專利名稱：自行車變速器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于自行車變速器，特別是自行車可變直徑鏈輪變速器的發(fā)明。
使用自行車變速器是根據(jù)做為動力來驅動自行車的人體肌力特性和當時的騎行條件-速度、坡度、路面狀況、風向等的變化，或者依據(jù)不同的騎行要求-速度比賽、保健鍛煉、交通代步等，將自行車的驅動特性轉換為適應當時情況的較適宜的條件，達到騎行效能良好的目的。
有一種已經公知的自行車自動可變直徑鏈輪變速器，該變速器能根據(jù)騎行者的蹬力大小自動變換傳動速比，但這種變速器很難同時適應不同體力素質的騎行者或同一騎行者在不同精神、體力、競技狀態(tài)下的不同騎行要求，或者結構復雜、體大笨重、調整困難，不便于生產使用。另有一種1983年4月28日在PCT專利WO83/01422中公布的美國人羅伊斯(Royce·H·)發(fā)明的變速器，這種特別適用于自行車的變速器，有一個可變直徑鏈輪，由一個中軸，一個與右曲柄軸臺相連固裝在該軸上的驅動盤，一個有多條波浪形螺旋凸輪槽的分度盤可以轉動地裝在該軸上，且對向上述驅動盤，二個扇形鏈輪滑塊和至少二個惰輪滑塊夾在上述驅動盤和分度盤之間，構成一個相對固定的可變直徑鏈輪，該鏈輪滑塊、惰輪滑塊隨著驅動盤和分度盤的相對轉動就分別徑向接近或遠離中軸軸心線，因此改變了可變鏈輪的有效直徑，它結構簡單可靠，操作使用方便，但是，這種變速器二盤相夾所占空間大，中軸懸臂較長，波浪形螺旋槽對可變鏈輪工作時有效直徑的確定有失穩(wěn)定，生產制造難于控制，此外，操作性能也有待于進一步改進和完善。
本發(fā)明的任務是，提供一種特別適用于自行車的可變直徑鏈輪變速器，這種變速器結構簡單，體積小重量輕，定位簡單易行，便于生產制造，此外，操作性能也更加完善、安全可靠。
本發(fā)明的解決方案是，采用驅動盤與分度盤相鄰接的可變直徑鏈輪結構，也就是驅動盤與分度盤是相互鄰接的，凸輪從動銷穿越上述分度盤、驅動盤，銷軀與凸輪槽嚙合，銷底一端有延伸鍵與驅動直槽嚙合，另一端銷頭伸出分度盤外側面挑掛固連鏈輪滑塊或者惰輪滑塊，在凸輪槽上有與凸輪從動銷的銷軀相配的定位圓弧凹陷。
考慮到便于為數(shù)眾多的普通騎行者即使不經任何訓練也能隨心所欲地操作變速，可以在分度盤的外圓周上做出制動缺口，在驅動盤的外圓周上做出相對應的變速選位缺口區(qū)和高、低速級極限保護擋邊。
考慮到變速切換過程即使騎行者誤操作也不會引起機件損壞，確保工作可靠騎行安全，可以使對分度盤進行制動控制的執(zhí)行元件是彈性可退讓的。
考慮到鏈輪滑塊能夠傳遞較大的切向工作扭矩，防止鏈輪滑塊軸向翻轉從分度盤分離，可以使鏈輪滑塊背面有能穿過對應凸輪槽并接合驅動盤上的導邊的鎖持裝置。
考慮到加強主體構件-驅動盤、分度盤的剛度(除了可以合理選擇材料，局部做出加強筋凸外)，預防鏈輪滑塊、惰輪滑塊過分松動咔嗒作響，可以使凸輪從動銷的銷底有法蘭頭貼接驅動盤外側面，銷頭有調整鎖定螺紋連接裝置。
考慮到防止鏈條從變徑鏈輪上滑脫，可以使凸輪從動銷的銷頭固連一組擋鏈構件。
由于采用了驅動盤與分度盤相鄰接的可變直徑鏈輪結構，使本發(fā)明的變速器結構更加緊湊，所占空間明顯減少，結構尺寸中直徑最大的分度盤軸向遠離了自行車車架，避開了變速器自身與相鄰車架平叉之間的干涉碰撞，因此，可以相對縮短中軸的懸伸長度;采取在凸輪槽上做出與凸輪從動銷的銷軀相配的定位圓弧凹陷，簡單易行，有利于確?？勺冎睆芥溳喐鹘M有效直徑的精確性與穩(wěn)定性，可以方便地使本發(fā)明的變速器，設計得更加符合人體工程要求的一組組圓形的、橢圓形的可變直徑鏈輪;在分度盤的外圓周上設置制動缺口，在驅動盤的外圓周上做出相對應的變速選位缺口區(qū)和高、低速級極限保護擋邊的結構措施，使本發(fā)明的變速器在執(zhí)行變速切換的過程中，處于只有一個鏈輪滑塊是與傳動鏈條嚙合的，而另一個鏈輪滑塊此時則恰與該傳動鏈條脫開，并且當可變直徑鏈輪變速切換有效直徑升到最大或者縮到最小的二個極限點時，對分度盤進行制動控制的執(zhí)行元件-制動曲拐銷即被擋邊推出，這種彈性可退讓的控制、機械聯(lián)鎖的結構措施，起到了自動選位變速切換和速級極限保護的作用，結構簡單，安全可靠，樣品研試中被同事譽為“傻瓜變速器”。綜上所述，不難看出，本發(fā)明的變速器具有簡小輕廉，結構新穎，功能完善，符合人體工程要求，趣味性強，易于生產制造和操作使用，有著明顯的技術、經濟、社會效果和開發(fā)前景。
附圖描述了本發(fā)明的一個實施例。


圖1變速器的正視圖。
圖2變速器的后視圖。
圖3沿圖1變速器的一個鏈輪滑塊、一個惰輪滑塊的徑向A-A截面展開的剖視圖。
圖4沿圖1車架立管軸線所見變速控制裝置的俯視圖。
圖5、6、7分別為鏈輪滑塊的正、側和后視圖。
圖8、9分別為凸輪從動銷的頂端俯視圖和沿延伸鍵縱向的側視圖。
圖10凸輪從動銷銷頭調整鎖定螺紋連接裝置的局部剖視放大圖。
圖11、12分別為圖10凸輪從動銷銷頭調整鎖定螺紋連接裝置的一種鎖片改為擋鏈構件后的局部剖視放大圖和沿銷頭軸向的俯視放大圖。
圖1、2、3描述了一種可變直徑鏈輪變速器，有一個可變直徑鏈輪(9)，由一根支承在自行車車架(1)的中接頭(3)內的中軸(4)，在該中軸(4)的二端借助方形軸、孔固裝著左曲柄(圖中未畫出)、右曲柄(7)，在右曲柄軸臺(25)上借助花鍵壓合連接固裝著一個開有6條充分對稱分布的徑向驅動直槽(41)的驅動盤(31)，一個有6條與該驅動直槽(41)對應的凸輪槽-其中含4條較短的凸輪槽(42)(與惰輪滑塊(34)對應配裝)、2條向外延伸增長的凸輪槽(44)(與鏈輪滑塊(33)對應配裝)的分度盤(32)，可以轉動地與該驅動盤(31)同軸相互鄰接地套裝在該軸臺(25)的光滑圓柱部分，軸臺(25)的端頭由配旋入該軸臺(25)螺紋孔內的鎖定法蘭螺母(26)限位防脫，6個凸輪從動銷(35)穿越上述分度盤(32)、驅動盤(31)，銷軀(36)與凸輪槽(42)或者(44)嚙合，銷底一端有延伸鍵(37)與驅動直槽(41)嚙合，法蘭頭(39)貼接驅動盤外側面(52)，另一端方形銷頭(38)伸出分度盤外側面(53)插入適于同鏈條(8)相嚙合帶齒的鏈輪滑塊(33)或者不帶齒的惰輪滑塊(34)與之相配的方孔(51)，與凸輪從動銷(35)挑掛固連在一起，在凸輪槽(42)或(44)上有與圓柱狀銷軀(36)相配的定位圓弧凹陷(43)。當騎行者扳動設在車把上類似線閘把的操作把手(圖中未畫出)時，牽動通向變速控制裝置(10)的鋼索(23)，促使曲拐銷式制動執(zhí)行元件(11)向下擺動進入分度盤(32)外圓周上的制動缺口(46)內，迫使分度盤(32)與車架(1)相對靜止，此時只要騎行者繼續(xù)正蹬或反蹬，凸輪從動銷(35)即沿分度盤(32)上凸輪槽(44)和(42)滑移，所述的鏈輪滑塊(33)和惰輪滑塊(34)就分別徑向接近或遠離中軸軸心線，構成適于同鏈條(8)嚙合的可變直徑鏈輪(9)，當凸輪從動銷(35)被置于凸輪槽(44)或(42)的定位圓弧凹陷(43)處時，一組被鏈條(8)嚙合的鏈輪滑塊(33)間周向纏繞的鏈條(8)長度是鏈條(8)節(jié)距的自然倍數(shù)，至于該組可變直徑鏈輪(9)的形狀是圓形的、橢圓形的等等是無關緊要的，可根據(jù)人體工程要求或者用戶需要設定。該可變直徑鏈輪(9)通過嚙合鏈條(8)把騎行者人體蹬踏的動力，按照上述方法變換選定的傳動比率傳輸給自行車后軸上的從動飛輪，拖動自行車行駛;鏈條(8)周長的變化則由設在飛輪附近的脹鏈器(圖中未畫出)彈性地張緊補償。為了完善變速控制功能，在分度盤(32)的外圓周上開有制動缺口(46)，在驅動盤(31)的外圓周上開有對應的變速選位缺口區(qū)(47)和高、低速級極限保護擋邊(48)、(49);變速控制裝置(10)(請注意參閱圖4)借助用鉚銷(20)鉸接在殼體(12)上的壓板(19)螺釘(21)夾持固定在車架(1)的立管(2)上，一個制動執(zhí)行元件(11)可擺動地配裝在殼體(12)的一對同軸孔內，末端有卡圈(13)止脫，常態(tài)(非工作態(tài)時)由套在鉚銷(16)后段的強簧(14)迫使擺臂(17)推動該制動執(zhí)行元件(11)上擺，脫離分度盤(32)、驅動盤(31)的外圓周表面，當騎行者扳動操作把手，牽動鋼索(23)穿過調節(jié)螺套(22)連結緊固螺釘(18)，迫使擺臂(17)克服強簧(14)的彈性力而向下擺動，這就釋放了制動執(zhí)行元件(11)，使該元件(11)可以由套在鉚銷(16)前段的弱簧(15)的彈性力推動下向下擺動，一般情況下該制動執(zhí)行元件(11)會首先彈性觸碰到分度盤(32)、驅動盤(31)的外圓周表面相對滑動，當只有一個鏈輪滑塊(33)與鏈條(8)嚙合，另一個鏈輪滑塊(33)處于與鏈條(8)脫離狀態(tài)，此時所述的制動執(zhí)行元件(11)進入制動缺口(46)，迫使分度盤(32)停止轉動，騎行者只要繼續(xù)正蹬或反蹬，驅動盤(31)就隨之正轉或反轉帶動鏈輪滑塊(33)和惰輪滑塊(34)與鏈條(8)無干擾地相應徑向伸出或縮小，從而改變可變直徑鏈輪(9)的有效直徑，完成自動選位變速切換功能，當變換到達設定的極限高速級或者極限低速級時，設在驅動盤(31)外圓周邊上與之對應的變速選位缺口區(qū)(47)也剛好終止，一端由極限高速級擋邊(48)，另一端由極限低速級擋邊(49)隨即把所述的制動執(zhí)行元件(11)從制動缺口(46)中推出，這種機械聯(lián)鎖的結構措施，彈性可退讓的制動控制方式，即便騎行者誤操作也不會損壞機件造成騎行危險，起到了自動安全極限保護的作用。
為使鏈輪滑塊(33)能夠傳遞較大的切向工作扭矩，防止鏈輪滑塊(33)軸向翻轉從分度盤(32)分離，在鏈輪滑塊(33)(請參閱圖5、6、7)背面制有能穿過對應凸輪槽(44)接合驅動盤(31)的導邊(45)的鎖持裝置(50)。
為加強主體構件-驅動盤(31)、分度盤(32)的綜合剛度預防鏈輪滑塊(33)、惰輪滑塊(34)過分松動咔嗒作響，在凸輪從動銷(35)的銷底有法蘭頭(39)(請參閱圖8、9、10、11、12)貼接驅動盤外側面(52)，銷頭(38)有調整鎖定螺紋連接裝置(40)，含鎖片(55)、鎖螺頭(6)和鎖緊螺母(54)。
此外，作為本發(fā)明的一個改進(請參閱圖11、12)，可以把上述鎖片(55)更換為一組既可起到使鎖緊螺母(54)止轉的鎖片(55)的作用，又能防止鏈條(8)從可變直徑鏈輪(9)滑脫的擋鏈構件(56)。
以上敘述了本發(fā)明的一個實施例，附圖中給出了一個具有8級(從圖中可以明顯看出凸輪槽(44)或(42)上有與之對應的8組定位圓弧凹陷(43))均勻分布互不重疊，設定它的各組有效直徑對應的當量齒數(shù)最小為20齒、最大為40齒，如果自行車后軸配用11齒或12齒的從動飛輪，則這一變速器的調速范圍R＝ (imax(最高傳動比))/(imin(最低傳動比)) 是與一般10級(往往其中3至4級是相互重疊的)撥鏈變速車相當?shù)模行偌墑t更多分布更為合理均勻，且結構尺寸中最大直徑尺寸小于200毫米，軸向尺寸也小于普通二級鏈輪，它的自適應自動選位變速切換功能和高、低速級極限保護功能，簡單易行安全可靠，具有明顯的技術、經濟、社會效果，以及可資開發(fā)利用的前景和市場競爭潛力。
權利要求
1.一種自行車變速器，有一個可變直徑鏈輪，由一根支承在自行車車架中接頭內的中軸，在該中軸的二端固裝著左、右曲柄，在右曲柄軸臺上固裝著一個開有多條徑向直槽的驅動盤，一個有多條螺旋凸輪槽的分度盤可以轉動地與該驅動盤同軸配裝，該凸輪槽上有定位凹陷，二個扇形鏈輪滑塊和至少二個惰輪滑塊與凸輪從動銷固連且充分對稱分布地與分度盤接合，該凸輪從動銷一端有延伸鍵與驅動直槽接合，當凸輪從動銷沿分度盤螺旋凸輪槽滑移時，所述的鏈輪滑塊和惰輪滑塊就分別徑向接近或遠離中軸軸心線，構成適于同鏈條嚙合的可變直徑鏈輪，當凸輪從動銷被置于凸輪槽的定位凹陷處時，一組被鏈條嚙合的鏈輪滑塊間周向纏繞的鏈條長度是鏈條節(jié)距的自然倍數(shù)，其特征在于驅動盤(31)與分度盤(32)是相互鄰接的，凸輪從動銷(35)穿越上述分度盤(32)、驅動盤(31)，銷軀(36)與凸輪槽(44)或(42)嚙合，銷底一端有延伸鍵(37)與驅動直槽(41)嚙合，另一端銷頭(38)伸出分度盤外側面(53)挑掛固連鏈輪滑塊(33)或者惰輪滑塊(34)，在凸輪槽(44)或(42)上有與凸輪從動銷(35)的銷軀(36)相配的定位圓弧凹陷(43)。
2.根據(jù)權利要求1所述的變速器，其特征在于分度盤(32)的外圓周上有制動缺口(46)、驅動盤(31)的外圓周上有相應的變速選位缺口區(qū)(47)和高、低速級極限保護擋邊(48)、(49)。
3.根據(jù)權利要求2所述的變速器，其特征在于對分度盤(32)進行制動控制的執(zhí)行元件(11)是彈性可退讓的。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的變速器，其特征在于鏈輪滑塊(33)背面有能穿過對應凸輪槢(44)并接合驅動盤(31)的導邊(45)的鎖持裝置(50)。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的變速器，其特征在于凸輪從動銷(35)的銷底有法蘭頭(39)貼接驅動盤外側面(52)，銷頭(38)有調整鎖定螺紋連接裝置(40)。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的變速器，其特征在于凸輪從動銷(35)的銷頭(38)固連一組擋鏈構件(56)。
全文摘要
一種變速器，特別適用于自行車，有一個可變直徑鏈輪，與右曲柄相連配裝在自行車中軸上，由一個固連在右曲柄軸臺上的驅動盤與一個可相對轉動的分度盤相互鄰接同軸配裝，二個鏈輪滑塊和至少二個惰輪滑塊一起裝在凸輪從動銷上對稱均布配裝在該驅動盤和分度盤上，構成一個相對固定適于同鏈條嚙合的可變直徑鏈輪，它簡小輕廉，適于人體工程要求，易于生產制造、操作使用，具有自動選位變速切換和速級極限保護功能，被譽為“傻瓜變速器”。
文檔編號B62M9/08GK1070617SQ9110817
公開日1993年4月7日 申請日期1991年9月14日 優(yōu)先權日1991年9月14日
發(fā)明者沈一鵬 申請人:常州市自行車曲柄廠