專利名稱：用于自行車傳動裝置和其它原動力的組合鏈輪的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種用于自行車的多級鏈輪組件。更具體地說，本發(fā)明涉及這樣一種鏈輪組件，這種鏈輪組件在撥鏈期間有利于鏈條從一鏈輪移動到一相鄰鏈輪上，從而實現(xiàn)更平滑地?fù)Q檔。
背景技術(shù)：
的描述自行車換檔機構(gòu)通常由兩鏈輪組和一鏈輪鏈條構(gòu)成，其中的鏈輪鏈條與兩鏈輪組相互連接，以便把運動從一個鏈輪傳遞到另一個鏈輪。這些鏈輪組分別設(shè)置有一些齒輪，這些齒輪具有不同數(shù)目的齒。通過牽引傳動纜繩的動作，使鏈輪鏈條從一個鏈輪移動到另一個鏈輪，從而實現(xiàn)自行車的變檔。
采用撥鏈機構(gòu)，乘坐者就可以選擇性地把鏈條移動到每組鏈輪中的一個不同的鏈輪上。這樣就使得乘坐者能選擇最適合于當(dāng)前乘坐狀況的傳動比。
已經(jīng)作了許多嘗試，旨在改進鏈條從一個鏈輪向一相鄰鏈輪的轉(zhuǎn)移。目前，具有許多種類型的傳動裝置，這些傳動裝置采用一鏈輪組件和一撥鏈齒輪，選擇性地把鏈條從一個鏈輪移動到另一個相鄰鏈輪上，從而實現(xiàn)自行車的變速。
從基本上說，撥鏈器的作用是在一個接近鏈輪組件的位置向鏈條施加一作用力，從而迫使鏈條與相鄰鏈輪相對齊。在鏈條從一個鏈輪向另一個鏈輪的轉(zhuǎn)移期間，迫使鏈條從一個鏈輪的齒上脫離下來，并嚙合到相鄰鏈輪的齒上。一旦轉(zhuǎn)動一整圈，鏈條就被完全從一個鏈輪上脫離下來，并且被完全嚙合到相鄰鏈輪周圍，從而完成鏈條向相鄰鏈輪的轉(zhuǎn)移。
在自行車行業(yè)，普通采用鏈輪組件和撥鏈器。然而，眾所周知，當(dāng)迫使鏈條從一個鏈輪上脫離下來并嚙合到相鄰鏈輪上時，如果相鄰鏈輪的齒未被完全嚙合，鏈條在轉(zhuǎn)移時就會打滑。在換檔期間產(chǎn)生這種打滑是非常不利的，因為它會使騎自行車的人失去節(jié)奏。而且，這種在動力沖程期間產(chǎn)生這種鏈條打滑會使騎自行車的人失去對自行車的控制，進而會導(dǎo)致事故。
目前可獲得的撥鏈系統(tǒng)的缺陷在于它們在荷載情況下例如乘騎者騎著自行車上山時不能始終進行平滑轉(zhuǎn)移。有些撥鏈?zhǔn)降亩嗨賯鲃友b置的還有一個缺陷是，在其中一組鏈輪中的相鄰鏈輪進行轉(zhuǎn)移鏈條通常需要很大的力。因此，例如，如果期望通過利用計算機控制的驅(qū)動器來控制鏈條的這種轉(zhuǎn)移從而實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)移，那么，驅(qū)動器就必須能夠提供所需的力。于是，就需要昂貴且通常是耗電大的驅(qū)動器。結(jié)果使得電子控制的自動撥鏈?zhǔn)降膫鲃友b置未能被廣泛接受。
現(xiàn)有技術(shù)的一個主要問題是，傳統(tǒng)的可變速自行車采用了單速自行車的傳統(tǒng)的鏈輪，并未考慮鏈條轉(zhuǎn)移過程的設(shè)計。換句話說，當(dāng)進行變速時，鏈輪鏈條以隨意方式與另外的鏈輪嚙合。結(jié)果造成傳統(tǒng)的可變速自行車的變速成功率相當(dāng)?shù)?。同時，變速過程很慢，而且操作感覺欠平滑。鑒于這于缺陷，近年來，已經(jīng)對可變速自行車的鏈輪結(jié)構(gòu)作了各種改進，希望當(dāng)進行自行車變速時，使鏈輪鏈條和鏈輪能精確地成功嚙合。
授予Nagano的名稱為“用于自行車的多級鏈輪組件”的美國專利US5192248公開了一種發(fā)明，它使變形齒或附加齒的嚙合齒高度減小。通過中間齒的轉(zhuǎn)繼嚙合來實現(xiàn)定點變速。然而，這種設(shè)計成本高，分開的齒也會減弱齒的強度，從而在安全方面產(chǎn)生負(fù)面影響。
授予Nagano的名稱為“自行車鏈輪的鏈條轉(zhuǎn)移輔助結(jié)構(gòu)”的美國專利US5413534公開了一種變速路徑，這種變速路徑設(shè)置有一支撐突起，用于在變速時支撐著鏈輪的腰部，從而防止了在鏈條到達嚙合齒之前鏈輪鏈條因掉落而產(chǎn)生的鏈條轉(zhuǎn)移故障。
授予Nagano的名稱為“用于自行車的多級鏈輪組件”的美國專利US5085621公開了一種鏈輪，這種鏈輪的結(jié)構(gòu)具有傾斜凹窩，以便防止鏈輪改變外部鏈板，并且支撐著鏈輪鏈條的腰部，從而提高變速成功的可能性。
現(xiàn)有技術(shù)還教導(dǎo)了使用傳動裝置，包括“可變直徑鏈輪”。例如，授予Hufschmid的名稱為“用于自行車的多速傳動裝置”美國專利US4634406公開了一種傳動裝置，其中，利用一分段鏈輪來代替前組鏈輪和后組鏈輪之一。分段鏈輪具有許多與鏈條嚙合的沿徑向可移動的分段。通過向內(nèi)或向外移動些分段，分段鏈輪的有效直徑就能被改變，從而改變傳動裝置的傳動比。
不幸的是，這種傳動裝置在商業(yè)上是不可接受的，因為它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，太重，效率低，不能很好地適應(yīng)低動力作用的驅(qū)動器的自動控制。
此外，現(xiàn)有技術(shù)還教導(dǎo)了有利于鏈條從一個鏈輪向一相鄰鏈輪的轉(zhuǎn)移的各種類型的輪齒結(jié)構(gòu)和布置。從這些專利中可以看出，迄今，齒結(jié)構(gòu)已經(jīng)被優(yōu)化成可以使鏈條沿軸向向側(cè)面扭轉(zhuǎn)，以便能更容易地使鏈條從一個鏈輪向一相鄰鏈輪的轉(zhuǎn)移。同樣，鏈輪上的齒的位置也被優(yōu)化成能有利于進行鏈條的這種轉(zhuǎn)移。例如，已知知道，“缺”齒結(jié)構(gòu)有利于鏈條的轉(zhuǎn)移，因為“缺”齒空間使得鏈條能更容易地被一相鄰鏈輪的齒扣住，而且不規(guī)發(fā)生打滑。授予Terada的名稱為“用于自行車的多級鏈輪組件”的美國專利US4348200公開了一種“缺”齒結(jié)構(gòu)，其中，在“缺”齒的位置設(shè)置有減小的半徑或凹槽。一齒被安置在該減小的半徑中或凹槽中，以便有利于利用該凹槽中的齒來使鏈條從一個鏈輪轉(zhuǎn)移到一相鄰的鏈輪。
授予Mu的名稱為“多級自行車傳動鏈輪組件”的美國專利US5192249公開了多級傳動鏈輪組件，它包括一大鏈輪組件，一中等鏈輪組件和一小鏈輪組件。中等鏈輪組件被設(shè)置在具有一第一凹槽的一預(yù)定齒的頂表面中，并且還設(shè)置有一鏈條引導(dǎo)槽，該鏈條引導(dǎo)槽沿著預(yù)定齒的反向旋轉(zhuǎn)方向位于許多鄰接的齒的后側(cè)。大鏈輪組件被設(shè)置在具有一第二凹槽的齒的一預(yù)定數(shù)目的齒的頂表面中，其位置對應(yīng)于在相反旋轉(zhuǎn)方向的中等鏈輪組件的鏈條引導(dǎo)槽的位置。鏈輪鏈條能夠快速地從小鏈輪組件轉(zhuǎn)移到中等鏈輪組件，這是由于第一凹槽和中等鏈輪組件的鏈條引導(dǎo)槽的緣故。大鏈輪組件的第二凹槽用于防止鏈輪鏈條發(fā)生偏斜，從而消除鏈當(dāng)進行傳動過程時輪鏈條對大鏈輪組件的機械干擾。
Mu的專利的缺陷在于鏈條不是始終與齒嚙合，凹槽不能重疊，從而使得鏈條會產(chǎn)生打滑。
最后，授予本發(fā)明人的名稱為“用于自行車傳動裝置和其它原動力的組合鏈輪”的美國專利US6293884公開了一種多級鏈輪組件，它包括尺寸大小逐漸變化的許多鏈輪，這些鏈輪被相互相鄰地設(shè)置，以便形成一種直徑逐漸增大的鏈輪組件。在此引用這篇專利文件所公開的內(nèi)容作為參考。
Chattin的專利的缺陷在于這種組合系統(tǒng)并不能使鏈條從一個鏈輪向一相鄰鏈輪進行平滑的轉(zhuǎn)移。
盡管在本行業(yè)中已經(jīng)認(rèn)識到，前面所提到的鏈輪組件為在鏈條轉(zhuǎn)移期間產(chǎn)生打滑的問題提供了解決方案，但是，在撥鏈器行業(yè)中仍然需要這樣一種組合鏈輪，這種組合鏈輪所具有的結(jié)構(gòu)能優(yōu)化鏈條從一個鏈輪向一相鄰鏈輪的轉(zhuǎn)移。
所需的是較簡單的可變傳動比的組合鏈輪，這種組合鏈輪重量較輕而且牢固，制造成本也便宜，并且易于從一個傳動比換檔到另一個傳動比。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個目的是提供一種鏈輪組件，這種鏈輪組件所具有的結(jié)構(gòu)能對鏈條從一個鏈輪向一相鄰鏈輪的轉(zhuǎn)移進行優(yōu)化。
本發(fā)明的另一個目的是促進鏈條從一個鏈輪向另一個鏈輪進行安靜地、安全地且平滑地轉(zhuǎn)移，從而使鏈條盡可能快地與新選擇的鏈輪相嚙合。
本發(fā)明的另外一個目的是提供一種鏈輪組件，這種鏈輪組件重量較輕，制造成本低，同時還能促進鏈條從一個鏈輪向一相鄰鏈輪的轉(zhuǎn)移。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種鏈輪組件，這種鏈輪組件包括一轉(zhuǎn)移輔助結(jié)構(gòu)，這種轉(zhuǎn)移輔助結(jié)構(gòu)能促進鏈條從較大鏈輪向較小鏈輪的轉(zhuǎn)移，以及在荷載情況下從較小鏈輪向較大鏈輪轉(zhuǎn)移。
本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例涉及一種鏈輪，這種鏈輪包括一周邊，一前表面，一后表面，其中，輪齒從至少所說前表面的一第一周邊段沿軸向突出，并且至少所說前表面的一第二周邊段沒有輪齒；其中，輪齒在所說的至少所說前表面的第二段處的所說后表面周邊沿軸向突出，其中，在所說的至少所說前表面的第一周邊段處的后表面周邊沒有輪齒突出。
根據(jù)本發(fā)明的鏈輪，其厚度等于輪齒厚度的兩倍。鏈輪的厚度在2至2.5mm之間。
根據(jù)本發(fā)明的鏈輪，還包括四個鏈條引導(dǎo)槽，這些鏈條引導(dǎo)槽在鏈輪上被等間距地間隔開。這些鏈條引導(dǎo)槽被交替地設(shè)置在鏈輪的前表面和后表面之間。
鏈輪前表面的鏈條引導(dǎo)槽位于前表面的第二周邊段處，鏈輪后表面的鏈條引導(dǎo)槽位于前表面的第一周邊段處。
在鏈輪的至少長半徑中的鏈條引導(dǎo)槽位于鏈輪的相同表面中，在鏈輪的至少短半徑中的鏈條引導(dǎo)槽位于鏈輪的相同表面中。
此外，本發(fā)明第一優(yōu)選實施例包括一鏈輪組件，該鏈輪組件在整體上包括至少兩個鏈輪，這些鏈輪沿軸向相互同心地設(shè)置；所說的這些鏈輪具有非圓形結(jié)構(gòu)，該非圓形結(jié)構(gòu)具有至少一條長半徑和至少一條短半徑；其中，這些鏈輪沿軸向相互相鄰地設(shè)置，從而使得一個所說的鏈輪的所說短半徑與一相鄰鏈輪的所說長半徑沿軸向基本上對齊，并且長度基本上相等；其中，每個鏈輪包括一周邊，一前表面，一后表面，其中，輪齒從至少所說前表面的一第一周邊段沿軸向突出，并且至少所說前表面的一第二周邊段沒有輪齒；其中，輪齒在所說的至少所說前表面的第一段處的所說后表面周邊沿軸向突出，其中，在所說的至少所說前表面的第二周邊段處的后表面周邊沒有輪齒突出。
相鄰鏈輪的鏈條引導(dǎo)槽重疊，以便始終使鏈條接合到該系統(tǒng)上。
所說的至少兩個鏈輪沿軸向設(shè)置在一輪軸X上，以便鏈輪的長半徑的鏈條引導(dǎo)槽相對于相鄰鏈輪的長半徑的鏈條引導(dǎo)槽被延緩90度。
此外，所說的至少兩個鏈輪位于一輪軸X上，以便使一個鏈輪的后表面的鏈條引導(dǎo)槽朝向相鄰鏈輪的前表面的鏈條引導(dǎo)槽，后表面的沒有鏈條引導(dǎo)槽部分朝向相鄰鏈輪的前表面的非鏈條引導(dǎo)槽部分。
本發(fā)明第二優(yōu)選實施例提供了一種鏈輪，這種鏈輪包括
一主體，該主體具有一中心，一周邊，一內(nèi)側(cè)，一外側(cè)，許多沿周向間隔開的齒，這些齒從鏈輪主體的外周邊沿徑向向外延伸，其中，每個齒具有一頂端和一基部；其中，所說中心具有至少三個接合凹槽；其中，所說主體的外側(cè)具有一凹陷表面和可選的至少兩個隆起表面；其中，每個隆起表面從每個齒的頂端延伸到齒的基部，并且至少從所說外側(cè)的一第一周邊段突出，其中至少所說外側(cè)的一第二周邊段是沒有隆起表面的；其中，所說主體的內(nèi)側(cè)沒有隆起表面。
此外，第二實施例包括一新設(shè)計的一件式間隔器，該一件式間隔器包括一浮凸部分；一環(huán)形部分；其中，環(huán)形部分被放置在一圓上，該圓與浮凸部分同心，但周長要大于浮凸部分的周長；其中，浮凸部分具有一外周邊，一內(nèi)周邊，一前表面和一后表面；其中，內(nèi)周邊具有沿軸向延伸的接合槽和接合突起；其中，外周邊具有至少三個突起。
最后，第二實施例涉及一種鏈輪組件，該鏈輪組件包括根據(jù)本發(fā)明第二實施例的鏈輪和間隔器。
根據(jù)本發(fā)明第二實施例的新設(shè)計的鏈輪和間隔器的其中一個優(yōu)點在于在鏈條從一個鏈輪移動到向下一個鏈輪期間，每個鏈輪在該組件內(nèi)獨立地移動，以便與鏈節(jié)會合。
根據(jù)本發(fā)明第二實施例的新設(shè)計的鏈輪和間隔器的另一個優(yōu)點是，由于鏈輪組件具有這樣一些鏈輪，這些鏈輪的齒相互偏離少于一個齒(偶數(shù)鏈輪與一奇數(shù)鏈輪相鄰)，因此，可以改變小鏈輪和鏈條之間的相互關(guān)系，以便嚙合這些齒，而且無需改變較大鏈輪和較小鏈輪之間的相位關(guān)系，從而這種轉(zhuǎn)移鏈條被認(rèn)為是同步換檔。
前面已經(jīng)相當(dāng)寬泛地概述了一些較相關(guān)和較重要的特征，以便可以對后面對本發(fā)明所作的詳細(xì)描述更好地理解，進而可以更全面地理解本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)所作的貢獻。后面將對本發(fā)明的其它特征進行描述，這些特征構(gòu)成本發(fā)明權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，在此所公開的概念和具體實施例可以容易地被作為改進或重新設(shè)計其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，以便實現(xiàn)本發(fā)明的相同目的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)知道，這些等同的結(jié)構(gòu)并未脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍，本發(fā)明的范圍是由所附的權(quán)利要求來限定的。
附圖簡述為了更全面地理解本發(fā)明的性質(zhì)和目的，應(yīng)當(dāng)參照后面的詳細(xì)描述，并結(jié)合附圖來理解。在這些附圖中

圖1表示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的鏈輪組件的前視圖。
圖2是圖1所示鏈輪組件的頂視圖。
圖3是圖1所示鏈輪組件的側(cè)視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的鏈輪的前視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的間隔器的前視圖。
圖6是圖5所示間隔器的頂視圖。
圖7是圖5所示間隔器的立體側(cè)視圖。
圖8表示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的鏈輪組件的前視圖，圖中表示該間隔器處于第一位置。
圖9是圖8所示鏈輪組件的頂視圖。
圖10表示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的鏈輪組件的前視圖，較中表示該間隔器位于第二位置。
圖11是圖10所示的鏈輪組件的頂視圖。
在所有的附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。
發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明相對于美國專利US6293884而言具有很大的改進，在此引用這篇美國專利所公開的內(nèi)容作為參考。
概括而言，本發(fā)明涉及一種多鏈輪組件，它包括許多尺寸逐漸變化的鏈輪，這些鏈輪被設(shè)置成相互靠近，以便形成一種直徑逐漸增大的鏈輪組件。為了與自行車或其它推進器結(jié)合使用，設(shè)置一撥鏈器或其它機構(gòu)來強制地把一個鏈輪上的鏈條撥移到一個相鄰的鏈輪上。
一旦從一個鏈輪上進行撥鏈，鏈條就被一個相鄰鏈輪的齒嚙合，然后被拉動進行轉(zhuǎn)動移動，一旦轉(zhuǎn)動完整的一圈，鏈條就完全從一個鏈輪被撥到一個相鄰的鏈輪上。
第一實施例圖1-3表示出了本發(fā)明第一實施例的鏈輪組件。該鏈輪組件10包括沿著軸向設(shè)置在一車輪軸X上的許多鏈輪S1-6，從而使這些鏈輪被相鄰設(shè)置。應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明的鏈輪組件可包括更多數(shù)目或更少數(shù)目的鏈輪，這取決于采用這種鏈輪組件的自行車或原動力所用的傳動結(jié)構(gòu)(例如18速或21速)。盡管圖中沒有表示出，但是應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明的鏈輪組件10可以與一鏈條和一撥鏈齒輪(圖中未示)結(jié)合使用，其中，撥鏈器用于把繞在鏈輪組件10的一個鏈輪周圍的鏈條撥到一個相鄰的鏈輪上。許多類型的撥鏈器都可以用于本發(fā)明的鏈輪組件10，這并未脫離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。本發(fā)明首先考慮采用非圓形結(jié)構(gòu)的鏈輪，所說的非圓形結(jié)構(gòu)具有至少一個短半徑和至少一個長半徑。有兩個短半徑形成一個短直徑(軸)，有兩個長半徑形成一個長直徑(軸)。短直徑和長直徑的大小被應(yīng)當(dāng)設(shè)置成使得一鏈輪的半徑長度基本上等于或稍短于一相鄰鏈輪的長半徑的長度。此外，根據(jù)本發(fā)明的原理，鏈輪10被安裝在車輪上，各鏈輪S1-6沿軸向被對齊地安裝在車輛軸X上，并且位于這樣一個位置，即在這個位置，使得一個鏈輪的長半徑相對于一相鄰鏈輪的短半徑沿軸向?qū)R或被延緩。
根據(jù)本發(fā)明，這些鏈輪沿軸向?qū)R地相鄰，使得一個鏈輪的短半徑沿軸向與一相鄰鏈輪的長半徑對齊并且長度基本相等。例如，在一種橢圓形結(jié)構(gòu)中，一相鄰鏈輪的短半徑沿軸向與一相鄰鏈輪的長半徑對齊并且長度基本相等。
一個鏈輪的短半徑與一相鄰鏈輪的長半徑對齊，這有利于在對應(yīng)的短半徑和長半徑基本相互對齊且長度基本相等的位置把鏈條從一個鏈輪撥到相鄰的鏈輪上。在實現(xiàn)撥鏈時，鏈條無需從與它所嚙合的鏈輪沿徑向向外或向內(nèi)移動到一相鄰鏈輪上，而在現(xiàn)有技術(shù)中鏈條需要從與它所嚙合的鏈輪沿徑向向外或向內(nèi)移動到一相鄰鏈輪上，其中，這些鏈輪大致呈圓形結(jié)構(gòu)，并且具有不同的直徑。由于在撥鏈期間，無需沿徑向向外或向內(nèi)移動鏈條，因此，鏈條就可以容易地在相鄰鏈輪的對應(yīng)的長直徑和短直徑基本相等的位置被移動至相鄰的鏈輪上。
圖1表示出了一種具有六個鏈輪的鏈輪組件10，每個鏈輪呈偏心橢圓結(jié)構(gòu)，前而所描述的相互半徑導(dǎo)致在至少五個位置，相鄰鏈輪的直徑長度基本相等。例如，如圖2所示，鏈輪S2和S4的短直徑長度S2S和S4S基本相等，或分別稍大于對應(yīng)的相鄰鏈輪S3和S5的長直徑S3L和S5L。類似地，如圖3所示，鏈輪S1，S3，S5的短直徑長度S1S，S3S，S5S基本上相等，或分別稍大于鏈輪S2，S4，S6的長直徑S2L，S4L，S6L。
鏈輪的長半徑相對于相鄰鏈輪的短半徑可以被延緩，優(yōu)選地是被延緩約一個齒，并且確保對應(yīng)的相鄰鏈輪的脫離齒和嚙合齒之間的距離等于鏈條的節(jié)距，從而有利于更平滑地進行撥鏈。此外，應(yīng)注意，沿著直徑長度相等的相鄰鏈輪區(qū)域的若干齒可以專門構(gòu)造成在撥鏈期間能容易地被鏈條脫離或嚙合。
本發(fā)明第一實施例的鏈輪組件與現(xiàn)有技術(shù)中的鏈輪組件尤其是與相同發(fā)明人的美國專利US6293884中公開的鏈輪的區(qū)別在于本發(fā)明的鏈輪要比現(xiàn)有技術(shù)中的鏈輪厚。換句話說，這種鏈輪的厚度T等于輪齒厚度的兩倍。
輪齒的厚度通常在1至1.35mm之間，因此，本發(fā)明的鏈輪的厚度T約為2-2.5mm。
根據(jù)本發(fā)明第一實施例的鏈輪，包括一周邊15，一前表面30，一后表面40，其中，輪齒14沿軸向至少從所說前表面30的一第一周邊段13突出，其中，至少所說前表面30的一第二周邊段16是沒有輪齒的；其中輪齒14從前表面30的至少第二段16處的所說后表面周邊突出，其中，在前表面30的至少第一周邊段13處的后表面周邊上沒有輪齒突出。
使鏈輪比輪齒厚，這就允許每個鏈輪在輪齒14的表面中包括鏈條引導(dǎo)槽20，而且不會影響鏈條的嚙合。
每個鏈條引導(dǎo)槽20從每個輪齒14延伸到輪齒14的基部28。換句話說，每個鏈條引導(dǎo)槽20穿過輪齒的整個深度。
為了使鏈條與輪齒相嚙合，就必須使每個鏈條引導(dǎo)槽20的厚度與輪齒的厚度基本相當(dāng)。
每個鏈輪被設(shè)計成具有四個鏈條引導(dǎo)槽20。每個鏈條引導(dǎo)槽的大小為鏈輪大小的1/4。這些鏈條引導(dǎo)槽20以這樣一種方式被設(shè)置在每個鏈輪上，即使得這些鏈條引導(dǎo)槽20交替地位于每個鏈輪的前表面30和后表面40中。
每個鏈輪的兩個長半徑中的每個長半徑中的鏈條引導(dǎo)槽20位于鏈輪的相同表面中，同時兩條短半徑的鏈條引導(dǎo)槽位于鏈輪的相同表面中。換句話說，如果長半徑的鏈條引導(dǎo)槽位于鏈輪的前表面30中，那么，短半徑中的鏈條引導(dǎo)槽位于鏈輪的后表面40中。
鏈輪的前表面30的鏈條引導(dǎo)槽20位于前表面30的第二周邊段16處，其中，鏈輪的后表面40的鏈條引導(dǎo)槽20位于前表面30的每一周邊段13處。
對于本發(fā)明而言，至關(guān)重要的是，兩個相鄰鏈輪的鏈條引導(dǎo)槽20稍微重疊，以便始終使鏈條嚙合至系統(tǒng)上。
本發(fā)明還包括一鏈輪組件，該鏈輪組件包括至少兩個鏈輪，這兩個鏈輪沿軸向相互同心設(shè)置；所說鏈輪具有一非圓形結(jié)構(gòu)，這種非圓形結(jié)構(gòu)具有至少一長半徑和至少一牛半徑；其中，鏈輪沿軸向?qū)R地相鄰，從而使一個所說鏈輪的所說短半徑沿軸向基本上與一相鄰鏈輪的所說長半徑對齊，并且長度基本上相等；其中，每個鏈輪包括一周邊，一前表面，以及一后表面，其中，輪齒沿軸向至少從所說前表面的一第一周邊段突出，其中，至少所說前表面的一第二周邊段是沒有輪齒的；其中輪齒從前表面的至少第一段處的所說后表面周邊突出，其中，在前表面的至少第二周邊段處的后表面周邊上沒有輪齒突出。此外，對于本發(fā)明的鏈輪組件而言，相鄰鏈輪的鏈條引導(dǎo)槽重疊，以便始終使鏈條嚙合至該系統(tǒng)上。
在本發(fā)明中，鏈輪S1-6沿軸向設(shè)置在一輪軸X上，從而使得鏈輪的長半徑的鏈條引導(dǎo)槽相對于相鄰鏈輪的長半徑的鏈條引導(dǎo)槽被延緩90度。于是，鏈輪被設(shè)置成使得一個鏈輪的后表面的鏈條引導(dǎo)槽朝著相鄰鏈輪的前表面的鏈條引導(dǎo)槽，后表面的非鏈條引導(dǎo)槽部分朝著相鄰鏈輪的前表面的非鏈條引導(dǎo)槽部分。
此外，本發(fā)明第一實施例還考慮采用圓形的鏈輪第二實施例圖4-11表示出了本發(fā)明第二實施例的鏈輪組件100。
本發(fā)明第二實施例的鏈輪組件與第一優(yōu)選實施例以及現(xiàn)有技術(shù)中的鏈輪組件的區(qū)別在于鏈輪和間隔器的新設(shè)計。
鏈輪本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的鏈輪的形狀類似于第一實施例中的鏈輪的形狀(圓形或非圓形)。此外，鏈輪組件的分布也類似于第一優(yōu)選圖4表示出了根據(jù)本發(fā)明的鏈輪110的新設(shè)計。每個鏈輪基本上具有一鏈輪主體120；一中心130；一內(nèi)側(cè)(圖中未示)；一外側(cè)135；許多沿周向間隔開的齒140，這些齒140從鏈輪主體120的外周邊沿徑向向外延伸。每個鏈輪110的中心設(shè)置有至少三個嚙合槽150。嚙合槽的數(shù)目取決于鏈輪的形狀。
鏈輪110的主體120的內(nèi)側(cè)朝向下一個較小的鏈輪。鏈輪的主體120的外側(cè)135朝向下一個較大的鏈輪。
可選地是，鏈輪的主體120的外側(cè)135包括兩個不同的表面，一個隆起的表面270和一個凹陷表面280。隆起表面270從每個齒140的末端290延伸到齒140的基部300，從而，至少能接收移動鏈條某些鏈節(jié)。
在非圓形的鏈輪中，在鏈輪的高側(cè)具有兩個隆起的表面。在圓形的鏈輪中，至少有兩個隆起表面均勻地分布在整個表面上。
在鏈條從鏈輪到鏈輪的轉(zhuǎn)移期間，只有鏈輪的隆起表面270接使鏈條的鏈節(jié)板。于是，鏈條從一個隆起的表面移動到另一個隆起表面。結(jié)果是，移動的鏈條能靠近地到達第一鏈輪，從而鏈條與鏈輪之間的嚙合就變得更平滑。
鏈輪的主體120的內(nèi)側(cè)只包含一種類型的表面。
第一鏈輪上的齒數(shù)與第二鏈輪上的齒數(shù)之間的差很小，例如這個差為一至三。優(yōu)選地是相差兩個齒，最優(yōu)選地是相差一個齒。
如果需要的話，齒140的形狀可以被做成能進一步提高鏈條換檔操作性能的形狀(例如通過在鏈條移動方向上的傾斜，變窄，變薄，變短，斜切等)。
間隔器本發(fā)明還包括間隔器的新設(shè)計。這種間隔器被用于把兩個相鄰鏈輪分隔開。
根據(jù)本發(fā)明新設(shè)計的一件間隔器160包括一浮凸部分170和一環(huán)形部分180。
環(huán)形部分180放置在一圓上，該圓與浮凸部分170同心，并且其周長大于浮凸部分170的周長。浮凸部分170的厚度與鏈輪110的中心130的厚度相同。浮凸部分170包括一外周邊190；一內(nèi)周邊200；一前表面210；一后表面，該后表面與所說前表面(圖中未示)相反。內(nèi)周邊200包括沿軸向方向延伸的嚙合槽230和嚙合突起240。
外周邊190包括至少三個突起250。這些突起250被剛性地安裝在間隔器160上，并且其尺寸大小被做成能可滑動地接合鏈輪110的中心的凹槽150。突起250的數(shù)目取決于鏈輪的形狀和鏈輪中心的凹槽150的數(shù)目。
當(dāng)間隔器160的浮凸部分170進入鏈輪中心時，這些突起250就接合鏈輪110的凹槽150。由于這些突起250的尺寸大小要小于凹槽150的尺寸大小，因此，這些突起在鏈輪110的凹槽150內(nèi)能沿側(cè)向自由移動，同時保持機械連接，如圖8和10所示。
本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的這種新設(shè)計的鏈輪和間隔器不僅允許鏈輪與整個組件一起移動，而且與其它部分獨立地進行。這個特征使得鏈輪在上下兩個方向上都可以沿側(cè)向移動，以便在鏈條從一個鏈輪移動到下一個鏈輪上期間，使鏈輪與鏈節(jié)相會合。
此外，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的新設(shè)計的間隔器，允許采用更寬范圍的鏈輪尺寸。鏈輪尺寸能被選擇，以便使得換檔模式基本上是連續(xù)的(即，利用給定鏈輪組件上的全范圍的自由飛輪鏈輪)。于是，無需利用復(fù)雜的換檔模式(現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中是需要復(fù)雜的換檔模式的)，這是由于每個鏈輪組件組合導(dǎo)致的齒輪齒數(shù)連續(xù)減小。例如，15T(奇數(shù))，14T(偶數(shù))，13T(奇數(shù))，12T(偶數(shù))。換句話說，相鄰鏈輪的尺寸大小相差一個齒，而不是象現(xiàn)有技術(shù)中那樣相差三個齒。
本發(fā)明提供了一種鏈輪組件，這種鏈輪組件具有兩個鏈輪，它們的齒被相互之間轉(zhuǎn)移少于一個齒。這樣，就可以改變小鏈輪的齒和鏈條之間的相互關(guān)系，以便接合這些齒，而無需改變較大鏈輪和較小鏈輪之間的相互關(guān)系。因此，驅(qū)動荷載在鏈條從前一個鏈輪松開之前許久被完全轉(zhuǎn)移到接收鏈輪上。為了實際目的，這種轉(zhuǎn)移鏈條的方法能被認(rèn)為是同步換檔。
根據(jù)本發(fā)明的鏈輪組件，由于鏈輪被組裝在鏈輪組件中的這種方式，從而使得鏈條可以以一種平滑的方式從一個鏈輪轉(zhuǎn)移到相鄰的鏈輪。
應(yīng)當(dāng)知道，根據(jù)本發(fā)明的這兩個實施例的鏈輪組件，有利于鏈條從一個鏈輪轉(zhuǎn)移到另一個鏈輪上，而且不會打滑，因此，當(dāng)把這種鏈輪組件用在多速自行車傳動裝置中時就顯得尤其有用。然而，應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明的鏈輪組件可以被用于其它機器和推進器中，這并未脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍。
本發(fā)明包括所附權(quán)利要求中所包含的內(nèi)容以及前而所描述的內(nèi)容。盡管已經(jīng)以具有一定特定性的優(yōu)選方式描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)知道，這些優(yōu)選方式只是舉例而已。在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的情況下，可以對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，組合和部件作出許多修改。
上面已對本發(fā)明作出了描述。
權(quán)利要求
1.一種鏈輪，所說鏈輪包括一主體，該主體具有一中心，一周邊，一內(nèi)側(cè)，一外側(cè)，許多沿周向間隔開的齒，這些齒從鏈輪主體的外周邊沿徑向向外延伸，其中，每個齒具有一頂端和一基部；其中，所說中心具有至少三個接合凹槽；其中，所說主體的外側(cè)具有一凹陷表面和可選的至少兩個隆起表面；其中，每個隆起表面從每個齒的頂端延伸到齒的基部，并且至少從所說外側(cè)的一第一周邊段突出，其中至少所說外側(cè)的一第二周邊段是沒有隆起表面的；其中，所說主體的內(nèi)側(cè)沒有隆起表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈輪，其中，所說鏈輪具有非圓形形狀，該非圓形狀具有兩個高側(cè)面和兩個低側(cè)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鏈輪，其中，所說隆起表面位于鏈輪的高側(cè)面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈輪，其中，所說鏈輪具有圓形形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鏈輪，其中，所說隆起表面被均勻分布在所說主體的整個周邊。
6.一種單件式間隔器，包括一浮凸部分；一環(huán)形部分；其中，環(huán)形部分被放置在一圓上，該圓與浮凸部分同心，但周長要大于浮凸部分的周長；其中，浮凸部分具有一外周邊，一內(nèi)周邊，一前表面和一后表面；其中，內(nèi)周邊具有沿軸向延伸的接合槽和接合突起；其中，外周邊具有至少三個突起。
7.一種鏈輪組件，包括A)至少兩個鏈輪，這些鏈輪沿軸向同心設(shè)置；其中，每個鏈輪包括一主體，該主體具有一中心，一周邊，一內(nèi)側(cè)，一外側(cè)，許多沿周向間隔開的齒，這些齒從鏈輪主體的外周邊沿徑向向外延伸，其中，每個齒具有一頂端和一基部；其中，所說中心具有至少三個接合凹槽；其中，所說主體的外側(cè)具有一凹陷表面和可選的至少兩個隆起表面；其中，每個隆起表面從每個齒的頂端延伸到齒的基部，并且至少從所說外側(cè)的一第一周邊段突出，其中至少所說外側(cè)的一第二周邊段是沒有隆起表面的；其中，所說主體的內(nèi)側(cè)沒有隆起表面；B)至少一個位于兩個鏈輪之間的間隔器，該間隔器包括一浮凸部分；一環(huán)形部分；其中，環(huán)形部分被放置在一圓上，該圓與所述浮凸部分同心，但周長要大于浮凸部分的周長；其中，浮凸部分具有一外周邊，一內(nèi)周邊，一前表面和一后表面；其中，內(nèi)周邊具有沿軸向延伸的接合槽和接合突起；其中，外周邊具有至少三個突起。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鏈輪組件，其中，只有間隔器的浮凸部分進入鏈輪，其中，所說的突起可滑動地與鏈輪的凹槽接合。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鏈輪組件，其中，所說的這些突起在鏈輪的凹槽內(nèi)沿側(cè)向自由地移動。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鏈輪組件，其中，每個鏈輪在鏈輪組件內(nèi)獨立地移動。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鏈輪組件，其中，在鏈條從一個鏈輪移動到下一個鏈輪期間，每個鏈輪沿側(cè)向移動，以便與一鏈節(jié)會合。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鏈輪組件，其中，鏈輪主體的內(nèi)側(cè)朝向下一個較小的鏈輪，主體的外側(cè)朝向下一個較大鏈輪。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鏈輪組件，其中，在鏈條從鏈輪到鏈輪的轉(zhuǎn)移期間，只有鏈輪的隆起表面接合鏈條的鏈節(jié)板。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鏈輪組件，其中，所說的組件包括一位于一奇數(shù)鏈輪附近的偶數(shù)鏈輪。
15.一種鏈輪，所說鏈輪包括一周邊，一前表面，一后表面，其中，輪齒從至少所說前表面的一第一周邊段沿軸向突出，并且至少所說前表面的一第二周邊段沒有輪齒；其中，輪齒在所說的至少所說前表面的第二段處的所說后表面周邊沿軸向突出，在所說的至少所說前表面的第一周邊段處的后表面周邊沒有輪齒突出。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的鏈輪，其中，鏈輪的厚度等于輪齒厚度的兩倍。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的鏈輪，還包括四個鏈條引導(dǎo)槽，這些鏈條引導(dǎo)槽在鏈輪上被等間距地間隔開。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的鏈輪，其中，鏈條引導(dǎo)槽被交替地設(shè)置在鏈輪的前表面和后表面之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的鏈輪，其中，鏈輪前表面的鏈條引導(dǎo)槽位于前表面的第二周邊段處，鏈輪后表面的鏈條引導(dǎo)槽位于前表面的第一周邊段處。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的鏈輪，其中，鏈輪是一非圓形鏈輪，該非圓形鏈輪具有至少一條長半徑和至少一條短半徑。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的鏈輪，其中，在鏈輪的至少長半徑中的鏈條引導(dǎo)槽位于鏈輪的相同表面上，在鏈輪的至少短半徑中的鏈條引導(dǎo)槽位于鏈輪的相同表面上。
22.一種鏈輪機構(gòu)，整體上包括至少兩個鏈輪，這些鏈輪沿軸向相互同心地設(shè)置；所說的這些鏈輪具有非圓形結(jié)構(gòu)，該非圓形結(jié)構(gòu)具有至少一條長半徑和至少一條短半徑；其中，這些鏈輪沿軸向相互相鄰地設(shè)置，從而使得一個所說的鏈輪的所說短半徑與一相鄰鏈輪的所說長半徑沿軸向基本上對齊，并且長度基本上相等；其中，每個鏈輪包括一周邊，一前表面，一后表面，其中，輪齒從至少所說前表面的一第一周邊段沿軸向突出，并且至少所說前表面的一第二周邊段沒有輪齒；其中，輪齒在所說的至少所說前表面的第二段處的所說后表面周邊沿軸向突出，其中，在所說的至少所說前表面的第一周邊段處的后表面周邊沒有輪齒突出。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的鏈輪機構(gòu)，其中，每個鏈輪的厚度等于輪齒厚度的兩倍。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的鏈輪機構(gòu)，每個鏈輪還包括四個鏈條引導(dǎo)槽，這些鏈條引導(dǎo)槽被等間距地間隔開。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的鏈輪機構(gòu)，其中，每個鏈輪上的鏈條引導(dǎo)槽被交替地設(shè)置所說的前表面和后表面之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的鏈輪機構(gòu)，其中，每個鏈輪前表面的鏈條引導(dǎo)槽位于前表面的第二周邊段處，每個鏈輪后表面的鏈條引導(dǎo)槽位于前表面的第一周邊段處。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的鏈輪機構(gòu)，其中，每個鏈輪具有非圓形結(jié)構(gòu)，并且每個鏈輪具有至少一條長半徑和至少一條短半徑。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的鏈輪機構(gòu)，其中，在每個鏈輪的至少長半徑中的鏈條引導(dǎo)槽位于鏈輪的相同表面上，在每個鏈輪的至少短半徑中的鏈條引導(dǎo)槽位于鏈輪的相同表面上。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的鏈輪齒輪，其中，相鄰鏈輪的鏈條引導(dǎo)槽重疊，以便始終使鏈條接合到系統(tǒng)上。
30.根據(jù)權(quán)利要求24所述的鏈輪機構(gòu)，其中，所說的至少兩個鏈輪沿軸向設(shè)置在一輪軸X上，以便鏈輪的長半徑的鏈條引導(dǎo)槽相對于相鄰鏈輪的長半徑的鏈條引導(dǎo)槽被延緩90度。
31.根據(jù)權(quán)利要求24所述的鏈輪機構(gòu)，其中，所說的至少兩個鏈輪位于一輪軸X上，以便使一個鏈輪的后表面的鏈條引導(dǎo)槽朝向相鄰鏈輪的前表面的鏈條引導(dǎo)槽，后表面的沒有鏈條引導(dǎo)槽部分朝向相鄰鏈輪的前表面的非鏈條引導(dǎo)槽部分。
32.根據(jù)權(quán)利要求22所述的鏈輪機構(gòu)，其中，所說的至少兩個鏈輪具有圓形結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明包括一種用于使自行車傳動裝置和其它原動力的鏈條可方便地進行轉(zhuǎn)移的鏈輪組件。本發(fā)明的第一實施例涉及一種鏈輪齒輪，這種鏈輪齒輪具有至少兩個鏈輪，這些鏈輪沿軸向相互同心地設(shè)置。每個鏈輪具有非圓形結(jié)構(gòu)，該非圓形結(jié)構(gòu)具有至少一條長半徑和至少一條短半徑。這些鏈輪沿軸向相互相鄰地對齊，使得一個鏈輪的短半徑與一相鄰鏈輪的所說長半徑沿軸向基本上對齊，并且長度基本上相等。本發(fā)明第二實施例提供了一種鏈輪組件，這種鏈輪組件具有兩個鏈輪，兩個鏈輪的齒相互之間被偏離少于一個齒。于是，就可以改變小鏈輪的齒與鏈條之間的相互關(guān)系，以便無需改變較大鏈輪和較小鏈輪之間的相位關(guān)系就能嚙合這些齒。因此，驅(qū)動荷載在鏈條從先前的鏈輪釋放之前許久就被完全轉(zhuǎn)移到接收鏈輪上。為了實際目的，這種轉(zhuǎn)移鏈條的方法被認(rèn)為是同步換檔。
文檔編號B62M9/00GK1833121SQ200480015479
公開日2006年9月13日 申請日期2004年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月16日
發(fā)明者J·R·查廷 申請人:查廷組件公司