Устройство регулировки троса и устройство управления велосипеда - RU2209742C2

Чертежи

Показать все 12 чертежа(ей)

Описание

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение в общем относится к устройству регулировки троса, в частности, для устройства управления велосипеда. Более конкретно данное изобретение относится к устройству регулировки троса, обеспечивающему легкую и быструю регулировку эффективной длины или натяжения троса, проходящего от устройства управления велосипеда (тормозной рычаг или механизм переключения передач) к тормозному механизму велосипеда или переключателю передач.

Уровень техники
Тросы управления велосипеда проходят от устройств управления, таких, как механизм управления тормозом или переключением передач, к тормозному механизму или переключателю передач соответственно. Например, если потянуть тормозной рычаг, внутренний тросик троса управления будет скользить внутри внешней оболочки троса управления и перемещать тормозные накладки в положение торможения, в котором тормозные накладки входят в контакт с ободом колеса. В случае переключателя передач механизм управления перемещает внутренний тросик троса управления относительно внешней оболочки троса управления так, что переключатель передач перемещается относительно шестерен.

В частности, устройства управления тормозами обычно содержат тормозной рычаг, установленный на элемент-основание, обеспечивающий возможность поворота тормозного рычага. Основание обычно крепится к рулю велосипеда. Трос управления тянется от тормозного механизма к тормозному рычагу. Тормозной рычаг может перемещаться из положения "выключено" в положение "включено" (торможение). В положении торможения трос вытягивается тормозным рычагом так, что он перемещает тормозные накладки в положение контакта с соответствующим ободом колеса велосипеда для торможения колеса. В положении "выключено" натяжение троса уменьшается и тормозной механизм выключается.

Обычно в положении "выключено" тормозного механизма тормозной рычаг и трос управления отрегулированы таким образом, чтобы тормозные накладки были отведены от обода колеса на сравнительно небольшое расстояние. Это расстояние может регулироваться с помощью втулки с резьбой, которая соединяется с внешней оболочкой троса управления таким образом, чтобы изменять эффективную длину или натяжение троса между втулкой и тормозным механизмом. Аналогично механизм переключения передач и трос управления могут быть отрегулированы с помощью втулки с резьбой, которая соединяется с внешней оболочкой троса управления таким образом, чтобы изменять эффективную длину или натяжение троса между втулкой и переключателем передач. Действующая длина или натяжение троса переключения передач регулируется так, чтобы удерживать цепь на нужной шестеренке, а также перемещать цепь с одной шестеренки на другую.

Ранее для фиксации втулки в установленном положении использовалась контргайка. В этом случае обычно для того, чтобы отпустить контргайку, требовался инструмент. Сравнительно недавно были разработаны различные устройства регулировки троса для фиксации регулировки втулки. Такие новые устройства регулировки троса часто сложны и/или достаточно дороги в производстве. Некоторые примеры устройства регулировки троса описаны в патентах США: 4591026, Нагано; 4833937, Нагано; 5674142, Джордан.

В связи с вышесказанным существует необходимость в устройстве регулировки троса, которое имеет простую регулировку и дешево в производстве. Данное изобретение отвечает указанной потребности, а также другим потребностям в данной области техники, которые станут очевидными специалистам из нижеприведенного описания.

Сущность изобретения
Варианты реализации данного изобретения относятся к тормозному рычагу с регулировочным устройством, которое обеспечивает регулировку расстояния между тормозными накладками и соответствующим ободом шины велосипеда без необходимости использования инструментов.

Другие варианты реализации данного изобретения относятся к тормозному рычагу с регулировочным устройством, которое обеспечивает быструю регулировку расстояния между тормозными накладками и соответствующим ободом шины велосипеда.

Некоторые другие варианты данного изобретения относятся к устройствам регулировки троса, которые могут быть использованы с существующими устройствами управления такими, как тормозные рычаги и механизмы переключения передач без их существенной переделки.

Другие варианты реализации данного изобретения относятся к устройству регулировки троса, который сравнительно дешев в производстве.

Вышеизложенные цели могут быть, в основном, достигнуты использованием устройства регулировки троса, содержащего элемент-основание с направляющей троса, регулировочный элемент, имеющий трубчатую часть, пружинный фиксатор положения расположенный между элементом-основанием и регулировочным элементом, причем регулировочный элемент соединен с направляющей троса с возможностью продольного перемещения при вращательном движении трубчатой части регулировочного элемента и направляющей троса элемента-основания относительно друг друга, а пружинный фиксатор положения имеет консольную конструкцию, с первой частью пружины, имеющей возможность зацепления с одним из указанных элементов и второй частью пружины со свободным концом, соединенным с первой частью с возможностью перемещения в первом направлении, в основном, поперечном продольному перемещению регулировочного элемента, причем вторая часть пружины в нормальном состоянии смещена для зацепления с первым продольным каналом, сформированным в одном из указанных элементов, для ограничения вращательного движения указанных элементов относительно друг друга.

Другие цели, достоинства и особенности данного изобретения станут очевидными специалисту из нижеследующего подробного описания, которое в совокупности с прилагаемыми чертежами раскрывает предпочтительные варианты реализации данного изобретения.

Перечень фигур чертежей
Следующие прилагаемые чертежи являются частью нижеследующего описания:
Фиг. 1. Вид сбоку велосипеда, снабженного устройствами регулировки троса в соответствии с изобретением.

Фиг.2. Общий вид механизма управления тормозом велосипеда, имеющего устройство регулировки троса в соответствии с изобретением.

Фиг.3. Вид в плане механизма управления тормозом, приведенного на Фиг.2, с устройством регулировки троса в соответствии с изобретением.

Фиг. 4. Увеличенный частичный вид в плане устройства регулировки троса, приведенного на Фиг.2 и 3, в соответствии с изобретением, со снятым тросом управления.

Фиг.5. Вид поперечного разреза по линии 5-5 Фиг.4 устройства регулировки троса, приведенного на Фиг.4.

Фиг. 6. Вид в плане разобранного устройства регулировки троса, приведенного на Фиг.2-5, в соответствии с изобретением.

Фиг.7. Вид продольного разреза по линии 7-7 Фиг.5 устройства регулировки троса, приведенного на Фиг.2-6.

Фиг.8. Вид спереди тормозного механизма велосипеда, управляемого механизмом управления тормозом, приведенным на Фиг.2 - 7 с отведенными тормозными колодками, что соответствует положению тормозного рычага на Фиг.2 и 3;
Фиг. 9. Увеличенный вид сверху пружинного фиксатора положения, используемого с устройством регулировки троса, приведенного на Фиг.2-7.

Фиг. 10. Увеличенный вид вертикальной проекции пружинного фиксатора положения, используемого с устройством регулировки троса, приведенного на Фиг. 2-7, в ненапряженном положении.

Фиг. 11. Вид снизу пружинного фиксатора положения, используемого с устройством регулировки троса, приведенного на Фиг.2-7.

Фиг. 12. Общий вид механизма управления переключением передач, в состав которого входит устройство регулировки троса в соответствии с изобретением.

Фиг. 13. Частичный вид сбоку заднего переключателя передач, установленного на раме велосипеда, и при этом трос управления подсоединен к устройству регулировки троса, приведенному на Фиг.12.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
На Фиг. 1, 2 и 12 показан велосипед 10, который имеет первую пару устройств 12 регулировки троса (одно показано на Фиг.2) в соответствии с данным изобретением для регулировки эффективной длины или натяжения тросов 14 управления тормозами, которые расположены между задними и передними тормозными механизмами 18 и механизмами 16 управления передними и задними тормозами, и вторую пару устройств 20 регулировки троса (один показан на Фиг.12) для регулировки эффективной длины или натяжения тросов 22 переключателей передач, которые расположены между передними и задними переключателями передач 26 и механизмами 24 управления переключением передач. Обычно устройства 12 регулировки троса являются составной частью механизмов 16 управления тормозами, как это можно видеть на Фиг.2, в то время как устройства 20 регулировки троса являются составной частью механизмов 24 управления переключением передач, как это можно видеть на Фиг.12.

Велосипед 10 и его различные части, как это можно видеть на Фиг.1, 8 и 13, это обычные компоненты, хорошо известные в технике, за исключением того, что механизм 16 управления тормозами и механизм 24 управления переключением передач модифицированы таким образом, что в них размещены устройства 12 и 20 регулировки троса, показанные на Фиг.2 и 12, описанные ниже. Соответственно, обычные компоненты велосипеда 10 не будут описываться подробно в данном описании.

Далее механизмы управления задними и передними тормозными механизмами 16, в основном, одинаковы, за исключением того, что они являются зеркальным отображением друг друга. Аналогично тормозные механизмы 18 - это обычные компоненты, которые могут быть либо одинаковыми, либо различными. Поэтому механизмы 16 управления тормозами и тормозные механизмы 18 также не будут рассматриваться в описании. Аналогично основные конструкции механизмов 24 управления переключением передач и их соответствующие переключатели передач 26 хорошо известны в технике. Таким образом, эти части не будут рассматриваться подробно в данном описании, за исключением тех деталей конструкции, которые модифицируются для размещения устройств 20 регулировки троса в соответствии с изобретением.

В случае механизма 16 управления тормозами каждое устройство 12 регулировки троса обеспечивает регулировку эффективной длины или натяжения троса 14 между механизмом 16 управления тормозами и тормозным механизмом 18 путем перемещения внешней оболочки 14а троса 14 относительно внутреннего тросика 14b. Как можно видеть на Фиг.2 и 3, каждый механизм 16 управления тормозами содержит элемент-основание 30, который крепится к рулю велосипеда 10, и тормозной рычаг 32, установленный на элементе-основании 30 с возможностью перемещения или поворота. Обычно тормозной рычаг 32 смещается пружиной в положение "выключено" тормозного механизма так, что тормозной рычаг 32 поворачивается вокруг шарнирного пальца 34, как это можно видеть на фигурах. Устройство 12 регулировки троса является частью элемента-основания 30, как описано ниже, и содержит регулирующий элемент 40 и пружинный фиксатор положения 42 (Фиг.4 и 5). Обычная конструкция и работа механизма 16 управления тормозами в общем хорошо известны, и, таким образом, не являются предметом подробного обсуждения в нижеприведенном описании.

Как можно видеть из Фиг.2 и 3, элемент-основание 30 имеет на одном конце зажим 44 для крепления механизма 16 управления тормозами к рулю велосипеда 10. Центральная часть 46 отходит наружу от зажима 44 и имеет отверстие (не показано) для приема шарнирного пальца 34 для крепления тормозного рычага 32 с возможностью поворота. На свободном конце центральной части 46 имеется увеличенная часть, образующая направляющую 50 троса.

Как можно видеть из Фиг.6 и 7, направляющая 50 троса - это трубчатый элемент, имеющий внутренний канал 52 с резьбой, проходящий в нем в продольном направлении с первым открытым концом 54 и вторым открытым концом 56. Регулирующий элемент 40 может ввинчиваться в канал 52 направляющей 50 троса. Предпочтительно направляющая 50 троса имеет сквозной продольный проход или канал 58. Этот проход 58 обеспечивает возможность прохождения троса управления в канал 52 направляющей 50 троса. Понятно, что если бы прохода 58 не было, то трос 14 управления тормозами необходимо было бы вводить продольно в проход 52 направляющей 50 троса для установки и подсоединения троса 14 управления тормозами к тормозному рычагу 32.

Предпочтительно в первом открытом конце 54 направляющей 50 троса имеется выемка 60 для приема части пружинного фиксатора положения 42, как это будет описано ниже. Как можно видеть на Фиг.5-7, проход 52 направляющей 50 троса также имеет продольную канавку 62 для приема первой продольной части пружинного фиксатора положения 42. Указанная продольная канавка 62 имеет такую глубину, что пружинный фиксатор положения 42 погружается в нее и не препятствует движению регулирующего элемента 40.

Из Фиг.2-3 видно, что тормозной рычаг 32 - это, в общем, обычный рычаг, внутренний конец которого соединен с элементом-основанием 30 с помощью шарнирного пальца 34, обеспечивающей возможность поворота рычага, который устанавливается вдоль центральной части 46 элемента-основания 30. Внешний, свободный конец тормозного рычага 32 представляет собой палец или выступающую ручку, которая охватывается кистью руки для перемещения тормозной ручки 32 из положения "выключено" в положение торможения. Тормозной рычаг 32 имеет также соединитель 68 для крепления к нему одного конца троса 14. Указанный соединитель 68 троса может иметь различные формы реализации, известные в технике. Поэтому конкретная конструкция соединителя 68 ниже не рассматривается. Специалистам в данной области техники должно быть понятно из данного описания, что может быть использован любой из известных типов соединителей.

Как можно видеть на Фиг.6-7, регулирующий элемент 40 - это трубчатый элемент с центральным каналом 70, проходящим продольно между первым открытым концом 72 и вторым открытым концом 74. Регулирующий элемент 40 обычно имеет маховичок 76 для облегчения поворота пользователем регулирующего элемента 40 относительно направляющей 50 троса элемента-основания 30. В предпочтительной реализации маховичок имеет 4 выступа. Конечно, специалисту должно быть понятно из данного описания, что маховичок может иметь любые другие формы, однако в наиболее предпочтительном варианте реализации конструкция маховичка 76 должна быть такой, чтобы велосипедист мог легко поворачивать регулирующий элемент 40 без использования инструмента. Конструкция маховичка 76 может быть и такой, чтобы для его вращения необходимо было применять инструмент.

Второй открытый конец 74 регулирующего элемента снабжен внешней резьбой 78 для ввинчивания в канал 52 направляющей 50 троса. Соответственно, вращение регулирующего элемента 40 относительно направляющей 50 троса приводит к перемещению регулирующего элемента 40 в продольном направлении внутри канала 52 направляющей 50 элемента-основания 30. Конечно, специалистам в данной области техники должно быть ясно, что направляющая 50 троса может иметь внешнюю резьбу, а регулирующий элемент может иметь внутреннюю резьбу для обеспечения их взаимного перемещения.

Предпочтительно регулирующий элемент 40 снабжен продольным проходом или каналом 80, который в радиальном направлении проходит по всей толщине его стенки и связан с продольным каналом 70. Указанный проход 80 выполняет две функции. Во-первых, через проход (щель) 80 можно ввести внутрь тормозной трос 14 так, что его не надо протаскивать продольно через центральный канал 70. Во-вторых, указанный проход 80 используется для зацепления пружинного фиксатора положения 42 так, что каждый раз, когда пружинный фиксатор положения 42 входит в проход 80, то предотвращается вращение регулирующего элемента 40 относительно направляющей 50 троса. Соответственно, пружинный фиксатор положения 42 взаимодействует с проходом 80 таким образом, что регулирующий элемент 40 будет зафиксирован после каждого полного оборота. Конечно, дополнительные продольные проходы необходимы для дополнительного позиционирования регулирующего элемента 40. Например, как можно видеть на Фиг.5, продольный проход 82 расположен со смещением на 180^o относительно прохода 80 так, что регулирующий элемент 40 может быть зафиксирован в двух положениях. Конечно, чем большее число проходов используется, тем меньший шаг позиционирования может быть получен.

Как можно видеть на Фиг.5 и 7, внутренний канал 70 регулирующего элемента 40 снабжен радиальным внутренним выступом 84, который охватывает внешнюю оболочку 14а троса 14, в то время как внутренний тросик 14а троса 14 проходит внутри и прикрепляется к тормозному рычагу 32 с использованием одного из известных способов. Соответственно, вращение регулирующего элемента 40 будет вызывать продольное перемещение внешней оболочки 14а троса 14 управления относительно внутреннего тросика 14b троса 14 управления.

Как можно видеть на Фиг.9-11, пружинный фиксатор положения 42 - это торсионная пружина, которая предпочтительно выполняется из стали или другого подходящего упругого материала. Пружинный фиксатор положения 42 состоит из первой части 91, имеющей форму буквы L, которая соединяется с элементом-основанием 30 без возможности вращения, и второй части 92, которая соединяется с регулирующим элементом 40 с возможностью перемещения. В частности, первая часть 91 пружинного фиксатора положения 42 содержит продольную часть 93, которая размещается внутри продольной канавки 62 канала 52 с резьбой, и поперечный стопор 94, который взаимодействует с частью элемента-основания 30. Соответственно, когда вторая часть 92 перемещается регулирующим элементом 40, продольная часть 93, которая размещается в канавке 62 канала 52, упруго скручивается вокруг своей оси, так как она удерживается от вращения поперечной частью 94.

Как можно видеть на Фиг.5 и 10, вторая часть 92 пружинного фиксатора положения 42 снабжена изогнутой частью 95, которая формирует стопор пружинного фиксатора положения для избирательного зацепления с проходами 80 и 82 регулирующего элемента 40. Вторая часть 92 на ее свободном конце также снабжена упором 96, имеющим небольшую протяженность в продольном направлении, для зацепления с внутренней частью направляющей 50 элемента-основания 30. Вторая часть 92 проходит, в основном, перпендикулярно каналу 52 направляющей 50 троса и размещена в углублении 60 направляющей 50 троса с упором 96, перекрывающим внешнюю поверхность направляющей 50 троса. Соответственно, вторая часть 92 выступает в виде консоли по отношению к продольной части 93 первой части 91.

В процессе работы вторая часть 92 упруго отклоняется в направлении, в основном, поперечном по отношению к направлению продольного перемещения регулировочного элемента 40, таким образом, что упор 96 на свободном конце второй части 92 пружинного фиксатора положения 42 в нормальном состоянии отведен от направляющей 50 троса так, что вторая часть 92 может свободно двигаться. Иными словами, упор 96 второй части 92 пружинного фиксатора положения 42 в обычном состоянии не взаимодействует с внешней поверхностью направляющей 50 троса, когда регулировочный элемент 40 присоединен к направляющей 50 троса.

Длина второй части 92 пружинного фиксатора положения меньше, чем длина продольной части 93 первой части 91 пружинного фиксатора положения 42 для того, чтобы создавать жесткость пружины с малым коэффициентом упругости. Таким образом, пружинный фиксатор положения 42 смещается в пределах его хода так, что он не становится слабее в процессе работы.

При езде на велосипеде, когда велосипедист хочет отрегулировать эффективную длину или натяжение троса 14 между механизмом 16 управления тормозом и тормозным механизмом 18, он вращает регулировочный элемент 40 с помощью маховичка 76. Вращение регулировочного элемента 40 приводит к тому, что в результате взаимодействия внешней резьбы 78 регулировочного элемента 40 и внутренней резьбы канала 52 направляющей 50 троса происходит продольное перемещение регулировочного элемента 40 относительно направляющей 50 троса. Как уже указывалось выше, вращение регулировочного элемента 40 смещает внешнюю оболочку 14а троса 14 управления для того, чтобы отрегулировать эффективную длину или натяжение троса 14 управления между механизмом 16 управления тормозом и тормозным механизмом 18.

При вращении регулировочного элемента 40 изогнутая часть 95 пружинного фиксатора положения 42 будет отклоняться или смещаться радиально наружу из прохода 80 или 82 и затем скользить по внешней поверхности или резьбе 78 регулировочного элемента 40. Обычно регулировочный элемент 40 вращается до тех пор, пока искривленная часть 95 не войдет в тот же самый проход или другой проход, проходящий продольно виткам резьбы 78 регулировочного элемента 40. Когда искривленная часть 95 пружинного фиксатора положения 42 входит в один из проходов 80 или 82, относительное перемещение регулировочного элемента 40 относительно элемента-основания 30 ограничивается.

На Фиг. 12 и 13 показано устройство регулировки троса, как часть механизма 24 управления переключением передач. Обычно механизм 24 управления переключением передач содержит кожух 98, который формирует часть направляющей троса для резьбового соединения с регулировочным элементом 40 и пружинным фиксатором положения 42, в основном, аналогично описанному выше. Иными словами, конструкция, описанная выше в механизме 16 управления тормозом, встраивается в механизм 24 управления переключением передач так, что они работают практически одинаково.

Ввиду одинаковости их конструкции и работы детальная конструкция механизма 24 управления переключением передач здесь не описывается. Можно сказать, что детальная конструкция механизма 24 управления переключением передач становится ясной специалисту в данной области техники без необходимости проведения экспериментальных работ. Более того, специалисту будет очевидно, что изобретение может быть использовано с другими типами механизмов управления переключением передач, такими как рычажный механизм переключения.

В то время как были описаны несколько вариантов настоящего изобретения, специалистам должно быть ясно после ознакомления с данным описанием, что различные модификации, изменения и улучшения могут быть произведены без отклонения от духа и объема изобретения, как определено в нижеследующей формуле изобретения.

Реферат

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Устройство регулировки троса 12 расположено между механизмом 16 управления и тормозным механизмом и изменяет эффективную длину или натяжение троса 14 управления. В велосипеде устройство регулировки троса 12 соединяется с механизмом 16 управления велосипеда и механизмом управления переключения передач для управления тормозным механизмом или механизмом переключения передач. Механизм 16 управления имеет основание 30 и соединенный с ним тормозной рычаг 32. В предпочтительном варианте реализации изобретения устройство регулировки троса 12 присоединено к основанию 30. Направляющая 50 троса с каналом, имеющим внутреннюю резьбу, составляет единое целое с основанием 30. В канал направляющей 50 ввинчивается регулировочный элемент 40, в который входит внешняя оболочка 14а троса 14 управления. Между регулировочным элементом 40 и направляющей 50 троса установлен пружинный фиксатор положения 42, ограничивающий их взаимное вращение. Технический результат - легкая и быстрая регулировка длины или натяжения троса в устройстве управления велосипеда. 17 з.п. ф-лы, 13 ил.

Формула