CN104271436B - 自行车单作用换档装置及其单向操作机构 - Google Patents

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Abstract

自行车单作用齿轮换档装置(12)，其包括一个前变速器或后变速器(10、20)，所述变速器耦合到仅由一个单作用从动连接器(110、120)启动的棘轮引导机构(13)上，所述连接器附接到所述棘轮引导机构(13)，并由带可选多个单向手柄操作单元(30)的单向操作机构(15)进行操作。所述棘轮引导机构(13)针对每次换档可移除地界定并且固持所述可变速器的导板(102、202)的多个预订的稳定工作位置；并且它包括带有棘爪系统的棘齿轮(1)。并且所述单向操作机构(15)包括与唯一单作用从动连接器(110、120)并联连接的可选的多个单向操作单元(30)，以便借助于分支单作用驱动回路(115、123)区分地操作它，所述驱动回路可以使用通过推动启动的液压回路(115、115'、115")布置，或使用通过拉动启动的柔性拉线(123、123’)和壳体(124)布置。

Description

自行车单作用换档装置及其单向操作机构
技术领域
本发明涉及一种用于链条传动系统的自行车单作用换档装置，所述系统并入有多个链环或链轮，以便获取不同的齿轮比，所述装置包括耦合到引导机构的变速器，所述引导机构由单向操作机构驱动以便进行转换，方法是在后变速器的情况下使链条从一个链轮切换到另一个链轮，或者在前变速器器的情况下从一个链环切换为另一个链环。
背景技术
大部分自行车使用链条传动系统，其中踏板力从附接到牙盘上的链环传送至附接到后轮上的链轮。通常在后轮上有一组链轮，这组链轮可以与牙盘上的多个链环相结合，以获得大量的齿轮比。换档装置用于在车轮处在牙盘的替代的不同的链环之间和/或替代的不同的链轮之间切换链条。
自行车的将链条从一个链轮切换至另一个链轮的可用机构称为后变速器，而将链条在不同链环之间切换的机构称为前变速器。后变速器与链条的非驱动部分协作，因此它提供双重职责：首先，在后链轮之间切换链条，其次，确保链条没有松动。为了达成保持链条承受张力的第二任务，后变速器需要借助于带多个滑轮和至少一个弹簧的导板拉动链条的缺失部分。否则，这两种变速器工作原理一样：它们具有浮动式链条引导笼或导板，所述浮动式链条引导笼或导板通过骑自行车者作用在换档杆上发生横向移动以改变齿轮。
后变速器控制单元界定的位置的数目与啮合到后轮的链轮的数目一样多，但在前变速器的情况下并不总是遵循此标准，因为有时同一个链环与不同的变速器位置相关联，以确保十字链在工作时没有通过摩擦而产生噪音，例如在通过外部链环和内部链轮工作时。
为了支撑所述浮动式导板需要可移动部件，其通常作为具有平行四边形结构的摇臂来使用，所述摇臂由对导板的承载结构进行配置的两个平行的半摇臂组成。换档动作引起可移动部件的移动，通常是旋转，并且因此引起所述导板的横向位移。
目前在现有技术中，广泛使用的是博登拉线(Bowden cable)手动操作式变速器。在这些拉线操作式换档系统中，主弹簧朝第一方向推动可移动部件，到达其工作范围的一端，而拉线则在与所述第一方向相反的第二方向上工作，界定变速器工作位置以啮合 确定的齿轮。为了能够可移动地界定并且保持对应于齿轮的不同位置，通常使用的是在手把处附接到换档杆上的棘轮引导机构。这些棘轮引导机构基本上包括：基座部件，其支撑界定变速器工作位置的带齿的棘齿轮；滑轮，其附接到所述棘齿轮以便向上拉动并且拾取拉线；锁定元件，其用于对抗上述主弹簧的作用紧固棘齿轮位置，所述主弹簧位于变速器所在处的拉线的另一端；以及驱动元件，其附接到第一换档杆上，并偏向棘齿轮，仅在由所述换档杆驱动时进行啮合。所述驱动元件推动拉动拉线的棘齿轮，从而使变速器笼在上述第二方向上移动。当所述第一换档杆返回到其静止位置时此驱动元件由于释放构件而分离。
上述棘齿轮通常作为完全或部分齿轮使用。锁定元件和棘齿轮齿形状能够允许车轮对抗主弹簧的作用在上述第二方向上自由旋转。在另一方面，为了使棘齿轮在所述第一方向上旋转，必须让由换档杆操作的推出元件释放锁定元件以便啮合下一个棘齿轮齿。操作推出元件的换档杆在双重作用操作装置的情况下可以是第二个换档杆，或者在单作用操作装置的情况下可以是上述第一个换档杆，即，它是单换档杆。有若干文档已经公开了这两种选择，引用Shimano的EP0485955作为双重作用操作的实例，以及Armstrong的US3972247作为单作用操作的实例。
此外，必须提到一个替代性实施例，其中双重作用棘齿轮并不用作车轮，而是用作线性带齿元件，如在文档US2008115616中所公开的，其中引导机构已被附接到位于手把处的换档杆上。
因为自行车包括：涉及两个变速器的至少一个接合部以使车把能够旋转；以及至少一个其它接头，所述接头由于其链条张紧器的功能而影响后变速器，驱动的拉线需要柔性的壳体以便对其进行支撑。需要让拉线承受张力，无论壳体布线形状如何，从换档器到变速器都尽可能地锚固。
但是这些壳体和拉线在操作中缺乏精确度，一方面是由于在拉线/壳体套件的张力-压缩作用下的弹性行为，另一方面是由于拉线与其壳体之间的自由空间。受磨损、润滑状态和污垢的影响，在装配过程中该间隙大小也会发生变化。此外，内部钢拉线的硬度是基本参数，这是由于其对操作精度的影响，以及在所有拉线工作寿命期间的所述精度的保持。因此，随着拉线通过过滑轮并且弯曲以符合所涉及的组件的形状，内部钢拉线遭受修改其在工作方向上的硬度的永久变形，因此降低了性能精度。
因此，在使用位于换档杆处的引导机构的齿轮变速系统中缺少精确度，所述换档杆通过博登拉线链接到变速器。
必须提到的是，若干文档示出了布置在手把上的类似的控制解决方案，但是它们在 变速器上的作用是通过液压回路而不是拉线实现的。这样的实例包含Shimano的US2007163378A1，其公开了双重作用换档操作。
此外，DE19514267A1描述了一种双重作用液压换档系统，所述系统具有耦合到变速器的引导机构，但没有采用上述那样的棘轮机构，引用了与Acros公司及其用于山地车的双重作用A-GE系统相似的情况。
另一方面，在近期的竞赛和高端自行车中还存在由电池供电并由CPU控制的电子变速器，例如，在Shimano的EP1832504中公开的系统。通过这些系统，可以获得非常优异的性能，但重量，尤其是价格是非常不利的。在日常使用中它们还会带来额外的缺点，例如忘记停止电池的充电或由于不良防水性造成的故障。
上述发明的背景是在优选实施例中提出的文档-Armstrong的US3972247，博登拉线换档系统，其中变速器响应于单个换档杆的单向移动而作用。因此，杆的短冲程将改变上述第一方向上的变速器位置，而所述杠杆的长冲程将在相反的方向上移动变速器，加载主弹簧，并且将导板移动确定的距离，以便将链切换到相应的链轮或链环。这种单作用操作已经被SRAM EP1698550成功采用。在这两个文档中引导机构已经附接到操作控制杆，所述操作控制杆包括位于手把处的换档器。
在所提到的US3972247中，Armstrong也曾考虑过替代地使引导棘轮机构附接到变速器本身上，增加操作精度、避免常见的松动以及与博登拉线系统相关的紊乱。然而，所述替代实施例并没有成为实际产品。
Armstrong所公开的另一替代实施例考虑放置引导棘轮机构，将其基座部件附接到单个换档杆与变速器之间的中间位置中的自行车车架换上，借助于博登拉线进行这两种连接。
这后两个引用文档涉及基本上相同的单作用引导棘轮机构，所述机构包括上述常见组件：主弹簧、棘齿轮、锁定元件等，以及与驱动元件啮合的作用部件。所述驱动元件仅在所述作用部件由单个换档杆操作时啮合棘齿轮而作用。所提到的这些棘轮引导机构的基本特征在于作用部件或驱动元件配备有推出元件，以释放锁定组件，因此无需第二换档杆。
恰好在遵循所提到的第二方向的作用部件位移范围起点处(对应于换档杆位移范围的起点)，并且在驱动元件啮合棘齿轮之前，所述推出元件释放锁定组件，使其与先前紧固的棘齿轮齿分离。于是，由主弹簧移动的棘齿轮遵循所提到的第一方向，即向后的方向，朝向驱动元件移动，并仍然等待换档杆操作以重新啮合锁定元件。当单个换档杆向下移动较短距离时，此棘齿轮会在第一方向上移动，啮合之后的齿，或当单个换档杆 向上移动较长距离时，它将在所述第二方向上移动，啮合之后的一个或多个齿。
为了操作棘轮引导机构，骑自行车者通常握住位于手把上某处的变速装置，在手动系统的情况下使用则换档杆，或者在电子系统的情况下使用按钮。左手通常控制前变速器，而右手控制后变速器。这些杆或按钮布置成靠近自然的顺手位置以获得安全性和有效性。因此，它们通常与制动杆耦合，并且在公路竞赛自行车的情况下，每个换档杆被整合到具有一个制动杆的单个壳体套件中，因此容纳的单个操作单元对应于每一只手，包含用于一个刹车的杆以及用于一个变速器的杆。
然而，在计时赛自行车(在三项全能运动中频繁地使用)的情况下，手把包括两个用于手的抓握的两个分开较远的区域：第一个是天然的自行车转向支撑，其中双手位于牛角形手把(称之为基底把)上的两个末端处；而第二个则是啮合在中央基底把区域处的两个前延伸把，用于在骑自行车者处于气动位置时手能够抓握。然后在这种手把布置中，制动杆位于基底把的末端处，因为此处是最大稳定性以及控制抓握位置；而手动换档杆通常在延伸把中，因为这是符合气动力学性能的自然抓握处。此处电子系统更有优势，因为它们能够具有多个按钮来执行同一动作，能够从两个抓握区域中进行换档，进而在竞赛中获得更高的安全性和效率的改进。
发明内容
本发明的目标在于获得自行车换档系统的整体改进，升级操作精度、维护、可靠性、安全性、价格，并且获得重量减轻。
为此，提出了一种“单作用换档装置”，所述装置由“单向操作机构”驱动。
●所述单作用换档装置包含一个变速器(前或后)，所述变速器耦合棘轮引导机构，所述机构仅由附接到所述棘轮引导机构的一个单作用从动连接器启动。
●所述单向控制机构包括一个或多个单向手柄操作单元，每个单元都包括耦合单作用主连接器的单个换档杆，以及单作用驱动回路。
首先将提到所述单作用换档装置的组件。
上述变速器包括：变速箱器主体、可移动部件和链条导轨或浮动导板。变速器主体负责支撑承载所述导板的可移动部件。
所述单作用棘轮引导机构包括基底部件，所述部件用于布置带齿的棘齿轮，所述棘齿轮具有锁定元件和驱动元件，用于按顺序锁定和释放棘齿轮位置。由于主弹簧，棘齿轮在第一个方向上受到偏置，直到其位移范围的末端；相反，锁定元件反作用与棘齿轮，从而阻碍上述第一方向上的移动。上述棘齿轮机械连接至变速器的可移动部件，以便确定导板相对于不同档位的位置。此外，上述驱动元件由驱动部件携带，从而能够在第一 方向上相对于棘齿轮进行移动，而在相反的第二方向上，由于上述单作用连接器的驱动，能够进行机械耦合从而控制单作用棘轮引导机构。此外推出元件也受上述动作部件驱动，以便将锁定组件在每次换档动作的初期从其锁定位置释放，即动作部件完全向前位移，被称为弹出范围。
其次，上述单向控制机构可能包含多个单向把手控制单元，这些单元通过单作用驱动分支回路并联连接至上述自行车换档装置，并由液压或博登拉线组件控制，用自行车换档装置的单作用连接器连接上述单向把手控制单元。
此外，每个单向控制单元包含一个单换档杆或按钮，并耦合了单作用主连接器。上述单换档杆只能作用于回应单向移动，因此其短冲程可以让变速器的导板产生向下的位移，长冲程则可以产生向上的位移。
此外，每个上述单向控制单元还可以集成在一个把手壳体中，制动杆紧邻换档杆；因此一个单元对应一只手，包括制动控制杆和变速器控制杆。
因此，在本发明的优选实施例中，建议液压单作用换档装置带液压单向控制机构，并可能配备多个单向把手控制单元，以便可区分地操作同一个变速器和液压单作用驱动分支回路。在这种情况中，上述单作用从动连接器包括一个液压从动活塞和主气缸。每个上述控制单元通常位于车把上，由单向单一换档组成，并耦合了一个由液压主活塞和主气缸的主连接器。为了控制单作用驱动回路，换档杆控制主缸内的活塞，因此推动液压流体进入回路，从而将动力传输至单一单作用连接器。
在本发明的一个替代实施例中，自行车换档装置带有拉线单向控制机构，包括拉线单作用驱动分支回路和多个单向控制单元，来分别控制一个变速器。这一排布方式与自行车越野赛中广泛使用的制动杆相似。上述单作用从动连接器包括一个拉线滑轮或环形连接杆。每个上述控制单元通常位于车把上，由单向单一换档组成，以便拉动拉线，耦合一个由拉线主滑轮的单作用主连接器。
在所述拉线实施例中，与液压方案相比，单向控制机构摩擦更大、维护更多，且在连接分支拉线时无法提供更优秀的解决方案。但有意思的是，它依然是自行车行业最为普遍的技术，大概是因为价格便宜。
本发明的一个基本要素是采用多个控制单元来分别控制同一个自行车换档装置，如同在电子系统中一样，来增加骑自行车者的安全度和效率性。这一功能的实现通过换档系统的单向操作：首先是只作用在一个方向上的单换档杆；其次是单作用驱动回路分流到上述单向驱动组件；最终单作用棘轮引导机构至需要操作一个作用组件通过从动连接器。
对于自行车公路比赛的把手控制单元，由于人体大小，其体积是一个关键因素，因此在一个把手壳体内同时集合制动和换档控制单元。这是一个现有技术中液压换档系统没有解决的问题，但是此发明的液压方案公布了一种解决方案，即通过移除换档组件中的引导机构，或在主连接器中使用单作用主缸，从而比一个双作用主气缸或两个单作用主气缸占用更小的空间。
另一个改进是通过在单作用驱动回路末端将棘轮引导机构连接至变速器，增加了换档精确度。这种方法更推荐在拉线操作结构中，因为不受装配导线/导管的弹性或其间隙、清洁度及润滑状态影响。此外，其准确度能与电子变速系统相似，我们可以通过后动操作机械系统获得相似的准确度和成本。而且，这种准确度不依附于液压或拉线单作用驱动回路，电子系统可能受水和电池寿命不确定性的影响，而该系统无此顾虑，因此可靠性更高。
最后，我们还良好地控制了传统机械系统的重量，使用钢材拉线和导管，因为我们可以针对单向控制机构使用更纤细或人造材料。而至于液压单作用驱动回路，我们减轻了其本身回路的重量，其中包括塑料管和流体，比钢材拉线和导管重量更轻。
附图说明
●图1A和图1B示出了耦合棘轮引导机构(13)的前变速器(10)，以确定其导板(102)的定位。还可以看到变速器主体(101)、作为两个半摇臂(103和104)使用的可移动部件(303)、主弹簧(105)、静止构件(14)和可移动部件延伸部(104')。
●图2A和图2B示出了液压自行车单作用换档装置(12)，其包括前变速器(10)、棘轮引导机构(13)，以及液压单作用从动连接器(110)，所述连接器继而包括作为所述棘轮引导机构(13)的操作元件的从动气缸(111)和从动活塞(112)。此外，液压从动活塞(112)啮合从动齿条(113)，所述从动齿条移动附接到主轴(4)上的从动小齿轮(114)以整合地移动动作部件(5)。
●图3A、图3B和图3C示出针对液压自行车单作用换档装置(12)的一个替代实施例，所述装置包括前变速器(10)、棘轮引导机构(13)，以及液压单作用从动连接器(110)，所述连接器继而包括作为所述棘轮引导机构(13)的操作元件的从动气缸(111)和从动活塞(112)。此外，液压从动活塞(112)啮合从动齿条(113)，所述齿条移动附接到动作部件(5)的从动小齿轮(114)。此外，还有次级弹簧(122)，所述弹簧迫使从动活塞(112)稳定地保持在其静止位置上。
●图4A和图4B示出针对液压自行车单作用换档装置(12)的另一实施例，所述装置包括前变速器(10)、棘轮引导机构(13)的线性实施例和液压单作用从动连接器 (110)，所述连接器继而包括作为所述棘轮引导机构(13)的操作元件的从动气缸(111)和从动活塞(112)，它们整合在具有动作部件(5)的同一元件中使用。此外，还有次级弹簧(122)，所述弹簧迫使从动活塞(112)稳定地保持在其静止位置上。
●图5A和图5B示出针对自行车单作用换档装置(12)的拉线实施例，所述装置包括耦合棘轮引导机构(13)的前变速器(10)，以及拉线单作用从动连接器(120)，所述连接器继而包括作为所述棘轮引导机构(13)的启动元件的拉线(123)和相应拉线从动轮(121)。此外，还有次级弹簧(122)，所述弹簧迫使从动轮(121)稳定地保持在其静止位置上。
●图6A和图6B示出了耦合棘轮引导机构(13)的后变速器(20)，以确定导板(202)的定位。还可以看到变速器主体(201)、作为两个半摇臂(203和204)使用的可移动部件(403)、主弹簧(205)、静止构件(14)和可移动部件延伸部(203')。
●图7A和图7B示出针对棘轮引导机构(13)的优选实施例，所述机构包括以下组件：基底部件(0)、棘齿轮(1)、带锁定元件延伸部(21)的锁定元件(2)、驱动元件(3)、主轴(4)、动作部件(5)、带次级侧面楔形(62)的推出元件(6)、作为属于基底部件基(0)的突出的释放构件(7)，以及传动总成(8)，所述传动总成包含：牵引元件(80)、齿条(81)和小齿轮(82)、调节元件(83)和违背元件(9)。
●图8使用图7的棘轮引导机构的部分的图示出对应于完整的单次向上位移的移动的时序T01、T02...直至T08，领会到驱动元件(3)、棘齿轮(1)、释放构件(7)的不同位置，由静止构件(14)确定的动作部件(5)的静止位置，所述静止构件固定到基底部件(0)、锁定元件(2)和锁定元件延伸部(21)，所述延伸部具有被称为锁定元件外围楔形(211)和锁定元件件侧面楔形(212)的两个功能表面。
●图9对应于棘轮引导机构的移动的时序T01、T02...直至T08，与图8中的完整的单次向上位移对应，并且通过前者的正交视图，示出了锁定元件(2)驱除中涉及的元件的行为，所述驱除借助于与推出元件(6)的主要外围楔形(61)接触的其锁定元件侧面楔形(212)表面，所述推出元件由滑片弹簧(60)加载并且由动作部件(5)支撑。
●图10示出了针对对应于图4的棘轮引导机构(13)的线性实施例的细节，所述机构包含：基底部件(0)、棘齿轮(1)、锁定元件(2)、驱动元件(3)、与液压从动活塞(112)整合在同一元件中使用的动作部件(5)、推出元件(6)、释放构件(7)和传动总成(8)。此外，可以看到其液压单作用从动连接器(110)包括上述液压从动活塞(112)、从动气缸(111)和相应的单作用驱动回路(115)。
●图11A示出了具有单换档杆(116)和液压单作用主连接器(32)的液压单向操作单元(30)，所述单元包括连接到液压单作用驱动回路(115)的液压主气缸(311)和主活塞(312)。在图11B、图11C和图11D中可以看到拉线动作单向操作单元(30)的剖面图，所述单元带有单个换档杆(126)和连接到拉线单作用驱动回路(123)的拉线主滑轮(321)。
●图12A和图12B示出了用于自行车公路竞赛的单向液压操作单元(30)，所述单元带有耦合液压单作用主连接器(32)的单个换档杆(116)，所述连接器继而包括液压主气缸(311)和液压主活塞(312)，所述主气缸和主活塞整合到带有制动主连接器(40)的单把手壳体中，所述连接器包括液压制动主气缸(411)和液压制动器主活塞(412)，所述主气缸和主活塞连接到单个换档杆(116)旁边的液压制动杆(410)上。
●图13A和图13B示出了由拉线驱动的单向操作单元(30)，所述单元包括单个操作杆(416)和单作用主连接器(32)，所述连接器继而包含拉线主滑轮(321)和单作用驱动回路(123)。在此特定实施例中，此操作杆(416)取决于骑自行车者对杆进行的移动的种类具有两种功能：在一方面是对其进行旋转以操作自行车换档装置，并且在另一方面是推动它以操作自行车制动系统。
●图14示出了并入有两个独立液压自行车单作用换档装置(12)的自行车：一个包括耦合棘轮引导机构(13)和液压单作用从动连接器(110)的后变速器(20)；而另一个包括耦合棘轮引导机构(13)和液压单作用从动连接器(110)的前变速器(10)。此外，每个自行车单作用换档装置(12)都连接到液压单向操作机构(15)，所述机构通过其相应的液压单作用驱动回路(115)链接每个液压单作用从动连接器(110)与其位于自行车手把上的相应的单向操作单元(30)。
●图15示出并入了图2的液压自行车单作用换档装置(12)的自行车，其中液压单作用从动连接器(110)连接到液压单向操作机构(15)，所述机构包括分支的液压单作用驱动回路(115、115'、115″)，所述回路将其链接到两个液压单向操作单元(30)，所述操作单元并联连接并且位于手把上(一个在对应于计时位置的延伸把上，另一个在原始基底把位置中)。
●图16示出了并入针对液压自行车单作用换档装置(12)的一个替代实施例的自行车，所述装置包括前变速器(10)、棘轮引导机构(13)和仅一个液压单作用从动连接器(110)，后两者固定到自行车车架上。所述液压单作用从动连接器(110)与液压单向操作机构(15)连接，所述机构包括分支液压单作用驱动回路(115、115'、115″)，所述回路将其链接到两个单向操作单元(30)，所述操作单元并联连接并且位于手把上。 还可以看出针对传动总成(8)的一个替代实施例包括：液压传动主连接器(84)、液压传动从动连接器(85)和液压单作用传动回路(86)。
●图17示出并入了图5的自行车单作用换档装置(12)的自行车，其中拉线单作用从动连接器(120)连接到拉线单向操作机构(15)，所述机构包括分支拉线单作用驱动回路(123、123’)，所述回路带有其相应的壳体(124、124')，所述回路将其链接到两个拉线单向操作单元(30)，所述操作单元并联连接并且位于手把上(一个在对应于计时位置的延伸把上，另一个在原始基底把位置中)。
具体实施方式
提出一种液压自行车单作用换档装置(12)，其包括前变速器(10)或后变速器(20)，所述变速器附接单作用棘轮引导机构(13)，因此所述机构仅通过一个从动连接器作用，所述连接器是可操作地耦合到所述棘轮引导机构(13)的液压单作用从动连接器(110)。所述单作用换档装置(12)通过液压单向操作机构(15)而作用，所述机构包括：可选多手柄单向操作单元(30)，以便不分开地操作同一自行车换档装置(12)和相应的可选分支液压单作用驱动回路(115)。
功能是执行到链环或链轮的相应的换档的所述前变速器(10)或后变速器(20)包括：具有对应于不同齿轮的可变工作位置的浮动导板(102、202)；承载所述浮动导板(102、202)的可移动部件(303、403)；以及可附接到耦合所述可移动部件(303、403)的自行车架的变速器主体(101、201)。此可移动部件(303、403)通常以由两个半摇臂(103和104、203和204)布置的平行四边形配置使用，并偏向由主弹簧(105、205)迫使的其位移范围的一端。
其功能为可移动地界定并且固持可移动部件(303、403)的以及因此导板(102、202)的多个预订稳定工作位置的所述单作用棘轮引导机构(13)包括：基底部件(0)，其可以耦合到变速器主体(101、201)或在相同的元件中与所述变速器主体整体执行；由所述基底部件(0)布置的主轴(4)；带齿的棘齿轮(1)，其可以完整或部分带齿的轮使用，所述轮能够围绕主轴(4)在两个相反的方向上旋转，所述棘齿轮机械地连接到所述可移动部件(303、403)，因此上述主弹簧(105、205)使所述棘齿轮(1)偏向第一方向；锁定元件(2)，所述锁定元件是耦合到所述基底部件(0)的棘爪，以锁定任一棘齿轮(1)位置；动作部件(5)，所述部件由主轴(4)支撑，并且能够将对于棘齿轮(1)向前或向后旋转、从上述第一方向向后，此外，存在次级弹簧(122)，所述弹簧使所述动作部件(5)向后偏向其由静止构件(14)确定的静止位置；驱动元件(3)，所述元件是耦合到动作部件(5)的棘爪，以便啮合棘齿轮(1)并将其与动作部件(5) 一起移动用于改变棘齿轮(1)的预定工作位置；推出元件(6)，其与所述动作部件(5)结合并且由所述动作部件驱动，以便恰好仅在每个换档动作的初期将锁定元件(2)从其锁定位置释放，也就是说，沿动作部件(5)的完整前移范围的第一部分，被称作推出动作范围的部分；释放构件(7)，其优选地是基底部件(0)的楔形突出部分，以便在所述动作部件(5)返回到其静止位置时，使所述驱动元件(3)与棘齿轮(1)分离；以及传动总成(8)，其通过棘齿轮(1)机械连地连接可移动部件(303、403)，所述总成将棘齿轮(1)的输入位移转换为可移动部件(303、403)的输出位移以及因此导板(102、202)的输出位移。
所述传动总成(8)包括：牵引元件(80)，以可操作地通过可移动部件(303、403)连接到棘齿轮(1)，以及调节元件(83)，以调节由棘齿轮(1)齿设定的位置与根据不同的齿轮对应于链位置的可移动部件(303、403)位置之间的停滞阶段。此优选实施例中的的牵引元件(80)包括齿条(81)和小齿轮(82)。所述小齿轮(82)和棘齿轮(1)集成在一起移动，且所述齿条(81)接合到可移动部件(303、403)。因此，棘齿轮(1)中的输入角位移被转换为所述牵引元件(80)的线性移动，并且继而转换为可移动部件(303、403)的输出旋转，引起导板(102、202)的横向位移。
所述牵引元件(80)还可以具有维持相同功能的不同配置，作为非排他的实施例引用：具有套带的活节连杆、具有拉线的滑轮等。
上述液压单作用连接器(110)由液压构件操作，以便推动动作部件(5)，这是因为在所提到的向前方向上移动它的流体压力。所述液压单作用从动连接器(110)包括一个液压从动气缸(111)和液压从动活塞(112)，这些都机械地耦合到动作部件(5)，以便界定其位置，并且因此操作单作用棘轮引导机构(13)。在一个非限制性实施例中，上述次级弹簧(122)可以安置在，从动气缸(111)中，使所述液压从动活塞(112)偏置到从动气缸(111)中，并且因此在向后方向上使动作部件偏置到其静止位置。此外，所述单作用从动连接器(110)借助于从动齿条(113)机械地耦合到动作部件(5)，所述从动齿条转动啮合的从动小齿轮(114)。所述从动齿条(113)接合到动活塞(112)上，并且所述从动小齿轮(114)整体耦合到动作部件(5)。
上述单作用换档装置(12)由液压单向操作机构(15)启动，所述机构包括至少一个单向手柄操作单元(30)，所述单元通常位于自行车手把(图14、图15)上，以便由骑自行车者操作同一个自行车换档装置(12)，以及相应的选择性分支的液压单作用驱动回路(115)，所述回路链接所述单向操作单元(30)与仅一个液压单作用从动连接器(110)。
每个单向操作单元(30)包括耦合单作用主连接器(32)的仅一个单向单个换档杆(116)或按钮，所述连接器继而包括液压主气缸(311)和液压主活塞(312)。为了操作液压单作用驱动回路(115)，单向单个换档杆(116)在主气缸(311)内移动主活塞(312)，并且因此将液压流体推动到单作用驱动回路(115)中。所述单向单个换档杆(116)仅响应于单向移动启动，因此它是一对一耦合到液压主活塞(312)的，只需要推动液压流体。因此，骑自行车者操作单向操作机构(15)，以便驱动自行车换档装置(12)，将骑自行车者的动作从换档杆(116、126)传输至位于回路末端的仅一个液压单作用从动连接器(110)，所述连接器继而将动作传输到棘轮引导机构(13)的动作部件(5)，以便移动它。因此单个换档杆(116、126)的短冲程在可移动部件(303、403)中引起向下的移动；而所述单向单个换档杆(116)的较长冲程在可移动部件(303、403)中引起向上的移动。
自行车换档装置(12)的棘轮引导机构(13)的操作通常描述如下：
棘齿轮(1)是负责借助于它们的齿引导不同的换档位置的元件。主弹簧(105、205)使可移动部件(303、403)遵循向下的方向偏向其旋转范围的一端，并迫使棘齿轮(1)偏向先前界定为第一方向的对应的方向。
动作部件(5)围绕主轴(4)的轴线旋转，所述部件的静止位置由属于基底部件(0)的突出部分确定。所述动作部件(5)承载推出元件(6)和驱动元件(3)，并连接至迫使其向后至所述静止位置的次级弹簧(122)(参见图3A)。释放构件(7)固定到基底部件(0)，且当动作部件(5)返回到其静止位置时，仅操作使驱动元件(3)分离。当动作部件(5)移动时，首先驱动元件(3)被从由释放构件(7)界定的其静止位置移除，因此所述驱动元件(3)可以作用于棘齿轮(1)，并且其次锁定元件(2)从棘齿轮(1)中的先前紧固的齿中被推出，并且然后驱动元件件(3)啮合并且固持棘齿轮(1)，以最终变换至另一棘齿轮(1)位置。
锁定元件(2)锁定棘齿轮(1)的齿中的一个，并且它阻断主弹簧(105、205)的动作，紧固棘齿轮(1)的不同换档位置中的每一个；锁定元件(2)具有锁定元件延伸部(21)，所述延伸部其带有两个楔形接触表面，称为锁定元件外围楔形(211)和锁定组件侧面楔形(212)。锁定组件外围楔形(211)借助于主要外围楔形(61)由推出元件(6)推动，以便在动作部件(5)刚好在每个换档动作开始时向前移动时将锁定组件(2)从锁定位置释放，这意味着在动作部件(5)的完整位移范围的第一部分中(与图8相对应的顺时针方向)，从T02开始，结束于T04的称为推出动作范围的部分。并且锁定元件侧面楔形(212)借助于其次级侧面楔形(62)横向移动推出元件(6)，如在图9 中在时序T06和T07期间所示，当动作部件(5)向后移动时(与图8相对应的逆时针方向)，以便停用所述推出元件(6)。
所述推出组件(6)接合到动作部件(5)，并与其整体旋转。此外，这种接合使得推出元件(6)能够对抗滑片弹簧(60)的作用相对于主轴(4)轴线正交枢转，以从其自然的推出位置横向移动。所述推出元件(6)也包含两个楔形接触表面，一个外围安置的形成主要外围楔形(61)，另一个横向安置的形成次级侧面楔形(62)。
为了使棘齿轮(1)在向下作用中改变其锁定位置，动作部件(5)必须在推出作用范围内向前移动，并且随后返回到其静止位置。因此，推出元件(6)在所述向前移动过程中首先推出锁定元件(2)，然后驱动元件(3)对抗主弹簧(105、205)作用固持棘齿轮(1)，并且在最后的向后移动过程中，在动作部件(5)已经克服上述推出作用范围使锁定元件(2)准备好锁定另一个棘齿轮(1)齿之后，当动作部件(5)返回到其静止位置时，释放构件(7)分离驱动元件(3)，以便让锁定元件(2)紧固棘齿轮(1)的下一个齿。
另一方面，在向上移动的过程中，需要动作部件的较长冲程，以便克服上述推出作用范围，从而使锁定元件(2)紧固棘齿轮(1)的另一个齿。之后，此动作部件(5)向后移动，且推出元件(6)由所述锁定元件(2)横向释放，这是由于接触的两个相应的楔形表面，也就是说，次级侧面楔形(62)和锁定元件侧面楔形(212)。
从图8和图9中可以看出，动作部件(5)的向前(顺时针)移动时序(T01-T02-T03-T04-T05)及向后(逆时针)移动时序(T05-T06-T07-T08)，在执行向上移动时仅推进一个齿，在同一个静止位置中起始(T01)和结束(T08)。此外，图9示出了推出元件(6)的作用，其在动作部件(5)向前移动时操作锁定元件(2)的推出，并且由于次级侧面楔形(62)而在动作部件(5)向后移动时避免它。
最终，当可移动部件(303、403)已经达到其向上位移范围的上限时，对应于先前界定的第二方向，骑自行车者再次作用于相应的单向操作单元(30)，寻找上部齿轮，所描述的机构现在将会响应于与所设定的相反的向下的动作。为了解决这一技术问题，进一步提出为单作用棘轮引导机构(13)提供被称为违背元件(9)的弹性元件，所述元件受制于施加在单作用从动连接器(110)上的过度应变，因此使动作部件(5)能够继续向前移动，克服推出作用范围，允许锁定元件(2)能够再次锁定如同它先前锁定的棘齿轮(1)的同一位置，避免不希望的向下位移。
此违背元件(9)可以耦合到任何组成棘轮引导机构(13)的机械组件上，所述元件可以放置成装配在驱动元件(3)与动作部件(5)的连接中，如同在穿过棘齿轮(1) 与可移动部件(303、403)之间的牵引元件(8)存在的连接中，如同图7所示。
因此单个换档杆(116、126)的短冲程引起动作部件(5)在对应于向下移动的推出作用范围内的较短的向前位移；而所述单向单个换档杆(116)的较长冲程引起动作部件(5)的对应于向上移动的长位移。因此，动作部件(5)在锁定元件(2)推出之后的移动意味着当动作部件向后移动时的向下的动作；并且如果动作部件(5)推动棘齿轮(1)引起比棘齿轮(1)的接合齿之间的间隙大的位移，则意味着向上的动作。此向上的动作可以涉及棘齿轮(1)的一个或多个齿，而向下的动作总是单一的，即，仅一个齿用于换档杆(116)的每个动作。
图12中示出的本发明的其他方面是单向液压操作单元(30)，所述单元配备有一个单个换档杆(116)，所述换档杆与液压单作用主连接器(32)耦合，所述单元继而包括液压主气缸(311)和液压主活塞(312)，所述主气缸和主活塞整合到带有制动主连接器(40)的单把手壳体中，所述主连接器包括液压制动主气缸(411)和液压制动主活塞(412)，所述主气缸和主活塞连接至位于单个换档杆(116)旁边的液压制动杆(410)。因此有对应于每只手的单个容纳的手柄单元，包含用于一个制动器的操作杆和用于一个变速器的操作杆。
其它实施例
在本发明的一个替代液压实施例中，如同图14所示，上述的单作用换档装置(12)通过仅一个单向操作单元(30)和液压单作用驱动回路(115)由液压单向操作机构(15)驱动。
根据本发明的针对自行车单作用换档装置(12)的另一替代液压实施例，如图4A到图4B和图10所示，其特征在于带齿的棘齿轮(1)被布置成非圆形的线性元件，它能够沿着其主要纵轴在两个相反的方向上移动。此外，动作部件(5)与隶属于单作用从动连接器(110)的液压从动活塞(112)一起在同一元件中整合使用。
根据本发明的针对自行车单作用换档装置(12)的另一替代液压实施例，如图16所示，其特征在于棘轮机构(13)的所述基底部件(0)固定至自行车车架，而没有附接到变速器，并且所述棘齿轮(1)是液压地连接到可移动部件(303、403)的。所述自行车单作用换档装置(12)包括前变速器(10)或后变速器(20)以及棘轮引导机构(13)，所述棘轮引导机构耦合到仅一个液压单作用从动连接器(110)，所述连接器包含液压从动气缸(111)和从动活塞(112)。在此替代实施例中，连接变速器可移动部件(303、403)和棘齿轮(1)的传动总成(8)包括：一个液压传动主连接器(84)，所述主连接器包含液压传动主气缸(840)和液压传动主活塞(841)；液压传动从动连接器 (85)，所述从动连接器包含液压传动从动气缸(850)和液压传动从动活塞(851)；以及液压单作用传动回路(86)。因此，棘齿轮(1)中的输入位移被转换为可移动部件(303、403)的输出旋转，引起导板(102、202)的横向位移。
在本发明的一个替代实施例中，如图17所示，提出拉线自行车换档装置(12)，所述装置包括一个前变速器(10)或后变速器(20)，所述变速器附接仅带一个拉线单作用从动连接器(120)的棘轮引导机构(13)，所述连接器继而包括带有次级弹簧(122)的拉线从动滑轮(121)，所述从动滑轮由拉线单向操作机构(15)控制，所述机构包括多个单向手柄操作单元(30)，所述单元借助于分支的拉线单作用驱动回路(123、123’)并联连接到所述自行车换档装置(12)，以便进行任意操作。通常位于手把上的上述操作单元(30)中的每一个包括单向单个换档杆(126)，以便拉动拉线，耦合包括拉线主滑轮(321)的单作用主连接器(32)。
如图13A和图13B所示，根据本发明的当前替代拉线实施例的其他方面是仅带一个操作杆(416)的单向拉线操作单元(30)，所述单元耦合有两个拉线单作用主连接器(32)，其中一个用于操作换档系统，而另一个则用于操作制动系统。第一个由整合到单个把手壳体中的拉线主滑轮(321)组成，另一个则由作为用于制动拉线(421)的连接棒的所述操作杆(416)的一端组成，所述拉线穿过所述拉线主滑轮(321)的轴向中空表面。此外，所述操作杆(416)取决于骑自行车者的运动的种类对杆具有两种功能：在一方面，当骑自行车者围绕拉线主滑轮(321)的轴线方向旋转操作杆(416)时，操作自行车换档装置(12)，并且在另一方面，当骑自行车者朝向把手壳体推动操作杆(416)时，操作自行车制动系统(如同在常规自行车制动杆中)。
附图参考标号列表
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Claims (68)

1.一种用于并入多个链环或链轮以便获得不同的齿轮比的链条传动系统的自行车单作用换档装置（12），其包括：
前变速器（10）或后变速器（20），所述变速器继而包括：浮动导板（102、202），以便允许对应于不同齿轮的不同工作位置；承载所述浮动导板（102、202）的可移动部件（303、403）；以及变速器主体（101、201），所述变速器主体可附接到自行车架并且可操作地耦合到所述可移动部件（303、403）；
主弹簧（105、205）；
次级弹簧（122）；
单作用棘轮引导机构（13），以可移动地界定并且固持所述可移动部件（303、403）进而可移动地界定浮动导板（102、202）的多个预定的稳定工作位置，所述单作用棘轮引导机构（13）包括：基底部件（0），其将带齿的棘齿轮（1）布置成机械连接到所述可移动部件（303、403），并且由所述主弹簧（105、205）偏置到名称为向后的第一方向；锁定元件（2），其耦合到所述基底部件（0）上，以便锁定任一棘齿轮（1）齿，阻断所述第一方向上的所述棘齿轮（1）移动；以及动作部件（5），其能够相对于所述棘齿轮（1）向前或向后移动，通过上述次级弹簧（122）偏置回到其静止位置；静止构件（14），其限制了确定所述静止位置的动作部件（5）的位移；驱动元件（3），其耦合到所述动作部件（5），以便啮合所述棘齿轮（1）并移动它使其与所述动作部件（5）整合在一起；由所述动作部件（5）驱动的推出组件（6），以便仅恰好在每次换档动作的开始将锁定元件（2）从其锁定位置释放，也就是说沿动作部件（5）的完整向前位移范围的第一部分被称为排出动作范围的部分；释放构件（7），其用于在所述动作部件（5）回到其静止位置时，分离所述驱动元件（3）与所述棘齿轮（1）；
以及传动总成（8），其机械连接所述可移动部件（303、403）与所述棘齿轮（1），从而将所述棘齿轮（1）的输入位移转换为所述可移动部件（303、403）的输出位移，并且因此转换为所述浮动导板（102、202）的输出位移；
以及唯一的一个单作用从动连接器（110），其耦合到所述动作部件（5），以便选择性地操作所述动作部件（5），并且因此操作所述单作用棘轮引导机构（13），
其特征在于所述唯一的一个单作用从动连接器（110）包括液压从动气缸（111）和液压从动活塞（112），所述气缸和活塞机械地耦合或整合在具有所述动作部件（5）
的同一元件中使用；由液压构件操作的所述单作用从动连接器（110）由于向前方向和向后方向的流体压力而移动所述动作部件（5）到达其静止位置，所述动作部件（5）是由于上述次级弹簧（122）而移动的。
2.根据权利要求1 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述单作用棘轮引导机构（13）进一步包括布置在所述基底部件（0）上的主轴（4），所述基底部件耦合到所述变速器主体（101、201）或与后者整合在同一元件中使用；所述棘齿轮（1）布置在完整的或部分的带齿的车轮中，并且能够围绕主轴（4）轴线向后和向前旋转，与上述向前方向和向后方向的流体压力对应；并且所述动作部件（5）也由所述主轴（4）支撑，并且由于所述单作用从动连接器（110）的作用能够相对于所述棘齿轮（1）旋转。
3.根据权利要求2 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述单作用从动连接器（110）借助于从动齿条（113）机械耦合到所述动作部件（5），所述从动齿条（113）使啮合的从动小齿轮（114）转动；所述从动齿条（113）接合到所述从动活塞（112）上，并且所述从动小齿轮（114）与整体耦合到所述动作部件（5）。
4.根据权利要求2 到3 中任一项所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述锁定元件（2）具有锁定元件延伸部（21），所述延伸部具有两个楔形接触面，称为锁定元件外围楔形（211）以及锁定元件侧面楔形（212）；所述锁定元件外围楔形（211）被推出组件（6）推动，以便在所述动作部件（5）恰好在每次换档开始时向前移动时将所述锁定元件（2）从锁定位置释放，这意味着在所述动作部件（5）的完整位移范围的第一部分中；并且所述锁定元件侧面楔形（212）在所述动作部件（5）向后移动时，横向移动所述推出组件（6）。
5.根据权利要求4 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述推出组件（6）与动作部件（5）整体旋转而且接合到所述动作部件（5），因此使所述推出组件（6）能够对抗滑片弹簧（60）的作用围绕所述主轴（4）轴线正交枢转，以便从其自动推出位置横向移动。
6.根据权利要求4所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述推出组件（6）包含两个楔形接触表面，一个外围设置形成主要外围楔形（61），另一个横向设置形成次级侧面楔形（62）；所述主要外围楔形（61）推动锁定元件外围楔形（211），以便在动作部件（5）向前移动时将锁定元件（2）从其锁定位置中推出；但是当动作部件（5）向后移动且锁定元件（2）锁定棘齿轮（1）齿时，所述次级侧面楔形（62）会被锁定元件侧面楔形（212）推动，以避免推出组件（6）的自动推出位置。
7.根据权利要求5所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述推出组件（6）包含两个楔形接触表面，一个外围设置形成主要外围楔形（61），另一个横向设置形成次级侧面楔形（62）；所述主要外围楔形（61）推动锁定元件外围楔形（211），以便在动作部件（5）向前移动时将锁定元件（2）从其锁定位置中推出；但是当动作部件（5）向后移动且锁定元件（2）锁定棘齿轮（1）齿时，所述次级侧面楔形（62）会被锁定元件侧面楔形（212）推动，以避免推出组件（6）的自动推出位置。
8.根据权利要求1 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述传动总成（8）包括调节元件（83），以调节由所述棘齿轮（1）齿设置的位置与所述可移动部件（303、403）位置之间的停滞阶段。
9.根据权利要求2 或3所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述传动总成（8）包括牵引元件（80），以可操作地耦合棘齿轮（1）与可移动部件（303、403），所述牵引元件（80）包括齿条（81）和小齿轮（82）；所述小齿轮（82）整体耦合到所述棘齿轮（1）上；并且所述齿条（81）接合到所述可移动部件（303、403）；因此，棘齿轮（1）的输入角位移被转换为所述牵引元件（80）的线性移动，并且继而转换为可移动部件（303、403）的输出旋转，引起导板（102、202）的横向位移。
10.根据权利要求4所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述传动总成（8）包括牵引元件（80），以可操作地耦合棘齿轮（1）与可移动部件（303、403），所述牵引元件（80）包括齿条（81）和小齿轮（82）；所述小齿轮（82）整体耦合到所述棘齿轮（1）上；并且所述齿条（81）接合到所述可移动部件（303、403）；因此，棘齿轮（1）的输入角位移被转换为所述牵引元件（80）的线性移动，并且继而转换为可移动部件（303、403）的输出旋转，引起导板（102、202）的横向位移。
11.根据权利要求5所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述传动总成（8）包括牵引元件（80），以可操作地耦合棘齿轮（1）与可移动部件（303、403），所述牵引元件（80）包括齿条（81）和小齿轮（82）；所述小齿轮（82）整体耦合到所述棘齿轮（1）上；并且所述齿条（81）接合到所述可移动部件（303、403）；因此，棘齿轮（1）的输入角位移被转换为所述牵引元件（80）的线性移动，并且继而转换为可移动部件（303、403）的输出旋转，引起导板（102、202）的横向位移。
12.根据权利要求6所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述传动总成（8）包括牵引元件（80），以可操作地耦合棘齿轮（1）与可移动部件（303、403），所述牵引元件（80）包括齿条（81）和小齿轮（82）；所述小齿轮（82）整体耦合到所述棘齿轮（1）上；并且所述齿条（81）接合到所述可移动部件（303、403）；因此，棘齿轮（1）的输入角位移被转换为所述牵引元件（80）的线性移动，并且继而转换为可移动部件（303、403）的输出旋转，引起导板（102、202）的横向位移。
13.根据权利要求7所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述传动总成（8）包括牵引元件（80），以可操作地耦合棘齿轮（1）与可移动部件（303、403），所述牵引元件（80）包括齿条（81）和小齿轮（82）；所述小齿轮（82）整体耦合到所述棘齿轮（1）上；并且所述齿条（81）接合到所述可移动部件（303、403）；因此，棘齿轮（1）的输入角位移被转换为所述牵引元件（80）的线性移动，并且继而转换为可移动部件（303、403）的输出旋转，引起导板（102、202）的横向位移。
14.根据权利要求1 、2、3、8 中任一项所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述传动总成（8）包括：液压传动主连接器（84），其包含液压传动主气缸（840）和液压传动主活塞（841）；液压传动从动连接器（85），其包含液压传动从动气缸（850）和液压传动从动活塞（851）；以及液压单作用传动回路（86），所述液压单作用传动回路连接所述液压传动主连接器（84）与所述液压传动从动连接器（85）。
15.根据权利要求4所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述传动总成（8）包括：液压传动主连接器（84），其包含液压传动主气缸（840）和液压传动主活塞（841）；液压传动从动连接器（85），其包含液压传动从动气缸（850）和液压传动从动活塞（851）；以及液压单作用传动回路（86），所述液压单作用传动回路连接所述液压传动主连接器（84）与所述液压传动从动连接器（85）。
16.根据权利要求5所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述传动总成（8）包括：液压传动主连接器（84），其包含液压传动主气缸（840）和液压传动主活塞（841）；液压传动从动连接器（85），其包含液压传动从动气缸（850）和液压传动从动活塞（851）；以及液压单作用传动回路（86），所述液压单作用传动回路连接所述液压传动主连接器（84）与所述液压传动从动连接器（85）。
17.根据权利要求6所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述传动总成（8）包括：液压传动主连接器（84），其包含液压传动主气缸（840）和液压传动主活塞（841）；液压传动从动连接器（85），其包含液压传动从动气缸（850）和液压传动从动活塞（851）；以及液压单作用传动回路（86），所述液压单作用传动回路连接所述液压传动主连接器（84）与所述液压传动从动连接器（85）。
18.根据权利要求7所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述传动总成（8）包括：液压传动主连接器（84），其包含液压传动主气缸（840）和液压传动主活塞（841）；液压传动从动连接器（85），其包含液压传动从动气缸（850）和液压传动从动活塞（851）；以及液压单作用传动回路（86），所述液压单作用传动回路连接所述液压传动主连接器（84）与所述液压传动从动连接器（85）。
19.根据权利要求1、2、3、8 中任一项所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述单作用棘轮引导机构（13）进一步包括违背元件（9），当可移动部件（303、403）已达到其向上位移范围的上限时，所述违背元件（9）受制于施加到所述单作用从动连接器（110）上的过度应变，并且骑自行车者再次作用于相应的单向操作单元（30）寻找上部齿轮；并且因此使动作部件（5）能够继续向前移动，克服推出动作范围，允许锁定元件（2）再次锁定棘齿轮（1）的与它先前锁定的相同的位置，避免不希望的向下位移。
20.根据权利要求4所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述单作用棘轮引导机构（13）进一步包括违背元件（9），当可移动部件（303、403）已达到其向上位移范围的上限时，所述违背元件（9）受制于施加到所述单作用从动连接器（110）上的过度应变，并且骑自行车者再次作用于相应的单向操作单元（30）寻找上部齿轮；并且因此使动作部件（5）能够继续向前移动，克服推出动作范围，允许锁定元件（2）再次锁定棘齿轮（1）的与它先前锁定的相同的位置，避免不希望的向下位移。
21.根据权利要求5所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述单作用棘轮引导机构（13）进一步包括违背元件（9），当可移动部件（303、403）已达到其向上位移范围的上限时，所述违背元件（9）受制于施加到所述单作用从动连接器（110）上的过度应变，并且骑自行车者再次作用于相应的单向操作单元（30）寻找上部齿轮；并且因此使动作部件（5）能够继续向前移动，克服推出动作范围，允许锁定元件（2）再次锁定棘齿轮（1）的与它先前锁定的相同的位置，避免不希望的向下位移。
22.根据权利要求6所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述单作用棘轮引导机构（13）进一步包括违背元件（9），当可移动部件（303、403）已达到其向上位移范围的上限时，所述违背元件（9）受制于施加到所述单作用从动连接器（110）上的过度应变，并且骑自行车者再次作用于相应的单向操作单元（30）寻找上部齿轮；并且因此使动作部件（5）能够继续向前移动，克服推出动作范围，允许锁定元件（2）再次锁定棘齿轮（1）的与它先前锁定的相同的位置，避免不希望的向下位移。
23.根据权利要求7所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述单作用棘轮引导机构（13）进一步包括违背元件（9），当可移动部件（303、403）已达到其向上位移范围的上限时，所述违背元件（9）受制于施加到所述单作用从动连接器（110）上的过度应变，并且骑自行车者再次作用于相应的单向操作单元（30）寻找上部齿轮；并且因此使动作部件（5）能够继续向前移动，克服推出动作范围，允许锁定元件（2）再次锁定棘齿轮（1）的与它先前锁定的相同的位置，避免不希望的向下位移。
24.根据权利要求9所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述单作用棘轮引导机构（13）进一步包括违背元件（9），当可移动部件（303、403）已达到其向上位移范围的上限时，所述违背元件（9）受制于施加到所述单作用从动连接器（110）上的过度应变，并且骑自行车者再次作用于相应的单向操作单元（30）寻找上部齿轮；并且因此使动作部件（5）能够继续向前移动，克服推出动作范围，允许锁定元件（2）再次锁定棘齿轮（1）的与它先前锁定的相同的位置，避免不希望的向下位移。
25.根据权利要求10所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述单作用棘轮引导机构（13）进一步包括违背元件（9），当可移动部件（303、403）已达到其向上位移范围的上限时，所述违背元件（9）受制于施加到所述单作用从动连接器（110）上的过度应变，并且骑自行车者再次作用于相应的单向操作单元（30）寻找上部齿轮；并且因此使动作部件（5）能够继续向前移动，克服推出动作范围，允许锁定元件（2）再次锁定棘齿轮（1）的与它先前锁定的相同的位置，避免不希望的向下位移。
26.根据权利要求11所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述单作用棘轮引导机构（13）进一步包括违背元件（9），当可移动部件（303、403）已达到其向上位移范围的上限时，所述违背元件（9）受制于施加到所述单作用从动连接器（110）上的过度应变，并且骑自行车者再次作用于相应的单向操作单元（30）寻找上部齿轮；并且因此使动作部件（5）能够继续向前移动，克服推出动作范围，允许锁定元件（2）再次锁定棘齿轮（1）的与它先前锁定的相同的位置，避免不希望的向下位移。
27.根据权利要求12所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述单作用棘轮引导机构（13）进一步包括违背元件（9），当可移动部件（303、403）已达到其向上位移范围的上限时，所述违背元件（9）受制于施加到所述单作用从动连接器（110）上的过度应变，并且骑自行车者再次作用于相应的单向操作单元（30）寻找上部齿轮；并且因此使动作部件（5）能够继续向前移动，克服推出动作范围，允许锁定元件（2）再次锁定棘齿轮（1）的与它先前锁定的相同的位置，避免不希望的向下位移。
28.根据权利要求13所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述单作用棘轮引导机构（13）进一步包括违背元件（9），当可移动部件（303、403）已达到其向上位移范围的上限时，所述违背元件（9）受制于施加到所述单作用从动连接器（110）上的过度应变，并且骑自行车者再次作用于相应的单向操作单元（30）寻找上部齿轮；并且因此使动作部件（5）能够继续向前移动，克服推出动作范围，允许锁定元件（2）再次锁定棘齿轮（1）的与它先前锁定的相同的位置，避免不希望的向下位移。
29.根据权利要求14所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述单作用棘轮引导机构（13）进一步包括违背元件（9），当可移动部件（303、403）已达到其向上位移范围的上限时，所述违背元件（9）受制于施加到所述单作用从动连接器（110）上的过度应变，并且骑自行车者再次作用于相应的单向操作单元（30）寻找上部齿轮；并且因此使动作部件（5）能够继续向前移动，克服推出动作范围，允许锁定元件（2）再次锁定棘齿轮（1）的与它先前锁定的相同的位置，避免不希望的向下位移。
30.根据权利要求15所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述单作用棘轮引导机构（13）进一步包括违背元件（9），当可移动部件（303、403）已达到其向上位移范围的上限时，所述违背元件（9）受制于施加到所述单作用从动连接器（110）上的过度应变，并且骑自行车者再次作用于相应的单向操作单元（30）寻找上部齿轮；并且因此使动作部件（5）能够继续向前移动，克服推出动作范围，允许锁定元件（2）再次锁定棘齿轮（1）的与它先前锁定的相同的位置，避免不希望的向下位移。
31.根据权利要求16所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述单作用棘轮引导机构（13）进一步包括违背元件（9），当可移动部件（303、403）已达到其向上位移范围的上限时，所述违背元件（9）受制于施加到所述单作用从动连接器（110）上的过度应变，并且骑自行车者再次作用于相应的单向操作单元（30）寻找上部齿轮；并且因此使动作部件（5）能够继续向前移动，克服推出动作范围，允许锁定元件（2）再次锁定棘齿轮（1）的与它先前锁定的相同的位置，避免不希望的向下位移。
32.根据权利要求17所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述单作用棘轮引导机构（13）进一步包括违背元件（9），当可移动部件（303、403）已达到其向上位移范围的上限时，所述违背元件（9）受制于施加到所述单作用从动连接器（110）上的过度应变，并且骑自行车者再次作用于相应的单向操作单元（30）寻找上部齿轮；并且因此使动作部件（5）能够继续向前移动，克服推出动作范围，允许锁定元件（2）再次锁定棘齿轮（1）的与它先前锁定的相同的位置，避免不希望的向下位移。
33.根据权利要求18所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述单作用棘轮引导机构（13）进一步包括违背元件（9），当可移动部件（303、403）已达到其向上位移范围的上限时，所述违背元件（9）受制于施加到所述单作用从动连接器（110）上的过度应变，并且骑自行车者再次作用于相应的单向操作单元（30）寻找上部齿轮；并且因此使动作部件（5）能够继续向前移动，克服推出动作范围，允许锁定元件（2）再次锁定棘齿轮（1）的与它先前锁定的相同的位置，避免不希望的向下位移。
34.根据权利要求19 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置成连接所述棘齿轮（1）与所述可移动部件（303、403），形成传动总成（8）的一部分。
35.根据权利要求20 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置成连接所述棘齿轮（1）与所述可移动部件（303、403），形成传动总成（8）的一部分。
36.根据权利要求21 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置成连接所述棘齿轮（1）与所述可移动部件（303、403），形成传动总成（8）的一部分。
37.根据权利要求22 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置成连接所述棘齿轮（1）与所述可移动部件（303、403），形成传动总成（8）的一部分。
38.根据权利要求23 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置成连接所述棘齿轮（1）与所述可移动部件（303、403），形成传动总成（8）的一部分。
39.根据权利要求24 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置成连接所述棘齿轮（1）与所述可移动部件（303、403），形成传动总成（8）的一部分。
40.根据权利要求25 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置成连接所述棘齿轮（1）与所述可移动部件（303、403），形成传动总成（8）的一部分。
41.根据权利要求26 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置成连接所述棘齿轮（1）与所述可移动部件（303、403），形成传动总成（8）的一部分。
42.根据权利要求27 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置成连接所述棘齿轮（1）与所述可移动部件（303、403），形成传动总成（8）的一部分。
43.根据权利要求28所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置成连接所述棘齿轮（1）与所述可移动部件（303、403），形成传动总成（8）的一部分。
44.根据权利要求29 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置成连接所述棘齿轮（1）与所述可移动部件（303、403），形成传动总成（8）的一部分。
45.根据权利要求30 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置成连接所述棘齿轮（1）与所述可移动部件（303、403），形成传动总成（8）的一部分。
46.根据权利要求31 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置成连接所述棘齿轮（1）与所述可移动部件（303、403），形成传动总成（8）的一部分。
47.根据权利要求32 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置成连接所述棘齿轮（1）与所述可移动部件（303、403），形成传动总成（8）的一部分。
48.根据权利要求33 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置成连接所述棘齿轮（1）与所述可移动部件（303、403），形成传动总成（8）的一部分。
49.根据权利要求19 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置为连接所述驱动元件（3）与所述动作部件（5）。
50.根据权利要求20所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置为连接所述驱动元件（3）与所述动作部件（5）。
51.根据权利要求21 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置为连接所述驱动元件（3）与所述动作部件（5）。
52.根据权利要求22 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置为连接所述驱动元件（3）与所述动作部件（5）。
53.根据权利要求23 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置为连接所述驱动元件（3）与所述动作部件（5）。
54.根据权利要求24 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置为连接所述驱动元件（3）与所述动作部件（5）。
55.根据权利要求25 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置为连接所述驱动元件（3）与所述动作部件（5）。
56.根据权利要求26 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置为连接所述驱动元件（3）与所述动作部件（5）。
57.根据权利要求27 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置为连接所述驱动元件（3）与所述动作部件（5）。
58.根据权利要求28 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置为连接所述驱动元件（3）与所述动作部件（5）。
59.根据权利要求29 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置为连接所述驱动元件（3）与所述动作部件（5）。
60.根据权利要求30所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置为连接所述驱动元件（3）与所述动作部件（5）。
61.根据权利要求31 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置为连接所述驱动元件（3）与所述动作部件（5）。
62.根据权利要求32 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置为连接所述驱动元件（3）与所述动作部件（5）。
63.根据权利要求33 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述违背元件（9）安置为连接所述驱动元件（3）与所述动作部件（5）。
64.根据权利要求1 所述的自行车单作用换档装置（12），其特征在于所述带齿的棘齿轮（1）布置在线性元件中，能够沿着其主要的纵向轴在两个相反的方向上移动；所述推出组件（6）接合到所述动作部件（5）；并且所述动作部件（5）与液压从动活塞（112）整合的同一元件中使用，并且由于仅操作单作用从动连接器（110）的液压构件的作用，能够相对于棘齿轮（1）纵向移动。
65.一种单向操作机构（15），其用于操作自行车单作用换档装置（12）, 后者包括：前变速器（10）或后变速器（20），所述变速器继而包括浮动导板（102、202）、承载所述浮动导板（102、202）的可移动部件（303、403）、以及附接到自行车架且可操作地耦合到所述可移动部件（303、403）的变速器主体（101、201）；单作用棘轮引导机构（13），以可移除地界定并且固持所述可移动部件（303、403）的多个预订的稳定工作位置；以及仅一个单作用从动连接器（110），其耦合到单作用棘轮引导机构（13），以便选择性地操作自行车单作用换档装置（12）；
包含多个单向手柄操作单元（30）和单作用驱动回路（115、123），单作用驱动回路链接所述单向手柄操作单元（30）与所述仅一个单作用从动连接器（110、120），
其特征在于每个单向手柄操作单元（30）仅包括一个耦合单作用主连接器（32）的单向单个换档杆（116、126）或按钮，并且所述单作用驱动回路（115、123）是分支的，以便机械地并联连接所述单作用主连接器（32）中的每一个与上述单作用从动连接器（110、120），以区分开的并且有选择地操作单作用从动连接器（110、120）；所述单向单个换档杆（116、126）可以仅在一个方向上手动操作，以便将动作传输至单作用驱动回路（115、123），因此单个换档杆（116、126）的短冲程在单作用换档装置（12）中引起向下的移动，而单个换档杆（116、126）的长冲程在单作用换档装置（12）中引起向上的移动；
所述单作用主连接器（32）包括液压主气缸（311）和液压主活塞（312），因此单个换档杆（116）的单向移动在主气缸（311）内移动主活塞（312），并且因此将液压流体推入到液压分支单作用驱动回路（115），所述液压分支单作用驱动回路继而将此作用传输至液压单作用从动连接器（110）。
66.根据权利要求65 所述的一种单向操作机构（15），其特征在于所述单作用驱动回路借助于柔性拉线及其对应的壳体（124、124’）进行布置，并且所述单作用主连接器（32）包括拉线主滑轮（321），因此单个换档杆（126）的单向移动使拉线主滑轮（321）移动，并且因此拉动拉线单作用驱动回路（123,123’），所述拉动拉线单作用驱动回路借助于拉线从动滑轮（121）或活节连杆将动作传输至导线单作用从动连接器（120）。
67.根据权利要求66 所述的一种单向操作机构（15），其特征在于所述单向手柄操作单元（30）只包括一个操作杆（416），所述操作杆耦合整合到单把手壳体中的两个拉线单作用主连接器（32），其中一根拉线由拉线主滑轮（321）组成，而另一根拉线由所述操作杆（146）的一端组成，所述操作杆充当用于穿过所述拉线主滑轮（321）的轴向中空表面的制动拉线（421）的连接杆；因此，取决于骑自行车者对杆产生的移动的种类选择，所述操作杆（416）具有两种功能：在一方面，当骑自行车者围绕拉线主滑轮（321）的轴线方向旋转操作杆（416）时，操作自行车换档系统，并且在另一方面，又当骑自行车者朝向把手壳体推动操作杆（416）时操作自行车制动系统。
68.根据权利要求65 到67 中任一权利要求所述的一种单向操作机构（15），其特征在于存在两个手柄单向操作单元（30），其中一个位于与计时位置相对应的延伸把上，而另一个则位于基底把的自然末端中。
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