低噪音链轮.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200410080957.8

申请日:

2004.10.10

公开号:

CN1605771A

公开日:

2005.04.13

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

F16H55/30; B62M9/12

主分类号:

F16H55/30; B62M9/12

申请人:

SRAM德国有限公司;

发明人:

马库斯·莱特

地址:

联邦德国施怀恩福特

优先权:

2003.10.10 DE 10347784.5

专利代理机构:

北京三友知识产权代理有限公司

代理人:

党晓林

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内容摘要

一种自行车链轮组件,包括:至少一个较小链轮和至少一个较大链轮,这些链轮能与一链条啮合。较大链轮包括一第一齿和一第二齿,第二齿被设置成与驱动转动方向相反邻近于第一齿。第一齿和第二齿具有这样一种结构,即这种结构能改善链条从一较小链轮向较大链轮的转移。第一齿具有一侧向凹口,第二齿具有一偏斜斜面。第二齿也可具有一凹口。第一齿和第二齿具有这样的一种结构,即这种结构能防止第一齿和第二齿把链条卡紧。链条的一内链节板具有一斜面,该斜面被设置在链节板的中心区域的外侧表面上。

权利要求书

1、  一种链轮组件,具有多个链轮,这些链轮可与一链条相啮合,所说链条具有由一些销连接起来的连续交替的成对的内链节板和外链节板,所说的这些销被滚子环绕着,所说的链轮组件包括:
至少一个较小链轮,该较小链轮围绕其周边具有多个间隔设置的齿;以及
至少一个较大链轮,该较大链轮围绕其周边具有间隔设置的齿,在该较大链轮所设的齿的数目大于在较小链轮上所设的齿的数目;
较大链轮和较小链轮被相互定位成这样,即,使得位于较大链轮上的一对相邻齿之间的链条滚子的中心与位于较小链轮上的一对相邻齿之间的链条滚子的中心之间的距离基本上为链条节距的整数倍,
在较大链轮上的一对相邻齿中的至少一第一齿包括有在所说较大链轮上面对着较小链轮的一前表面上设置的一侧向凹口,以便允许链条从较小链轮向较大链轮移动;与驱动转动方向相反邻近第一齿设置的一对相邻齿中的至少一第二齿具有一种能防止第二齿与链条卡住的结构。

2、
  根据权利要求1所述的链轮组件,其特征在于,所说凹口被构造成包括有一用于提升链条的行进斜坡,该行进斜坡延伸至所说第二齿的齿根处。

3、
  根据权利要求2所述的链轮组件,其特征在于,所说的行进斜坡在所说齿根处延伸进入较大链轮的外周边。

4、
  根据权利要求1所述的链轮组件,其特征在于,所说第二齿具有用于提升链条的一凹口。

5、
  根据权利要求4所述的链轮组件,其特征在于,所说较大链轮包括:一第三齿,该第三齿被设置成与驱动转动方向相反邻近于所说第二齿,其包括一离开斜面,该离开斜面被设置在较大链轮的前表面上,该离开斜面逆着驱动转动方向向后倾斜延伸,从而形成供链节板所用的换档通道。

6、
  根据权利要求4所述的链轮组件,其特征在于,两个凹口被组合成在第一齿和第二齿上延伸的一个凹口。

7、
  根据权利要求1所述的链轮组件,其特征在于,凹口具有的深度大致等于链节板的厚度。

8、
  根据权利要求1所述的链轮组件,其特征在于,第二齿具有朝向较小链轮的一偏斜斜面,以便防止第二齿与链条卡住。

9、
  根据权利要求8所述的链轮组件,其特征在于,该偏斜斜面在第二齿的一边缘上是显著的,并指向驱动转动方向,并且该偏斜斜面在第二齿的一相反边缘上朝着齿背逐渐消失。

10、
  根据权利要求8所述的链轮组件,其特征在于,第二齿具有一离开斜面,该离开斜面被设置在第二齿的一边缘上紧接于该偏斜斜面且位于偏斜斜面下面,并且朝着一第三齿,所说第三齿被设置与驱动转动方向相反邻近于所说第二齿,离开斜面构造成形成一用于内链节板的换档通道且有助于在换档操作末尾向上提升所说的内链节板。

11、
  根据权利要求10所述的链轮组件,其特征在于,离开斜面起始于前表面上的第二齿的齿根,并且在齿背和偏斜斜面中的一个处逐渐消失。

12、
  根据权利要求1所述的链轮组件,其特征在于,第一齿和第二齿均具有一条朝向较小链轮的偏斜斜面,以便防止第一齿和第二齿与链条卡住。

13、
  根据权利要求10所述的链轮组件,其特征在于,偏斜斜面在朝向驱动转动方向上的相应齿的一边缘上是显著的,并且在所说齿的相反边缘上朝着齿背逐渐消失。

14、
  根据权利要求1所述的链轮组件,其特征在于,较大链轮具有一第三齿,该第三齿被设置成与驱动转动方向相反邻近于第二齿,并且该第三齿被用于卡紧所说链条,该第三齿具有一斜面,该斜面延伸至较大链轮的朝着下一个较大链轮的背表面上的齿根处。

15、
  根据权利要求1所述的链轮组件,其特征在于,第一齿和第二齿的齿背直接位于较大链轮的朝着所说下一个较大链轮的背表面上,从而使得在换档操作末尾,所说的内链节板在滑动到在链条卡紧齿前面的齿背上之前,该内链节板已经移动一个最大的轴向换档距离。

16、
  根据权利要求1所述的链轮组件,其特征在于,第一齿、第二齿、第三齿包括一些尖端,这些尖端在前表面上被切有斜面,以便在换档操作末尾时,内链节板不会骤然跳移到相应齿的齿背上。

17、
  一种链条,这种链条能与一链轮组件相啮合,所说链轮组件包括多个链轮,这些链轮具有不同数目的齿,所说链条包括:
多个内部联接件,这些内部联接件具有内链节板;
多个外部联接件,这些外部联接件具有外链节板;
多个管状销,这些管状销以交替的顺序把外部联接件和内部联接件连接起来;
所说内链节板在其外表面上具有一外斜面,该外斜面被设置在内部联接件的一中心区域,并且在两个位置之间延伸,在一个位置上具有凸形外部轮廓的内链节板的第一端过渡到具有凹形外部轮廓的内链节板的中心区域中,而在另一个位置上该中心区域过渡到具有凸形外部轮廓的内链节板的一第二端中。

18、
  根据权利要求17所述的链条,其特征在于,在内链节板的中心区域,所说的斜面具有该过渡线的一个大致直线的斜面外形,所说的过渡线由斜面表面和内链节板的其余未切斜面的外侧表面限定而成。

19、
  根据权利要求17所述的链条,其特征在于,内链节板在其内表面上具有一内斜面,内斜面和外斜面在内链节板的中心区域形成一个组合的边缘,该组合的边缘相对于外表面基本上更靠近内表面。

20、
  根据权利要求19所述的链条,其特征在于,内斜面和外斜面是圆角形的,并且被设置在内链节板的纵向侧。

21、
  根据权利要求17所述的链条,其特征在于,内链节板具有一内斜面,该内斜面被设置在一内表面上,内斜面和外斜面在内链节板的中心区域形成圆角边缘。

22、
  根据权利要求17所述的链条,其特征在于,链条与链轮组件相啮合,所说链轮组件具有至少一个较小链轮和至少一个较大链轮,所说较大链轮和较小链轮具有一第一齿和一第二齿,所说第一齿具有一凹口,该凹口被构造成具有一行进斜坡,所说第二齿被设置成与驱动转动方向相反邻近于第一齿,并且该第二齿具有一条离开斜面并且具有含有一行进斜坡的凹口或偏斜斜面。

23、
  根据权利要求22所述的链条,其特征在于,行进斜坡延伸超过所说齿的齿根,并延伸进入第二齿的一边缘内。

说明书

低噪音链轮
技术领域
本发明涉及自行车拨链(derailleur)换档系统,更具体地说,本发明是涉及一种自行车链轮组件,这种自行车链轮组件包括一较大直径的链轮,该较大直径的链轮具有至少一个齿组,该齿组被构造成当链条从一较小链轮向所说较大链轮换档时能减小噪音。
背景技术
一种传统的拨链换档系统包括:一驱动链轮组件、一从动链轮组件以及一根在驱动链轮组件和从动链轮组件之间延伸的链条。这些链轮组件中的至少一个链轮组件包括多个链轮,这些链轮具有不同的齿数。链条包括一些连续的销,这些销以交替的顺序把内链节板和外链节板连接起来。一拨链机构在链轮之间对链条进行换档。当链条从一较小链轮向一较大链轮换档时,它就形成一个过渡区域,该过渡区域从最后啮合在较小直径链轮的两个齿之间的一个链条联接件(chain link)延伸到最先啮合在较大链轮的两个齿之间的一个链条联接件。沿着驱动转动方向,在换档操作期间,在一链条联接件会啮合进入的空间之前的较大链轮上的第一齿被称作参照齿,而最先进入到一对链节板之间的齿被称作链条卡紧齿。在链条从一较小链轮向一较大链轮换档期间,链条卡紧齿首先配合在一对外链节板之间,这是因为在外链节板之间的空间要宽于一对内链节板之间的空间。在换档期间,一对内链节板紧紧地挤压着在驱动转动方向上位于链条卡紧齿前方的齿,这样就有利于链条卡紧齿进入到一对外链节板之间。由于内链节板之间的间隙狭窄,因此,链条的过渡区域的中心线在内链节板挤压着较大链轮的情况下比在外链节板挤压着较大链轮的情况下更靠近链条卡紧齿。
为了有利于链条从较小链轮换档到较大链轮,在较大链轮的齿上设置一些特征,以便限定出链条过渡区域的路线。例如,在美国专利US4,268,259中公开了一种链轮组件,这种链轮组件能与一拨链换档系统的一滚子链相啮合。为了改善换档操作,一较小链轮和一较大链轮被布置成能使得较大链轮上的一对相邻齿之间的中心位于从较小链轮上的一对相邻齿之间中心延伸的一条切线上。在所说这两个中心之间的距离等于链条节距的整数倍。在这个结构中,在驱动转动方向上,位于较大链轮中心的后侧的第一齿是链条卡紧齿。当一对外链节板到达链条卡紧齿时,链条卡紧齿就进入到位于外链节板之间的宽敞的空间内。然而,当一对内链节板到达所说的链条卡紧齿时,链条卡紧齿就不会进入到内链节板之间的狭窄空间内。因此,同样具有链条卡紧齿结构的跟随齿进入到下一对外链节板之间的宽敞空间内。具有两个相邻的链条卡紧齿以及在较大链轮和较小链轮之间具有切向空间有利于链条从较小链轮换档到较大链轮上。
在欧洲专利EP0 313 345中,公开了链轮组件的另一个例子,这种链轮组件能与拨链换档系统的一滚子链相啮合。为了改善链条从一较小链轮换档到一较大链轮,两个链轮被设置成具有相互对应的限定的齿位,并且在较大链轮上的一些齿在较大链轮朝向较小链轮的一前表面上具有一些凹口。此外,在驱动转动方向上,在凹口的后面,较大链轮具有至少一个齿,该齿被构造成能配合到外链节板之间的间隙内。这样,这个齿就被用作链条卡紧齿。如果一对内链节板位于该链条卡紧齿处,那么,该链条卡紧齿就不能配合到内链节板之间的狭窄间隙内。内链节板沿侧向移动经过链条卡紧齿,从而下一个齿就成为配合到外链节板之间的更宽间隙内的链条卡紧齿。因此,三个齿可以被构造成链条卡紧齿或链条卡紧齿,而其余的齿被构造成非啮合的齿。凹口的深度大致等于链节板的厚度,并且这些凹口被构造成移入或行进斜坡,该移入或行进斜坡有利于链条从一较小链轮换档到一较大链轮上。
上述链轮结构的一个缺陷是它们会造成换档噪音。链条从一较小链轮向一较大链轮的换档是这样来实现的,即:在链条的非加载或非张紧段,利用拨链机构沿侧向方向与链条啮合,使得利用小的换档作用力就可以进行换档操作,从而使非张紧的链条段移动到较大链轮上。同时,链条的张紧段仍然位于较小链轮上。然而,随着链轮组件继续转动,先前非张紧的链条段就会移入到张紧的链条段内。链条的张紧段从较小链轮的最后齿转动离开,并且从较小链轮向较大链轮换档。这就改变了链轮组件上的链条的轴向位置。当链条的张紧段换档到较大链轮上时,链条就沿侧向滑动到较大链轮上,然后跳移到位于链条卡紧齿之前的最后齿上,并在该齿的齿背上进行刮擦,从而产生噪音。换档噪音主要是由链条的张紧段造成的。张紧力或荷载越大,沿侧向滑动到较大链轮齿上的链条段与在换档操作后从较大链轮上滑下地链条段之间的角越大,噪音就越大。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种低噪音的链轮组件,这种链轮组件消除了或至少减小了当链条张紧段从一较小链轮跳移到一较大链轮上时所产生的噪音。这个目的是这样来实现的,即,通过确保在换档操作开始时,链条不会移动到一参照齿以及它的跟随齿上。此外,这个目的还可以这样来实现,即,通过确保在换档操作结束时,在内链节板跳移到对应的齿背上之前,位于链条卡紧齿之前的内链节板尽可能地靠近较大链轮的背表面,以防止内链节板骤然跳移到位于链条卡紧齿之前的齿背上。
在本发明的一个实施例中,提供了一种拨链换档系统的链轮组件,该链轮组件包括:至少一个较小链轮、至少一个较大链轮和一根在较小链轮和较大链轮之间延伸的链条。较大链轮和较小链轮被相互设置成这样子的,即,使得较大链轮上的一对相邻齿之间的链条滚子的中心与较小链轮上的一对相邻齿之间的链条滚子的中心之间的距离基本上是链条节距的整数倍。
较大链轮包括位于较大链轮上成对的相邻齿中的至少一第一齿,该第一齿具有一侧向凹口,该侧向凹口被设置在较大链轮面对着较小链轮的一前表面上,以便使得链条可以从较小链轮移动到较大链轮。在驱动转动方向的相反侧,设置在第一齿附近的一对相邻齿中至少一第二齿具有这样一种结构,即,这种结构能防止第二齿把链条卡紧。第一或参照齿和第二或跟随齿的前表面被构造成这样子的,即,使得在换档操作末尾,沿着参照齿沿侧向滑动的链条链节板在跳移到该齿的齿背上之前能朝着一背表面移动最长可能的轴向距离。这可以通过在参照齿的区域中在较大链轮的一前表面上设置一凹口来实现。在换档操作开始时,该凹口可防止参照齿插入到外链节板之间的间隙内。跟随齿的顶部具有一条偏斜斜面(chamfer),该偏斜斜面沿着离开驱动转动方向逐渐消失。此外,跟随齿可包括一离开斜面,该离开斜面位于朝着离开参照齿方向的跟随齿的一个边缘上,该离开斜面从齿根延伸到齿背。一方面,在初始阶段,该离开斜面形成内链节板所用的一条换档通道,从而使得离开斜面有助于换档操作;另一方面,在换档操作末尾,当内链节板上滑时,该离开斜面与齿背上的偏斜斜面一起,允许内链节板在轴向方向更靠近链轮的背面。因此,通过设置凹口或偏斜斜面以及离开斜面,减小了内链节板移动到链条卡紧齿之前的齿上的轴向距离。
本发明还确保了在换档操作末尾内链节板不会位于轴向宽齿的相反侧,而是抵靠着具有一凹口或一偏斜斜面的一个齿上。如上所述,这是通过设置两个齿来实现的,这两个齿不用作链条卡紧齿,一参照齿具有一凹口,跟随齿被设置在参照齿附近,并具有一凹口或一偏斜斜面。参照齿和跟随齿上的凹口具有大致相同的轮廓外形。这些凹口位于较大链轮的一前表面上的齿的区域中,并且沿径向向内朝较小链轮相邻的齿根的高度延伸。参照齿下面的凹口与跟随齿的齿腹一起构成一条行进斜坡(run-on ramp),该行进斜坡朝着与驱动方向相反的方向延伸,对应的外链节板的前段能紧缚在该行进斜坡上,并且一旦对应的外链节板转移到较大链轮上,该对应的外链节板就能在该行进斜坡上移动。行进斜坡延伸至齿根处,从而相互限定出两个凹口。
链轮齿的主要功能是传递力矩,但是,这些链轮齿也会使得换档操作变得更加容易或更加困难。链条是否能成功地从一个较小链轮换档到一个较大链轮上,在很大程度上受到两个链轮的齿间隙的设置以及较大链轮上的齿的形状的影响。为了使链条能换档到一个较大链轮上,链条必须位于较大链轮的齿间隙附近,并且必须在轴向方向上具有足够的移动自由度,以便使链条能进行侧向移动。由参照齿上的侧向凹口和设置为与驱动转动方向相反邻近于参照齿的跟随齿产生一条允许链条进行轴向移动的换档通道。在驱动转动方向上,这个参照齿位于一个齿空间的前方,所说的齿空间在当时紧邻链条的过渡段的一个对应的链条联接件附近。
在一个换档操作期间,当一个外链节板到达参照齿附近时,该外链节板就将其自身紧缚在上行通道上,跟随着的内链节板沿侧向转动并通过设置在参照齿附近的跟随齿,然后位于跟随着的一对外链节板之间的间隙就到达作为链条卡紧齿的且跟随着参照齿的第二齿上。链条卡紧齿具有一狭窄的齿背,该狭窄齿背相应于外链节板设置。然后,随后的链节板就被迫运行到较大链轮上,较小链轮上的齿就从张紧的链条段的链节板之间的间隙内移出,并且向下移开。
在换档操作末尾,当链条的张紧段稍微改变方向并从较小链轮跳移到较大链轮上时,链条从较小链轮向较大链轮的轴向移动就完成了,并且在三个阶段中所产生的噪音都不大。首先,外链节板与参照齿侧向接触,并且内链节板沿侧向挤压在设置在参照齿附近的跟随齿。当内链节板在外部滑动经过链条卡紧齿之前的跟随齿的齿背时,张紧的链条段就最终沿轴向跳移到它的最终位置,该最终位置与所选定的齿轮传速比相对应。由于相对于外链节板而言狭窄的内链节板与设置有凹口的齿相接触,因此链条位于非常靠近其最终路线的位置,从而,只有剩余非常短的距离供第三阶段使用。由于链条张力固定不变,因此,链条跳移的距离越短,所产生的噪音就会越小。内链节板移动到参照齿之后的最后齿的轴向位移被缩短了,这是由于具有一侧向凹口或一离开斜面的缘故。凹口位于较大链轮朝向较小链轮的前表面上。凹口的深度大致等于一链节板的厚度。或者是,凹口可以被一要设置在相同齿的一边缘上的离开斜面所取代。在面对着链条卡紧齿的一齿的边缘上,离开斜面从齿根向向该齿的背表面延伸,直到该离开斜面进入到偏斜斜面内。凹口和离开斜面用于把位于参照齿和链条卡紧齿之间的齿改变成“非换档”齿或“非链条卡紧”齿,从而在换档操作开始时有利于移开,并且有利于缩短内链节板移动到最后齿上所移经的轴向换档距离,从而可减小换档噪音。
另一方面,如果一内链节板移动靠近参照齿时,该内链节板就不能扣紧,这是因为参照齿具有一凹口;跟随着的外链节板也不能扣紧,并且沿侧向方向转动到跟随齿上,所说的跟随齿被设置成与驱动转动方向相反邻近于参照齿,该跟随齿具有一偏斜斜面或一凹口。如果跟随齿具有一偏斜斜面,而不是具有一凹口,那么,在这个位置处就不会发生换档操作。当一外链节板靠近参照齿时,换档操作只有在较大链轮的下一个齿组才发生。
如果跟随齿具有一凹口,那么,在这个位置就不会发生换档操作,这是因为在内链节板未能抓紧在参照齿上之后,该内链节板沿侧向转动到具有凹口的跟随齿上。采用这种结构时,在内链节板之后的外链节板与行进斜坡接触,该行进斜坡由凹口以及跟随着该凹口的齿腹限定而成,并且在参照齿之后的第一齿和第二齿之间,从而导致跟随着的内链节板被提升到一个更高的径向高度。这样,内链节板就沿侧向接触到参照齿之后的第二齿的上部带有斜面的区域。此时链条移动到较大链轮内,然后,跟随着的一对外链节板的间隙移动到链条卡紧齿上。链条卡紧齿具有一凹口,该凹口位于面对着下一个大链轮的背表面上,该凹口形成一条用于外链节板的换档通道。跟随齿在背表面也具有一凹口,或更窄一些,以便有利于跟随着的内链节板的移入。然后,跟随着的链条链节板被迫移动到较大链轮上,于是,张紧的链条段就离开罗小链轮上的齿。
在换档操作末尾时,当链条的张紧段稍稍地改变方向并从较小链轮跳移到较大链轮上时,链条从较小链轮向较大链轮的链条轴向移动就被完成了,并且在三个阶段中产生很小的噪音。首先,外链节板与具有一凹口的跟随齿测向接触,然后几乎无噪音地摩擦经过该跟随齿。然后,内链节板沿侧向挤压着一第三齿的上部带有斜面的区域,然后在该区域上滑动到齿背上,其中所说第三齿被设置成与驱动转动方向相反邻近于跟随齿,并在参照齿之后。当位于链条卡紧齿之前的齿的齿背在外部滑动经过内链节板时,张紧的链条段的最后跳移就实现了进入到与所选定的齿轮传速比相应的最终位置内,其中所说的齿背相对于较大链轮的背表面倾斜延伸。内链节板具有一个内链节板间距,该间距相对于外链节板间距要更窄一些,由于内链节板与设置有被切有斜面的齿相接触,并且最终离开较大链轮的背表面处的齿背,因此,链条就会位于一个非常靠近其最终路线的位置。因此,对于第三阶段而言,当内链节板的下边缘滑动到齿背上时,就只剩下非常短的轴向距离了,  其中的齿背延伸至较大链轮的背表面。这样,一个短的阶段对于所产生的换档噪音具有积极的影响。由于链条张力固定不变,因此,所剩的链条跳移距离越短,所产生的噪音就会越小。利用延伸至较大链轮背表面的一个倾斜齿背,就可以缩短内链节板移动到最后齿(相应的链条卡紧齿之前的齿)所需的轴向移动距离。
由于内链节板与倾斜延伸的齿背的最后接触点靠近较大链轮的背表面,因此,大大减小了在换档操作之后链条进入其最终路线之前所剩下的链条的轴向移动距离,从而也就减小了换档噪音。
通过移动内链节板上的最后的轴向接触点,进一步减小了换档噪音,并且减小了当内链节板从相对于驱动转动方向而言位于链条卡紧齿之前的齿离开时所剩下的链条的轴向移动距离。在本发明中,在朝着较小链轮的齿背之边缘上的内链节板之外部边缘的最后接触点被沿着较大链轮的背表面的方面尽可能远地移动了。
在本发明的另一实施例中,当链条跳移到链条卡紧齿之前的最后齿上时,利用内链节板上的一个特征进一步缩短了换档操作。内链节板的一外表面被切有斜面,或者被做成圆角,从而使得内链节板和链条卡紧齿之前的齿的齿背之间的最后接触点被从外边缘向内边缘移动得更远一些。内链节板的外表面上的斜面起始于一个过渡区域,该过渡区域从内链节板的凸形的外部轮廓向凹形的外部轮廓过渡的区域,即链节板的中心区域;并且该过渡区域终止于从凹形的外部轮廓向凸形的外部轮廓的过渡区域。所说的斜面在内链节板的中心区域具有几乎笔直的过渡线外形,所说的过渡线是由斜面表面和剩余的未切有斜面的链节板表面限定而成的。结果是,不会过度地减弱链节板中心区域的断面,在换档操作期间所说的断面是会受到张力和扭力作用的。这一点是非常重要的,因为为了促进链条移动到链轮齿上,内链节板已经在其内侧设置有一斜面。因此,这个特征可以防止内链节板骤然跳移到对应的齿边缘上,而是流畅地滑动到齿背上以及流畅地从齿区域滑动离开。
上述一些用于减小噪音的特征可以被单独地用于减小换档噪音。然而,在链条从一较小链轮向一较大链轮换档期间,这些特征也可以被组合起来使用以便减小噪音。例如,在换档操作末尾,当张紧的链条段从较小链轮向较大链轮转移时,利用在参照齿上巧妙设置的一些凹口和参照齿附近的一跟随齿上的凹口或偏斜斜面,来防止外链节板和内链节板与未准备的齿发生不期望的接触。此外,由于在参照齿上的凹口和跟随齿上的凹口或离开斜面的缘故,链条还可以尽可能近地靠近较大链轮的背表面。通过在内链节板的外侧面上进行切斜面,从而也进一步减小了内链节板跳移到张紧的链条段的相对应的齿背上所进行的轴向跳移距离。内链节板上的斜面或圆角还可以使链条平滑地转移到在成功换档操作之后所形成的新的链条路线内。
总之,为了减小在从较小链轮向较大链轮的换档操作末尾所产的噪音,提出了下列一些特征:
a)在参照齿上设置一凹口,在参照齿附近的跟随齿上设置一偏斜斜面或一凹口,以便防止参照齿和跟随齿在换档操作开始时变为链条卡紧齿;
b)在参照齿上设置一凹口,在跟随齿上设置一离开斜面或一凹口,从而在操作末尾剩下尽可能短的轴向移动距离,以供链条跳移到链条卡紧齿之前的齿上。
c)在内链节板轮廓的外表面的一中心区域设置一斜面,以便减小剩余的链条跳移到设置在链条卡紧齿之前的齿的齿背上的跳移距离,并且以滑动地方式来开始这种链条跳移。
d)对参照齿上的特征以及内链节板外表面上带有斜面的较大链轮的下一个齿上的特征进行组合。
通过下面的一些实施例的描述,并结合附图,就可以更全面地理解本发明的这些特征和优点以及其它特征和优点。
附图说明
在这些附图中:
图1是根据本发明一实施例的一个较大链轮的局部前视图,该较大链轮具有:一凹口,该凹口位于一参照齿上;一跟随齿,该跟随齿位于参照齿附近,具有倾斜离开斜面;
图2是一局部前视图,表示出了图1所示的较大链轮、一个较小的链轮以及一链条,所说的链沿着参照齿具有一外链节板;
图3是图2所示的链条顺序的平面图;
图4是一局部前视图,表示出了图1所示的较大链轮、较小链轮以及链条,所说链条沿着参照齿具有一内链节板;
图5是图4所示的链条顺序的平面图;
图6是根据本发明另一实施例的一较大链轮的局部前视图,该较大链轮在参照齿和跟随齿上具有一凹口;
图7是一局部前视图,表示出了图6中的较大链轮、较小链轮和链条,所说链条沿着参照齿具有一外链节板;
图8是图7所示链条顺序的平面图;
图9是一局部前视图,表示出了图6中的较大链轮、较小链轮和链条,所说链条沿着参照齿具有一内链节板;
图10是图9所示链条顺序的平面图;
图11表示出了根据本发明另外一个实施例的一链条的一部分,该链条具有一些内链节板,这些内链节板的外表面被斜切(chamfer);
图12是图11所示的其中一个内链节板的立体图;以及
图13是一剖面图,表示出了在换档操作末尾在链条跳到一最终位置之前的较大链轮以及链条的一对内链节板。
具体实施方式
图1-5表示出了根据本发明一个实施例的一链轮组件,该链轮组件包括:至少一个较小链轮11;至少一个较大链轮1。链轮1,11可由一链条12啮合,所说链条12由一些按交错顺序布置的连续的成对的内链节板和外链节板13,14构成。这些链节板13,14通过一些销16相连接,这些销16被一些滚子15环绕着。较大链轮1和较小链轮11相互之间被定向成这样子的,即,使得在一链条滚子34的中心与一链条滚子32的中心之间的距离大致上为链条节距的整数倍,其中的所说的链条滚子34位于较大链轮1上的一对相邻齿之间,所说的链轮滚子32位于较小链轮11上的一对相邻齿之间。较大链轮1包括至少一个齿组,所说齿组具有:一第一齿或参照齿3、一第二齿或跟随齿4,该第二齿或跟随齿4被设置成与驱动转动方向10相反邻近于参照齿3。参照齿3具有一凹口2,跟随齿4具有一离开斜面6。这个齿组可以在较大链轮1的周边上设置多次。
较大链轮1不一定是链轮组件中的最大链轮,而仅仅大于较小链轮11,链条12从所说的较小链轮11被换档到相邻的较大链轮1上。参照齿3的凹口2位于较大链轮1面对着较小链轮11的一前表面36上。凹口2的深度大约等于链节板的厚度。凹口2在参照齿3和跟随齿4之间的一齿根8处逐渐消失。凹口2与面对着参照齿3的跟随齿4的齿腹38一起限定出一个行进斜坡7 ,该行进斜坡7使得在换档操作开始时能紧缚住外链节板13。除了凹口2以外,参照齿3具有一偏斜斜面5,在驱动转动方向10上该偏斜斜面5在参照齿3的开始处非常显著,并且在参照齿3的齿背40逐渐消失。跟随齿4具有一偏斜斜面5,该偏斜斜面5大致平行于一齿背42延伸,所说齿背42要么与朝向下一个较大链轮的较大链轮背部表面相邻,要么与其非常靠近。参照齿3上的凹口2和参照齿3及跟随齿4上的偏斜斜面5可防止对应的齿3,4穿入到成对的外链节板之间的间隙内,从而使得这些齿3,4成为非链条卡住的或非换档的齿。跟随齿4还具有一离开斜面6,该离开斜面6被设置在朝着离开参照齿3的方向的跟随齿4的一边缘44上。离开斜面6起始于第三齿或链条卡紧齿9与跟随齿4之间一齿根46处,并且向外延伸至齿背42或过渡到偏斜斜面5内。离开斜面6朝着齿背42逐渐变得更宽,跟随齿4在离开斜面6的区域内逐渐变得更薄。一方面,这个离开斜面6限定出了一条通向相邻的链条卡紧齿9的换档通道,另一方面,在换档操作末尾,一内链节板14在离开斜面6上向上滑动,直到在较大链轮1的背表面紧邻处该内链节板最终跳上齿背45。链条卡紧齿9在背表面上具有一凹口,该凹口向齿根延伸,所说的齿根为所说换档通道的延续部分。
图2表示出了较小链轮和图1中的较大链轮,并且在图中只表示出了链条12的前面的内链节板和外链节板13、14,而后面的内链节板和外链节板并未被表示出来。图中表示出链条12正在从较小链轮11向较大链轮1进行换档,一外链节板13沿靠着较大链轮1的参照齿3被啮合。对参照齿3这样来定义,即,参照齿3是指当一链条段磨擦经过较大链轮1时在换档操作开始时一链节板会配合的且位于较大链轮1上的齿空间前方的第一齿。在图2中,第一链条滚子32仍然与较小链轮11啮合,而一第三链条滚子34会配合到参照齿3与跟随齿4之间的齿空间内。前两个链条滚子32,33通过内链节板14相互连接。外链节板13紧靠着行进斜坡7,并且由偏斜斜面5防止该外链节板13爬上参照齿3。这个行进斜坡7由凹口2所限定,并且位于较大链轮1面对着较小链轮11的前表面36上。外链节板13紧靠着行进斜坡7,并且把跟随着的内链节板14带到较大链轮1上的参考圆的水平。跟随齿4上的离开斜面6允许内链节板14朝着较大链轮1沿轴向行进一第一步。然后,跟随着的外链节板13就移动到链条卡紧齿9上,该链条卡紧齿9在较大链轮1的背表面上具有一凹口,该凹口作为先前齿的离开斜面6的一个延伸部分。然后,跟随着的内链节板以及链条12的其它链节就自动地移动到较大链轮1上。
在换档操作末尾,链条12的张紧段从较小链轮11离开。外链节板13滑动到设有凹口的参照齿3上,内链节板14沿着离开斜面6朝着背表面滑动,滑动到跟随齿4的齿背42那么远。然后,链条12的张紧段跳上齿背45,并且进入其相应于所选定的齿轮转速比的最终位置。在这个换档操作期间,内链节板14沿着离开斜面6从跟随齿4的齿根8的前表面向位于较大链轮1的背表面紧邻的齿背42移动。从而减小了链条跳移所需的轴向移动,并且也减小了与此相应的换档噪音。
图3是一平面图,表示出了图2中的链条的序列,为了更好地理解,链条12被表示成透明的(除了滚子15以外)。图中表示链条12正在从较小链轮11向较大链轮1转移。链条过渡段从一链条滚子32延伸到一链条滚子34延伸,所说的链条滚子32是指配合在较小链轮11的两个齿之间的最后的链条滚子,所说的链条滚子34是指配合在较大链轮1的两个齿之间的第一个链条滚子。在换档操作期间链条滚子15会最适当地配合在一空间内,在该空间之前的位于较大链轮1上的第一齿就是所说的参照齿3,链条卡紧齿9是指要进入到一对外链节板13之间的第一齿。一旦链条12在拨链机构的作用下沿侧向朝较大链轮1移动,外链节板13就到达参照齿3。参照齿3上的凹口2和偏斜斜面5可防止外链节板13爬过参照齿3,也就是说,可防止参照齿3插入到这对外链节板13之间的间隙内。同样,跟随齿4上的偏斜斜面5可防止链条12爬过带有跟随着的内链节板14的齿背。链条卡紧齿9最先配合在跟随着的一对外链节板13之间,从而使得链条12的其余部分也跟随着爬到较大链轮1上。设置在链条卡紧齿9和下一个齿的背部的分别是一凹口2或一对应的斜面,该凹口或对应的斜面与离开斜面6一起形成一条组合的换档通道。
在换档操作末尾,当链条12的张紧段从较小链轮11离开时,外链节板13几乎没有噪音地滑过所说凹口2。跟随着的内链节板14沿着离开斜面6擦过齿背。在这种情况中,内链节板14或链条12移动了一轴向距离,从而使得跳移到齿背45上的这种跳移不是很大,这样就有助于减小换档噪音。
图4表示出了较小链轮11、图1中的较大链轮1以及链条,图中所示的链条正在从较小链轮11换档到较大链轮1上。图中所表示出的链条12的内链节板14沿靠着较大链轮1的参照齿3被啮合着。当链条12从较小链轮11向较大链轮1换档时,一部分链条就形成链条过渡段。内链节板14沿侧向转动经过参照齿3,并且由偏斜斜面5来防止跟随着的外链节板13爬上跟随齿4,从而导致外链节板13沿侧向移动经过跟随齿4。内链节板14也不会配合到参照齿3之后的链条卡紧齿9的齿背上。在这个齿组处不会发生换档操作,换档操作只当外链节板13再次沿侧向沿靠着下一个参照齿3时才会发生。然后,换档操作就会象在图2中所描述的那样进行。
图5是一平面图,表示出了图4中的链条顺序,为了更好地理解,除了滚子15以外,图中把链条12表示成透明的。图中表示出了链条12正在从较小链轮11向较大链轮1换档。在拨链机构(图中未示)的作用下,链条12正在沿侧向朝较大链轮1换档,使得内链节板14抵靠参照齿3沿测向移动。参照齿3上的凹口2和偏斜斜面5、以及内链节板14相对于外链节板13的回拨位置(set-back position)防止内链节板14爬过参照齿3,并且防止参照齿3插入到所说的一对内链节板14之间的空间内。同样,跟随齿4上的偏斜斜面5防止跟随齿4插入到链条12的外链节板13之间。同样,跟随着的内链节板14和外链节板13也不会爬过参照齿3之后的第二齿和第三齿的齿背42,43。因此,在较大链轮1的这个链轮段,这种换档操作是不成功的,只有当外链节板13再次沿侧向抵靠着下一个参照齿3而被啮合时,这种换档操作才会成功。然后,换档操作就象图2和图3中所描述的那样进行。
图6表示出了根据本发明另一实施例的一较大链轮的一部分,该较大链轮在参照齿3和跟随齿4上具有凹口2。这个齿组可以在较大链轮1的周边上被设置一次以上,所说齿组包括:第一或参照齿3;第二或跟随齿4,该第二或跟随齿4被设置成与驱动转动方向相反邻近于参照齿3。参照齿3上的凹口2被设置在较大链轮1面对着较小链轮11的前表面36上,该凹口2从齿区域延伸到相邻的较小链轮11的大致齿根处。凹口2的深度大致等于链节板的厚度。参照齿3上的凹口2限定出一条行进斜坡7,该行进斜坡7在跟随齿4的齿根8处逐渐消失。行进斜坡7允许在换档操作开始时紧缚住外链节板13。同样,跟随齿4上的凹口2与跟随着的齿腹48一起限定出一条行进斜坡7。或者是,一个组合凹口在两个齿上延伸设置,而不是相互独立地设置两个相邻的凹口。
参照齿3和跟随齿4上的偏斜斜面5在对应的齿3,4的一边缘50,52处很显著(沿转动方向10观看),并且朝着对应的齿3,4的相反的边缘58,60上的齿背54,56逐渐消失。凹口2和偏斜斜面5防止对应的齿插入到外链节板13之间,从而使得两齿即参照齿3和跟随齿4成为非链条卡紧齿或非换档齿。与驱动转动方向相反邻近于第二或跟随齿4的一第三齿30具有一条离开斜面6,该离开斜面6位于该齿30的一前表面上。该离开斜面6从齿根8向齿背延伸并逐渐变宽。在换档操作末尾,内链节板14在离开斜面6上向上滑动,直到紧邻较大链轮1的背表面的内链节板14跳到齿背上为止。离开斜面6还用作链条卡紧齿9的换档通道。链条卡紧齿9在较大链轮1的背表面上具有一凹口,该凹口延伸至齿根8处,所说齿根构成换档通道的延续部分。
图7表示出了较小链轮11、图6中的较大链轮1和链条12的外链节板13,该外链节板13沿靠较大链轮1的参照齿3。图中所示的链条12正在从较小链轮11向较大链轮1换档,从而,链条12的一部分形成一个链条过渡段。偏斜斜面5和凹口2防止外链节板13爬过参照齿3的齿背54。外链节板13在侧向方向上沿着凹口2滑动到行进斜坡7,并且将其自身紧缚在那儿。凹口2限定出所说的行进斜坡7,该行进斜坡7位于较大链轮1面对较小链轮11的前表面36上。凹口2的深度大致等于链节板的厚度。紧缚在行进斜坡7上的外链节板13把跟随着的内链节板14带到较大链轮1上的参考圆的水平。跟随齿4上的凹口2允许内链节板14朝着较大链轮1沿着轴向方向移动一第一步。然后,跟随着的外链节板13爬过第三齿30。该第三齿30用作链条卡紧齿,并且该第三齿30在较大链轮1的背表面上配置有一斜面或一凹口,该斜面或凹口有助于外链节板13的向上移动。然后,跟随着的内链节板和链条12的其它链节就自动地移动到较大链轮1上。
在换档操作末尾,链条12的张紧段从较小链轮11离开。当外链节板13滑动到带有凹口的参照齿3上,且内链节板14沿着凹口2滑动到跟随齿4的齿背56时,链条12就改变它的轨道。然后,链条12的张紧段跳到齿背61上,并进入到与所选定的齿轮传速比相对应的最终位置。内链节板14沿着凹口2从跟随齿4的齿根8上的前表面移动到紧邻较大链轮1背表面的齿背56。从而减小了链条跳移所需的轴向位移,并且减小了相应的换档噪音。
图8是一平面图,表示出了图7中的链条顺序,为了更好地理解,图中除了滚子15以外,链条被表示成透明的。图中表示出了链条12在拨链机构(图中未示)的作用下正在朝较大链轮1换档,使得外链节板13到达参照齿3。参照齿3上的凹口2和偏斜斜面5防止参照齿3插入到一对外链节板13之间的空间内。同样,跟随齿4上的凹口2和偏斜斜面5防止链条12的内链节板14爬过齿背56。链条卡紧齿30最先成功地进入到跟随着的一对外链节板之间,从而迫使链条的其余部分跟随着移动到较大链轮1上。链条卡紧齿30和下一个齿的背表面上的一些其它凹口2有利于链条12的离开。这样就与凹口2一起为对应的链条节链节板构成了一条换档通道。
在换档操作末尾,当链条12的张紧段离开较小链轮11时,外链节板13几乎没有噪音地滑动经过凹口2。跟随着的内链节板14沿着凹口2擦过并到达跟随齿4的齿背56。这样,内链节板14已经开始朝最终链条位置进行轴向移动,从而链条12跳移到齿背61上的跳移不会很大,于是便减小了换档噪音。
图9表示出了较小链轮11、较大链轮1以及链条,图中的链条正在从较小链轮11转移到较大链轮1上。链条12的内链节板14沿靠着较大链轮1的参考齿3被啮合。在本发明的这个实施例中,参照齿3和跟随齿4具有凹口2。当链条12从较小链轮11向较大链轮1转移时,链条12的一部分就形成一个链条过渡段。内链节板14沿侧向移动经过参照齿3。利用偏斜斜面5来防止跟随着的外链节板13爬上跟随齿4,从而跟随着的外链节板13就沿着侧向方向移动经过跟随齿4,直到它紧缚在行进斜坡7上,所说的行进斜坡7是由凹口2和跟随着该凹口的齿腹48所限定而成的。结果是,跟随着的内链节板14到达较大链轮1的参考圆的水平。第三齿30上的离开斜面6限定出一条换档通道,该换档通道允许内链节板14朝较大链轮1沿轴向移动一步。然后,跟随着的外链节板13爬过链条卡紧齿9,所说的链条卡紧齿9的背表面上具有一斜面或凹口,该斜面或凹口用作先前齿的换档通道的一延续部分。然后跟随着的内链节板14和链条12的其它链节就自动地移动到较大链轮1上。
在换档操作的末尾,链条12的张紧段转动离开较小链轮11。这发生在当外链节板13滑动到带有凹口的跟随齿4上,且跟随着的内链节板14沿着第三齿30上的离开斜面6向齿背61滑动时,且在向较大链轮1的背表面移动的过程中。然后,链条12的张紧段跳上齿背62,并且进入到与所选定的齿轮传速比相对应的最终位置。内链节板14沿着离开斜面6从位于链条卡紧齿9之前的齿的齿根8上的前表面向位于紧邻后表面的齿背61移动。从而减小了链条跳移所需的轴向移动,并且也减小了相应的换档噪音。
在上述实施例中,在参照齿3和跟随齿4上具有两个相邻的凹口2,这个实施例要优越于图4所示的实施例,在图4所示实施例中,在参照齿3上具有一凹口2,在跟随齿4上具有一偏斜斜面5和一离开斜面6,上述实施例中从较小链轮11到较大链轮1的换档操作每次都是成功的,即,甚至在换档操作开始时当沿靠着参照齿3存在有内链节板14时,换档操作也能成功实现。
图10是一平面图,表示出了图9中的链条顺序,为了更好地理解,图中除了滚子15以外,链条12被表示成透明的。图中表示出了链条12在一拨链机构(图中未示)的作用下正在朝较大链轮1换档,使得内链节板14到达参照齿3旁边。参照齿3上的凹口2和偏斜斜面5以及位于内链节板14之间的狭窄空间防止参照齿3配合到内链节板14之间的空间内。同样,跟随齿4上的凹口2和偏斜斜面5防止链条12的外链节板13爬过齿背56。下一个内链节板14也擦过第三齿30。链条卡紧齿9最先成功地配合在跟随着的一对外链节板13之间,从而迫使链条12的其余部分跟随着移动到较大链轮1上。链条卡紧齿9和下一个齿的背表面上的一些其它凹口2有利于链条12移上去。这样就与离开斜面6一起为对应的链条节链节板构成了一条换档通道。
在换档操作的末尾,链条12的张紧段离开较小链轮11的齿。外链节板13几乎无噪音地滑动经过跟随齿4的凹口2。跟随着的内链节板14沿着离开斜面6滑擦到位于链条卡紧齿9之前的齿的齿背。这样,内链节板14就已经朝着最终的链条位置开始轴向移动,从而链条12跳移到齿背62上的跳移不是很大,从而减小了换档噪音。
图11表示出了根据本发明另一个实施例的一部分链条12,该链条具有外部斜切的内链节板14。链条12由位于内链节板14和外链节板13之间的一些链条滚子15构成。链节板13,14和链条滚子15被一些联接销16固定在一起。这些销16的端部被铆接在外链节板13的区域中。内链节板14的内表面具有一些内斜面22(inner chamfers),这些内斜面22位于内侧中心区域,以便使得链轮上的齿可以平滑地插入到链条间隙内。内链节板14的外表面上也被切有斜面。这些链节板斜面17被对称设置,并且起始于这样一个位置,即,在这个位置,链节板的凸形的外轮廓过渡到中间的凹形的外轮廓内,并且终止于这样一个位置,即在这个位置,链节板的凹形的外轮廓过渡到凸形的外轮廓内。在链节板斜面17到达其最大宽度或最大深度后,链节板斜面就在内链节板14的中心区域中在一个固定不变的深度延续。结果是,在链节板的外表面上形成链节板斜面17的一个笔直的中间部分。在组装后的状态中,链节板斜面17从一个外链节板13延伸到另一个外链节板。内链节板14的原始的外部表面的所有其余部分是链节板的中心区域中的一狭窄的隆脊。内链节板14外部边缘上的内斜面22和外斜面17在链节板的中心区域要么形成一个组成的边缘,要么形成两个紧紧相邻的边缘,当被切圆时呈一条线。
图12表示出了内链节板14的外部边缘上的外斜面17。内链节板14端部上的平表面被两个销孔18穿透。外斜面17在内链节板14的中心区域的两侧上延伸,并且起始于链节板的凸形的外部轮廓过渡到中心的凹形的外部轮廓内的位置,终止于链节板的凹形的外部轮廓过渡到凸形的外部轮廓内的位置。在链节板的中心区域,这些斜面17以及内链节板14的其余的平的外表面都具有直线斜面外形19。这样就导致具有一个长斜面长度,并且具有基本固定不变的链节板断面。就减小换档噪音方面而言,最大可能的斜面深度是至关重要的;它从链节板表面大致延伸到内斜面边缘20。从而,一个外斜面边缘21和所说的内斜面边缘20相互靠近,如果这些边缘被进一步切成圆角,那么就能形成一条组合的狭窄的链节板边缘。
图13是一剖面图,表示出了在链条从较小链轮11跳移到较大链轮1上并在换档操作末尾进入到其最终位置之前的较大链轮1、一对内链节板14,一对外链节板13和链条滚子15。内链节板14在内侧与中心侧链节板区域的链节板边缘或外斜面边缘21相接触,并抵靠着设置在链条卡紧齿之前的齿背上。外斜面边缘21由外斜面17和内斜面22限定而成。内链节板14沿着外斜面17在齿背上沿轴向方向滑动。由于离开斜面6和偏斜斜面5的缘故,齿背已经位于紧邻齿的背表面。在这个位置,内链节板14的外表面位于通至紧邻较大链轮1的背表面的假想线。此时,内链节板14和链条12已经移动了在它们跳移到齿背上之前朝着最终的链条位置的最大可能的轴向距离。从而利用外斜面17,减小了在链条完全抵靠在较大链轮1上之前链条移动的其余的轴向距离。
尽管已经参照若干实施例对本发明进行了描述,但是应当知道,在上面所描述的发明构思的精神和范围内,还可以对本发明作出大量的改变。因此,本发明并不局限于在此所公开的这些实施例,而是具有权利要求的措辞所允许的整个范围。

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一种自行车链轮组件,包括:至少一个较小链轮和至少一个较大链轮,这些链轮能与一链条啮合。较大链轮包括一第一齿和一第二齿,第二齿被设置成与驱动转动方向相反邻近于第一齿。第一齿和第二齿具有这样一种结构,即这种结构能改善链条从一较小链轮向较大链轮的转移。第一齿具有一侧向凹口,第二齿具有一偏斜斜面。第二齿也可具有一凹口。第一齿和第二齿具有这样的一种结构,即这种结构能防止第一齿和第二齿把链条卡紧。链条的一内链。

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