專利名稱：自行車變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自行車變速器，更具體地涉及一種用于自行車變速器的變速機構(gòu)，其構(gòu)造成改善線纜拉動操作的變換速度。
背景技術(shù)：
分度變速器通常包括張緊釋放機構(gòu)，用于拉動和釋放與齒輪變速裝置(例如，變速齒輪傳動機構(gòu))相連的控制線纜。該變速器可以由一個或多個控制桿或轉(zhuǎn)動把手來致動，控制桿或轉(zhuǎn)動把手在線纜拉動或線纜釋放操作之后返回到初始位置。德國專利申請No.10213450A1和德國專利申請No.10224196A中示出了這種變速器。
德國專利申請No.10213450公開了一種需要極少部件的變速器釋放機構(gòu)。該釋放機構(gòu)包括釋放桿，該釋放桿在其初始位置抵靠著制動爪。該制動爪與多個制動齒接合，以將線纜卷軸保持在當(dāng)前位置。在線纜釋放操作期間，釋放桿使得制動爪與制動齒脫離。該結(jié)構(gòu)使得釋放桿的變速運動立即轉(zhuǎn)換為線纜卷軸的釋放運動。同樣，如果張緊桿的運動立即轉(zhuǎn)換為線纜卷軸的轉(zhuǎn)動運動，則張緊爪與張緊齒的直接布置也會加速線纜的拉動操作。
德國專利申請No.10224196公開了一種變速器，其用于拉動和釋放與齒輪變速裝置相連的控制線纜。該變速器包括兩個桿，一個桿用于使線纜卷軸關(guān)于中心軸線沿著線纜拉動方向轉(zhuǎn)動，一個桿用于使線纜卷軸關(guān)于中心軸線沿著線纜釋放方向轉(zhuǎn)動。線纜卷軸通過作用在控制線纜上的復(fù)位彈簧在線纜釋放方向上被預(yù)加載，并且不可轉(zhuǎn)動地連接到具有三個齒部分的盤元件上。線纜卷軸通過張緊爪、制動爪和擋爪而轉(zhuǎn)動到或保持在期望的位置處，這些拉緊爪、制動爪和擋爪分別與盤元件的拉緊部分、制動部分和擋齒部分接合或脫離?；瑒釉贾迷诒P元件周圍，并包括在一端處的制動爪和在另一端處的擋爪。在靜止時，制動爪與制動齒接合。在釋放操作期間，制動爪和擋爪分別交替地與制動齒部分和擋齒部分相接合。制動齒部分和擋齒部分以彼此相對的方式布置在盤元件的周邊上。
張緊齒部分位于盤元件的周邊向內(nèi)，并具有鋸齒形的齒。張緊爪通過張緊爪彈簧偏離張緊齒，并安裝在線纜拉動桿上。張緊爪關(guān)于平行于線纜卷軸的軸線延伸的爪軸線樞轉(zhuǎn)。因為線纜拉動桿布置在支撐板的下方，并且多個張緊齒布置在該板的上方，所以在線纜拉動操作期間，張緊爪不得不穿過支撐板以與張緊齒接合。
通過使線纜拉動桿關(guān)于中心軸線轉(zhuǎn)動而啟動線纜拉動操作。根據(jù)線纜拉動桿的樞轉(zhuǎn)角度，齒輪變速裝置可以移位一個或多個齒輪。在線纜拉動操作之后，線纜拉動桿和張緊爪通過復(fù)位彈簧返回到它們的初始位置，而線纜卷軸通過與多個制動齒接合的制動爪保持在當(dāng)前位置。
通過使線纜釋放桿關(guān)于一軸線轉(zhuǎn)動而啟動線纜釋放操作，這導(dǎo)致線纜釋放桿推靠滑動元件，并且制動爪移離制動齒以使得線纜卷軸沿著線纜釋放方向轉(zhuǎn)動，直到擋爪與下一個擋齒接合。一旦釋放了釋放桿，則該桿就通過復(fù)位彈簧而返回到其初始位置，這導(dǎo)致滑動元件移動從而使擋爪移離擋齒，并且線纜卷軸進一步沿著釋放方向轉(zhuǎn)動，直到制動爪與下一個制動齒接合。
上述變速器提供了準(zhǔn)確的變速過程。然而，上述變速器的缺點在于，在張緊爪與張緊齒接合之前必須使線纜拉動桿移動一定距離，以啟動線纜拉動操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種自行車變速器，其將張緊致動元件的變速運動立即轉(zhuǎn)換為線纜卷軸的線纜拉動運動，以拉動與齒輪變速裝置相連的控制線纜。所述變速器大體包括變速器殼體、線纜卷軸、張緊機構(gòu)和釋放機構(gòu)，該張緊機構(gòu)具有張緊致動元件和可與多個張緊齒接合的張緊爪，而該釋放機構(gòu)具有釋放致動元件以及可分別與制動齒和擋齒接合的制動爪和擋爪。所述變速器殼體可安裝在自行車的把手上。線纜卷軸關(guān)于一軸線轉(zhuǎn)動，并通過控制線纜中的張力而沿著線纜釋放方向被偏壓。張緊齒、制動齒和擋齒布置在盤元件上，該盤元件不可轉(zhuǎn)動地連接在線纜卷軸上。優(yōu)選地，張緊齒布置在該盤元件周邊的內(nèi)側(cè)，并且制動齒和擋齒優(yōu)選地以彼此相對的方式沿著所述周邊布置。
為了確保獲得快速的線纜拉動操作，張緊爪在其初始位置定位成靠近張緊齒，或者可以以無載荷的方式與張緊齒接觸。優(yōu)選地，張緊爪安裝在張緊桿上，該張緊桿可關(guān)于線纜卷軸軸線轉(zhuǎn)動，并在其初始位置通過復(fù)位彈簧而被偏壓抵靠止動元件。優(yōu)選地，張緊爪關(guān)于平行于線纜卷軸軸線延伸的張緊爪軸線轉(zhuǎn)動。張緊爪彈簧朝向張緊齒偏壓張緊爪。由于張緊爪安裝在線纜拉動桿上，因此張緊爪相對于張緊齒的位置由張緊桿的位置來確定。在一個實施例中，張緊桿的初始位置設(shè)置成使得張緊爪以無載荷的方式與張緊齒接觸或者抵靠張緊齒。
所述釋放致動元件是可關(guān)于一軸線(該軸線優(yōu)選為不同于線纜卷軸軸線)轉(zhuǎn)動的桿。所述釋放機構(gòu)還包括一滑動元件，該滑動元件布置在盤元件的周圍并包括在一端處的制動爪和在另一端處的擋爪。在線纜釋放操作期間，制動爪和擋爪分別交替地與制動齒和釋放齒接合。然而，當(dāng)變速器不工作時，制動爪與制動齒接合以將線纜卷軸保持在當(dāng)前位置。當(dāng)啟動線纜釋放操作時，張緊爪必須首先移離張緊齒，因為不然張緊爪就會妨礙線纜卷軸沿著線纜釋放方向轉(zhuǎn)動。張緊爪可以通過釋放桿或連接元件(優(yōu)選為布置在張緊爪和滑動元件之間的彈簧)而移離張緊齒。為了實現(xiàn)張緊爪的及時移動，連接元件通過施加比張緊爪彈簧朝向張緊齒偏壓張緊爪的力更強的力，而使張緊爪移動。在連接元件使張緊爪移離張緊齒之后，制動爪與制動齒脫離，致使線纜卷軸沿著線纜釋放方向轉(zhuǎn)動。連接元件布置在張緊爪和釋放桿或滑動元件之間，這確保即使在制造公差較低的情況下也能獲得有效的變速操作。
在本發(fā)明的一個實施例中，連接元件是例如彈簧的彈性元件，其一端支撐在所述殼體或支撐板上，而另一端與釋放桿或滑動元件相連。在致動時，釋放桿使得滑動元件抵抗彈簧的初始彈簧力而移動，這導(dǎo)致彈簧圍繞其支撐在殼體上的端部而樞轉(zhuǎn)，并通過彈簧的彎曲部使得張緊爪甚至在制動爪釋放盤元件之前就脫離其接合位置。預(yù)加載的彈簧不僅用于使張緊爪移離張緊齒，而且還有助于使滑動元件或釋放桿返回到其初始位置。
通過下面結(jié)合附圖對本發(fā)明一個實施例的描述，將更全面地理解本發(fā)明的這些及其它特征和優(yōu)點。


在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例，布置在自行車變速器中的處于初始位置的變速機構(gòu)的頂視圖；圖2是圖1的變速機構(gòu)在張緊操作期間的頂視圖；圖3是圖1的變速機構(gòu)在線纜釋放操作期間的頂視圖；以及圖4是圖1的自行車變速器的分解視圖。
具體實施例方式
圖1至圖4表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的自行車變速器1。變速器1大體包括變速器殼體11、線纜卷軸17、張緊機構(gòu)20、釋放機構(gòu)22以及夾緊件24，該夾緊元件24用于將變速器1安裝到自行車把手上。線纜卷軸17可關(guān)于中心軸線5轉(zhuǎn)動，并具有用于接收控制線纜的線纜槽。該線纜槽可具有用于固定控制線纜的一端的插入開口。控制線纜的另一端連接到齒輪變速裝置(未示出)上。該齒輪變速裝置可以是后變速齒輪傳動機構(gòu)、前變速齒輪傳動機構(gòu)、內(nèi)齒輪轂或者其它類似的機構(gòu)。張緊機構(gòu)20使得線纜卷軸17沿著線纜拉動方向轉(zhuǎn)動，從而沿著第一方向變換齒輪，而釋放機構(gòu)22使得線纜卷軸17沿著線纜釋放方向轉(zhuǎn)動，從而沿著第二方向變換齒輪。
張緊機構(gòu)20通常包括張緊致動元件2和張緊爪14，該張緊爪可以與多個張緊齒8接合。在本發(fā)明的一個實施例中，張緊致動元件2是可關(guān)于線纜卷軸軸線5轉(zhuǎn)動的桿。在初始位置，張緊桿2通過復(fù)位彈簧偏壓著止動元件。優(yōu)選地，張緊爪14布置在桿2上，并關(guān)于平行于線纜卷軸軸線5的張緊爪軸線轉(zhuǎn)動。張緊爪彈簧18朝向張緊齒8偏壓張緊爪14。張緊桿2構(gòu)造成當(dāng)桿2處于其初始位置時，張緊爪14靠近張緊齒8或者以無載荷的方式與齒8接觸。
釋放機構(gòu)22通常包括釋放致動元件3以及制動爪12和擋爪13，該制動爪和擋爪可分別與制動齒6和擋齒7接合。在一個實施例中，釋放致動元件3是可關(guān)于一軸線(優(yōu)選地，該軸線不同于中心軸線5)轉(zhuǎn)動的釋放桿。在桿3釋放之后，復(fù)位彈簧使得桿3回到其初始位置。釋放機構(gòu)22還包括滑動元件9，該滑動元件包括在一端處的制動爪12和在另一端處的擋爪13?；瑒釉?通過容納在該滑動元件9的兩個細(xì)長引導(dǎo)件26中的兩個引導(dǎo)銷10而安裝到殼體11上。
制動齒6、擋齒7和張緊齒8布置在盤元件4上，該盤元件不可轉(zhuǎn)動地連接到線纜卷軸17上。優(yōu)選地，張緊齒8布置在盤元件4周邊的內(nèi)側(cè)，且制動齒6和擋齒7優(yōu)選地以彼此相對的方式沿著所述周邊布置?；瑒釉?關(guān)于盤元件4布置，從而在線纜釋放操作期間，制動爪12和擋爪13交替地與盤元件4上的相應(yīng)多個齒6、7接合。當(dāng)變速器1不工作時，制動爪12被偏壓以與制動齒6接合，從而阻止盤元件4和線纜卷軸17沿著線纜釋放方向轉(zhuǎn)動。在可選實施例中，張緊齒8和制動齒6可以布置在盤元件4的周邊上，而擋齒7可以布置在盤元件4周邊的內(nèi)側(cè)。另外，張緊齒8和擋齒7可以布置在盤元件4的周邊上，而制動齒6位于盤元件4周邊的內(nèi)側(cè)。
在本發(fā)明的一個實施例中，釋放機構(gòu)22還可以包括連接元件15，該連接元件布置在張緊爪14與滑動元件9之間，從而在釋放操作期間使得張緊爪14移離張緊齒8。優(yōu)選地，連接元件15是例如彈簧的彈性元件。彈簧15形成為U形，其一端支撐在殼體11或支撐板上，而另一端連接到滑動元件9或釋放桿3上。彈簧15定位成，在靜止時彈簧15的彎曲部16靠近張緊爪14。彈簧15具有比張緊爪彈簧14更大的彈簧力，以克服張緊爪彈簧18的初始彈簧力。
參見圖1，張緊機構(gòu)20和釋放機構(gòu)22定位在初始位置。擋爪13與擋齒7脫離，并且制動爪12與制動齒6接合，以將盤元件4和線纜卷軸17保持在當(dāng)前位置，否則它們會由于控制線纜中的張力而沿著線纜釋放方向轉(zhuǎn)動。張緊爪14以無載荷的方式與張緊齒8接觸，從而當(dāng)啟動線纜拉動操作時立即將張緊桿2的運動傳遞給盤元件4。
圖2表示在張緊操作期間的變速器1。當(dāng)致動張緊桿2時，張緊爪14沿著線纜拉動方向運動，以使得盤元件4沿著線纜拉動方向運動。另外，滑動元件9的制動爪12滑過制動齒28的后部。此外，由于彈簧15安裝在滑動元件9上，因此彈簧15也運動但是并不與張緊爪14接觸，因為張緊爪14已經(jīng)使得盤元件4沿著線纜拉動方向更進一步轉(zhuǎn)動并處于新的位置。當(dāng)線纜拉動操作繼續(xù)時，制動爪12滑過制動齒28進入齒6之間的下一間隙，從而阻止在變速過程之后當(dāng)張緊桿2和張緊爪14返回到它們的初始位置時盤元件4的任何運動。
圖3表示在線纜釋放操作期間的變速器1。當(dāng)致動釋放桿3時，滑動元件9的引導(dǎo)銷10沿著引導(dǎo)件26滑動，致使彈簧15將張緊爪14移離張緊齒8。接著，制動爪12移離制動齒6，使得盤元件4和線纜卷軸17沿著線纜釋放方向轉(zhuǎn)動，直到擋爪13與下一個擋齒30接合。該結(jié)構(gòu)允許在釋放操作期間進行一次變速。一旦釋放了釋放桿3，滑動元件9就返回到其初始位置，使得擋爪13與擋齒30脫離并使得制動爪12與下一個制動齒32接合。然而，在制動爪12與制動齒32接合之前，張緊爪14以無載荷的方式與張緊齒34接觸。
盡管已經(jīng)參照優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但是應(yīng)理解，可在所描述的本發(fā)明概念的精神和范圍內(nèi)做出各種變動。因此，本發(fā)明并不旨在限于所公開的實施例，而是具有由所附權(quán)利要求的語言允許的整個范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于自行車變速器的變速機構(gòu)，用于拉動和釋放與齒輪變速機構(gòu)相連的控制線纜，該變速機構(gòu)包括用于拉動所述控制線纜的張緊機構(gòu)(20)，該張緊機構(gòu)(20)包括張緊致動元件(2)、張緊爪(14)和多個張緊齒(8)，該張緊爪(14)被偏壓成至少靠近所述多個張緊齒(8)；以及用于釋放所述控制線纜的釋放機構(gòu)(22)，該釋放機構(gòu)(22)包括釋放致動元件(3)、可以與多個制動齒(6)接合的制動爪(12)、以及可以與多個擋齒(7)接合的擋爪(13)，釋放機構(gòu)(22)構(gòu)造成在釋放操作期間使張緊爪(14)移離張緊齒(8)，所述釋放致動元件(3)構(gòu)造成在釋放操作之后返回到初始位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速機構(gòu)，其特征在于，所述張緊致動元件(2)是張緊桿，所述張緊爪(14)安裝到該張緊桿上并被張緊爪彈簧(18)偏壓以與所述多個張緊齒(8)接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速機構(gòu)，其特征在于，所述張緊致動元件(2)構(gòu)造成當(dāng)該張緊致動元件(2)處于初始位置時，使所述張緊爪(14)靠近所述多個張緊齒(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速機構(gòu)，其特征在于，所述釋放機構(gòu)(22)包括一連接元件(15)，該連接元件用于使所述張緊爪(14)在釋放操作期間移離所述多個張緊齒(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速機構(gòu)，其特征在于，所述釋放致動元件(3)包括一連接元件(15)，該連接元件(15)是彈性元件，其第一端支撐在變速器殼體(11)上而第二端支撐抵靠著所述釋放致動元件(3)，該彈性元件構(gòu)造成使得所述張緊爪(14)在釋放操作期間移離所述多個張緊齒(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變速機構(gòu)，其特征在于，所述連接元件(15)構(gòu)造成在所述張緊爪(12)脫離張緊齒(6)之前，使所述張緊爪(14)移離張緊齒(8)，以允許釋放所述控制線纜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變速機構(gòu)，其特征在于，所述制動爪(12)構(gòu)造成在所述張緊爪(14)通過張緊爪彈簧(18)返回到初始位置之前，與制動齒(6)接合。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變速機構(gòu)，其特征在于，所述釋放機構(gòu)(22)包括一滑動元件(9)，所述彈性元件構(gòu)造成使該滑動元件(9)返回到初始位置。
全文摘要
一種自行車變速器，其構(gòu)造成減少張緊機構(gòu)為啟動拉動線纜操作所必須移動的距離。該張緊機構(gòu)包括可以與多個張緊齒接合的張緊爪。在初始位置，該張緊爪位于張緊齒附近，從而使張緊爪不必移動一張緊距離。在線纜釋放操作期間，張緊爪通過一連接元件(優(yōu)選地為彈簧)移離張緊齒，并且隨后制動爪脫離，從而使線纜卷軸可通過張緊的控制線纜而轉(zhuǎn)動。
文檔編號B62M25/04GK1765694SQ20051010957
公開日2006年5月3日 申請日期2005年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月26日
發(fā)明者羅伯特·維澤爾, 馬丁·維斯, 羅伯特·伯姆, 斯科特·麥克勞克林, 馬庫斯·里爾 申請人:Sram德國有限公司