RU2471668C1 - Bicycle with automatic gear shifting - Google Patents
Bicycle with automatic gear shifting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2471668C1 RU2471668C1 RU2011134320/11A RU2011134320A RU2471668C1 RU 2471668 C1 RU2471668 C1 RU 2471668C1 RU 2011134320/11 A RU2011134320/11 A RU 2011134320/11A RU 2011134320 A RU2011134320 A RU 2011134320A RU 2471668 C1 RU2471668 C1 RU 2471668C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sleeve
- control link
- axis
- bushing
- cable
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к транспорту, а именно к велосипедам с автоматическим переключением передач.The present invention relates to transport, namely to bicycles with automatic gear shifting.
Известен ВЕЛОСИПЕД С АВТОМАТИЧЕСКИМ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ ПЕРЕДАЧ, который содержит раму с вилкой переднего колеса. В оси переднего колеса установлен трос управления задним переключателем. Трос управляется посредством центробежной силы вращающихся грузов. Грузы взаимодействуют с подпружиненным кольцом через гибкую связь (см. патент RU 2327593 C1 от 05 сентября 2006 г. - аналог).Known BICYCLE WITH AUTOMATIC TRANSMISSION, which contains a frame with a front wheel fork. The front wheel control cable is equipped with a rear derailleur control cable. The cable is controlled by the centrifugal force of rotating loads. The loads interact with the spring-loaded ring via a flexible connection (see patent RU 2327593 C1 of September 05, 2006 - analogue).
Однако конфигурация каждого из грузов оригинальна и сложна в изготовлении. Ход центробежных грузов должен соответствовать ходу троса, следовательно, возрастают габаритные размеры грузов. Грузы должны содержать защитный кожух, что усложняет конструкцию и увеличивает вес велосипеда. Гибкая связь снижает надежность автоматики. Перечисленные выше факты отрицательно характеризуют техническое решение.However, the configuration of each cargo is original and difficult to manufacture. The course of centrifugal loads must correspond to the course of the cable, therefore, the overall dimensions of the goods increase. Weights must contain a protective casing, which complicates the design and increases the weight of the bike. Flexible communication reduces the reliability of automation. The above facts negatively characterize the technical solution.
Также известен ВЕЛОСИПЕД-АВТОМАТ, который содержит раму с вилкой переднего колеса. В оси переднего колеса установлен трос управления задним переключателем. На оси подвижно установлена втулка, внутри которой вмонтировано подпружиненное управляющее звено, расположенное между полумуфтой реверсивной и резьбовой. К управляющему звену со стороны пружины крепится группа гибких связей, вторые концы которых крепятся к плавающей втулке и смазаны Ньютоновской жидкостью (например, вазелином) (см. патент RU 2392167 от 15 декабря 2008 г. - аналог).BIKE-AUTOMATIC is also known, which contains a frame with a front wheel fork. The front wheel control cable is equipped with a rear derailleur control cable. A sleeve is movably mounted on the axis, inside of which a spring-loaded control link is mounted, located between the reversible and threaded coupling halves. A group of flexible connections is attached to the control link from the side of the spring, the second ends of which are attached to the floating sleeve and lubricated with Newtonian fluid (for example, petroleum jelly) (see patent RU 2392167 of December 15, 2008 - analog).
Обеспечение герметичности конструктивного решения и облегчение веса за счет ликвидации центробежных грузов повышает надежность автоматики. Однако достижение прямолинейной зависимости момента переключения конкретной скорости при температурных изменениях внешней среды проблематично, так как наладка и настройка момента включения конкретной скорости смещается.Ensuring the integrity of the design solution and lightening the weight by eliminating centrifugal loads increases the reliability of automation. However, achieving a straightforward dependence of the moment of switching a specific speed with temperature changes in the environment is problematic, since the adjustment and adjustment of the moment of switching on a specific speed is shifted.
Наиболее близким предложенному техническому решению является «ВЕЛОСИПЕД С АВТОМАТИЧЕСКИМ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ ПЕРЕДАЧ»,содержащий раму с вилкой переднего колеса. На вилке переднего колеса неподвижно смонтирована ось, сквозь которую проходит трос управления задним переключателем. Трос взаимодействует с комплектом звездочек, а на оси установлена втулка с подпружиненным управляющим звеном, который взаимодействует с тросом. Управляющее звено через гибкие связи также взаимодействует через огибающее кольцо с внешней поверхностью подвижной втулкой. На оси установлена неподвижная втулка, притом между подвижной и неподвижной втулками смонтирован комплект двух типов тонких шайб, зазор между которыми заполнен Ньютоновской жидкостью, например вазелином (см. патент RU 2424941 С1 от 13.01.2010 г. - прототип).The closest to the proposed technical solution is "BIKE WITH AUTOMATIC TRANSMISSION", containing a frame with a front wheel fork. An axle is fixedly mounted on the front wheel fork through which the rear derailleur control cable passes. The cable interacts with a set of sprockets, and on the axis there is a sleeve with a spring-loaded control link that interacts with the cable. The control link through flexible connections also interacts through the envelope ring with the outer surface of the movable sleeve. A fixed sleeve is mounted on the axis, and a set of two types of thin washers is mounted between the movable and fixed bushings, the gap between which is filled with Newtonian fluid, for example petroleum jelly (see patent RU 2424941 C1 of January 13, 2010 - prototype).
При надежности принципа управления задним переключателем скоростей и исключении влияния температурных колебаний внешней среды обнаружен недостаток, исключить который удалось не сразу. Так как управляющее звено взаимодействует с внешней поверхностью подвижной втулки посредством гибких связей и огибающего кольца, то в зоне контакта гибких связей с огибающим кольцом возникает сила трения, вектор которой каждый раз меняет направление при переключении с понижающей передачи на повышающую передачу, и обратно. Повышение чистоты обработки практически не снижает силу трения, так как угол перегиба гибких связей девяносто градусов. В случае езды по пересеченной местности и постоянных вибраций, воздействующих на механизм переключения передач, номинал суммы двух сил трения незначителен и не оказывает большого влияния, механизм переключения работает четко. Однако момент переключения необходимой передачи смещается в сторону запаздывания при езде на ровной трассе, когда вибрации минимальны, таково влияние вектора силы трения в зоне контакта гибких связей с огибающим кольцом. Полевые испытания подтверждают работоспособность автоматики и влияние данного фактора на разных трассах заезда. Исключить трение при передаче взаимодействия от управляющего звена к подвижной втулке и при этом остаться в габаритах - задача.With the reliability of the principle of controlling the rear speed switch and eliminating the influence of temperature fluctuations in the environment, a drawback was discovered, which was not immediately eliminated. Since the control link interacts with the outer surface of the movable sleeve by means of flexible couplings and an envelope ring, a friction force arises in the contact zone of the flexible couplings with the envelope ring, the vector of which changes direction each time when changing from a lower gear to an upper gear, and vice versa. Improving the purity of processing practically does not reduce the friction force, since the angle of inflection of flexible bonds is ninety degrees. In the case of driving over rough terrain and constant vibrations acting on the gearshift mechanism, the nominal value of the sum of the two friction forces is negligible and does not have much effect, the gearshift mechanism works clearly. However, the moment of shifting the necessary gear is shifted to the side of delay when driving on a flat track when vibrations are minimal, such is the effect of the friction force vector in the contact zone of flexible bonds with the envelope ring. Field tests confirm the efficiency of automation and the influence of this factor on different race tracks. To eliminate friction during the transfer of interaction from the control link to the movable sleeve and at the same time remain in dimensions is a task.
Задачей предложенного технического решения - исключение вектора силы трения при взаимодействии управляющего звена с подвижной втулкой, при неизменных конструктивных габаритах.The objective of the proposed technical solution is the exclusion of the friction force vector during the interaction of the control link with the movable sleeve, with constant structural dimensions.
Техническое решение поясняется графическим материалом, где на фиг.1 представлен общий вид велосипеда с автоматическим переключением передач. На фиг.2 представлено сечение по оси переднего колеса велосипеда с автоматическим переключением передач в исходном положении элементов автоматики, когда скорость велосипеда равна нулю. На фиг.3 представлены ключевые элементы автоматики в последовательности сборки и конструктивное выполнение каждого из элементов.The technical solution is illustrated by graphic material, where Fig. 1 shows a general view of a bicycle with automatic gear shifting. Figure 2 presents a section along the axis of the front wheel of the bicycle with automatic gear shifting in the initial position of the automation elements when the speed of the bicycle is zero. Figure 3 presents the key elements of automation in the assembly sequence and the constructive implementation of each of the elements.
Поставленная цель достигается велосипедом с автоматическим переключением передач, который содержит раму 1 с вилкой 2 переднего колеса. На раме 1 установлен задний переключатель 3 и неподвижная ось 4 крепления втулки заднего колеса. На втулке через обгонную муфту установлена кассета 5 с комплектом разных звездочек. Вдоль рамы проходит трос 6 управления задним переключателем 3. Трос 6 проходит сквозь ось 7, которая неподвижно смонтирована в вилке 2. На оси 7 подвижно установлена втулка 8. Внутри втулки 8 вмонтировано подпружиненное управляющее звено 9. Управляющее звено расположено между полумуфтой реверсивной 10 и полумуфтой резьбовой 11. Каждая из полумуфт 10 и 11 выполнена с возможностью периодического взаимодействия имеющимся зубом на своем торце с ответным зубом управляющего звена 9. Полумуфта резьбовая 11 подвижна на резьбовом участке оси 7 с возможностью перемещения вдоль оси 7 на величину, равную перемещению троса 6 и достаточную для нормальной работы заднего переключателя 3 приводной цепи. Полумуфта резьбовая 11 взаимодействует с тросом 6 через поводок 12, который исключает скручивание троса 6. Управляющее звено 9 ограничено от вращения относительно втулки 8 известным способом, например шпонкой. Полумуфта реверсивная 10 взаимодействует с полумуфтой резьбовой 11 через шарики 13. В цилиндрическом зазоре между полумуфтой резьбовой 11 и полумуфтой реверсивной 10 смонтирована вилка 14. Вилка 14 выполнена в виде цилиндра с пазами и зафиксирована на оси 7. Пазы имеют ширину шариков 13, длину, превосходящую ход троса 6 и направление вдоль оси 7. К управляющему звену 9 со стороны пружины 15 подведены гибкие связи 16. Управляющее звено 9 через пружину 15 и антифрикционную шайбу 17 упирается в торец резьбовой втулки 18. Резьбовая втулка 18 содержит продольный паз и неподвижна на оси 7. С противоположного торца резьбовой втулки 18 размещено стопорное кольцо 19. Между антифрикционной шайбой 17 и резьбовой втулкой 18 установлена подвижная втулка 20 с комплектом двух типов тонких шайб. Зазор между тонкими шайбами заполнен Ньютоновской жидкостью.This goal is achieved by a bicycle with automatic gear shift, which contains a frame 1 with a
Отличается предложенное решение от известного решения тем, что снабжено группой осей 21, роликов 22 и корпусной втулкой 23, которая плотно установлена внутри втулки 8. С внешней стороны подвижная втулка 20 содержит буртик 24 для крепления гибких связей 16. Торцевая стенка корпусной втулки 23 содержит тангенциальные пазы 25 в количестве гибких связей 16, а также лучевые отверстия 26 под оси 21. Оси лучевых отверстий 26 пересекаются в центре корпусной втулки 23. В тангенциальных пазах 25 на осях 21 подвижно установлены ролики 22, притом плоскость перегиба каждой гибкой связи 16 совпадает с плоскостью соответствующего ролика 22.The proposed solution differs from the known solution in that it is equipped with a group of
Велосипед с автоматическим переключением передач работает следующим образом. В начальный момент все элементы велосипеда находятся в исходном положении, как представлено графическим материалом (см. фиг.2). Велосипедная цепь занимает самую большую звездочку на кассете 5 (см. фиг.1). Ось 7 жестко закреплена в вилке 2. С началом движения переднее колесо велосипеда и втулка 8 через шпонку постоянно вращает подпружиненное управляющее звено 9. Однако управляющее звено 9 вращается совершенно свободно, так как находится с постоянным зазором между торцами полумуфт 10 и 11 (см. фиг.2). В исходном крайнем левом положении управляющее звено 9 упирается в торец кольца на втулке 8, что предотвращает смыкание между торцом полумуфты 10 и звеном 9. Равновесное состояние звена 9 между торцами полумуфт 10 и 11 обеспечивается пружиной 15 и гибкими связями 16. Пружина 15 вращается совместно с управляющим звеном 9, так как упирается в антифрикционную шайбу 17. Гибкие связи 16 соединены с буртиком 24 и проходят сквозь тангенциальные пазы 25 корпусной втулки 23. Группа роликов 22 обеспечивает плавный перегиб гибких связей 16, а в случае нарушения равновесного состояния управляющего звена 9 снижает трение в зоне перегиба до незначительности. Таким образом, подвижная втулка 20 имеет возможность свободного вращения вокруг своей оси, но в среде Ньютоновской жидкости. Никакие посторонние физические факторы кроме трения в среде Ньютоновской жидкости на вращение подвижной втулки не влияют. Свойства Ньютоновской жидкости таковы, что сила трения, то есть натяжение гибких связей 16 находится в прямолинейной зависимости от скорости движения велосипеда. Чем выше скорость, тем сильнее сжимается пружина 15. Управляющее звено 9 смещается в направлении полумуфты резьбовой 11. Зубья торца полумуфты резьбовой 11 и управляющего звена 9 смыкаются. С этого момента вращение втулки 8 через шпонку и звено 9 передается полумуфте 11, которая по резьбовому участку оси 7 смещается и ослабляет подпружиненный трос 6. Трос 6 управляет задним переключателем 3 и при ослаблении натяжения троса 6 велосипедная цепь сбрасывается с самой большой звездочки кассеты 5 на меньшую звездочку. Частота вращения педалей не увеличивается, однако велосипедист едет быстрее. При дальнейшем увеличении скорости велосипеда процесс повторяется аналогичным образом, однако частота вращения педалей остается прежней в предварительно заданном пределе, который удовлетворяет конкретного велосипедиста, идеален для физических параметров последнего. В крайне правом положении управляющее звено 9 упирается в торец корпусной втулки 23 и размыкает зубья полумуфты резьбовой 11 и управляющего звена 9. Таким образом, корпусная втулка 23 исключает замыкание механизма переключения в крайнем положении.Bicycle with automatic gear shift operates as follows. At the initial moment, all the elements of the bicycle are in the initial position, as represented by graphic material (see figure 2). The bicycle chain occupies the largest sprocket on cassette 5 (see figure 1). The
Скорость движения велосипеда уменьшается, например, в случае подъема трассы или изменении грунтов. Уменьшается сила вязкого трения, создающая момент вращения подвижной втулки 20 относительно оси 7. Пружина 15, преодолевая уменьшенную силу, смещает управляющее звено 9 до смыкания с зубьями полумуфты реверсивной 10. Полумуфта реверсивная 10 взаимодействует с полумуфтой резьбовой 11 через шарики 13. Полумуфта резьбовая 11 выполнена составной и содержит цилиндрический корпус, на цилиндрической шейке которого вращается полумуфта реверсивная 10. Подпружиненное кольцо обеспечивает качение шариков 13 без скольжения по дорожке, образуемой запорным кольцом. Вилка 14 исключает круговое качение шариков 13. Шарики 13 вращаются без скольжения и могут смещаться только вдоль пазов относительно неподвижной вилки 14. Шарики 13 передают вращение полумуфте резьбовой 11 в противоположном направлении относительно полумуфты реверсивной 10. Полумуфта резьбовая 11 смещается по резьбе и натягивает трос 6 управления задним переключателем 3. Велосипедная цепь переводится с меньшей звездочки на большую звездочку кассеты 5. К заднему колесу подводится больший момент силы, и велосипедист, не меняя усилия приложения на педали, преодолевает трудный участок трассы. При установившемся режиме зазор между управляющим звеном 9 и торцами полумуфт 10 и 11 сохраняется. При дальнейшем уменьшении скорости велосипеда процесс повторяется аналогичным образом, однако частота вращения педалей остается в комфортном для велосипедиста пределе. Любое изменение скорости сопровождается соответствующим переключением, которое поддерживает заранее установленную частоту педалирования. Свободное переключение обеспечивается во всем диапазоне работы заднего переключателя. Четкое отслеживание предела скорости для каждого из множества переключений гарантируется конструктивным выполнением элементов, взаимодействующих в среде Ньютоновской жидкости, при этом исключается влияние трения при передаче силы вязкого взаимодействия к управляющему звену 9. Изготовление элементов технологично и выполнимо на простом станочном оборудовании. Компактность конструкции и способ, которым обеспечивается автоматическое переключение передач, выдвигает в лидеры данное предложение.The speed of the bicycle decreases, for example, in the event of a rise in the track or a change in soil. The viscous friction force, which creates the moment of rotation of the
Claims (1)
отличающийся тем, что снабжен группой осей (21), роликов (22) и корпусной втулкой (23), которая плотно установлена внутри втулки (8),
с внешней стороны подвижная втулка (20) содержит буртик (24) для крепления гибких связей (16),
в торце корпусной втулки (23) имеются тангенциальные пазы (25) в количестве гибких связей (16), а также лучевые отверстия (26) под оси (21),
оси лучевых отверстий (26) пересекаются в центре корпусной втулки (23),
в тангенциальных пазах (25) на осях (21) подвижно установлены ролики (22), притом плоскость перегиба каждой гибкой связи (16) совпадает с плоскостью соответствующего ролика (22), противоположный торец корпусной втулки (23) выполнен с возможностью периодического взаимодействия с управляющим звеном (9). A bicycle with automatic gear shifting, comprising a frame with a front wheel fork, on which the axle (7) is fixedly mounted, through which the cable for controlling the rear derailleur interacting with a set of sprockets passes (6), a sleeve (8 is mounted on the axis (7) for rotation ) a wheel inside which a spring-loaded (15) control link (9) is placed and driven into rotation by it, which can interact through a reversible (10) and threaded (11) coupling halves with a cable (6) and constantly interacting with a spring (15) and kimi bonds (16) also on the axis (7) fixed threaded bush (18) mounted antifriction washer (17) and the sliding sleeve (20) with a set of two types of thin washers, the gap between which is filled Newtonian fluid,
characterized in that it is provided with a group of axles (21), rollers (22) and a housing sleeve (23), which is tightly installed inside the sleeve (8),
on the outside, the movable sleeve (20) contains a collar (24) for attaching flexible connections (16),
at the end of the housing sleeve (23) there are tangential grooves (25) in the number of flexible connections (16), as well as beam holes (26) under the axis (21),
the axis of the beam holes (26) intersect in the center of the housing sleeve (23),
in the tangential grooves (25) on the axes (21), the rollers (22) are movably mounted, moreover, the plane of inflection of each flexible connection (16) coincides with the plane of the corresponding roller (22), the opposite end of the housing sleeve (23) is made with the possibility of periodic interaction with the control link (9).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011134320/11A RU2471668C1 (en) | 2011-08-16 | 2011-08-16 | Bicycle with automatic gear shifting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011134320/11A RU2471668C1 (en) | 2011-08-16 | 2011-08-16 | Bicycle with automatic gear shifting |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2471668C1 true RU2471668C1 (en) | 2013-01-10 |
Family
ID=48805996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011134320/11A RU2471668C1 (en) | 2011-08-16 | 2011-08-16 | Bicycle with automatic gear shifting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2471668C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3769848A (en) * | 1972-06-26 | 1973-11-06 | Guire W Mc | Automatic shifting means for multispeed bicycles |
WO1991019638A1 (en) * | 1990-06-11 | 1991-12-26 | Mclaren Michael J | Automatic derailleur shifter |
JPH0633955A (en) * | 1992-07-09 | 1994-02-08 | Viscodrive Japan Kk | Viscous coupling |
WO1999020519A1 (en) * | 1997-10-23 | 1999-04-29 | Yong Chul Jung | Automatic transmission for bicycle |
US6692389B2 (en) * | 2002-05-22 | 2004-02-17 | Hwa-Yung Yin | Automatic derailleur |
RU2424941C1 (en) * | 2010-01-13 | 2011-07-27 | Владислав Петрович Алёшин | Bicycle with automatic gear shifting |
-
2011
- 2011-08-16 RU RU2011134320/11A patent/RU2471668C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3769848A (en) * | 1972-06-26 | 1973-11-06 | Guire W Mc | Automatic shifting means for multispeed bicycles |
WO1991019638A1 (en) * | 1990-06-11 | 1991-12-26 | Mclaren Michael J | Automatic derailleur shifter |
JPH0633955A (en) * | 1992-07-09 | 1994-02-08 | Viscodrive Japan Kk | Viscous coupling |
WO1999020519A1 (en) * | 1997-10-23 | 1999-04-29 | Yong Chul Jung | Automatic transmission for bicycle |
US6692389B2 (en) * | 2002-05-22 | 2004-02-17 | Hwa-Yung Yin | Automatic derailleur |
RU2424941C1 (en) * | 2010-01-13 | 2011-07-27 | Владислав Петрович Алёшин | Bicycle with automatic gear shifting |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10577053B2 (en) | Damper for a bicycle component | |
US11667350B2 (en) | Damper for a bicycle component | |
US7004487B2 (en) | Continuously variable transmission for bicycles | |
US20060270499A1 (en) | Bicycle gear set | |
TW201500260A (en) | Bicycle derailleur | |
US7503862B2 (en) | Transmission with internal protective shield and bicycle incorporating same | |
US9033833B2 (en) | Gear transmission and derailleur system | |
CN104340329A (en) | Bicycle derailleur | |
CA3080960C (en) | Bicycle drivetrain | |
TWI730116B (en) | Derailleur with damper of the chain guide | |
EP4119432A1 (en) | Damper for a bicycle component | |
RU2471668C1 (en) | Bicycle with automatic gear shifting | |
US11680635B2 (en) | Continuously variable transmission for recreational vehicles and related components | |
RU2392167C1 (en) | Bicycle with automatic gear shift | |
RU2424941C1 (en) | Bicycle with automatic gear shifting | |
RU2392168C1 (en) | Bicycle with automatic gear shift | |
WO2000068068A1 (en) | Gear device amd method for driving a bicycle | |
RU2387568C1 (en) | Bicycle with automatic gearshift | |
RU2385816C1 (en) | Bicycle with automatic speed change | |
RU2397910C1 (en) | Bicycle with automatic gearshift | |
RU2329912C2 (en) | "sport-automat" bicycle | |
US20140366661A1 (en) | Forward and reverse pedalling system for a bicycle | |
GB2394519A (en) | A continuously variable transmission device | |
RU2327593C1 (en) | Bicycle with automatic gear shifting | |
US492754A (en) | Island |