CN107298153A - 自行车倒链内变速器及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自行车的内变速器及其制造工艺，分为慢档、快档、倒链变档三部分密闭构成，由车轴、定星架、正星轮、反星轮、太阳轮、逆止环、变档圈、棘爪、外壳筒、动星架、主动筒等组成；定星架左端固定于车轴，中部正星轮啮合反星轮，右端有太阳轮齿和止回环；太阳轮左端啮合反星轮，右端有外棘齿；外壳筒为内齿圈与花鼓形同且内啮合正星轮；动星架左端有正星轮，右端有内棘齿；变档圈套在主动筒左端可转动并与止回环组成变档机构，实现倒链变档，倒链时主动筒内装棘爪可从被暂停的变档圈爪口出入使棘爪与棘齿离合，主动筒右端安装无棘飞轮；当外动力经太阳轮使外壳筒转动时为慢档；当外动力经动星架使外壳筒转动时为快档；若无棘爪啮合则为空档。

Description

自行车倒链内变速器及其制造工艺

技术领域

本发明涉及一种自行车的内变速器及其制造工艺。

背景技术

目前大部分自行车变速用的是外变速器，即多片不同大小的飞轮齿盘重叠成塔状，靠链条移动啮合不同的飞轮齿盘来变速，其体积较大，换挡变速时易掉链，油污多，且不适宜密闭防尘制作。

发明内容

本发明的目的是提供一种小体积、密闭的机械变速器，便于自行车的变速，为区别于外变速器，本机械变速器称为倒链内变速器。本发明的另一目的是提供一种自行车的内变速器制造工艺。

本发明涉及自行车的内变速器及其制造工艺，分为慢档、快档、倒链变档三部分密闭构成，由车轴、定星架、正星轮、反星轮、太阳轮、逆止环、变档圈、棘爪、外壳筒、动星架、主动筒、梯形环和双面碗等组成；正星轮和反星轮有轴承有外轮齿为合成件；定星架左端固定于车轴，中部内装正星轮啮合反星轮，右端铣有外轮齿，还装有止回环；太阳轮左端啮合反星轮，右端铣有外棘齿；外壳筒为内齿圈与花鼓形同且内啮合正星轮；动星架左端有正星轮，右端铣有内棘齿；变档圈套在主动筒左端可转动，与止回环组成变档机构，实现倒链变档；主动筒左端凹槽装有内外棘爪，右端安装无棘飞轮；当外动力由主动筒棘爪经太阳轮使外壳筒转动时，为慢档；当外动力由主动筒棘爪经动星架使外壳筒转动时，为快档；若无棘爪啮合，则为空档；梯形环和双面碗可平衡部件间的转速差。

本发明重要的是定星架和动星架的设计、倒链变档系统设计、棘爪棘槽设计3项，是按照动力从行星轮架输入齿圈输出能加速以及动力从太阳轮输入齿圈输出能减速、棘齿与棘爪能离合动力源并且棘爪能单向施力的传统原理设计的。

1、 作为优选：所述的定星架和动星架的设计，定星架作用有4个，一是固定行星架；二是改变转向，三是用作静止的太阳轮，四是固定止回环；定星架为三桶构造合成件，桶左端固定在车轴上，桶周与碗组动接外壳筒，桶内外开有6个方孔槽使3个正星轮啮合3个反星轮，桶右端铣有用作“静止太阳轮”的外轮齿，桶右端头装有止回环；动星架为双桶构造合成件，桶左端开有3个方孔槽安装3个正星轮，桶右端内圈铣有内棘齿，桶右端与梯形环和碗组动接于外壳筒。

2、 作为优选：所述的倒链变档系统设计，系统由止回环、变档圈、棘爪、弹簧、主动筒组成；当外部链轮正时针转动时为输入前行动力，反时针转动时则称为倒链，无动力；变档圈为钢片圆槽构造且开有爪口和止回键，圆槽周反边开有数条小缝致其具有一定弹性，可微胀套入主动筒且反边会落入卡槽，使变档圈只能转动而不会脱出；变档圈的3对外突键与止回环的1对止弹片呈滑接或顶接状态，正时针时为滑接续转，反时针时为顶接停止，顶接使变档圈只能正时针转动；变档圈套入主动筒包围“凹”槽中的棘爪并随主动筒正时针转动，设计倒链转动每60度，变档圈将被止回环停止，被包围的棘爪将按照变档圈设定的爪口位置弹出一对，另一对棘爪将被变档圈收入或者两对棘爪同时被收入槽内，棘爪与棘齿得以自动离合，180度内有3档变换；即该系统利用了止回作用使倒链转动的棘爪能在不同的爪口出入的原理来变档，即倒链变档，继续倒链会重复变档过程。

3、 作为优选：所述的棘爪棘槽设计，棘爪尾呈圆柱状铣有轴孔，弹簧穿挂丁形轴；主动筒左端“凹”槽内外铣有2对棘槽，槽尾呈圆柱状，柱状底部铣有轴孔，丁形轴扣入柱状口中，使棘爪弹性灵活不易脱落；棘爪被弹起为常态，此设计受力均匀且易于加工。

4、 作为优选：所述的内变速器的组装工艺，其特征在于，包括以下工序：

1.1 组装减速部分：

1.11从车轴左端套入定星架，左螺母定位，再从右端装入内碗组、左内环；

1.12从车轴右端，套入轴碗组、太阳轮、轴碗组；

1.13在定星架外桶方孔槽装入3个反星轮和3个正星轮、6条轮轴、3条插销；

2.1组装加速部分：

2.11从车轴右端，套入阻位环、动碗组、动星架、3个正星轮、3条轮轴；

2.12从车轴右端，套入外壳筒、右内环、内碗组、动碗组、梯形环、动碗组、；

3.1组装倒链变档系统：

3.11从车轴右端，在定星架头套入止回环，3个插销定位；

3.12主动筒左端棘槽装入2对棘爪及弹簧和丁形轴，套入变档圈致卡槽；

3.13从车轴右端，套入双面碗、轴碗组、主动筒、轴碗组、限位圈、右螺母；

内变速器整体组装完成。

附图说明

⑴ 图1是本发明自行车内变速器的整体剖面图

⑵ 图2是本发明自行车内变速器的慢档部分剖面图

⑶ 图3是本发明自行车内变速器的快档部分剖面图

⑷ 图4是本发明自行车内变速器的倒链变档系统剖面图

⑸ 图5是本发明自行车内变速器的变档圈示意图

⑹ 图6是本发明自行车内变速器的止回环示意图

⑺ 图7是本发明自行车内变速器的棘爪和棘槽示意图

主要部件符号说明：

车轴1	定星架2	太阳轮3	止回环4
				变档圈5	动星架6	外壳筒7	主动筒8
梯形环9	阻位环10	双面碗11	限位圈12
				正星轮13/61	反星轮14	螺母15/16	棘轴孔80
丁形轴81	棘槽82/83	棘爪84/85	卡槽86
				棘齿31/61	方孔槽60	栓销孔20/40	弹簧87
突键50	爪口51/52/	止弹片41	内环72/73
				轴碗组01/02/03/04	内碗组05/06	动碗组07/08/09	。

具体实施方式

本发明将结合附图作进一步详述：

请参阅图1所示： 为内变速器的整体剖面图和索引，为慢档、快档、倒链变档三部分。由车轴1、定星架2、太阳轮3、止回环4、变档圈5、动星架6、外壳筒7、主动筒8、梯形环9、阻位环10、双面碗11、限位圈12、正星轮13/61、反星轮14、螺母15/16、丁形轴81、棘爪84/85、弹簧87、内环72/73、轴碗组01/02/03/04、内碗组05/06、动碗组07/08/09等部件组成。

请参阅图2所示： 为内变速器的慢档部分剖面图，由定星架2、太阳轮3、正星轮13、反星轮14等组成。定星架2的6个方孔槽60内3个正星轮13啮合3个反星轮14，正星轮13啮合外壳筒7内齿，太阳轮3左端啮合反星轮14后依轴碗组01\02动接车轴1旋转，太阳轮3右端铣有棘齿31。定星架2右端铣有6个栓销孔20，还铣有“静止太阳轮”的外轮齿。

请参阅图3所示： 为内变速器的快档部分剖面图，由阻位环10、动星架6、正星轮61、梯形环9组成。在动星架6左端3个方孔槽60安装的3个正星轮61啮合外壳筒7内齿，动星架6和梯形环9与动碗组07/08/09动接外壳筒7，动星架6右端还铣有内棘齿61。

请参阅图4所示： 为内变速器的倒链变档系统剖面图，由止回环4、变档圈5、主动筒8、丁形轴81、棘爪84/85、弹簧87组成。止回环4套在定星架2右端，栓销孔40插入开口销3个；主动筒左端“凹”槽中的内外棘槽装有棘爪84/85和弹簧87及丁形轴81，与变档圈5套装后反边卡槽86组成整体化部件，变档圈5只能单向摩擦转动，变档圈5开有2对错开的爪口51/52，每转动60度就有棘爪84/85成对弹出或者收入爪口51/52，设计无口处为空档。当外链轮正时针转动前行时，止回环4的2个止弹片41与变档圈5的3对突键50为滑触，当外链轮反时针倒链转动时，止弹片41与变档圈5的突键50为顶触，迫使变档圈5不能随主动筒8倒链转动，即每倒链60度则可使棘爪与棘齿离或合一次，实现了倒链变档。设计为慢、空、快三档变速。

请参阅图5所示：为内变速器的变档圈示意图，变档圈5为薄钢片、圆槽状构造，圆槽周有反边，反边开有数条小缝则会使其具有一定弹性，被胀开套入主动筒8后，反边会落入卡槽86，变档圈5只能转动而不会脱出；变档圈5圆槽外圆和内圆的弧面开有2对爪口51/52，各对错开60度位置；变档圈5圆槽的底面需用机械冲出3对突键50逆向外翻，各对错开60度。

请参阅图6所示： 为内变速器的止回环示意图，止回环4为弹性薄钢片、圆盖状构造，圆周有反边，反边开有3个栓销孔40，需固定在定星架2右端；盖面需用机械冲出1对止弹片41外翻起翘，外翘指向正时针方向，外翘高度以盖面与变档圈5的间距为准，弹性强度适中为宜。

请参阅图7所示： 为棘爪和棘槽示意图，由主动筒8、丁形轴81、棘爪84/85、弹簧87组成。主动筒8左端为“凹”槽状，内外周面分别铣有对称棘槽82/83，且槽尾呈圆柱状，柱状底中铣有棘轴孔80；内外棘爪84/85形同棘槽82\83，棘爪84/85也铣有棘轴孔80，棘爪84/85连同弹簧87先装入棘槽82/83，扣上丁形轴81，再将变档圈5套入“凹”头，则棘爪84/85不会脱出。

请参阅所有附图，该内变速器的组装工艺，其特征在于，包括以下工序：

1.1 组装慢档部分：

1.11从车轴1左端套入定星架2，左螺母15定位，再从右端装入内碗组05、左内环72；

1.12从车轴1右端，套入轴碗组01、太阳轮3、轴碗组02；

1.13在定星架2外桶方孔槽60装入3个反星轮14和3个正星轮13、6条轮轴、3条插销；

2.1组装快档部分：

2.11从车轴1右端，套入阻位环10、动碗组07、动星架6、3个正星轮61、3条轮轴；

2.12从车轴1右端，套入外壳筒7、右内环73、内碗组06、动碗组08、梯形环9、动碗组09、；

3.1组装倒链变档系统：

3.11从车轴1右端，在定星架2右端头套入止回环4，3个栓销孔40定位；

3.12主动筒8的棘槽82/83装入2对棘爪84/85和弹簧87及丁形轴81，

3.13主动筒8左端套入变档圈5致卡槽86；

3.14从车轴1右端，套入双面碗11、轴碗组03、主动筒8、轴碗组04、限位圈12、右螺母16；

内变速器整体组装完成。

与现有技术相比，本发明的优点:

1、 体积小、密闭、工艺简单；

2、 三挡变速，外链轮倒链即可换挡变速，空挡可以使自行车退行时链轮不转动。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种自行车的内变速器，分为慢档、快档、倒链变档三部分密闭构成，由车轴、定星架、正星轮、反星轮、太阳轮、逆止环、变档圈、棘爪、外壳筒、动星架、主动筒、梯形环和双面碗等部件组成；正星轮和反星轮有轴承有外轮齿为合成件；定星架左端固定于车轴，中部内装正星轮啮合反星轮，右端铣有外轮齿，还装有止回环；太阳轮左端啮合反星轮，右端铣有外棘齿；外壳筒为内齿圈与花鼓形同且内啮合正星轮；动星架左端有正星轮，右端铣有内棘齿；变档圈套在主动筒左端可转动，与止回环组成变档机构，实现倒链变档；主动筒左端凹槽装有内外棘爪，右端安装无棘飞轮；当外动力由主动筒棘爪经太阳轮使外壳筒转动时，为慢档；当外动力由主动筒棘爪经动星架使外壳筒转动时，为快档；若无棘爪啮合，则为空档；梯形环和双面碗可平衡部件间的转速差。

2.根据权利要求1所述的定星架和动星架的设计，其特征在于：

定星架作用有4个，一是固定行星架；二是改变转向，三是用作静止的太阳轮，四是固定止回环；定星架为三桶构造合成件，桶左端固定在车轴上，桶周与碗组动接外壳筒，桶内外开有6个方孔槽使3个正星轮啮合3个反星轮，桶右端铣有用作“静止太阳轮”的外轮齿，桶右端头装有止回环；动星架为双桶构造合成件，桶左端开有3个方孔槽安装3个正星轮，桶右端内圈铣有内棘齿，桶右端与梯形环和碗组动接于外壳筒。

3.根据权利要求1所述的倒链变档系统，其特征在于：

系统由止回环、变档圈、棘爪、弹簧、主动筒组成；当外部链轮正时针转动时为输入前行动力，反时针转动时则称为倒链，无动力；变档圈为钢片圆槽构造且开有爪口和止回键，圆槽周反边开有数条小缝致其具有一定弹性，可微胀套入主动筒且反边会落入卡槽，使变档圈只能转动而不会脱出；变档圈的3对外突键与止回环的1对止弹片呈滑接或顶接状态，正时针时为滑接续转，反时针时为顶接停止，顶接使变档圈只能正时针转动；变档圈套入主动筒包围“凹”槽中的棘爪并随主动筒正时针转动，设计倒链转动每60度，变档圈将被止回环停止，被包围的棘爪将按照变档圈设定的爪口位置弹出一对，另一对棘爪将被变档圈收入或者两对棘爪同时被收入槽内，棘爪与棘齿得以自动离合，180度内有3档变换；即该系统利用了止回作用使倒链转动的棘爪能在不同的爪口出入的原理来变档，即倒链变档，继续倒链会重复变档过程。

4.根据权利要求1所述的棘爪棘槽设计，其特征在于：

棘爪尾呈圆柱状铣有轴孔，弹簧穿挂丁形轴；主动筒左端“凹”槽内外铣有2对棘槽，槽尾呈圆柱状，柱状底部铣有轴孔，丁形轴扣入柱状口中，使棘爪弹性灵活不易脱落；棘爪被弹起为常态，此设计受力均匀且易于加工。

5.一种根据权利要求1所述内变速器的组装工艺，其特征在于，包括以下工序：

1.1 组装减速部分：

1.11从车轴左端套入定星架，左螺母定位，再从右端装入内碗组、左内环；

1.12从车轴右端，套入轴碗组、太阳轮、轴碗组；

1.13在定星架外桶方孔槽装入3个反星轮和3个正星轮、6条轮轴、3条插销；

2.1组装加速部分：

2.11从车轴右端，套入阻位环、动碗组、动星架、3个正星轮、3条轮轴；

2.12从车轴右端，套入外壳筒、右内环、内碗组、动碗组、梯形环、动碗组；

3.1组装倒链变档系统：

3.11从车轴右端，在定星架头套入止回环，3个插销定位；

3.12在主动筒左端棘槽装入2对棘爪、弹簧和丁形轴，套入变档圈致卡槽；

3.13从车轴右端，套入双面碗、轴碗组、主动筒、轴碗组、限位 圈、右螺母。