CN1030892A - 自行车齿轮的后变速齿轮传动机构 - Google Patents

自行车齿轮的后变速齿轮传动机构 Download PDF

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Abstract

一种自行车齿轮的后变速传动机构，适于将自行 车链条(4)横向移动到一系列安装在自行车后毂的直 径逐渐增大的链轮(2)上。该机构包括用于安装在自 行车上的支承体(5)和装有链条空转轮(8、9)的摇臂 (7)。摇臂(7)安装在支承体(5)上，以便沿着平行于 自行后毂轴线的轴线滑动，并可绕该轴线相对于支承 体(5)转动。固定的自行车架的辅助件(18)支承有支 承体(5)，使之绕平行于车毂轴线的轴线转动。

Description

本发明涉及一种自行车齿轮的后变速齿轮传动机构（derailer），它适于将自行车链条横向移动到一系列支承在自行车后毂的逐渐增大直径的链轮上。本发明特别涉及的这种后变速齿轮传动机构包括：
用于和车架连接的支承体，
装有链条空转轮的摇臂，它安装在支承体上，用于沿着平行于自行车后毂轴线的轴线、在链条与最小直径链轮啮合的第一端位和链条与最大直径链条啮合的第二端位之间滑动，摇臂可绕平行于自行车后毂的轴线转动，
弹性装置，用于将摇臂推向第一端位，并用于强迫摇臂绕轴线、在将链条张紧的相应方向上转动，
将摇臂移向第二端位的装置。
法国专利FR-575，191所述的这种变速齿轮传动机构存在有缺点，它只能有利地用于一个时期的自行车上，这些自行车装有至多三个链轮，用链固定在后毂上，相应有三个不同的速比。
上述法国专利的实例不能使链条横向移动到带有七个链条轮的现代旅行自行车或竟赛自行车的空转轮上，这是因为变速齿轮传动机构设置的弹簧拼紧在一起时使摇臂不能有足够的行程，有可能增大圆柱形弹簧的行程，但这就要求使用过宽的摇臂，这样要从自行车向外伸出过多。另外，当链条从最小直径链轮移到齿数较多的链轮时，摇臂的转动不足以消除链条的变自由的部分。
本发明的目的是提供一种本说明书开头提到的这种自行车后变速齿轮传动机构，它可应用于新型自行车上，其结构简单、重量轻，比传统的铰接平行四边形变速齿轮传动机构价钱便宜。
为了实现本发明的目的，本发明提供一种本说明书开头所指出的这种齿轮传动机构，其特征在于支承体与自行车架连接，其间插放有辅助件，该辅助件固定到车架上，并支承有支承体，使支承体绕另一根平行于自行车后毂轴线并由后毂轴线向后配置的轴线转动，该机构还包含插放在支承体和辅助件之间的辅助弹性装置，以将支承体推向空转轮最接近链轮的位置，由支承体和摇臂构成的组件，当链条横向移动到较大直径链轮上时，靠链条施加到摇臂上的较大的拉力使之相对于辅助件，向着空转轮远离链轮的位置转动。
借助于这些特征，就可以保证变速齿轮传动机构安全可靠的操作，操作时所需的力最小。事实上，当链条被横向移动到较大直径链轮上时，链条返回轮进一步远离链轮，从而保证变速齿轮传动机构的运转更精确和有规则。
弹性装置最好由在扭曲和压缩下工作的锥形螺旋弹簧构成，由于弹簧的形状，使变速齿轮传动机构的全部行程都能被利用，不存在弹簧本身的拼紧问题。
下文参照附图并通过限定性的实例来说明本发明。图面简单说明如下：
图1    是本发明的机构的透视图，该机构安装在自行车上并处于链条与最小直径链轮相啮合的位置;
图2    是图1的变化，显示该机构处于链条与最大直径链轮相啮合的位置;
图3    是图1中箭头Ⅲ方向上的视图;
图4    是沿图1中Ⅳ-Ⅳ线的剖视图;
图5    是沿图1中Ⅴ-Ⅴ线的部视图。
在图1-3中，不构成本发明装置的自行车零件用虚线表示。参考这些附图，邻近自行车后毂的车架部分用标号1表示，其上装有一系列逐渐增大直径的链轮2。为大大筒化图面起见，只显示带三个链轮的系列，但是应该理解，根据本发明的变速传动机构以带有七个链轮（例如有12至32个齿的链轮）的效果更完善。本发明的变速传动机构总标号为3，其作用是将自行车链条4（仅用点划线示意表示）横向移到链轮系列2上。
机构3包含支承体5，支承体由例如金属罩构成，金属罩有底板5a和其两端与底板5a连接的C形桥接部5b。圆柱形导向销轴6固定到底板5a和C形桥接部5b的中心部位，当机构处于安装位置时，导向销轴6的轴线6a与自行车后毂的轴线平行。普通摇臂7装有两个链条空转返回轮8、9。附图中能见到的摇臂结构其细节并没有详细显示出来，这是因为它们属于公知型式，无论如何都不会落入本发明的范围之内。
摇臂的安装使其可在圆柱形导向销轴6上滑动，该导向销轴6上插放有与空转轮同轴的轴衬（bush）10;还使其可在导向销轴6上绕轴线6a转动。摇臂7还有侧导臂（lateral    guide    arm）13，侧导臂13穿过底板5a上的成形孔25，并设置有弯成L形的端部13a，端部13a装有可在销轴6上滑动的衬套26。
变速传动机构还含有锥形螺旋弹簧11，插放在底板5a和C形桥接部5b之间，并可在扭曲和压缩条件下工作。弹簧11的大直径端连接到支承体5的底板5a上。弹簧11的另一端连接到滑座14的一个端壁14a上，滑座14靠其与底板5a上的成形孔25的棱柱形耦合，以及靠下文要叙述到的控制缆绳15的拉曳，可在销轴6上滑动而不转动。滑座14的端壁14a介于支承体5的C形桥接部5b和摇臂7的导臂13的端部13a，并且可在销轴6上滑动。滑座14的后壁14b介于支承体5的底板5a和摇臂7之间，并可在销轴6上滑动。
从图4和图5中可以清楚地看到，锥形螺旋弹簧11将摇臂7和滑座14推向链条与最小直径链轮相啮合的端位上（同时参看图3）。同时，螺旋弹簧11强制摇臂7绕销轴6、在将链条4张紧的相应方向上转动。
摇臂7借助可在金属套管16内滑动的金属缆绳15，可被移到链条与较大直径链轮相啮合的位置上。缆绳15的一端在17处（图1）固定到滑座14的端壁14a上，而金属套管16的一端16a邻接支承体5的底板5a。金属套管16的另一端16b邻接焊在自行车架上的挡块（图中未示）。金属缆绳15由公知类型的操纵杆拉引。
支承体5借助辅助件18连接到车架1上。该辅助件18例如靠螺丝在19处固定到车架1上，辅助件18支承支承体5，以便绕平行于毂轴线并由毂轴线向后有一定间隔的轴线20转动。在扭曲下工作的螺旋弹簧21，卷绕在铰接支承体5和辅助件18的销轴上。弹簧21的两臂22和23分别固定到支承体5和辅助件18上。弹簧21将支承体5向着空转轮8、9最接近链轮2的位置偏压。
在图1所示机构的构造中，链条4与直径最小的链轮相啮合。当链条借助于挠性缆绳15横向移动到较大直径链轮上时，锥形螺旋弹簧11除了在扭曲下工作从而推动摇臂7以保持链条4的张紧之外，它还被压缩，因此，在缆绳已松开之后，它能使摇臂向着最小直径链轮返回移动。在摇臂7向着较大直径链轮移动的过程中，由链条对摇臂7施加较大的拉力，这意味着由支承体5和摇臂组成的整个组件克服弹簧21的作用绕轴线20转动（相对于图1的逆时针方向）。这样，空转轮9与那时和链条相啮合的链轮的距离A基本上保持恒定，保证了横向移动的操作正确完善。当链条由较大直径的链轮横向移动到小直径的链轮时，弹簧21将支承体5返回到图1所示的位置。
金属缆绳15的端部作用在座14上，由于存在有滑座14，防止了摇臂7及与之成一体的导臂13转动时导致缆绳的扭曲。

Claims (6)

1、一种自行车齿轮的后变速传动机构，适于将自行车链条横向移动到一系列安装在自行车后毂上的直径逐渐增大的链轮(2)上，该变速齿轮传动机构包括：
用于和自行车架(1)连接的支承体(5)，
装有供链条(4)用的空转轮的摇臂，它装在支承体(5)上，以便沿着平行于自行车后毂轴线的轴线(6a)，在链条(4)与最小直径链轮相啮合的第一端位和链条与最大直径链轮相啮合的第二端位之间滑动，摇臂可绕平行于自行车后毂轴线的轴线转动，
弹性装置，用于将摇臂(7)推向第一端位，并且用于强制摇臂(7)绕轴线、在张紧链条(4)的相应方向上转动，
用于将摇臂(7)移向第二端位的装置(15，16)，
其特征在于支承体(5)与自行车架(1)连接，其间插放有辅助件(18)，辅助件固定到车架(1)上，并支承有支承体(5)，以便绕另一根平行于自行车后毂轴线并由自行车后毂轴线向后配置的轴线转动，该机构还包含插放在支承体(5)和辅助件(18)之间的辅助弹性装置(21)，以将支承体(5)推向空转轮(8、9)最接近链轮(2)的位置，由支承体(5)和摇臂(7)组成的组件，当链条(4)被横向移动到较大直径链轮上时，靠链条(4)施加到摇臂(7)上的较大的拉力使之相对于辅助件(18)、向着空转轮(8、9)远离链轮(2)的位置转动。
2、根据权利要求1所述的变速齿轮传动机构，其特征在于该弹性装置是由插放在摇臂（7）和支承体（5）之间的锥形螺旋弹簧构成的，锥形螺旋弹簧在扭曲和压缩下工作，压缩时其弹簧圈彼此凹进。
3、根据权利要求2所述的变速齿轮传动机构，其特征在于支承体（5）有一个辅助件（18）与之铰接的底板（5a），和一个其两端部与底板（5a）连接的C形桥接部（5b），销轴（6）插放在底板（5a）和C形桥接部（5b）之间，并由底板（5a）向着与C形桥接部（5b）相反的一侧横向伸出，以便摇臂（7）以可滑动和可转动的方式安装在该销轴上。
4、根据权利要求3所述的变速齿轮传动机构，其特征在于支承体（5）的底板（5a）有成形孔（25），与摇臂（7）相连的导臂（13）可滑动和可转动地安装在成形孔中，导臂（13）的一端可在插放在支承体（5）的底板（5a）和C形桥接部（5b）之间的销轴（6）部分上滑动和转动。
5、根据权利要求4所述的变速齿轮传动机构，其特征在于滑座（14）可滑动地安装在支承体（5）底板（5a）的孔（25）中，滑座的两端壁（14a、14b）可在销轴（6）上滑动，其第一端壁（14a）插放在支承体（5）的C形桥接部（5b）和摇臂（7）的导臂（13）之间，第二端臂（14b）插放在支承体（5）的底板（5a）和摇臂（7）之间。
6、根据权利要求5所述的变速齿轮传动机构，其特征在于将摇臂（7）移到第二端位的装置包括挠性金属缆绳（15），其一端连接到滑座（14）的一端臂（14a）上，其另一端连接到控制杆上，金属套管（16）的第一端（16a）与支承体（5）的底板（5a）邻接，第二端（16b）与连接到车架（1）上的挡块邻接。
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