本发明涉及无论输入构件的旋转方向如何，输出构件总是沿单一方向旋转的传动装置。此外，本发明还涉及一种倒转输出构件定向旋转的新颖装置。 先有的装置已经能实现将往复旋转变换成单向输出。而且，这些装置已经能提供这种单向输出的旋转倒向。799，946，1，262，772和3，580，228号美国专利说明了这类传动装置的各种布置。
本发明用一种含有较少运动部件的很简单布置，提供将多方向输入变换成单向输出，以及倒转这个输出方向。这种布置还提供一公共轴上的输出和输入旋转。这种布置的其中一个用途是以手工工具用来转动物件。
本发明的一个目的是提供一种将多方向输入变换成单向输出的传动装置。
本发明的另一个目的是提供一种简单而新颖的换向装置，用于改变输出构件的旋转方向。
本发明的又一个目地是提供一种具有共轴线的输入和输出构件轴的传动装置。
本发明的再一个目的是提供一种使输出构件以比输入构件转速快的转速而转动的传动装置。
上述目的是这样达到的：结构一个具有响应输入构件的第一方向旋转沿第一方向转动输出件，而不响应输入构件的第二方向旋转驱动输出构件的第一装置的传动装置。为了响应输入构件的第二旋转方向沿第一方向转动输出件而配有第二装置，这个装置不响应输入构件的第一旋转方向驱动输出构件。输入构件的旋转轴和输出构件的旋转轴是共轴线的。为了将输出构件的旋转方向不顾输入构件的旋转方向地改变到第二方向而配有第三装置。
本发明的其它目的，优点和新颖特性从以下有关本发明的详尽描述，结合附图考虑时就显得很清楚。
图1是本传动装置的一个实施例的部件分解图。
图2是图1中所示传动装置实施例的输出构件，啮合构件和换向装置的端部剖视图。
图3是本传动装置另一个实施例的部件分解图。
图3a是图3输出构件的侧视图。
图4是图3中所示传动装置实施例的输出构件，啮合装置和圆环的端部剖视图。
图5是具有特殊附加件的传动装置的侧视图。
图6是本传送驱动装置又一个实施例的示意图。
图7是本传送驱动装置另一个实施例的示意图。
图8是本传送驱动装置再一个实施例的示意图。
图8a是本传送驱动装置别的一个实施例的示意图。
图9是本传送驱动装置还有一个实施例的示意图。
图10是本传动装置又一个实施例的示意图。
图11是本传动装置的换向装置另一实施例的示意图。
图12是本传动装置的啮合装置另一实施例的部件分解图。
参照图1的部件分解图，传动装置10包括第一圆环20，第一圆环20与手柄21相连接，且与第二圆环22毗邻地对中。每个圆环的至少一个轴向表面上含有轴向延伸的齿28和至少一个圆周表面上含有径向延伸的齿23。含有啮合齿26的中间小齿轮24配置在圆环20和22之间，小齿轮24的齿与圆环上相应的齿28相啮合。在最佳实施例中，三个这样的小齿轮24绕圆环等间距而配置。圆环22被密封在一调整构件30内，圆环20被局部密封在调整构件30内，附装到手柄21的那部分则未予密封。小齿轮24定位在调整构件30内，且被支承在销27上，销27延伸穿过调整构件30的孔32。为了将输入构件或手柄21的转动经过小齿轮24传送到第二圆环22，使用者应紧握调整构件30，使它保持固定不动。
输出构件34可转动地配置在圆环20，22内。输出构件34有两个圆槽36，37。槽36配置在圆环20的下面，而槽37配置在圆环22的下面。棘爪38可枢轴转动地装在槽36内，而棘爪40可枢轴转动地装在槽37内，二者都装在共用销41上。如图2中所示，每个棘爪在相对的端部43，45上含有齿42。
所配置的换向构件44被容纳在输出构件34的孔46内。该换向构件有一块圆板53，圆板53被容纳于输出构件的端板34A的开口49内，端板34A则是与输出构件成一体的。换向构件44有一个整体的头部47，头部47从圆板向离开输出构件34的方向伸出，作为要被驱动元件的附件。换向构件44有一伸入输出构件的孔46内的部分44′。这部分44′有一个与棘爪38相关的销48和一个与棘爪40相关的销50。弹簧构件51分别将销48和50径向向外地推入槽36和37内，且分别顶住棘爪38和40。
圆板53的面向端板开口49的内缘的外圆周表面上含有一个球弹簧B。端板开口49的这个内缘有两个与球弹簧B相配合的凹处C，C′。为了沿顺时针方向驱动输出构件，换向构件44被相对于输出构件端板34A逆时针转动，直至球弹簧B嵌入凹处C′内。为了将输出构件换向成逆时针方向，换向构件44相对于输出构件顺时针转动，直到球弹簧嵌入凹处C。在工作过程中，球弹簧将这些部件保持在适当位置上，而当需要变换方向时，球弹簧容易从凹处脱开。
工作时，转动手柄21，从而沿与手柄运动相同的方向转动圆环20。中间啮合小齿轮24将运动传递到圆环22，从而使圆环22沿与圆环20旋转相反的方向而转动。将调整构件30保持不动以阻止小齿轮24绕圆环旋转平面而转动，这样就容许沿相反方向传递圆环的转动。
为了使输出构件相对于图1和2沿顺时针方向运转，将换向装置44定位于孔46内，使得球弹簧B锁入端板34A的凹处C′内。销48和50将迫使棘爪38，40的端部43高于输出构件34的外圆周表面，以及迫使棘爪38，40的端部45低于输出构件34的外圆周表面。因而，棘爪38，40的端部43上的齿42会啮合圆环20，22的齿23，而棘爪38，40的端部45上的齿42不会啮合圆环20，22上的齿23。
当沿顺时针方向移动手柄21时，圆环20会沿顺时针方向运动。圆环20内侧上的环齿23会啮合棘爪38端部43的齿42，并迫使输出构件34沿顺时针方向旋转。小齿轮24将会沿反时针方向转动圆环22，圆环22的齿23会骑在棘爪40的侧端43上的齿42上，迫使它们向下进入凹槽37内。这样，圆环22就不会与输出构件34相啮合。
当沿逆时针方向转动手柄21时，圆环20会沿逆时针方向转动。圆环20的齿23会骑在棘爪38端部43的齿42上，迫使它们向下进入凹槽36。圆环20的斜齿28会转动小齿轮24。当使用者将调整构件30保持不动时，小齿轮24会沿顺时针方向转动圆环22，圆环22的齿23就会啮合棘爪40的端部43的齿42，从而使输出构件34沿顺时针方向运动。
因此，在第一模式中，输出构件34不顾输入构件21的转向而沿顺时针方向转动。
输出构件沿逆时针方向的转动是通过转动孔46内的换向构件44，直至球弹簧B锁入端板34A的凹处C内，使得销48和50向上推动棘爪38，40的端部45而实现的。因而迫使棘爪端部45上的齿42高于输出构件34的外圆周表面，以及迫使棘爪端部43的齿42低于输出构件34的外圆周表面。
当沿顺时针方向移动手柄21时，使圆环20沿顺时针方向运动，圆环20的齿23骑在棘爪38的齿42上，且迫使它们向下进入凹槽36。圆环20的斜齿28就会转动小齿轮24。当使用者将调整构件30保持不动时，小齿轮24则会沿逆时针方向转动圆环22。圆环22的齿23啮合棘爪40端部45上的齿42，从而使输出构件34沿逆时钟方向运动。
当沿逆时针方向移动手柄21时，使圆环20沿逆时针方向运动。圆环20的齿23啮合棘爪38的端部45上的齿42，使输出构件34沿逆时针方向转动。由小齿轮24使之沿顺时针方向运动的圆环22骑在棘爪40的齿42上，迫使它们向下进入凹槽37。因而使输出构件不顾输入构件21的转逆时针方向转动。
图3，3A和4表示另一个最佳实施例。输出构件34′绕其周界有两条相邻的圆周槽52和54。槽52和54的底部具有多角形表面56。多角形表面56各有外端55，57。挠性滚轮环58可转动地配置在槽52内的环槽52′内，而挠性滚轮环59可转动地配置在槽54内的环槽54′内（示于图3a中）。滚轮环58，59可以有一个切口，使它们滑出输出构件而滑入滚轮环槽。滚轮环58是与圆环20′相关的，而滚轮环59是与圆环22′相关的。每个滚轮环在其外周界上隔一定间距配置有数个孔口60。滚轮62，62′分别配置在滚轮环58，59的孔口60内，并与多角形槽的槽面56相接触。当这些滚轮被定位在多角形槽的槽面56中间时，它们并非与圆环20，22′相接触。可是，当滚轮向多角形槽的槽面的两端55，57运动时，滚轮的外径会延伸超过输出构件34′的外径，而且滚轮62与圆环20′相接触，以及滚轮62′与圆环22′相接触。
在每个滚轮环的其中一个孔口60内配有一个换向销口68，换向构件74有一个环73和一个插入每个滚轮环58，59的换向销口68内的销72。环73有一高起的内凸缘73′和内环面73″。输出构件34′含有一个整体的多层板75，板75可转动地容纳于换向构件的环73的内凸缘73′和内环面73″内。换向销72被定位在输出构件34′的外周界的下凹部分69内，且平行于输出构件。这个下凹部分具有与多角形槽的槽面56其中之一相连续的表面。
工作时，使换向构件74转动，直至换向销72紧靠在输出构件34′的下凹部分69的边缘71或边缘71′。换向销72一旦被放置在紧靠边缘71或边缘71′的工作位置上，销72就使滚轮环58，59相对于输出构件34′而定位，阻止滚轮环58，59相对于输出构件34′转动。输出构件34′含有强弹性的球销装置79，球销装置79嵌入换向环73的内表面73″上的凹处81，81′内，以将销72保持在紧靠边71或边缘71′的位置上。
为了使输出构件顺时针旋转，换向环73相对于输出构件顺时针转动以将弹性球装置79扣入凹处81。为了使输出构件逆时针旋转，换向环73相对于输出构件逆时针转动，以将弹性球装置79扣入凹处81′。
在又一个最佳实施例中，换向构件74和滚轮环58，59是整体的。
工作时，如同所述的第一个实施例那样，转动手柄21，从而使圆环20′沿与手柄旋转同一方向而旋转。中间啮合小齿轮24将运动传递到圆环22′，从而使圆环22′沿与圆环20′转动相反的方向而旋转。调整构件30被保持在适当位置，以阻止小齿轮24绕圆环的旋转平面而转动。
为了使输出构件沿相对于图3和4的顺时针方向运转，使换向环73顺时针转动，直至换向销72被移动靠住输出构件34′的下凹部分69的边缘71′。当顺时针方向移动手柄21时，圆环20′会顺时针方向运动。圆环20′的内表面23′将使滚轮62滚向多角形槽面56的外缘57，足以使滚轮夹在圆环20′和多角形槽面56之间。因此，输出构件34′将随圆环20′而转动。小齿轮24会沿反时针方向转动圆环22′，因而使滚轮62′沿反时针方向自转。插入滚轮环58，59的换向销口68内的换向销72会阻止这些滚轮环沿逆时针方向转动。当圆环22′沿逆时针方向转动时，滚轮环59的挠性容许滚轮62′自由转动。因此，输出构件只能沿顺时针方向转动。
当沿逆时针方向转动手柄时，圆环20′会沿逆时针方向转动。这样，会使滚轮62沿逆时针方向旋转，并且由于滚轮环58的挠性，滚轮62能自由自转。小齿轮24将沿顺时针方向转动圆环22′，因而使滚轮环59的滚轮62′沿顺时针方向自转，并将滚轮62′推向多角形槽54的槽面56的外端57。滚轮62′被夹在多角形槽54的槽面56的外端57和圆环22′之间，从而使输出构件34′沿顺时针方向转动。
为了使输出构件的转向改变成反时针方向，换向构件的环73被转动，使得换向销72紧靠输出构件34′的下凹部分69的边缘71。由于换向销72被容纳在滚轮环58，59的销口68内，这些环就会转入一定位置，使得滚轮62，62′会被移动靠近多角形槽52，54的槽面56的外端55。
当沿顺时针方向转动手柄21时，圆环20′沿顺时针方向旋转。滚轮环58内的滚轮62将被沿顺时针方向旋转，而滚轮环58的挠性会允许滚轮62自由地自转。小齿轮24会沿逆时针方向转动圆环22′，从而使滚轮62′沿逆时针方向滚动。滚轮62′将被夹在圆环22′和多角形槽54的槽面56之间。因而会使输出构件34′沿逆时针方向旋转。
当沿逆时针方向转动手柄21时，圆环20′会沿逆时针方向旋转。滚轮62将被沿逆时针方向转动，并会滚向多角形槽52的槽面56的外端55，因而迫使滚轮62夹入槽52的槽面56和圆环20′之间。小齿轮24将沿顺时针方向转动圆环22′，从而沿顺时针方向滚动滚轮62′。滚轮环59的挠性容许滚轮62′沿顺时针方向自由地自转。因此，输出构件34不顾输入构件的转向，而只会沿逆时针方向旋转。
在本发明的再一个实施例中，一些弹簧可被放置在外壳和圆环22′之间，而不是附装在手柄上，以使这个圆环偏移靠在这些小齿轮和另一个圆环20′上。
在这种装置一种应用中，传动装置被用于手工工具，用来转动套筒板手。如图1的实施例中所示，换向构件44的换向头47会伸出输出构件的外表面。换向构件44的头47有一个平行六面体形状的端部，该端部嵌进套筒背部的凹口内，这在这个手工工具领域中是普遍公知的。因此就使换向构件44沿输出构件34的转向而旋转。在滚轮布置的实施例中，一个啮合构件76被设置在输出构件34′上，它嵌入套筒背部的凹口，这在该项技术也是普遍公知的。
在如图5所示的另一个应用中，配有一个端部部件78，以容纳一枚电钻钻头，适合于驱动该装置。在这个实施例中，手柄21要保持不能转动，由电钻来转动调整构件31。还可配一条手动杆以转动调整构件31，通过保持手柄21固定不动以及驱动调整构件31，小齿轮24就在平行于圆环20和22的旋转平面的一个旋转平面内公转，且驱动圆环22。这些齿轮的布置就导致输出构件沿与调整构件31的转向相同的方向但以不同的转速比旋转，转速比则取决于圆环20和22的相应的直径。
在如图6所示的又一种应用中，配有多个与所述输入装置80成横向的输出装置79，79′。每个输出装置有独立的换向装置82，82′，用来不受其余输出装置制约地确定转向。
在如图7所示的再一种应用中，电动机83被附装于其中一个圆环84上。配有一个如上文所讨论的那些换向机构85，用以当电动机的输入转向保持相同时改变输出构件86的转向。
在如图8所示的别的一种应用中，输入构件90被附装在与输出构件94成横向的一个中间小齿轮92上。换向装置96被附装在输出构件94上。这样，在如图8a所示的实施例中，传动装置可被用作例如手电钻的不定向工具的换向部件。电钻作为输入构件90。换向装置96被附装到输出构件94′上。
在如图9所示的其它一种应用中，输出装置98处在圆环100，101的外部。这些圆环100，101分别有啮合表面100′，101′，这些表面与输出装置98相互配合。中间小齿轮102可转动地被装在一条附属于手持固定构件104′的轴杆104上。
在如图10所示的还有一种应用中，一个螺丝刀柄被附装到圆环108上。一个螺丝刀头或拧螺帽装置（nutdriver）被附装在输出构件110上。还配有一个换向构件111。
在图11所示的接着一种应用中，表示啮合构件和换向构件的另一个实施例。由销114和弹簧构件116将棘爪112保持在一定位置上。棘爪112被放置在输出构件120的槽118内。这条槽在棘爪112的相对端部124，124′上具有凸轮表面122和122′。销114使棘爪112定位，以便通过将棘爪112的端部124′放置成紧靠输出构件的凸轮表面122′，而便于输出构件顺时针旋转。当圆环顺时针方向旋转时，棘爪112的端部124与圆环相啮合，从而使输出构件沿顺时针方向旋转。当使圆环沿逆时针方向转动时，棘爪112的端部124退回槽118，因而容许圆环沿逆时针方向自由转动。
为了使输出构件沿逆时针方向旋转，销114被移向凸轮表面122，因此使棘爪112的端部124向输出构件120的凸轮表面122移动。这个凸轮表面将棘爪112的端部124′推向这些圆环。当圆环被沿逆时针方向转动时，这些圆环啮合棘爪112，从而使输出构件120沿逆时针方向转动。当圆环被沿顺时针方向转动时，棘爪112的端部124′退向槽118，从而允许这些圆环沿顺时针方向自由旋转。
在如图12所示的另外一种应用中，圆环128和128′之间配有啮合圆盘126。啮合圆盘126面向圆盘128和128′的每个表面上设有滚轮凹槽130。这些凹槽凹向这些圆环，且限定于啮合圆盘126的相对侧面135和135′上的表面133内。滚轮132被配置在啮合圆盘126和圆环128，128′之间，位于这些滚轮凹槽130内。一个定位环136围绕啮合圆盘126。定位环136有数条槽138，用来将滚轮132定位于凹槽130内。定位环136借助销142附装在换向控制环140上，销142则被定位于定位环136的槽144内。
在第一位置上，控制环140沿顺时针被移动，以转动定位环136，从而使滚轮132移向凹槽130的限定区域135。在这个位置上，响应输入构件128的顺时针旋转，滚轮132嵌入沿顺时针方向旋转的圆环128，128′的啮合表面137，137′和与输出构件129相连接的啮合圆盘126之间。响应于输入构件128的反时针转动，滚轮132允许圆环128，128′自由转动。
在第二位置上，控制环140沿逆时针被移动，用来沿逆时针转动定位环136，从而使滚轮132向凹槽130的限定区域135移动。响应圆环128，128′的逆时针转动，这些滚轮嵌入圆环128，128′的啮合表面137，137′和与输出构件129相连接的啮合构件126之间。滚轮132容许沿顺时针方向转动的圆环自由转动。
因此，当展示和描述根据本发明的具体实施例时，应该理解的是，本发明并不限于这些实施例，而是如本领域的技术人员所熟知的，可以有许多更改和变型，因而不希望限于本文展示和所述的细节，而是旨在包括由所附权利要求书所含有的全部更改和变形。