可动机械部件之间的机械连接装置 |
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| 申请号 | CN200880108615.9 | 申请日 | 2008-09-17 | 公开(公告)号 | CN101932496A | 公开(公告)日 | 2010-12-29 |
| 申请人 | 格雷厄姆·科尔宾; | 发明人 | 格雷厄姆·科尔宾; | ||||
| 摘要 | 自行车 车把安装控制装置和后闸及 齿轮 之间的传统的连接装置不能适应如某些所谓的“自由式”自行车上所需的车把的不受限制的旋转。已有的对解决该问题的尝试使用包括具有围绕轴线可相对旋转的两部件的 轴承 的连接装置。但是该提议不能处理其中存在两个或多个待控制机构例如后闸和齿轮的情况。另一个问题是轴承表面之间的污物可能造成轴承卡住。本 发明 提供销(15C)，其装配在槽(8A)中，用于相对于把手限制第一轴承部件(15A)旋转；和销(15F)，其装配在槽(9A)中，用于相对于自行车车架限制第二轴承部件(15B)旋转。前述槽形成在图5中不可见的圆柱状引导装置壁中。轴承(15)的使用避免拉线缆线(7A，7B)或例如用于传统连接装置中的类似物的任何缠绕，并且如果砂砾进入轴承的两部件(15A，15B)之间，则轴承仍可相对于彼此旋转，因而避免轴承卡住。本发明不专用于自行车，并且可用于机械手机械和其它设备的部件之间的连接中。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于机械的控制装置，其中所述机械包括围绕轴线关于彼此枢转的第一和第二机械部件，所述控制装置包括机械连接装置，所述机械连接装置设计用于作用在相对于所述第一部件固定的控制机构和相对于所述第二部件固定的受控机构之间，所述机械连接装置包括轴承，所述轴承包括围绕所述轴线相对旋转并且分别连接到所述控制机构和受控机构的两个部件，其特征在于，所述控制装置还包括用于相对于所述第一机械部件而限制连接到所述控制机构的第一轴承部件的旋转的装置，和用于相对于所述第二机械部件而限制连接到所述受控机构的第二轴承部件的旋转的装置。 |
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| 说明书全文 | 可动机械部件之间的机械连接装置技术领域[0001] 本发明涉及设计用于作用在相对旋转的机械部件之间的机械连接装置，例如作用在自行车的车架和支撑车把和前轮叉的杆之间的机械连接装置。更具体地，本发明涉及相对于该机械部件中的一个部件固定的控制机构和相对于该机械部件中的另一个部件固定的受控机构。在自行车的前述示例中，“控制机构”通常包括一些形式的杠杆，而“受控机构”通常为闸或齿轮。 背景技术[0002] 由于自行车的前轮需要相对于车架旋转，因此连接装置必须适应该旋转运动。专利说明书US4653768中描述了一种方式，该方式对于单个的后闸(rearbrake)来说，可以通过围绕自行车的转向杆应用旋转轴承来实现连接装置必须适应前轮的旋转运动。这允许把手的不受限制的旋转。该技术的一个问题是其不提供使用两个或多个控制装置(例如后闸和齿轮或后闸和两个齿轮)的可能性。而且，污物或其他不期望材料进入轴承表面之间可造成轴承卡住，导致后闸的意外操作。 发明内容[0003] 根据本发明，提供一种用于机械的控制装置，其中所述机械包括围绕轴线关于彼此枢转的第一和第二机械部件，所述控制装置包括机械连接装置，所述机械连接装置设计用于作用在相对于所述第一部件固定的控制机构和相对于所述第二部件固定的受控机构之间，所述机械连接装置包括轴承，所述轴承包括围绕所述轴线相对旋转并且分别连接到所述控制机构和受控机构的两个部件，其特征在于，所述控制装置还包括用于相对于所述第一机械部件而限制连接到所述控制机构的第一轴承部件的旋转的装置，和用于相对于所述第二机械部件而限制连接到所述受控机构的第二轴承部件的旋转的装置。 [0004] 通过以该方式限制轴承部件相对于各自机械部件的旋转，由于轴承的两个部件被限制随着两个机械部件的相应相对旋转而旋转，因此使轴承更难或不可能阻塞。 [0005] 轴承部件相对于其相应的机械部件的不期望的旋转通过使用具有轴向导向槽的导向装置来避免，其中，轴向导向槽接纳轴承部件上的相应销。销在这些槽中的设置允许轴承的轴向运动，同时确保其分别随转向杆和车架旋转。结果是，不存在拉线缆线或等同连接装置的弯曲，而该弯曲将倾向于与装配的平滑操作干涉。而且，如果在两部件之间存在任何砂砾，则其仍可相对于彼此推动旋转，因而避免轴承卡住。 [0006] 在根据本发明的一种结构中，导向装置由一个在另一个内并且在其之间形成环形截面通道的同轴圆柱体形成。通过采用多于两个这样的圆柱体，可能形成多于一个这样的用于接纳各轴承的通道。这使得可能控制两个或多个不同机构(例如闸和齿轮)成为可能。这些圆柱体可都设置在自行车的头管内，该特征形成特别整洁的结构。 附图说明 [0007] 现在将以举例的方式参照附图描述可完成本发明的方式，附图中： [0008] 图1是具有根据本发明构造的控制装置的自行车头管的立体视图，显示了前轮叉和杆的部件； [0009] 图2是以沿图1的轴X-X并且通过线II-II的横截面部分显示的图1的头管的内部部件的立体视图； [0010] 图3是图2中所示部件的平面视图，其顶部轴承支架去除以展示内部支撑圆柱体，其它内部部件未显示在该图中； [0011] 图4是图3的仅内部支撑圆柱体的立体视图；和 [0012] 图5是穿过图2中以较少的细节示出的连接装置轴承中的一个的放大轴向剖视图。 具体实施方式[0013] 首先参照图1，示出的自行车包括车架1，车架1包括头管2，头管2支撑上部主轴承组件2A和下部主轴承组件2B。转向杆3穿过头管，并且在这些主轴承中围绕轴线X-X旋转。杆3支撑前轮叉4和车把(未显示)。 [0014] 后闸连接装置包括安装在车把上并且连接到上部拉线缆线(upper Bowdencable)7A的手动控制装置(未显示)。这通过将在后面描述的连接装置轴承连接到下部拉线缆线7B，该下部拉线缆线7B通到自行车的后车闸机构。 [0015] 齿轮连接装置包括也安装在车把上并且连接到上部拉线缆线6A的手动控制装置(未显示)。这通过将在后面描述的连接装置轴承连接到下部拉线缆线6B，该下部拉线缆线6B通到齿轮机构。 [0016] 第二齿轮连接装置包括也安装在车把上并且连接到上部拉线缆线5A的手动控制装置(未显示)。这通过将在后面描述的连接装置轴承连接到下部拉线缆线5B，该下部拉线缆线5B通到第二齿轮机构。 [0017] 现在参照图2、3和4，上部主轴承2A具有接纳上部拉线缆线5A、6A和7A的部件2D，并且具有圆锥形中心孔，通过该圆锥形中心孔，上部主轴承2A由来示出的压装配件夹紧到杆3(图2中也未示出)。头管的下部圆锥形套管2E接纳下部拉线缆线5B、6B和7B(6B未显示)。部件2D和2E形成有圆形凹槽2F、凸缘2G和凹部2H，其用于关于头管同轴设置直径逐渐增大的四个圆柱状导引管8、9、10和11。导引管8和10相对于部件2D固定，并且因此随把手旋转，而导引管9和11相对于部件2E并且因此相对于自行车的头管和车架固定。导引管11紧贴地装配在头管2内，头管2在图2中未显示。 [0018] 圆柱状支架8、9、10和11在其之间形成三个环形截面的垂直通道12、13和14，三个轴向环形滚珠轴承15、16和17引导在该三个环形截面的垂直通道12、13和14中。当处于其运动极限位置之间的中间位置时，滚珠轴承15、16和17都具有相同的轴向位置。图2显示出由于一个或多个控制装置的操作使轴承16低于其他轴承。这些滚珠轴承都设计用于传递主轴向力。 [0019] 图5以举例的方式示出轴承15，其它轴承除了其直径外与此类似。该轴承15具有连接到缆线7A的上部环15A，并且其外部圆柱状表面形成有凹部，滚珠座圈15B装配在该凹部中。部件15A和15B具有孔，并且通过穿过这些孔的三个销钉锁定在一起，以形成轴承的顶部部件。该轴承还具有下部环15D，其连接到缆线7B，并且其内表面形成有凹部，滚珠座圈15E装配在该凹部中。部件15D和15E通过三个销钉15F锁定在一起，以形成轴承的底部部件。滚珠15G保持在滚珠座圈15B和15E之间，垫圈15H装配在该顶部件15B和底部件15E之间，以通过该轴承传递挤压力。 [0020] 销钉15C从环15A的内表面向里突出进入到引导圆柱体8中的三个各自的槽8A中。由于引导圆柱体8相对于车把固定，因此这确保轴承15的包括部件15A和15B的顶部半体(top half)随车把旋转，但是不会卡在空间12中。 [0021] 销钉15F从环15D的外表面向外突出进入到引导圆柱体9中的三个各自的槽9A中。由于引导圆柱体9关于车架固定，因此这确保轴承15的包括部件15D和15E的底部半体(bottom half)相对于车架不旋转，并且不会卡在空间12中。 [0022] 轴承16和17的结构以及将其引导在空间13和14中而不会卡住的方法与轴承15的类似。不同之处仅在于轴承的直径和销钉向内和向外突出的选择，销钉向内和向外突出总是选择成使得下部轴承部件(连接到待控制的闸或齿轮)能够使其销突出到相对于车架固定的圆柱体的槽中，同时上部轴承部件(连接到手动操作控制机构)能够使其销突出进入到相对于转向杆固定的圆柱体的槽中。应注意的是，虽然内和外圆柱体8和11仅需要三个槽来分别接纳轴承15和17的下部和上部部件的销，但是中间圆柱体9需要六个槽来引导轴承15和16的下部部件；并且中间圆柱体10同样需要六个槽来引导轴承16和17的上部部件。 [0023] 操作中，当拉力施加到闸缆线7A时，轴承部件15A升高，由通道12的壁和销15C在相应的槽8A中的作用来引导，这允许轴向运动，同时限制部件15A随车把旋转，即使存在将妨碍部件15无摩擦旋转的任何砂砾或其它不期望的材料或影响。换种方式来说，部件15A关于车把的旋转由槽8A防止。由于该作用，在车把旋转过程中拉线缆线7A没有弯曲，该弯曲可能对易于使轴承15倾斜并因此将轴承15卡在或阻塞在通道12中的施加力有影响。它还可避免闸的意外操作。 [0024] 轴承部件15A和15B的向上移动还使部件15E和15D在通道12内升高，牵拉拉线缆线7B，由此操作后闸。销15F在槽9A中的作用防止部件15D相对于车架旋转，即使存在将妨碍部件15D无摩擦旋转的任何砂砾或其他不期望材料或影响。由于该作用，在车把旋转过程中拉线缆线7B不弯曲，该弯曲可能对易于使轴承倾斜并因此将该轴承卡在或阻塞在通道12中的施加力有影响。该作用还防止车把的旋转可能意外操作闸的风险。 [0025] 两套齿轮的操作遵循与用于后闸系统描述的的原理相同的原理。 [0026] 同中心的圆柱状导引管的使用使得在紧凑结构中使用两个或多个轴承成为可能，其中两个或多个轴承一个套在另一个中，该两个或多个轴承装配在头管中并允许360度旋转，同中心的圆柱状导引管的使用还使得使用多个转向柱成为可能，同时确保可靠平滑独立的控制操作可以发生而没有轴承因砂砾或脏物的存在而卡住的危险。由于不会出现缆线的弯曲，因此在可替代结构中可能使用非挠性连接，其可包括机械、电动机械、液压或气动部件来代替拉线缆线。 [0027] 虽然本发明已经特别关于自行车进行了描述，但是相同的原理可同样很好地用于其它机械中，包括其中需要不止一个机械控制连接装置来经过两个相对旋转部件之间的机械手和关节连接机械。 |
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