CN1765694B - 自行车变速器 - Google Patents

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Abstract

一种自行车变速器，其构造成减少张紧机构为启动拉动线缆操作所必须移动的距离。该张紧机构包括可以与多个张紧齿接合的张紧爪。在初始位置，该张紧爪位于张紧齿附近，从而使张紧爪不必移动一张紧距离。在线缆释放操作期间，张紧爪通过一连接元件(优选地为弹簧)移离张紧齿，并且随后制动爪脱离，从而使线缆卷轴可通过张紧的控制线缆而转动。

Description

自行车变速器
技术领域
本发明涉及自行车变速器，更具体地涉及一种用于自行车变速器的变速机构，其构造成改善线缆拉动操作的变换速度。
背景技术
分度变速器通常包括张紧释放机构，用于拉动和释放与齿轮变速装置(例如，变速齿轮传动机构)相连的控制线缆。该变速器可以由一个或多个控制杆或转动把手来致动，控制杆或转动把手在线缆拉动或线缆释放操作之后返回到初始位置。德国专利申请No.10213450A1和德国专利申请No.10224196A中示出了这种变速器。
德国专利申请No.10213450公开了一种需要极少部件的变速器释放机构。该释放机构包括释放杆，该释放杆在其初始位置抵靠着制动爪。该制动爪与多个制动齿接合，以将线缆卷轴保持在当前位置。在线缆释放操作期间，释放杆使得制动爪与制动齿脱离。该结构使得释放杆的变速运动立即转换为线缆卷轴的释放运动。同样，如果张紧杆的运动立即转换为线缆卷轴的转动运动，则张紧爪与张紧齿的直接布置也会加速线缆的拉动操作。
德国专利申请No.10224196公开了一种变速器，其用于拉动和释放与齿轮变速装置相连的控制线缆。该变速器包括两个杆，一个杆用于使线缆卷轴关于中心轴线沿着线缆拉动方向转动，一个杆用于使线缆卷轴关于中心轴线沿着线缆释放方向转动。线缆卷轴通过作用在控制线缆上的复位弹簧在线缆释放方向上被预加载，并且不可转动地连接到具有三个齿部分的盘元件上。线缆卷轴通过张紧爪、制动爪和挡爪而转动到或保持在期望的位置处，这些拉紧爪、制动爪和挡爪分别与盘元件的拉紧部分、制动部分和挡齿部分接合或脱离。滑动元件布置在盘元件周围，并包括在一端处的制动爪和在另一端处的挡爪。在静止时，制动爪与制动齿接合。在释放操作期间，制动爪和挡爪分别交替地与制动齿部分和挡齿部分相接合。制动齿部分和挡齿部分以彼此相对的方式布置在盘元件的周边上。
张紧齿部分位于盘元件的周边向内，并具有锯齿形的齿。张紧爪通过张紧爪弹簧偏离张紧齿，并安装在线缆拉动杆上。张紧爪关于平行于线缆卷轴的轴线延伸的爪轴线枢转。因为线缆拉动杆布置在支撑板的下方，并且多个张紧齿布置在该板的上方，所以在线缆拉动操作期间，张紧爪不得不穿过支撑板以与张紧齿接合。
通过使线缆拉动杆关于中心轴线转动而启动线缆拉动操作。根据线缆拉动杆的枢转角度，齿轮变速装置可以移位一个或多个齿轮。在线缆拉动操作之后，线缆拉动杆和张紧爪通过复位弹簧返回到它们的初始位置，而线缆卷轴通过与多个制动齿接合的制动爪保持在当前位置。
通过使线缆释放杆关于一轴线转动而启动线缆释放操作，这导致线缆释放杆推靠滑动元件，并且制动爪移离制动齿以使得线缆卷轴沿着线缆释放方向转动，直到挡爪与下一个挡齿接合。一旦释放了释放杆，则该杆就通过复位弹簧而返回到其初始位置，这导致滑动元件移动从而使挡爪移离挡齿，并且线缆卷轴进一步沿着释放方向转动，直到制动爪与下一个制动齿接合。
根据权利要求1的前序部分的自行车变速器在欧洲专利申请EP-A-0371429中被公开。这里，张紧爪设有数个齿，在张紧杆和释放杆的初始位置，这些齿在爪弹簧的偏压作用下与相应成形的张紧齿接触。当致动释放杆时，通过释放杆的部件使得张紧爪的齿沿着相应张紧齿的前侧滑动，从而使得张紧爪的齿脱离张紧齿。
本发明的目的是提供一种具有简化结构的用于自行车变速器的改进变速机构。
通过权利要求1的特征而实现了该目的。
发明内容
本发明提供了一种自行车变速器，其将张紧致动元件的变速运动立即转换为线缆卷轴的线缆拉动运动，以拉动与齿轮变速装置相连的控制线缆。所述变速器大体包括变速器壳体、线缆卷轴、张紧机构和释放机构，该张紧机构具有张紧致动元件和可与多个张紧齿接合的张紧爪，而该释放机构具有释放致动元件以及可分别与制动齿和挡齿接合的制动爪和挡爪。所述变速器壳体可安装在自行车的把手上。线缆卷轴关于一轴线转动，并通过控制线缆中的张力而沿着线缆释放方向被偏压。张紧齿、制动齿和挡齿布置在盘元件上，该盘元件不可转动地连接在线缆卷轴上。优选地，张紧齿布置在该盘元件周边的内侧，并且制动齿和挡齿优选地以彼此相对的方式沿着所述周边布置。
为了确保获得快速的线缆拉动操作，张紧爪在其初始位置定位成靠近张紧齿，或者可以以无载荷的方式与张紧齿接触。优选地，张紧爪安装在张紧杆上，该张紧杆可关于线缆卷轴轴线转动，并在其初始位置通过复位弹簧而被偏压抵靠止动元件。优选地，张紧爪关于平行于线缆卷轴轴线延伸的张紧爪轴线转动。张紧爪弹簧朝向张紧齿偏压张紧爪。由于张紧爪安装在线缆拉动杆上，因此张紧爪相对于张紧齿的位置由张紧杆的位置来确定。在一个实施例中，张紧杆的初始位置设置成使得张紧爪以无载荷的方式与张紧齿接触或者抵靠张紧齿。
所述释放致动元件是可关于一轴线(该轴线优选为不同于线缆卷轴轴线)转动的杆。所述释放机构还包括一滑动元件，该滑动元件布置在盘元件的周围并包括在一端处的制动爪和在另一端处的挡爪。在线缆释放操作期间，制动爪和挡爪分别交替地与制动齿和释放齿接合。然而，当变速器不工作时，制动爪与制动齿接合以将线缆卷轴保持在当前位置。当启动线缆释放操作时，张紧爪必须首先移离张紧齿，因为不然张紧爪就会妨碍线缆卷轴沿着线缆释放方向转动。张紧爪可以通过释放杆或连接元件(优选为布置在张紧爪和滑动元件之间的弹簧)而移离张紧齿。为了实现张紧爪的及时移动，连接元件通过施加比张紧爪弹簧朝向张紧齿偏压张紧爪的力更强的力，而使张紧爪移动。在连接元件使张紧爪移离张紧齿之后，制动爪与制动齿脱离，致使线缆卷轴沿着线缆释放方向转动。连接元件布置在张紧爪和释放杆或滑动元件之间，这确保即使在制造公差较低的情况下也能获得有效的变速操作。
在本发明的一个实施例中，连接元件是例如弹簧的弹性元件，其一端支撑在所述壳体或支撑板上，而另一端与释放杆或滑动元件相连。在致动时，释放杆使得滑动元件抵抗弹簧的初始弹簧力而移动，这导致弹簧围绕其支撑在壳体上的端部而枢转，并通过弹簧的弯曲部使得张紧爪甚至在制动爪释放盘元件之前就脱离其接合位置。预加载的弹簧不仅用于使张紧爪移离张紧齿，而且还有助于使滑动元件或释放杆返回到其初始位置。
通过下面结合附图对本发明一个实施例的描述，将更全面地理解本发明的这些及其它特征和优点。
附图说明
在附图中：
图1是根据本发明一个实施例，布置在自行车变速器中的处于初始位置的变速机构的顶视图；
图2是图1的变速机构在张紧操作期间的顶视图；
图3是图1的变速机构在线缆释放操作期间的顶视图；以及
图4是图1的自行车变速器的分解视图。
具体实施方式
图1至图4表示根据本发明一个实施例的自行车变速器1。变速器1大体包括变速器壳体11、线缆卷轴17、张紧机构20、释放机构22以及夹紧件24，该夹紧元件24用于将变速器1安装到自行车把手上。线缆卷轴17可关于中心轴线5转动，并具有用于接收控制线缆的线缆槽。该线缆槽可具有用于固定控制线缆的一端的插入开口。控制线缆的另一端连接到齿轮变速装置(未示出)上。该齿轮变速装置可以是后变速齿轮传动机构、前变速齿轮传动机构、内齿轮毂或者其它类似的机构。张紧机构20使得线缆卷轴17沿着线缆拉动方向转动，从而沿着第一方向变换齿轮，而释放机构22使得线缆卷轴17沿着线缆释放方向转动，从而沿着第二方向变换齿轮。
张紧机构20通常包括张紧致动元件2和张紧爪14，该张紧爪可以与多个张紧齿8接合。在本发明的一个实施例中，张紧致动元件2是可关于线缆卷轴轴线5转动的杆。在初始位置，张紧杆2通过复位弹簧偏压着止动元件。优选地，张紧爪14布置在杆2上，并关于平行于线缆卷轴轴线5的张紧爪轴线转动。张紧爪弹簧18朝向张紧齿8偏压张紧爪14。张紧杆2构造成当杆2处于其初始位置时，张紧爪14靠近张紧齿8或者以无载荷的方式与齿8接触。
释放机构22通常包括释放致动元件3以及制动爪12和挡爪13，该制动爪和挡爪可分别与制动齿6和挡齿7接合。在一个实施例中，释放致动元件3是可关于一轴线(优选地，该轴线不同于中心轴线5)转动的释放杆。在杆3释放之后，复位弹簧使得杆3回到其初始位置。释放机构22还包括滑动元件9，该滑动元件包括在一端处的制动爪12和在另一端处的挡爪13。滑动元件9通过容纳在该滑动元件9的两个细长引导件26中的两个引导销10而安装到壳体11上。
制动齿6、挡齿7和张紧齿8布置在盘元件4上，该盘元件不可转动地连接到线缆卷轴17上。优选地，张紧齿8布置在盘元件4周边的内侧，且制动齿6和挡齿7优选地以彼此相对的方式沿着所述周边布置。滑动元件9关于盘元件4布置，从而在线缆释放操作期间，制动爪12和挡爪13交替地与盘元件4上的相应多个齿6、7接合。当变速器1不工作时，制动爪12被偏压以与制动齿6接合，从而阻止盘元件4和线缆卷轴17沿着线缆释放方向转动。在可选实施例中，张紧齿8和制动齿6可以布置在盘元件4的周边上，而挡齿7可以布置在盘元件4周边的内侧。另外，张紧齿8和挡齿7可以布置在盘元件4的周边上，而制动齿6位于盘元件4周边的内侧。
在本发明的一个实施例中，释放机构22还可以包括连接元件15，该连接元件布置在张紧爪14与滑动元件9之间，从而在释放操作期间使得张紧爪14移离张紧齿8。优选地，连接元件15是例如弹簧的弹性元件。弹簧15形成为U形，其一端支撑在壳体11或支撑板上，而另一端连接到滑动元件9或释放杆3上。弹簧15定位成，在静止时弹簧15的弯曲部16靠近张紧爪14。弹簧15具有比张紧爪弹簧18更大的弹簧力，以克服张紧爪弹簧18的初始弹簧力。
参见图1，张紧机构20和释放机构22定位在初始位置。挡爪13与挡齿7脱离，并且制动爪12与制动齿6接合，以将盘元件4和线缆卷轴17保持在当前位置，否则它们会由于控制线缆中的张力而沿着线缆释放方向转动。张紧爪14以无载荷的方式与张紧齿8接触，从而当启动线缆拉动操作时立即将张紧杆2的运动传递给盘元件4。
图2表示在张紧操作期间的变速器1。当致动张紧杆2时，张紧爪14沿着线缆拉动方向运动，以使得盘元件4沿着线缆拉动方向运动。另外，滑动元件9的制动爪12滑过制动齿28的后部。此外，由于弹簧15安装在滑动元件9上，因此弹簧15也运动但是并不与张紧爪14接触，因为张紧爪14已经使得盘元件4沿着线缆拉动方向更进一步转动并处于新的位置。当线缆拉动操作继续时，制动爪12滑过制动齿28进入齿6之间的下一间隙，从而阻止在变速过程之后当张紧杆2和张紧爪14返回到它们的初始位置时盘元件4的任何运动。
图3表示在线缆释放操作期间的变速器1。当致动释放杆3时，滑动元件9的引导销10沿着引导件26滑动，致使弹簧15将张紧爪14移离张紧齿8。接着，制动爪12移离制动齿6，使得盘元件4和线缆卷轴17沿着线缆释放方向转动，直到挡爪13与下一个挡齿30接合。该结构允许在释放操作期间进行一次变速。一旦释放了释放杆3，滑动元件9就返回到其初始位置，使得挡爪13与挡齿30脱离并使得制动爪12与下一个制动齿32接合。然而，在制动爪12与制动齿32接合之前，张紧爪14以无载荷的方式与张紧齿34接触。
尽管已经参照优选实施例对本发明进行了描述，但是应理解，可在所描述的本发明概念的精神和范围内做出各种变动。因此，本发明并不旨在限于所公开的实施例，而是具有由所附权利要求的语言允许的整个范围。

Claims (6)

1.一种用于自行车变速器的变速机构，用于拉动和释放与齿轮变速机构相连的控制线缆，该变速机构包括：
用于拉动所述控制线缆的张紧机构(20)，该张紧机构(20)包括张紧致动元件(2)、张紧爪(14)和多个张紧齿(8)，该张紧爪(14)被偏压成至少靠近所述多个张紧齿(8)；以及
用于释放所述控制线缆的释放机构(22)，该释放机构(22)包括释放致动元件(3)、可以与多个制动齿(6)接合的制动爪(12)、以及可以与多个挡齿(7)接合的挡爪(13)，
释放机构(22)构造成在释放操作期间使张紧爪(14)移离张紧齿(8)，所述释放致动元件(3)构造成在释放操作之后返回到初始位置，
其中，所述释放致动元件(3)包括一连接元件(15)，该连接元件(15)是弹性元件，其第一端支撑在变速器壳体(11)上而第二端支撑抵靠着所述释放致动元件(3)，该弹性元件构造成使得所述张紧爪(14)在释放操作期间移离所述多个张紧齿(8)。
2.根据权利要求1所述的变速机构，其特征在于，所述张紧致动元件(2)是张紧杆，所述张紧爪(14)安装到该张紧杆上并被张紧爪弹簧(18)偏压以与所述多个张紧齿(8)接触。
3.根据权利要求1所述的变速机构，其特征在于，所述张紧致动元件(2)构造成当该张紧致动元件(2)处于初始位置时，使所述张紧爪(14)靠近所述多个张紧齿(8)。
4.根据权利要求1所述的变速机构，其特征在于，所述连接元件(15)构造成在所述制动爪(12)脱离制动齿(6)之前，使所述张紧爪(14)移离张紧齿(8)，以允许释放所述控制线缆。
5.根据权利要求4所述的变速机构，其特征在于，所述制动爪(12)构造成在所述张紧爪(14)通过张紧爪弹簧(18)返回到初始位置之前，与制动齿(6)接合。
6.根据权利要求1所述的变速机构，其特征在于，所述释放机构(22)包括一滑动元件(9)，所述弹性元件构造成使该滑动元件(9)返回到初始位置。
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