本发明涉及一种自行车后变速器。
背景技术：
后变速器是一种机械或机电装置，该机械或机电装置引起传动链条在飞轮的不同齿轮之间移位，为此使链条引导件移位，链条接合在该链条引导件中。
通常，后变速器包括铰接四边形连杆机构(通常为铰接平行四边形)，该铰接四边形连杆机构具有基部本体以及在铰接四边形中与基部本体对置的可移动本体，基部本体与可移动本体通过一对连接杆连接在一起，所述一对连接杆根据通过四个销元件的四个轴线而被铰接至这些本体，其中基部本体被固定至自行车框架，并且可移动本体被连接至链条引导件。
铰接四边形的变形确定链条引导件相对于框架在就飞轮而言的轴向方向上的移位。
链条引导件包括具有与链条的延伸大致垂直的旋转轴线的上滑轮和下滑轮，在换档操作期间，上滑轮和下滑轮接合伴随它的传动链条。
链条引导件进一步被铰接至铰接四边形的可移动本体，从而能够相对于后者旋转，以便能够允许传动链条在飞轮上的不同缠绕直径并将传动链条保持在张紧下。
铰接四边形的变形能够由手动致动(通过控制杠杆的移动及通过鲍登型的缆线将该移动传递到铰接四边形)实现，或者由归功于电动马达的液压或机动化致动实现，遵循自行车手输入的适当命令并通过适当的机构，该电动马达使铰接四边形的不同部分互相移位，从而使铰接四边形变形。
例如在EP1357023中描述了采用机动化致动的自行车换档机构；在这些自行车换档机构中，连杆机构通过将铰接四边形的对置销分开或朝向彼此移动而动作。
为了在后变速器中实现精确换档，链条引导件的上滑轮适合遵循飞轮的链轮的轮廓，即在变速器的整个偏移(excursion)期间离链轮的大致恒定距离。
以这种方式，传动链条在链轮上伴随有更多的流动性和速度，从而促进换档。
也优选将上滑轮布置离链轮非常短距离，实际上，在链条引导件和齿轮之间的短距离确定更大的命令敏感性，因为在这些状况下，链条引导件的与飞轮的轴线平行的移位分量对应于被施加在链条上的倾斜，该倾斜足以触发从一个链轮至另一个链轮的移位。
为了能够遵循飞轮的链轮的轮廓，链条引导件的上滑轮必须因而能够在相对于它的旋转轴线且相对于飞轮的旋转轴线倾斜的方向上移位。
为此，已知类型的后变速器规定：铰接平行四边形的铰接轴线垂直于在后变速器和自行车框架之间的连接轴线(勾爪轴线(drop-out axis))，该勾爪轴线平行于飞轮的旋转轴线(继而与后轮的旋转轴线重合)。
在这些后变速器中，链条引导件被沿不与上滑轮的旋转轴线重合的轴线铰接至铰接四边形的可移动本体。将这两个轴线分开的距离被称为上滑轮的偏心距。
在这种类型的后变速器中，上滑轮的移动由铰接四边形的可移动本体的水平移位(即与勾爪轴线平行的移位)以及上滑轮的竖直移位(即与勾爪轴线垂直的移位)给出。
特别地，由允许传动链条在不同链轮上的不同缠绕直径的链条引导件的旋转引起的绕铰接轴线在链条引导件和铰接四边形的可移动本体之间的旋转确定上滑轮的竖直移位。
上滑轮的偏心率限定上滑轮的竖直移位的值；偏心率越大，竖直移位越大。
第二种类型的后变速器规定：铰接四边形的铰接轴线相对于勾爪轴线倾斜一个角度，该角度约等于由将最小链轮的径向端与飞轮的最大链轮的径向端连结的线相对的角度(被称为飞轮的倾斜角度)。
上滑轮被安装成不偏心，即它的旋转轴线与在链条引导件和铰接四边形的可移动本体之间的铰接轴线重合。
以这种方式，铰接四边形的变形沿与飞轮的倾斜角度平行的方向发生，也使上滑轮在相同方向上移位。允许传动链条在不同链轮上的不同缠绕直径的链条引导件的旋转不引起上滑轮的任何移位。
仅当没有前变速器时才使用以上简述的第一种类型的后变速器，即它仅能够与一个牙盘组合使用。
实际上，传动链条在牙盘处的缠绕直径的可能变化将引起链条引导件的旋转以及因此上滑轮的在竖直方向上的移位。
第二种类型的后变速器几乎不能与飞轮组合使用，其中在最小链轮和最大链轮之间有齿数的显著差异。
实际上，为了确保变速器的充分偏移，后变速器的连接杆应特别长，结果是变速器的占用的空间和重量增大。
为了尝试避免以上问题，已经开发了具有混合连杆机构的后变速器，即铰接四边形的铰接轴线相对于勾爪轴线倾斜且滑轮具有小于15mm的偏心率。
上滑轮的这种偏心率允许铰接四边形的连接杆的尺寸被保持为较小，并且同时，当使用前变速器时，不引起大的缺点。
因此，当想要采用在最小链轮和最大链轮之间的齿数差大的飞轮时，则与前变速器组合地使用具有混合连杆机构的后变速器。
申请人已经注意到：在自行车尤其是竞赛自行车中，始终重要的是尝试减小重量，并且同时尝试向自行车手提供宽范围的齿数比。
申请人已经意识到：通过提供具有大偏移的飞轮，即其中在最小的链轮和最大链轮之间有齿的显著差异，并且因而在两个相邻链轮之间的直径上有大的差异，能够为自行车手提供可能齿数比的相当大偏移。
技术实现要素：
本发明因此涉及一种后变速器，包括：
-铰接四边形连杆机构，所述铰接四边形连杆机构具有基部本体、可移动本体和一对连接杆，所述一对连接杆沿彼此平行且与参考平面垂直的相应铰接轴线铰接至所述基部本体和所述可移动本体，所述；
-所述基部本体能够沿勾爪轴线连接至自行车框架；
-链条引导件，所述链条引导件绕第一旋转轴线可旋转地连接至所述可移动本体；
-上滑轮，所述上滑轮绕第二旋转轴线可旋转地连接至所述链条引导件；
-所述第一旋转轴线与所述第二旋转轴线平行且间隔开偏心距；
-铰接四边形的倾斜角度由所述勾爪轴线和所述参考平面在经过所述勾爪轴线且与所述参考平面垂直的平面上形成的角度限定。
优选地，所述倾斜角度大致被包括在5°与40°之间(包括极值)，并且所述偏心距被包括在18mm与50mm之间(包括极值)。
申请人已经意识到：作为在最小链轮的齿数和最大链轮的齿数之间的差的函数，在上滑轮的偏心距和铰接四边形的倾斜角度之间有确保后变速器的良好操作的最优组合或多个最优组合。
申请人已经注意到：在上滑轮的偏心距和铰接四边形的倾斜角度之间的可能组合是几乎无限的，因为这些距离和这些角度能够在零和有限数之间连续地变化。
申请人已经发现：通过布置大致被包括在5°与40°之间的倾斜角度(包括极值)以及被包括在18mm与50mm之间的偏心距(包括极值)，后变速器确保了与大量互相不同的飞轮一起的良好操作。
以这种方式，能够使用具有大的偏移的飞轮，即其中在最小链轮和最大链轮之间有相当大的齿差异，并且因此在相邻链轮之间的直径有大的差异，从而确保上齿轮对链轮的冲击不阻碍后换档，并避免太长的连接杆。
申请人已经发现：其中倾斜角度大致被包括在5°与40°之间(包括极值)并且偏心距被包括在18mm与50mm之间(包括极值)的后变速器允许以平稳和高效的方式(优选地当没有前变速器时)使用例如11-29型(第一个数指示最小链轮的齿数，并且第二个数指示最大链轮的齿数)、10-42型、10-50型和甚至9-55型的飞轮。
申请人也已经注意到：通过布置其中倾斜角度大致被包括在5°与40°之间(包括极值)并且偏心距被包括在18mm与40mm之间(包括极值)的后变速器，也能够与后变速器组合地使用前变速器，在任何情况下都确保后变速器的合理功能。
勾爪轴线是用于形成本发明的变速器的一部分的元件的主参考轴线；方向的所有指示和类似指示诸如“轴向的”、“径向的”、“周向的”、“直径的”都将参考它；同样地，涉及径向方向的指示“向外”和“向内”必须被理解为意思是离开或朝向该轴线。轴向方向因而平行于自行车的飞轮的延伸方向，该延伸方向与后轮的毂的旋转轴线重合。
本发明的后变速器能够单独或组合地包括一个或更多个下列优选特征。
优选地，所述倾斜角度被包括在5°与30°之间。
申请人已经发现：超过约40°更优选地超过约30°的倾斜角度，则连接杆的长度将太大以致不能保持变速器的重量低。
申请人已经进一步发现：小于5°的倾斜角度将需要太显著的偏心率，在换档期间有上滑轮与链轮干涉的风险。
优选地，所述偏心距被包括在20mm与50mm之间，更优选地所述偏心距被包括在25mm与50mm之间。
申请人已经发现：18mm是确保连接杆的可接受长度的上滑轮的最小偏心率。
优选地，所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线彼此大致平行。
优选地，随着所述倾斜角度增大，所述偏心距减小。
优选地，以度表示的所述倾斜角度与以毫米表示的所述偏心距之间的比率被包括在0.1与2.2之间。
优选地，随着倾斜角度增大，在倾斜角度和偏心距之间的比率增大。
优选地，随着在最大链轮的齿数和最小链轮的齿数之间的差增大，最大可允许偏心距增大。
优选地，所述一对连接杆中的第一连接杆的两个铰接轴线之间的距离在经过另一个连接杆的铰接轴线的平面上的投影比所述另一个连接杆的两个铰接轴线之间的距离短。
当铰接四边形变形以从与轴向内部位置处的飞轮的最小链轮上接合对应的轴向最外部位置通过时，通过两个连接杆的不同长度的效应，可移动本体平移并相对于固定本体旋转。
这意味着链条引导件以及它的第二旋转轴线(即上滑轮的旋转轴线)相对于固定本体旋转。
由于传动链条接合上滑轮从而将传动链条本身垂直于第二旋转轴线定向，所以取决于链条引导件的位置，传动链条被在不同方向上定向。
通过适当地布置两个连接杆的长度，即使当彼此不平行时，也能够确保上滑轮始终将传动链条朝向牙盘定向。
优选地，当链条引导件被布置在轴向最外部位置和轴向最内部位置之间的中间距离处时，第二旋转轴线平行于勾爪轴线。
优选地，当链条引导件被布置在轴向最外部位置处时，第二旋转轴线在第一角度方向上采取相对于勾爪轴线的最大倾斜。
优选地，当链条引导件被布置在轴向最内部位置处时，第二旋转轴线在与第一角度方向相反的第二角度方向上采取相对于勾爪轴线的最大倾斜。
当仅使用单个牙盘时，这是特别有利的。
优选地，所述第一旋转轴线相对于所述第二旋转轴线而言被布置成离所述勾爪轴线较大的距离。
上滑轮被布置在相对于第一旋转轴线更前进的位置中，即它被布置成相对于第一旋转轴线而言更靠近牙盘。
后变速器能够是机械型的或机电型的。
特别地，通过由命令置于牵引下的控制缆线，所述铰接四边形连杆机构能够在所述链条引导件的轴向外部位置和所述链条引导件的轴向内部位置之间变形。
优选地，通过复位弹簧，所述铰接四边形连杆机构能够在所述链条引导件的轴向内部位置和所述链条引导件的轴向外部位置之间变形。
可替换地，通过电致动器，所述铰接四边形连杆机构能够在所述链条引导件的轴向外部位置和所述链条引导件的轴向内部位置之间变形，并且反之亦然。
本发明的后变速器优选地能够与飞轮组合使用，所述飞轮在具有最大直径的链轮与具有最小直径的链轮的齿数之间的差大于或等于20。
附图说明
根据参考附图对本发明的一些优选实施例作出的以下详细描述，本发明的进一步的特征和优点将变得更清楚。
在这些附图中，
-图1是根据本发明的后变速器的透视图；
-图2以后视图示出图1的变速器；
-图3是图2的变速器的侧视图；并且
-图4和图5是在两种可操作构造中的图1的变速器的后视图。
具体实施方式
参考附图，示出整体上以10指示的自行车后变速器。
后变速器10适用于使传动链条(未示出)在与自行车后轮相关联的多个链轮100之间移位。这些链轮100是彼此不同的尺寸(如图4和图5中所示)，且沿轴向方向同心地相邻，并绕与后轮的旋转轴线重合的轴线X旋转。
后变速器10包括铰接四边形连杆机构11，该铰接四边形连杆机构11具有通过一对连接杆13、15(图1)连接在一起的基部本体12和可移动本体14。
第一连接杆13在第一铰接轴线A处被铰接至基部本体12，且在第二铰接轴线B处被铰接至可移动本体14，而第二连接杆15在第三铰接轴线C处被铰接至基部本体12，且在第四铰接轴线D处被铰接至可移动本体14。
基部本体12被设计用于通过铰接元件16固定至自行车框架。
与预加载弹簧(未示出)相反，铰接元件16将铰接四边形11可旋转地联接至自行车框架。
铰接元件16沿与飞轮100的旋转轴线X平行的勾爪轴线F与自行车框架联接。
在铰接四边形11中与基部构件12对置的可移动本体14绕第一旋转轴线R可旋转地与链条引导件21联接。
链条引导件21能够相对于绕第一旋转轴线R旋转的可移动本体14摆动，以允许传动链条在飞轮100的不同链轮上的不同的缠绕直径。
为此，在链条引导件21和可移动本体14之间设置连接销30(图1)，用于张紧传动链条的弹簧(未示出)在该连接销30上作用，以将一对力施加至链条引导件21并确保传动链条与由此接合的链轮无关地始终在张紧下。
这种弹簧优选地与作用在铰接元件16上的预加载弹簧重合。
连接销30配备有用于调节链条张紧弹簧的预加载的系统。
链条引导件21包括上滑轮22和下滑轮23，传动链条部分地绕该上滑轮22和该下滑轮23缠绕。
下滑轮23被可旋转地稳固至链条引导件21的两个对置板24、25。
上滑轮22被可旋转地稳固至链条引导件21的两个板24、25中的至少一个板24，优选地稳固至板24、25两者。
两个滑轮22、23能够绕在一些方案中彼此平行的相应第二旋转轴线RS和第三旋转轴线RI旋转。
第二旋转轴线RS和第三旋转轴线RI在变速器10的操作期间始终保持隔开相同距离。
第二旋转轴线RS不与第一旋转轴线R重合。
特别地，如图3中所示，上滑轮22的第二旋转轴线RS被布置成离链条引导件21的相对于可移动本体14而言的第一旋转轴线R偏心距E。
偏心距E在变速器10的操作期间保持恒定。
为了使链条引导件21移位并执行换档，铰接四边形11必须变形。
为此，规定变速器的致动构件40适用于改变铰接四边形连杆机构11的构造，以便确定在可移动本体14和基部本体12之间的相对移位并因此确定链条引导件21相对于飞轮100的移位。
致动构件40能够是如附图中所示的示例中的完全机械型的或机电型的。
在机械致动构件40的情况下，由被布置在自行车框架上或者优选地被布置在手把上的控制件致动鲍登型的控制缆线。
控制缆线在第一连接杆13和基部本体12之间作用使得：当被置于张紧下时，控制缆线驱动第一连接杆13相对于基部本体12旋转，从而使铰接四边形11变形。
这种变形允许可移动本体14以沿轴向方向的移位分量平移，并且因而允许链条引导件21移位至飞轮100的不同链轮。
复位弹簧作用在基部本体12和两个连接杆13、15中的一个连接杆之间，在控制缆线被松开时，该复位弹簧使铰接四边形11变形，从而使链条引导件21在相反方向上平移。
在机电致动构件的情况下，电致动器41在基部本体12和两个连接杆13、15中的一个连接杆(优选为如图1中所示的第二连接杆15)之间作用。
可替换地，电致动器41能够在基部本体12和第一连接杆13之间(或者在基部本体12和第二连接杆15之间)的一个铰接轴线A、C上作用。
由自行车手通过作用在被布置在手把上的控制件上执行的在第一可操作模式下的致动器41的激活使连接杆13、15在第一角度方向上相对于固定本体12旋转，且因此使铰接四边形11变形。
铰接四边形11的变形确定可移动本体14的移位(该移位具有沿第一轴向方向的分量)，并且因而使链条引导件21移位至飞轮100的不同链轮。
由自行车手通过作用在被布置在手把上的控制件上执行的在第二可操作模式下的致动器41的激活使连接杆13、15在与第一角度方向相反的第二角度方向上相对于固定本体12旋转，且因此使铰接四边形11变形。
铰接四边形11的变形确定可移动本体14的移位(该移位具有沿第二轴向方向的分量)，并且因而使链条引导件21移位至飞轮100的不同链轮。
与致动构件40的类型无关，由铰接四边形11的变形致动的链条引导件21的移位具有使上滑轮22移位至必须被传动链条接合的链轮的功能。
特别地，上滑轮22被平移，使得它位于飞轮100的链轮的下方，离每一个链轮的距离都在变速器的整个偏移期间尽可能地保持恒定。
如图4和图5中能够看到，经过飞轮100的最小链轮和最大链轮的两个径向最外点的直线T相对于旋转轴线X倾斜，且因而相对于勾爪轴线F倾斜角度P。
由铰接四边形11的变形致动的可移动本体14的平移和因而链条引导件21的平移是沿相对于勾爪轴线F且因而相对于飞轮100的旋转轴线X倾斜的方向发生的平移。
关于这一点，铰接四边形11相对于勾爪轴线F倾斜一个倾斜角度Q(在图2中表示)。倾斜角度Q由勾爪轴线F和参考平面REF在经过勾爪轴线F且与参考平面REF垂直的平面上形成的角度限定。
参考平面REF(该参考平面REF的直线在图2中可见)是与铰接四边形11的铰接轴线A、B、C、D垂直的平面。
跟随铰接四边形11的变形的可移动本体14的平移的方向相对于勾爪轴线F倾斜倾斜角度Q。
上滑轮22也与可移动本体14一起被平移，因为后者在它的平移期间设定链条引导件21的运动。
由于在可移动本体14的平移期间传动链条与飞轮100的新链轮接合，所以传动链条在飞轮100上的缠绕直径改变。
这确定了链条引导件21绕第一旋转轴线R的旋转，且因此确定了上滑轮22的第二旋转轴线RS相对于可移动本体14的移位。这种移位的尺寸与偏心距E成正比。第二旋转轴线RS执行的相对于可移动本体14的移位沿圆弧发生，该圆弧的中心与链条引导件21的第一旋转轴线R重合，并且该圆弧的半径与偏心距E重合。
上滑轮22被布置在相对于链条引导件21的第一旋转轴线R而言的朝向自行车的牙盘的相反侧上。因此，随着传动链条在飞轮100上的缠绕直径增大，即为了朝向更大的链轮换档，链条引导件21的旋转确定了上滑轮22的移位，该移位的方向为径向离开勾爪轴线F。
相反，随着传动链条在飞轮100上的缠绕直径减小，即为了朝向较小的链轮换档，链条引导件21的旋转确定了上滑轮22的移位，该移位的方向为径向朝向勾爪轴线F。
以这种方式，在换档操作期间，上滑轮22的移位增加了可移动本体14的移位，使得上滑轮22能够跟随大致倾斜与飞轮100相同的倾斜角度P的轨迹。
为了确保平稳和快速换档，以六十进位度表示的铰接四边形的倾斜角度Q与以毫米表示的偏心距之间的比率被包括在0.1与2.2之间，优选地被包括在0.10与1.75之间。
随着铰接四边形的倾斜角度Q增大，偏心距E减小。
铰接四边形的最大倾斜角度Q被选择为在最小5°直至最大值40°之间。在本发明的优选实施例中，倾斜角度Q被包括在5°与30°之间。
铰接四边形11的最大倾斜角度Q被选择为使得：铰接四边形11的倾斜角度Q和与变速器10组合使用的飞轮的倾斜角度P之间的比率始终小于0.6。
偏心距决不小于18mm，且决不大于50mm。
在本发明的优选实施例中，偏心距E被选择为被包括在20mm与50mm之间，更优选地被包括在25mm与50mm之间。
对于飞轮100的每一倾斜角度P，以六十进位度表示的铰接四边形的倾斜角度Q与以毫米表示的偏心距之间的比率始终被包括在0.1与2.2之间。
下列表格示出对于不同的飞轮100即对于具有不同倾斜角度P的飞轮在倾斜角度Q和偏心距E之间的组合的一些可能示例。
具有42.8°的倾斜角度P的飞轮100例如是一个飞轮，其中最小链轮的齿数是11，并且最大链轮的齿数是29。
倾斜角度Q和偏心率E之间的比率(优选地与11-29飞轮组合)能够采取约0.25的值。
倾斜角度Q的优选值是约5°，并且偏心距E的优选值是约20mm。
具有58.7°的倾斜角度P的飞轮100例如是一个飞轮，其中最小链轮的齿数是10，并且最大链轮的齿数是42。
倾斜角度Q和偏心率E之间的比率(优选地与10-42飞轮组合)能够采取被包括在约0.15与1.66之间的值。
倾斜角度Q的优选值被包括在约5°与约30°之间，并且偏心距E的优选值被包括在约18mm与约34mm之间。
具有64.1°的倾斜角度P的飞轮100例如是一个飞轮，其中最小链轮的齿数是10，并且最大链轮的齿数是50。
倾斜角度Q(优选地与10-50飞轮组合)能够采取被包括在约0.12与约1.72之间的值。
倾斜角度Q的优选值被包括在约5°与约35°之间，并且偏心距E的优选值被包括在约20mm与约42mm之间。
具有67.1°的倾斜角度P的飞轮100例如是一个飞轮，其中最小链轮的齿数是9，并且最大链轮的齿数是55。
倾斜角度Q(优选地与9-55飞轮组合)能够采取被包括在约0.10与约1.94之间的值。
倾斜角度Q的优选值被包括在约5°与约40°之间，并且偏心距E的优选值被包括在约20mm与约47mm之间。
链条引导件21的第一旋转轴线R和上滑轮22的第二旋转轴线RS彼此平行，且垂直于进一步参考平面(附图中未指示)。
该进一步参考平面平行于上滑轮22的所在平面。
进一步参考平面和勾爪轴线F限定它们之间的角度，该角度对于铰接四边形11的整个偏移而言不恒定。
特别地，当上滑轮22指向沿被称为链条线的方向时，进一步参考平面和勾爪轴线F彼此垂直。
在链条引导件21的该位置中，上滑轮22的所在平面指向牙盘，使得上滑轮22(和下滑轮23)将传动链条朝向牙盘定向。
当链条引导件21被布置在轴向最外部位置处并且因而上滑轮22被布置在飞轮100的最小链轮处(如图5中所示)时，进一步参考平面和勾爪轴线F在第一角度方向上形成最大角度。
同样地，在链条引导件21的该位置中，上滑轮22的所在平面指向牙盘，使得上滑轮22(以及还有下滑轮23)将传动链条朝向牙盘定向。
当链条引导件21被布置在轴向最内部位置处并且因而上滑轮22被布置在飞轮100的最大链轮处(如图4中所示)时，进一步参考平面和勾爪轴线F在与第一角度方向相反的第二角度方向上形成最大角度。
同样地，在链条引导件21的该位置中，上滑轮22的所在平面指向牙盘，使得上滑轮22(以及还有下滑轮23)将传动链条朝向牙盘定向。
为此，在第三铰接轴线C和第四铰接轴线D之间的距离D1在经过第一铰接轴线A和第二铰接轴线B的平面上的投影比在第一铰接轴线A和第二铰接轴线B之间的距离D2短。
在第一连接杆13平行于第二连接杆15的情况下，第一连接杆13比第二连接杆15长，使得在第一铰接轴线A和第二铰接轴线B之间的距离D2比在第三铰接轴线C和第四铰接轴线D之间的距离D1大。
铰接四边形11的变形确定可移动本体14的旋转平移，并且因此确定链条引导件21的旋转平移。
后变速器能够经历多种变型和变体，这些变型和变体都被权利要求的保护范围包含。