Задний переключатель передач велосипеда Российский патент 2018 года по МПК B62M9/125 

Изобретение относится к области спортивной техники и может быть использовано в велосипедных соревнованиях.

При езде на гоночном велосипеде в соревновательных условиях, основным требованием к конструктивным элементам его заднего переключателя передач является простота конструкции, надежность и четкость переключения передач и уменьшение его аэродинамического сопротивления.

Известен задний переключатель передач велосипеда, раскрытый в патенте US 5961409, содержащий кронштейн, закрепленный на наконечнике задней вилки рамы велосипеда; рычаги шарнирного параллелограмма; корпус переключателя с роликами, закрепленными между пластинами.

Однако такая конструкция заднего переключателя передач велосипеда сложна, имеет много деталей, а перегибы приводного троса при смене передач уменьшают четкость и надежность переключения.

Известен задний переключатель передач велосипеда, раскрытый в патенте US 6350212 B1, содержащий кронштейн с установленной в нем пружиной кручения и поворотным винтом, закрепленным на наконечнике задней вилки рамы велосипеда; рычаги шарнирного параллелограмма, на внешнем рычаге которого закреплен гайкой через фигурную шайбу приводной трос, направляющий боуден которого установлен через регулировочный винт в кронштейн.

Однако такая конструкция заднего переключателя передач велосипеда сложна и не может обеспечить четкость и надежность переключения передач из-за небольшого расстояния от упора боудена до места крепления приводного троса, что вызывает перегибы приводного троса, а изгиб направляющего боудена перед его упором в регулировочный винт составляет 180°, что вызывает повышенный износ внутренней пластмассовой оболочки боудена и заедание приводного троса. Следует отметить сложность конструкции такого переключателя передач, а увеличенные габаритные размеры и размещение его в районе крепления заднего колеса повышает его аэродинамическое сопротивление. Кроме того, для точного переноса приводной цепи от одной ведомой шестеренки к другой требуется точный расчет увеличения-уменьшения длины приводного троса для каждого переключения передач.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения эксплуатационных характеристик заднего переключателя передач велосипеда за счет упрощения конструкции переключателя, уменьшения габаритных размеров и приближения его к плоскости заднего колеса велосипеда, полного исключения механических деформаций и перегибов приводного троса при повороте рычагов шарнирного параллелограмма, устранения заеданий приводного троса в направляющем боудене при переключении передач и автоматическая остановка вращения поворотной пластины при аварийном сбросе приводной цепи с ведущей шестеренки.

Согласно изобретению поставленная задача решается тем, что кронштейн установлен непосредственно на нижнем правом пере задней вилки рамы велосипеда перед его ведомыми шестеренками; на внутреннем рычаге шарнирного параллелограмма имеется выступ с отверстием, который по отношению к оси его крепления к кронштейну расположен перпендикулярно к плоскости, проходящей через оси его крепления к кронштейну и корпусу переключателя, что позволяет при натяжении или ослаблении приводного троса на одинаковые величины в продольном (по отношению к велосипеду) направлении перемещать направляющий ролик на одинаковые расстояния в поперечном (по отношению к велосипеду) направлении, выставляя его каждый раз напротив одной из ведомых шестеренок кассеты заднего колеса велосипеда; через отверстие на выступе внутреннего рычага шарнирного параллелограмма установлена поворотная втулка, в которой выполнены сквозное отверстие для свободного прохода приводного троса и цилиндрическая выточка - для размещения в ней ограничительной бобышки приводного троса; поворотная втулка имеет вырез, в который установлен выступ внутреннего рычага шарнирного параллелограмма и закреплен через отверстие запорным цилиндрическим шплинтом, обеспечивающим свободное угловое перемещение поворотной втулки относительно внутреннего рычага шарнирного параллелограмма при переключении передач; упор направляющего боудена в цилиндрическую выточку регулировочного винта расположен на выступе кареточного узла рамы велосипеда, а приводной трос на всем своем протяжении от кареточного узла рамы велосипеда до места своего крепления в поворотной втулке представляет собой прямую линию; возвратная пружина переключения передач состоит из двух рабочих цилиндрических частей пружины кручения, соединенных между собой одной общей нерабочей частью пружины и установленных на двух осях крепления внутреннего рычага шарнирного параллелограмма с упором своих двух свободных нерабочих частей пружины на оси крепления внешнего рычага шарнирного параллелограмма; место крепления внутреннего рычага шарнирного параллелограмма к корпусу переключателя расположено перед направляющим роликом по ходу движения велосипеда; пружина кручения для натяжения цепи установлена во внутреннее отверстие несущей втулки предварительно закрученной и напряженной с упором своих витков в цилиндрическую поверхность внутреннего отверстия несущей втулки; несущая втулка с установленными в ней пружиной кручения и стяжным винтом закручивается-откручивается по резьбе во внутреннее глухое отверстие корпуса переключателя поворотной пластиной через радиальные отростки пружины кручения; пружина кручения, через несущую втулку и подшипники, установлена внутри направляющего ролика; внутренняя обойма подшипников с распорной шайбой направляющего ролика является ограничительным упором при закручивании несущей втулки в корпус переключателя; на поворотной пластине выполнены: плоский выступ с цилиндрическим отверстием; цилиндрический выступ с глухим резьбовым отверстием, на внешнюю поверхность которого установлен натяжной ролик и глухое резьбовое отверстие - для стяжного винта; ограничительная пластина имеет цилиндрический резьбовой выступ и плоский выступ с резьбовым отверстием; при совмещении плоских выступов поворотной и ограничительной пластин в их отверстия установлен стопорный винт; ограничительная пластина имеет на одном краю цилиндрический выступ, установленный в корпус переключателя с внешней стороны и закрученный по резьбе в поворотную платину, ограничивающую от осевого перемещения направляющий ролик, установленный на цилиндрическом выступе корпуса переключателя с его внутренней стороны, а на другом краю - цилиндрический выступ, на который установлен натяжной ролик; натяжение приводной цепи производится пружиной растяжения, установленной на выступах корпуса переключателя и поворотной пластины.

Из уровня техники неизвестен задний переключатель передач велосипеда с предложенным выполнением его составных частей.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами. На фиг. 1 показан задний переключатель передач велосипеда - вид спереди; на фиг. 2 показан задний переключатель передач велосипеда - разрез по А-А; на фиг. 3 показан задний переключатель передач велосипеда - разрез по В-В; на фиг. 4 показана поворотная втулка с приводным тросом, установленная на выступе внутреннего рычага шарнирного параллелограмма - разрез по С-С; на фиг. 5 показано крепление возвратной пружины кручения - вид спереди; на фиг. 6 схематично показаны повороты рычагов шарнирного параллелограмма и переносы направляющего ролика относительно ведомых шестеренок кассеты заднего колеса велосипеда; на фиг. 7 показано крепление пружины растяжение к корпусу переключателя и к поворотной пластине - вид спереди; на фиг. 8 показано крепление направляющего и натяжного роликов, поворотной и ограничительной пластин на корпусе переключателя - разрез по N-N.

Задний переключатель передач велосипеда состроит из кронштейна 1 с установленными на нем через оси 2.1 и 2.2 внутренним 3 и внешним 4 рычагами шарнирного параллелограмма с поворотной втулкой 5, в которой установлен приводной трос 6 с ограничительной бобышкой 6.1, и закрепленной запорным шплинтом 7 с разрезной пластиной 8. Свободные края внутреннего 3 и внешнего 4 рычагов шарнирного параллелограмма крепятся через оси 2.3 и 2.4 к корпусу переключателя 9. На оси 2.1. и 2.3 установлена возвратная пружина кручения 10. Для ограничения поворота внутреннего 3 и внешнего 4 рычагов шарнирного параллелограмма предусмотрены ограничительные винты 11 и 12, установленные в кронштейне 1. В корпус переключателя 9 установлена несущая втулка 13 с направляющим роликом 14 через подшипники 15.1 и 15.2. и распорную шайбу 16. В несущую втулку 13 установлена предварительно закрученная и напряженная пружина кручения 17 и закреплена в ней стяжным винтом 18, закрученным по резьбе в поворотную пластину 19 на которой установлен натяжной ролик 20 и ограничительная пластина 21 со стопорным винтом 22. Приводная цепь 23 размещена между натяжным роликом 20 и направляющим роликом 14, и установлена на одной из ведомых шестеренок кассеты 24 заднего колеса велосипеда, закрепленного в задней вилке рамы велосипеда 25 стяжной осью 26. Кронштейн 1 установлен на нижнем правом пере задней вилки рамы велосипеда 25.1 и закреплен стяжным болтом 27. Регулировка натяжения приводного троса 6 производится регулировочным вином 28, установленным по резьбе на выступе 29 кареточного узла рамы велосипеда 25.2. Регулировочный винт 28 имеет сквозное отверстие, через которое проходит приводной трос 6, и цилиндрическую выточку, в которую установлен направляющий боуден 30. Кроме того, натяжение приводной цепи 23 может производится пружиной растяжения 31, установленной на выступах корпуса переключателя 9 и поворотной пластины 19, а скрепление пластин 19 и 21 между собой производится стягивающим винтом 32.

Переключатель передач работает следующим образом. При натяжении приводного троса 6 и уменьшении его длины между упором направляющего боудена 30 и поворотной втулкой 5 на величину происходит поворот внутреннего 3 и внешнего 4 рычагов шарнирного параллелограмма на осях 2.1 и 2.2, преодолевая сопротивление возвратной пружины кручения 10. При этом свободные края внутреннего 3 и внешнего 4 рычагов шарнирного параллелограмма через оси 2.3 и 2.4 переносят корпус переключателя 9 с установленным на нем (через несущую втулку 13) направляющим роликом 14 на расстояние L, необходимое для переноса приводной цепи 23 от меньшей ведомой шестеренки кассеты 24 к большей. При ослаблении приводного троса 6 и увеличении его длины между упором направляющего боудена 30 и поворотной втулкой 5 на величину происходит поворот внутреннего 3 и внешнего 4 рычагов шарнирного параллелограмма на осях 2.1 и 2.2 за счет силы возвратной пружины кручения 10. При этом свободные края внутреннего 3 и внешнего 4 рычагов шарнирного параллелограмма через оси 2.3 и 2.4 переносят корпус переключателя 9 с установленным на нем (через несущую втулку 13) направляющим роликом 14 на расстояние L, необходимое для переноса приводной цепи 23 от большей ведомой шестеренки кассеты 24 к меньшей. При переключении передач происходит увеличение-уменьшение длины нижней ветви приводной цепи 23, которое компенсируется за счет пружины кручения 17 поворотом поворотной пластины 19, на которой установлен натяжной ролик 20 с ограничительной пластиной 21. При аварийном сбросе приводной цепи с передней ведущей шестеренки (не показано) происходит поворот поворотной пластины 19 на небольшой расчетный угол - за счет упора внешней поверхности витков пружины кручения 17 в цилиндрическую поверхность внутреннего отверстия несущей втулки 13. Также натяжение приводной цепи может производится пружиной растяжения 31, установленной на выступах корпуса переключателя 9 и поворотной пластины 19, а скрепление пластин 19 и 21 между собой производится стягивающим винтом 32. Для предотвращения схода цепи 23 с крайних ведомых шестеренок кассеты 24 и сохранения максимально возможного угла поворота β, внутреннего 3 и внешнего 4 рычагов шарнирного параллелограмма на своих осях 2.1. и 2.2 предусмотрены ограничительные винты 11 и 12, установленные в кронштейне 1.

Изобретение относится к области спортивных велосипедов, в частности к задним переключателям передач велосипеда. Задний переключатель передач велосипеда содержит кронштейн и корпус переключателя. На кронштейн через оси установлены внутренние и внешние рычаги шарнирного параллелограмма и поворотная втулка. Поворотная втулка сформирована для крепления приводного троса с ограничительной бобышкой и возвратной пружиной кручения для переключения передач. На корпус переключателя установлены несущая втулка, направляющий ролик с подшипниками и распорной шайбой, возвратная пружина натяжения цепи и стяжной винт, закрученный по резьбе в поворотную пластину. На внутреннем рычаге шарнирного параллелограмма имеется выступ с отверстием, который позволяет при натяжении или ослаблении приводного троса на одинаковые величины в продольном направлении перемещать направляющий ролик на одинаковые расстояния в поперечном направлении. Достигается повышение эксплуатационных характеристик переключателя передач. 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Задний переключатель передач велосипеда, содержащий кронштейн с установленными на нем через оси внутренним и внешним рычагами шарнирного параллелограмма, поворотной втулкой для крепления приводного троса с ограничительной бобышкой и возвратной пружиной кручения для переключения передач, и корпус переключателя с установленными на нем несущей втулкой, направляющим роликом с подшипниками и распорной шайбой, возвратной пружиной натяжения цепи и стяжным винтом, закрученным по резьбе в поворотную пластину с натяжным роликом и ограничительной пластиной со стопорным и стягивающим винтами, отличающийся тем, что на внутреннем рычаге шарнирного параллелограмма имеется выступ с отверстием, который по отношению к оси его крепления к кронштейну расположен перпендикулярно к плоскости, проходящей через оси его крепления к кронштейну и корпусу переключателя, что позволяет при натяжении или ослаблении приводного троса на одинаковые величины в продольном (по отношению к велосипеду) направлении перемещать направляющий ролик на одинаковые расстояния в поперечном (по отношению к велосипеду) направлении, выставляя его каждый раз напротив одной из ведомых шестеренок кассеты заднего колеса велосипеда.

2. Задний переключатель передач велосипеда по п. 1, отличающийся тем, что через отверстие на выступе внутреннего рычага шарнирного параллелограмма установлена поворотная втулка, в которой выполнены сквозное отверстие для свободного прохода приводного троса и цилиндрическая выточка - для размещения в ней ограничительной бобышки приводного троса.

3. Задний переключатель передач велосипеда по п. 1, отличающийся тем, что поворотная втулка имеет вырез, в который установлен выступ внутреннего рычага шарнирного параллелограмма и закреплен через отверстие запорным цилиндрическим шплинтом, обеспечивающим свободное угловое перемещение поворотной втулки относительно внутреннего рычага шарнирного параллелограмма при переключении передач.

4. Задний переключатель передач велосипеда по п. 1, отличающийся тем, что упор направляющего боудена в цилиндрическую выточку регулировочного винта расположен на выступе кареточного узла рамы велосипеда, а приводной трос на всем своем протяжении от кареточного узла рамы велосипеда до места своего крепления в поворотной втулке представляет собой прямую линию.

5. Задний переключатель передач велосипеда по п. 1, отличающийся тем, что возвратная пружина переключения передач состоит из двух рабочих цилиндрических частей пружины кручения, соединенных между собой одной общей нерабочей частью пружины и установленных на двух осях крепления внутреннего рычага шарнирного параллелограмма с упором своих двух свободных нерабочих частей пружины на оси крепления внешнего рычага шарнирного параллелограмма.

6. Задний переключатель передач велосипеда по п. 1, отличающийся тем, что место крепления внутреннего рычага шарнирного параллелограмма к корпусу переключателя расположено перед направляющим роликом по ходу движения велосипеда.

7. Задний переключатель передач велосипеда по п. 1, отличающийся тем, что пружина кручения для натяжения цепи установлена во внутреннее отверстие несущей втулки предварительно закрученной и напряженной с упором своих витков в цилиндрическую поверхность внутреннего отверстия несущей втулки.

8. Задний переключатель передач велосипеда по п. 1, отличающийся тем, что несущая втулка с установленными в ней пружиной кручения и стяжным винтом закручивается-откручивается по резьбе во внутреннее глухое отверстие корпуса переключателя поворотной пластиной через радиальные отростки пружины кручения.

9. Задний переключатель передач велосипеда по п. 1, отличающийся тем, что пружина кручения, через несущую втулку и подшипники, установлена внутри направляющего ролика.

10. Задний переключатель передач велосипеда по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя обойма подшипников с распорной шайбой направляющего ролика является ограничительным упором при закручивании несущей втулки в корпус переключателя.

11. Задний переключатель передач велосипеда по п. 1, отличающийся тем, что на поворотной пластине выполнены: плоский выступ с цилиндрическим отверстием; цилиндрический выступ с глухим резьбовым отверстием, на внешнюю поверхность которого установлен натяжной ролик и глухое резьбовое отверстие - для стяжного винта.

12. Задний переключатель передач велосипеда по п. 1, отличающийся тем, что ограничительная пластина имеет цилиндрический резьбовой выступ и плоский выступ с резьбовым отверстием.

13. Задний переключатель передач велосипеда по п. 1, отличающийся тем, что при совмещении плоских выступов поворотной и ограничительной пластин в их отверстия установлен стопорный винт.

14. Задний переключатель передач велосипеда по п. 1, отличающийся тем, что ограничительная пластина имеет на одном краю цилиндрический выступ, установленный в корпус переключателя с внешней стороны и закрученный по резьбе в поворотную пластину, ограничивающую от осевого перемещения направляющий ролик, установленный на цилиндрическом выступе корпуса переключателя с его внутренней стороны, а на другом краю - цилиндрический выступ, на который установлен натяжной ролик.

15. Задний переключатель передач велосипеда по п. 1, отличающийся тем, что натяжение приводной цепи производится пружиной растяжения, установленной на выступах корпуса переключателя и поворотной пластины.