專利名稱：自行車扳柄式變速器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及自行車變速器，更具體地說涉及具有可以運動穿過第一運動平面的拉桿和可運動穿過第二運動平面的放松桿的扳柄式變速器(trigger shifter)，其中第一和第二運動平面形成20至70度的夾角。
背景技術：
典型的自行車扳柄式變速器包括可以與可轉動地連接在纜索卷軸上的帶齒圓盤接合的放松桿推動爪和拉桿，從而該變速器拉緊和放松與換檔裝置連接的控制纜索。當拉桿被促動時，纜索卷軸沿著纜索拉緊方向轉動。當放松桿被促動時，該纜索卷軸沿著纜索放松方向轉動。這些拉桿和放松桿受到偏壓以在每次促動之后返回到其?？课恢?。該變速器還可以包括用于將纜索卷軸保持在選定的檔位中的棘爪機構。
專利EP 1 270 396 A2披露了一種具有拉桿和放松桿的扳柄式變速器。該變速器安裝在支撐著制動桿的桿托上。或者，該變速器可以為與制動桿分開的單元。這些拉桿和放松桿設置在制動桿裝置下面。這些桿與纜索卷軸一樣繞著與把手垂直延伸的公共軸線樞轉。通過拇指沿著向前騎行方向運動來促動拉桿，并且通過食指與騎行方向相反向后運動促動放松桿。形狀獨特的指針將當前檔位反應在位于把手上方的指示器上。變速器外殼位于把手下面并且沿著騎行方向向前延伸。拉桿和放松桿也設置在把手下面。該放松桿設置在把手前面，并且拉桿直接設置在把手下面。
這種變速器的缺點在于，放松桿設置在把手和制動桿之間，從而放松桿在食指握住把手時擋在中間，因而在制動桿被促動期間食指不能夠到達制動桿。這種結構妨礙了沿著松開方向同時進行制動和換檔。因此，需要提供一種能夠沿著松開方向同時進行制動和換檔的扳柄式變速器。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種用于操縱自行車換檔裝置的扳柄式變速器，它通過使拉桿和放松桿構成為由拇指促動而允許沿著松開方向同時進行制動和換檔。該扳柄式變速器包括可安裝在把手上的外殼、用于拉緊和放松控制纜索的纜索卷軸、拉桿機構和放松桿機構。拉桿機構使纜索卷軸沿著纜索拉緊方向轉動，并且放松桿機構使纜索卷軸沿著纜索放松方向轉動。該拉桿機構包括可繞著第一軸線轉動的拉桿，從而限定了與所述第一軸線垂直的第一運動平面。放松桿機構包括可繞著第二軸線轉動的放松桿，從而限定了與第二軸線垂直的第二運動平面。第一和第二運動平面之間形成20至70度的夾角。在優(yōu)選實施方案中，第一和第二運動平面形成大約為60度的夾角。
拉桿和放松桿布置在把手下面并且包括構成為由拇指操作的接觸面。拉桿的接觸面的形狀和尺寸設置成與放松桿的接觸面不同。拉桿的接觸面朝向與向前騎行方向相反的向后方向，并且設置在放松桿后面。放松桿的接觸面局部傾斜以使得在騎乘者使其拇指沿著騎行方向運動時，拇指能夠沿著該傾斜接觸表面滑動。另外，在這些桿上的接觸面如此取向，從而當騎乘者的手指握在把手上時，拇指容易達到這些接觸面。
拉桿足夠長，從而具有足夠的機械優(yōu)點，以允許用沿著騎行方向的輕微拇指壓力來進行換檔。拉桿具有明顯長于放松桿的樞轉臂的樞轉臂。拉桿的樞轉范圍使得用一個拇指運動能夠得到多個檔位或換檔。當拉桿松開時，它在彈簧力的作用下回到其?？课恢?。為了松開控制纜索，向放松桿施加輕微的拇指壓力，從而使放松桿沿著向前或騎行方向和垂直方向運動。由于放松操作所需的力小于用于拉緊操作所需的力，所以放松桿構成為比拉桿更短。放松桿的換檔運動為樞轉運動。放松桿的第二軸線設置在纜索卷軸的軸線附近，并且部分沿著騎行方向并且部分向下指向。放松桿的第二軸線和纜索卷軸軸線之間形成基本上大于90度并且優(yōu)選為120度的夾角。
該放松桿機構還包括一鎖緊元件，它包括第一和第二鎖緊棘爪，所述第一和第二鎖緊棘爪可以與在纜索卷軸上的多個齒接合以將纜索卷軸保持在選定檔位中。在促動放松桿時，該放松桿繞著第二軸線樞轉并且使鎖緊元件移動。該放松桿包括與位于鎖緊元件上的相應表面接合的驅動面，用來將放松桿的樞轉運動轉換成鎖緊元件的線性運動。在放松桿和鎖緊元件上的表面中的至少一個具有凸形外形以降低在這些部件之間的摩擦。當鎖緊元件移動離開其?？课恢脮r，第一鎖緊棘爪與纜索卷軸脫開，從而導致纜索卷軸轉動直到由第二鎖緊棘爪接合。當松開放松桿時，該桿受到彈簧的偏壓以返回到其?？课恢茫瑥亩沟面i緊元件也返回到其?？课恢谩５诙i緊棘爪松開纜索卷軸，從而使得纜索卷軸進一步轉動直到第一鎖緊棘爪再次接合纜索卷軸齒。與拉桿相反，在促動放松桿期間只能進行一次換檔。
在另一個實施方案中，所述外殼包括上殼體、下殼體和夾具。下殼體包圍著拉桿和放松桿機構以及纜索卷軸。夾具將該變速器固定在把手上。夾具和上殼體可以形成為單個部件。該夾具包括一檔位顯示裝置。該檔位顯示裝置包括指示器窗口和可以通過纜索卷軸運動以通過指示器窗口指示出所選檔位的扁平指示帶。優(yōu)選的是，使軸向和徑向夾具尺寸保持盡可能小以便防止與制動桿的安置和功能發(fā)生干涉。在另一個實施方案中，外殼的上殼體和制動桿外殼可以形成為一個部件，由此去掉了夾具，并且檔位指示器結合在剩余的夾具中。
從下面本發(fā)明一個或多個實施方案的說明中并且接合附圖將更全面地理解本發(fā)明的這些和其它特征和優(yōu)點。


在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的自行車扳柄式變速器的立體圖
圖2為圖1的扳柄式變速器的側視圖；圖3為圖1的扳柄式變速器的頂視圖；圖4為圖1的扳柄式變速器的放松桿機構的頂視圖；圖5為沒有圖1的外殼的扳柄式變速器的底視圖；和圖6為圖1的扳柄式變速器的局部視圖，顯示出在放松桿和鎖緊元件之間的相互作用。
附圖標記列表1.上殼體2.下殼體3.拉桿4.放松桿5.樞轉臂6.接觸面7.夾具8.指示器窗口9.夾具開口10.纜索卷軸11.纜索槽12.插口13.齒14.調節(jié)裝置15.傳動臂16.驅動面17.樞軸18.鎖緊元件19.第一鎖緊元件20.保持齒21.第二鎖緊棘爪
22.相應表面23.支撐件24.外殼26.拉桿機構28.放松桿機構30.放松桿的接觸面32.放松桿的樞轉臂34.檔位顯示裝置36.指示帶38.扳柄式變速器40.纜索引導件具體實施方式
圖1-6顯示出根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的自行車扳柄式變速器38。該扳柄式變速器38通常包括外殼24、纜索卷軸10、拉桿機構26和放松桿機構28。外殼24可安裝在自行車的把手上。該外殼24包括夾具7和用螺栓連接在一起的上下殼體1、2。或者，該外殼24可以為單個部件。參照圖2，外殼24的上殼體1具有位于夾具開口9的中央下方的上邊緣，用來為其上方的制動桿機構提供空間。在外殼24的上殼體1和下殼體2之間的分隔線與把手大致平行地延伸(圖3)。夾具7將外殼24的上殼體1安裝在把手上。夾具7和外殼24的上殼體1形成單個部件?；蛘?，夾具7可以與外殼24的上殼體1分開形成。該夾具7包括一檔位顯示裝置34，它具有指示器窗口8，該指示器窗口8用來顯示延伸穿過夾具7并且接合著可以與纜索卷軸10一起轉動的一帶齒圓盤13(圖4)的線性運動指示帶，以便通過該指示器窗口8顯示出當前檔位。
參照圖4，纜索卷軸10繞著中心軸線轉動并且具有用來容納控制纜索的纜索槽11。該纜索槽11具有用于固定控制纜索的端部的插口。外殼24的下殼體2包括用于將控制纜索引導至纜索卷軸10的纜索引導件40。調節(jié)裝置14擰入到纜索引導件40中，用來調節(jié)控制纜索的長度。
參照圖2和5，拉桿機構26包括可以繞著第一軸線X轉動的拉桿3，該拉桿的擺動運動限定了與第一軸線X垂直的第一運動平面。放松桿機構28包括可以繞著第二軸線Y轉動的放松桿4，從而限定了與第二軸線Y垂直的第二運動平面。優(yōu)選的是，第一軸線X與纜索卷軸10的中心軸線同軸地延伸，并且在安裝時大致垂直。第二軸線Y靠近中央軸線延伸并且沿著行駛方向向下傾斜，從而該放松桿4同時向前和向上樞轉。第一和第二運動平面之間形成20至70度的夾角。在優(yōu)選實施方案中，第一和第二運動平面形成大約60度的夾角。
拉桿和放松桿3、4設置在把手下面，并且包括構成為由拇指操作的接觸面6、30。放松桿4沿著騎行方向與拉桿3偏置大約1個拇指寬度，并且設置在拉桿3上方。拉桿3的接觸面6的形狀和尺寸設置成與放松桿4的接觸面30不同。拉桿3的接觸面6稍微凸起，而放松桿4的接觸面30沿著垂直方向凹入并且在該表面30的下面區(qū)域中向下傾斜。該傾斜使得拇指能夠有意地從接觸面30脫開，從而導致快速的換檔操作。放松桿4繞著與其接觸面30大致垂直的樞軸17樞轉，并且具有沿著向前或騎行方向的運動分量和沿著向上或垂直方向的運動分量。拉桿3的促動運動基本上沿著向前或騎行方向。連桿3的接觸面6大致垂直地設置在夾具開口9的中心下方，并且放松桿4的接觸面30設置在把手前面。
拉桿3包括樞轉臂5。該放松桿4包括具有接觸面30的樞轉臂32和具有驅動面16的傳動臂15。拉桿3的樞轉臂5明顯長于放松桿4的樞轉臂32(圖3)。當促動放松桿4時，傳動臂15朝著具有第一和第二鎖緊棘爪19、21的鎖緊元件18樞轉。該傳動臂15使鎖緊元件18移動直到第一鎖緊棘爪19與一組保持齒20脫開。這些保持齒20可轉動地連接在纜索卷軸10上。通過松開第一鎖緊棘爪19，使得纜索卷軸10沿著纜索松開方向轉動直到第二鎖緊棘爪21接合這些保持齒20。
參照圖6，驅動面16在放松桿4促動時壓在位于鎖緊元件18上的支撐件23的相應表面22上。該驅動面16和相應的表面22配合接合以將放松桿4的樞轉運動轉換成鎖緊元件18的位移。為了降低摩擦，驅動面16具有一凸形形狀，并且相應表面22為平坦的。這些表面16、22沿著水平方向平行延伸以在它們之間形成線性接觸，而不管這些表面16、22如何進行相對運動。或者，相應表面22具有凸形形狀，而驅動面16為平坦的。
雖然已經(jīng)參照一個或多個優(yōu)選實施方案對本發(fā)明進行了說明，但是應該理解的是，在不脫離所述本發(fā)明原理的精神和范圍的情況下可以作出各種變化。因此，本發(fā)明并不局限于所披露的實施方案，而是其整個范圍由所附權利要求限定。
權利要求
1.一種用于操縱自行車換檔裝置的扳柄式變速器(38)，該扳柄式變速器包括外殼(24)，其可安裝在把手上；纜索卷軸(10)，用于拉緊和放松與所述自行車換檔裝置連接的控制纜索；拉桿機構(26)，用于使所述纜索卷軸(10)沿著纜索拉緊方向轉動，所述拉桿機構(26)包括可繞著第一軸線(X)轉動的拉桿(3)，從而限定了與所述第一軸線垂直的第一運動平面；以及放松桿機構(28)，用于使纜索卷軸(10)沿著纜索松開方向轉動，該放松桿機構(28)包括可繞著第二軸線(Y)轉動的放松桿(4)，從而限定了與第二軸線垂直的第二運動平面，所述第一和第二運動平面之間形成20至70度的夾角。
2.如權利要求1所述的扳柄式變速器(38)，其特征在于，所述第一和第二運動平面形成大約為60度的夾角。
3.如權利要求1所述的扳柄式變速器(38)，其特征在于，所述拉桿和放松桿(3，4)包括構成為由拇指操作的接觸面(6，30)，這些接觸面(6，30)位于拉桿和放松桿(3，4)的端部處。
4.如權利要求1所述的扳柄式變速器(38)，其特征在于，所述纜索卷軸(10)繞著纜索卷軸軸線轉動，所述第一軸線(X)與該纜索卷軸軸線同軸，第二軸線(Y)布置在該纜索卷軸軸線附近。
5.如權利要求4所述的扳柄式變速器(38)，其特征在于，所述拉桿(3)和所述放松桿(4)布置在所述把手下面。
6.如權利要求5所述的扳柄式變速器(38)，其特征在于，所述拉桿(3)的促動運動將基本上沿著騎行方向，并且放松桿(4)的促動運動具有沿著騎行方向的運動分量和沿著垂直方向的運動分量。
7.如權利要求3所述的扳柄式變速器(38)，其特征在于，所述拉桿(3)的接觸面(6)的形狀和尺寸與所述放松桿(4)的接觸面(30)不同。
8.如權利要求5所述的扳柄式變速器(38)，其特征在于，所述拉桿(3)的接觸面(6)朝向與向前騎行方向相反的向后方向，并且設置在所述放松桿(4)后面，所述拉桿(3)具有樞轉臂(5)，所述放松桿具有樞轉臂(32)，所述拉桿(3)的樞轉臂(5)明顯長于所述放松桿(4)的樞轉臂(32)。
9.如權利要求5所述的扳柄式變速器(38)，其特征在于，所述放松桿(4)的接觸面(30)局部傾斜，以使拇指在沿著騎行方向運動時能夠沿著該傾斜接觸面(30)滑動。
10.如權利要求5所述的扳柄式變速器(38)，其特征在于，所述放松桿機構(28)包括一鎖緊元件(18)，并且所述放松桿(4)包括一樞轉臂(32)和一傳動臂(15)，所述樞轉臂(32)由拇指促動，所述傳動臂(15)可以與所述鎖緊元件(18)接合，所述樞轉臂(32)比所述傳動臂(15)大。
11.如權利要求10所述的扳柄式變速器(38)，其特征在于，所述放松桿(4)具有一驅動面(16)，該驅動面(16)可以與鎖緊元件(18)的相應表面(22)接合，以將所述放松桿(4)的樞轉運動轉換成所述鎖緊元件(18)的線性運動，所述驅動面(16)位于所述傳動臂(15)上并且具有凸形外形。
12.如權利要求1所述的扳柄式變速器(38)，其特征在于，所述外殼(24)包括上殼體(1)、下殼體(2)和夾具(7)，所述外殼(24)布置在把手前面并且位于制動桿下方。
13.如權利要求12所述的扳柄式變速器(38)，其特征在于，所述夾具(7)和所述外殼的上殼體(1)形成單個部件，并且所述夾具(7)包括檔位顯示裝置(34)。
14.如權利要求12所述的扳柄式變速器(38)，其特征在于，所述外殼(24)的上殼體(1)和所述制動桿的外殼形成單個部件，所述夾具(7)可以安裝在把手上，所述夾具(7)包括檔位顯示裝置(34)，該檔位顯示裝置(34)包括用來顯示線性運動指針的指示器窗口(8)。
全文摘要
一種用于操縱自行車換檔裝置的扳柄式變速器，它包括可以安裝在把手上的外殼、用于拉緊和放松與換檔裝置連接的控制纜索的纜索卷軸、拉桿機構和放松桿機構。拉桿機構包括可以繞著第一軸線轉動的拉桿，從而限定了與所述第一軸線垂直的第一運動平面。該放松桿機構包括可繞著第二軸線轉動的放松桿，從而限定了與第二軸線垂直的第二運動平面。第一和第二運動平面之間形成20至70度的夾角。
文檔編號B62M25/04GK1669869SQ20051005574
公開日2005年9月21日 申請日期2005年3月18日 優(yōu)先權日2004年3月19日
發(fā)明者斯科特·麥克勞克林, 馬丁·韋爾斯, 羅伯特·伯姆 申請人:Sram德國有限公司