專利名稱：雙支板變速齒輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種多級變速傳動裝置，特別是一種適用于自行車曲柄鏈輪的多級變速器。
在目前的自行車上有許多種變速傳動裝置已被采用或已見于各種文獻中。由于它們各自的原理和結(jié)構(gòu)上的差異，也各自具有不同的優(yōu)缺點。一種通過數(shù)塊齒片或支持塊改變主傳動輪或從動輪徑向尺寸的變速機構(gòu)早已被應(yīng)用。這種變速機構(gòu)的優(yōu)點是變速方式簡單，大多數(shù)這類機構(gòu)在工作過程中即可實現(xiàn)變速，并且在變速過程中主、從動輪的平面可以始終保持在同一平面內(nèi)。這類變速機構(gòu)如美國4645475號專利，它是由安裝在兩個具有不同槽道的支板中間的兩個有齒的齒片和數(shù)個支塊組成，鏈條與兩個安裝在同一直徑上的兩個齒片嚙合，支塊對鏈條起支撐作用。在機構(gòu)工作過程中，操縱者只需使兩支板產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，以改變它們不同槽道交點的徑向距離來改變齒片和支塊所形成的圓的徑向尺寸。但由于這種機構(gòu)在變速時齒片和支塊是同時向內(nèi)或向外運動，因此這種裝置的變速只能在兩齒片不同時與鏈條嚙合的情況下進行。此外，由于變速過程中支塊與鏈條間是相對滑動的，相互間的摩擦將影響機件的使用壽命，并且摩擦力也使變速動作費力，反映到手柄上是扳動力大。在中國90107202.8號專利申請中公開了這類變速機構(gòu)的一種改進結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中控制輪塊動作的撥叉設(shè)置在輪塊與皮帶不接觸的范圍內(nèi)，由于其調(diào)節(jié)的輪塊上沒有任何載荷，因此在變速時非常輕快地就可完成對輪塊的調(diào)節(jié)。該機構(gòu)的缺點是輪塊的定位方式過于復(fù)雜，增加了它實現(xiàn)的難度。另外越級變速需要經(jīng)過數(shù)次操作才能完成。
本實用新型的目的在于提供一種變速調(diào)節(jié)輕快、結(jié)構(gòu)簡單變速調(diào)節(jié)自如的變速機構(gòu)，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點。
本實用新型的雙支板變速齒輪，包括與轉(zhuǎn)動軸相對固定的內(nèi)支板、外支板，在內(nèi)、外支板間的空間內(nèi)有數(shù)個扇形齒片；在兩相對固定的內(nèi)、外支板上有形狀完全相同且對稱的供扇形齒片定位及確定滑動方向的上滑道和下滑道，在下滑道的一側(cè)有數(shù)個定位凹槽；安裝在內(nèi)、外支板間的扇形齒片，其上部固定一個與上滑道配合的上定位銷，而在其下部有一與下滑道及其定位凹槽相配合的下定位機構(gòu)，在定位機構(gòu)的側(cè)面有變速觸體；一個拉簧，其一端連接于扇形齒片，另一端與支板相連；一個安裝在齒片與鏈條分離處的變速裝置，它包括一個與車架相對固定的基件及一個由變速線操縱改變與轉(zhuǎn)動軸徑向間距的聯(lián)動部件，一個升速件被置于該聯(lián)動部件上靠近轉(zhuǎn)動軸的位置，一個降速件被置于該聯(lián)動部件上遠離轉(zhuǎn)動軸的位置，在升、降速件間至少保持使變速觸體整體通過的間距。
此外，本實用新型的雙支板變速齒輪所述下定位機構(gòu)包括一可相對扇形齒片轉(zhuǎn)動的銷軸，在銷軸的兩端各固定一個與下滑道上的定位凹槽相配合的棘爪，其中至少一側(cè)棘爪上固定有一個變速觸體，一個棘爪彈簧保持將棘爪壓向下滑道的定位凹槽中的作用力。
進一步地，所述變速觸體包括一個在銷軸上的觸頭和一個由觸頭沿棘爪相反方向伸出的觸尾，最好將所述變速觸體固定在一側(cè)棘爪上，棘爪彈簧與另一側(cè)棘爪連接。
本實用新型的雙支板變速齒輪，其中的外支板上有一個連接片在靠近轉(zhuǎn)動軸處與其固定，連接片遠離轉(zhuǎn)動軸部分與內(nèi)支板連接。所述拉簧連接在連接片外緣與齒片之間。
本實用新型的雙支板變速齒輪，其中的扇形齒片上有兩個由齒片本體制成的定位支撐，支撐在齒片與支板之間。
本實用新型的雙支板變速齒輪，其中所述變速裝置中的升、降速件為一桿體，它們的一端可轉(zhuǎn)動地安裝在聯(lián)動部件上，它們各有一彈簧分別將升速繞其軸向轉(zhuǎn)動軸方向推，而將降速件繞其軸迎著觸體運動方向推，并且由止動塊分別將升、降速件定位于預(yù)定位置。在基件與聯(lián)動部件之間有導(dǎo)向機構(gòu)，所述機構(gòu)保證聯(lián)動件沿一預(yù)定路徑相對基件運動。一彈簧作用于聯(lián)動部件，其作用力沿預(yù)定路徑且與變速線拉力方向相反。
本實用新型的雙支板變速齒輪所采用的上述結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡單、加工方便并且操縱輕快、工作可靠。最突出的優(yōu)點是利用一次操縱即可實現(xiàn)任意預(yù)定速比。
下面根據(jù)本實用新型的實施例結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明，以利于對本實用新型的理解。


圖1是從自行車右側(cè)觀看本實用新型的齒輪部分的一個正視圖，圖中虛線表示了兩個齒片在機構(gòu)中的位置關(guān)系，上部的剖開部分顯示了一個較理想的變速機構(gòu)及其安裝位置。
圖2是內(nèi)支板側(cè)的變速齒輪部分的正視圖。通過剖視部分顯示齒片與支板及各部件之間的安裝關(guān)系和位置關(guān)系。
圖3是顯示內(nèi)、外支板間用定位連接軸連接的局部剖視圖。
圖4是顯示內(nèi)支板與連接片連接的局部剖視圖。
圖5是齒片的正視圖。
圖6是下定位機構(gòu)的一個示意圖，顯示了其中各零件的安裝位置關(guān)系。
圖7是圖5中A－A剖面圖，顯示了齒片上定位支撐的形狀。
圖8顯示一具變速裝置結(jié)構(gòu)與位置示意圖。
圖9是本實用新型的一個較好的變速裝置控制觸體實現(xiàn)一個升速(傳動比加大)過程的示意圖。
圖10是變速操縱裝置控制觸體實現(xiàn)一個降速(傳動比減小)過程的示意圖。
如
圖1、2所示的本實用新型的鏈輪部分，它包括一個外支板2、內(nèi)支板1及在內(nèi)、外支板1、2之間的空間內(nèi)的數(shù)個齒片3。在外支板2靠近圓心處有一個碗形連接片4，其底部通過點焊與外支板2固定為一體，其上緣處有一徑向凸緣法蘭5，在法蘭5上有數(shù)個螺孔6；在內(nèi)支板1靠近圓心處有與法蘭5上的螺孔6相對應(yīng)的通孔7，螺釘8通過通孔7旋入螺孔6將內(nèi)、外支板1、2近圓心部位固定在一起。在內(nèi)支板1上遠離圓心且不超出齒片3所形成的最小圓的半徑處有數(shù)個沖鉚上的定位連接軸9，在定位連接軸9的自由端有一螺孔或為螺栓，而在外支板2上有與其相對應(yīng)的通孔，該通孔可供一螺釘10或所述螺栓配合一螺母，將內(nèi)、外支板在此通過定位連接軸固定，它們與近圓心部位的固定一起構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)，以提高鏈輪強度和穩(wěn)定性。另外為了有利于變速過程的實現(xiàn)，使內(nèi)支板1的變速裝置毗鄰側(cè)處于同一平面，在內(nèi)支板1與定位連接軸9的沖鉚處及與連接片4的旋緊處壓沖成窩形，以保證螺帽等不外露。腳踏曲柄11在外支板中心處與外支板1及連接片4滾鉚成一體。
在內(nèi)、外支板1、2上有形狀完全相同且對稱的上滑道12及下滑道13，在下滑道的近圓心一側(cè)有定位凹槽14。如圖5所示，在齒片3的上部以沖鉚方式固定著一個上定位銷15，上定位銷15滑動地安裝在支板上滑道12內(nèi)，在齒片3的下部有一與下滑道13及其定位凹槽14相配合的下定位機構(gòu)16；上定位銷15和下定位機構(gòu)16與上、下滑道12、13一起限定了扇形齒片3的運動路徑。
下定位機構(gòu)如圖6所示，包括一個沖鉚在齒片3下部的軸套17，一個銷軸18可轉(zhuǎn)動地安裝在軸套17內(nèi)。在銷軸18的兩端分別鉚接著一個棘爪19，使兩棘爪19可同步轉(zhuǎn)動，在外支板側(cè)的棘爪19上有一保持棘爪19壓向下滑道定位凹槽14的作用力的棘爪彈簧20；在鄰近內(nèi)支板1的棘爪19的外側(cè)有一變速觸體21，變速觸體21具有一個在銷軸18上的觸頭22和一個沿棘爪19相反方向伸出的觸尾23。
如圖2所示，拉簧40的兩端分別固定在齒片3及連接片4上，它處于拉伸狀態(tài)，對齒片3產(chǎn)生向軸心方向的拉力，它一方面克服齒片3的離心力并使棘爪19與定位凹槽14配合實現(xiàn)齒片3的定位及檔位固定，另一方面在降速時變速裝置撥動觸尾23使棘爪19脫離定位凹槽14的約束時，齒片在拉簧40的拉力作用下進入下一檔位實現(xiàn)降速。
如圖8所示本實用新型的變速裝置24被安裝在齒片3與鏈條25分離的區(qū)域。它包括一個由卡環(huán)組件固定在車架上的基件26，在基件26上有一導(dǎo)向槽27，導(dǎo)向槽27所處的平面應(yīng)當(dāng)平行或大體上平行于內(nèi)支板1的平面，在基件26的內(nèi)支板1側(cè)裝有一個聯(lián)動部件28，在聯(lián)動部件28上沖鉚著兩個導(dǎo)向銷29。在聯(lián)動部件28接近轉(zhuǎn)動軸一端樞軸地裝著一個桿形升速件30的一端，一個桿形降速件31的一端樞軸地安裝在聯(lián)動部件28的另一端，一個在升速件軸上的螺旋扭簧32使升速件30向下轉(zhuǎn)抵住轉(zhuǎn)動軸套，同樣在降速件軸上也有一螺旋扭簧33，它使降速件31繞其軸向迎著觸體21的方向推。一個止動塊34將降速件定位于預(yù)定位置。在基件26與聯(lián)動部件28之間有一拉伸彈簧35，其作用力方向大體上平行于導(dǎo)向槽27，聯(lián)動部件28在與彈簧35的拉伸力相反的方向上連接有一變速線36。在彈簧35及變速線36的作用下，導(dǎo)向銷29與導(dǎo)向槽27配合可使聯(lián)動部件28沿導(dǎo)向槽滑動，以改變升、降速件30、31相對鏈輪中心的徑向位置。
本實用新型的聯(lián)動部件28的一個較好的實施例如圖9和
圖10所示，在該實施例中基件26固定在立管上，聯(lián)動部件28包括一個主聯(lián)動件28a和一個輔聯(lián)動件28b，輔聯(lián)動件28b的一端可轉(zhuǎn)動地安裝在基件26上，并在其軸上有一螺旋扭簧35將輔聯(lián)動件28b繞該軸向下推向轉(zhuǎn)動軸方向，一個桿狀升速件30的一端安裝在輔聯(lián)動件28b的另一端，在升速件30的轉(zhuǎn)軸上有一螺旋扭簧32，使其自由端抵著轉(zhuǎn)動軸套，在輔聯(lián)動件28b的這一端還樞軸地與主聯(lián)動件28a的一端連接，在主聯(lián)動件28a靠近輔聯(lián)動件28b一側(cè)的上部有一個導(dǎo)緣27′，它在彈簧38的作用下靠著一個固定在基件26上的導(dǎo)向銷29′，并由該導(dǎo)向銷29′限定其運動路徑，在其另一側(cè)端部樞軸地安裝著一個桿狀降速件31，該降速件31由其軸向著升速件30方向伸出，并且有一彈簧33′將其向迎著觸體運動方向推，一個止動塊34將降速件31定位于一預(yù)定的位置，變速線36與輔聯(lián)動件28b相連，其作用力作用在輔聯(lián)動件28b和基件26間的轉(zhuǎn)軸上的力矩與該轉(zhuǎn)軸上的螺旋扭簧35′的作用力矩相反。
如圖7所示，最好在齒片上有兩個沖翻出的定位支撐37，它與上、下滑道中運動的上定位銷15和下定位機構(gòu)16一起進一步保證齒片3始終位于內(nèi)、外支板的中間位置并使其穩(wěn)定。
如圖9所示，升速時拉動變速線36，輔聯(lián)動件28b在變速線36的拉動下按順時針方向運動，升速件30被輔聯(lián)動件28b帶動到達預(yù)定檔位，由于升速件30扭簧32的作用，升速件尾端抵在轉(zhuǎn)動軸軸套上，使升速件30跨躍一個或幾個檔位，當(dāng)變速觸體21隨鏈輪轉(zhuǎn)動到升速件30處時，其觸頭22延升速件30上滑，在上滑過程中棘爪19被升速件30拖動并沿下滑道13向遠離轉(zhuǎn)動軸方向運動，當(dāng)?shù)竭_預(yù)定定位凹槽14時，棘爪19在棘爪彈簧20的作用下進入到所需的定位凹槽14，同時與升速件30脫離，這樣就完成了將齒片3從較低檔位升到預(yù)定的較高檔位，增加了鏈輪的傳動比，達到升速的目的，此升速過程可單檔升速或多檔連續(xù)升速，動作過程是一致的，由于降速件31安裝在主聯(lián)動件28a上，主聯(lián)動件28a受輔聯(lián)動件28b行程及導(dǎo)向銷29′和導(dǎo)向緣27′的控制，使升速件30與降速件31之間始終保持使變速觸體21整體通過的間距，所以被升速的齒片是不會被降回到原檔位的。
如
圖10所示，降速時松馳變速線36，輔聯(lián)動件28b在彈簧35′的作用下按逆時針方向旋轉(zhuǎn)，使升速件30回到預(yù)定檔位，輔聯(lián)動件28b拉動主聯(lián)動件28a使降速件31處于工作狀態(tài)，變速觸體21運動到降速件31位置時，觸尾23為克服降速桿彈簧33′的阻力，被降速件31撥動旋轉(zhuǎn)使棘爪19脫離定位凹槽14，由于棘爪19通過銷軸18同步轉(zhuǎn)動，因此銷軸兩側(cè)的棘爪19同時脫離定位凹槽14，此時一方面齒片3在拉簧40拉動下產(chǎn)生下滑動作，另一方面由于鏈輪轉(zhuǎn)動使變速觸體21擺脫降速件31約束，棘爪19在棘爪彈簧20的作用力使棘爪始終抵在下滑道的定位凹槽14側(cè)，在拉簧40及棘爪彈簧20的共同作用下棘爪19落入預(yù)定的定位凹槽14中。連續(xù)降速時，高檔位的變速觸體21被降速件31撥動下滑到下一檔位后仍不能脫離降速件31的約束，繼續(xù)被降速件31撥動直到落入預(yù)選的檔位后擺脫降速件31的控制，完成全部降速過程。
上述附圖和實施例給出了本實用新型的一些較好的實施方式，但由本實用新型的發(fā)明思想和構(gòu)思中提出不同于上述實施例的實施方式也是可能的，這些可能的實施方式仍處于本實用新型的保護范圍之內(nèi)，這對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。
權(quán)利要求1.一種可變直徑的雙支板變速齒輪，它包括與轉(zhuǎn)動軸相對固定的內(nèi)支板、外支板，在內(nèi)、外支板間的空間內(nèi)有數(shù)個扇形齒片，其特征在于在兩相對固定的內(nèi)、外支板上有形狀完全相同且對稱的供扇形齒片定位及確定滑動方向的上滑道和下滑道，在下滑道的一側(cè)有數(shù)個定位凹槽；安裝在內(nèi)、外支板間的扇形齒片，其上部固定一個與上滑道配合的上定位銷，而在其下部有一與下滑道及其定位凹槽相配合的下定位機構(gòu)，在下定位機構(gòu)的側(cè)面有變速觸體；一個拉簧，其一端連接于扇形齒片，另一端與支板相連；一個安裝在齒片與鏈條分離處的變速裝置，它包括一個與車架相對固定的基件及一個由變速線操縱改變與轉(zhuǎn)動軸徑向間距的聯(lián)動部件，一個升速件被置于該聯(lián)動部件上靠近轉(zhuǎn)動軸的位置，一個降速件被置于該聯(lián)動部件上遠離轉(zhuǎn)動軸的位置，在升、降速件之間至少保持變速觸體整體通過的間距。
2.由權(quán)利要求1所述的雙支板變速齒輪，其特征在于所述的下定位機構(gòu)包括一可相對扇形齒片轉(zhuǎn)動的銷軸；在所述銷軸的兩端各固定一個與下滑道上的定位凹槽相配合的棘爪；其中至少一側(cè)棘爪上固定有一個變速觸體；一個棘爪彈簧保持將棘爪壓向下滑道的定位凹槽的作用力。
3.由權(quán)利要求2所述的雙支板變速齒輪，其特征在于所述變速觸體包括一個在銷軸上的觸頭和一個由觸頭沿棘爪相反方向伸出的觸尾。
4.由權(quán)利要求2或3所述的雙支板變速齒輪，其特征在于所述的變速觸體固定在一側(cè)棘爪上；棘爪彈簧與另一側(cè)棘爪連接。
5.由權(quán)利要求1所述的雙支板變速齒輪，其特征在于所述外支板上有一個連接片在靠近轉(zhuǎn)動軸處與其固定，連接片遠離轉(zhuǎn)動軸部分與內(nèi)支板連接。
6.由權(quán)利要求5所述的雙支板變速齒輪，其特征在于所述拉簧與外支板連接端連接在連接片外緣上。
7.由權(quán)利要求1所述的雙支板變速齒輪，其特征在于所述扇形齒片上有兩個由扇形齒片本體制成的定位支撐。
8.由權(quán)利要求1所述的雙支板變速齒輪，其特征在于所述升、降速件為一桿體，它們的一端可轉(zhuǎn)動的安裝在聯(lián)動部件上，它們各有一彈簧分別將升速件繞其軸向轉(zhuǎn)動軸方向推，而將降速件繞其軸迎著觸體運動方向推，它們由止動塊分別將升、降速件定位于預(yù)定位置。
9.由權(quán)利要求8所述的雙支板變速齒輪，其特征在于所述基件及聯(lián)動部件上分別有導(dǎo)向槽和兩個導(dǎo)向銷，由它們確定聯(lián)動部件的運動路徑；一彈簧作用于聯(lián)動部件，其作用力沿運動路徑且與變速線拉力方向相反，在升、降速件的軸上各有一螺旋扭簧。
10.由權(quán)利要求8所述的雙支板變速齒輪，其特征在于所述聯(lián)動部件包括一個主聯(lián)動件和一個輔聯(lián)動件，輔聯(lián)動件的一端可轉(zhuǎn)動地安裝在基件上，并在該軸上有一螺旋彈簧將輔聯(lián)動件繞該軸推向轉(zhuǎn)動軸方向，所述升速件安裝在輔聯(lián)動件的另一端，其軸上有一螺旋扭簧，在這一端還樞軸地與主聯(lián)動件的一端連接，在主聯(lián)動件靠近輔聯(lián)動件一側(cè)的上部有一個導(dǎo)緣，它在彈簧作用下靠著一個固定在基件上的導(dǎo)向銷，并由該導(dǎo)向銷限定其運動路徑，在其另一側(cè)端部樞軸地安裝著一個降速件，該降速件由其軸向著升速件方向伸出，并且有一彈簧片將其向迎著觸體運動的方向推。
專利摘要本實用新型涉及一種多級變速傳動裝置。特別適用于自行車鏈輪的多級變速器，它實現(xiàn)了利用一個較簡潔的機構(gòu)完成在驅(qū)動中輕快地變速并且一次操縱便達到所需擋位的目的。所述變速傳動裝置包括與轉(zhuǎn)動軸相對固定的內(nèi)、外支板及在兩支板間的空間內(nèi)的通過上、下定位銷與內(nèi)、外支板上形狀相同且對稱的上、下滑道配合定位的數(shù)個扇形齒片，扇形齒片與支板間連接著一個拉簧。一個安裝在齒片與鏈條分離處的變速裝置由變速線操縱其上的聯(lián)動部件，控制升、降速件相對轉(zhuǎn)動軸的距離實現(xiàn)升或降速過程。
文檔編號F16H55/30GK2116812SQ92205269
公開日1992年9月23日 申請日期1992年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月28日
發(fā)明者李玉, 姜中輝, 徐禮, 劉曉明, 劉峰 申請人:李玉