[发明专利]尤其适用于自行车的自动无级变速的皮带传动装置

说明书

本发明涉及一种自动无级变速的皮带传动装置，尤其适用于自行车。它有二个有效直径可以变化的皮带轮，其中每个都装有几个（至少3个）在圆周方向上均匀分布并由弹簧张紧的弓形件，它们铰接在车架附属的可旋转的星轮架上并在径向方向的内侧和外侧挡块之间活动。

普通自行车常用链条传动，换挡时可用链条换挡装置，通常可达到21个固定挡，此时将链条有选择地转到某一个主动链轮和被动链轮上，并用链条张紧器使回空段的链条张紧。另外还有一种轮毂换挡装置，它不用链条张紧器，通常有3-7个固定挡，此时装有相应的行星轮组用来有选择地接到自行车轮毂上。

权利要求1前序部分所述的皮带传动已由DE-PS93896公开，在主动和被动皮带轮上都装有弓形件，它们装在一个其所属的星轮架上，可在径向移动，并且每个弓形件都受到一个螺旋弹簧的作用力。二个螺旋弹簧是相反方向缠绕的，并且分别用其径向方向上的外圈径向撑开地作用在各个弓形件上，而径向内圈则挂在星轮架上。当运行阻力增高时就克服弹簧力使主动皮带轮的有效直径减小，而被动皮带轮则相应加大。

这种公知的皮带传动装置需要一个附加轮，对并不与皮带处于啮合状态的弓形件进行导向，而且另外还有一个固定在星轮架上的轮盘，在这上面装有螺旋弹簧。所需要的这些另件不能毫无困难地固定在通常的、在车架上可旋转的星轮架上。在轮盘上导向的弓形件的推移导向产生了相应的摩擦损失。

可自动变速的皮带传动装置是公知的，其主动皮带轮上的弓形件按FR1188889为弹性构造，并用一个张紧滚轮张紧空链。根据DE-PS122517，决定皮带轮有效直径的弓形件都由一个在肘连接处弯曲的双碰头组成。在双碰头的杠杆的两端头之间作用一个拉力弹簧。

DE-PS642664还公开了摆动连在星轮架上的弓形件，但它不受弹簧夹紧力的作用，因为这种公知的皮带传动并不是自动地通过提高转矩而改变速比，而是手动控制速比。

所要解决的任务是发明一种摩擦较小的、自动无级变速的、尤其适用于自行车的皮带传动，它结构简单、坚固，另件又尽可能少，并且可以装在市售的星轮架上，星轮架则在车架上可以旋转。

根据本发明的特点解决此任务的方法是使弓形件摆动连接在其所属的星轮架上，弓形件至旋转轴的径向间距相等，而且在每个相邻的弓形件之间都放了一个压力弹簧。

根据本发明，皮带轮上的每个弓形件都安在其所属的星轮架上并绕一个铰点摆动，而且用一个弹簧撑住下一个弓形件，因此就不需要附加的导向件了。根据本发明，弓形件可以方便地装在市售的星轮架上（而通常的自行车链传动的链轮也固定在这星轮架上），必要时还可以后补。由于弓形件在旋转铰接处的摆动铰接几乎不存在什么摩擦点，因而效率较高，故障少。每个皮带轮几乎只有一个非标准件，即各个弓形件，它根据所用的星轮架而制造相应的数量，并且不会混淆地装在星轮架上。而普通的另件，如弹簧、轴承套、螺丝和皮带本身都是市售的标准件。

由于每个弓形件用一个弹簧，如将本发明用于自行车时，骑车者可以根据各自不同的力量大小容易地装设此皮带轮。若骑车者脚力好，那么无需拆卸皮带轮就可方便地使用较高弹簧刚度的弹簧，因而只在蹬力较大时才使速比变化。

本发明的其它有利结构是，在主动皮带轮上的每个弓形件作成单臂杠杆，在旋向前方的一端安在星轮架的旋转铰点上，而旋向后方的一端则通过弹簧作用在后面的弓形件上，弹簧位于其杠杆二端之间，离其支点有一定距离。按本发明的主动皮带轮的结构可使弓形件之间相互制约，如同由皮带圆周力而产生的作用力那样，向心的法向力只作用在其中一个弓形件上就可对所有弓形件起作用，尤其是对瞬间不与皮带啮合的弓形件进行导向，因此离必力或其它作用并不引起不确定指向的运动，否则的话由于振动可能产生噪声。

虽有这导向，但每个弓形件都可以实现一个独立的、由变化的法向力作用在有效圆周上而产生的摆动并因此克服弹簧力对相应于驱动载荷状况而发生的皮带有效直径的变化进行调节。