CN101037133B - 带有压簧的变速换档机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种带有压簧的变速换档机构，该变速换档机构用于操作自行车的轮毂变速器或者链条变速器。变速换档机构由带有锁定轮廓的换档机构壳体、带有变速线的线架以及带有突出部、止挡和接合件的把手构成。具有锁定棘爪部和张紧弹簧部的压簧作用于把手和线架之间。压簧形状配合地置于线架中并且以爪头插入换档机构壳体上的锁定轮廓中。在张紧弹簧部上，通过把手开始进行换档运动。在爪头在突出部的松开过程中被推离锁定轮廓之前，张紧弹簧部被张紧同时可逆地变形。在解除锁定作用后，线架通过压簧在放线方向上被加速。

Description

带有压簧的变速换档机构
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的、用于操作自行车变速器的、带有预紧的压簧的变速换档机构。
背景技术
变速换档装置用于卷起和松开被弹簧预紧的变速线，并且在换档间歇中固定实际的档位。这样的变速换档装置由专利申请公开文献DE 10358 438 A1和DE 1 00 43 612 A1所公开。
上述的变速换档装置分别包括换档操作件和用于拉紧或松开变速线的卷绕件以及用于定位被弹簧预紧的变速线的保持机构。换档操作件使卷绕件转动，而保持机构总是将处于未打开状态的卷绕件保持在当前档位上并由此克服变速线上的复位力。
DE 103 58 438 A1中的换档把手由换档机构壳体、线拉紧件以及呈旋把形式的操作件构成。用于拉紧、松开和保持档位的变速换档机构由锁定棘爪和张紧弹簧构成。锁定棘爪支撑在换档机构壳体中并且插入在相应的环形件上的锁定-松开轮廓中。呈螺旋弹簧或卷簧形式的张紧弹簧被导入操作件中并支持松开过程。
在DE 1 186 523中示出了一种变速换档装置，它也由换档机构壳体、线架和旋把构成。变速换档机构由棘爪和弹簧组成。棘爪设置在线架上并且插入换档机构壳体的锁定齿中。松开过程得到弹簧的支持，该弹簧也铰接在线架上。棘爪和弹簧由与线架相同的材料制成，并且与线架紧密连接或者与线架构成一个整体构件。
这两种变速换档装置有相同的功能方式。在拉紧过程中，旋把移向线架上的止挡并带动止挡。此时，锁定棘爪在相应的锁定轮廓上滑动。锁定棘爪在变速换档过程后因插入锁定齿中而固定了实际的档位。松开过程通过在松开方向上转动把手来引起并且受到张紧弹簧的支持。首先，预先实现弹簧张紧，随后通过突起部或者松开件来解除锁定棘爪朝向锁定轮廓方向被预紧的状况，这样，能够轻松地越过锁定齿。锁定棘爪在把手完成规定运动后贴靠在下个锁定齿上，同时被正卸载的张紧弹簧推动。这个过程或许还受到变速线的预紧力的支持。贴靠在锁定齿上的锁定棘爪保证了实际档位的固定，直到下次变速换档过程。
这两篇专利申请公开文献所述的变速换档装置能完全发挥功能，但在变速换档性能、张紧弹簧的可调整性以及生产成本方面仍有改进的余地。
发明内容
本发明的任务是提供一种变速换档机构，它一方面将锁定棘爪和张紧弹簧组合成一个构件，另一方面使弹簧特性的可调整性以及弹簧的可换性变得简单。
在根据权利要求的特征部分特征所提出的解决方案中，利用能有利制造的构件提供了变速换档功能，尤其是锁定和预紧功能。
根据本发明的变速换档机构也具有用于固定各档位的锁定棘爪以及预紧弹簧。借助预紧弹簧，在锁定棘爪脱开前就形成了朝向松开方向的换档力。该换档力根据弹簧预紧状况以及预紧弹簧的弹性特征线不可或缺地影响着换档性能或者换档灵敏性。本发明的压簧因将锁定功能和预紧功能组合到一个构件中而改善了所示解决方案的功能和生产成本，该构件被整合到旋转把手中或者布置在线架周围。该构件大体上是具有扁平横截面的异型弹簧。它是弯条和弯曲弹簧的组合体，并在一侧构成锁定棘爪而在另一侧构成张紧弹簧。在安装状态下，压簧处于线架和换档机构壳体之间的环形自由空间中。此外，压簧在一端以爪头卡入换档机构壳体上的锁定轮廓中并且以另一端支撑在把手的止挡上。在把手的端部或者端面上，除了所述止挡外还有其它的接合件以及突出部，它们沿轴向突入所述自由空间或者线架的相应凹槽中。压簧具有两个部分即锁定棘爪部和张紧弹簧部。在这两个部分之间，压簧是弯折的并且在此位置经过线架周面上的突起。锁定棘爪部以爪头突入换档机构壳体的锁定轮廓中并由此防止线架在松开方向上的无意转动。
如果把手在拉紧方向上移动，则线架通过至少一个插入线架上的相应凹槽中的接合件在相同方向上绕把手轴线转动。此外，爪头在锁定轮廓上滑动，且变速线被卷绕到线架上。如果继续移动把手，则也可以利用一次操作先后相继切换到多个档，其中通过被弹簧预紧的爪头的卡入声音来识别达到一个新档位。
在把手沿松开方向的换档运动中，首先张紧弹簧部被预紧，张紧弹簧部由此变形。为了避免张紧弹簧部的端部不受控制地偏移，该端部贴在把手的相应止挡上或者贴在把手的支撑机构中。借助支撑机构，可以目的明确地将换档力或者预紧力传入张紧弹簧部，张紧弹簧部随后象弯条那样动作。张紧弹簧部的可能变形通过适当的、指向压簧的、在线架周面上或在换档机构壳体的内直径上的支撑点或者支撑面来明确地调整，由此获得了有利的换档力分布。通过相应长的张紧弹簧部获得了柔和的弹性特征线，其走势跟随换档机构壳体和线架之间的自由空间的曲率或者向线架方向弯曲。在爪头因突出部的移动而被推离锁定轮廓的区域时，没有线架放线运动，而是出现把手的运动，由此张紧了张紧弹簧部。只有当达到所需的预紧力时，爪头才与路径有关地被突出部移离锁定轮廓或者越过锁定齿。如果爪头越过锁定齿，则线架的锁定被解除，被张紧的张紧弹簧部以及在松开方向上作用的线预紧力加速了线架运动。此时，线架一直继续转动，直到爪头插入锁定轮廓的下个凹窝，并且该变速换档过程或者线架放出变速线结束。如果使操作件继续在松开方向上移动，则该过程重复。于是，利用一次操作就能切换到多个档。被弹簧预紧的爪头卡入锁定轮廓的凹窝标志着到达一个新档位。
除了不复杂的、简洁的变速换档机构结构外，还通过不同地构成锁定棘爪部和张紧弹簧部来简单地制造压簧以及通过有利地设计在换档机构壳体的内直径上或在线架周面上的、尤其在张紧弹簧部区域内的可能存在的支撑点而实现了各档独立的松开位移或者松开力分布。
压簧被安置在线架和换档机构壳体之间的结构实现了很紧凑的变速换档装置结构，并且不仅适用于控制杆变速换档机构，而且适用于转把变速换档机构。
附图说明
结合多张附图来表示配备有压簧的换档旋把的实施例，用于进一步说明发明特征。
图1示出了换档旋把的主要构件。
图2示出了压簧未压紧的换档旋把的截面。
图3示出了压簧被压紧的换档旋把的截面以及张紧弹簧段的变形。
具体实施方式
在图1中示出了换档旋把的主要构件。换档机构壳体1起到承载件的作用，它具有指向内部的锁定轮廓2并且容纳挂有变速线4的线架3。为了容纳压簧5，在套于车把上的线架内壁和线架外周边之间设有安装空间。压簧5具有锁定棘爪部6和张紧弹簧部8，所述锁定棘爪部6在端部上具有爪头7。压簧5在锁定棘爪部6和张紧弹簧部8之间是弯折的。在这里，压簧5容纳在容槽中，即压簧从内侧由在线架内壁周面上的突起9以及在线架周面内的相应缺口形状配合地容纳。为了在曲折的安装空间中配置张紧弹簧部8的所需长度，张紧弹簧部8朝线架内壁方向弯曲或者弯折。在线架3的周面上设有两个凹槽10，所述凹槽容纳相应地形成于把手11上的接合件12。在把手11的端面上还有突出部13以及支撑机构14，所述突出部和支撑机构在安装状态下也像接合件12那样突入线架中。张紧弹簧部8的长度如此确定，即端部无间隙地安放在支撑机构14中。为了平衡制造公差，压簧5以较小的预紧力被安装在突起9和支撑机构14之间。
图2示出了压簧5未压紧的换档旋把的截面图。压簧5是弯曲的并且具有锁定棘爪部6和张紧弹簧部8。压簧5位于线架3的安装空间中并且由突起9以及在线架周边中的两个安置点形状配合地容纳。锁定棘爪部6明确支撑在线架内壁上的支座15上，由此还提高了自由的锁定棘爪部6的抗弯强度。在锁定棘爪部6端部上的爪头7位于换档机构壳体1的锁定轮廓2中并将实际的档位定位在1档。突出部13位于静止位置上并且不接触锁定棘爪部6。张紧弹簧部8的端部由把手11上的支撑机构14无间隙地容纳。这样保证了在松开过程中力总是在同一个位置上或者说以恒定的半径从把手11传递给压簧5。为了能将张紧弹簧部8更好地安装在线架3的曲折的安装空间内，张紧弹簧部8的局部被弯向线架内壁。此外，线架内壁的周面被压平，张紧弹簧部8能与压平部相切。
图3表示压簧5被压紧的换档旋把的截面图，尤其是示出了张紧弹簧部8的变形。把手11在松开方向上被移动并且通过支撑机构14预紧张紧弹簧部8。此外，张紧弹簧部8因形状配合地紧绷在突起9上而不可能在旋转方向上偏移，所以张紧弹簧部8径向向外地变形并抵靠在线架3的安装空间的边缘上的规定的安置点16上，或者也抵靠在把手11的边缘上。利用安置点16的位置，张紧弹簧部8的弹性特征线或者松开运动的换档力分布受到影响。只有当压簧5的张紧弹簧部已经变形时，在锁定棘爪部6端部上的爪头7才被突出部13移动越过锁定轮廓2。线架3的随后转动通过张紧弹簧部8的卸载过程并且在预紧的变速线4的支持下完成，而且与把手11的继续运动无关。
附图标记一览表
1-换档机构壳体；2-锁定轮廓；3-线架；4-变速线；5-压簧；6-锁定棘爪部；7-爪头；8-张紧弹簧部；9-突起；10-凹槽；11-把手；12-接合件；13-突出部；14-支撑机构；15-支座；16-安置点。

Claims (11)

1.一种用于操作至少一个自行车多档变速器的变速换档机构，该变速换档机构包括：
具有锁定轮廓(2)的换档机构壳体(1)；
带有变速线(4)的线架(3)；
带有突出部(13)和至少一个接合件(12)的把手(11)；
其特征在于，
在所述把手(11)和所述线架(3)之间设有带有锁定棘爪部(6)和张紧弹簧部(8)的压簧(5)，其中所述锁定棘爪部(6)具有爪头(7)，所述爪头插入所述锁定轮廓(2)中，并且所述张紧弹簧部(8)贴靠在所述把手(11)的支撑机构(14)上，
在换挡机构壳体内的锁定轮廓中容纳有线架，把手的突出部和支撑机构以及接合件突入线架中，压簧在所述锁定棘爪部和所述张紧弹簧部之间弯曲，所述压簧在此位置上支撑在所述线架周面上的相应的突起上。
2.根据权利要求1所述的变速换档机构，其特征在于，所述压簧(5)在所述锁定棘爪部(6)和所述张紧弹簧部(8)之间弯曲，所述压簧(5)在此位置上支撑在所述线架(3)周面上的相应的突起(9)上，其中在外侧上形成弯曲能够实现节省空间的压簧(5)布置。
3.根据权利要求2所述的变速换档机构，其特征在于，所述压簧(5)具有扁平的横截面，所述张紧弹簧部(8)以及所述锁定棘爪部(6)具有利于制造的笔直走向，所述张紧弹簧部(8)在松开过程中可逆地变形。
4.根据权利要求3所述的变速换档机构，其特征在于，所述张紧弹簧部(8)具有相应的长度，使得在安装状态下在所述把手(11)和所述线架(3)之间不存在间隙，或者这两个构件通过在所述张紧弹簧部(8)端部内的略微弯曲而略微相对地预张紧。
5.根据权利要求1所述的变速换档机构，其特征在于，所述支撑机构(14)包围所述张紧弹簧部(8)的端部，以便当换档力沿所述张紧弹簧部(8)的走向从所述把手(11)传给所述压簧(5)时不会使所述张紧弹簧部(8)径向位移。
6.根据权利要求1所述的变速换档机构，其特征在于，所述张紧弹簧部(8)向所述线架(3)弯曲，或者所述张紧弹簧部(8)的局部被弯折向所述线架(3)。
7.根据权利要求2所述的变速换档机构，其特征在于，为了支撑所述锁定棘爪部(6)，除了所述突起(9)外，还在所述线架(3)的周边设有一个突出的支座(15)。
8.根据权利要求1所述的变速换档机构，其特征在于，在所述把手(11)的端面上，除了所述支撑机构(14)，还设有另外的轴向延伸的附件。
9.根据权利要求3所述的变速换档机构，其特征在于，所述压簧(5)由金属材料制成。
10.根据权利要求8所述的变速换档机构，其特征在于，所述附件为突出部(13)以及至少一个接合件(12)，其中所述接合件(12)插入在所述线架(3)上的相应形成的凹槽(10)中。
11.根据权利要求9所述的变速换档机构，其特征在于，所述金属材料是弹簧钢。
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