用于自行车变速器的控制装置的制作方法

专利名称：用于自行车变速器的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于驱动自行车变速器的控制装置。
背景技术：
自行车通常设置有与链轮组相关联的后变速器，该链轮组由一组 具有不同直径及齿数的共轴齿轮(链轮)组成，这些共轴齿轮(链轮) 和后轮毂成一体。
自行车通常还设置有与曲柄组相关联的前变速器，该曲柄组由一 组具有不同直径及齿数的齿轮(冠状齿轮)组成，这些齿轮(冠状齿
轮)和由一对踏板驱动而旋转的底托架轴相关联。在较便宜的自行车 中，仅一个齿轮和底托架轴相关连且仅具有后变速器。
用于将脚踏的运动转换成后轮的运动的传动链在链轮组及曲柄组 间的封闭环中延伸。
后变速器及前变速器，如果有的话，可与传动链接合而在具有不 同直径及齿数的齿轮上移动，以便获得不同传动比。
传统上，当链由较大直径的齿轮变换至较小直径的齿轮时称为向 下换档，当链由较小直径的齿轮变换至较大直径的齿轮时称为向上换 档。就此而言，应注意在前换档群组中，向下换档对应于转变至较低 传动比且向上换档对应于转变至较高传动比；反之亦然，在后换档群 组中，向下换档对应于转变至较高传动比且向上换档对应于转变至较 低传动比。
通过通常安装在靠近手柄的把手上的控制装置来获得变速器沿双 向的移动，以便骑乘者能轻易操纵变速器，且手柄处也有用于分别控 制前、后轮的刹车的刹车杆。能够沿双向驱动变速器及刹车的控制装 置一般称为一体式控制器。
传统上，前变速器的控制装置及前轮的刹车杆的位置靠近把手的 左手柄，且反之亦然，后变速器的控制装置及后轮的刹车杆的位置靠 近右手柄。
更明确地说，在机械换档中，每个变速器通过通常由不可延伸的 护套缆线(一般称为鲍登线)施加的牵起作用沿第一方向在齿轮间移 动，并且通过释放缆线的牵引和/或通过设置在变速器本身中的弹簧的 弹性回复作用而沿第二相反方向在齿轮间移动。
通常，但非必须，通过释放缆线的牵引和/或通过回复弹簧所引起
的移动方向为向下换档的方向；反之亦然，通常，牵引缆线的牵起作 用沿向上换档的方向发生，其中链从较小直径的轮移动至较大直径的 轮。
牵引缆线可沿着自行车车架延伸直到控制装置。在控制装置中， 通过在一般称为巻线套的转子元件上巻绕及退绕牵引缆线来牵引或释 放起动该牵引缆线，骑乘者通过适当的手动起动装置来控制该巻线套 的旋转。
通常，手动起动装置至少包括一对杆、 一对按钮、按钮及杆、或 双向杆。
2005年9月，在德国腓特烈港(Friedrichshafen)举办的欧洲自行 车展(Eurobike fair)中推出一种控制装置，该控制装置具有沿单个方 向被起动的单个控制杆。在此控制装置中，设想轻轻推动该杆可导致沿第一方向换档，而沿同一方向以较大力推动该杆可导致沿第二方向 换档。但并未公开此控制装置的结构。
在本发明的基础上，要解决的技术问题是提供一种用于自行车变 速器的机械功能性控制装置，其具有这种起动方法。

发明内容
本发明关于用于自行车变速器的一种控制装置，其包括支承体； 巻线套，经支承用于相对于所述支承体旋转；分度机构，容纳于所述 支承体中且适于控制所述巻线套的角度位置；以及单个手动起动杆，
所述分度机构包括齿轮，其和所述巻线套一体旋转，且具有多个第 一倾斜齿及多个第二倾斜齿；第一爪，其和所述杆的从动臂成一体，
且当手动将所述杆沿第一方向移动超过预定旋转阈值时第一爪挤压接
合在第一齿上；以及第二爪，当沿所述第一方向手动移动所述杆直到 所述预定旋转阈值时，所述杆的从动臂使第二爪与第二齿脱离接合。
更明确地说，当手动移动杆直到预定旋转阈值时，第一爪和第一 齿形成非干涉接合，换句话说，第一爪插入在齿之间，但齿轮的旋转 方向及第一齿的倾斜使得第一爪无法阻止齿轮的旋转，且在预定旋转 阈值处，第一爪和第一齿形成干涉接合。
此外，当手动移动杆超过预定旋转阈值时，第二爪和第二齿形成 非干涉接合，换句话说，第二爪插入在齿之间，但齿轮的旋转方向及 第二齿的倾斜使得第二爪无法阻止齿轮的旋转。
再者，当杆沿和第一方向相反的第二方向旋转时，即当骑乘者释 放杆时，第一爪和第一齿脱离接合且第二爪和第二齿保持接合。因而， 第二爪保持齿轮的新位置且因而保持巻线套的新位置。
优选的是，当在预定旋转阈值内手动移动杆时，齿轮及巻线套沿
变速器的固定至巻线套的牵引缆线的退绕方向旋转。如此一来，缆线 和/或与变速器相关联的弹簧的牵引力自动地导致巻线套沿退绕方向旋 转。
更优选的是，当手动移动杆直到所述预定旋转阈值，且然后当释 放杆时，杆沿和所述第一方向相反的第二方向旋转时，所述齿轮及巻 线套沿所述退绕方向进行旋转量等于第二齿间的齿距的旋转，且所述 第二爪从第二齿间的第一间隙移动至第二齿间的相邻间隙，如此一来，
可导致从链轮组或曲柄组的第一齿轮换档至紧邻齿轮甚至更优选地换 档至直径更小的齿轮的单一换挡。
此外，优选的是，当手动移动所述杆超过所述预定旋转阈值时， 所述齿轮及巻线套沿固定至所述巻线套的牵引缆线的巻绕方向旋转。 如此一来，骑乘者的起动力用来克服牵引缆线和/或与变速器相关联的 弹簧的牵引力。
更优选的是，当手动移动所述杆超过所述预定旋转阈值时，所述 齿轮及巻线套沿所述巻绕方向进行旋转量等于第二齿间的至少一个齿 距的旋转，且第二爪从第二齿间的第一间隙移动至第二齿间的相邻或 随后的间隙，如此一来，可导致从链轮组或曲柄组的第一齿轮换档至 紧邻齿轮甚至更优选地换档至直径更大的齿轮的单一或多重换挡。
有利的是，杆在所述预定阈值内的旋转是围绕由和所述齿轮共轴 的连接构件支承的枢轴而进行的。如此一来，杆的从动臂的运动且因 而第一爪的运动是一种朝向及背离齿轮的单纯移动，这对于第一爪的 操作目的而言非常理想。
反之亦然，优选的是，杆超过所述预定阈值的旋转是围绕和所述 连接构件成一体的齿轮的轴而进行的。如此一来，杆的从动臂的运动 且因而第一爪的运动为单纯的圆形，这对于推挤齿轮使其旋转而言非
常理想。
有利的是，第二爪形成于枢轴连接于所述支承体上的摇动构件的 从动臂上，且在手动移动杆直到所述预定旋转阈值的过程中，所述杆 的从动臂控制所述摇动构件的驱动臂。
在一个实施方式中，杆的从动臂具有阶梯式轮廓，用于在手动移 动所述杆直到所述预定旋转阈值的过程中控制所述摇动构件的驱动 臂。利用这种阶梯式轮廓，摇动构件以及因而第二爪的移动不是连续 的，特别是可延迟第二爪在第二齿间的接合。
在另一个实施方式中，杆的从动臂具有桩或优选为辊子，用于控 制摇动构件的驱动臂，以便减小摩擦力。
在另一个实施方式中，分度机构还包括第二摇动构件，所述第二 摇动构件具有和所述摇动构件的驱动臂形成铰链状连接的第一臂，且 在手动移动杆直到所述预定旋转阈值的过程中，所述杆的从动臂控制 所述第二摇动构件的第二臂。通过将该第二摇动构件布置为在杆与其 上形成有第二爪的摇动构件间的运动传递装置，第二爪可以进一步远 离杆的从动臂，而不必在过长的摇动构件上形成第二爪。此外，在臂 及摇动构件的行程的设计中，自由度会增加，以便使第二爪的行程适 合齿轮的第二齿的几何形状。
优选的是，控制装置还包括回复装置，所述回复装置用于将所述 杆偏压成沿着和所述第一方向相反的第二方向旋转。
优选的是，控制装置还包括弹性装置，所述弹性装置用于将第二 爪偏压成与第二齿保持接合。
控制装置还包括刹车杆，所述刹车杆用于控制自行车的刹车，即
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所述控制装置可以是一体式装置。
在控制装置为一体式装置的情形中，且特别是该一体式控制装置 用于连接在通常用于竞技自行车的弯曲把手上时，优选的是，杆的起 动臂设置有基本上和刹车杆的枢轴平行的铰接枢轴，以便能够跟随刹 车移动。
然而，所述控制装置也可用于连接至通常用于越野自行车的笔直 把手上。


从下文参照附图对本发明仅仅作为非限制性实施例的某些优选实 施方式的详细说明可以更清楚地理解本发明的其它特征及优点，其中 图1示出根据本发明的安装于弯曲的自行车把手上的右方一体式 控制装置的侧视图2至13示出在换档过程的不同步骤中图1的装置的控制机构； 图14示出根据本发明的控制装置的分度机构的第二实施方式； 图15至18示出在换档过程的不同步骤中的分度机构的第三实施
方式；
图19至22示出在换档过程的不同步骤中的分度机构的第四实施
方式；
图23及24示出根据本发明的安装于笔直自行车把手上的右方控 制装置的透视图及剖面图；以及
图25示出根据本发明的安装于笔直自行车把手上的右方一体式 控制装置的透视图。
具体实施例方式
下文将参照右方控制装置(即与把手的右手柄相关联的控制装置) 来描述根据本发明的控制装置，但可以理解，与把手的左手柄相关联 的左方控制装置将应完全相类似。
根据本发明的第一实施方式的控制装置1包括在其后侧3通过已 知连接装置(利用通过夹子)固定在把手M的弯曲手柄部前方的支承
体2，且支承体2从把手M的前方突出。
在本说明及附随权利要求中，与空间相关的术语，特别是术语前 方、后方、上方、下方及垂直相对于控制装置的安装情形并相对于处 于中性位置的把手来使用，术语内部表示朝向把手的中心。
在支承体2的前方区域4中，刹车杆5围绕大致上和自行车前进 方向X垂直的枢轴6枢轴转动。牵引缆线(此处未显示)的头部以一 种已知方式连接到刹车杆5上，以便当骑乘者将刹车杆5拉向把手M (通常利用右手除了拇指以外的几个手指〉时起动刹车。
换档杆9从支承体2的下方表面8向下突出，且换档杆9包括加 宽的起动部9a，适用于接收右手除了拇指以外的手指(优选为中指或 无名指)搁置于其上。换档杆9在刹车杆5后方并沿着其延伸，且具 有围绕枢轴10的铰链以跟随刹车杆5的移动。
支承体2通常由保护覆套(此处未显示)覆盖且其形状使得骑乘 者能够抓握，并且手掌搁置于上壁ll上。另一方面，在不同的导引位 置中，骑乘者抓握支承体2下方的把手M。在二种导引位置中，骑乘 者可轻易以其手指接触到刹车杆5及换档杆9。
在支承体2中限定了内部空腔，其中放置了分度机构12。下文将 描述的分度机构12可围绕大致上和自行车前进方向X平行的Y轴形成 一系列预定角度位置。换档杆9沿第一方向(参照图1，朝向读者的方 向)进行的相对较小角度的旋转使得旋转分度机构12沿第一方向旋转， 并且换档杆9沿相同方向(参照图1，朝向读者的方向)进行的相对较 大角度的旋转使得旋转分度机构12向相反方向旋转。
巻线套13与分度机构12连接，使得旋转时为一体。根据巻线套
13的角度位置，将牵引缆线K (通常是一种公知为鲍登线的护套缆线) 围绕巻线套13巻绕一定长度，换句话说，可因为换档杆9的起动而将 牵引缆线K巻绕及退绕。牵引缆线K可沿着自行车框架延伸且其相反 端分别连接至后变速器或前变速器。因而，牵引缆线K在巻线套13上 的巻绕及退绕导致变速器移动，且因而导致在与后轮毂相关联或与自 行车的底托架相关联的其中一个齿轮处的运动传动链的接合，且其对 应于期望的传动比。
此处将参照图2至13描述分度机构12，图中示出沿着图1的剖 切平面n-II截取的剖视图，分别为沿第一方向(图2至7)的换档过程 及沿第二方向(图2、 3及8至13)的换档过程的不同步骤。
以一种本质上已知的方式将中心枢轴14 (以Y轴作为其轴线)固 定于支承体2。
巻线套13具有可围绕中心枢轴14枢轴转动的中空轴，该中空轴 同样以附图标记13标示。作为选择，可经由位于巻线套13的轴外侧 周围的一个或多个滚珠轴承或套管来实现巻线套13的轴相对于支承体 2的自由旋转连接。
更明确地说，巻线套13和齿轮15 —体旋转。举例而言，可通过 使巻线套13的轴的非圆形断面与齿轮15的中央孔的非圆形断面相配， 如图所示，实现巻线套13及齿轮15的一体旋转的连接，但当然可以 提供不同的连接。
通过缆线本身的牵引和/或设置在变速器处的弹簧的回复力，巻线 套13及齿轮15被偏压为沿着变速器的牵引缆线K的退绕方向U进行 旋转。
连接构件16围绕中心枢轴14枢轴旋转，举例而言可插入巻线套
13的轴上或齿轮15的套环上。通过回复装置，例如在支承体2及连接 构件16的附属物16a之间延伸的所示压缩弹簧17使连接构件16沿退 绕方向U压靠在支承体2上。可利用一种一端连接至连接构件16且另 一端连接至支承体2或枢轴14的盘簧来取代螺旋压縮弹簧17，在该种 情形中，连接构件16缺少附属物16a。
在图2至13中仅显示部分的换档杆9经由枢轴18枢轴连接至连 接构件16。回复装置，例如形式为图2至13中示意性示出的盘簧19 将换档杆9偏压至相对于连接构件16的预定角度位置且大致竖直，如 图2中所示，以抵销自行车行进产生的震动。
第一爪20形成于杆9的从动臂9b的末端以同齿轮15的多个第一 倾斜齿21协作。更明确地说，如方向U中所见，齿21的具有相对于 齿轮15的切线倾斜较小的边缘，和相对于齿轮15的切线倾斜较大的 边缘。第一爪20的形状与两相邻齿21间的间隙22的形状匹配，因而 第一爪20的一边缘适合搁置于第一齿21的倾斜较大的边缘上并推挤 它，因而将第一齿的该边缘称为齿的"作用边缘"。第一爪20也具有 适合在第一齿21的倾斜较小的边缘上滑动的边缘，因而将第一齿的该 边缘称为齿的"非作用边缘"。在图2所示的分度机构12的静置状态 中，第一爪20处于与第一齿21不接合的位置。
第二爪23形成于摇动构件24的从动臂24a的末端，摇动构件24 经由枢轴25枢轴连接于支承体2上。第二爪23和齿轮15的多个第二 倾斜齿26协作。如方向U中所见，第二齿26也具有相对于齿轮15的 切线倾斜较小的边缘，和相对于齿轮15的切线倾斜较大的边缘。第二 爪23的形状与两相邻齿26间的间隙27的形状匹配，因而第二爪23 的一边缘适合抵靠在第二齿26的倾斜较大的边缘上，因而将第二齿的 该边缘称为齿的"作用边缘"。第二爪23也具有适合在第二齿26的
倾斜较小的边缘上滑动的边缘，因而将第二齿的该边缘称为齿的"非 作用边缘"。
用于和两个爪20、 23接合的齿21及26可彼此不同，但优选的是， 其数量及几何形状相同，使得能够将齿轮任意地安装于角度上间隔180 度的两个位置。
虽然图中显示的齿21及26形成于齿轮15的两个非相邻扇形上， 但是可替代性地提供全齿齿轮。
回复装置(由在支承体2和摇动构件24的从动臂24a的自由端间 延伸的压縮弹簧28表示)推动摇动构件24进入图2所示的分度机构 12的静置位置，在该位置中第二爪23和间隙27的一者接合且摇动构 件24的驱动臂24b的自由端和杆9的从动臂％接触。
因而，在图2所示的静置状态中，通过由设置在变速器上的缆线 K或弹簧导致的第二爪23接合在以27a表示的间隙中(这种接合可抵 销沿退绕方向U的牵引力)而将巻线套13保持在预定的角度位置。换 档杆9也处于静置位置中，如图所示大致上竖直。
当骑乘者沿图3所示的S方向稍微推动换档杆9时，换档杆9围 绕枢轴18相对于连接构件16旋转。就此而言，应强调弹簧19的弹力 相当弱且因而当推动换档杆9时其产生压縮。
形成于杆9的从动臂9b上并因此围绕枢轴18旋转的第一爪20面 向第一齿21间的以22a表示的间隙，然而第一爪20边缘不会和以21a 表示的齿的作用边缘相接触。
同时，摇动构件24的驱动臂24b被偏压为在杆9的从动臂9b上 滑动，且因而摇动构件24沿箭头29所表示的方向抵抗压縮弹簧28的
力(即使弹簧压縮)而摇动。因而第二爪23从其所接合的间隙27a中 脱离。
因而齿轮15及巻线套13可沿牵引缆线的退绕方向U自由进行一 种一体的微小旋转。因而图3中所示的状态为非静止状态，且分度机 构12实质上立刻进入图4所示的状态，其中齿21a的作用边缘搁置于 第一爪20上。
由于齿轮15沿退绕方向U的所述微小旋转，第二爪23已经通过 齿26a的脊部且此时面向随后的间隙27b。
若在此种操作状态下释放换档杆9，则换档杆9通过盘簧19沿图 5所示的与方向S相反的方向S'返回，且换档杆9导致第一爪20从间 隙22a滑出，如图5所示。同时，换档杆9的从动臂9a对摇动构件24 的驱动臂24b的推挤作用也停止。因而摇动构件24经由弹簧28的作 用被偏压在与上述方向29相反的围绕其枢轴25旋转的方向30上。因 而，第二爪23与位于间隙27b侧的齿26a的非作用边缘形成搁置关系。 应注意，在图5示出的该非静止步骤中，根据骑乘者释放换档杆9的 速度不同，摇动构件24的驱动臂24b可脱离或不脱离与杆的从动臂9b 的搁置关系。
当换档杆9回到静置位置时，第一爪20进入其和第一齿21的脱 离接合的位置，且其可使得齿轮15及与齿轮15 —体的巻线套13沿退 绕方向U自由旋转，如图6中所示，其也示出非静止状态。在此旋转 过程中，第二爪23沿着齿26a的非作用边缘滑动，从而接合于间隙27b 中。
当第二爪23和随后的齿26b的作用边缘形成搁置关系时，沿退绕 方向U的旋转结束，如图7中所示。在此状态下，第二爪23在间隙 27b中的接合可使齿轮15及巻线套13保持静止。
因而，由于对换档杆9的所述推动使其移动相对较小的角位移，
将使得齿轮15且因而使得巻线套13沿刹车缆线的退绕方向U进行角 度旋转，且其旋转的角度对应于第二齿26间的齿距。此旋转对应于将 牵引缆线K释放如下长度，即，使得能将变速器且因而将传动链分别 移动到链轮组或曲柄组的相邻齿轮。有利的是，这种释放中的移动沿 着直径更小的齿轮的方向，或向下换档的方向。然而，在其它类型的 换档中，释放中的移动可导致朝向直径更大的齿轮换档，或向上换档。
为了沿相反方向进行换档，骑乘者可沿图3中所示的相同方向S 推动换档杆9，然而要施加更大的旋转。控制机构12的最初操作和上 文参照图2至4所述相同。换句话说，在换档杆9的最初旋转步骤中， 会发生第一爪20接合在第一齿21间的间隙22a中、与齿21a的作用边 缘形成搁置关系、第二爪23从第二齿26间的间隙27a脱离、以及齿 轮15沿退绕方向U进行微小旋转。
参照图8，当沿方向S持续推动换档杆9而超过图3所示的限制 位置时，第一爪20通过推挤齿21a的作用边缘而动作，导致齿轮15 旋转且因而导致巻线套沿缆线的与退绕方向U相反的巻绕方向W旋 转。更明确地说，换档杆9现在可抵抗压缩弹簧17的作用和连接构件 16成一体地围绕中心枢轴14旋转。事实上，在图8中，可以看见连接 构件16的左边缘与支承体2间有间隙31。
同时，换档杆9的从动臂9a对摇动构件24的驱动臂24b的推挤 作用也会停止。因而通过弹簧28的作用沿着围绕摇动构件24的枢轴 25旋转的方向30偏压摇动构件24。由于齿轮15沿巻绕方向W旋转而 再次在齿26a的脊部上方经过的第二爪23再次接合于其最初接合(图 2)的间隙27a中。
随着沿方向S推动换档杆9以及由此导致的齿轮15沿巻绕方向W
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经过第一爪20的旋转持续进行，第二爪23在以26c表示的齿(该齿为
沿巻绕方向W的下一个齿)的非作用边缘上滑动，如图9中所示；第
二爪23在齿26c的脊部上方经过，如图10中所示；且第二爪23接合 在以27c表示的间隙(其为沿巻绕方向W的下一个间隙)中，如图11 中所示。
当释放换档杆9时，盘簧19使换档杆9沿如图12所示与方向S 相反的方向S'返回，且导致第一爪20从间隙22a脱离，如图12的非 静止状态所示。和齿26c的作用边缘形成搁置关系的第二爪23抵制齿 轮15及巻线套13沿退绕方向U中旋转的倾向，这种倾向是由位于变 速器的牵引缆线和/或弹簧的牵引力所引起的。因而，第二爪23在间隙 27c中的接合可使齿轮15及巻线套13保持静止。
应注意，在杆9从相对较大幅度旋转的位置进行释放的步骤中， 杆9的运动可以是一种复合运动，包括围绕枢轴14及相对于连接构件 16围绕枢轴18的同时旋转。
最后，连接构件16及换档杆9会分别在弹簧17及19的作用下回 到其相应的静置位置，如图13中所示。
因而，由于对换档杆9的所述推动使其移动相对较大的角位移， 将使得齿轮15且因而使得巻线套13沿刹车缆线的巻绕方向W进行角 度旋转，且其旋转的角度对应于第二齿26间的齿距。此旋转对应于将 牵引缆线K巻绕如下长度，即，使得能将变速器且因而将传动链分别 移动到链轮组或曲柄组的相邻齿轮。有利的是，这种巻绕运动沿着直 径更大的齿轮的方向，或向上换档的方向。然而，在其它类型的换档 中，巻绕运动可导致朝向直径更小的齿轮换档，或向下换档。
也应注意，通过推动换档杆9而超过图11所示的位置，有利的是， 又通过第一爪20推挤齿21a的作用边缘，能够沿缆线的巻绕方向W进
行多重换档，这是由于第二爪23将在下一个齿的非作用边缘上滑动，
从而又接合在沿巻绕方向W的下一个随后的间隙27d中，依此类推。
图14示出处于对应于图4的位置中的相对于上述分度机构12经 过修改的分度机构12a的实施方式，其差异在于换档杆9的从动臂9b 处存在阶梯式轮廓9c，其允许摇动构件24的驱动臂24b进行一种不同 的起动。事实上，当在大幅度推动杆9的过程中摇动构件24的驱动臂 24b在阶梯9c上滑动时，摇动构件24不会围绕枢轴25摆动，而是大 致上保持静止。因而，相对于先前的实施方式，可延迟第二爪23在第 二齿26间的间隙27中的接合。
图15至18仅示意性地示出根据本发明的另一实施方式的分度机 构41，其处于分别对应于图2、 3、 4及11所示的操作状态。在图中， 为求简洁，省略了各种弹簧。
在分度机构41中，第一爪42同样和换档杆9成一体且第二爪43 同样形成于经由枢轴45枢轴连接至支承体2的摇动构件44的从动臂 44a上。和枢轴45大致上平行的桩46或优选的是辊子46形成于换档 杆9的从动臂9b上。在图15所示的静置状态中，摇动构件44的驱动 臂44b与桩或辊子46形成搁置关系。
当沿方向S以相对较小的旋转量旋转换档杆9时，桩或辊子46推 挤摇动构件44的驱动臂44b，且因而摇动构件44沿方向29旋转，使 第二爪43从齿轮15脱离，如图16中所示。齿轮15且因而与其一体 的巻线套13沿退绕方向U自由旋转，直到第一爪42和齿轮15接合， 如图17中所示。
如图18中所示，当沿方向S以相对较大的旋转量旋转换档杆9， 且第一爪42推挤齿轮15以及与齿轮15 —体的巻线套13使它们开始 沿巻绕方向W旋转时，另一方面，桩或辊子46脱离和摇动构件44的
驱动臂44b的接合。
特别是当设置辊子46时，所涉及的摩擦力更小，这是由于摇动构 件44与辊子46间的接触为滚动接触而非滑动接触。
应注意，在图15至18所示的实施方式中，两个爪42及43形成 于和齿轮15的旋转轴垂直的不同平面上。具体地说，有利的是，第一 爪42形成于插入物47上，插入物47铰接至杆9的铰接枢轴10，而独 立于杆9的起动部9a。如此一来，当拉动刹车杆5 (图1)时，插入物 47不会伴随刹车杆5移动，且有利的是，第一爪20及桩或辊子46保 持在相应的操作状态中。当拉动刹车杆5时，以附图标记48标示的杆 9的开口适于接收连接构件49的末端。
图19至22示意性地示出根据本发明的另一实施方式的分度机构 51，同样处于分别对应于图2、 3、 4及ll所示的操作状态中。在图中， 为求简洁，省略了各种弹簧。
在分度机构51中，第一爪52同样和换档杆9成一体且第二爪53 同样形成于经由枢轴55枢轴连接至支承体2的摇动构件54的从动臂 54a上。
第二摇动构件56在第一摇动构件54与换档杆9的从动臂9b间的 中间位置经由枢轴57枢轴连接于支承体2。第二摇动构件56的第一臂 56a的表面为凹面，其可接收第一摇动构件的驱动臂54b，从而在第一 摇动构件54与第二摇动构件56间形成铰链状连接。
在图19所示的静置状态中，第二摇动构件56的第二臂56b与换 档杆9的从动臂9b形成搁置关系，且更明确地说，与换档杆9的插入 物58 (其上形成有第一爪52)形成搁置关系，这与上述分度机构41 的实施方式一致。同样在该实施方式中，当拉动刹车杆5时，杆9的
开口 59适于接收连接构件60的末端。
当沿方向S以相对较小的旋转量旋转换档杆9时，第二摇动构件 56的第二臂56b在杆9的从动臂9b上且具体在插入物58上滑动。因 而，第二摇动构件56围绕相应枢轴57沿方向61旋转。第二摇动构件 56的第一臂56a与摇动构件54的驱动臂54b间的铰链状连接导致摇动 构件54沿方向29旋转，从而使第二爪53从齿轮15脱离，如图20中 所示。齿轮15且因而与其一体的巻线套13沿退绕方向U自由旋转， 直到第一爪52和齿轮15接合为止，如图21中所示。
如图22中所示，当沿方向S以相对较大的旋转量旋转换档杆9， 且第一爪52推挤齿轮15以及与其一体的巻线套13使它们开始沿巻绕 方向W旋转时，另一方面，第二摇动构件56的第一臂56a脱离和换档 杆9的从动臂9b的接合。
有利的是，此处所述具有双重摇动构件的分度机构51的实施方式 使得第二爪53能够沿着齿轮15移动到所需位置，且仍保持摇动构件 54的尺寸大小能形成小摇动构件。此外，提供第二摇动构件56使得在 设计臂54a、 54b、 56a、 56b以及摇动构件54、 56的行程时自由度有所 增加，以便使第二爪53的行程适应齿轮15的齿的高度。
图23及24示出根据本发明的第二实施方式的控制装置71，其安 装于笔直把手M上。
控制装置71包括支承体72,支承体72具有用于连接至把手M的 笔直手柄部周围的拼合环部分73。控制装置71的本体72可从把手M 的前方突出。
换档杆79从支承体72的后表面74向后突出，且包括适于接收搁 置于其上的骑乘者拇指的加宽的起动部79a。换档杆79在骑乘者能够
轻易触及的位置处在把手M的手柄下方延伸。
在支承体72中限定了内部空腔，分度机构12放置于其中。如图 24所示，分度机构12与上文参照图2至13详细描述的分度机构相同。 作为选择，可利用和其它所述实施方式相同的分度机构。
在分度机构类似于图15至18或图19至22所示分度机构的情形 下，当然同样省略了杆上的插入物47、 58及开口48、 59。
图25示出根据本发明的第三实施方式的控制装置81，其安装于 笔直把手M上。
控制装置81包括支承体82,其具有用于连接至把手M的笔直手 柄部周围的拼合环部分83。控制装置81的本体82从把手M的前方突 出。
刹车杆85围绕大致上和自行车前进方向X垂直的枢轴86而枢轴 连接于支承体82的前方区域84中。当骑乘者通常利用右手除了拇指 以外的手指将刹车杆85朝向把手M拉动时，用于起动刹车的牵引缆线 的头部以一种已知的方式连接至刹车杆85。
换档杆89从支承体82的后表面87向后突出，且其包括适于接收 搁置于其上的骑乘者拇指的加宽的起动部89a。换档杆89在骑乘者能 够轻易触及的位置处在把手M的手柄下方延伸，并且因为换档杆89 不必跟随刹车杆85移动，所以换档杆89不具有铰链。
在支承体82中限定了内部空腔，与所述实施方式的任一分度机构 类似的分度机构放置于其中。
权利要求
1.一种用于自行车变速器的控制装置(1、71、81)，包括支承体(2、72、82)；卷线套(13)，经支承用于相对于所述支承体(2、72、82)旋转；分度机构(12、12a、41、51)，容纳于所述支承体(2、72、82)中且适于控制所述卷线套(13)的角度位置；以及单个手动起动杆(9、79、89)，所述分度机构(12、12a、41、51)包括齿轮(15)，所述齿轮(15)和所述卷线套(13)一体旋转，且具有多个第一倾斜齿(21)及多个第二倾斜齿(26)；第一爪(20、42、52)，所述第一爪(20、42、52)和所述杆(9、79、89)的从动臂(9b)成一体，且当手动将所述杆沿第一方向(S)移动超过预定旋转阈值时第一爪(20、42、52)挤压接合在第一齿(21)上；以及第二爪(23、43、53)，当沿所述第一方向(S)手动移动所述杆(9、79、89)直到所述预定旋转阈值时，所述杆(9、79、89)的从动臂(9b)使第二爪(23、43、53)与第二齿(26)脱离接合。
2. 如权利要求1所述的控制装置(1、 71、 81)，其特征在于， 当手动移动所述杆(9、 79、 89)直到所述预定旋转阈值时，所述第一 爪(20、 42、 52)和第一齿(21)形成非干涉接合，且在所述预定旋 转阈值处，所述第一爪(20、 42、 52)和第一齿(21)形成干涉接合。
3. 如权利要求1或2所述的控制装置(1、 71、 81)，其特征在 于，当手动移动所述杆(9、 79、 89)超过所述预定旋转阈值时，所述 第二爪(23、 43、 53)和第二齿(26)形成非干涉接合。
4. 如权利要求1至3中任一权利要求所述的控制装置(1、 71、 81)，其特征在于，当所述杆(9、 79、 89)沿和所述第一方向(S) 相反的第二方向(S，)旋转时，所述第一爪(20、42、 52)和第一齿(21) 脱离接合且所述第二爪(23、 43、 53)和第二齿(26)保持接合。
5. 如权利要求1至4中任一权利要求所述的控制装置(1、 71、 81)，其特征在于，当在所述预定旋转阈值内手动移动所述杆(9、 79、 89)时，所述齿轮(15)及巻线套(13)沿所述变速器的固定于所述 巻线套(13)的牵引缆线(K)的退绕方向(U)旋转。
6. 如权利要求5所述的控制装置(1、 71、 81)，其特征在于， 当手动移动所述杆(9、 79、 89)直到所述预定旋转阈值且然后所述杆(9、 79、 89)沿和所述第一方向(S)相反的第二方向(S')旋转时， 所述齿轮(15)及巻线套(13)沿所述退绕方向(U)进行旋转量等于 第二齿(26)间的一个齿距的旋转，且所述第二爪(23、 43、 53)从 第二齿(26)间的第一间隙(27a)移动至第二齿(26)间的相邻间隙(27b)。
7. 如权利要求1至6中任一权利要求所述的控制装置(1、 71、 81)，其特征在于，当手动移动所述杆(9、 79、 89)超过所述预定旋 转阈值时，所述齿轮(15)及巻线套(13)沿固定至所述巻线套(13) 的牵引缆线(K)的巻绕方向(W)旋转。
8. 如权利要求7所述的控制装置(1、 71、 81)，其特征在于， 当手动移动所述杆(9、 79、 89)超过所述预定旋转阈值时，所述齿轮(15)及巻线套(13)沿所述巻绕方向(W)进行旋转量等于第二齿(26) 间的至少一个齿距的旋转，且第二爪(23、 43、 53)从第二齿(26) 间的第一间隙(27a)移动至第二齿(26)间的相邻或随后的间隙(27c、 27d)。
9. 如权利要求1至8中任一项所述的控制装置(1、 71、 81)， 其特征在于，所述杆(9、 79、 89)在所述预定阈值内的旋转是围绕由 和所述齿轮(15)共轴(Y)的连接构件(16、 49、 60)支承的枢轴(18) 而进行的。
10. 如权利要求9所述的控制装置(1、 71、 Sl)，其特征在于， 所述杆(9、 79、 89)超过所述预定阈值的旋转是围绕和所述连接构件(16、 49、 60)成一体的齿轮(15)的轴(Y)而进行的。
11. 如权利要求1至10中任一项所述的控制装置(1、 71、 81)， 其特征在于，所述第二爪(23、 43、 53)形成于枢轴(25、 45、 55) 连接于所述支承体(2、 72、 82)上的摇动构件(24、 44、 54)的从动 臂(24a、 44a、 54a)上，且在手动移动所述杆(9、 79、 89)直到所述 预定旋转阈值的过程中，所述杆(9、 79、 89)的从动臂(9b)控制所 述摇动构件(24、 44、 54)的驱动臂(24b， 44b， 54b)。
12. 如权利要求ll所述的控制装置(1、 71、 81)，其特征在于， 所述杆(9、 79、 89)的从动臂(9b)具有阶梯式轮廓(9c)，用于在 手动移动所述杆(9、 79、 89)直到所述预定旋转阈值的过程中控制所 述摇动构件(24、 44、 54)的驱动臂(24b， 44b， 54b)。
13. 如权利要求ll所述的控制装置(1、 71、 81)，其特征在于， 所述杆(9、 79、 89)的从动臂(9b)具有桩或辊子(46)，用于控制 所述摇动构件(44)的驱动臂(44b)。
14. 如权利要求ll所述的控制装置(1、 71、 Sl)，其特征在于， 所述分度机构(51)还包括第二摇动构件(56)，所述第二摇动构件(56)具有和所述摇动构件(44)的驱动臂(44b)形成铰链状连接的 第一臂(56a)，且在手动移动所述杆(9、 79、 89)直到所述预定旋转 阈值的过程中，所述杆(9、 79、 89)的从动臂(9b)控制所述第二摇 动构件(56)的第二臂(56b)。
15. 如权利要求1至14中任一项所述的控制装置(1、 71、 81)， 其特征在于，包括回复装置(17、 19)，所述回复装置(17、 19)用 于将所述杆(9、 79、 89)偏压成沿着和所述第一方向(S)相反的第 二方向(S')旋转。
16. 如权利要求1至16中任一项所述的控制装置(1、 71、 81)， 其特征在于，包括弹性装置(28)，所述弹性装置(28)用于将所述 第二爪(23、 43、 53)偏压成和第二齿(26)保持接合。
17. 如权利要求1至16中任一项所述的控制装置(1、 81)，其 特征在于，还包括刹车杆(5、 85)，所述刹车杆(5、 85)用于控制 所述自行车的刹车。
18. 如权利要求17所述的控制装置(1)，其特征在于，所述杆 (9)的起动臂(9a)设置有铰接枢轴(10)，所述铰接枢轴(10)大致上和所述刹车杆(5)的枢轴(6)平行。
全文摘要
本发明描述一种用于自行车的变速器的控制装置(1)，其包括支承体(2)；卷线套(13)，经支承用于相对于所述支承体(2)旋转；分度机构(12)，容纳于所述支承体(2)中且适于控制所述卷线套(13)的角度位置；以及单个手动起动杆(9)，所述分度机构(12)包括齿轮(15)，其和所述卷线套(13)一体旋转，且具有多个第一倾斜齿(21)及多个第二倾斜齿(26)；第一爪(20)，其和所述杆(9)的从动臂(9b)成一体，且当手动将所述杆沿第一方向(S)移动超过预定旋转阈值时第一爪(20)挤压接合在第一齿(21)上；以及第二爪(23)，当沿所述第一方向(S)手动移动所述杆(9)直到所述预定旋转阈值时，所述杆(9)的从动臂(9b)使第二爪(23)与第二齿(26)脱离接合。
文档编号B62M25/00GK101360644SQ200680051616
公开日2009年2月4日 申请日期2006年1月23日 优先权日2006年1月23日
发明者朱塞佩·达尔普拉, 马尔科·卡亚佐 申请人:坎培诺洛有限公司