Вспомогательное устройство для переключения передач велосипедной трансмиссии и устройство переднего переключателя передач
Изобретение относится к переднему переключателю передач, действующему от вспомогательного кулачка. Кулачок (304) для переключения передачи может быть соединен с вращающимся педальным валом посредством своего сцепляющего элемента (324) при вытягивании управляющего троса (460) от рукоятки переключателя на руле. При вращении кулачка (304) копир в виде рычага (312) вытягивает приводной трос (340), связанный с приводным рычагом перемещения направляющей цепи. При дальнейшем вращении кулачка (304) расцепляющий элемент расцепляет сцепляющий элемент (324) кулачка от педального вала. Техническое решение обеспечивает соединение или разъединение кулачка от педального вала, так что вращение педального вала может быть использовано для содействия переключению передач. 2 с. и 35 з.п. ф-лы, 21 ил.
Область техники, к которой относится изобретение.
Настоящее изобретение относится к устройствам управления для велосипедной трансмиссии (передачами) и, в частности, к вспомогательному устройству для содействия работе велосипедной трансмиссии посредством использования энергии вращения шатуна, оси или какого-либо другого элемента.
Уровень техники.
Работой типичной велосипедной трансмиссии управляет трос переключения передач (приводной трос), соединяющий трансмиссию и ручное устройство переключения передач, установленное на руле велосипеда. Велосипедист посредством устройства переключения передач по желанию натягивает или отпускает трос переключения передач, который, в свою очередь, управляет работой трансмиссии нужным образом.
Одной из задач проектирования велосипедной трансмиссии является максимальное сокращение усилий, необходимых для управления работой трансмиссии. Сюда входит уменьшение силы, требующейся для приведения в действие устройства переключения передач, а также уменьшение величины ненужных перемещений в устройстве переключения передач. В случае велосипедных трансмиссий, таких как переключатели передач, используемые для переключения цепи с одной звездочки на другую, величина силы, требующейся для снятия цепи с одной звездочки и перемещения ее на другую, может быть довольно значительной, особенно, если эта другая звездочка значительно больше первой, а велосипедист, давя на педали, сильно натягивает цепь. Необходимая для управления сила может быть уменьшена, если пользоваться устройством переключения передач, когда прикладываемая к педалям сила, натягивающая цепь, невелика, однако, это требует от велосипедиста сознательно менять характер работы педалями и/или сознательно пользоваться устройством переключения передач только тогда, когда прикладываемая к педалям сила, натягивающая цепь, невелика. Это может сильно мешать велосипедисту, особенно в условиях соревнований. Кроме того, передаточное отношение управления у некоторых переключателей передач может быть достаточно велико. Поэтому величина перемещения троса переключения передач для полного перевода цепи с одной звездочки на другую должна быть большой, а велосипедисту необходимо перемещать на соответственно большое расстояние устройство переключения передач.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение направлено на создание вспомогательного устройства для содействия работе велосипедной трансмиссии посредством использования энергии вращающегося элемента при переключении передач велосипедной трансмиссии, в котором для управления работой трансмиссии требуется очень небольшое усилие, величина перемещения троса переключения передач при его натяжении или ослаблении очень невелика, а вспомогательное устройство автоматически определяет момент выполнения операции переключения. В одном варианте выполнения настоящего изобретения вспомогательное устройство для содействия работе велосипедной трансмиссии посредством использования энергии вращающегося элемента снабжено элементом крепления, кулачковым элементом с поверхностью кулачка, установленным соединенным с элементом крепления с возможностью вращения вокруг оси кулачка, следящим элементом взаимодействия с поверхностью кулачка с возможностью перемещения в ответ на поворот кулачкового элемента, элементом соединения с исполнительным элементом трансмиссии и передачи перемещения следящего элемента исполнительному элементу трансмиссии, первым сцепляющим элементом вращения кулачкового элемента, установленным с возможностью перемещения между первым положением зацепления и первым положением расцепления, управляющим элементом перевода первого сцепляющего элемента в первое положение зацепления, расцепляющим элементом перевода первого сцепляющего элемента в первое положение расцепления в ответ на угловое положение кулачкового элемента. Первый сцепляющий элемент по выбору входит в зацепление или выходит из зацепления с вращающимся элементом таким образом, что вращающее усилие вращающегося элемента может быть использовано для содействия переключению передач.
В более конкретном варианте выполнения следящий элемент содержит рычаг следящего элемента, имеющий первый конец взаимодействия с поверхностью кулачка, и второй конец. Элемент соединения с исполнительным элементом трансмиссии, который может представлять из себя зажим троса, может быть соединен с рычагом следящего элемента.
Управляющий элемент, который может иметь вид управляющего рычага, может содержать выступ или скобу удержания первого сцепляющего элемента в первом положении расцепления. В таких вариантах выполнения первый сцепляющий элемент перемещается в радиальном направлении внутрь относительно оси кулачка с переходом в первое положение зацепления, при этом входя в зацепление с вращающимся элементом. Первый сцепляющий элемент перемещается в радиальном направлении наружу относительно оси кулачка с переходом в первое положение расцепления, при этом выходя из зацепления с вращающимся элементом. Первый сцепляющий элемент вращается вместе с кулачковым элементом, когда первый сцепляющий элемент входит в зацепление с вращающимся элементом.
В таком варианте выполнения настоящего изобретения, направленном на создание двухскоростного вспомогательного устройства, второй сцепляющий элемент установлен для вращения кулачкового элемента, причем второй сцепляющий элемент перемещается между вторым положением зацепления с вращающимся элементом и вторым положением расцепления с вращающимся элементом. Второй сцепляющий элемент разнесен с первым сцепляющим элементом, а первый сцепляющий элемент и второй сцепляющий элемент оба соединены для вращения с кулачковым элементом. Управляющий элемент, который в этом случае также может иметь вид управляющего рычага, содержит первую управляющую поверхность удержания первого сцепляющего элемента в первом положении расцепления, когда кулачковый элемент находится в исходном положении. В этом случае элемент крепления содержит вторую управляющую поверхность удержания второго сцепляющего элемента во втором положении расцепления, когда кулачковый элемент находится в исходном положении. После того как кулачковый элемент вместе с первым и вторым сцепляющими элементами поворачивается на заданный угол первый наклонный выступ, вытянутый вдоль окружности, возвращает первый сцепляющий элемент в первое положение расцепления. Управляющая поверхность на управляющем рычаге возвращает второй сцепляющий элемент во второе положение расцепления. Таким образом, в этом варианте выполнения кулачковый элемент имеет два устойчивых положения. Поверхность кулачка может быть сделана такой, что следящий элемент смещает приводной трос трансмиссии в два различных рабочих положения.
Перечень фигур чертежей и иных материалов
На Фиг.1 представлен вид поперечного сечения части узла нижней каретки велосипеда, который содержит конкретный вариант выполнения предложенного в настоящем изобретении вспомогательного устройства для содействия работе велосипедной трансмиссии;
на Фиг.2.1 представлено аксонометрическое изображение конкретного варианта выполнения узла правого шатуна в соответствии с настоящим изобретением;
на Фиг.2.2 представлено аксонометрическое изображение другого варианта выполнения узла правого шатуна в соответствии с настоящим изобретением;
на Фиг.3 представлено аксонометрическое изображение другого варианта выполнения узла левого шатуна в соответствии с настоящим изобретением;
на Фиг.4 представлено аксонометрическое изображение конкретного варианта выполнения вспомогательного устройства в соответствии с настоящим изобретением;
на Фиг.5 представлен вид сбоку вспомогательного устройства, показанного на Фиг.4, в состоянии холостого хода;
на Фиг.6 представлен вид сбоку вспомогательного устройства, показанного на Фиг.4, в положении, когда трос переключения сдвинут в первый раз;
на Фиг.7 представлен вид сбоку вспомогательного устройства, показанного на Фиг.4, в положении, когда кулачок установки передачи переключателя передач поворачивается для натяжения приводного троса переключателем передач;
на Фиг.8 представлен вид сбоку вспомогательного устройства, показанного на Фиг.4, в положении непосредственно перед расцеплением кулачка установки передачи переключателя передач и вращающегося элемента;
на Фиг.9 представлен вид сбоку вспомогательного устройства, представленного на Фиг.4, на котором показано расцепление кулачка установки передачи переключателя передач и вращающегося элемента;
на Фиг.10 представлен вид сбоку вспомогательного устройства, показанного на Фиг.4, в положении, когда вспомогательное устройство завершило операцию переключения;
на Фиг.11 представлен вид сбоку вспомогательного устройства, показанного на Фиг.4, в положении, когда приводной трос сдвинут во второй раз;
на Фиг.12 представлен вид сбоку вспомогательного устройства, показанного на Фиг.4, в положении, когда кулачок установки передачи переключателя передач поворачивается вместе с вращающимся элементом для отпускания приводного троса переключателя передач;
на Фиг.13 представлено аксонометрическое изображение узла нижней каретки велосипеда, в котором используется другой вариант вспомогательного устройства для переключения передач велосипедной трансмиссии в соответствии с настоящим изобретением;
на Фиг.14 представлено аксонометрическое изображение вспомогательного устройства, показанного на Фиг.13, со снятыми переключателем передач и шатуном;
на Фиг.15.1 представлен вид сбоку элемента крепления, используемого со вспомогательным устройством, показанным на Фиг.13, иллюстрирующий конфигурацию управляющих поверхностей;
на Фиг.15.2 представлен вид по линии 16В-16В на Фиг.15.1;
на Фиг.16 представлен вид сбоку вспомогательного устройства, показанного на Фиг.13, в состоянии холостого хода;
на Фиг.17 представлен вид сбоку вспомогательного устройства, показанного на Фиг.13, в положении, когда приводной трос сдвинут в первом направлении;
на Фиг.18 представлен вид сбоку вспомогательного устройства, показанного на Фиг.13, в положении, когда кулачок установки передачи переключателя передач поворачивается с вращающимся элементом для натяжения приводного троса переключателя передач;
на Фиг.19 представлен вид сбоку вспомогательного устройства, показанного на Фиг.13, в положении, когда вспомогательное устройство завершило операцию переключения;
на Фиг.20 представлен вид сбоку вспомогательного устройства, показанного на Фиг.13, в положении, когда приводной трос сдвинут во втором направлении; и
на Фиг.21 представлен вид сбоку вспомогательного устройства, показанного на Фиг.13, в положении, когда кулачок установки передачи переключателя передач поворачивается с вращающимся элементом для отпускания приводного троса переключателя передач.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
На Фиг.1 представлен вид поперечного сечения части узла 10 нижней каретки велосипеда, который содержит конкретный вариант выполнения предложенного в настоящем изобретении вспомогательного устройства 14 для содействия работе велосипедной трансмиссии посредством использования энергии вращающегося элемента при переключении передач велосипедной трансмиссии. Узел 10 нижней каретки содержит корпус 18 нижней каретки, прикрепленный к обычной велосипедной раме (не показана), пустотелую втулку 22 крепления оси, муфту 26 втулки, ось 30, шариковые подшипники 34 и 38 и узлы 42 и 46 шатунов. Втулка 22 крепления оси на своем первом торце имеет радиально выступающий наружу фланец 50 для крепления элемента 300 крепления вспомогательного устройства 14 к корпусу 18 нижней каретки, поверхности 58 и 62 для подшипников для установки шариковых подшипников 34 и 38, соответственно, и наружную цилиндрическую поверхность 66 на втором торце для соединения с внутренней цилиндрической поверхностью 70 муфты 26 втулки. Муфта 26 втулки содержит радиально выступающий наружу фланец 74 для стыковки с краем корпуса 18 нижней каретки.
В данном варианте выполнения ось 30 представляет собой в основном полый трубчатый элемент, имеющий поверхности 78 и 82 для подшипников для установки шариковых подшипников 34 и 38, соответственно, шлицы 86 и 90 для сцепления с ответными шлицами 94 и 98, образованными на внутренних цилиндрических поверхностях отверстий 99 и 100 крепления шатунов к оси, выполненных в узлах 42 и 46 шатунов, соответственно, и внутренние цилиндрические поверхности 102 и 104 с резьбой для соединения с резьбовыми болтами 108 и 112, соответственно, которыми крепятся узлы 42 и 46 шатунов к оси 30. Таким образом, ось 30 и узлы 42 и 46 шатунов закреплены с возможностью вращения внутри корпуса 18 нижней каретки посредством шариковых подшипников 34 и 38.
Как показано на Фиг.1 и 2.1, узел 46 шатуна содержит продолговатый корпус 120 шатуна, причем втулка 124 крепления шатуна к оси на своем первом конце имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность, образующую отверстие 100 крепления шатуна к оси и шлицы 98, и резьбовое отверстие 128 крепления педали на втором конце. Несколько, например, пять элементов 132 крепления звездочки расходятся радиально от втулки 133 крепления уплотнителя, установленной на втулке 124 крепления шатуна коси. Втулка 133 крепления уплотнителя имеет кольцевой паз 134 для размещения кольцевого уплотнителя 135, который образует изолирующий стык с наружной поверхностью боковой крышки 137 вспомогательного устройства 14.
В данном варианте выполнения звездочка 136 большого диаметра, имеющая, в основном, кольцевую форму с множеством выступающих по радиусу (в радиальном направлении) наружу зубьев 138, и с внутренней цилиндрической поверхностью 140, выполнена в виде единой детали с несколькими элементами 132 крепления звездочки. Звездочка 144 малого диаметра, имеющая, в основном, кольцевую форму с множеством выступающих по радиусу наружу зубьев 148, и с внутренней цилиндрической поверхностью 152, прикреплена к нескольким элементам 132 крепления звездочки посредством болтов 156 и прокладок 160. Кольцевая приводная шайба 170, коаксиальная с отверстием 100 крепления шатуна к оси, имеет несколько шлицов 174, образованных на ее внутренней цилиндрической поверхности для стыковки без возможности взаимного вращения с ответными шлицами 178 на наружной цилиндрической поверхности втулки 124 крепления шатуна к оси, расположенных сбоку внутри от втулки 133 крепления уплотнителя. Каждый шлиц 174 имеет первую круговую сторону 180, вторую круговую сторону 182 и сторону 184, расположенную внутри на минимальном радиальном расстоянии, соединяющую внутренние, расположенные на минимальном радиальном расстоянии, края первой круговой стороны 180 и второй круговой стороны 182. В данном варианте выполнения первая круговая сторона 180 и вторая круговая сторона 182 обе являются плоскими и перпендикулярны направлению вращения узла 46 шатуна. Шлицы 178 на втулке 124 крепления шатуна к оси имеют такую же форму. Конечно, возможны и другие формы и ориентации шлицов. Также и приводная шайба 170 может быть выполнена в виде единой детали с втулкой 124 крепления шатуна к оси.
На наружной цилиндрической поверхности приводной шайбы 170 выполнены два приводных выступа 190А и 190В, каждый имеющий упор, соответственно, 192А и 192В, расположенные на 180° друг относительно друга и обращенные по направлению вращения узла шатуна 46. Другими словами, упоры 192А и 192В обращены в направлении против часовой стрелки на чертеже на Фиг 2.1. Упоры 192А и 192В направлены вдоль воображаемой прямой линии, проходящей наружу по радиусу от оси вращения Х узла 46 шатуна и перпендикулярной наружной цилиндрической поверхности втулки 124 крепления шатуна к оси. Наружная цилиндрическая поверхность приводной шайбы 170 проходит к точке пересечения с упорами 192А и 192В в направлении против часовой стрелки на чертеже на Фиг.2.1 с постоянным радиусом кривизны на угол более 20°, а в данном варианте выполнения на угол более 45°, пока не достигнет задней части следующего приводного выступа, на котором радиус кривизны возрастает до вершины выступа, не образуя при этом вогнутости. В данном варианте выполнения наружная цилиндрическая поверхность приводной шайбы 170 образует плоскую площадку на вершине соответствующего выступа, однако она может и иметь кривизну. Как хорошо показано на Фиг.2.1, приводные выступы 190А и 190В незначительно возвышаются над наружной цилиндрической поверхностью приводной шайбы 170. Также хорошо видно, что приводные выступы 190А и 190В имеют диаметр меньше, чем диаметр внутренней цилиндрической поверхности 152 маленькой звездочки 144, а также диаметр кольцевого паза 134 для уплотнителя.
Упоры 192А и 192В узла 46 шатуна, представленного на Фиг.2.1, направлены в основном поперек относительно продольной средней оси R корпуса 120 шатуна. Однако упоры 192А и 192В могут быть расположены в других местах, в соответствии с конструкцией звездочек или другими соображениями. Например, на Фиг.2.2 представлен вид сбоку другого варианта выполнения узла 46' шатуна, в соответствии с настоящим изобретением. В этом варианте выполнения также имеется продолговатый корпус 120 шатуна, отверстие 100 крепления шатуна к оси, шлицы 98 и резьбовое отверстие 128 крепления педали. В этом варианте, однако, приводная шайба 170' имеет гладкую внутреннюю цилиндрическую поверхность 171', которая установлена на наружную цилиндрическую поверхность 123 втулки 124' шатуна на тугую посадку. Так же, как и в варианте выполнения, представленном на Фиг.2.1, упоры 192А и 192В направлены вдоль воображаемой прямой линии, проходящей наружу по радиусу от оси вращения Х узла 46 шатуна и перпендикулярно наружной цилиндрической поверхности втулки крепления шатуна к оси (не показана), имеющей ту же форму, что и втулка 124 крепления шатуна к оси, показанная на Фиг.1. В данном варианте выполнения, однако, упоры 192А и 192В выступают в направлении, параллельном продольной средней оси R корпуса 120 шатуна. Это дает возможность посредством уступов запускать работу вспомогательного устройства 14 (описана ниже), когда педаль находится в верхней или нижней точке оборота педалей.
В данном варианте выполнения четыре элемента 132' крепления звездочки расходятся по радиусу наружу от втулки 124' шатуна крепления к оси. Имеющая в основном кольцеобразную форму звездочка 136 большого диаметра с множеством выступающих по радиусу наружу зубьев 138 и внутренней цилиндрической поверхностью 140 выполнена в виде единой детали с несколькими элементами 132' крепления звездочки. Имеющая в основном кольцеобразную форму звездочка 144 малого диаметра с множеством выступающих по радиусу наружу зубьев 148 и внутренней цилиндрической поверхностью 152 прикреплена к нескольким элементам 132' крепления звездочки посредством болтов 156 и прокладок (не показаны) таким же образом, что и в варианте выполнения, представленном на Фиг.2.1. В данном варианте, однако, опорные элементы 201А-201Н для цепи, для включения повышенной передачи, используемые для того, чтобы поднимать и направлять цепь (не показана) со звездочки 144 малого диаметра на звездочку 136 большого диаметра, расположены на стороне 203 звездочки большого диаметра, обращенной к звездочке 144 малого диаметра. Такие опорные элементы 201А-201Н хорошо известны, и они могут представлять собой конические элементы с наклонными поверхностями, обращенными к стороне 203 звездочки 136 большого диаметра, они могут также представлять собой просто цилиндрические элементы, выступающие от стороны 203 звездочки 136 большого диаметра, либо они могут представлять собой какие-либо иные опорные скобы или уступы.
В данном варианте выполнения опорный элемент 201А расположен над третьим по часовой стрелке зубом 148 звездочки 144 малого диаметра от нижнего зуба 148В, совмещенного с продольной средней осью R; опорный элемент 201В цепи расположен над четвертым и пятым зубьями 148 по часовой стрелке от нижнего зуба 148В, между этими зубьями; опорный элемент 201 С расположен над шестым зубом 148 по часовой стрелке от нижнего зуба 148В; и опорный элемент 201D расположен над седьмым и восьмым зубьями 148 по часовой стрелке от нижнего зуба 148В, между этими зубьями. Аналогично, опорный элемент 201Е расположен над третьим по часовой стрелке зубом 148 от верхнего зуба 148Т, совмещенного с продольной средней осью R; опорный элемент 201F расположен над четвертым и пятым зубьями 148 по часовой стрелке от верхнего зуба 148Т, между этими зубьями; опорный элемент 201G расположен над шестым зубом 148 по часовой стрелке от верхнего зуба 148Т; и опорный элемент 201Н расположен над седьмым и восьмым зубьями 148 по часовой стрелке от верхнего зуба 148Т, между этими зубьями.
Наконец, на звездочке 136 большого диаметра могут быть сформированы вспомогательные зубья 203D-203F включения пониженной передачи, направляющие цепь на звездочку 144 малого диаметра в процессе включения пониженной передачи. Подобные вспомогательные зубья включения пониженной передачи также хорошо известны и могут включать зубья с наклонной боковой поверхностью, обращенной к звездочке 144 малого диаметра, зубья, повернутые относительно плоскости звездочки 136 большого диаметра, зубья со скругленными верхушками (такие, как зубья 203А и 203F) и зубья меньше общего размера, обычно называемые шишками или зубцами. В данном варианте выполнения вспомогательные зубья 203А и 203В включения пониженной передачи расположены с противоположных сторон относительно продольной средней оси R в нижней части звездочки 136 большого диаметра, а вспомогательный зуб 203С включения пониженной передачи расположен против часовой стрелки непосредственно рядом с вспомогательным зубом 203В включения пониженной передачи. Аналогично, вспомогательные зубья 203D и 203Е включения пониженной передачи расположены с противоположных сторон относительно продольной средней оси R в верхней части звездочки 136 большого диаметра, а вспомогательный зуб 203F включения пониженной передачи расположен против часовой стрелки непосредственно рядом с вспомогательным зубом 203Е включения пониженной передачи.
Как показано на Фиг.1, левый узел 42 шатуна содержит продолговатый корпус 220 шатуна, втулку 224 крепления шатуна к оси, имеющую на первом конце внутреннюю цилиндрическую поверхность, образующую отверстие 99 шатуна крепления к оси и шлицы 86, и резьбовое отверстие 228 крепления педали на другом конце.
Хотя в данном варианте выполнения вспомогательное устройство 14 расположено справа от корпуса 18 нижней каретки, в других вариантах выполнения вспомогательное устройство 14 может быть расположено слева от корпуса 18 нижней каретки. В таком случае левосторонний узел 42 шатуна может иметь конструкцию, как показано на Фиг.3. В таком варианте выполнения вращающийся элемент, например кольцеобразная приводная шайба 270, имеет несколько шлицов 274, сформированных на ее внутренней цилиндрической поверхности для стыковки без возможности взаимного вращения с ответными шлицами 278 на расположенной с внутреннего края наружной цилиндрической поверхности втулки 224 крепления шатуна к оси. Конструкция втулки 224 крепления шатуна к оси и приводной шайбы 270 обычно, но не обязательно, такая же, как и втулки 124 крепления шатуна коси и приводной шайбы 170 правого узла 46 шатуна. Более того, в данном случае диаметр выступов 290А и 290В окажется не больше, а, желательно, меньше, чем наружный диаметр втулки 224 крепления шатуна к оси в направлении поперек продольной средней оси L шатуна 220.
На Фиг.4 представлено аксонометрическое изображение конкретного варианта выполнения вспомогательного устройства 14' в соответствии с настоящим изобретением. Конструкция вспомогательного устройства 14' такая же, как и вспомогательного устройства 14, показанного на Фиг.1, за исключением того, что оно предназначено для установки с левой стороны велосипеда и должно взаимодействовать с приводной шайбой 270', которая может иметь конструкцию такую же, как и приводная шайба 270, показанная на Фиг.3. Отличие состоит в том, что приводная шайба 270' имеет гладкую круглую внутреннюю цилиндрическую поверхность 271', которая может быть установлена на ось 30 шатуна на тугую посадку, как показано на Фиг.5, что облегчит описание порядка работы вспомогательного устройства 14'. В любом случае, вспомогательное устройство 14' содержит элемент 300' крепления; кулачковый элемент (кулачок установки передачи переключателя передач) 304 с поверхностью 308 кулачка, соединенный с элементом 300' крепления с возможностью вращения вокруг оси Y кулачка (которая обычно, но не обязательно, совпадает с осью Х вращения узла 42 шатуна); следящим элементом 311, взаимодействующим с поверхностью кулачка и установленным с возможностью перемещения в зависимости от поворота кулачкового элемента 304; элемент 316 соединения с исполнительным элементом трансмиссии и передачи перемещения следящего элемента 311 исполнительному элементу 320 трансмиссии; первый сцепляющий элемент 324 вращения кулачкового элемента 304, установленный с возможностью перемещения между первым положением зацепления и первым положением расцепления; второй сцепляющий элемент 326 вращения кулачкового элемента 304, причем второй сцепляющий элемент 326 перемещается между вторым положением зацепления и вторым положением расцепления; и управляющий элемент 323 перевода первого сцепляющего элемента 324 в первое положение зацепления. В предпочтительном варианте второй сцепляющий элемент 326 расположен пространственно разнесенным с первым сцепляющим элементом 324 вдоль окружности кулачкового элемента 304.
В этом варианте выполнения следящий элемент 311 содержит рычаг 312 следящего элемента, причем промежуточная часть рычага 312 следящего элемента шарнирно (с возможностью поворота относительно оси) прикреплена к элементу крепления 300' посредством оси 330 шарнира. Рычаг 312 следящего элемента имеет первый конец взаимодействия с поверхностью (308, 608) кулачка, снабженный роликом 334, взаимодействующим с поверхностью 308 кулачка. А второй конец рычага 312 следящего элемента содержит элемент 316 соединения с исполнительным элементом трансмиссии. Исполнительный элемент 320 трансмиссии содержит трос Боудена, в котором приводной трос 340 трансмиссии (переключателя передач) скользит внутри наружной оболочки 344. Элемент 316 соединения с исполнительным элементом трансмиссии может быть выполнен в виде зажима троса, причем винт 350 крепления троса ввинчивается во второй конец рычага 312 следящего элемента. Элемент 300' крепления содержит рычаг 354 крепления исполнительного элемента трансмиссии, на котором заканчивается наружная оболочка 344 исполнительного элемента 320 трансмиссии известным способом. Например, рычаг 354 крепления исполнительного элемента трансмиссии может иметь резьбовое отверстие 358 (Фиг.5) для присоединения резьбовой части 359 регулировочного штуцера 360, который используется для заделки конца наружной оболочки 344 и для регулировки положения наружной оболочки 344 относительно приводного троса 340 трансмиссии.
Как хорошо видно на Фиг.7, где кулачковый элемент 304 показан повернутым против часовой стрелки по отношению к положению, изображенному на Фиг.4, первый сцепляющий элемент 324 содержит первую собачку 370 и элемент 374 крепления первой собачки. Первый конец первой собачки 370 шарнирно закреплен на элементе 374 крепления первой собачки посредством первой оси 378 шарнира, а второй конец первой собачки 370 имеет выступающий по радиусу внутрь зуб 382 первой собачки. Элемент 374 крепления первой собачки прикреплен к кулачковому элементу 304 винтом 386. Таким образом, первый сцепляющий элемент 324 установлен соединенным с возможностью вращения вместе с кулачковым элементом 304. Кроме того, как будет описано ниже, первый сцепляющий элемент 324 установлен также с возможностью перемещения в радиальном направлении относительно оси Y кулачка между первым положением зацепления и первым положением расцепления, в частности первый сцепляющий элемент 324 может перемещаться в радиальном направлении внутрь относительно оси Y кулачка для перехода в первое положение зацепления и в радиальном направлении наружу относительно оси Y кулачка для перехода в первое положение расцепления. А второй сцепляющий элемент 326 установлен с возможностью перемещения в радиальном направлении относительно оси Y кулачка между вторым положением зацепления и вторым положением расцепления. Первый конец 390 первого механизма смещения сцепляющего элемента 324 в радиальном направлении внутрь, например, в форме первой пластинчатой пружины 388 прикреплен к кулачковому элементу 304, а второй конец 394 упирается в первый упор 398 управления собачкой (первый упор собачки), расположенный на втором конце первой собачки 370. Первая пластинчатая пружина 388 создает усилие смещения зуба 382 первой собачки по радиусу внутрь в первое положение зацепления, в котором первая собачка 370 входит в зацепление с упором 292А, либо 292В на приводной шайбе 270', как это будет более подробно описано ниже.
Аналогично, второй сцепляющий элемент 326 содержит вторую собачку 400 и элемент 404 крепления второй собачки. Первый конец второй собачки 400 шарнирно закреплен на элементе 404 крепления второй собачки посредством второй оси 408 шарнира, а второй конец второй собачки 400 имеет выступающий по радиусу внутрь зуб 412 второй собачки. Элемент 404 крепления второй собачки прикреплен к кулачковому элементу 304 винтом 416. Первый конец 422 второго механизма смещения в форме второй пластинчатой пружины 418 прикреплен к кулачковому элементу 304, а второй конец 424 упирается во второй упор 428 управления собачкой (второй упор собачки), расположенный на втором конце второй собачки 400. Вторая пластинчатая пружина 418 создает усилие смещения зуба 412 второй собачки по радиусу внутрь во второе положение зацепления, в котором вторая собачка 400 входит в зацепление с упором 292А, либо 292В на приводной шайбе 270', как это будет более подробно описано ниже.
В этом варианте выполнения управляющий элемент 323 имеет вид управляющего рычага 325, причем промежуточная часть управляющего рычага 325 шарнирно закреплена на элементе 300' крепления посредством оси 450 шарнира для поворота вокруг оси Z управляющего рычага. Управляющий элемент 323 может иметь управляющую поверхность, содержащую скобу удержания первого сцепляющего элемента 324 в первом положении расцепления, например, в рассматриваемом варианте выполнения первый конец управляющего рычага 325 имеет форму скобы с управляющей поверхностью 454 удержания либо первого упора 398 первой собачки 370 или второго упора 428 второй собачки 400, как это описано более подробно ниже. Второй конец управляющего рычага 325 содержит элемент соединения с исполнительным элементом. В данном варианте выполнения исполнительный элемент в виде управляющего троса 460 подсоединен между устройством переключения передач, установленном на руле велосипеда (не показано), и элементом 458 соединения с исполнительным элементом. Элемент 458 соединения с исполнительным элементом может быть выполнен в виде зажима троса, в котором винт 470 крепления троса ввинчивается во второй конец управляющего рычага 325. Пружина 474 смещения управляющего элемента установлена между элементом 300' крепления и управляющим рычагом 325 для создания смещающего усилия, толкающего управляющий рычаг 325 против часовой стрелки.
Наконец, элемент 300' крепления содержит расцепляющие элементы, в частности расцепляющий элемент перевода первого сцепляющего элемента в первое положение расцепления в ответ на угловое положение кулачкового элемента, выполненный, например, в виде наклонного выступа 476 установки первого сцепляющего элемента 324 в первое положение расцепления при расположении кулачкового элемента 304 в определенном угловом положении. При этом расцепляющий элемент может содержать расцепляющую поверхность, вдоль которой перемещается первый сцепляющий элемент в первое положение расцепления. В рассматриваемом варианте выполнения элемент 300' крепления содержит также вторую управляющую поверхность удержания второго сцепляющего элемента 326 во втором положении расцепления при нахождении кулачкового элемента 304 в исходном положении, образованную наклонным выступом 480. Наклонные выступы 476 и 480 выполнены с возможностью перемещения первой собачки 370 и второй собачки 400 по радиусу наружу в первое положение расцепления и во второе положение расцепление с тем, чтобы отсоединить первую собачку 370 и вторую собачку 400 от приводной шайбы 270', как это будет описано ниже. Наклонный выступ 476 также служит упором, ограничивающим поворот управляющего рычага 325 против часовой стрелки.
Работа вспомогательного устройства 14' может быть пояснена посредством чертежей на Фиг.5-12. Как будет показано ниже, управляющий элемент 323 установлен с возможностью перемещения между положением удержания первого сцепляющего элемента 324 в первом положении расцепления и положением освобождения первого сцепляющего элемента 324 с его переходом в первое положение зацепления. В частности, на Фиг.5 вспомогательное устройство 14' показано в устойчивом состоянии холостого хода. В этом состоянии управляющая поверхность 454 управляющего рычага 325 удерживает первый упор 398 собачки так, что зуб 382 первой собачки удерживается по радиусу снаружи в первом положении расцепления, а наклонный выступ 480 удерживает второй упор 428 собачки таким образом, что зуб 412 второй собачки удерживается по радиусу снаружи во втором положении расцепления. Таким образом, приводная шайба 270' вращается вместе с осью 30, не оказывая никакого воздействия на вспомогательное устройство 14'.
На Фиг.6 показано состояние, которое возникает после того, как управляющий трос 460 натянут слева, в результате чего, в данном варианте выполнения, вспомогательное устройство 14' передвигает приводной трос 340 трансмиссии в направлении включения повышенной передачи. Натягивание управляющего троса 460 заставляет управляющий рычаг 325 поворачиваться по часовой стрелке, тем самым убирая управляющую поверхность 454 с первого упора 398 собачки. В результате первая пластинчатая пружина 388 заставляет первую собачку 370 поворачиваться по часовой стрелке, передвигая зуб 382 первой собачки по радиусу внутрь в первое положение зацепления. Затем, когда один из упоров 292А или 292В приводной шайбы 270' (например, упор 292А) поворачивается в угловое положение зуба 382 первой собачки, зуб 382 первой собачки входит в контакт с упором, и кулачковый элемент 304 поворачивается против часовой стрелки вместе с приводной шайбой 270' и осью 30 в положение, показанное на Фиг.7. В этот момент второй упор 428 собачки соскальзывает с наклонного выступа 480 а вторая пластинчатая пружина 418 заставляет вторую собачку 400 поворачиваться по часовой стрелке так, что зуб 412 второй собачки сдвигается по радиусу внутрь во второе положение зацепления, вступая в зацепление с одним из упоров 292А или 292В (например, 292А). Конечно, зубу 412 второй собачки нет необходимости сцепляться с каким-либо упором на приводной шайбе 270', пока кулачковый элемент 304 может поворачиваться под действием силы сцепления зуба 382 первой собачки.
В предпочтительном варианте исполнения следящий элемент 311 установлен с возможностью перемещения в радиальном направлении относительно оси кулачка в ответ на поворот кулачкового элемента 304. Радиус поверхности 308 кулачка увеличивается в направлении по часовой стрелке, поэтому ролик 334 на рычаге 312 следящего элемента перемещается по радиусу наружу, заставляя элемент 316 соединения с исполнительным элементом трансмиссии натягивать приводной трос 340 трансмиссии. Поворот против часовой стрелки кулачкового элемента 304 продолжается до тех пор, пока поверхность 308 кулачка не заставит рычаг 312 следящего элемента вытянуть почти на заданное расстояние приводной трос 340 трансмиссии, как это показано на Фиг.8. В этот момент первый упор 398 собачки находится вблизи наклонного выступа 480, а второй упор 428 собачки находится вблизи наклонного выступа 476.
Как показано на Фиг.9, по мере того, как кулачковый элемент 304 продолжает вращаться, первый упор 398 собачки скользит вверх по наклонному выступу 480, перемещая зуб 382 первой собачки по радиусу наружу к первому положению расцепления, а второй упор 428 собачки скользит вверх по наклонному выступу 476, перемещая зуб 412 второй собачки по радиусу наружу ко второму положению расцепления. С этого момента, как показано на Фиг.10, происходит небольшое перемещение кулачкового элемента 304 до состояния, когда второй упор 428 собачки захватывается управляющей поверхностью 454 управляющего рычага 325 во второе положение расцепление, а первый упор 398 собачки удерживается в первом положении расцепления наклонным выступом 480. В этот момент кулачковый элемент 304 прекращает поворачиваться, а приводной трос 340 трансмиссии остается в положении включенной повышенной передачи.
Для того чтобы отпустить приводной трос 340 трансмиссии обратно в положение, соответствующее пониженной передаче, управляющий трос 460 натягивается еще раз, как это показано на Фиг.11. В результате управляющий рычаг 325 снова поворачивается по часовой стрелке, убирая управляющую поверхность 454 со второго упора 428 собачки. Вторая собачка 400 под действием смещающего усилия, создаваемого второй пластинчатой пружиной 418, поворачивается по часовой стрелке, смещая зуб 412 второй собачки по радиусу внутрь во второе положение зацепления. Таким образом, когда один из упоров 292А или 292В приводной шайбы 270' (например, упор 292А) поворачивается до углового положения, занимаемого второй собачкой 400, зуб 412 второй собачки входит в зацепление с упором и кулачковый элемент 304 поворачивается против часовой стрелки вместе с приводной шайбой 270' и осью 30 в положение, показанное на Фиг.12. В этот же момент первый упор 398 собачки соскальзывает с наклонного выступа 480, и первая собачка 370 поворачивается по часовой стрелке под действием смещающего усилия, создаваемого первой пластинчатой пружиной 388, в результате чего зуб 382 первой собачки смещается по радиусу внутрь в первое положение зацепления для вхождения в зацепление с другим упором 292А или 292В (например, 292В).
Радиус поверхности 308 кулачка теперь быстро уменьшается в направлении по часовой стрелке, поэтому ролик 334 рычага 312 следящего элемента двигается по радиусу внутрь, позволяя элементу 316 соединения с исполнительным элементом трансмиссии отпустить приводной трос 340 трансмиссии. Вращение против часовой стрелки кулачкового элемента 304 продолжается до тех пор, пока вспомогательное устройство 14' не вернется в исходное положение, показанное на Фиг.5, а именно первый упор 398 собачки сдвигается вверх по наклонному выступу 476 и удерживается управляющей поверхностью 454 управляющего рычага 325 так, что зуб 382 первой собачки удерживается в первом положении расцепления. Аналогично второй упор 428 собачки сдвигается вверх по наклонному выступу 480 и удерживается наклонным выступом 480 таким образом, что зуб 412 второй собачки удерживается во втором положении расцепления.
Как должно быть очевидно из вышеприведенного описания, устройство в варианте выполнения, показанном на Фиг.3-12, управляется последовательным натягиванием управляющего троса в одном и том же направлении для осуществления включения как повышенной, так и пониженной передач. На Фиг.13 приведено аксонометрическое изображение узла 10 нижней каретки велосипеда, содержащего устройство переднего переключателя передач с использованием энергии вращающегося элемента для содействия работе переднего переключателя передач, в котором используется другой вариант вспомогательного устройства 514 для содействия работе велосипедной трансмиссии при переключении передач в соответствии с настоящим изобретением. Конструкции узла 10 нижней каретки и узлов 42 и 46 шатунов такие же, как и в варианте выполнения, показанном на Фиг.1 и 2, поэтому подробного описания этих компонентов не приводится. Как будет более подробно описано ниже, вспомогательное устройство 514 переводит передний переключатель 520 передач в положение повышенной передачи поворотом управляющего рычага 524 по часовой стрелке, и переводит передний переключатель 520 передач в положение пониженной передачи поворотом управляющего рычага 524 против часовой стрелки. Управляющий рычаг 524 содержит зажим 525 троса для прикрепления управляющего троса 523, который, в свою очередь, соединен с устройством переключения передач, расположенным на руле велосипеда (не показано).
В этом варианте выполнения передний переключатель 520 передач представляет собой единую конструкцию со вспомогательным устройством 514. В частности, вспомогательное устройство 514 содержит элемент 526 крепления, который также выполняет функцию основания переднего переключателя 520 передач. Во всех других отношениях передний переключатель 520 имеет обычную конструкцию, в которой обычный рычажный механизм 528 установлен между элементом (основанием) 526 крепления и направляющей 532 цепи таким образом, что натягивание и отпускание приводного рычага 536 перемещения направляющей цепи, соединенного с рычажным механизмом 528, передвигает направляющую цепи 532 в боковом направлении внутрь и наружу, перемещая цепь (не показана) между большой звездочкой 136 и малой звездочкой 144.
На Фиг.14 представлено аксонометрическое изображение вспомогательного устройства 514, где переключатель 520 передач и узел 46 шатуна отсутствуют. Так же, как и в первом варианте выполнения, приводная шайба 170' изображена с гладкой внутренней цилиндрической поверхностью 171', а на Фиг.16-21 она показана прикрепленной к оси 30 для облегчения понимания работы устройства. Первый конец дугообразного управляющего рычага 530 шарнирно соединен с элементом 526 крепления посредством оси 534 шарнира, который также соединен с управляющим рычагом 524 с возможностью поворота вокруг оси W управляющего рычага. На оси 534 шарнира установлена пружина 535, которая расположена между элементом 526 крепления и управляющим рычагом 530 для создания смещающего усилия, толкающего управляющий рычаг в направлении против часовой стрелки. Управляющая поверхность управляющего элемента может содержать выступающую вбок полку удержания первого сцепляющего элемента в первом положении расцепления, например, в рассматриваемом варианте выполнения первый управляющий выступ 538 направлен по радиусу внутрь от промежуточной части управляющего рычага 530 и заканчивается направленной внутрь вбок первой полкой 542 (Фиг.16) для управления собачкой, имеющей обращенную по радиусу наружу первую управляющую поверхность 544 для управления собачкой. Аналогично, второй управляющий выступ 548 направлен по радиусу внутрь от второго конца управляющего рычага 530 и заканчивается направленной внутрь вбок второй полкой 552 удержания второго сцепляющего элемента 656 во втором положении расцепления при расположении кулачкового элемента 604 в определенном угловом положении, имеющей обращенную по радиусу внутрь вторую управляющую поверхность 554 для управления собачкой.
На Фиг.15.1 и 15.2 элемент 526 крепления показан более подробно. Элемент 526 крепления содержит первый вырез 562 под полку, сквозь который проходит первая полка 542, второй вырез 566 под полку, сквозь который проходит вторая полка 552, и управляющий паз 570 для управления собачкой, образованный обращенной по радиусу наружу управляющей поверхностью 574 для управления собачкой и обращенной по радиусу внутрь управляющей поверхностью 578 для управления собачкой (управляющая поверхность удержания второго сцепляющего элемента во втором положении расцепления при нахождении кулачкового элемента в исходном положении). Управляющая поверхность 574 имеет, в основном, круговую форму, за исключением выреза 582 под первую полку, обеспечивающего перемещение первой полки 542 по радиусу внутрь, а также наклонного выступа 586 и наклонного выступа 590 (третий наклонный выступ установки первого сцепляющего элемента 654 в первое положение расцепления при расположении кулачкового элемента 604 в определенном угловом положении). Аналогично, управляющая поверхность 578 имеет, в основном, круговую форму, за исключением выреза 594 под вторую полку, обеспечивающую перемещение второй полки 552 по радиусу наружу, а также наклонного выступа 596 и второго наклонного выступа 598 установки второго сцепляющего элемента во второе положение расцепления, когда кулачковый элемент (604) находится в исходном положении. Функции наклонных выступов 586, 590, 596 и 598 будут описаны ниже.
Как показано на Фиг.16, кулачковый элемент 604, имеющий поверхность 608 кулачка, установлен на элементе 526 крепления с возможностью его вращения вокруг оси Y, показанной на Фиг.14. Следящий элемент 612 имеет вид рычага, состоящего из двух частей (612А, 612В), у которого первый конец части 612А рычага шарнирно закреплен на элементе 526 крепления посредством оси 616 шарнира, а второй конец части 612А рычага содержит ролик 620 для взаимодействия с поверхностью 608 кулачка. Ось 616 шарнира проходит сквозь стенку элемента 526 крепления и соединяется с первым концом части 612В рычага. Второй конец части 612В рычага содержит элемент соединения с исполнительным элементом трансмиссии в виде отверстия 626, в которое вставляется приводной трос 630 переключателя передач. Приводной трос 630 переключателя передач имеет расширенный наконечник 634, предотвращающий вытаскивание приводного троса 630 вверх сквозь отверстие 626.
Так же, как и в первом варианте выполнения, первый сцепляющий элемент 654 установлен с возможностью перемещения между первым положением зацепления и первым положением расцепления и обеспечения вращения кулачкового элемента 604; второй сцепляющий элемент 656 установлен с возможностью перемещения между вторым положением зацепления и вторым положением расцепления и обеспечения вращения кулачкового элемента 604.
Первый сцепляющий элемент 654 содержит первую собачку 670 и элемент 674 крепления первой собачки. Первый конец первой собачки 670 шарнирно присоединен к элементу 674 крепления первой собачки посредством первой оси 678 шарнира, а второй конец первой собачки 670 имеет зуб 682 первой собачки, выступающий по радиусу внутрь, и первый упор 684 собачки. Элемент крепления 674 первой собачки прикреплен к кулачковому элементу 604 винтом 686. Первый механизм смещения имеет вид первой пластинчатой пружины 688, у которой первый конец 690 прикреплен к кулачковому элементу 604, а второй конец 694 упирается во второй конец первой собачки 670. Первая пластинчатая пружина 688 создает смещающее усилие, толкающее зуб 682 первой собачки по радиусу внутрь в первое положение зацепления, в котором первая собачка 670 входит в зацепление с упором 192А или упором 192В на приводной шайбе 170', что будет описано ниже.
Второй сцепляющий элемент 656 может содержать второй сцепляющий рычаг, имеющий первый конец сцепления с вращающимся элементом и второй конец, причем второй сцепляющий рычаг шарнирно установлен с возможностью поворота вокруг точки, расположенной между первым концом и вторым концом. В рассматриваемом варианте выполнения второй сцепляющий рычаг выполнен в виде второй собачки 700 с элементом 704 крепления второй собачки. Промежуточная часть второй собачки 700 шарнирно присоединена к элементу 704 крепления второй собачки посредством второй оси 708 шарнира. Первый конец второй собачки 700 имеет зуб 712 второй собачки, выступающий по радиусу внутрь, а второй конец второй собачки 700 имеет второй упор 714 собачки. Элемент 704 крепления второй собачки прикреплен к кулачковому элементу 604 винтом 716. Второй механизм смещения имеет вид второй пластинчатой пружины 718, у которой первый конец 722 прикреплен к кулачковому элементу 604, а второй конец 724 упирается в первый конец второй собачки 700. Вторая пластинчатая пружина 718 создает смещающее усилие, толкающее зуб 712 второй собачки по радиусу внутрь во второе положение зацепления, в котором вторая собачка 700 входит в зацепление с упором 192А или упором 192В на приводной шайбе 170' (вращающийся элемент), что будет описано ниже.
Работа устройства 14, способствующего переключению передач, может быть пояснена с помощью чертежей на Фиг.16-21. На Фиг.16 представлено вспомогательное устройство 514 в устойчивом состоянии холостого хода. В этом исходном состоянии первая управляющая поверхность 544 на первой полке 542 удерживает первый упор 684 собачки таким образом, что зуб 682 первой собачки удерживается по радиусу снаружи в первом положении расцепления, а наклонный выступ 598 давит на второй упор 714 собачки по радиусу внутрь так, что зуб 712 второй собачки удерживается по радиусу снаружи во втором положении расцепления. Таким образом, приводная шайба 170' поворачивается вместе с осью 30, не оказывая воздействия на вспомогательное устройство 514.
На Фиг.17 показано состояние, возникающее, когда управляющий трос 523 вытянут вверх. В этом случае рычаги 524 и 530 поворачиваются по часовой стрелке вокруг оси 534 шарнира, преодолевая усилие, создаваемое пружиной 535, а первая полка 542 позволяет первому упору 684 собачки сдвинуться по радиусу внутрь. В результате, первая собачка 670 поворачивается против часовой стрелки под действием смещающего усилия, создаваемого первой пластинчатой пружиной 688, сдвигая при этом зуб 682 первой собачки по радиусу внутрь в первое положение зацепления. Таким образом, когда один из упоров 192А или 192В приводной шайбы 170' (например, 192А) поворачивается в угловое положение, в котором находится первая собачка 670, зуб 682 первой собачки входит в зацепление с упором и кулачковый элемент 604 поворачивается по часовой стрелке вместе с приводной шайбой 170' и осью 30 в положение, показанное на Фиг.18. В то же самое время второй упор 714 собачки соскальзывает с наклонного выступа 598 и вторая собачка 700 поворачивается против часовой стрелки вокруг оси 708 шарнира под действием смещающего усилия, создаваемого второй пластинчатой пружиной 718, в результате чего зуб 712 второй собачки сдвигается по радиусу внутрь во второе положение зацепления, чтобы войти в зацепление со вторым из упоров 192А или 192В (например, 192В).
Радиус поверхности 608 кулачка увеличивается в направлении против часовой стрелки, поэтому ролик 620 на части 612А рычага перемещается по радиусу наружу, заставляя при этом часть 612В рычага тянуть приводной трос 630 вниз. Поворот кулачкового элемента 604 по часовой стрелке продолжается до тех пор, пока под действием поверхности 608 кулачка следящий элемент 612 не вытянет приводной трос 630 переключателя передач почти на требуемое расстояние, как это показано на Фиг.18. В этот момент первый упор 684 собачки находится вблизи наклонного выступа 590, а второй упор 714 собачки заходит вверх по наклонному выступу 596 (поворачивая вторую собачку 700 по часовой стрелке), входит во взаимодействие со второй управляющей поверхностью 554 для управления собачкой на второй полке 552 и расцепляет зуб 712 второй собачки с упором 192В. Кроме того, ролик 620 на части 612А рычага находится в непосредственной близости от выступа 730 кулачка на кулачковом элементе 604 в направлении против часовой стрелки от него.
Как показано на Фиг.19, по мере того, как кулачковый элемент 604 продолжает поворачиваться, первый упор 684 собачки въезжает на наклонный выступ 590 так, что первая собачка 670 поворачивается по часовой стрелке и сдвигает зуб 682 первой собачки в первое положение расцепления. Кроме этого, второй упор 714 собачки сдвигается к находящемуся в направлении по часовой стрелке концу второй управляющей поверхности 554. Сила, приложенная по радиусу внутрь роликом 620 к выступу 730 кулачка, заставляет кулачковый элемент 604 повернуться немного по часовой стрелке, так, что первый упор 684 собачки устанавливается в нужное положение на наклонном выступе 590, а зуб 682 первой собачки выходит из зацепления с упором 192А. В этот момент кулачковый элемент 604 прекращает поворачиваться, а приводной трос 630 переключателя передач остается в положении повышенной передачи.
Чтобы отпустить приводной трос 630 для перевода велосипедной трансмиссии в положение пониженной передачи, управляющий трос 523 отпускается, как это показано на Фиг.20. В этом случае рычаги 524 и 530 поворачиваются против часовой стрелки под действием смещающего усилия, создаваемого пружиной 535, а вторая полка 552 позволяет второму упору 714 собачки сдвинуться по радиусу наружу. В результате вторая собачка 700 поворачивается против часовой стрелки вокруг оси 708 шарнира под действием смещающего усилия, создаваемого второй пластинчатой пружиной 718, сдвигая зуб 712 второй собачки во второе положение зацепления. Таким образом, когда один из упоров 192А или 192В приводной шайбы 170' (например, 192А) поворачивается в угловое положение, занимаемое второй собачкой 700, зуб 712 второй собачки входит в зацепление с упором, а кулачковый элемент 604 поворачивается по часовой стрелке вместе с приводной шайбой 170' и осью 30 в положение, показанное на Фиг.21. В это же время первый упор 684 собачки соскальзывает с наклонного выступа 590, а первая собачка 670 поворачивается против часовой стрелки вокруг оси 678 шарнира под действием смещающего усилия, создаваемого первой пластинчатой пружиной 688 так, что зуб 682 первой собачки сдвигается по радиусу внутрь в первое положение зацепления, чтобы войти в зацепление с одним из упоров 192А или 192В (например, 192В).
Радиус части поверхности 608 кулачка, находящейся в соприкосновении с роликом 620, уменьшается в направлении против часовой стрелки, как это показано на Фиг.21, поэтому ролик 620 на части 612А рычага сдвигается по радиусу внутрь, позволяя части 612В рычага отпустить приводной трос 630 переключателя передач. Поворот кулачкового элемента 604 по часовой стрелке продолжается до тех пор, поверхность 608 кулачка не позволит следящему элементу 612 выпустить приводной трос 630 почти на заданное расстояние, как это показано на Фиг.21. В это время второй упор 714 собачки находится вблизи наклонного выступа 598, а первый упор 684 собачки заходит вверх по наклонному выступу 586 (тем самым поворачивая первую собачку 670 по часовой стрелке), входит в соприкосновение с первой управляющей поверхностью 544 на первой полке 542 и расцепляет зуб 682 первой собачки и упор 192В. Кроме того, ролик 620 на рычаге 612 следящего элемента находится в непосредственной близости от выступа 734 кулачка на кулачковом элементе 604 в направлении против часовой стрелки от него.
По мере того, как кулачковый элемент 604 продолжает поворачиваться, второй упор 714 управления собачкой поднимается вверх по наклонному выступу 598 так, что вторая собачка 700 поворачивается по часовой стрелке, сдвигая зуб 712 второй собачки во второе положение расцепления, а первый упор 684 собачки двигается к расположенному в направлении по часовой стрелке концу первой управляющей поверхности 544. Направленная по радиусу внутрь сила, прилагаемая роликом 620 к выступу 734 кулачка, заставляет кулачковый элемент 604 поворачиваться до тех пор, пока второй упор 714 собачки не установится в нужное положение на наклонном выступе 598, а зуб 712 второй собачки не выйдет из зацепления с упором 192А. В этот момент кулачковый элемент 604 прекращает поворачиваться, а приводной трос 630 переключателя передач остается в положении повышенной передачи, как это показано на Фиг.16, иллюстрирующей исходное положение.
Выше приведено описание различных вариантов конструктивного выполнения настоящего изобретения, однако могут иметь место модификации изобретения, не изменяющие сущности изобретения и не выходящие за границы объема притязаний настоящего изобретения. Например, приводные выступы 190А и 190В могут быть сделаны непосредственно на боковой стенке или наружной цилиндрической поверхности втулок 124 или 224 шатуна крепления коси и выдаваться изнутри вбок. Размеры, форма, положение или ориентация различных частей могут быть изменены при желании. Функции одного элемента могут быть выполнены двумя элементами, или наоборот. Нет необходимости и в том, чтобы один конкретный вариант конструктивного выполнения обладал сразу всеми преимуществами. Каждый признак, отличающийся от известных из уровня техники признаков, один или в комбинации с другими признаками, также следует рассматривать в качестве отдельного дополнительного варианта выполнения данного изобретения, включая конструктивные и/или функциональные концепции, выражаемые этим признаком(ми). Таким образом, объем притязаний изобретения не ограничивается описанными конкретными конструкциями или очевидным акцентом на конкретную конструкцию или признак.
1. Вспомогательное устройство (14, 14', 514) для переключения передач велосипедной трансмиссии, в частности посредством использования энергии вращающегося элемента, отличающееся тем, что оно снабжено элементом крепления (300, 300', 526), кулачковым элементом (304, 604) с поверхностью (308, 608) кулачка, установленным соединенным с элементом крепления с возможностью вращения вокруг оси кулачка, следящим элементом (311, 612), взаимодействующим с поверхностью кулачка и установленным с возможностью перемещения в зависимости от поворота кулачкового элемента (304, 604), элементом (316, 626) соединения с исполнительным элементом трансмиссии и передачи перемещения следящего элемента (311, 612) исполнительному элементу трансмиссии (320, 630), первым сцепляющим элементом (324, 654) вращения кулачкового элемента (304, 604), установленным с возможностью перемещения между первым положением зацепления и первым положением расцепления, управляющим элементом (323, 524, 530) перевода первого сцепляющего элемента (324, 654) в первое положение зацепления, расцепляющим элементом (476, 586) перевода первого сцепляющего элемента (324, 654) в первое положение расцепления в ответ на угловое положение кулачкового элемента (304, 604).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что следящий элемент (311, 612) установлен с возможностью перемещения в радиальном направлении относительно оси кулачка в ответ на поворот кулачкового элемента (304, 604).
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что первый сцепляющий элемент (324, 654) установлен соединенным с возможностью вращения вместе с кулачковым элементом (304, 604).
4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что расцепляющий элемент (476, 586) содержит расцепляющую поверхность, а первый сцепляющий элемент (324, 654) установлен с возможностью перемещения вдоль расцепляющей поверхности в первое положение расцепления.
5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что первый сцепляющий элемент (324, 654) содержит собачку (370, 670).
6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что элемент (316, 626) соединения с исполнительным элементом трансмиссии содержит зажим троса.
7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что следящий элемент (311, 612) содержит рычаг (312, 612А, 612В) следящего элемента, имеющий первый конец взаимодействия с поверхностью (308, 608) кулачка и второй конец.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что элемент (316, 626) соединения с исполнительным элементом трансмиссии установлен присоединенным к рычагу (312, 612В) следящего элемента.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что элемент (316, 626) соединения с исполнительным элементом трансмиссии расположен на втором конце рычага (312, 612В) следящего элемента.
10. Устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что первый сцепляющий элемент (324, 654) установлен с возможностью перемещения в радиальном направлении относительно оси (Y) кулачка между первым положением зацепления и первым положением расцепления.
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что первый сцепляющий элемент (324, 654) установлен с возможностью перемещения в радиальном направлении внутрь относительно оси (Y) кулачка с переходом в первое положение зацепления.
12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что первый сцепляющий элемент (324, 654) установлен с возможностью перемещения в радиальном направлении наружу относительно оси (Y) кулачка с переходом в первое положение расцепления.
13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит механизм (388, 688) смещения сцепляющего элемента (324, 654) в радиальном направлении внутрь.
14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что управляющий элемент (323, 530) имеет первую управляющую поверхность (454, 544) удержания первого сцепляющего элемента (324, 654) в первом положении расцепления.
15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что управляющий элемент (323, 524, 530) установлен с возможностью перемещения между положением удержания первого сцепляющего элемента (324, 654) в первом положении расцепления и положением освобождения первого сцепляющего элемента (324, 654) с его переходом в первое положение зацепления.
16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что управляющий элемент (323, 524, 530) содержит управляющий рычаг (530), установленный с возможностью поворота вокруг оси (Z, W) управляющего рычага.
17. Устройство по п.15 или 16, отличающееся тем, что первая управляющая поверхность (454) содержит скобу удержания первого сцепляющего элемента (324) в первом положении расцепления.
18. Устройство по п.15 или 16, отличающееся тем, что первая управляющая поверхность (544) содержит выступающую вбок первую полку (542) удержания первого сцепляющего элемента (324, 654) в первом положении расцепления.
19. Устройство по любому из пп.1-18, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит второй сцепляющий элемент (326, 656) вращения кулачкового элемента (304, 604), установленный с возможностью перемещения между вторым положением зацепления и вторым положением расцепления.
20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что второй сцепляющий элемент (326, 656) расположен пространственно разнесенным с первым сцепляющим элементом (324, 654).
21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что первый сцепляющий элемент (324, 654) и второй сцепляющий элемент (326, 656) установлены соединенными с кулачковым элементом (304, 604).
22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что второй сцепляющий элемент (326, 656) расположен пространственно разнесенным с первым сцепляющим элементом (324, 654) вдоль окружности кулачкового элемента (304, 604).
23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что первый сцепляющий элемент (324, 654) установлен с возможностью перемещения в радиальном направлении относительно оси (Y) кулачка между первым положением зацепления и первым положением расцепления, а второй сцепляющий элемент (326, 656) установлен с возможностью перемещения в радиальном направлении относительно оси (Y) кулачка между вторым положением зацепления и вторым положением расцепления.
24. Устройство по любому из пп.19-23, отличающееся тем, что элемент крепления (300, 300', 526) содержит вторую управляющую поверхность (480, 578) удержания второго сцепляющего элемента (326, 656) во втором положении расцепления при нахождении кулачкового элемента (304, 604) в исходном положении.
25. Устройство по п.24, отличающееся тем, что первый сцепляющий элемент (324, 654) установлен с возможностью перемещения в радиальном направлении внутрь относительно оси (Y) кулачка с переходом в первое положение зацепления, а второй сцепляющий элемент (326, 656) установлен с возможностью перемещения в радиальном направлении внутрь относительно оси (Y) кулачка с переходом во второе положение зацепления.
26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что первый сцепляющий элемент (324, 654) установлен с возможностью перемещения в радиальном направлении наружу относительно оси (Y) кулачка с переходом в первое положение расцепления, а второй сцепляющий элемент (326, 656) установлен с возможностью перемещения в радиальном направлении наружу относительно оси (Y) кулачка с переходом во второе положение расцепления.
27. Устройство по п.26, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит механизм (388, 488, 688, 718) смещения первого сцепляющего элемента (324, 654) и второго сцепляющего элемента в радиальном направлении внутрь.
28. Устройство по любому из пп.24-27, отличающееся тем, что вторая управляющая поверхность (480, 578) содержит наклонный выступ (480, 598), расположенный вдоль окружности относительно оси кулачка.
29. Устройство по любому из пп.19-28, отличающееся тем, что первый сцепляющий элемент (324, 654) содержит первую собачку (370, 670), а второй сцепляющий элемент содержит вторую собачку (400, 700).
30. Устройство по любому из пп.19-28, отличающееся тем, что второй сцепляющий элемент (656) содержит второй сцепляющий рычаг, имеющий первый конец сцепления с вращающимся элементом и второй конец, причем второй сцепляющий рычаг шарнирно установлен с возможностью поворота вокруг точки, расположенной между первым концом и вторым концом.
31. Устройство по п.30, отличающееся тем, что вторая управляющая поверхность (578) выполнена с возможностью приложения расцепляющего усилия ко второму концу второго сцепляющего рычага.
32. Устройство по п.30 или 31, отличающееся тем, что оно содержит расположенный вытянутым вдоль окружности первый наклонный выступ (476, 576) установки первого сцепляющего элемента (324, 654) в первое положение расцепления при расположении кулачкового элемента (304, 604) в определенном угловом положении.
33. Устройство по п.30 или 31, отличающееся тем, что вторая управляющая поверхность (578) содержит расположенный вытянутым вдоль окружности второй наклонный выступ (598) установки второго сцепляющего элемента во второе положение расцепления при расположении кулачкового элемента (604) в исходном положении.
34. Устройство по любому из пп.19-33, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит на управляющем рычаге (530) выступающую вбок вторую полку (552) удержания второго сцепляющего элемента (656) во втором положении расцепления при расположении кулачкового элемента (604) в определенном угловом положении.
35. Устройство по п.34, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит расположенный вытянутым вдоль окружности третий наклонный выступ (590) установки первого сцепляющего элемента (654) в первое положение расцепления при расположении кулачкового элемента (604) в определенном угловом положении.
36. Устройство по п.34 или 35, отличающееся тем, что вторая управляющая поверхность (578) и вторая полка (522) выполнены с возможностью приложения расцепляющего усилия ко второму концу второго сцепляющего рычага.
37. Устройство переднего переключателя передач с использованием энергии вращающегося элемента для содействия работе переднего переключателя передач (520), имеющего приводной рычаг (536) перемещения направляющей цепи, отличающееся тем, что оно содержит вспомогательное устройство по любому из предшествующих пунктов, имеющее исполнительный элемент (320, 630) трансмиссии, установленный соединенным с приводным рычагом (536) переднего переключателя передач.
