CN1097541C - 改变自行车、尤其是赛车传动比的改进装置 - Google Patents

Abstract

改变自行车传动比的装置，包括：连到一轴上的踏板；多个直径不同的链轮；一个从增速齿轮中的一个向链轮中的一个传递运动的滚链；移动链从链轮的一个转至另一个上的装置；以及引导链从增速齿轮中的一个脱开至另一个的装置。每个增速齿轮在各自区段的齿相对其它齿高度减小、厚度减小。区段倾斜偏置。在每对增速齿轮之间连接有同此对齿轮中较大齿轮紧连并固定在其上的装置，以引导链移至大增速齿轮上。

Description

改变自行车、尤其是赛车传动比的改进装置

本发明涉及一种改变自行车、尤其是赛车传动比的改进装置。

众所周知，在结构较简单的自行车中，作用在踏板上的推动力由两个齿轮传递到后轮，其中一个齿轮直径较大，连在踏板上，而另一个直径较小，用键连在后轮上，一滚链缠在所述齿轮上。所述两个齿轮齿数之间的比称为“增速或加速比”，并能表示在踏板转一圈时后轮的转数。此传动机构可以设有一变速齿轮，以获得一个或更多的传动比。在此情况下，后轮的小齿轮连到多个直径不同且彼此接近成束状分布的链轮上，而导向机构设有一紧张器，能在任何选定的传动比下保持链张紧。使链从连在后轮上的链板中的一个转移到另一个上的所述导向机构，由骑车人手动操纵一驱动杆和钢索而驱动。

在一些自行车中，上述的传动装置可以包括两个连在踏板上的直径不同的所谓的增速齿轮，而不是只用一个。当改变传动比时，链从增速齿轮中的一个传递或“跳”到另一个上由一包括一杆和一驱动钢索的所谓“脱离器”的导向装置实现。

但所述脱离装置的存在意味着传动装置的重量、结构和功能复杂性增加，而系统的机械效率降低，而且就链与脱离器连续接触而产生不可避免的摩擦力而言——链的瞬间平面的孔角越大，由于摩擦力而产生的损失就越多。

本发明的主要目的是为了克服上述缺陷。

根据本发明，此结果通过一个改变自行车传动比的装置而得以实现，它包括：每个增速齿轮在各自的区段的齿相对于其它齿高度减小、厚度减小，其中所述区段倾斜偏置，即相对于增速齿轮转动方向级联设置并使得所述至少一个具有较大直径的增速齿轮的区段相对于所述至少一个具有较小直径的增速齿轮的区段向前移动，以及在对每对增速齿轮之间设置有同此对齿轮中较大齿轮紧连并固定在其上的装置，以引导链从小增速齿轮脱开移至大增速齿轮上。

该装置进一步包括下述特征：

所述增速齿轮的数量为2个或3个。

所述从大增速齿轮移动链至小增速齿轮的装置包括多个同大齿轮的侧壁相紧连的附件，垂直伸向小齿轮的相对一侧但不与其接触：所述附件按一弧形设置，此弧线与两个增速齿轮中具有高度和/或厚度减少的齿的各自区段的有齿的表面半径一样。

所述附件为圆柱形。

本发明的优点主要在于传动装置较轻，当改变速比时链在传动齿轮上的错位较小；可以减小摩擦力并可以延长链的工作寿命；本发明的装置制造简单，成本低，并且在长期工作寿命后仍能可靠使用。

本领域的普通技术人员在结合以本发明一实施例方式给出的附图通过阅读下面的描述而能更好地理解本发明的这些和其它优点以及特征，但此实施例不能认为起限定作用，其中：

图1示出了本发明一装置的增速齿轮的一前视图；

图2A示出了图1的组中小直径齿轮细节的一前视图；

图2B示出了图2A的齿轮的区段AOB的一放大图。

图2C示出了沿图2AZ-Z线上的一放大剖视图；

图2D-2G示出了分别沿2B的B-B、C-C、D-D和E-E线的一剖视图；

图3A示出了图1的组中的大直径齿轮；

图3B是一图3A的区段A′O′B′的一放大图；

图3C以一剖视图形式示出了沿图3A的Z′-Z′线的一视图；

图3D-3G分别示出了沿图3B中B′-B′、C′-C′、D′-D′、E′-E′线的一剖视图；

图4A示出在链从大直径齿轮脱开移至小直径齿轮时的增速齿轮的一平面图；

图4B示出了图4A的H方向的一侧视图；

图4C-4E示出了链分别在过程的开始从大直径增速齿轮移至小直径齿轮并分别在最后从后轮的小链轮移至大链轮的阶段的一示意图；

图5A-5F示出了一用于观察者观察的自行车框架在链从小直径齿轮跳至大直径齿轮的过程中增速齿轮的侧视图；

图5G-5I示出了链分别在过程开始时从小直径增速齿轮移至大增速齿轮并分别在传递结束时从后轮的大链轮传至小链轮的阶段的一示意图；

图6A示出了本发明装置的一进一步实施例的增速齿轮；

图6B示出了图6A从K方向看时的组。

根据其基本结构，并参照附图，本发明的一个装置包括：

——连在轴3上的踏板1，其中一组同轴的增速齿轮2，20固定在轴3上；

——若干个不同直径的齿轮4，彼此邻近成束状并安装在后轮的轴40上；

——用于从增速齿轮2；20中的一个向链轮4中的一个传递运动的滚链；

——带有一骑车人操纵的杆-钢绳驱动装置(在附图中未示出)的用于操纵链5从所述链轮4的一个移至另一个的装置；

——同在后轮的链轮4上移动链5的装置一同引导链5从增速齿轮2；20中的一个脱开至另一个上的装置。

在下面的描述中，直径较小的齿轮2将被称为“小增速齿轮”，而齿轮20被称为“大增速齿轮”。

附图所示的实施例包括两个增速齿轮2；20，但也可以使用更多的如三个增速齿轮。

在附图所示的增速齿轮2；20中，大的一个增速齿轮20在外部，即背对支持传动机构的框架部件——未示出，而小齿轮2在内部，即位于所述框架部件和大齿轮20之间。大增速齿轮20由一毂盘6固定在踏板1的轴3上，毂盘6的杆臂固定在齿轮20的径向向心的附件2 1上：毂盘由键连接在所述轴3上。小增速齿轮2相应的短附件210也固定在所述的齿轮20的附件21上。在此方式中，两个齿轮2，20都紧密连接在踏板轴3上。

连在链轮组4上并用于控制齿轮传动比的所述杆——钢绳装置是常规类型，因此将不作详细描述。

为了将链从增速齿轮2，20中的一个传送到另一个上，当要传动比发生一特别的变化时，每个所述齿轮2，20的一区段M，N的齿轮相对常规的增速齿轮进行修正，其中常规增速齿轮的齿的外形、厚度和高度在整个外周保持恒定。

更具体说，所述区段M，N的齿的高度和厚度比其余的齿小，以限定相应的入口和/或出口坡道或窗口，使链5从增速齿轮2，20中的一个移到另一个。

当由于相应的从后链轮4脱开链5的卷动平面和所述增速齿轮2，20的平面之间的角度超过一预定的数值时，所述入口和/或出口窗使链5可以从所述增速齿轮的一个传送到另一个。链从一个链轮到所述链轮组中的另一个的转移在到达链轮组的一端或另一端的最后一链轮时结束。链5从增速齿轮中的一个到另一个发生转移所超过的角幅度取决于相应于齿轮2，20的所述区段M，N的齿形以及同样的齿轮在踏板轴3上的位置——相对于安装在后轮的轴4的相应的固定位置上的链轮组4——，以及取决于增速齿轮轴线和链轮轴线之间的间隔。在踏板轴3上支撑增速齿轮2，20的毂盘6安装成使得它可以沿所述轴3的轴线移动。

链5在增速齿轮2，20上的传递由两个增速齿轮相应于所述区段的齿施加在链5上的减少的啮合作用而变得容易，所述区段分级设置，即相对于链5卷动方向倾斜补偿，而小增速齿轮2的区段M位于大增速齿轮20的区段N的上端。在图2G-2D和3G-3D中，所述齿轮2，20的齿的没有画阴影线的部分W；W’代表从齿上去除的材料，它们开始是在各自区段M，N上高度和厚度相同，这样在所述区段的齿的实际外形和厚度即为如阴影区域所见。特别是，如附图中图2F和2G所示，在相应的区段M中，从小齿轮2的齿上去除的部分W位于同大齿轮20的齿侧相对的齿侧上。另外，面对小齿轮2的增速齿轮20的侧表面设有若干个横向的圆柱形的带有或不带一顶端220的附件22，垂直伸向小齿轮2但不同其接触(为此目的同时预防性地减少大齿轮的厚度)，并根据一与在两个增速齿轮各自区段M，N上的齿表面半径相同的弧线设置：所述弧线的凹形面对齿轮2，20的中心。在踏板转动时并且转变增速齿轮时这能使链5从小增速齿轮2抬起至大齿轮20直至完全缠绕在大齿轮上。

圆柱形附件22可设置在增速齿轮20上指定与滚链5的连接销配合的点上。这一特征可以使得在具有相同宽度即所述连接销厚度的附件22和滚链部分之间的配合更好。有利之处在于，根据本发明，在自行车框架上踏板轴3的高度处，安装了一叶片(由于为了使附图清楚的原因而未示出)，形成一使链从大增速齿轮降至小增速齿轮的靠紧件，从而防止链从上错过。同样，一个叶片固定在邻近增速齿轮的踏板臂或曲柄上，用于保持链抬高至较大的增速齿轮上。

此外，有利的是，根据本发明，为要定位的增速齿轮的所述修正区段M，N提供了措施，以便链从增速齿轮的一个到另一个传递可以在踏板臂或曲柄处于垂直位置时开始，即使相关的踏板位于其各自的顶端固定中心。

参照附图4A-4C，如果链5从大增速齿轮传递至小增速齿轮2时此装置如下操作。

因为如图4C至4E所示随着骑车人给出一减速命令链5移至链轮4的左侧，由链5的平面与大增速齿轮20的平面形成的角度使得链5的链环与厚度减小的区段N的齿脱开啮合并落在小增速齿轮2上与相应区段M的齿啮合，并因此保持在小齿轮2上运转，直到如下所述给出一相反的命令。

参照附图的5A-5F，如果链5从小增速齿轮2传递至大增速齿轮20时此装置如下操作。

因为如图5G-5I所示随着骑车人给出一增速指令链5移至链轮4的右侧，由链5的平面与小增速齿轮2的平面形成的角度使得链5的链环从区段M中的齿中脱开啮合并通过使得其本身同侧附件22相连接而移向大增速齿轮20，以同相应的区段N的齿啮合，从而保持在大齿轮20上运转。

参照附图的图6A和6B，根据一另一实施例，当骑车人改变传动比时，为了引导链5从两个增速齿轮2，20中的一个传到另一个，设置了一个外齿能与链5的链环啮合的平体，此平体在提供上述减少啮合作用的区段M，N连接所述齿轮2，20，且其端部同两个增速齿轮2，20连接。在图6B中，平体7向左侧倾斜，增速齿轮表示成从自行车前侧所见。当由于骑车人改变传动比而使链5在后链轮4上变换时，链5的平面与涉及到的增速齿轮的平面形成的角使得不再与增速齿轮所述区段上的齿啮合的链环向平体7移动，而且因为平体7连接两个齿轮，则可以使链5分别从大、小齿轮分别降至、升至小、大齿轮。当增速齿轮为多于两个，例如为三个时，在每对相邻的增速齿轮之间设置一个平体7。中间的增速齿轮将同为两个增速齿轮时的大齿轮一样修正。

用于常规自行车脱链杆的本发明消除器能减少装置的重量并可消除由于同链接触而产生的所有摩擦力。这要么会使速度增大而保持原动力和一般的驱动状况相等，要么使得用力减少而速度不变，这对骑长路的骑手或骑车人特别有益。

实际上，在不脱离所采取的方法的目的而保持在给予用于工业发明的本专利的保护范围内的前提下，就形状、尺寸、部件配置、使用材料的特性而言，所有的结构细节可以以等效的方式变化。

Claims (7)

1.改变自行车传动比的装置，包括：连到轴(3)上的踏板(1)，其中轴(3)固定有一组同轴的增速齿轮，至少一个是直径较大的增速齿轮(20)而至少一个是直径较小的增速齿轮(2)；多个直径不同的链轮(4)，彼此靠近成束状设置并安装在后轮的轴(40)上；一个用于从增速齿轮(2，20)中的一个向链轮(4)中的一个传递运动的滚链；移动链(5)从所述链轮(4)的一个转移至另一个上的装置，带有一由骑手操纵的杆——钢绳驱动装置；以及与在后轮的链轮(4)上移动链(5)的装置一同引导链(5)从增速齿轮(2；20)中的一个脱开至另一个的装置，其特征在于：每个增速齿轮在各自的区段(M，N)的齿相对于其它齿高度减小、厚度减小，其中所述区段(M，N)倾斜偏置，即相对于增速齿轮转动方向级联设置并使得所述至少一个具有较大直径的增速齿轮(20)的区段(N)相对于所述至少一个具有较小直径的增速齿轮(2)的区段(M)向前移动，以及在对每对增速齿轮之间设置有同此对齿轮中较大齿轮紧连并固定在其上的装置，以引导链(5)从小增速齿轮脱开移至大增速齿轮上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述增速齿轮的数量为2个或3个。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述从大增速齿轮移动链至小增速齿轮的装置包括多个同大齿轮的侧壁相紧连的附件(22)，垂直伸向小齿轮的相对一侧但不与其接触：所述附件按一弧形设置，此弧线与两个增速齿轮中具有高度和/或厚度减少的齿的各自区段(M，N)的有齿的表面半径一样。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述附件(22)为圆柱形。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述附件(22)为圆柱形。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述从大齿轮将链移至小齿轮的导向装置包括一外齿能与链(5)的链环相配合的平体(7)，此平体在齿高度和/或厚度减小的区段(M，N)连接所述齿轮(2，20)，所述平体同每对增速齿轮的齿都相固连。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述从大齿轮将链移至小齿轮的导向装置包括一外齿能与链(5)的链环相配合的平体(7)，此平体在齿高度和/或厚度减小的区段(M，N)连接所述齿轮(2，20)，所述平体同每对增速齿轮的齿都相固连。

Images