planetgirseksjonen 90 er ikke-roterbart koblet til akselen 7, ringhjulet 97 av den andre planetgirseksjonen 91 omkranser den første planetgirseksjonen 90, planetholderen 96 av den andre planetgirseksjonen 91 er ikke-roterbart koblet til ringhjulet 94 av den første planetgirseksjonen 90, og planetholderen 93 av den første planetgirseksjonen 90 er ikke-roterbart koblet til solhjulet 95 av den andre planetgirseksjonen 91. Alternative utvekslinger er muliggjort ved å selektiv koble den inngående momentakselen 19 til ringhjulet 97 av den andre planetgirseksjonen 91, ringhjulet 94 av den første planetgirseksjonen 90 eller planetholderen 93 av den første planetgirseksjonen 90, og selektivt koble solhjulet 95 av den andre planetgirseksjonen 91, planetholderen 96 av den andre planetgirseksjonen 91 eller ringhjulet 97 av den andre planetgirseksjonen 91 til den utgående momentakselen 21. Den tredje planetgirseksjonen 23 er i denne utførelsesformen identisk med den tredje planetgirseksjonen 23 av utførelsesformen av figur 5.

En tredje utførelsesform er vist skjematisk i figur 5c, og består av fire planetgirseksjoner; en første planetgirseksjon 82 eller 90, har et solhjul 84 eller 92, en planetholder 85 eller 96, et ringhjul 86 eller 97 og planetgir 103 eller 111, en andre planetgirseksjon 83 eller 91, som har et solhjul 87 eller 95, en planetholder 88 eller 96, et ringhjul 89 eller 97 og planethjul 104 eller 112, en tredje 113 og en fjerde planetgirseksjon 114 med et tredje solhjul 105 koblet til den andre planetgirseksjonen 83 eller 91 gjennom mellomakselen 21, solhjulet 105 av planetgirseksjonen 113, er i inngrep med minst ett planethjul 106 av den tredje planetseksjonen 113, planethjulene 106 av den tredje planetgirseksjonen 113 er ikke-roterbart koblet til planethjulene 108 av den fjerde planetgirseksjonen 114, hvilket er i inngrep mot ringhjulet 109 av den fjerde planetgirseksjonen 114, hvilket er koblet til den bærende akselen 7 gjennom en automatisk frihjulskobling 72. Solhjulet 105 av den tredje planetgirseksjonen 113 og mellomakselen 21 er selektivt koblbare til ringhjulet 109 av den fjerde planetgirseksjonen 114, låsende den tredje 113 og den fjerde 114 planetgirseksjonen til direkte overføring. Planetholderen 100 av den tredje 113 og den fjerde 114 planetseksjonen kobles til navskallet 1 gjennom det utgående elementet 66 av den tredje planetgirseksjonen 113. Alternative inngående og utgående elementer av den tredje og fjerde planetgirseksjon er tenkbare der dette er kjent teknikk.

Som kan bli sett i figur 7 er solhjulet 87 maskinert ut av materialet til akselen 7. Hullene 73, 74, 75 gjennom hvilket skiftekulene 37, 51, 71 (vist i figurene 1, 2c, 3c og 4c) opererer skifteringene 38, 39; 52, 53; 69, 70 (vist i figurene 1, 2c, 3c og 4c) er ikke aksielle spor, derimot relativt runde hvis ikke sirkulære penetrasjoner av akselen 7. I den foretrukne utførelsesformen kan skiftekulene 37, 51, 71 bevege seg aksielt og radielt men ikke tangentielt til akselen 7. Dette vil bli forklart i detalj nedenfor.

Skiftemekanismer i henhold til den foreliggende oppfinnelsen vil nå bli beskrevet. Skiftemekanismene er skjematisk vist i figurene 5a-c. Siden skiftemekanismene i figurene 5a-c fungerer på samme vis, vil bare mekanismene i figur 5a bli forklart i detalj. Gitt denne forklaringen vil det være opplagt for en fagmann hvordan skiftemekanismene i figur 5b og 5c vil fungere.

Med henvisning til figur 5a består skiftemekanismene av en inngående girskiftmekanisme 20, en utgående girskiftmekanisme 22 og en sekundær girskiftmekanisme 65. Den inngående girskiftmekanismen 20 har tre medlemmer 41,40,44 hvilket selektivt overfører rotasjonen av den inngående momentakselen 19 til et av de følgende elementene av den første planetgirseksjonen 82: solhjulet 84, planetholderen 85 eller ringhjulet 86. Den utgående girskiftmekanismen 22 har tre medlemmer 55, 54, 58, hvilket selektivt overfører rotasjonen av en av de følgende elementene: enten ringhjulet 86 av den første planetgirseksjonen 82, ringhjulet 89 av den andre planetgirseksjonen 83, eller planetholderen 88 av den andre planetgirseksjonen 83, til solhjulet 98 av den tredje planetgirseksjonen 23.

Girskiftmekanismene vil nå bli beskrevet i detalj. Med henvisning til figurene 8a og 8b, vil først det generelle prinsippet bli forklart. Figur 8a viser hvordan skiftemekanismen er i en lukket, låst posisjon, figur 8b viser skiftemekanismen i en åpen, fri posisjon. To kileformede ringer 200,201 kan enten være fri til å bevege seg aksielt, eller en av dem kan fungere som referanse og være aksielt festet til akselen 202, mens den andre vil separere skifteringene 203, 204. De to skifteringene 203, 204 kan enten være av toveis låsende, tanngreps-klutch type, eller frihjuls, enveis låsende. Vinkelen eller profilen av kileoverflåtene 200a, 201a av kileringene 200, 201 kan varieres for å optimalisere skiftekarakteristikken. Skifteringene 200, 201 er fortrinnsvis rotasjonsmessig låst til akselen 202. Kilering-paret 200,201 blir separert av et skifteelement 207 i form av en kule. Skifteelementet 207 er aksielt posisjonert av en skiftekam 208. Skifteelementet 207 er tangensielt posisjonert av et spor 210 i akselen 202 men fri til å bevege seg radielt og aksielt i sporet. Den inngående skifteringen er 203 rotasjonsmessig last til den inngående akselen 205, med flyttbar aksielt, og forhåndslastet av en fjær 209. De utgående skfiteringene 204 er rotasjonsmessig låst av en utgående aksel 206 og enten fri til å bevege seg aksielt og forhåndslastet av en fjær på et tilsvarende vis som den inngående skifteringen 203, eller aksielt posisjonert av den utgående akselen 206. En kam 208 er plassert på den roterbare skiftehylsen 211 og ibefatter to høye nivåer 208a og to lave nivåer 208b. Avhengig av den rotasjonsmessige vinkelen på skiftehylsen 211, vil skifteelementet hvile på et av de høye nivåene 208a eller på et av de lave nivåene 208b. Uavhengig av den aksielle posisjonen av de tilstøtende elementene 205, 206 og den aksielle posisjonen av kileringene 200, 201, vil skifteelementet 207 separere de to kileringene 200, 201 og de to skifteringene 203, 204 med en spesifikk aksiell avstand, avhengig kun av den radielle posisjonen av skifteelementet 207, gitt av kamhøyden 208a, 208b, hvilket gjør skiftesystemet uavhengig av aksielle toleranser i stabelen av komponenter i girboksen. De generelt beskrevne skiftemekanismene kan benyttes for skifting av i prinsipp et hvilket som helst planetgirsystem for manuelt drevne kjøretøyer, uavhengig av f.eks. antall utvekslinger eller struktur av planetgirmekanismene eller planetgirets seksjoner.

Med henvisning til den foretrukne utførelsesformen og figur 1 vil nå girskiftmekanismene bli beskrevet i større detalj. Inne i den innvendige akselen 7 er det anordnet en selektivt roterbar skiftehylse 25. Skiftehylsen 25 er koblet sammen med skifteaktuatoren 26. For å skifte utveksling blir den roterbare skiftehylsen 25 rotert mellom skifteposisjoner ved bruk av skifteaktuatoren 26. Styringen av skifteaktuatoren 26 er ikke forklart her, da den er basert på teknologi hvilket som sådan er kjent for fagmannen. En indekseringsmekanisme 27 forsikrer at skiftehylsen 25 er posisjonert i riktig skifteposisjon for å gi den ønskede utvekslingsratio. Indekseringsmekanismen ibefatter en pluralitet av indekseringskuler 28. Indekseringskulene 28 er fjærbelastet av en indekseringsfjær 29, hvilket dytter indekseringskulene 28 mot en indekseringsring 30, hvilket er permanent festet til skiftehylsen 25. Når kulene 28 er i detentene av indekseringsringen 30, står skiftehylsen stasjonært, og når aktuatoren 26 roterer skiftehylsen 25, vil indekseringskulene 28 bevege seg over indekseringsringen 30, fra én detent til en annen, inntil skiftehylsen 25 igjen står stasjonært. Dette sikrer at skiftekammene 36, 50, 64 på den roterbare skiftehylsen 25 er posisjonert i den riktige skifteposisjonen til å gi den ønskede utvekslingen, og eliminerer behovet for indeksregulering i rytterens skift-operatør (ikke vist). Skiftehylsen 25 ibefatter en inngående skiftekam36, hvilket virker på to inngående skiftekuler37(hvor kun én er vist i figur 1). Den ibefatter også en utgående skiftekam 50, hvilket fungerer på to utgående skifteballer 51 (hvor kun ett er vist i figur 1). Den primære planetgirseksjonen 18 er opererte med kun disse inngående 37 og utgående skiftekulene 51.

Den inngående skiftekammen 36 er vist i detalj i figur 2b, hvilket viser et tverrsnitt av skiftehylsen 25. Kammen 36 ibefatter to diametralt motsatte første høye kamnivåer 47, to diametralt motsatt andre høye kamnivåer 47a, to diametralt motsatt første midtre kamnivåer 48, to diametralt motsatte andre midtre kamnivåer 48a og to diametralt motsatt lave kam nivåer 49. Figur 2c viser funksjonen av den inngående girskiftmekanismen 20 i detalj. De inngående skiftekulene 37 virker mot en første inngående skiftering 38 på én side og en andre inngående skiftering 39 på den motsatte siden, til å dytte disse ringene aksielt fra hverandre imot fjærkraften ytet av de inngående girkontrollfjærene 43. Skifteringene 38, 39 er ikke fri til å rotere i forhold til hovedakselen 7. Den første inngående skifteringen 38 dytter mot et indre skifteelement 41 av den inngående girskiftmekanismen 20. Det indre skifteelementet 41 har en tannseksjon 41a. Den andre inngående skifteringen 39 dytter mot det indre elementet 33 av den primære planetgirenheten 18. Det indre elementet 33 har en tannseksjon 33a som går i inngrep med tannseksjonen 41a av det indre skifteelementet 41. Derav vil bevegelsen av kammene 36 bringe de indre elementene 41 og 33 inn og ut av rotasjonsmessig kobling. Tannseksjonene 41a og 33a vil være ute av kobling når de inngående kulene 37 hviler mot de midtre kamnivåene 48 og 48a og de høye kamnivåene 47 og 47a. De indre skifteelementene 41 dytter mot et midtre skifteelement 40, hvilket har en tannseksjon 40a som går i inngrep med en tannseksjon 33a på det midtre elementet 33 av den primære planetgirseksjonen 18. Det indre skifteelementet 41 har en viss frihetsgrad slik at når den første inngående skifteringen 38 dytter mot det indre skifteelementet 41, vil det indre skifteelementet 41 bevege seg en viss avstand før det støter mot det midtre skifteelementet 40. Dermed vil rotasjonsmessig kobling mellom det midtre skifteelementet 40 og det midtre elementet 33 ikke bli brutt før kulene 37 ligger på toppen av de høye nivåene 47 eller 47a av kammene 36. De inngående skifteelementene 41,40,44 er alle rotasjonsmessig koblet til den inngående momentakselen 19.

Den utgående skiftekammen 50 er vist i detalj i figur 3b, hvilket viser et tverrsnitt av skiftehylsen 25. Kammen 50 ibefatter to diametralt motsatte høye kamnivåer 61, to diametralt motsatte første midtre kamnivåer 62, to diametralt motsatte andre midtre kamnivåer 62a, to diametralt motsatte første lave kamnivåer 63 og to diametralt motsatte andre lave kamnivåer 63a. Figur 3c viser funksjonen av den utgående girskiftmekanismen 22 i detalj. De utgående skiftekulene 51 fungerer mot en første utgående skiftering 52 på den ene siden og en andre utgående skiftering 53 på den andre siden, til å dytte disse ringene aksielt fra hverandre imot fjærkraften ytet av de utgående girkontrollfjærer 57. De første utgående skifteringene 52 dytter imot et utgående skifteelement 55, hvilket har en tannseksjon 55a som går i inngrep med en tannseksjon 35a av det ytre elementet 35 av den primære enheten. Det ytre skifteelementet 55 er bragt ut av inngrep med det ytre elementet 35 når skiftekulene 51 ligger mot de midtre nivåene 62 og 62a og det høyere nivået 61 av kammene 50. Når det ytre skifteelementet 55 har blitt skiftet en viss avstand aksielt vekk fra det ytre elementet 35 vil det støte mot et midtre skifteelement 54 og bære denne aksielt også. Det midtre skifteelementet 54 har en tannseksjon 54a som er i inngrep med en tannseksjon 34a på det midtre elementet 34 av den primære planetgirenheten 18. Det midtre skifteelementet 54 og det midtre elementet 34 er ute av rotasjonsmessig inngrep når skiftekulene 51 hviler på de høye nivåene 61 av kammene 50. Når rotasjonen av skiftehylsen beveger de forskjellige nivåene av kammene 36 og 50 til å dytte kulene 37, 51 radielt, vil de inngående skifteringene 38,39 og de utgående skifteringene 52,53 dyttes aksielt fra hverandre og avhengig av hvilket nivå på kammene 36, 50 skiftekulene 37, 51 befinner seg på toppen av, dytte ett eller flere av elementene 33, 41; 34,40; 55, 35; 54, 34 ut av rotasjonsmessig kobling.

Med henvisning til figur 2a vil valg av utveksling ved den inngående girskiftmekanismen 20 med dets tre medlemmer 40, 41, og 44 bli forklart. Det inngående ytre elementet 44 er ikke-roterbart koblet til det ytre elementet 35 av den primære planetgirenheten 18 og overfører moment når de to andre inngående skifteelementene 40, 41 ikke er i inngrep. Den inngående midtre styrte skiftemekanismen 40 og den inngående indre styrte skiftemekanismen 41 har delvis uavhengig styring da de har frihet til å bevege seg aksielt uavhengig av hverandre men ikke radielt eller roterbart. Den inngående skiftekammen 36 på den roterbare skiftehylsen 25 beveger de inngående skiftekulene 37 radielt over tre forskjellige nivåer, som forklart ovenfor og vist i figur 2b. Skiftesekvensen er gjentatt ved 180 graders rotasjon av den roterbare skiftehylsen 25, slik at to inngående skiftekammer 36 er ikke-roterbart, omkringliggende, sekvensielt koblet til den roterbare skiftehylsen 25, hver med to sett med tre kamnivåer 47, 48, og 49 og en inngående skiftekule 37 assosiert med hvert sett av kamnivåer. Når skiftekulene 37 beveger seg radielt vekk fra midtakselen dytter de fra hverandre to inngående skifteringer 38, 39. Den inngående girskiftmekanismen 20 ibefatter tre låsefunksjoner, hvor to inngående styrte girskiftmekanismer 41, 40 ibefatter styrte aksielle bevegelige tannkoblinger 42 låst av fjærer 43, og en inngående ytre automatisk frihjulskobling 44, hvilket ibefatter paler 45 og en betannet ring 46 (se figur 2a). Den ytre frihjulskoblingen 44 overfører moment når den inngående girskiftmekanismen 40, 41 er åpen. Alternativt kan denne mekanismen 44 konstrueres som en aksielt bevegelig betannet tanngrepsklutsj tilsvarende de av de inngående styrte girskiftmekanisme 41,40.

Begge de inngående styrte girskiftmekanismene 40, 41 har mulighet for friløp når de er i inngrep. Når de inngående skiftekammene 36 på den roterbare skiftehylsen 25 tilsier at de inngående skiftekulene 37 er i deres ytterste posisjon 47 og de inngående skifteringene 38, 39 er dyttet lengst fra hverandre, vil begge de inngående girskiftmekanismene 40, 41 være ute av inngrep og momentet fra kjedehjulet 32 bli overført gjennom den inngående ytre automatiske frihjulskoblingen 44 fra den inngående momentakselen 19 til det ytre roterende elementet 35 av den primære planetgirenheten 18. Når den inngående skiftekammen 36 på den roterbare skiftehylsen 25 flytter de inngående skiftekulene 37 til deres midtre posisjon 48, vil de indre skifteringene 38, 39 beveges sammen slik at den inngående midtre styrte girskiftmekanismen 40 av den inngående girskiftmekanismen 20 går i inngrep med det midtre roterende elementet 34 av den primære planetgirenheten 18. Momentet fra kjedehjulet 32 blir nå overført gjennom den inngående midtre styrte girskiftmekanismen40av den inngående girskiftmekanismen20til det midtre roterende elementet 34 av den primære planetgirenheten 18. I denne posisjonen, vil den inngående frihjulskoblingen 44 være i friløp. Når den inngående skiftekammen 36 på den roterbare skiftehylsen 25 beveger de inngående skiftekulene 37 til deres innerposisjoner 49 vil de inngående skifteringene 38, 39 bevege seg inn i inngrep med hverandre slik at den inngående indre styrte girskiftmekanismen 41 av den inngående girskiftmekanismen 20 er i inngrep med det indre roterende elementet 33 av den primære planetgirenheten 18. Momentet fra kjedehjulet 32 blir nå overført gjennom de den inngående indre girskiftmekanismen 41 av den inngående girskiftmekanismen 20 til det indre roterende elementet 33 av den primære planetgirenheten 18. I denne posisjonen vil både den inngående midtre styrte girskiftmekanismen 40 og den inngående ytre automatiske frihjulskoblingen 44 være i friløp.

Figur 3a viser et tverrsnitt av den utgående girskiftmekanismen 22 med dets tre elementer 54, 55, og 58. Det utgående indre elementet 58 overfører moment når de to utgående girskiftmekanismene 54, 55 ikke er i inngrep. Den utgående midtre girskiftmekanismen 54 og den utgående ytre girskiftmekanismen 55 har delvis uavhengig styring da de har frihet til å bevege seg aksielt uavhengig av hverandre men ikke radielt eller roterbart. Utgående moment fra enten de indre 33, midtre 34 eller ytre 35 roterende elementer av den primære planetgirenhet 18 er overført til mellomakselen 21 gjennom den utgående girskiftmekanismen 22. Den utgående skiftekammen 50 på den roterbare skiftehylsen 25 beveger de utgående skifterkulene 51 radielt i tre forskjellige nivåer. Figur 3c viser et tverrsnitt av den utgående girskiftmekanismen 22 av den primære planetgirenheten 18, med skiftesekvensen gjentatt ved 180 graders rotasjon av den roterbare skiftehylsen 25. To utgående skiftekammer 50 er ikke-roterbart, omkringliggende, sekvensielt koblet til den roterbare skiftehylsen 25, hver med tre kamnivåer 61, 62, 63, og hver assossiert med en utgående skiftekule 51. Når de beveger seg radielt vekk fra skiftehylsen 25 vil skiftekulene 51 aksielt dytte fra hverandre to utgående skifteringer 52, 53. Den utgående girskiftmekanismen 22 ibefatter tre låsefunksjoner, hvor to utgående styrte girskiftmekanismer 54, 55, ibefattende styrte aksielle bevegelige tannkoblinger 56 (se figur 3a) låst av fjærer 57, og en utgående indre automatisk frihjulskobling 58, hvilket ibefatter paler 59 og en betannet ring 60 (se figur 3a) hvilket overfører moment når de to utgående styrte girskiftmekanismene 54, 55 er åpne. Alternativt kan mekanismene konstrueres som en aksielt bevegelig betannet tanngrepsklutsj, tilsvarende de av de utgående styrte girskiftmekanismene 54,55.

Begge de utgående styrte girskiftmekanismene 54, 55 har mulighet for friløp når de er i inngrep. Når den utgående skiftekammen 50 på den roterbare skiftehylsen 25 tilsier at de utgående skiftekulene 51 er i deres ytterste posisjon 61 og de utgående skifteringene 52, 53, er dyttet lengst fra hverandre, vil begge de utgående styrte girskiftmekanismene 54, 55 være ute av inngrep og momentet bli overført gjennom den utgående automatiske frihjulskoblingen 58 fra det indre roterende elementet 33 av den primære planetgirenheten 18 til mellomakselen 21. Når den utgående skiftekammen 50 på den roterbare skiftehylsen 25 beveger de utgående skiftekulene 51 inn i deres midterste posisjoner 62 vil de utgående skifteringene 52, 53 bevege seg sammen slik at de utgående midtre styrte girskiftmekanismene 54 av den utgående girskiftmekanismen 22 går i inngrep med det midtre roterende elementet 34 av den primære planetgirenheten 18. Momentet overføres nå gjennom den utgående midtre styrte girskiftmekanismen 54 av den utgående girskiftmekanismen 22 fra det midtre roterende elementet 34 av den primære planetgirenheten 18 til mellomakselen 21. I denne posisjonen er den utgående automatiske frihjulskoblingen 58 i friløp. Når den utgående skiftekammen 50 på den roterbare skiftehylsen 25 beveger de utgående skiftekulene 51 inn i deres indre posisjoner 63 vil de utgående skifteringene 52, 53 bli beveget mot hverandre slik at den utgående ytre styrte kontrollmekanismen 55 av den utgående girskiftmekanismen 22 går i inngrep med det ytre roterende elementet 35 av den primære planetgirenheten 18. Momentet er nå overført gjennom den utgående ytre styrte girskiftmekanismen 55 av den utgående girskiftmekanismen 22 fra det ytre roterende elementet 35 av den primære planetgirenheten 18 til mellomakselen 21.1 denne posisjonene er både dem midtre styrte girskiftmekanismen 54 og den utgående automatiske frihjulskoblingen 58 i friløp.

Som vist i figur 1 overføres momentet fra mellomakselen 21 til den sekundære planetgirenheten 23. Nevnte girskiftemekanisme styres av det sekundære planetgirkammer 64 på den roterbare skiftehylsen 25. De sekundære planetgirkammene 64a og 64b er vist i figurene 4a og 4b. De to kammene 64a, 64b er spredt 180° i forhold til hverandre langs omkretsen av shifterhylsen 25. Da bruken av to skiftekuler 71 er foretrukket for skifting av den sekundære planetgirenheten 23, er disse plassert noe aksielt forskjøvet i forhold til hverandre, og er hver styrt av en dedikert kam 64a eller 64b. Med 360 graders rotasjon av den roterbare skiftehylsen 25 girer den primære planetgirenheten 18 gjennom hele dens utvekslingsserie to ganger, én der den sekundære planetgirenheten 23 er låst til direkt overføring, og én der den ikke er låst.

Figur 4c viser girskiftmekanismen 65 av den tredje planetgirseksjonen 23 i detalj. Den ibefatter en første skiftering 69 og en andre skiftering 70, hvilket er forspent mot hverandre av den sekundære enhetens skiftefjær 68. Den første skifteringen 69 støter mot et koblingselement 67a hvilket har en tannseksjon 67 som er i inngrep med en tannseksjon 115a på et indre utgående element 115. Koblingselementet 67a er rotasjonsmessig låst til mellomakselen 21 gjennom inngripende tenner 67b. Mellomakselen 21 er videre rotasjonsmessig låst til det utgående elementet 66 av den sekundære planetgirenheten 23. Skifteringene 69, 70 er aksielt bevegelige men rotasjonsmessig låst til mellomakselen 21 og et tredje solhjul 98 (se figur 5a) henholdsvis. Med henvisning til figur 5a, den sekundære enheten ibefatter et solhjul 98, i inngrep med planethjul 99, montert i en planetholder 100 og i inngrep med et ringhjul 101. I den foretrukne utførelsesformer er planethjulene 99 av en enkel type, mens en annen utførelsesform ville ibefatte doble planethjul.

Den sekundære planetgirseksjonen 23 er styrt av girskiftmekanismen 65, vist i figurene 4a-c. Denne girskiftmekanismen avgjør hvorvidt hastigheten er redusert eller overført direkte fra mellomakselen 21 til det utgående elementet 66 av den sekundære planetgirseksjonen 23. Girskiftmekanismen 65 ibefatter tannkoblinger 67, lukket av fjærer 68 og åpnet med skifteringer 69, 70, dyttet fra hverandre med skiftekuler 71, aksielt styrt av skiftekammer 64, ikke-roterbart periferisk koblet til den roterbare skiftehylsen 25. Når girskiftmekanismen 65 er lukket, dvs når tannseksjonenen 67 og 105a er i inngrep, vil den sekundære planetgirseksjonen 23 rotere som en integrert del av mellomakselen 21. En frihjulskobling 72 overfører reaksjonsmomentet fra den sekundære planetgirseksjonen 23 til hovedakselen 7. Ikke-roterbart koblet til den roterbare skiftehylsen 25 er to sekundære planetgir-skiftekammer 64, hver med to skiftekuler 71, som er aksielt forskjøvet og rotert 180° i forhold til hverandre. Skiftekulene 71 virker mot de to skifteringene 69,70.

Når den sekundære planetgirenheten 23 ikke er i operasjon og momentet er overført direkte fra mellomakselen 21 til det utgående elementet 66 vil frihjulskoblingen 72 forsikre at den sekundære planetgirenheten 23 kan rotere med frihjulsretningen rundt den lastbærende interne akselen 7. Momentet er overført fra det utgående elementet 66 av den sekundære planetgirenheten 23 av navskallet 1.

Oppfinnelsen har nå blitt forklart ved hjelp av en ikke-begrensende utførelsesform. Mens kun utvalgte utførelsesformer har blitt valgt for å illustrerer den foreliggende oppfinnelsen, vil det fra denne publikasjon være opplagt for en fagmann at implementering av et utall variasjoner og modifikasjoner av oppfinnelsen som definert i de vedlagte krav kan bli gjort uten å avvike fra rammen av oppfinnelsen. For eksempel kan størrelsen, formen, plasseringen og orienteringen av de forskjellige komponenter forandres etter oppfinnerens ønske, deler vist direkte sammenkoblet eller i kontakt med hverandre kan ha mellomliggende strukturer plassert imellom dem, funksjonene av ett element kan bli utført av flere, og vica versa, strukturene og funksjonene av én utførelsesform kan bli antatt i en annen utførelsesform, og det er ikke nødvendig for alle fordeler å være tilstede i en gitt utførelsesform på et hvilket som helst tidspunkt. Hvert trekk som er unikt fra kjent teknikk, alene eller i kombinasjon med andre trekk, skal også anses for uavhengige oppfinnelser utført av oppfinneren, og inkluderende de strukturelle og/eller funksjonelle konsepter inkludert av slik et trekk. De foregående beskrivelser av utførelsesformene i henhold til den foreliggende oppfinnelsen er tilveiebragt kun for illustrasjon, og ikke med den hensikt å begrense oppfinnelsen slik den er definert i de vedlagte krav og deres tilsvarende.

Claims (13)

1. En skiftemekanisme for et flertrinns girsystem for manuelt drevne kjøretøy, inneholdende; en aksel ikke-roterbart koblet til kjøretøyet; en selektivt styrt skiftehylse; og en styrt skifteoperatør, hvori; akselen definerer det rotasjonsmessige sentrum; akselen er anordnet med en radielt gjennomtrengende boring; skiftehylsen er anordnet med en kam med mer enn ett radielt nivå; skiftehylsen er omkranset av akselen; kammen er anordnet radielt innenfor boringen av akselen; og skifteoperatøren er anordnet i boringen av akselen;karakterisert vedat; skiftehylsen er rotasjonsmessig styrt; skifteoperatøren er ikke hengslet til akselen; og skifteoperatørens radielle plassering i boringen styres av kammen.

2. En skiftemekanisme i henhold til krav 1,karakterisert vedat skifteoperatøren har formen av en sfærisk kule.

3. En skiftemekanisme i henhold til krav 1,karakterisert vedat den radielle boring i akselen er forlenget aksielt.

4. En skiftemekanisme i henhold til krav 1,karakterisert vedat den radielle kammen har et lavt, et mellom- og et høyt nivå.

5. En skiftemekanisme i henhold til krav 1,karakterisert vedå ibefatte en skiftering periferisk anordnet rundt akselen, og av at skifteoperatøren styrer skifteringens aksielle posisjon.

6. En skiftemekanisme i henhold til krav 6,karakterisert vedat tverrsnittet til skifteringen der skifteoperatøren støter ved ringen er kileformet.

7. En skiftemekanisme i henhold til krav 6,karakterisert vedat skifteringen er fjærbelastet til en normalposisjon.

8. En skiftemekanisme i henhold til krav 6,karakterisert vedat skifteringen selektivt styrer en tanngrepsklutsj.

9. En skiftemekanisme i henhold til krav 6,karakterisert vedat skifteringen selektivt styrer to par tanngrepsklutsjer.

10. En skiftemekanisme i henhold til krav 9,karakterisert vedat tanngrepsklutsjen friløper i den ene rotasjonsmessige retning og låser i den andre retning.

11. En skiftemekanisme i henhold til krav 1,karakterisert vedat flertrinns girsystemet ibefatter en drivende enhet, et planetgirsystem, og en drevet enhet, skiftesystemet ikke-roterbart låsende planetgirsystemet til direkte overføring.

12. En skiftemekanisme i henhold til krav 12,karakterisert vedplanetgirsystemet ibefattende en første planetgirseksjon og en andre planetgirseksjon, solhjulet av den første seksjonen ikke-roterbart koblet til akselen, ringhjulet av den andre seksjonen minst delvis omkransende den første seksjonen, og skiftemekanismene ikke-roterbart låsende den drivende enheten til planetgirsystemet, eller ikke-roterbart låsende planetgirsystemet til den drevne enheten.

13. En skiftemekanisme i henhold til krav 1,karakterisert vedå ibefatte en tunnel med en intern diameter tilsvarende den ytre diameter av en avtagbar vertikalskjærkraft-lastbærende gjennomgående bolt, operativt strukket gjennom tunnellen.