自行車齒輪變速機構的指令機構的製作方法

2023-05-27 15:52:21

專利名稱：自行車齒輪變速機構的指令機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及自行車的齒輪變速機構(gear change)的指令機構。
背景技術：
已知類型的變速指令機構一般安裝在將制動槓桿連接到自行車車把上的支撐件的內部，並且一般包括一個旋轉鼓，該鼓有一根旋轉軸線，為了使一部分變速啟動繩卷繞在旋轉鼓的側面上，使旋轉鼓沿相反的方向旋轉。繩子可以控制驅動輪上的各個齒輪或安裝在中心處的轉換器(clanger)，並且通過變速機構施加一個力，該力相對包含傳動鏈的平面指向橫向。這個力使齒輪變速機構的變速器(derailleur)相對包含傳動鏈的平面或多或少地沿橫向平移，從而使鏈子在安裝在後輪的旋轉樞軸上或轉換器上的相鄰鈍齒輪之間移動。
已知類型的指令機構還包括用於根據指令並且沿相反的方向使旋轉鼓以預定的角幅(angular step)旋轉的裝置，並且還包括在用於旋轉的裝置上沒有指令時用於將旋轉鼓保持在合適位置的裝置。
用於旋轉的裝置由一系列的齒輪構成，這些齒輪在一根槓桿和所述旋轉鼓之間傳遞一個聯接器(couple)，所述槓桿通常與制動槓桿有關，或者由制動槓桿自身構成。槓桿或啟動槓桿的運行以及和旋轉鼓一起傳遞以如下方式確定，即槓桿上的每個動作都與旋轉鼓的確定的旋轉對應，其中旋轉鼓的旋轉通過啟動繩被轉換成由齒輪變速機構的變速器限定的平移。
用於保持的裝置一般包括若干棘輪，在沒有指令時，這些棘輪將旋轉鼓保持在合適的位置。這些裝置是必須的，因為齒輪變速機構的變速器，無論是以前的還是以後的，都帶有彈性裝置，這些彈性裝置施加與啟動繩施加的牽引力相對的力。
已知類型的指令機構表現出一些缺陷。首先，旋轉鼓的旋轉軸線被安排成與自行車的前進方向平行。這導致指令結構相當複雜，在該指令機構中，用於旋轉的裝置和用於保持的裝置都由大量部件構成。由於它相對旋轉軸線卷繞在橫向上，並且沿與旋轉軸線平行的方向退出旋轉鼓，因此啟動繩的繩束(tract)從旋轉鼓到指令槓桿會進行相當大的扭曲。特別的是，這導致齒輪變速機構的啟動相當明顯地僵硬(stiffness)，這樣就需要使用彈性裝置和用於保持的裝置，它們能施加相當大的力。已知類型的齒輪變速機構實際上相當「硬」並且嘈雜，這是由於繩子易於扭曲並且結構複雜，這意味著與指令扭曲一起工作，相對於阻力聯接器的扭曲來說，指令扭曲是不利的。阻力聯接器有一根與旋轉鼓的半徑一致的臂狀物，由於繩子卷繞在旋轉鼓的外面，而各啟動聯接器有一根較小的臂狀物，由於限定用於旋轉的裝置的各齒輪因與它們的尺寸有關的原因而被安排在旋轉鼓的內部。

發明內容
本發明的主要目的在於提供一種指令機構，用於啟動自行車的齒輪變速機構，它可消除現有技術中的缺陷。
指令機構的優點在於它包括一定數量的零件，但相對於現有技術中的齒輪變速機構而言，其數量顯著較低。
指令機構的另一個優點在於與已知類型的齒輪變速機構相比，它要「軟」得多，且靜得多。
本發明的另一個優點在於指令機構在尺寸上明顯小於已知類型的指令機構。


下面將參照附圖更詳細介紹啟動自行車的齒輪變速機構所用的指令機構，通過此將能更好地看清其他的特點和優點，各附圖給出的純粹是非限制性的實施例，其中圖1是本發明的指令機構的示意性的透視圖，該機構與制動槓桿的支撐件有關；圖2是圖1的指令機構的第一分解視圖；圖3是以不同的透視方式所示的圖1的指令機構的第二分解視圖；
圖4和5是圖1的指令機構的兩種不同的操作構造；圖6是根據本發明的指令機構的第二實施方式的總圖，該機構與制動槓桿有關；圖7展示了從制動槓桿上取下的圖6的指令機構；圖8展示了圖6的指令機構的一種不同的透視方式；圖9是圖8的指令機構的分解圖；圖10a、10b、10c(I，II，III)展示了與指令機構本身的一些元件相關的指令機構的一些操作階段。
具體實施例方式
參照各幅附圖，標記1從整體上表示根據本發明的指令機構。指令機構包括一個圓柱形旋轉鼓2，它有一根旋轉軸線x，按照預先設置，使該旋轉鼓沿相反的方向旋轉，從而將齒輪機構的啟動繩3的一部分卷繞在它的側面上(以及從該側面上展開)。指令機構還包括用於旋轉的裝置，它被預先設置用來使旋轉鼓2根據指令、按照預定的角幅並沿相反的方向旋轉。指令機構也包括用於保持的裝置，它被預先設置用來在沒有指令給用於旋轉的裝置時將旋轉鼓2保持在合適的位置。旋轉鼓2的旋轉軸線x垂直於自行車的前進方向，即平行於前輪的旋轉軸線，因為指令機構通常安裝在自行車的車把上。由於旋轉鼓2的旋轉軸線x的特殊的排列方式，卷繞在旋轉鼓2以及從旋轉鼓2上展開的那部分繩子3總是與旋轉鼓2相切，即靠近指令機構的繩子3總是位於與旋轉軸線x垂直的平面上。
被預先設置用來使旋轉鼓2根據指令沿相反的方向並以預定的角幅旋轉的用於旋轉的裝置包括一個圓柱形蓋子4，它與旋轉鼓2共軸，並且相對旋轉軸線x旋轉。圓柱形蓋子4被預先設置用來至少部分將旋轉鼓2封在它的內部，並且被提供在旋轉鼓的側面上，蓋子上有一條通道4a和一個操縱附件4b，操縱附件4b大體上沿半徑方向伸向圓柱形蓋子4的外部。通道4a能讓在旋轉鼓2和齒輪變速機構之間延伸的繩子3通過，而操縱附件4b(下面再對其作更詳細的介紹)起扳機的作用，能讓用戶用手指旋轉圓柱形蓋子4。
還提供了用於使圓柱形蓋子4和旋轉鼓2之間實現可靠旋轉耦合的裝置。
該裝置包括一個環形發展的前榫接頭(cogging)5，它被安排在圓柱形蓋子4的第一端面4c的內部，並與旋轉軸線x共軸。前榫接頭與圓柱形蓋子4一起可靠旋轉。
該裝置還包括一個徑向內部榫接頭6，它被可靠地限制到圓柱形蓋子4的第二端面4d附近的側面上，並與旋轉軸線x共軸。
該裝置也包括一個環形發展的第二前榫接頭7，它與第一前榫接頭5的形狀相反，並且被預先設置用來在單向旋轉時與第一前榫接頭5可靠地嚙合。第二前榫接頭7被安排在旋轉鼓2的一個端面上，並與旋轉軸線x共軸，且與旋轉鼓2一起可靠旋轉。
在一個優選的實施方式中，第一前榫接頭5和第二前榫接頭7呈鋸齒形。每個輪齒(cog)呈現出一個與鼓的旋轉方向垂直的平的前表面和一個與前表面相對且相對前表面傾斜的表面部分。當各輪齒嚙合時，在一個旋轉方向上，各相對輪齒的前表面開始相互接觸，可靠地迫使兩個榫接頭旋轉。在相反的旋轉方向上，各相對輪齒的前表面分離，而表面的各傾斜部分彼此自由地運行，兩套輪齒之間沒有任何旋轉限制。
用於使圓柱形蓋子4和旋轉鼓2之間可靠旋轉耦合的裝置還包括一個鈍齒輪8，它與旋轉軸線x共軸，與旋轉鼓2一起可靠地旋轉，並且被安排在旋轉鼓2的與第二前榫接頭7相對的一側上。與相對旋轉軸線x固定旋轉的支撐件9a有關的至少一個惰輪9被如此安排，以便恆定地與鈍齒輪8嚙合。惰輪9被預先設置用來根據指令也與內榫接頭6嚙合。在一個如附圖所示的優選實施方式中，包括兩個惰輪9，兩者相對鈍齒輪8被安排在直徑的相對位置上。在一個未圖示的優選實施方式中，兩個惰輪9被可靠地限制到圓柱形蓋子4上，並與內榫接頭6恆定地嚙合，且可以根據指令與鈍齒輪8嚙合。
圓柱形蓋子4可以根據指令沿旋轉軸線x在第一位置(圖4)和第二位置(圖5)之間滑動，在第一位置，第一前榫接頭5與第二前榫接頭7嚙合，且內榫接頭6沒有與惰輪9嚙合；而在第二位置，第一前榫接頭5沒有與第二前榫接頭7嚙合，而是與之相距一定的距離，但內榫接頭6與惰輪9嚙合，惰輪9如上所述同時與鈍齒輪8嚙合。通過所述的各種元件的尺寸和排列可以做到這一點；沿旋轉軸線x測量，第一前榫接頭5與內榫接頭6的距離大於第二前榫接頭7與惰輪9的距離。
還包括若干彈性裝置，在沒有指令時，他們將圓柱形蓋子4保持在第一和第二位置中的一個處。
為了全面解釋本發明的指令機構的功用，下面將介紹在沒有指令時用於將旋轉鼓2保持在旋轉裝置上的合適位置的各裝置。它們包括至少一個包含在外殼11a中的異型元件10，外殼11a設置在相對旋轉鼓2和圓柱形蓋子4可靠地旋轉的籠11上，在一個優選的實施方式中，異型元件10為球面軸承。異型元件10被預先設置用來藉助安排在外殼11a上的一個彈性裝置的作用與設置在旋轉鼓2的至少一部分側面的外部上並且以確定的角幅排列的多個腔室12中的一個嚙合。在優選的實施方式中，包括兩個異型元件10和兩列腔室12，兩個異型元件10分別包含在相互平行排列且相對旋轉軸線x對齊的兩個外殼11a中，兩列腔室12由在兩個從旋轉鼓2的側面沿半徑方向伸出且與旋轉鼓2共軸的環形表面部分2a上沿橫向壓痕而成的若干圓柱形扇段限定。外殼11a由相對旋轉鼓2沿半徑方向排列的若干圓柱形溝槽構成，並且通向旋轉鼓。兩個異型元件10或球體被彈性元件以如下方式推向外殼的外部，即如果旋轉鼓2位於合適的角度位置，那麼各球體至少部分進入各自的腔室12。朝腔室12的方向擠壓各球體所用的力足以將旋轉鼓2保持在相應的角度位置，其中各腔室12相對旋轉鼓2指向半徑方向。
圓柱形蓋子4根據指令繞旋轉軸線x在相距一個角幅的兩個終端位置之間旋轉，因此通過從第一終端位置旋轉到第二終端位置，圓柱形蓋子4引起旋轉鼓2旋轉，這至少足以將異型元件10從一個腔室12帶到一個相鄰的腔室12。提供若干彈性裝置，在沒有指令時，它們將圓柱形蓋子4保持在其中一個終端位置處。
在另一個實施方式(未圖示)中，被預先設置用來在沒有指令時將旋轉鼓2保持在旋轉裝置上的合適位置的用於保持的裝置可以由一個摩擦裝置構成，摩擦裝置即各元件之間沒有嚙合、但利用至少兩個表面之間的確定的摩擦的裝置。例如，可以包括一個安排在籠11下方的摩擦表面，它與旋轉鼓2的環形表面部分2a相互作用。顯然，在這個例子中，籠11內不含外殼11a。
下面我們開始解釋與優選實施方式有關的指令機構的功用。
我們假定旋轉軸線x相對自行車車把是固定的(下面再闡明構造細節)。圓柱形蓋子4被它的彈性裝置保持在第一位置(圖4)，在此位置，第一前榫接頭5與第二前榫接頭7嚙合，而內榫接頭6沒有與惰輪9嚙合。用一個手指把操縱附件4b拉向車把，則引起圓柱形蓋子4在所述的兩終端旋轉位置之間旋轉一個確定的角幅。在各圖中，這一旋轉朝向旋轉軸線x的方向，意在簡化本說明書。在這一旋轉方向上，前榫接頭5、7受到可靠的相互限制，因此引起旋轉鼓2與圓柱形蓋子4一起旋轉，例如纏繞繩子3。在進行這一旋轉時，各腔室12相對各異型元件或球體10平移。假定在旋轉開始時，各球體10被嚙合在各自的腔室12內，那麼在旋轉結束時，它們會被嚙合在離旋轉鼓12旋轉之前的腔室一個角度幅度的腔室12內。在進行一次相對前一次的反向(即不是朝向旋轉軸線x的方向)旋轉之後，鬆開操縱附件4b，圓柱形蓋子4即回到初始位置。在這個旋轉方向上，前榫接頭5、7相互自由地運行，這樣，旋轉鼓2即被保持在所到達的位置上。
為了展開繩子3，必須引起旋轉鼓2朝向旋轉軸線x旋轉。為了達到這一結果，讓圓柱形蓋子4沿旋轉軸線x從第一位置平移到與它相距一定距離的第二位置(圖5)就足夠了，其中第二位置即第一前榫接頭5沒有與第二前榫接頭7嚙合的位置，且內榫接頭6與惰輪9嚙合，惰輪9同時與鈍齒輪8嚙合。通過作用在操縱附件4b上可以非常簡單地引起圓柱形蓋子4沿旋轉軸線x的平移。在這些條件下，圓柱形蓋子4朝向旋轉軸線x的旋轉引起旋轉鼓2朝向另一方向旋轉，這會導致繩子3展開。
各球體10和各腔室12之間的相互作用與上述的相同，明顯在相反的方向上進行。通過鬆開操縱附件4b，相對沿旋轉軸線x的平移，圓柱形蓋子4被帶回到第一位置，同時它朝與旋轉軸線x的方向相反的方向旋轉，但不妨礙旋轉鼓2。這樣，通過先沿對角方向、然後再沿與旋轉軸線x垂直的方向輕輕地拉動操縱附件即可展開繩子3。
根據一個建設性的觀點，指令機構包括一根與旋轉軸線x共軸的支撐樞軸13，旋轉鼓2、圓柱形蓋子4和惰輪9的支撐件9a被安裝在它上面。支撐樞軸13被可靠地限制到自行車的一個部件上，通常是靠近制動槓桿的車把上。旋轉鼓2被可靠地限制到銷13上，以便平行於縱向軸線x位移，而它是自由旋轉。除了在它的兩個終端位置自由旋轉外，圓柱形蓋子4可以在縱向上相對於銷13在第一和第二位置之間滑動。與惰輪9有關的支撐件9a被可靠地限制到銷13上。
在優選的實施方式中，圓柱形蓋子4由兩部分構成一個一端開口的圓柱形第一部分41和一個具有中心開口的第二部分42，其中所述中心開口能讓支撐樞軸13通過，並且被預先設置在第一部分41的開口端，以封住它。
在指令機構的優選實施方式中，籠11包括兩個外殼11a，且被兩個異型環43保持在與旋轉鼓2相距合適半徑距離的位置，其中兩個異型環被環形表面部分2a的一個外側面安排在旋轉鼓2的周圍。籠11和異型環43的一部分通過通道4a伸到圓柱形蓋子4的外部，並且相對於自行車被保持在這些伸出部件中的一個處的合適位置。在一側上，各伸出部件撞在一個被可靠地限制到車把上的表面上，而在另一側，伸出部件朝向旋轉鼓2的旋轉方向被壓向因彈性裝置而被可靠地限制到車把上的所述表面上。這樣，為了補償繩子3上的任何擺動(play)，籠11可以繞旋轉軸線x旋轉，相對於旋轉鼓2和圓柱形蓋子4的旋轉稍許旋轉。
繩子3卷繞在旋轉鼓2的位於兩環形表面部分2a之間的表面部分上。提供已知類型的裝置以將繩子的一端掛到旋轉鼓2上。
說明書中提到過彈性裝置由下述裝置構成一個第一螺旋彈簧100，它安排在圓柱形蓋子4和自行車車把的一個部件之間，並沿旋轉軸線x施加一個將圓柱形蓋子4推向第一位置的力；一個第二螺旋彈簧101，它也安排在圓柱形蓋子4和自行車車把的一個部件之間，並在旋轉軸線x周圍施加一個將圓柱形蓋子4推向第一終端旋轉位置的扭矩；兩個螺旋彈簧102，它們安排在外殼11a的內部，安排用於相對旋轉鼓2施加一個將球體10推向旋轉鼓2的徑向力。
下面將參照圖6、7、8、9、10a、10b、10c說明本發明的指令機構的另一個優選實施方式。
在第二優選實施方式中，用於旋轉的裝置被預先設置用來使旋轉鼓2沿相反的方向並根據確定的角幅旋轉，其包括一個用於使旋轉鼓2沿繩子3的卷繞方向旋轉的棘輪。參照圖7，導致繩子3卷繞在旋轉鼓2上的旋轉鼓2的旋轉方向是逆時針方向，而在圖8中旋轉是順時針的。
棘輪包括一個鋸齒形的第一榫接頭21和一個棘爪22，第一榫接頭21被安排在旋轉鼓2的周緣上，棘爪22的一端被預先設置用來與第一榫接頭21嚙合。
一個被限制到棘爪22上的異型元件23被預先設置用來使棘爪22沿與旋轉鼓2相切的方向平移。異型元件23包括兩個相互平行的環形部分23a，兩者被一個連接部分23b連接在一起，並且兩者包括位於它們之間的旋轉鼓2。另外，在指令機構的該第二優選實施方式中，旋轉鼓2被共軸地安裝到支撐樞軸13上，支撐樞軸13與旋轉鼓2自身的旋轉軸線x共軸。異型元件23的環形部分23a也被共軸地安排到支撐銷13上，因此異型元件23可以繞旋轉軸線x旋轉。
在被預先設置用來嚙合到第一榫接頭22上的端部的相對端處，棘爪22被可旋轉地限制到異型元件23上，尤其是異型元件23的連接部分23b上。彈性裝置，優選為插在連接部分23b和棘爪22之間的一根螺旋彈簧，被預先設置用來保持棘爪22與第一榫接頭21接觸。通過旋轉異型元件23，使棘爪22沿與旋轉鼓2相切的方向平移。第一榫接頭21和棘爪22是異型的，並且參照圖8來安排，因此異型元件23在順時針方向上的旋轉使與旋轉鼓2相切的棘爪沿棘爪22在這個方向上堵塞第一榫接頭21的方向平移。這樣，異型元件23和旋轉鼓2就可靠地沿使繩子3卷繞到旋轉鼓2上的方向旋轉。
關於繩子3從旋轉鼓2上的展開方向旋轉，被預先設置用來使旋轉鼓2旋轉的用於旋轉的裝置包括若干彈性裝置24，尤其是一個與旋轉鼓2有關且被預先設置用來使旋轉鼓自身沿繩子3的展開方向旋轉的螺旋彈簧。一個止動機構25在一個停止構造和一個鬆開構造之間可以動作，其中，在停止構造處，旋轉鼓在繩子3的展開方向上的旋轉受到阻礙，而在鬆開構造處，受彈性裝置24作用的影響，允許旋轉鼓旋轉一個確定的角幅。
止動機構25包括一個與旋轉鼓2一起可靠旋轉的第二榫接頭26。一個停止輪齒27在一個第一位置和一個第二位置之間可以移動，在第一位置處，該停止輪齒與第二榫接頭26嚙合，並防止旋轉鼓2沿繩子的展開方向旋轉(圖10a)；而在第二位置處，它不與第二榫接頭嚙合(圖10b和10c)。
該止動機構還包括一個搖擺輪齒28，它被旋轉限制到一根搖擺軸線周圍的停止輪齒27上，並且以預定的角度自由旋轉。搖擺輪齒28以如下方式相對停止輪齒27定位，即在第一位置處，停止輪齒27(圖10a)沒有與第二榫接頭26嚙合，而在停止輪齒27的第二位置處(圖10b和10c)，搖擺輪齒28與第二榫接頭26嚙合。
搖擺輪齒28在旋轉角的第一端處嚙合到第二榫接頭26上(圖10b)。輪齒28被旋轉鼓2旋轉到旋轉角的第二端，在此處，它停下來並且也止住旋轉鼓的旋轉(圖10c)。各彈性裝置被預先設置用來推動搖擺輪齒28，使其從旋轉角的第二端朝向第一端旋轉。
如圖9、10a、10b、10c所示，停止輪齒27被可靠地限制到一個根據指令繞一根軸線b旋轉的扳機29上。搖擺輪齒29被旋轉限制到扳機29上，因此，通過使扳機29繞它的搖擺軸線b旋轉，停止輪齒27在它的第一和第二位置之間相對第二榫接頭26被移動，拉動搖擺輪齒28以及它。在圖10a中，停止輪齒27出現在第一位置。
通過使扳機繞它的搖擺軸線b旋轉，停止輪齒可以被帶到如圖10b和10c所示的第二位置，在該位置處，它不與第二榫接頭26接觸。對於停止輪齒27在第一和第二位置之間的一段運轉，停止輪齒27和搖擺輪齒28與第二榫接頭26接觸，並且與第二榫接頭26嚙合。在圖10b中，搖擺輪齒28出現在搖擺輪齒28與第二榫接頭26的嚙合開始階段，在此階段，它處於旋轉角的第一端。在圖10c中，搖擺輪齒28出現在搖擺輪齒28與第二榫接頭26的嚙合結束階段，在此階段，它處於旋轉角的第二端。在圖10c的構造中，旋轉鼓2旋轉的角度與搖擺輪齒28的旋轉角度一致。搖擺輪齒28的旋轉角如下，即當搖擺輪齒28處於旋轉角的第二端時，第二榫接頭26處於如下位置，在該位置處，正在從第二位置向第一位置前進的停止輪齒27與相鄰第二榫接頭26的輪齒相對在開始階段它所嚙合的輪齒嚙合，如圖10a所示，在所述順序之前。
用於使旋轉鼓2在繩子3的卷繞和展開方向上旋轉的裝置的啟動可以用一根異型槓桿30非常簡單地進行。異型槓桿30被旋轉限制到扳機29的搖擺軸線b周圍的異型元件23上。相對繞旋轉軸線x旋轉，異型槓桿30被可靠地限制到異型元件23上，並且也與扳機29以如下方式有關，以便使扳機繞它自己的搖擺軸線b旋轉。相對繞扳機自己的搖擺軸線b旋轉，異型槓桿30優選被可靠地限制到扳機29上。
參照圖8，為了使旋轉鼓2向繩子3的卷繞方向旋轉，在表現為至少一個元件的異型槓桿30上施加一個與矢量T所代表的力平行且同方向的力就足夠了。當異型槓桿30與異型元件23一起相對旋轉鼓2的旋轉軸線x可靠地旋轉時，力T的作用引起異型元件23繞軸線x沿順時針方向旋轉。異型元件23的旋轉藉助棘爪22和第一榫接頭21被傳遞到旋轉鼓2，從而使旋轉鼓2繞軸線x沿順時針方向、即沿繩子3的卷繞方向旋轉。彈性裝置31，優選為一個螺旋彈簧，被插到異型元件23和支撐樞軸13之間，並在異型元件23上施加一個作用力，對抗異型元件23沿順時針方向的旋轉。在沒有力T時，螺旋彈簧31使異型元件23沿逆時針方向旋轉，直到它到達開始位置。異型元件23的逆時針旋轉沒有引起旋轉鼓2的相應旋轉，因為棘爪22在這個旋轉方向上沒有嚙合在第一榫接頭21上。任何裝置，只要它施加在異型元件23上的作用等於彈性裝置31施加的作用，彈性裝置31就可以用它來代替。
仍然參照圖8，為了使旋轉鼓2沿繩子3的展開方向、即沿逆時針方向動作，在至少有一個元件的異型槓桿30上施加一個與矢量S所代表的力平行且方向相同的力就足夠了。力S的作用引起異型槓桿30和扳機29繞扳機自身的搖擺軸線b旋轉，這導致停止輪齒27從第一位置移動到第二位置。如上所述，在第二位置處，停止輪齒27不與被搖擺輪齒28嚙合的第二榫接頭26嚙合。通過將彈性裝置24推到旋轉角的第二端，旋轉鼓2使自由旋轉一個確定角度的搖擺輪齒28旋轉，其中，在旋轉角的第二端處，彈性裝置24停止，並且也停止旋轉鼓2的旋轉。彈性裝置32，優選為一根螺旋彈簧，與扳機29有關，並且被預先設置用來施加與力S相對的作用。在沒有力S時，彈性裝置32將扳機29和異型槓桿帶到開始位置，在此處，停止輪齒27與第二榫接頭26嚙合，將旋轉鼓2阻擋在合適的位置。任何裝置，只要它施加在扳機29上的作用等於彈性裝置32施加的作用，彈性裝置32就可以用它來代替。
異型槓桿30最好包括兩個部分30a、30b，兩者圍繞一根中間鉸接軸線s被相互鉸接在一起。彈性裝置被預先設置用來將兩個部分30a、30b推到一個適合啟動異型槓桿30的確定的相對位置。一個阻擋裝置可以在兩個構造之間起作用，在一個構造處，它可防止兩個部分30a、30b之間相對旋轉，在另一個構造處，它能讓異型槓桿30的兩個部分30a、30b之間相對旋轉。
該阻擋裝置包括一根杆33，它的一端被旋轉限制到異型槓桿30的一個部分30a上，它的另一端30b被預先設置用來嚙合在一個座33b上，該座被可靠地限制到異型槓桿30a、30b的另一部分30b上。杆33可以在兩個位置之間旋轉，在一個位置處，它嚙合在座33b上，並且可防止兩個部分30a、30b之間相對旋轉，而在另一個位置處，它沒有嚙合在座33b上，並且能讓異型槓桿30的兩個部分30a、30b之間相對旋轉。在它可防止兩個部分30a、30b之間相對旋轉位置處，如圖8和9所示，杆33充當兩個部分30a、30b之間的支柱。還包括用於將杆33推到阻斷位置的彈性裝置，它可防止兩個部分30a、30b之間的相對旋轉。
阻擋裝置最好可以藉助一根啟動制動槓桿50而被啟動。異型槓桿30優選按如下方式安排，即當制動槓桿50旋轉時，阻擋裝置被啟動槓桿50帶到它沒有防止異型槓桿的兩個部分30a、30b之間相對旋轉的構造處。在這些條件下，制動槓桿50可以使下部30b相對異型槓桿30的上部30a旋轉地被拉下。
更詳細地說，制動槓桿50被預先設置用來幹擾杆33的一個附件33a。制動槓桿50的啟動導致杆33旋轉到它沒有嚙合在座33b上且允許異型槓桿30的兩個部分30a、30b之間相對旋轉的位置。
異型槓桿30並且通常是本發明的指令機構的異型槓桿的優選的安排方式如圖6所示。異型槓桿30被帶到制動槓桿50的外側附近。由異型槓桿30啟動的指令機構的所有元件被包含在主體51的內部，其中主體51將槓桿50連接到自行車的車把上。從圖6中可以輕鬆推出，當手握住車體51的車把時，異型槓桿30可以由騎車者的手指啟動。制動槓桿50的牽引力不受異型槓桿30存在的影響，由於存在阻擋裝置，因此異型槓桿30可隨制動槓桿50的旋轉而自由旋轉。
本發明的齒輪變速機構提供了重要的優點。首先，旋轉鼓的旋轉軸線的安排方式大大限制了指令機構的總尺寸。除了卷繞在旋轉鼓上之外，繩子不易發生扭曲和偏移。由於這一安排方式，指令機構為完成功能所需元件的數目大大低於已知類型的指令機構。與旋轉鼓的旋轉軸線的特定安排方式有關的另一優點在於所提出的指令機構比已知類型的機構「軟」很多，且靜很多。
繩子上沒有大的扭曲且聯接器(couple)的臂狀物和阻力大致相同，這導致啟動指令機構所需的力減小。
權利要求
1.一種自行車齒輪變速機構的指令機構，包括一個旋轉鼓(2)，它有一根旋轉軸線(x)，並被預先設置用來沿相反的方向旋轉，從而將至少一部分變速啟動繩(3)卷繞在旋轉鼓(2)的側面上；用於旋轉的裝置，它被預先設置用來根據指令使旋轉鼓(2)沿相反的方向並按照預定的角幅旋轉；用於保持的裝置，它被預先設置用來在沒有指令給用於旋轉的裝置時將旋轉鼓(2)保持在合適的位置；其特徵在於旋轉鼓(2)的旋轉軸線(x)垂直於自行車的前進方向。
2.如權利要求1的指令機構，其特徵在於被預先設置用來使旋轉鼓沿相反的方向並以預定的角幅旋轉的用於旋轉的裝置包括一個與旋轉鼓(2)共軸且繞旋轉軸線(x)旋轉的圓柱形蓋子(4)，圓柱形蓋子(4)被預先設置成至少部分將旋轉鼓(2)包含在它的內部，圓柱形蓋子(4)被提供在旋轉鼓的側面上，且圓柱形蓋子上有一條通道(4a)和一個沿半徑方向伸向圓柱形蓋子(4)外部的操縱附件(4b)；用於使圓柱形蓋子(4)和旋轉鼓(2)之間實現可靠旋轉耦合的裝置。
3.如權利要求2的指令機構，其特徵在於用於使圓柱形蓋子(4)和旋轉鼓(2)之間實現可靠旋轉耦合的裝置包括一個環形的前榫接頭(5)，它被安排在圓柱形蓋子(4)的第一端面(4c)的內部，並與旋轉軸線(x)共軸，該前榫接頭與圓柱形蓋子(4)一起可靠旋轉；一個徑向內部榫接頭，它被可靠地限制到圓柱形蓋子(4)的第二端面(4d)附近的圓柱形蓋子(4)的側面上；一個第二環形前榫接頭(7)，它與第一前榫接頭(5)的形狀相反，並且被預先設置用來在單向旋轉時與第一前榫接頭(5)可靠地嚙合，第二前榫接頭(7)被安排在旋轉鼓(2)的一個端面上，與旋轉軸線(x)共軸，且與旋轉鼓(2)一起可靠旋轉；一個鈍齒輪(8)，它與旋轉軸線(x)共軸，與旋轉鼓(2)一起可靠地旋轉，並且被安排在旋轉鼓(2)的與第二前榫接頭(7)相對的一側上；與固定的支撐件(9a)有關的至少一個惰輪(9)，它相對旋轉軸線(x)固定旋轉，並且被以與鈍齒輪(8)恆定嚙合的方式安排，惰輪(9)也被預先設置用來根據指令與內榫接頭(6)嚙合。
4.如權利要求1的指令機構，其特徵在於用於保持的裝置包括至少一個異型元件(10)，該異型元件包含在位於籠(11)中的外殼(11a)中，籠(11)相對於旋轉鼓(2)和圓柱形蓋子(4)固定旋轉，異型元件(10)被預先設置用來藉助安排在外殼(11)上的一個彈性裝置的作用與位於旋轉鼓(2)的至少一部分側面的外部並且以確定的角幅排列的多個腔室(12)中的一個嚙合。
5.如權利要求1的指令機構，其特徵在於被預先設置用來在沒有指令時將旋轉鼓(2)保持在用於旋轉的裝置上的合適位置的用於保持的裝置包括由位於籠(11)下方的一個摩擦表面構成的一個摩擦裝置，它與旋轉鼓(2)的至少一個環形表面部分(2a)相互作用。
6.如上述權利要求中任一項的指令機構，其特徵在於圓柱形蓋子(4)可以根據指令沿旋轉軸線(x)在第一位置和第二位置之間滑動，在第一位置，第一前榫接頭(5)與第二前榫接頭(7)嚙合，且內榫接頭(6)沒有與惰輪(9)嚙合；而在第二位置，第一前榫接頭(5)沒有與第二前榫接頭(7)嚙合，而是與之相距一定的距離，但內榫接頭(6)與惰輪(9)嚙合，惰輪(9)同時與鈍齒輪(8)嚙合，若干彈性裝置被提供用來在沒有指令時將圓柱形蓋子(4)保持在第一和第二位置中的一個處。
7.如權利要求6的指令機構，其特徵在於圓柱形蓋子(4)根據指令繞旋轉軸線(x)在相距一個確定角幅的兩個終端位置之間以如下方式旋轉，即從第一終端位置旋轉到第二終端位置，圓柱形蓋子(4)使旋轉鼓(2)旋轉足夠的尺度，從而至少將異型元件(10)從一個腔室(12)帶到腔室(12)的一個相鄰腔室(12)，若干彈性裝置被提供用來在沒有指令時將圓柱形蓋子(4)保持在其中一個終端位置處。
8.如上述權利要求的指令機構，其特徵在於它包括一根與旋轉軸線(x)共軸的支撐樞軸(13)，樞軸上安裝著旋轉鼓(2)、圓柱形蓋子(4)和惰輪(9)的支撐件(9a)；旋轉鼓(2)被可靠地限制到用於位移的支撐樞軸(13)上，以便平行於縱向軸線(x)位移，圓柱形蓋子(4)可以在縱向上相對於支撐樞軸(13)在第一和第二位置之間滑動，支撐件(9a)被可靠地限制到支撐樞軸(13)上。
9.如權利要求1的指令機構，其特徵在於被預先設置用來根據指令使旋轉鼓(2)沿相反的方向並以確定的角幅旋轉的用於旋轉的裝置包括一個被預先設置用來使旋轉鼓(2)沿繩子(3)的卷繞方向旋轉的棘輪。
10.如權利要求9的指令機構，其特徵在於棘輪包括一個帶有鋸齒形輪齒的第一榫接頭(21)和一個棘爪(22)，第一榫接頭(21)被安排在旋轉鼓(2)的周緣上，棘爪(22)的一端被預先設置用來與第一榫接頭(21)嚙合；一個異型元件(23)被限制到棘爪(22)上，且被預先設置用來使棘爪(22)沿與旋轉鼓(2)相切的方向平移。
11.如權利要求10的指令機構，其特徵在於在異型元件(23)的被預先設置用來嚙合到第一榫接頭(21)上的端部的相對端處，棘爪(22)被可旋轉地限制到異型元件(23)上。
12.如權利要求10或11的指令機構，其特徵在於異型元件(23)可以繞旋轉軸線(x)旋轉。
13.如權利要求12的指令機構，其特徵在於彈性裝置被預先設置用來使棘爪(22)保持與第一榫接頭(21)接觸。
14.如權利要求1的指令機構，其特徵在於被預先設置用來使旋轉鼓(2)根據指令沿相反方向並按照確定的角幅旋轉的用於旋轉的裝置包括若干與旋轉鼓(2)有關且被預先設置用來使旋轉鼓(2)沿繩子(3)的展開方向旋轉的彈性裝置(24)；一個止動機構(25)在一個停止構造和一個鬆開構造之間可以動作，其中，在停止構造處，它可防止旋轉鼓(2)沿繩子(3)的展開方向旋轉，而在鬆開構造處，它允許旋轉鼓(2)沿繩子(3)的展開方向按照確定的角幅旋轉。
15.如權利要求14的指令機構，其特徵在於止動機構包括一個與旋轉鼓(2)一起可靠旋轉的第二榫接頭(26)；一個可以在一個第一位置和一個第二位置之間移動的停止輪齒(27)，在第一位置處，該停止輪齒與第二榫接頭(26)嚙合，並防止旋轉鼓(2)沿繩子(3)的展開方向旋轉；而在第二位置處，它不與第二榫接頭(26)嚙合；一個搖擺輪齒(28)，它被旋轉限制到一根搖擺軸線周圍的停止輪齒(27)上，並且以預定的角度自由旋轉；搖擺輪齒(28)相對停止輪齒(27)以如下方式定位，即在停止輪齒(27)的第一位置處，搖擺輪齒(28)沒有與第二榫接頭(26)嚙合，而在停止輪齒(27)的第二位置處，搖擺輪齒(28)與第二榫接頭(26)嚙合。
16.如權利要求15的指令機構，其特徵在於搖擺輪齒(28)在它的旋轉角的第一端處嚙合到第二榫接頭(26)上，並且被旋轉鼓(2)旋轉地拉到它旋轉角的第二端，在此處，它停下來並且也止住旋轉鼓(2)的旋轉。
17.如權利要求16的指令機構，其特徵在於各彈性裝置被預先設置用來使搖擺輪齒(28)從旋轉角的第二端向第一端旋轉。
18.如權利要求15-17中任一項的指令機構，其特徵在於停止輪齒(27)被可靠地限制到一個根據指令繞一根軸線(b)搖擺的扳機(29)上，搖擺輪齒(28)被旋轉限制到扳機(29)上，扳機(29)被預先設置用來根據指令使停止輪齒(27)在它的第一和它的第二位置之間移動。
19.如權利要求19或24的指令機構，其特徵在於棘輪和停止機構(25)可以藉助異型槓桿(30)而被啟動。
20.如權利要求9-18中任一項的指令機構，其特徵在於異型槓桿(30)被旋轉限制到扳機(29)的搖擺軸線(b)周圍的異型元件(23)上，以便使扳機(29)繞它的軸線(b)旋轉，異型槓桿(30)被可靠地限制到異型元件(23)上，相對繞旋轉軸線x旋轉。
21.如權利要求20的指令機構，其特徵在於異型槓桿(30)包括兩個部分(30a，30b)，兩者圍繞一根中間鉸接軸線(s)被相互鉸接在一起。
22.如權利要求21的指令機構，包括一個可以在兩個構造之間動作的阻擋裝置，在一個構造處，它可防止兩個部分(30a，30b)之間相對旋轉，在另一個構造處，它允許異型槓桿(30)的兩個部分(30a，30b)之間相對旋轉。
23.如權利要求22的指令機構，其特徵在於該阻擋裝置包括一根杆(33)，它的一端被旋轉限制到異型槓桿(30)的兩個部分中的一個部分(30a)上，它的另一端被預先設置用來嚙合在一個座上，該座被可靠地限制到異型槓桿(30a，30b)的兩個部分的另一部分(30b)上，杆(33)可以在兩個位置之間旋轉，在一個位置處，它嚙合在所述座上，並且可防止兩個部分(30a，30b)之間相對旋轉，而在另一個位置處，它沒有嚙合在所述座上，並且能讓異型槓桿(30)的兩個部分(30a，30b)之間相對旋轉。
24.如權利要求22或23的指令機構，其特徵在於阻擋裝置(33)可以藉助一根制動槓桿(50)而被啟動，異型槓桿(30)按如下方式安排，即當制動槓桿(50)旋轉時，阻擋裝置(33)被帶到它沒有防止異型槓桿的兩個部分(30a，30b)之間相對旋轉的構造處。
25.如權利要求24的指令機構，其特徵在於該阻擋裝置可以藉助制動槓桿(50)而動作，制動槓桿(50)被預先設置用來通過使杆(33)旋轉到它允許異型槓桿(30)的兩個部分(30a，30b)之間相對旋轉的位置而幹擾杆(33)的一個附件(3a)。
全文摘要
自行車齒輪變速機構的指令機構包括一個旋轉鼓(2)，它有一根旋轉軸線(x)，並被預先設置用來沿相反的方向旋轉，從而將至少一部分變速啟動繩(3)卷繞在旋轉鼓(2)的側面上；用於旋轉的裝置，它被預先設置用來根據指令使旋轉鼓(2)沿相反的方向並按照預定的角幅旋轉；用於保持的裝置，它被預先設置用來在沒有指令給用於旋轉的裝置時將旋轉鼓(2)保持在合適的位置。旋轉鼓(2)的旋轉軸線(x)垂直於自行車的前進方向，即平行於自行車前輪的旋轉軸線。
文檔編號B62K23/06GK1956877SQ200580012953
公開日2007年5月2日 申請日期2005年4月29日 優先權日2004年5月6日
發明者E·裡吉, S·蒙塔納裡 申請人:F.S.A.有限公司