CN1142080C - 自行车变速器用的开关 - Google Patents

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Abstract

一种在自行车上操作至少一个变速器用的开关包括一个将该开关固定在自行车上的外壳(1)、一个操作该开关用的手柄(2)、一个转动件(3)和一个钢绳储存装置，特别是一个操作变速器用的卷绕钢绳(5)的卷绕筒(4)，其中转动件(3)与卷绕筒(4)连接并具有至少一个止动爪(6)，该止动爪啮合在外壳(1)的一个制动齿部(7)中。其优点是，手柄(2)上的锁片(8)直接带动转动件(3)在一个转动方向内运动，而转动件(3)在相反转动方向内的运动则通过止动爪(6)的释放来实现。

Description

自行车变速器用的开关
本发明涉及一种在自行车上操作至少一种变速器用的开关。
德国实用新型专利DE 90 15 515 U1公开了一种控制自行车变速器如链式传动或多级轮毂的开关，该开关具有一个外壳，该外壳由一块外壳板和一个外壳盖组成，它们用一个中央固定件连接在一起；此外，具有一个钢绳滑轮，该滑轮缠绕在自行车变速器导向用的鲍登钢绳上，另外还具有一个换档手柄，该换档手柄通过一个双作用蝶形弹簧保持在一个中央位置并在操作时可在两个旋转方向内分别转换一档，其中在该换档手柄上设置两个止动爪，这两个止动爪相对于旋转方向的相反方向作用在一个齿盘上，该齿盘与上述钢绳滑轮抗扭连接，其中一个止动爪以其与该齿盘啮合而使之旋转，而另一个止动爪则同时被拉出。
止动爪沿相反的方向向里对准一个齿盘作用的这样一种止动爪装置是在自行车轮毂和开关中换档常用的一种经典的解决办法，但对使用在开关上则嫌太昂贵，特别是它所需的空间太大。根据本发明提出的解决办法则只限于唯一的一个止动爪，该止动爪结合钢绳的拉力来控制自行车变速器。在这种情况下，当钢绳拉力方向相反的旋转运动中断时，该止动爪就可插入外壳的一个制动齿中。亦即当该开关松开钢绳的拉力时，通过该止动爪简单的拉出即可实现反转方向的转换，这时钢绳拉力借助一个卷绕筒使该转动件进行倒转，直至该止动爪可重新嵌入外壳的制动齿部为止。所以在钢绳拉力的相反方向的一个旋转方向的转换是这样进行的：转动件随卷绕筒在费力的情况下旋转并只在反转方向内进行控制，这时借助一个手柄上的释放凸肩使该止动爪只从外壳的制动齿部中拉出。由自行车变速器预加应力的钢绳的拉力相当于在钢绳松开方向内转动件的预应力，所以止动爪突然从制动齿部的拉出位置拉到制动齿部的下一个齿，这相当于转换过程中的一个档位。在通过把手的旋转结束转换过程之前，换档即可完成。所以在卷绕方向内的自行车变速器的转换相当于自行车变速器例如链式传动的强制调节，链式传动最好用于自行车链子从一个较小的齿轮圈转换到一个较大的齿轮圈上，因为在这个方向内链子的转换比在相反的方向内困难，亦即比链子从一个较大的齿轮圈转换到一个较小的齿轮圈时困难。
但把手也可用来在钢绳松开方向对转动件进行预应力，这可按下述方式进行：在把手旋转而使释放凸肩在止动爪方向运动时，弹簧元件已进行预应力，以便在止动爪拉出时使止动爪利用弹簧元件的预应力及钢绳拉力之和而被弹射到制动齿部的下一个齿槽中，从而使转动件继续转动一档的旋转角。
因此本发明的任务在于，提出一种开关，由于经济上的原因，该开关由最少的部件组成。特别是由唯一的止动爪组成，尽管如此，提高了止动爪控制的旋转手柄开关的全部要求。
这个任务的解决办法为：
一种在自行车上操作至少一个变速器用的开关，包括：
一外壳(1)，用于将该开关固定在自行车上；
一手柄(2)，安装在并结合于车把的外部，并可绕着用于操作变速器的车把的轴线转动；
一转动件(3)；以及
一个钢绳储存装置，包括一用于卷绕钢绳(5)以操作该变速器的卷绕筒(4)；
其特征为，该转动件(3)与卷绕筒(4)连接，并具有至少一个止动爪(6、6’、6”、6)，该止动爪与壳体(1)的制动齿部(7)啮合以防止转动件在钢绳释放方向上的转动，当止动爪(6、6’、6”、6)与制动齿部相啮合时，该转动件通过一弹簧元件(10)在进行释放的旋转方向上加载预应力。
所述的开关中，手柄(2)用一个锁片(8)啮合在转动件(3)中。
所述的开关中，手柄(2)还具有一个释放凸肩(9)，该释放凸肩使止动爪(6)从其啮合在制动齿部(7)中拉出。
所述的开关中，手柄(2)上的锁片(8)带动转动件(3)在一个钢绳卷绕的转动方向的运动，而转动件(3)在钢绳释放的转动方向上的运动通过释放止动爪(6、6’、6”、6)来实现.
所述的开关中，在控制止动爪(6、6’、6”、6)时，转动件(3)已通过一个弹簧元件(10)在释放-旋转方向进行预应力。
所述的开关中，弹簧元件(10)布置在手柄(2)和转动件(3)之间。
所述的开关中，止动爪(6、6’、6”、6)支承在转动件(3)中并借助一个止动爪弹簧(14)朝外壳(1)的制动齿部(7)弹射。
所述的开关中，止动爪(6’)与转动件(3)连接，止动爪(6)具有弹性，以便弹性地啮合在止动齿部(7)中。
所述的开关中，具有弹簧性能的止动爪(6’)配置在转动件(3)的圆周上，从而当止动爪处于开关中时，该止动爪在预应力作用下与制动齿部(7)相作用。
所述的开关中，止动爪(6”)由塑料制成，并与转动件(3)形成一体.
所述的开关中，止动爪(6)朝制动齿部(7)弹射，它与转动件(3)在包括一个滞后行程(A)的情况下保持锁定连接。
所述的开关中，在钢绳(5)松开的方向内进行止动爪(6、6’、6”、6)的控制，即当释放凸肩(9)把止动爪(6)从制动齿部(7)中拉出时，弹簧元件(10)在一个档位的行程的一定尺寸时进行预应力。
所述的开关中，该止动爪在钢绳卷绕的方向上独立地运动以与制动齿部啮合，基于外部力量的应用，所述的止动爪在钢绳释放的方向上从制动齿部脱出。
进一步，一释放凸肩设置在壳体和转动件之间，并沿着转动件的外圆周面运动。
下面结合四个示意图来说明自行车变速器操作用的一种开关的实施例。这些图表示：
图1包括一个手柄、一个在外壳中具有一个卷绕筒的转动件的开关的分解图；
图2具有一个可弹射的止动爪的转动件；
图3具有一个本身有弹性的止动爪的转动件，该止动爪嵌入转动件的一个形状配合的孔中；
图4止动爪与转动件连成一体；
图5具有一个止动爪的转动件，该止动爪通过一个滞后行程与该转动件连接。
用数字1表示操作一种自行车变速器用的一种开关的外壳，该外壳可固定在自行车上，特别是可固定在自行车的车把上并作成可在该外壳中装一转动件3，该转动件具有一个卷绕筒4。在该卷绕筒上卷绕一根钢绳5，钢绳5用一端固定在卷绕筒4上。此外，外壳1在其内圆周上具有一个制动齿部7，该制动齿部可与一个止动爪6共同作用，而该止动爪6则可旋转地支承在转动件3上并可朝该转动齿部7弹射。制动齿部7具有许多齿，这些齿的相互距离最好为自行车变速器的一个档位。所以当转动件3固定在外壳1中时，钢绳5从外壳1的一个钢绳引出孔13引出，于是止动爪6可与制动齿部7结合。在这种安装状态中，转动件3只在钢绳缠绕的旋转方向内旋转，而止动爪6则摆脱制动齿部7。如果旋转方向在钢绳5松开的方向内进行，则止动爪6必须从制动齿部7拉出。在卷绕筒4上作用一个扭矩，该扭矩由钢绳拉力所引起，钢绳5通过自行车变速器内的弹簧预应力产生该钢绳拉力。所以当止动爪6拉出时，转动件3便随卷绕筒4在钢绳松开的方向内继续转动。
在转动件3上配置一个把手2，该把手具有一个锁片8和一个释放凸肩9。弹簧元件10这样嵌入转动件3的一个导向槽11中，当转动件3在钢绳卷绕方向内运动时，锁片8便在钢绳卷绕方向内压到一个止挡12上。如果转动件在钢绳松开的方向内运动，则锁片8与弹簧元件10接触，当把手2在钢绳松开方向内旋转时，该锁片可压缩该弹簧元件。释放凸肩9在安装状态内具有一个位置9’，该位置到锁片8的位置相对于止档12和弹簧元件10保持一定的角度比例，这个角度比例是这样确定的，即到把手2上的转换时间点时，弹簧元件10在钢绳松开的方向内被压缩，于是锁片8从止挡12移开。在进行这个运动的同时，释放凸肩9朝止动爪6的方向移动，因此，释放凸肩9的住置9’和止动爪6之间的距离接近于零。在继续旋转时，止动爪6拉出，转动件3通过各力之和即通过在此期间预应力的弹簧元件10的弹力与钢绳5的拉力之和而在钢绳松开方向弹射到制动齿部7的下一个齿槽中。因此，这是一种突然和瞬间进行的转换过程，这对自行车变速器的换档产生迅速的反应。
弹簧元件10是泛指一种在钢绳松开方向内相对于把手2与转动件3共同作用的弹簧储能器，上述弹簧元件10也可是一个围绕转动件3的旋转轴的螺旋形弹簧。所以图1所示的弹簧元件10可作为许多可能的扭转弹簧用的元件，这里与钢绳5的拉力联系起来，弹簧的结构不比弹簧的作用重要。
在自行车变速器在钢绳卷绕方向转换时，止动爪6和外壳1中的制动齿部7的齿形可这样啮合，即只有在转换行程达到一定尺寸时，止动爪6才啮合到下一个档位的制动齿部7中。转换方法是已知的，而且在链条变速时需要多次进行，在从一个较小的齿轮圈转换到一个较大的齿轮圈时，自行车链条常常缺乏爬升的意愿。
在图2、3和4中提出了止动爪6与转动件3连接的各种解决办法。
按图2，止动爪6可旋转地支承在转动件3中并通过一个止动爪弹簧14向外沿与图中示出的制动齿部的齿啮合的方向弹射。
按图3，一个本身具有弹性的止动爪6’嵌入转动件3的一个配合的孔中，从而确定止动爪6的一个位置，使它在安装状态中向里弯曲，因此它具有自身的弹力来向内摆动进入外壳1的制动齿部7中。
图4所示的止动爪6”与转动件3连成一体，并象图3所示的止动爪6’那样，也是通过结构上的措施来获得到制动齿部7的预应力。图5所示的止动爪6在包括一个滞后行程A的情况下与转动件3保持锁定连接。在止动爪6锁定之前，该转动件必须沿钢绳卷绕的旋转方向通过滞后行程A。当止动爪6嵌入制动齿部7的下一个齿时，该转动件继续转动一个相应齿距的转动行程(包括滞后行程A)，从而使变速器可靠地继续转换相应的档位数。通过滞后行程A使变速器获得的附加转换行程不足以转换到下一个档位，但特别是在链式传动的情况下，从较小的链轮转换到较大的链轮时，该转换行程可实现传动链的可靠换档。

Claims (13)

1.一种在自行车上操作至少一个变速器用的开关，包括：
一外壳(1)，用于将该开关固定在自行车上；
一手柄(2)，安装在并结合于车把的外部，并可绕着用于操作变速器的车把的轴线转动；
一转动件(3)；以及
一个钢绳储存装置，包括一用于卷绕钢绳(5)以操作该变速器的卷绕筒(4)；
其特征为，该转动件(3)与卷绕筒(4)连接，并具有至少一个止动爪(6、6’、6”、6)，该止动爪与壳体(1)的制动齿部(7)啮合以防止转动件在钢绳释放方向上的转动，当止动爪(6、6’、6”、6)与制动齿部相啮合时，该转动件通过一弹簧元件(10)在进行释放的旋转方向上加载预应力；该手柄(2)还具有一个释放凸肩(9)，该释放凸肩使止动爪(6)从其啮合在制动齿部(7)中拉出。
2.按权利要求1所述的开关，其特征为，手柄(2)用一个锁片(8)啮合在转动件(3)中。
3.按权利要求2所述的开关，其特征为，手柄(2)上的锁片(8)带动转动件(3)在一个钢绳卷绕的转动方向的运动，而转动件(3)在钢绳释放的转动方向上的运动通过释放止动爪(6、6’、6”、6)来实现.
4.按权利要求3所述的开关，其特征为，在控制止动爪(6、6’、6”、6)时，转动件(3)已通过一个弹簧元件(10)在释放-旋转方向进行预应力。
5.按权利要求1所述的开关，其特征为，弹簧元件(10)布置在手柄(2)和转动件(3)之间。
6.按权利要求1所述的开关，其特征为，止动爪(6、6’、6”、6)支承在转动件(3)中并借助一个止动爪弹簧(14)朝外壳(1)的制动齿部(7)弹射。
7.按权利要求1所述的开关，其特征为，止动爪(6’)与转动件(3)连接，止动爪(6)具有弹性，以便弹性地啮合在止动齿部(7)中。
8.按权利要求1所述的开关，其特征为，具有弹簧性能的止动爪(6’)配置在转动件(3)的圆周上，从而当止动爪处于开关中时，该止动爪在预应力作用下与制动齿部(7)相作用。
9.按权利要求1所述的开关，其特征为，止动爪(6”)由塑料制成，并与转动件(3)形成一体.
10.按权利要求1所述的开关，其特征为，止动爪(6)朝制动齿部(7)弹射，它与转动件(3)在包括一个滞后行程(A)的情况下保持锁定连接。
11.按权利要求1所述的开关，其特征为，在钢绳(5)松开的方向内进行止动爪(6、6’、6”、6)的控制，即当释放凸肩(9)把止动爪(6)从制动齿部(7)中拉出时，弹簧元件(10)在一个档位的行程的一定尺寸时进行预应力。
12、如权利要求1所述的开关，其特征在于：该止动爪在钢绳卷绕的方向上独立地运动以与制动齿部啮合，基于外部力量的应用，所述的止动爪在钢绳释放的方向上从制动齿部脱出。
13、如权利要求12所述的开关，其特征在于：一释放凸肩设置在壳体和转动件之间，并沿着转动件的外圆周面运动。
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