TW202225031A - 自行車換擋裝置 - Google Patents
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Abstract
一種自行車換擋裝置(10),包括:第一本體,其與自行車車架相關聯;第二本體(36),其連接到第一本體且能夠相對於第一本體移動;搖臂(20),其能夠在旋轉軸線(X)處旋轉地連接到第二本體(36);軸(23),其與旋轉軸線(X)同軸延伸且與搖臂(20)固定地相關聯。單向旋轉裝置(80) 操作地佈置在軸(23)和第二本體(36)之間以允許軸(23)繞旋轉軸線(X)僅在第一旋轉方向上相對於第二本體(36)旋轉。第一彈性元件(40)與第二本體(36)和搖臂(20)兩者相關聯以推動搖臂(20)繞旋轉軸線(X)在第一旋轉方向上旋轉。阻尼裝置(50)操作地佈置在軸(23)和單向旋轉裝置(80)之間從而當搖臂(20)繞旋轉軸線(X)在與第一旋轉方向相反的第二旋轉方向上移動時產生摩擦力。阻尼裝置(50)包括至少一個摩擦表面(52),該摩擦表面沿著平行於旋轉軸線(X)的方向軸向延伸且與單向旋轉裝置接觸(80)。
Description
本發明涉及一種自行車換擋裝置,優選地涉及一種用於競賽自行車的換擋裝置。
在本說明書中,具體參照的換擋裝置是後換擋裝置。這種換擋裝置使得鏈條在與自行車後輪相關聯的鏈輪元件的不同鏈輪之間移動。
除了正確移動鏈條的功能外,該後換擋裝置還執行在鏈條由任何不同鏈輪嚙合時以及在換擋期間保持鏈條正確張緊的功能,以防止鏈條掉落。
該後換擋裝置通常包括與自行車車架相關聯的第一本體和支撐搖臂的第二本體。後者包括內板、外板以及成對齒輪,該成對齒輪佈置在內板和外板之間並且被構造成嚙合鏈條。
在整個說明書中,術語「內板」和「外板」分別是指:搖臂的當搖臂安裝在自行車上時、面向自行車車輪的板;及搖臂的在前述安裝條件下、相對於自行車車輪佈置在更靠外位置的板。
該第二本體藉由成對鉸接連桿連接到第一本體,以形成鉸接四邊形致動聯動件。這種聯動件由護套線纜機械地致動或由電馬達電動致動。
在致動前述聯動件時,該第二本體相對於第一本體移動,從而將搖臂移動到騎行者所選擇的鏈輪處,並且與這樣的鏈輪上的鏈條嚙合。
該搖臂能夠在預定旋轉軸線處旋轉地連接到該第二本體。
在整個本說明書和所附請求項中,術語「軸向」或「軸向地」用於指示與前述旋轉軸線重合或平行的方向,術語「周向」或「周向地」用於指示繞前述旋轉軸線旋轉的方向,而術語「徑向」或「徑向地」用於指示穿過並且垂直於前述旋轉軸線的方向。
彈性元件(通常是扭力彈簧)推動搖臂繞這樣的旋轉軸線在下文中指示為「鏈條張緊方向」的方向上旋轉。當從前方觀察安裝在自行車上的搖臂的外板時,該鏈條張緊方向對應於該搖臂繞前述旋轉軸線在順時針方向上的旋轉方向。
在換擋操作期間及/或在行駛期間,尤其是在不規則路面的情況下,搖臂會繞前述旋轉軸線振盪。在這種振盪前進,該搖臂在與鏈條張緊方向相反的旋轉方向上移動,導致鏈條暫態鬆脫,並且由此引起鏈條掉落的風險。
為了阻尼搖臂的振盪,已知在搖臂和第二本體之間提供單向阻尼裝置。這種阻尼裝置被構造成當搖臂繞旋轉軸線在與鏈條張緊方向相反的旋轉方向上移動時向搖臂施加摩擦力,並且允許該搖臂在鏈條張緊方向上自由旋轉。
US 9475547參照其圖7描述了自行車後換擋裝置的實施例,該自行車後換擋裝置包括單向旋轉裝置,該單向旋轉裝置由單向輥子軸承246和阻尼裝置238構成,該阻尼裝置包括摩擦元件250,該摩擦元件具有環形形狀並且操作地佈置在軸240和單向輥子軸承246之間,該軸固定地連接到搖臂。摩擦元件250包括截頭圓錐形或楔形的摩擦表面,該摩擦表面與套筒248相互作用,該套筒固定地連接到單向輥子軸承246的內圈。調節元件277作用在摩擦元件250上,所述元件277被旋擰到軸240上並且在摩擦元件250上施加軸向預載入力。
申請人已經觀察到,由於摩擦元件250的截頭圓錐形或楔形的摩擦表面,該摩擦元件在套筒248上施加同時具有徑向分量和軸向分量的推力。
申請人已經辨識到了前述自行車換擋裝置的一系列缺點。
首先,由於前述軸向分量,由調節元件277施加在摩擦元件250上的軸向預載入力中僅僅一部分轉換成作用在單向輥子軸承246的內圈上的徑向推力。此外,由於前述徑向推力僅僅藉由由調節元件277產生的軸向預載入力產生,因此有必要作用於這樣的調節元件277上,以補償由於部件磨損或零件的尺寸公差引起的徑向推力量的可能減小。此外,有必要阻擋套筒248的軸向移動,以在單向輥子軸承246的內圈上產生充足的徑向推力。最後,難以防止一部分摩擦力也作用在軸240和元件250之間的介面上,並且這使得該系統的效能低效且不穩定。
根據申請人,前述缺點如果未作適當考慮會導致隨著時間的推移換擋裝置回應於應力不再具有最佳的操作效率和效能穩定性,這些應力會趨於使得搖臂在與鏈條張緊方向相反的旋轉方向上移動。
基於本發明的問題在於製造一種自行車換擋裝置,該自行車換擋裝置包括阻尼裝置,相對於參照先前技術所描述的裝置,該阻尼裝置確保隨著時間的推移具有更高的效率和效能穩定性。
因此,本發明涉及一種自行車換擋裝置,包括:-第一本體,該第一本體被構造成與自行車車架相關聯;-第二本體,該第二本體連接到所述第一本體並且能夠相對於所述第一本體移動;-搖臂,該搖臂能夠在旋轉軸線處旋轉地連接到所述第二本體;-軸,該軸與所述旋轉軸線同軸地延伸,並且與所述搖臂固定地相關聯;-單向旋轉裝置,該單向旋轉裝置操作地佈置在所述軸和所述第二本體之間,並且被構造成允許所述軸繞所述旋轉軸線僅僅在第一旋轉方向上相對於該第二本體旋轉;-第一彈性元件,該第一彈性元件與第二本體和搖臂相關聯,並且被構造成推動所述搖臂繞所述旋轉軸線在所述第一旋轉方向上旋轉;-阻尼裝置,該阻尼裝置操作地佈置在所述軸和所述單向旋轉裝置之間,並且被構造成當所述搖臂繞所述旋轉軸線在與所述第一旋轉方向相反的第二旋轉方向上移動時產生摩擦力;其中所述阻尼裝置包括至少一個摩擦表面,該至少一個摩擦表面沿著基本上平行於旋轉軸線的方向軸向地延伸,並且與所述單向旋轉裝置接觸。
提供沿著基本上平行於該搖臂的旋轉軸線的方向軸向延伸的摩擦表面致使在阻尼裝置和單向旋轉裝置之間產生僅具有周向分量的摩擦力,並且致使阻尼裝置在單向旋轉裝置上施加僅具有徑向分量的推力,即不具有不期望的軸向分量。
因此,該換擋裝置的操作效率得以提高,因為一旦藉由阻尼裝置向單向旋轉裝置已經施加了一定的徑向預載入,則整個預載入力就轉換成作用在單向旋轉裝置上的徑向推力。
在該換擋裝置的使用壽命期間,能夠由阻尼裝置自動補償由於換擋裝置部件的磨損或其尺寸公差引起的相對於設計尺寸的可能尺寸偏差,該阻尼裝置藉由適當改變施加在單向旋轉裝置上的徑向推力而調節其自身。因此,有利的是,換擋裝置的效能隨著時間的推移具有穩定性。因此,更易於提供和精確控制回應於應力的換擋裝置的行為,這些應力傾向於使得搖臂在與鏈條張緊方向相反的旋轉方向上移動。
在下文中,描述了根據本發明的自行車換擋裝置的優選及/或可選特徵。除非另有明確陳述,這些特徵可以單獨提供或彼此組合提供。
優選地,該阻尼裝置包括至少兩個摩擦表面。例如,可以存在兩個、三個或四個摩擦表面。
在兩個摩擦表面的情況下,這些摩擦表面優選地相對於旋轉軸線佈置在相反兩側上,即彼此相隔約180°。
在三個表面的情況下,這些表面優選地佈置成彼此相隔約120°。
在四個摩擦表面的情況下,這些摩擦表面優選地佈置成彼此相隔約90°。
在所有上述情況下,該阻尼裝置均以繞旋轉軸線平衡的方式作用在單向旋轉裝置上。
優選地,前述摩擦表面限定在相應的夾爪上。
優選地,所述至少兩個摩擦表面之每一者繞所述旋轉軸線周向地延伸一定外周的圓弧,該外周的圓弧在所述旋轉軸線上定中心並且所具有的中心角小於180°。
優選地,所述中心角包括在80°和160°之間,更優選地在110°和140°之間,甚至更優選地是,該中心角等於約125°。
優選地,該阻尼裝置包括至少一個推力構件,該至少一個推力構件被構造成以預定負荷將所述至少一個摩擦表面推靠在所述單向旋轉裝置上。
這種推力構件決定了預載入力,該預載入力進而決定了由該阻尼裝置施加在單向旋轉裝置上的徑向推力數值,由此決定了阻尼作用的程度。
此外,該推力構件能夠使得由於磨損或尺寸公差引起的與設計尺寸的可能的尺寸偏差得以恢復,從而有助於啟動前述自動補償。
提供前述推力構件允許在換擋裝置的組裝步驟中限定期望的推力,使得旨在調節由阻尼裝置施加在單向旋轉裝置上的推力的任何售後維護幹預都變得多餘及/或不必要。這種幹預確實會很麻煩,因為它需要完全拆卸搖臂、第一彈性元件以及阻尼裝置。
在本發明的第一實施例中,並且在這樣的換擋裝置包括相對於旋轉軸線佈置在相反兩側上的兩個摩擦表面的情況下,所述至少一個推力構件包括第二彈性元件,該第二彈性元件容納在形成於所述軸中的通孔中,該通孔沿著垂直於所述旋轉軸線的方向。
優選地,所述第二彈性元件相對於所述兩個摩擦表面佈置在徑向內部位置。
該第二彈性元件跨過該軸,並且在其兩個端部處以相同的力將兩個相對的摩擦表面推靠在該單向旋轉裝置上。因此,施加在摩擦表面上的徑向推力藉由第二彈性元件由相對的摩擦表面抵消。
優選地,該第二彈性元件是螺旋彈簧。
因此,在這種情況下,該徑向推力僅是螺旋彈簧的彈性常數的函數。在換擋裝置的組裝步驟中,將能夠在各種可能的可用彈簧中選擇一種彈簧,該彈簧具有適合於在單向旋轉裝置上施加期望徑向推力的彈性常數。
優選地,兩個摩擦表面形成在相應的夾爪上,這些夾爪設置有相應的基座,這些基座被構造成容納該第二彈性元件的相應端部。
這種基座有助於防止該第二彈性元件發生不期望的軸向移動,從而確保由推力構件施加的整個預載入力轉換成徑向推力。
在本發明的第二實施例中,並且與所提供的摩擦表面的數量無關,所述至少一個推力構件包括至少一個盤簧或至少一個螺旋彈簧,該至少一個盤簧或至少一個螺旋彈簧佈置在所述軸和所述至少一個摩擦表面之間。
此外,在這種情況下,該徑向推力僅是彈簧的彈性常數的函數。然而,在這種情況下,施加在摩擦表面上的徑向推力由軸抵消。
在換擋裝置的組裝步驟中,在這種情況下也將能夠在各種可能的可用彈簧中選擇一種彈簧,該彈簧具有適合於在單向旋轉裝置上施加期望的徑向推力的彈性常數。
在本發明的換擋裝置的一些實施例中,該阻尼裝置包括調節裝置,該調節裝置被構造成調節所述預定負荷。
在所述調節裝置的第一實施例中,該調節裝置包括具有預定厚度的至少一個第一間隔元件。
這種調節裝置可以佈置在所述至少一個推力構件和所述至少一個摩擦表面之間或佈置在所述至少一個推力構件和所述軸之間,或者同時佈置在所述至少一個推力構件和所述至少一個摩擦表面之間以及在所述至少一個推力構件和所述軸之間。
例如,該第一間隔元件可以是具有校準厚度的墊圈。在換擋裝置的組裝步驟中,將能夠在各種可能的、具有不同厚度的可用間隔元件中選擇一種間隔元件,該間隔元件具有適合於在單向旋轉裝置上施加期望徑向推力的厚度。
在所述調節裝置的另一實施例中,該調節裝置包括預載入裝置,該預載入裝置包括推力銷,該推力銷能夠在第一孔內移動,該第一孔在所述軸中沿著垂直於旋轉軸線的第一方向延伸,並且在至少一個止推板上施加推力,該至少一個止推板能夠在第二孔中移動,該第二孔連接到所述第一孔並且該第二孔在所述軸中沿著垂直於該旋轉軸線的第二方向延伸。
優選地,該第二孔相對於所述至少一個推力構件佈置在徑向內部位置。
該預載入裝置使得能夠根據需要調節由阻尼裝置施加在單向旋轉裝置上的預載入力。
優選地,該第一孔和第二孔基本上垂直。
更優選地,所述推力銷包括基本上楔形的端部。
甚至更優選地,所述至少一個止推板包括基本上楔形的端部,該端部與所述推力銷的基本上楔形的端部鄰接。
優選地,前述楔形表面相對於旋轉軸線傾斜約45°,但是這些楔形表面也可以傾斜不同的角度,包括在15°和75°之間。這樣,該銷沿著其軸線的移動轉換成該止推板的徑向移動,並且傾角的選擇提供了更大或更小的調節靈敏度。
優選地,該銷的軸線基本上垂直於旋轉軸線。
在所述調節裝置的又一實施例中,該調節裝置包括具有預定厚度的第二間隔元件,該第二間隔元件被容納在形成在所述軸中的沿著垂直於所述旋轉軸線的方向的通孔內,並且相對於所述至少兩個摩擦表面佈置在徑向內部位置。
優選地,所述至少一個推力構件包括複數個盤簧,這些盤簧容納在襯套內,該襯套容納在所述通孔中並且相對於所述第二間隔元件佈置在相反兩側上。
在這種情況下,施加在摩擦表面上的徑向推力藉由第二間隔元件和盤簧由相對的摩擦表面抵消。因此,由阻尼裝置施加在單向旋轉裝置上的徑向推力是盤簧的彈性常數和第二間隔元件的厚度的函數。因此,在該換擋裝置的組裝步驟中,必需在各種彈簧和各種間隔元件中適當地選擇分別具有一定彈性常數和一定厚度的那些彈簧和間隔元件,以適用於在單向旋轉裝置上施加期望的徑向推力。
在本發明的優選實施例中,所述軸在相對於所述阻尼裝置的徑向內部位置包括擴大部。
優選地,所述擴大部包括至少一個平坦表面。
優選地,所述擴大部包括面向相應摩擦表面的平坦表面。
優選地,所述調節裝置佈置在所述擴大部處。因此,被構造成容納上述螺旋彈簧及/或盤簧及/或第二間隔元件的通孔形成在所述擴大部上,並且通向這種擴大部的兩個相反的平坦表面。
在軸的擴大部不具有前述通孔的情況下,該平坦部限定了鄰接表面,該鄰接表面用於該推力構件的如下端部,該端部與在摩擦表面上施加推力的端部相對。
在本發明的優選實施例中,該單向旋轉裝置包括徑向軸承,該徑向軸承具有外圈和內圈,該外圈與所述第二本體固定地相關聯,並且該內圈與所述至少一個摩擦表面操作地相關聯。
優選地,該徑向軸承是輥子軸承,以包含該軸承的徑向尺寸。
在本發明的第一優選實施例中,該阻尼裝置至少部分地佈置在相對於所述內圈的徑向內部位置。在這種情況下,該換擋裝置具有小的軸向尺寸。
優選地,該阻尼裝置完全佈置在相對於所述內圈的徑向內部位置。
在本發明的第二優選實施例中,該阻尼裝置至少部分地佈置在相對於所述環形元件的徑向內部位置,該環形元件與所述內圈固定地相關聯並且軸向地相鄰。
優選地,在這種情況下,該換擋裝置包括自潤滑襯套,該自潤滑襯套佈置在所述軸和所述內圈之間。
這種襯套確保了該軸相對於單向旋轉裝置並且由此相對於阻尼裝置的精確對中,而不會在該阻尼裝置和徑向軸承之間產生不期望的附加摩擦(即,相對於由摩擦表面產生的摩擦力的進一步摩擦)。
優選地,該環形元件所具有的直徑大於該徑向軸承的內圈的直徑。
優選地,該環形元件軸向地佈置在該徑向軸承的內圈和搖臂之間。
在本發明的換擋裝置的優選實施例中,該換擋裝置包括成對軸向鄰接表面,該成對軸向鄰接表面相對於所述阻尼裝置佈置在相反兩側上,並且被構造成防止所述阻尼裝置、特別是摩擦表面的軸向移動。
優選地,所述軸向鄰接表面的第一表面與軸製造成單件。
優選地,該第一軸向鄰接表面與該軸的擴大部軸向相鄰,更優選地,該第一軸向鄰接表面佈置在該軸的擴大部和搖臂之間。
在一些實施例中,該第一軸向鄰接表面基本上形成在該軸的中間處。
前述軸向鄰接表面中的另一個可以由徑向軸承的內圈和前述環形元件(當提供時)之間的介面表面所限定,或者當並不提供前述環形元件並且阻尼裝置被容納在該徑向軸承的內圈內時,前述軸向鄰接表面中的另一個由與軸的以下端部相關聯的凸緣所限定,該端部與同搖臂相關聯的端部相對。
優選地,所述第一彈性元件包括螺旋重定彈簧。
該阻尼裝置可以至少部分地佈置在相對於所述復位彈簧的徑向內部位置。這種設置能夠使得該換擋裝置的軸向尺寸保持較小。
優選地,該阻尼裝置完全佈置在相對於所述復位彈簧的徑向內部位置。
該阻尼裝置還可以至少部分地佈置在相對於所述復位彈簧的軸向相鄰位置。例如,當該阻尼裝置至少部分地佈置在相對於徑向軸承的內圈的徑向內部位置時,就是這樣的情況,該徑向軸承的內圈至少部分地佈置在與重定彈簧軸向相鄰的位置。
在圖1到圖3中,元件符號10指示根據本發明的第一優選實施例的自行車換擋裝置。
特別地,該換擋裝置是後換擋裝置,即這樣的換擋裝置,該換擋裝置被構造成安裝在自行車車架(未示出)上,以使得鏈條(未示出)在與自行車的後輪相關聯的鏈輪元件的不同鏈輪(未示出)之間移動。
鏈條的移動藉由搖臂20的移動而致動。這種運動是致動聯動件30的移動的結果。
換擋裝置10可以(藉由護套線纜)機械地致動或(藉由電馬達)機動。附圖作為非限制示例圖示機動換擋裝置,其中搖臂20的移動藉由馬達構件32發生,該馬達構件得以被適當地驅動,通常是電動的。一旦驅動馬達構件32,致動聯動件30就會變形並且搖臂20移動。
致動聯動件30是鉸接四邊形聯動件,優選地是鉸接平行四邊形聯動件。該聯動件包括第一本體34、第二本體36以及成對鉸接連桿38,該第一本體被構造成與自行車的車架相關聯,該第二本體被構造成支撐搖臂20,並且該成對鉸接連桿連接第一本體34和第二本體36。參照連桿38相對於自行車車架的相對位置,這些連桿也分別稱為「內連桿」和「外連桿」。
搖臂20與第二本體36相關聯。
在這裡所示的示例中,馬達構件32容納在第一本體34中,並且驅動致動聯動件30變形,延長或縮短該鉸接四邊形的對角線。特別地,這種對角線的延長用於執行向上換擋(朝向具有較大直徑的鏈輪),而對角線的縮短用於向下換擋(朝向具有較小直徑的鏈輪)。
在致動聯動件30變形時,第二本體36相對於第一本體34移動,搖臂20移動到騎行者所選擇的鏈輪,並且鏈條由這樣的鏈輪嚙合。
搖臂20包括成對相對的板22、即內板和外板以及成對齒輪24a、24b,該成對齒輪佈置在內板22和外板22之間並且被構造成嚙合鏈條。外板22與第二本體36相鄰。
搖臂20能夠在預定旋轉軸線X處旋轉地連接到第二本體36,該旋轉軸線基本上垂直於外板22的平面延伸部。
軸23與搖臂20的外板22固定地相關聯。這樣的軸23藉由第二本體36與旋轉軸線X同軸地延伸,並且被構造成與搖臂20作為一個單元相對於第二本體36繞旋轉軸線X旋轉。
如圖2和圖3所示,固定元件62與搖臂20的外板22相聯接。固定元件62能夠共同模製、膠合、過盈嵌入或以其它本身傳統的方式結合到外板22。
固定元件62具有孔63,該孔與旋轉軸線X同軸地延伸。
軸23的端部23a穿過形成在外板22中的通孔22a,並且例如藉由過盈或螺紋聯接容納在固定元件62的孔63中。
軸23的相對端部23b穿過形成在第二本體36中的通孔36a,並且與環形螺母37a聯接。在圖1到圖3所示的非限制示例中,通孔36a形成在與第二本體36共同模製的插入件36c中。
支撐軸承37佈置在端部23b和第二本體36的對應端部之間。這種支撐軸承37容納在第二本體36的基座36b中,該基座與旋轉軸線X同軸。在圖1到圖3所示的非限制示例中,基座36b形成在插入件36c的端部中。
環形螺母37a防止支撐軸承37脫離基座36b,並且將軸23軸向地鎖定。該環形螺母可以由西格爾環(Seeger ring)替代。
換擋裝置10還包括罩蓋70,該罩蓋藉由卡扣聯接、或螺紋聯接、或過盈聯接、或者藉由螺釘、膠合或其它本身一般的方式可拆除地與第二本體36相關聯。該罩蓋70佈置在軸23的端部23b上方,由此也覆蓋支撐軸承37。
在圖1到圖3所示的實施例中是螺旋重定彈簧40的彈性元件與第二本體36和搖臂20相關聯,以推動搖臂20繞旋轉軸線X在鏈條張緊方向上旋轉。在與安裝在自行車上的搖臂20的外板22的基本正視圖相對應的圖1中,該鏈條張緊方向與搖臂20在順時針方向上的旋轉方向相對應。
如圖3所示,螺旋復位彈簧40容納在基座42中,該基座形成於第二本體36中。
單向旋轉裝置80操作地佈置在軸23和第二本體36之間。這種單向旋轉裝置80被構造成允許軸23僅僅在鏈條張緊方向上相對於第二本體36旋轉。
特別地,單向旋轉裝置80包括徑向軸承,該徑向軸承具有外圈82和內圈84,該外圈與第二本體36固定地相關聯。在圖1到圖3所示的非限制示例中,外圈82與插入件36c固定地相關聯。
該徑向軸承優選地是輥子軸承。
阻尼裝置50操作地佈置在軸23和單向旋轉裝置80之間。這樣的阻尼裝置50被構造成當搖臂20繞旋轉軸線X在與鏈條張緊方向相反的旋轉方向上(即,參照圖1,在逆時針旋轉方向上)移動時,向搖臂20施加摩擦力。
如圖2所示,該阻尼裝置50包括兩個摩擦表面52,這些摩擦表面沿著基本平行於旋轉軸線X的方向軸向地延伸。
這兩個摩擦表面52相對於旋轉軸線X佈置在相反兩側上,即彼此成約180°。
每個摩擦表面52均限定在夾爪54上。
在這裡所示的示例中,夾爪54具有圓柱形帽蓋的形狀,該圓柱形帽蓋具有限定摩擦表面52和平坦基部表面53的圓柱形表面。特別地,夾爪54在其任何橫截面中(即,在根據垂直於旋轉軸線X的平面截取的截面中)定形成類似於以下圓段,該圓段由外周的圓弧和該外周的弦所限定。摩擦表面52限定在前述外周的圓弧處,而平坦表面53限定在前述外周的弦處。
摩擦表面52繞旋轉軸線X周向地延伸一定外周的圓弧,該外周的圓弧在旋轉軸線X上具有中心並且所具有的中心角小於180°,該中心角優選地包括在80°和160°之間,更優選地在110°和140°之間,甚至更優選地等於約125°。
摩擦表面52直接或間接地作用在徑向軸承的內圈84上,以阻擋該內圈旋轉。
摩擦表面52優選地設置有滾花及/或肋,以輸送用於內部構件的可能潤滑劑,並且防止這種潤滑劑流到表面52的最外部分,另一方面,該最外部分必須產生摩擦。
在圖1到圖3所示的示例中,徑向軸承的內圈84藉由與內圈84固定地相關聯的環形元件86從而與摩擦表面52操作地相關聯。因此,環形元件86形成單向旋轉裝置80的一部分。
環形元件86與內圈84軸向地相鄰。特別地,該環形元件軸向地佈置在該徑向軸承的內圈84和搖臂20之間。
環形元件86所具有的直徑大於內圈84的直徑。因此,內圈84藉由平坦環形介面表面85連接到環形元件86,該平坦環形介面表面垂直於旋轉軸線X延伸。如下文所述,這種環形介面表面85限定了用於夾爪54的軸向鄰接表面。
墊圈88佈置在徑向軸承的環形介面表面85和外圈82之間,並且用作間隔件。
在本發明的換擋裝置10的該實施例中,阻尼裝置50相對於環形元件86佈置在徑向內部位置。
軸23包括圓柱形部23c和擴大部23d,該圓柱形部與端部23b相鄰並且佈置在相對於內圈84的徑向內部位置,該擴大部與端部23a相鄰並且佈置在相對於環形元件86的徑向內部位置。
自潤滑襯套83優選地佈置在軸23的圓柱形部23c和內圈84之間。這種自潤滑襯套83支撐軸23,以確保相對於內圈84的預定徑向間隙。這種徑向間隙適合於避免軸23咬黏,該軸經受搖臂20引起的扭轉-撓曲負荷。
實際上,自潤滑襯套83執行由支撐軸承37執行的相同功能。因此,存在僅提供自潤滑襯套83而不提供支撐軸承37的實施例,僅提供支撐軸承37而不提供自潤滑襯套83的實施例,以及同時提供自潤滑襯套83和支撐軸承37兩者的實施例(類似於圖1到圖3中所示的那個實施例)。
擴大部23d包括兩個相反的平坦表面23e,這些平坦表面之每一者均面向相應的夾爪54。
阻尼裝置50包括推力構件56,該推力構件佈置在軸23和相應的夾爪54之間,並且被構造成以預定負荷(預負荷)將夾爪54推靠在環形元件86的徑向內部圓柱形表面86a上。
推力構件56包括盤簧或螺旋彈簧。在圖2所示的非限制示例中,複數個盤簧57設置在每個夾爪54處。
在圖1到圖3所示的非限制示例中,阻尼裝置50還包括調節裝置58,該調節裝置被構造成調節前述預定負荷。在未示出的變型中,可以省略調節裝置58。
調節裝置58包括具有預定厚度的間隔元件59,例如具有經校準厚度的墊圈。特別地,在圖1到圖3所示的非限制示例中,兩個墊圈設置在每個推力構件56處。
擴大部23d的兩個相反的平坦表面23e之每一者限定了鄰接表面,該鄰接表面用於推力構件56的如下端部,該端部與在夾爪54上施加推力的端部相對。
在圖2所示的非限制示例中,兩個墊圈佈置在推力構件56和夾爪54之間,特別地佈置在複數個盤簧57和夾爪54的平坦表面53之間。這樣的墊圈還可以或僅佈置在軸23的平坦表面23e和推力構件56的與該平坦表面相鄰的端部之間。
基本圓柱形的基座53a形成在每個夾爪54的平坦表面53上,所述基座被構造成容納墊圈,並且優選地容納盤簧57的至少一部分,以防止盤簧發生不期望的軸向移動。
軸向鄰接表面51a在與擴大部23d軸向相鄰的位置,與軸23製造成單件,並且佈置在擴大部23d和搖臂20之間。如圖2和圖3所示,軸向鄰接表面51a佈置在軸23的擴大部23d和端部23a之間,並且與環形介面表面85協調,以將夾爪54保持在預定的軸向位置。
夾爪54具有兩個相反的軸向鄰接表面54a,這些軸向鄰接表面被構造成由軸向鄰接表面51a、85軸向地包含,這些軸向鄰接表面具有防止這些軸向鄰接表面54a滑動的合適間隙。
在圖1到圖3所示的非限制示例中,阻尼裝置50以及環形元件86完全佈置在相對於螺旋復位彈簧40的徑向內部位置。
圖4和圖5圖示根據本發明的自行車換擋裝置10的第二優選實施例。
圖4和圖5的自行車換擋裝置10的與圖1到圖3的自行車換擋裝置10的那些部件類似或在功能上等效的部件由相同的元件符號指示,並且對於這些部件的描述,應參照上文已經描述的內容。
圖4和圖5的自行車換擋裝置10與圖1到圖3的自行車換擋裝置10的不同之處主要在於,調節裝置58包括預載入裝置158,該預載入裝置包括推力銷159和成對相對的止推板160。這裡並未提供圖2中示出的墊圈,但可以預見與圖4和圖5的實施例類似的實施例,其中提供與圖2中所示的墊圈類似的墊圈。
推力銷159能夠在孔23f內部移動,該孔在軸23中在該軸的擴大部23d處延伸。
孔23f沿著垂直於旋轉軸線X的方向延伸,並且通向擴大部23d的表面23g,該表面連接兩個相反的平坦表面23e。
每個止推板160均能夠在相應的孔23h內移動,該孔在軸23中在該軸的擴大部23d處延伸。
每個孔23h均沿著垂直於旋轉軸線X的方向延伸,並且通向兩個相反的平坦表面23e之一。
每個孔23h均連接到孔23f。
兩個孔23h基本對準,並且能夠連接在一起,以限定單個通孔23h。
推力銷159在推入孔23f內部並與兩個止推板160接觸時導致止推板在相應的孔23h中移動。
第一孔23f和每個第二孔23h基本上彼此垂直。
推力銷159和每個止推板160包括相應的基本楔形端部159a、160a,這些基本楔形端部被構造成彼此鄰接。優選地,前述基本楔形表面159a、160a相對於旋轉軸線X傾斜約45°,但是這些楔形表面也可以傾斜不同的角度,包括在15°和75°之間的角度。該角度的選擇決定了調節靈敏度。
推力銷159由旋擰到第一孔23f中的銷釘161致動。銷釘161裝配有成形凹部161a,該成形凹部被構造成與將用於換擋裝置10的初始調節的工具(未示出)聯接。在圖4的示例中,成形凹部161a為六角星形,並且被構造成與對應的工具(例如內六角扳手)聯接。
每個孔23h和每個止推板160都佈置在相對於相應的推力構件56的內部位置,在這種情況下,該推力構件還包括複數個盤簧57。
由於並未提供墊圈,因此夾爪54的每個基本圓柱形的基座53a均被構造成容納盤簧57的至少一部分。
圖6和圖7圖示根據本發明的自行車換擋裝置10的第三優選實施例的一部分。未示出的內容與圖1到圖3中所示的內容相同。
圖6和圖7的自行車換擋裝置10的與圖1到圖3的自行車換擋裝置10的那些部件類似或在功能上等效的部件由相同的元件符號指示,並且對於這些部件的描述,應參照上文已經描述的內容。
圖6和圖7的自行車換擋裝置10與圖1到圖3的自行車換擋裝置10的不同之處主要在於,推力構件56包括彈性元件256,該彈性元件容納在通孔223i中,該通孔沿著垂直於旋轉軸線X的方向形成在軸23中。特別地,通孔223i製造在軸23的擴大部23d處,並且通向兩個相反的平坦表面23e。
在圖6和圖7所示的非限制示例中,彈性元件256是螺旋彈簧。
襯套224佈置在通孔223i和彈性元件256之間。襯套224有助於防止螺旋彈簧發生不期望的軸向移動。
彈性元件256佈置在相對於兩個相對的夾爪54的徑向內部位置。
因此,彈性元件256穿過軸23,並且在該彈性元件的兩個端部處推動兩個夾爪54,由此以相同的力將兩個相對的摩擦表面52壓抵於環形元件86的徑向內表面86a。
每個夾爪54均設置有相應的基本圓柱形的基座53a,該基座被構造成容納彈性元件256的相應端部。
圖8和圖9圖示根據本發明的自行車換擋裝置10的第四優選實施例的一部分。未示出的內容與圖1到圖3中所示的內容相同。
圖8和圖9的自行車換擋裝置10的與圖1到圖3的自行車換擋裝置10的那些部件類似或在功能上等效的部件由相同的元件符號指示,並且對於這些部件的描述,應參照上文已經描述的內容。
圖8和圖9的自行車換擋裝置10與圖1到圖3的自行車換擋裝置10的不同之處主要在於,調節裝置58包括間隔元件358,該間隔元件具有預定厚度,並且被容納在通孔223i中,該通孔沿著垂直於旋轉軸線X的方向形成於軸23中。特別地,通孔223i製造在軸23的擴大部23d處,並且通向兩個相反的平坦表面23e。
此外,在圖8和圖9所示的非限制示例中,推力構件56包括複數個盤簧57,該多個盤簧佈置在相對於間隔元件358的相反兩側上。盤簧57至少部分地容納在通孔223i中。
襯套224佈置在通孔223i和間隔元件358之間。盤簧57至少部分地容納在襯套224內部。襯套224有助於防止盤簧57發生不期望的軸向移動。
間隔元件358和盤簧57佈置在相對於兩個相對的夾爪54的徑向內部位置。
該組盤簧57推動兩個相對的夾爪54,使得兩個相對的摩擦表面52以相同的力壓抵於單向旋轉裝置80。
每個夾爪54均設置有相應的基本圓柱形的基座53a,該基座被構造成容納盤簧57的一部分。
基本圓柱形的基座53a有助於防止盤簧57發生不期望的軸向移動。
圖10圖示根據本發明的自行車換擋裝置10的第五優選實施例。圖11圖示這種實施例的一部分。
圖10和圖11的自行車換擋裝置10的與圖1到圖3的自行車換擋裝置10的那些部件類似或在功能上等效的部件由相同的元件符號指示,並且對於這些部件的描述,應參照上文已經描述的內容。
圖10和圖11的自行車換擋裝置10與圖1到圖3的自行車換擋裝置10的主要區別在於,阻尼裝置50佈置在相對於單向旋轉裝置80的徑向軸承的內圈84的徑向內部位置。因此,在這種情況下,不提供環形元件86。
因此,夾爪54的摩擦表面52直接在徑向軸承的內圈84上施加推力。
同樣在這種情況下,徑向軸承優選地是輥子軸承。
如圖10所示,設置有螺紋柄部463和頭部464的固定元件462固定到搖臂20的外板22。
柄部463與旋轉軸線X同軸地延伸,並且穿過外板22的通孔22a。
頭部464被構造成以軸向鄰接的方式容納在適當地設置於外板22中的容納基座中。
固定元件462能夠共同模製、膠合、過盈嵌入或以其它本身一般的方式結合到外板22。
軸23的端部23a具有螺紋盲孔423a,固定元件462的螺紋柄部463旋擰在該螺紋盲孔中。
因此,軸23可以與搖臂20作為一個單元相對於第二本體36繞旋轉軸線X旋轉。
軸23包括端部23a和擴大部23d。在這種情況下,並未提供先前附圖中所示的圓柱形部23c。
阻尼裝置50佈置在擴大部23d處,並且佈置在擴大部23d本身和徑向軸承的內圈84之間。
類似於圖1到圖3的換擋裝置10,圖10和圖11的換擋裝置的阻尼裝置50包括兩個摩擦表面52,這兩個摩擦表面沿著基本上平行於旋轉軸線X的方向軸向地延伸,並且繞旋轉軸線X周向地延伸一定外周的圓弧,該外周的圓弧在旋轉軸線X上具有中心並且所具有的中心角小於180°,該中心角優選地包括在80°和160°之間,更優選地在110°和140°之間,甚至更優選地等於約125°。
這兩個摩擦表面52相對於旋轉軸線X佈置在相反兩側上,即彼此成約180°。
每個摩擦表面52被限定在相應的夾爪54上,該夾爪與之前描述的夾爪相同。
螺旋復位彈簧40與內圈84軸向地相鄰。特別地,螺旋復位彈簧40軸向地佈置在該徑向軸承的內圈84和搖臂20之間。因此,阻尼裝置50相對於螺旋重定彈簧40處於軸向相鄰位置。
與圖1到圖3的換擋裝置10類似,擴大部23d包括兩個相反的平坦表面23e,每個平坦表面均面向相應的夾爪54。
圖10和圖11的換擋裝置10包括成對軸向鄰接表面451a、451b,該成對軸向鄰接表面佈置在相對於阻尼裝置50的相反兩側上,並且被構造成防止夾爪54發生軸向移動。
軸向鄰接表面451a與軸23製造成單件。特別地,該軸向鄰接表面佈置在擴大部23d和端部23a之間。在圖10和圖11所示的非限制示例中,軸向鄰接表面451a基本上形成在軸23的中間處。
另一方面,軸向鄰接表面451b由凸緣452限定,該凸緣與軸23的擴大部23d的一個面相關聯,該面與面向端部23a的面相對。在圖10所示的非限制示例中,凸緣452藉由螺釘451c固定到軸23。
夾爪54具有兩個相反的軸向鄰接表面54a,這些軸向鄰接表面在具有合適間隙的情況下,軸向地容納在軸向鄰接表面451a、451b之間,該合適間隙防止這些軸向鄰接表面54a滑動。
圖12圖示根據本發明的自行車換擋裝置10的第六優選實施例。圖13圖示這種實施例的一部分。
圖12和圖13的自行車換擋裝置10的與圖10和圖11的自行車換擋裝置10的那些部件類似或在功能上等效的部件由相同的元件符號指示,並且對於這些部件的描述,應參照上文已經描述的內容。
圖12和圖13的自行車換擋裝置10與圖10和圖11的自行車換擋裝置10的不同之處主要在於,調節裝置58包括預載入裝置158,該預載入裝置包括推力銷159和成對相對的止推板160。
預載入裝置158完全類似於上文參照圖4和圖5所示的換擋裝置10的第二實施例所述的預載入裝置。
當然,本領域技藝人士可以對上文描述的自行車換擋裝置的各種實施例進行各種修改和變型,以滿足特定的和偶然的要求,所有這些在任何情況下都在本發明的由所附請求項限定的保護範圍內。
特別地,圖10和圖11所示的阻尼裝置50可以由圖6和圖7所示的阻尼裝置50或圖8和圖9所示的阻尼裝置50代替。一般而言,本領域技藝人士可以根據需要將此處描述和示出的本發明不同實施例的特徵加以組合。
儘管圖10到圖13中所示的徑向軸承與螺旋復位彈簧40軸向相鄰,但仍存在徑向軸承相對於螺旋復位彈簧40處於徑向內側的實施例,從而提供具有低徑向體積的阻尼裝置50或者具有增大直徑的螺旋復位彈簧40,由此使得換擋裝置10獲得更大的軸向緊湊度。
10:自行車換擋裝置
20:搖臂
22:板
23:軸
30:致動聯動件
32:馬達構件
34:第一本體
36:第二本體
37:支撐軸承
38:鉸接連桿
40:第一彈性元件
42:基座
50:阻尼裝置
52:摩擦表面
53:平坦基部表面
54:夾爪
56:推力構件
57:盤簧
58:調節裝置
59:間隔元件
62:固定元件
63:孔
70:罩蓋
80:單向旋轉裝置
82:外圈
83:自潤滑襯套
84:內圈
85:環形介面表面
86:環形元件
88:墊圈
158:預載入裝置
159:推力銷
160:止推板
161:銷釘
224:襯套
256:彈性元件
358:間隔元件
462:固定元件
463:螺紋柄部
464:頭部
159a:基本楔形端部
160a:基本楔形端部
161a:成形凹部
223i:通孔
22a:通孔
23a:端部
23b:端部
23c:圓柱形部
23d:擴大部
23e:平坦表面
23f:第一孔
23g:表面
23h:第二孔
24a:齒輪
24b:齒輪
36a:通孔
36b:基座
36c:插入件
37a:環形螺母
423a:螺紋盲孔
451a:軸向鄰接表面
451b:軸向鄰接表面
451c:螺釘
51a:軸向鄰接表面
53a:基座
54a:軸向鄰接表面
86a:徑向內表面
本發明的其它特徵和優點將藉由下文對本發明的優選實施例的詳細描述變得顯而易見,該詳細描述參照附圖作出,並且僅僅為了指示而非限制的目的而提供。附圖中:
-圖1是根據本發明的自行車換擋裝置的第一優選實施例的立體圖;
-圖2是圖1的自行車換擋裝置的一部分的分解立體圖;
-圖3是圖2的自行車換擋裝置的一部分的縱截面圖;
-圖4是根據本發明的自行車換擋裝置的第二優選實施例的一部分的分解立體圖;
-圖5是圖4的自行車換擋裝置的一部分的縱截面圖;
-圖6是根據本發明的自行車換擋裝置的第三優選實施例的一部分的一些部件的縱截面圖;
-圖7是根據圖6的VII-VII平面截取的圖6所示部件的截面圖;
-圖8是根據本發明的自行車換擋裝置的第四優選實施例的一部分的一些部件的縱截面圖;
-圖9是根據圖8的IX-IX平面截取的圖8所示部件的截面圖;
-圖10是根據本發明的自行車換擋裝置的第五優選實施例的一部分的縱截面圖;
-圖11是圖10的自行車換擋裝置的一部分的一些部件的分解立體圖;
-圖12是根據本發明的自行車換擋裝置的第六優選實施例的一部分的縱截面圖;
-圖13是圖12的自行車換擋裝置的一部分的一些部件的分解立體圖;
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
10:自行車換擋裝置
20:搖臂
22:板
23:軸
36:第二本體
37:支撐軸承
40:第一彈性元件
42:基座
50:阻尼裝置
52:摩擦表面
62:固定元件
63:孔
80:單向旋轉裝置
82:外圈
83:自潤滑襯套
84:內圈
85:環形介面表面
86:環形元件
22a:通孔
23d:擴大部
36a:通孔
36b:基座
36c:插入件
51a:軸向鄰接表面
86a:徑向內表面
Claims (15)
- 一種自行車換擋裝置(10),包括: -一第一本體(34),該第一本體(34)被構造成與一自行車車架相關聯; -一第二本體(36),該第二本體(36)被連接到該第一本體(34)並且能夠相對於該第一本體(34)移動; -一搖臂(20),該搖臂(20)能夠在一旋轉軸線(X)處旋轉地連接到該第二本體(36); -一軸(23),該軸(23)與該旋轉軸線(X)同軸地延伸,並且與該搖臂(20)固定地相關聯; -一單向旋轉裝置(80),該單向旋轉裝置(80)被操作地佈置在該軸(23)和該第二本體(36)之間,並且被構造成允許該軸(23)繞該旋轉軸線(X)僅僅在一第一旋轉方向上相對於該第二本體(36)旋轉; -一第一彈性元件(40),該第一彈性元件(40)與該第二本體(36)且與該搖臂(20)相關聯,並且被構造成推動該搖臂(20)繞該旋轉軸線(X)在該第一旋轉方向上旋轉; -一阻尼裝置(50),該阻尼裝置(50)被操作地佈置在該軸(23)和該單向旋轉裝置(80)之間,並且被構造成當該搖臂(20)繞該旋轉軸線(X)在與該第一旋轉方向相反的一第二旋轉方向上移動時產生一摩擦力; 其中該阻尼裝置(50)包括至少一個摩擦表面(52),該至少一個摩擦表面(52)沿著基本上平行於該旋轉軸線(X)的一方向軸向地延伸,並且與該單向旋轉裝置(80)接觸。
- 根據請求項1之換擋裝置(10),其中該阻尼裝置(50)包括至少兩個摩擦表面(52)。
- 根據請求項2之換擋裝置(10),其中該至少兩個摩擦表面(52)之每一者摩擦表面繞該旋轉軸線(X)周向地延伸一定外周的一圓弧,該外周的圓弧的一中心在該旋轉軸線(X)上並且一中心角小於180°。
- 根據請求項1之換擋裝置(10),其中該阻尼裝置(50)包括至少一個推力構件(56),該至少一個推力構件被構造成以一預定負荷將該至少一個摩擦表面(52)推靠在該單向旋轉裝置(80)上。
- 根據請求項4之換擋裝置(10),其中該阻尼裝置(50)包括至少兩個摩擦表面(52), 其中該至少一個推力構件(56)包括一第二彈性元件(256),該第二彈性元件(256)被容納在沿著與該旋轉軸線(X)垂直的一方向形成於該軸(23)中的一通孔(223i)中,並且該第二彈性元件(256)被佈置在相對於該至少兩個摩擦表面(52)的一徑向內部位置。
- 根據請求項4之換擋裝置(10),其中該至少一個推力構件(56)包括被佈置在該軸(23)和該至少一個摩擦表面(52)之間的至少一個盤簧(57)或至少一個螺旋彈簧。
- 根據請求項4之換擋裝置(10),其中該阻尼裝置(50)包括一調節裝置(58),該調節裝置(58)被構造成調節該預定負荷。
- 根據請求項7之換擋裝置(10),其中該調節裝置(58)包括具有一預定厚度的至少一個第一間隔元件(59),該至少一個第一間隔元件(59)被佈置在該至少一個摩擦表面(52)和該軸(23)中的至少一個與該至少一個推力構件(50)之間。
- 根據請求項7之換擋裝置(10),其中該調節裝置(58)包括一預載入裝置(158),該預載入裝置(158)包括一推力銷(159),該推力銷(159)能夠在一第一孔(23f)中移動,該第一孔(23f)在該軸(23)中沿著與該旋轉軸線(X)垂直的一第一方向延伸,並且該推力銷(159)在至少一個止推板(160)上施加一推力,該至少一個止推板(160)能夠在一第二孔(23h)中移動,該第二孔(23h)被連接到該第一孔(23f)並且該第二孔(23h)在該軸(23)中沿著與該旋轉軸線(X)垂直的一第二方向延伸,其中該第二孔(23h)被佈置在相對於該至少一個推力構件(52)的一徑向內部位置。
- 根據請求項7之換擋裝置(10),其中該阻尼裝置(50)包括至少兩個摩擦表面(52), 其中該調節裝置(58)包括具有一預定厚度的一第二間隔元件(358),該第二間隔元件(358)被容納在沿著與該旋轉軸線(X)垂直的一方向形成於該軸(23)中的一通孔(223i)中,並且該第二間隔元件(358)被佈置在相對於該至少兩個摩擦表面(52)的一徑向內部位置,並且 其中該至少一個推力構件(56)包括複數個盤簧(57),該複數個盤簧(57)被容納在一襯套(224)內部,該襯套(224)被容納在該通孔(223i)中,並且該複數個盤簧(57)被佈置在相對於該第二間隔元件(358)的相反兩側上。
- 根據請求項1之換擋裝置(10),其中該軸(23)在相對於該阻尼裝置(50)的一徑向內部位置包括一擴大部(23d),該擴大部(23d)包括至少一個平坦表面(23e)。
- 根據請求項11之換擋裝置(10),其中該阻尼裝置(50)包括一調節裝置(58),該調節裝置(58)被構造成調節該預定負荷, 其中該調節裝置(58)被佈置在該擴大部(23d)處。
- 根據請求項1之換擋裝置(10),其中該單向旋轉裝置(80)包括一徑向軸承,該徑向軸承具有一外圈(82)和一內圈(84),該外圈(82)與該第二本體(36)固定地相關聯,該內圈(84)與該至少一個摩擦表面(52)操作地相關聯, 其中該阻尼裝置(50)至少部分地被佈置在相對於該內圈(84)的一徑向內部位置,或被佈置在相對於一環形元件(86)的一徑向內部位置,該環形元件(86)與該內圈(84)固定地相關聯並且軸向相鄰。
- 根據請求項1之換擋裝置(10),包括一對軸向鄰接表面(51a、85;451a、451b),該軸向鄰接表面(51a、85;451a、451b)被佈置在相對於該阻尼裝置(50)的相反兩側上,並且該軸向鄰接表面(51a、85;451a、451b)被構造成防止該阻尼裝置(50)的一軸向移動。
- 根據請求項1之換擋裝置(10),其中該第一彈性元件(40)包括一螺旋復位彈簧,並且 其中該阻尼裝置(50)至少部分地被佈置在相對於該復位彈簧的一徑向內部位置,或被佈置在相對於該復位彈簧的一軸向相鄰位置。
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