Ступенчатый переключатель передач чурикова для трансмиссии с бесконечной цепью

 

Изобретение относится к трансмиссиям с бесконечными цепями, а именно к ступенчатым переключателям передач преимущественно велосипедов. Предлагаемый ступенчатый переключатель передач состоит из корпуса с расположенным в нем подпружиненным элементом, включающим ось с переключающим органом и снабженным зубчатой рейкой, с которой взаимодействует подпружиненный ползун с зубом и подпружиненный фиксатор, при этом ползун установлен на направляющих поворотного рычага и снабжен гибким тросовым приводом. Последний состоит из рычага с принудительным возвратом его в среднее положение и устройством регулировки натяжения троса. Кроме того, для повышения точности взаимной установки переключающего органа устройство снабжено средством регулировки оси переключающего органа относительно подвижного элемента. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к трансмиссиям с бесконечными цепями с переменным передаточным отношением и может быть использовано преимущественно в велостроении.

Известны конструктивные схемы задних переключателей передач для велосипедов, в которых основным характерным элементом является шарнирный параллелограмм, размещенный своим основанием на ось, жестко связанной с рамой велосипеда, при этом на другом его конце выполнена оси, на которой с возможностью вращения на ней размещен блок роликов, включающий две щеки и собственно ролики (Любовицкий В.П. Гоночные велосипеды. Л. Машиностроение 1989, с.70-74).

В известных конструкциях перемещение переключающего органа, которым является блок роликов, осуществляется с помощью троса, при этом натяжением последнего создается перемещение переключающего органа из одного положения в другое, каждое из которых должно соответствовать той или иной передаче трансмиссии. При этом соответствие положения переключающего органа той или иной передаче устанавливается по субъективным ощущениям оператора (велосипедиста). Однако даже при наличии достаточного опыта не удается достичь безошибочного переключения передач, без неизбежного поиска правильного положения переключающего органа. Последнее обстоятельство является негативным и не столько беспокоит в отношении субъективных ощущений оператора, а объективно заключается в том, что ведет к повышенному износу сопрягаемых при переключении элементов, а именно: цепи и звездочек.

Известны неоднократные попытки решения этой задачи путем фиксации переключающего органа в тех положениях, в которых сопрягаемые при переключении элементы, цепь и звездочка находятся в правильном для их работы взаимоположении.

Запатентованы устройства ступенчатого переключения передач, содержащие упомянутый шарнирный параллелограмм и переключающий орган, при этом к основанию параллелограмма прикреплена планка с углублениями (патент Великобритании N 1581932, 1977) или планка с отверстиями (патент Великобритании N 1571622, 1976), а фиксатор, взаимодействующий с планкой, закреплен на пареллелограмме. Такое техническое решение позволяет снизить требования к навыку оператора (велосипедиста) и уменьшить износ сопрягаемых при переключении элементов за счет повышения точности их взаимной установки. Вместе с тем, фиксирующее устройство реализуется на базе прежнего по конструкции параллелограммного механизма, который обладает как всякий реальный многозвенный механизм определенным люфтом в подвижных сочленениях. Последнее обстоятельство заметно уменьшает тот положительный результат, который следовало бы ожидать от вышеописанного технического решения.

Несколько выше результат был получен в запатентованном переключателе, в котором кроме описанных узлов применены постоянные магниты, взаимодействующие друг с другом и с элементами фиксирующего механизма. Кроме того тросовый привод выполнен двухлинейным для передачи прямого и обратного перемещения элементов переключателя. Такое выполнение дает некоторое преимущество в точности установки элементов сопряжения (цепь звездочка) в сравнении с вышеописанными (патент Великобритании N 15073640, 1975).

Цель изобретения увеличить точность установки и, как следствие, резко снизить износ сопрягаемых при переключении элементов. Для этого в предлагаемом переключателе вмеcто параллелограммного механизма применен подвижный элемент с зубчатой рейкой, установленный в корпусе и снабженный механизмом перебора передач. В связи с такой конструкцией гибкий привод имеет рычаг с принудительным возвратом в среднее положение и требует лишь однократного нажатия на него для переключения передачи на одну ступень при переходе с меньшей звездочки на большую. При этом переключатель не критичен ко времени выполнения этой операции; результат переключения передачи не зависит в этом случае от умения оператора (велосипедиста). Для перехода с большей звездочки на меньшую время удержания рычага в другом крайнем положении имеет значение, но благодаря повышенной точности установки позволяет без затруднений угадывать нужную передачу. Такое выполнение расширяет возможности переключателя в том отношении, что при резком изменении профиля дороги (переход от подъема к спуску) почти всегда требуется переход сразу через одну или несколько звездочек, вплоть до полного перебора. В этом режиме предлагаемый переключатель не имеет себе равных. Весь переключатель может быть выполнен полностью изолированным от окружающей среды, что чрезвычайно трудно осуществить при конструкции с параллелограммом.

На фиг. 1 изображен предлагаемый переключатель, общий вид; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 фиксатор и ползун, вид сверху; на фиг.4 рычаг переключения, общий вид; на фиг.5 вид по стрелке Б на фиг.4; на фиг.6 вид по стрелке В на фиг.4; на фиг.7 блок ведомых звездочек.

Ступенчатый переключатель передач содержит корпус 1 с рабочей полостью 2, в которой размещен подвижный элемент 3 с внутренней полостью 4 в виде цилиндрической расточки. Во внутренней полости 4 размещена ось 5 переключающего органа 6 с охватывающей ее пружиной 7 кручения, при этом ось 5 опирается на поверхность цилиндрической расточки с возможностью вращения в ней. Ось 5 переключающего органа 6 снабжена средствами регулировки ее положения относительно подвижного элемента 3, которые включают буртик 8 на конце оси 5, охваченный чашеобразной гайкой 9. Гайка 9 своей наружной резьбой 10 установлена на резьбе 11, выполненной на части цилиндрической расточки вспомогательной полости 4 подвижного элемента 3. Гайка 9 застопорена резьбовой заглушкой 12, завернутой с упором в нее, при этом между резьбовой заглушкой 12 и торцовой поверхностью 13 буртика 8 выполнен зазор "в". На подвижном элементе 3 выполнен боковой упор 14, выступающий в боковую полость 15 корпуса 1, при этом в боковой полости 15 между боковым упором 14 и торцовой стенкой 16 размещена пружина 17 сжатия. В боковой полости 15 могут быть выполнены отверстия с установленными на резьбе съемными органичителями 18, например в виде винтов. На подвижном элементе 3 выполнена зубчатая рейка 19 с числом зубьев, по крайней мере равном количеству передач. В корпусе 1 выполнена также дополнительная полость 20, в которой размещен механизм перебора передач, выполненный в виде рычага 21, вращающегося на опоре 22. На рычаге 21 выполнены направляющие 23, в которых установлен ползун 24, а свободный конец рычага 21 опирается на регулятор 25 исходного положения рычага 21. Ползун 24 снабжен рабочим зубом 26, а направляющие 23 имеют ограничитель 27 рабочего хода ползуна 24 и ограничитель 28 предохранения схода ползуна 24 с направляющих 23. Между ползуном 24 и торцовой стенкой 29 дополнительной полости 20 установлена пружина 30 сжатия. Через ползун 24 и пружину 30 сжатия пропущен трос 31 гибкого привода. Кроме того, в дополнительной полости 20 установлен фиксатор 32 на оси 33, имеющий упорный зуб 34 и выступ 35. Ответный ему выступ 36 выполнен на ползуне 24. Фиксатор 32 прижимается к зубчатой рейке 19 пластинчатой пружиной 37, закрепленной одним концом в шипе 38, запрессованном неподвижно в корпусе 1.

Гибкий привод состоит из нефиксируемого рычага 39, состоящего из корпуса 40 и вкладыша 41, установленных на неподвижной оси 42 и ограниченно-подвижно относительно друг друга и представляющих собой натяжитель троса 31. При этом вкладыш 41 имеет выступ 43, размещенный в полости 44 корпуса 40 и взаимодействующий с регулировочным упором 45, например в виде винта. Рычаг 39 также снабжен механизмом принудительного возврата в среднее положение, выполненным в виде пластинчатой пружины 46, один конец 47 которой жестко закреплен на неподвижной оси 42, а другой конец 48 заневолен в теле рычага 39.

Предлагаемый ступенчатый переключатель передач работает следующим образом.

Для переключения передачи с меньшей звездочки на большую необходимо нажать на рычаг 39 так, чтобы он совершил перемещение из среднего положения (положение "0") в крайнее (левое по чертежу) положение. В результате этого трос 31 переместит ползун 24 в сторону торцовой стенки 29 дополнительной полости 20 до контакта ползуна 24 с ограничителем 27 рабочего хода, после чего под действием троса 31 начнет происходить совместное с рычагом 21 вращение на опоре 22. В результате ползун 24 своим рабочим зубом 26 войдет в зацепление с одним из зубов зубчатой рейки 19 и произойдет смещение подвижного элемента 3 совместно с переключающим органом 6. Последний произведен переброс цепи с меньшей звездочки на большую. Для обратного переключения достаточно нажать на рычаг 39 так, чтобы он совершил перемещение из среднего положения (положение "0") в крайнее (правое по чертежу) положение. При этом пока оператор (велосипедист) удерживает рычаг 39, будет происходить переход цепи с каждой большей звездочки на последующую меньшую звездочку. Кратковременный же нажим рычага 39 обеспечит изменение передачи на одну ступень.

Для обеспечения качественной работы переключателя необходимо произвести его предварительную настройку, заключающуюся в следующем. Укрепленный на раме велосипеда переключатель устанавливается в начальное положение с помощью средств регулировки оси относительно подвижного элемента. Для этого следует установить передачу с меньшей ведомой звездочкой и вывернув заглушку 12, вращением гайки 9 добиться правильного положения переключающего органа 6 относительно меньшей звездочки. После этого завернуть заглушку 12 в упор в гайку 9. В зависимости от количества звездочек в блоке устанавливается один из съемных ограничителей с тем, чтобы боковой упор 14 останавливался в нужном положении, т.е. цепь не выходила бы за пределы блока звездочек. Для обеспечения правильного движения ползуна 24 без контакта с зубьями зубчатой рейки 19 необходима настройка винта 25, выполняющего роль регулятора исходного положения рычага 21, добиться отсутствия нежелательного зацепления зуб за зуб.

Формула изобретения

1. Ступенчатый переключатель передач для трансмиссии с бесконечной цепью, содержащий основание в виде корпуса, в рабочей полости которого расположен подвижный элемент с внутренней полостью в виде расточки, в которой установлена ось переключающего органа с пружинным элементом кручения, имеющим возможность регулировки степени закрутки относительно подвижного элемента, выполненного с зубчатой рейкой, а также взаимодействующий с зубчатой рейкой механизм перебора передач, выполненный в виде рычага, установленного на опоре и снабженного средствами возврата в исходное положение, и орган переключения, гибким приводом связанный с рычагом, отличающийся тем, что на подвижном элементе выполнен упор с возможностью перемещения в боковой полости корпуса и снабженный средством возврата подвижного элемента, число зубьев рейки равно по крайней мере числу передач, а механизм перебора передач размещен в дополнительной полости корпуса, его рычаг снабжен ползуном, установленным в направляющих рычага, имеющих ограничители хода, и имеющим рабочий зуб, при этом ползун, выполненный со средством его возврата, связан с тягой гибкого привода органа переключения, в дополнительной полости на оси установлен фиксатор с упорным зубом, подпружиненный в сторону зубчатой рейки и снабженный выступом для взаимодействия с ответным выступом ползуна, а орган переключения в виде рычага установлен свободно и снабжен механизмом его принудительного возврата в среднее положение после переключения передачи.

2. Переключатель по п.1, отличающийся тем, что ось переключающего органа снабжена средствами регулировки ее положения относительно подвижного элемента, выполненными в виде буртика на конце оси, охваченного чашеобразной гайкой, наружной резьбой установленной на резьбе на части цилиндрической расточки вспомогательной полости подвижного элемента и застопоренной резьбовой заглушкой, завернутой с упором в гайку, при этом между заглушкой и торцовой поверхностью буртика выполнен зазор.

3. Переключатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что что средство возврата подвижного элемента представляет собой пружину сжатия, размещенную между упором подвижного элемента и торцевой стенкой боковой полости корпуса.

4. Переключатель по пп. 1 3, отличающийся тем, что в боковой полости корпуса размещен по крайней мере один съемный ограничитель с возможностью его взаимодействия с упором подвижного элемента.

5. Переключатель по пп.1 4, отличающийся тем, что свободный конец рычага механизма перебора передач размещен с возможностью взаимодействия с регулятором исходного положения рычага.

6. Переключатель по пп.1-5, отличающийся тем, что подпружиненный фиксатор выполнен в виде рычага, конец которого, противоположный выступу, размещен на оси, а пружина выполнена пластинчатой, контактирующей с рычагом одним концом, другой конец которой закреплен в пазу шипа, жестко установленного в корпусе.

7. Переключатель по пп.1 6, отличающийся тем, что механизм принудительного возврата рычага переключения в среднее положение выполнен в виде пластинчатой пружины, один конец которой жестко закреплен на неподвижной оси вращения рычага, а другой в теле рычага.

8. Переключатель по пп. 1 7, отличающийся тем, что рычаг переключения снабжен натяжителем троса, выполненным в виде вкладыша, установленного с ограниченной подвижностью в корпусе рычага переключения и снабженного выступом, контактирующим с регулируемым упором, установленным в корпусе рычага переключения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7