专利名称：特别用于自行车变速叉的缆线控制的力量补偿装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特别用于自行车变速叉的缆线控制的力量补偿装置。
人们已知有下面这种类型的变速装置，它包括-固定于车架上、在车把附近、可由使用者操纵的控制装置，比如手柄、操纵杆或者旋转手柄，-控制缆线，-由固定在车架上的盘片、引导链条的可动部件和位于其极端位置之一的所述可动引导部件的回位弹簧构成的变速叉，所述可动引导部件一般是平行四联杆结构，可以侧向移动。
在确保齿轮转换的后部变速叉的情况下，所述可动部件是一个可变形的平行四联杆结构，它在所述弹簧的回复力的作用下背离装有齿轮的轮毂，而当使用者向控制装置施加一个力时，它在所述缆线的拉力作用下又靠近所述轮毂。
可以注意到，在齿轮的情况下，因为齿轮被合理地分级，为了从最小的齿轮转换到最大的齿轮而从一个齿轮到另一个齿轮的跳档保持在一个较小的幅度，因此尽管较困难，所需的力量仍然合理，当然，应当绷紧所述回位弹簧，以使得在恢复时它可以释放出储存的能量。
在卡盘的情况下，情况有所不同。最小的卡盘在车架的一侧，为了从最小的卡盘转换到最大的卡盘，同样为可变形平行四联杆形式的引导部件被向车架拉回，操纵机构也被使用者激活。这里，直径的差别要大得多，要提供的力量也大得多。
而且，人们知道，当使用者想要从最大的卡盘转换到下一个卡盘时，首先应当使链条爬到越过该大卡盘直径的位置，该直径应当按卡齿齿峰计算而不是按卡槽槽底计算，这就要求一个额外的力量，这样，合乎情理地，人们就寻求减小需提供的力量。这就导致了安装一个强弹力的弹簧，以克服这一难点。
在从较小的卡盘向较大的卡盘爬升的方向，使用者一方面必须克服上述难点，另一方面又必须压缩所述弹簧，这就导致在所述手柄、操纵杆或者旋转手柄上施加很大的力量，这样就有损于操纵的精度、干扰溜车或者比赛时的注意力。人们还知道，这种情况还对儿童和只具有中等体力的特定人造成严重阻碍。在上述任何情况下，使用者当然要附加上身体的运动以补偿力量的不足的倾向，这使得使用者多多少少失去平衡。当人们知道在一次外出的过程中这种变速叉的操纵动作有几十次甚至几百次之多时，就可以理解到控制这种操纵动作所需要的力量所可能具有的好处。
本发明的目的就是提供一种特别用于自行车变速叉的缆线控制的力量补偿装置。本发明有助于使用者的操纵，无论是增速时还是减速时都可以平衡使用者的动作，而其成本增加可以忽略不计，并适合于现有的任何系统，它在重量方面几乎没有增加，体积方面却有所减小，无论从人体工程学角度还是从美学角度，本发明都十分完美。
为此，本发明提出用于至少一个链条变速叉、尤其是固定在自行车车架上的多卡盘和/或多齿轮变速叉的缆线控制的力量补偿装置，所述缆线包括固定于所述变速叉的一端和固定于产生平动的手柄式、操纵杆式或者旋转手柄式的操纵机构上的另一端，该缆线在支承于一挡块上的外壳内滑动，所述变速叉装有一个当所述链条在最大的卡盘或齿轮上时处于压缩状态的回位弹簧，其特征在于，它包括至少一个安置在一个固定于自行车上的挡块和一个与所述缆线相连的挡块之间的抵衡性回位弹性部件，当变速叉回位弹簧处于压缩状态时它处于放松状态，而当变速叉回位弹簧处于放松状态时它处于压缩状态。
该装置的特征还在于，所述回位弹性部件是一个补偿弹簧，与所述缆线共轴，安装于固定在车架上的一个挡块和该缆线的端部之间。
根据另一个特征，所述补偿弹簧是一种小直径弹簧，匝数多而其刚性较小，在压缩状态下表现为一个挨一个的螺旋圈，使其压缩的力或其释放出的力与压缩所述变速叉回位弹簧或者由该回位弹簧释放出的力大致相等。
在单一控制的情况下，根据本发明的装置包括两个独立的弹簧，分别作用于对应的缆线，以使得在任何情况下都获得力量的补偿。
根据本发明的一个特定的实施例，所述补偿弹簧被结合在控制机构的一个延长部里。
特别地，在控制机构为旋转手柄的情况下，所述补偿弹簧是一个与cocotte同时加工的壳体。
下面将按照一个特定的实施例参照附图描述本发明，描述是非限制性的。附图中-
图1是卡盘变速叉的简图，-图2是齿轮变速叉的简图，-图3A到3E是带有根据本发明的补偿装置的卡盘变速叉的工作步骤的概要图，-图4A到4E是带有根据本发明的补偿装置的齿轮变速叉的工作步骤的概要图。
在图1中示出了一辆自行车的车架10的一部分，其中安装了一个踏板支架12，由之驱动卡盘14，在本图所示的例子中，卡盘的数目为三个。
所述卡盘包括一个小卡盘16、一个中卡盘18和一个大卡盘20，它们是这样安装的，使得小卡盘在内侧，也就是靠近车架，而大卡盘在外侧，也就是远离车架。
通常采用的就是上述结构，因为这是由与齿轮的结合决定的，如下文将要说明的那样，齿轮的装配顺序将倒过来，以使得当用力最大时所述链条能够对齐，也就是说，使得小卡盘/大齿轮时，中轴行程最小，而大卡盘/小齿轮时，中轴行程最大。
变速系统最后包括卡盘变速叉22，后者包括一个活动臂24，由可变形平行四联杆26与一控制缆线32构成，所述平行四联杆带有一个回位弹簧28，其回位方向为箭头30的方向，也就是从外侧向内侧，所述控制缆线以公知的方式在外壳34内滑动，该缆线的一端36与所述活动臂相连。
所述缆线的另一端38与控制机构相连，后者相当简要地示于图中，编号为40，该控制机构为外壳34上的一个挡块42，箭头44表示了由操纵杆、手柄、或者旋转手柄造成的两个方向的位移。
补偿机构包括一个安装在所述挡块42和所述缆线32的端部38之间的补偿弹簧46。该弹簧匝数多，刚性小，以使得压缩它所需的力量是渐进而弱小的，而其所产生的回复力与所述前变速叉22的回位弹簧28的回复力大致相等。该弹簧在完全压缩状态下其螺旋圈最好是紧挨着的。
所述补偿机构的运作将在下面参照图3A到3E描述。在这些图中，将回位弹簧28画成了一个压缩弹簧，以便于理解。
当使用者以一较大的中轴行程骑车时，从而当链条位于大卡盘20上时，如图3A所示，前变速叉22的活动臂26的回位弹簧28处于压缩状态，也就是说使用者向缆线32施加了一个拉力，补偿弹簧46处于放松状态。
当使用者想减小中轴行程时，如图3B所示，它就操纵控制机构以下调卡盘，从而使得链条位于中卡盘18上。为了实现这个转换，使用者操纵控制机构，即操纵杆、手柄或者旋转手柄以使所述缆线被释放一特定长度。在这个操纵过程中，回位弹簧28处于部分释放状态，释放它蓄积的部分能量，同时应当压缩补偿弹簧46，由于该弹簧刚刚提及的特点，要压缩它是很容易的。另外，所述回位弹簧28所释放的剩余的能量也用来压缩所述补偿弹簧46。
当使用者还想继续减小中轴行程时，它就通过重新操纵操纵杆、手柄或者旋转手柄将所述缆线又释放一定长度，从而将链条降到小卡盘16上。
结果显示于图3C中，变速叉的回位弹簧28完全放松，同时补偿机构的弹簧46被压缩。
同样，当使用者反向进行上述过程时，见图3D和3E，回位弹簧46又帮助使用者压缩变速叉22的弹簧28。
在图2中，关于后变速叉，可以注意到其布置的对称性。
相同部件的标号为图1中的相应标号加上100。
其运作过程在下述意义上是相同的当链条位于小齿轮116上时，活动臂126的弹簧128是放松的，同时补偿弹簧146是压缩的。相反地，换档对中轴行程所起的效果颠倒过来了，因为与卡盘相反，从大齿轮向小齿轮的转换增大中轴行程。
当使用者处于最大的中轴行程时，也就是当他使用最小的齿轮时，为了减小中轴行程，他应当上调若干齿轮，为此，他向所述缆线施加一个拉力，以压缩所述回位弹簧128，同时，由补偿弹簧146蓄积的能量也通过该弹簧的部分释放而帮助使用者。这一过程由相对于图4A的图4B表示。
然后，通过向所述缆线施加增补拉力，使用者还可以继续改变中轴行程直到图3C所示的位置。
图4D和图4E表示了所述过程的反过程。
这样，根据本发明的辅助装置可以允许每一变速叉的回位弹簧按其通常的方式动作，同时反而使变速叉的运转更加容易了，这一点是通过分配力量实现的，也就是说，将能量储存起来，当需要用能量帮助使用者时，这些能量又被重新释放。
当所述前变速叉和后变速叉的控制机构联合时，或者更确切地说，由同一操纵杆、同一手柄或同一旋转手柄控制、并带有用于产生变速叉的两个缆线的不同位移的机构时，所述力量的分配有其特别的益处。事实上，在这种情况下，力量的补偿使得能够和缓地操纵整个系统，而作用于共同操纵机构的力量可大到足以进行原来比较费劲的操作。
有利的是，在有或者没有联合操纵机构的旋转手柄的情况下，所述补偿弹簧容纳于与手柄的cocotte同时加工的一个壳体中，位于所述缆线出口的延长部内。
还可注意到，在操纵机构中，所述缆线应当连接在起动部件上，以获得推或者拉的效果，因为变速叉的回位弹簧并不保证所述缆线的强拉力。
权利要求
1.用于至少一个链条变速叉(22，122)、特别是固定在自行车车架(10，110)上的多卡盘(16，18，20)和/或多齿轮(116，118，120)变速叉的缆线控制的力量补偿装置，所述缆线(32，132)包括固定于所述变速叉的一端(36，136)和固定于产生平动(44，144)的手柄式、操纵杆式或者旋转手柄式的操纵机构上的另一端(38，138)，该缆线在支承于一挡块(32，132)上的外壳(34，134)内滑动，所述变速叉配有一个当所述链条在最大的卡盘或齿轮上时处于压缩状态的回位弹簧(28，128)，其特征在于，它包括至少一个安置在一个固定于自行车上的挡块和一个与所述缆线相连的挡块之间的抵衡性回位弹性部件(46，146)，当变速叉回位弹簧处于压缩状态时，它处于放松状态，而当变速叉回位弹簧处于放松状态时，它处于压缩状态。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述回位弹性部件是一个补偿弹簧(46，146)，与所述缆线(32，132)共轴，安装于固定在车架(10，110)上的一个挡块(42，142)和该缆线的端部(38，138)之间。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述补偿弹簧(46，146)是一种小直径弹簧，匝数多，刚性较小，在压缩状态下螺旋圈相邻接，使其压缩的力或其释放出的力与压缩所述变速叉回位弹簧或者由该回位弹簧释放出的力大致相等。
4.如上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，在单一控制的情况下，它包括两个独立的弹簧，分别作用于对应的缆线，以使得在任何情况下都获得力量的补偿。
5.如上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述补偿弹簧(46，146)结合在控制机构的延长部里。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，在控制机构为旋转手柄的情况下，所述补偿弹簧(46，146)结合在一个与所述手柄的cocotte同时加工的壳体中。
全文摘要
本发明提出一种用于至少一个链条变速叉(22)、特别是固定在自行车车架(10)上的多卡盘(16,18,20)变速叉的缆线控制的力量补偿装置,所述缆线(32)在支承于一挡块(32)上的外壳(34)内滑动,所述变速叉有一个当所述链条在最大的卡盘或齿轮上时处于压缩状态的回位弹簧(28),其特征在于,它包括至少一个置于一个固定于自行车上的挡块和一个与所述缆线相连的挡块之间的抵衡性回位弹性部件(46),当变速叉回位弹簧处于压缩状态时,它处于放松状态,而当变速叉回位弹簧处于放松状态时,它处于压缩状态。
文档编号B62M25/02GK1196708SQ9619701
公开日1998年10月21日 申请日期1996年8月1日 优先权日1995年8月3日
发明者弗兰克·萨瓦尔 申请人:弗兰克·萨瓦尔