CN1130419A - 用于提高自行车和其他一切曲轴驱动装置有效动量的机械 - Google Patents
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Abstract
用在自行车上,本发明是为了最大限度地利用自行车的踏脚在不同路面,载重及加速情况下所产生的动量,以使自行车更为省力。
本发明通过二种途径来进行调节,首先是减少踏脚在无效状态(顶部和底部)的时间,并延长其处在有效状态(16)下的时间,使其能最大效率地产生动力。
本发明可在力的方向为非环绕型时被采用,诸如上坡,加速以及“持续踩踏”等各种情形。由于有曲柄(18),本装置可以根据不同路面情况(上坡)来自动变换踏脚的重心。
本发明在实际应用中可有不同样式,如本样式,当趋动轴(1)和被趋动轴(2)处于同一水平和同一经度方向时,如本装置所示,它们之间存有一个“增”变速。
与此同时,由三个移动环(3)、(4)、(5)(如推动悬挂摆动)构成一个特殊悬挂摆动系统,随第二个圆环(4)的角度与垂直位置的变换,与共同控制部分(16)、(18)一起产生上面所提到过的增变速和相对于一个确定重心的位置,(9)展示了外部轴承。
Description
本发明是权利要求1的开头所提到过的一种机械装置,从公开号SE,nr.342675可知本类机械装置的构造,一个内转轴(14),一个第一号万向接头和转轴(22)和(24),一个环状中间构件紧联着转轴(24),一个第二号万向接头和转轴((24)和(52))及(57)和一个外转轴(16)。
该环状中间构件同第一和第二万向接头之间只有一个转轴(24),所以当环状中间构件绕着一条与内转轴和外转轴成恰当角度的直径偏转时,避免了由单一接头所产生的变速度之总和,本机械装置由经第二个万向接头之转轴所构成的不同于90~的角而产生一个周期性的变速。
另一个将恒变速旋转变为变速旋转的机械装置为链条传动的扣连轮,这个装置用在自行车上,以便尽快通过踏脚柄处于负运动的阶段,它有一个缺点,你不能调节速度的广度和相位。
而本发明的机械构造,如前所述,却可使二个万向接头产生一个变速方广度之总和,使用方法在权利要求1中的特征部分有述。
通过中间构件转轴,各使二个万向接头顺次联接,而使其轴线相互成恰当角度,从而产生万向接头变速广度之总和,对于外转轴而言,如我们所知道的,中间构件是一个与万向接头两端依次联接的转轴,转轴的轴线相互构成恰当的角度。
内转轴由一对半径导向贯穿轴与环绕圆环相联,当万向接头的号一转轴恰巧处于圆环相对应的另一半径位置且相互环绕,可使外转轴与最外面的圆环相同。
转轴在万向接头内一般可自成恰当角度。
可绕着与内转轴成恰当角度轴线偏转的环状中间构件(4),亦可绕着与内转轴相同的轴线旋转,因此可以调节广度相位,环状中间构件,如所说过的,与一不可旋转的部分联接,但是可以摆动,其摆动决定广度,摆动部分包括一部分球面体并一个凹槽,在摆动(调节)时可提供空间给内转轴。
由经半径导向轴线与球面体来控制摆动。
转轴可啮合在球面滚动槽内,由球面体旋转位置来决定摆动,决定广度的摆动运动,也可产生在外壳周围,而外壳的轴线又位于外环的直径上,与内转轴同一球心。
通过外球的旋转,广度相位可因而得以调节。
本机械装置可用于自行车曲轴,这样内转轴就有了具有周期变速的踏脚曲柄,可快速通过顶部与底部位置。
相应的,踏脚将在长时间内处于运动装态。
本机械装置也可由为内转轴之外延的外转轴来运行。
当内转轴只单一机械运动时,环状外转轴可延至许多转轴。
本机械装置也可用于自行车推进趋动,接头部分(4)可被保持在轴线方向。这使二个万向接头互相延展,使内和外转轴处于相互平行位置,斜齿轮分别与两个外向接头的内转和外转接头(32)成恰当角度;固定构件(44)在内和外转轴轴线上摆动,因此可调节广度相位,也可阅读权利要求8,可使用4个斜齿轮。
本机械构造亦可采用在滚动槽内的球体(55)来代替外壳中的万向接头(见权利要求10)。本机械构造可使用曲柄转轴及一个单一万向接头和一个相互间成恰当角度的内转和外轴。
图1:展示本机械装置的横切面,这里采用自行车曲柄;
图2—4:展示图1中的部件细样;
图5:展示本机械装置的另一种构造形式;
图6—9:展示图5中的部件细样;
图10:展示图B的B—B剖面图;
图11:展示图1中内转轴的横向剖面图,此时内转环处于同一平面,且变速广度为零;
图12:展示本机械带远望操纵转轴的另一种构造式样;
图13—15:展示图12的部件细样;
图16:展示一个平面(15),其右侧的控制件可固定在支撑的非旋转部分,其旋转/调节决定变速广度;
图17:展示非旋转部分,状如圆壳;
图18—19:展示图17的剖面图;
图20—23:展示转轴(1)和圆环(3);
图24:展示一种特殊构造,趋动轴(1)与被趋动轴(2)处于相互延伸位置;
图25:展示一个昼简化的图样,带有万向接头,内转和外转轴处于适当角度;
图26:展示一个方向轴趋动的装置,内转和外转轴分处于相对平行位置,而中内承接部件处于轴线延伸处;
图27:展示一种构造,用圆球替代转轴,作为第一万向接头;
图28:展示机械的另一种构造式样,只带有一个远望操纵转轴;
图29:展示通过线趋动转动外环,从而控制变速广度相位的控制柄;
图30:展示调节变速广度大小的手动控制柄;
图31:展示由链条来调节控制转轴长度的另一种式样;
图32:展示外环的制动装置,可由图29的手动控制柄来调节;
图33:展示一个带弹簧的转轴可以制动圆壳,通过手动控制柄来调节;
图34:展示机械主要部件的基本式样。
图1:展示本机械装置的横切面,图示比例为1∶1。趋动轴即曲柄小相对处于恰当角度,转轴(6)嵌于球形圆球(3)的支撑中,圆环中与支撑成90°角,相对放置了两个直径转轴(7),也嵌在带有外圆环(4)的支撑中,作为调节部件,圆环(4)也带有两个相对的直径转轴(8),与转轴(7)成90°角,转轴(8)嵌于外圆环(5)中,与外圆环摆成90°角,两个直径相对转轴(5)嵌于外圆筒状圆环(2)中,也作为扣齿轮的趋动轴,在转轴(1)中,曲柄转轴与支撑(62)具有公共轴线,圆环(2)靠着外支撑(63)后者处于曲轴箱(23)的内壁,在趋动轴(1)的两端穿越曲轴箱(64)的部分,嵌有支撑(65),圆环(4)沿着圆周(25)的边缘,外支撑(9)位于状如圆壳的圆球部分(10)内,使圆环(4)能在圆壳内旋转,圆壳有凹槽(24)可使它绕着支撑轴线(17)偏转或旋转成与转轴(1)成一恰当角度。因此可籍以改变其相对位置。
圆壳(10)固定(15)在一个控制部件(16)上,因此可以偏转或旋转,控制部件(16)由圆壳外部延展至圆环(2)和(5),由直径相对支撑(17)联接于可调节外环(18),部分年(16)由两个半循环部分组成,处于二个圆弧中间,二个转轴(11)嵌于滚动槽(24)中,处于壳模型球面(25)中,沿着整个圆孔圆周悬于支撑(26)上。
在滚动槽(66)内金属丝(27)绕其轴线旋转——转轴(11)在滚动槽(24)内——使圆壳(10)不断变换位置,由于圆环(4)的附着力和圆壳(10)的支撑,使圆球(3)、(4)、(5)发生角度变换,当圆球(2)具有恒变速时,转轴(1)的速度将作周期性变换。
在可调节的外环(18)中,部分年(16)与转轴(17)相嵌,因此可与部件(16)一同绕其轴线旋转,由此周期期性变速相位得以改变。
图2、展示部件(16)和球面弧(25)部分分离;
图3、展示滚动槽(24)位于球面弧(25)内,滚动槽(66)位于其上金属丝传动(27)可使球面弧(25)翻转;
图4、展示图2所示的部件(16)的A—A图样,凹槽(14),转动轴(1)可见;
图5、部分变化提及的与图1所示相同,曲轴宽度较小,球面弧(25,1)的轴线曲度减小,转轴(13)与图1所示相同。由于凹槽(14)的缘故,控制件(16,1)替换了转轴在二个圆弧中间的位置,较图1中所示的部件(16)减小和改变了。曲柄转轴(1)的支撑(65)由支撑(67)所取代,与曲柄箱(23,1)的内壁相联;
图6、展示图5的部分特殊细节,尤其是转轴(13)的运作和其在球面弧(25,1)中的益,及其滚动槽(24,1)。部件根据轴线部分。
图7、展示部分图5和图6所示的特殊细节,尤其是转轴(13)的滚动槽(24,1)及其上的金属丝传动(27)的滚动槽(66)和球面弧(25,1)的翻转。
图8、展示图6的A—A剖面图样,除去了球面弧(25,1)部分,凹槽(14),转动轴(1)可见,由圆壳(10)顶部突出的控制件(16,1)可见,其在圆壳上的固定部分(15)亦可见其轮廓,具体见于图17、18、19。
图9、展示图6的B—B剖面图样,圆壳(10)内的阴影部分,在图5中也可见,并非属剖面图示,因为并不需这么多区域,(14)为圆壳(10)顶部的凹槽,可容转轴(1)运行。
图10、展示图13的B—B剖面图样,圆壳(10)的凹槽(14)可见,突出的控制构件(16)的固定部分(15)亦可见。
图11、展示图1的A—A剖面图样,若圆环(3)、(4)、(5)翻转,它们的中心平面相交,与转轴(1)成恰当角度。
控制部件(16)通过支撑(17)悬于外圆环(18),与内转轴(1)为同心圆,支撑(17)在圆环(18)的直径上有其公共轴线。该圆环可由金属丝线趋动,变速广度相位依次交替变换,为了能翻转,倒齿(21)—嵌入经度方向的齿轮内,使圆环保持与箱(23)同步——必须被放开。这可由拉一线固定在弹簧圈(20)上来达成,通过倒齿至凹槽(22),再通过凹槽(22)绕于外圆环(18)外表。
紧靠着这凹槽,有另一较浅凹槽通过倒齿进入圆环(18)外表。该两个凹槽有不同的倒齿,后者包括一个弹簧圈(20,1)来控制倒齿的启闭。
C—C剖面图是带有二个不同深度的圆环(18)的横切面切面图中可见带着弹簧圈的倒齿。
有倒齿(21)和(21′),使圆环18各顺其方向旋转。
图12、展示与图1和图5相同,在图5中,曲轴宽度较图1中的要小,转轴(12)相对应图1中的(11),其两端各嵌入凹槽(14)。图13、展示图12中的部分特殊细节,尤其是转轴(12)的滚动槽(24,2)和A—A方向剖面图,在图15中可见。还有图10中的B—B剖面图。
图14、展示图12和图13的部分特殊细节,尤其是球面(25,2)中转轴(12)的滚动槽(24,2)和其上的滚动槽(66)及线趋动(27),可用来翻转球面。
图15、展示图13的A—A切面图,除去球面(25,2)转轴(1)的凹槽可见(14),部件(16,2)的固定部分(15),见图10、16、17、18、19。
图16、以虚线展示当圆环(5)作1/8和3/8旋转时的位置,线(15)代表圆壳(10)有一个自由区域(15)并不与圆环(5)重叠。
图17、展示(突出部件(16))的固定部分(15)及圆壳(10)。
图18、展示图17的剖面图,转轴(1)的凹槽(14)和圆壳(10)上的固定部分(15)。
图19、展示图17的A—A剖面图;
图20、展示转轴(6)将转轴(1)与圆环(3)相联,转轴(7)与转轴(6)构成恰当角度。圆环(3)为了增强力度,尽可能大的延展至球面的大部分。
图21、民示从转轴(1)底部看衅20的部分构件;
图22、展示从顶部看图20的部分构件,转轴(1)较圆环(3)改变的可能性由虚线标示。
图23、展示图20、21、22的透视图。
图24、展示一种构造当作为内转轴(1)的曲柄转轴并未贯穿整个机械时,环状外转轴作为延续,可联接很多外转轴(28)。
图25、展示曲柄转轴(30)与一个万向接头联接,其曲柄顶部(摆动)与在万向接头内的转轴的内转轴线处于同一水平,万向接送的外转接头(32)与外转轴(38)构成恰当角度,是通过外转轴箱(44)内悬着的(45,1)斜齿轮(40,41)来达成的。
图26、展示内转轴(37)和外转轴(38)处于相对平行位置,每个转轴联接(32)并在支撑(40,45,1)内旋转,与斜齿轮(40,41)成适当角度,斜齿轮分处于内转和外转轴箱(44,45)内可旋转(45,1)即可调节转轴(37,38)间的周期性变速(44)和广度相位差,后者是由支撑箱(45)绕着内转轴(37)转动所产生的,中内承接转轴(31)可推动转轴(43),四个斜齿轮相对依次排列,将磨擦(35)降到了小,可用作速齿轮。
图27、展示一种构造,圆球(55)用来替代转轴(1)和外环(2)之间的转轴,相类似的,环(2)和外环之间也有圆球。二个圆球(55)被直径放置在转轴(1)上,绕着轴线旋转,处于转轴的经度方向平面内,与滚动槽内的转轴(1)成适当角度。
图28、展示只要有一个转轴(12,1)在滚动槽内,即已足够,圆壳(10)可部分转成(10,1)。
图29、展示了一个手动控制柄来转动环(18)和放开倒齿(21),也见图11,金属丝(19)用来达成上述二种功能,金属丝两端被系着,绕在控制柄的线轮上,并被固定(48)在剪刀状弹簧圈(46)的两端。
控制柄的活动部分(50)可在竖直方向压拉弹簧(49),即使滚子(47)作用于弹簧圈(46),以使金属丝伸长/拉紧及倒齿(21)的开合。这样,通过控制柄,两端各伸出柄的金属丝各司其职,使环(18)得以转动。
图30、展示了一个带磨擦阻力(51)丝轮的手动控制柄,通过控制球面(25)的转动,来控制圆壳(10)的摆动和调节变速广度。
图31、展示一个带链条的转轴(12,2),其中的二个链齿为同框链齿(59),链条的运动可改变转轴的长度。
图32、展示外环(18)的阻力制动构造,一个转轴嵌在环上的孔内转轴可由金属丝线(6)放开,除非环(18)被制动,否则在脚踏运动时它将一直运动。
图33、展示球面,可被带弹簧的转轴(54)阻挡,而不是被金属丝线阻挡它的转。
图34、展示机械的主要部件的基本样式。
权利要求书
[国际局于1995年2月9日收悉,原权利要求第一、第二条修改;其余权利要求不变(1页)]
1.本机械通过调节转轴间的交角,在由一个万向接头连接的驱动轴(曲柄)与被驱动轴间的持续旋转下产生可调变角速度,其特征在于:
连结转轴的万向接头的位置与传递到被驱动轴上的最小角速度同相,同时曲柄处于顶部位置时受一活塞状动力传递装置的作用影响,由此产生改进瞬间,另外驱动轴(曲柄)在各种交角调节情况下不改变其经度方向。
2.根据权利要求1所述的本机械特征在于:
驱动轴(1)和被驱动轴(2)于同一经度方向相互连结于同一水平,由此,驱动轴(1)位于三个动环(3)、(4)、(5)中依次连结于完全相对的栓(6)、(7)、(8),由第二环作为调节部分(同万向置悬比较),同样,第三环(5)与筒状的作为被驱动轴即自行车上的链齿轮的第四环(2)相连(图1—4)。
3.根据权利要求2中所述的本机械特征在于:
第一号圆环(3)为球状,在其材料许可程度内,可以最大限度地产生力,使机械发挥应有作用(图20,21,22,23)。
Claims (10)
1.一种机械,具有同样的内转(1,57—37)和外转轴(2,28,38)轴线方向,将恒变速旋转转为周期性变速旋转,由二个万向接头依次组成,或相类似的接头带有部件(4,32),即一个万向接头的外转轴和另一个万向接头的内转轴,该部件之轴线可摆至较内转和外轴为特殊的特定位置,即其中之一的转轴的周期性变速可在最大广度和零度之间进行调节,(恒变速)部件(4,32)有半径导向转轴(8,8′)或转轴支撑,作为第二和第一万向接头——部件(4,32)(17,45,1)内绕着内转和外转轴摆动,用来进行调节。
特征:部件(4,32)有转轴(8,8′)或转轴支撑(7,7′)和这些转轴的轴线或转轴的支撑,一般用于第二个,也包括第一个万向接头,或相类似的接头相互构成角度,一般成90°角的情况要常见些,同时每个万向接头的转轴轴线或相类似的接头各自构成交角,成90°(直角)的情形要常见些,因此二个万向接头的变速差得以相加。
2.如权利要求1所述的机械,其特征在于,内转轴小和外转轴(2)有相交轴线,当内转轴(1)贯穿时,通过半径导向转轴(6)联接一个环绕环(3),通过半径导向转轴(7)联接一个环绕环状中间部件(4),互成适当角度的转轴(6)和(7)是构成第一万向接头的一部分,或相类似的接头,经由环状中间部件(4)——通过半径导向转轴(8)——与环绕环(5)联接,通过半径导向转轴(5′)与环绕环(2)联接,作为外转,转轴(8)和(5)相互构成适当的角度,是第二万向接头或类似接头的一部分。
3.如权利要求1或2所述的机械,其特征在于,环状中间部件(4)的实心部分(10,16)通过支撑(17),进一步绕支撑(18′)的内转和外转轴的轴线摆动,外环(18)与内转轴相交,且绕着环(2)和圆壳(10)伸展,因此广度相位变换可以调节——外环(18)通过线趋动(19)旋转,通过圆筒状箱子(23)内凹槽中的倒齿(2)来制动。
4.如上述任一权利要求所述的机械,其特征在于,支撑(19)的非旋转部分(10,16),包括圆壳(10)的凹槽(14)用于趋动转轴,由位于凹槽(14)或与其紧告的中心平面的一个或多个半径导向转轴(11,12,12,1,13)来支撑圆壳,并控制圆壳的摆动。
5.如权利要求4所述的机械,其特征在于,半径导向转轴嵌在球面(25,25,1)的滚动槽(24,24,1,24,2,24,4)中,与转轴(1)同圆心并绕其旋转,且绕着支撑件(10,16)延展,其摆动可由球面(25,25,1)的旋转来控制。
6.如权利要求1—5中任一权利要求所术的机械,其特征在于,环(2)延展至许多瑟内转轴(1)相对的外转轴(图24左面)靠其在环(2)内的悬荡摆动来制动(29)。
7.如上述任一权利要求所述的机械,其特征在于,环(3)被扩大以便尽可能大地在环和转轴(1)许可的范围内包占最大面积球面,以增加力度。
8.如权利要求1所述的机械,其特征在于,以另一种构造形式出现,例如用于自行车的推动转轴趋动,有如下特征:内转和外转轴(图26中37,38)相互处于平行位置,各自联接(32)和嵌入斜齿轮(40,41)的适当位置并可各自绕内转和外转轴在箱(45,44)内悬荡摆动(45,1)来调节周期性变速(4),广度相位移置可由转轴(37,38)间产生由支撑箱(45)绕内转轴(37)转动可产生相位移置,中间承接转轴(39)为一类转轴(43),最好采用4个斜齿轮并相对放置。
9.如权利要求1—10中任一权利要求所述的机械,其特征在于,机械装置可采用曲柄转轴为内转轴(1,30,37),也可只采用机械的一部分如中央承接转轴(图20中39)作为内转轴(图25中30),其与外转轴(38)构成恰当角度。
10.如上述任一权利要求所述的机械,其特征在于,在滚动槽中采用圆球(图27中55)横向至圆环外部导赂平面且与环(56)成90°角,合力的改变只在内转轴(1,30)和第一环(3)及第二环(4)之间,用来替代在图26(31)和图25(31)中万向接头的相互延展,在转轴(57)中两个沿直径放置的球可顺着转轴的经度方向移动(图27)。
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