CN110621573B - 窄宽齿盘 - Google Patents

Abstract

用于与驱动链条(15)啮合的链轮(11)包括：·从链轮(11)的周边沿径向延伸的多个齿(12；16)；·多个齿(12；16)包括第一组齿和第二组齿，其中第一组齿和第二组齿交替地布置，使得第一组齿的每个齿(12)后面跟着第二组齿的齿(16)，反之亦然；·第一组齿中的每个齿(12)具有第一最大宽度；·第二组齿的每个齿(16)具有大于第一最大宽度的第二最大宽度，其中第二组齿的每个齿(16)具有在齿的至少一个侧面上的凸起(17、18)；为了提供具有交替的窄齿和宽齿的链轮，该链轮具有轻的重量并且在带有污染的链条的泥泞环境中保持功能，凸起(17、18)的外侧面在第二组齿的每个齿(16)的侧面(19、20)的第一部分上延伸，其中第一部分的长度为相应的齿(16)的长度的50％或更小。

Description

窄宽齿盘

技术领域

本发明涉及一种用于与驱动链条啮合的链轮，更特别地涉及一种用于自行车的齿盘。

所述链轮包括：

·从所述链轮的外周径向延伸的多个齿；

·每个齿在链轮的给定圆周长度上延伸；

·每个齿具有在常规驱动操作中与驱动链条的滚子接触的齿前面和齿后面；

·所述多个齿包括第一组齿和第二组齿，其中第一组的齿和第二组的齿交替排列，使得第一组齿的每个齿后跟着第二组齿的齿，反之亦然；

·第一组齿的每个齿具有第一最大宽度；

·第二组齿的每个齿具有第二最大宽度，所述第二最大宽度大于第一最大宽度，其中，第二组齿的每个齿在该齿的至少一个侧面上具有凸起。

为了改善链条在链轮的齿上的引导，提出了链轮，尤其是具有交替的窄齿和宽齿的齿盘。诸如自行车之类的车辆的驱动链条包括通过链节连接的一系列滚子。每个链节由固定至滚子的轴端的一对链板组成。两个链板的端部通过销固定到滚子的每个轴端。一对内链板接触滚子，一对外链板接触内链板。因此，由于内链板和外链板的交替顺序，链条的链板之间的侧向距离以交替的方式变化。内链板之间的间隙空间的部分是矩形的，前端和后端由链板所连接的滚子限定。外链板之间的间隙空间的部分为十字形或+，其中较小部分与由内链板的端部限定的滚子相邻，较宽部分在中间。较宽部分的宽度对应于外链板之间的距离。

已经发现，在齿盘上使用交替的窄齿和宽齿可更好地引导和啮合链条。当由自行车曲柄驱动的单个齿盘与固定至自行车后轮的多个链轮结合在一起以便提供不同的齿轮时，这尤其重要。此外，在困难的地形上骑行时发生的冲击和振动可能会使链条从链轮的齿上脱开。事实证明，宽度与链节之间的空间的宽度紧密匹配的齿由于冲击或振动而脱开的可能性较小。

背景技术

近来，已经提出了许多具有交替的窄齿和宽齿的齿盘，以改善自行车的链传动。

US 2002/0098934 A1和WO 03/0095867 A1描述了这种齿盘的早期版本。基于欧洲专利申请EP 2 602 176 A1的一系列专利申请，即分案申请EP 3 075 644 A1、EP 3 072799 A1、EP 3 072 800 A1、EP 3 072 801 A1、EP 3 072 802 A1、EP 3 072 803 A1，定义了此类齿盘的具体特征。这些专利申请的具有凸起的宽齿基本上具有与要容纳它们的各个链节空间的横截面形状相匹配的横截面形状。

发明内容

本发明的目的是提供一种链轮，其具有交替的窄齿和宽齿，所述链轮具有低的重量并且在泥泞环境中以污染的链条保持功能。

该目的的实现在于，凸起在第二组齿的每个齿的侧面的第一部分上延伸，第一部分的长度小于或等于相应齿的长度的50％。

在实践中，第二组齿的每个齿可在齿的两个侧面中的每个侧面上具有凸起。宽齿的凸起的外侧面仅在相应齿的侧面的第一部分上延伸，所述第一部分等于或小于齿长的一半。相应齿的侧面的其余部分没有任何凸起。结果，宽齿在外链板之间以很小的间隙被引导，但是仅在相应齿的整个长度的有限部分上被引导。在齿的其余部分中不存在凸起减小了齿的重量和齿的表面积。因此，即使链节空间被灰尘或污垢弄脏或堵塞，齿也可以更容易地进入外链板之间的链节空间。具有短凸起的宽齿将由于其仅填充链节空间的一部分而承受较低的抵抗进入链节空间的阻力。灰尘和污垢可被压缩到链节空间中未被宽齿的材料所占据的区域中。因此，宽齿提供了与已知的具有在整个侧面上延伸的凸起的齿相同的有利的侧向引导，同时增加了在污染环境中链传动的功能性。同时，相对于包括具有较长凸起的规则的宽齿的链条，降低了与链条啮合的宽齿的噪音。

在实践中，凸起可以位于邻近宽齿的齿前面，而这些齿的邻近齿后面的部分没有凸起。结果，宽齿具有字母T的形状，其前部接触驱动链条的滚子，所述前部由于侧向凸起而具有大宽度，所述凸起优选地在每一侧上，而后部具有小宽度，所述小宽度基本上对应于内链节之间的距离。

宽齿的这种T形在外链板之间提供了出色的侧向引导，同时所需的材料比已知的具有通常在齿的整个侧面上延伸的凸起的宽齿少。与链条的滚轮接触的齿的宽前部承受的拉应力由于增大的材料厚度而减小。凸起仅在侧面的前部上延伸的事实改善了链轮在越野使用时的功能。如果链节空间被灰尘或污垢弄脏或堵塞，由于T形宽齿仅占链节空间的一部分，因此T形宽齿进入链节空间将受到较小的阻力。灰尘和污垢可被压缩到链节空间中未被宽齿的材料所占据的区域中。因此，宽齿提供了与已知的具有在整个侧面上延伸的凸起的齿相同的有利的侧向引导，同时增加了在污染环境中链传动的功能性。

在实践中，对第二组齿的每个齿的至少前边缘倒圆。倒圆避免了与内链板的延伸进入外链节板之间的链节空间中的部分接触。

在实践中，也可以对每个齿的后边缘倒圆。在T形齿的情况下，第二组齿的每个齿的前边缘的倒圆在圆周方向上的延伸可以是相同齿的后边缘的倒圆的延伸的1.5至2倍之间。在实践中，在后边缘上的倒圆可以相对于链轮的圆周方向成45°角，并且长度和宽度为0.5mm。前边缘上的倒圆可以相对于链轮的圆周方向成大约37°角，且长度为1mm，宽度为0.75mm。倒圆应选择为使得当链条的滚子容纳在两个连续的齿之间的半径内时，齿与链条的元件之间没有物理接触。倒圆可限于齿边缘的下部区域，即，两个齿之间的圆形区域。

在实践中，每个凸起都朝着齿尖倒角或倒圆。窄齿的齿尖可以倒角或倒圆，以使其在齿的径向端具有较小宽度。这使齿能够牢固地啮合在链节空间中，即使根据选择的齿轮，链条可能未与链轮的中心平面完美对齐。在这些倒角或倒圆的齿尖的区域中，可以省略在齿的前边缘和后边缘上的边缘倒圆。

在实践中，每个凸起可以从相应齿的尖端延伸到两个齿之间的圆形区域的水平。要注意的是，两个齿之间的区域不是精确地遵循圆形，而是可以具有不同半径的圆形区域，以便在两个连续齿之间的空间或圆形区域中实现链条滚子的最佳接合。在T形齿的实际实施例中，凸起在两个侧面上从齿侧面的尖端的中心向下延伸到与两个齿之间的圆形区域的切线，切线以与齿的中心线成105°角延伸。这样，凸起在避免过度的重量和占用外链板之间的链节空间的同时，使齿的前部产生所需的侧向引导和稳定性。

在替代实施例中，齿的侧向凸起可以位于与每个齿的齿后面相邻的位置。在这种情况下，当驱动自行车时，齿的窄部与链条的相邻滚子接触。

在另一替代实施例中，凸起可位于宽齿的每个齿的齿前面和齿后面之间的中间。在这种情况下，齿具有十字形形状，该十字形的侧向、较大部分在外链节板之间提供齿的引导。

在另一实施例中，宽齿的每个齿的第一侧面上的凸起可以位于与相应的齿的第二侧面上的凸起不同的位置。该齿的总宽度保持大致相同，并在外链节板之间提供所需的良好引导。

附图说明

结合附图，通过以下对一个或多个实施例的描述，可以更全面地理解本发明的特征和优点，其中：

图1示出了自行车驱动链的示意图；

图2至图4示出了链轮的顶部，其中图3和图4示出了链轮的相同侧视图，且图2示出了图3的链轮的齿沿线BB截取的截面图，沿着所述线连接啮合所述链轮的链条的滚子的轴线；且

图5示出了图1的链条具有图2至图4的链轮的啮合齿的截面图。

图6示出了图1的链条具有链轮的第一可选实施例的啮合齿的截面图。

图7示出了图1的链条具有链轮的第二可选实施例的啮合齿的截面图。

具体实施方式

图1示出了通常用于驱动自行车或电动自行车的延伸滚子链条的俯视图。驱动链条由一系列外链节1和内链节2组成。每个外链节1由两个外链板3和4组成。外链板3和4的内表面接触形成内链节2的内链板5和6的外表面。内链板5和6的内表面在内链节5和6的每一端接触滚子7。销8延伸穿过外链板3、4和内链板5、6的端部部分中的孔，以及延伸穿过滚子7。销8的端部变形以便将链板3-6牢固地固定到滚子7。在图1中可以看出，驱动链条具有一系列在外链板3、4之间的大宽度D₁的链节空间，以及在内链板5、6之间的较小宽度D₂的链节空间。

图2至图4说明了本文所述的新链轮的结构。所述链轮优选地为单个齿盘，其可以固定到自行车的曲柄组。图2和3中的箭头9和10表示在常规驱动操作期间，当由曲柄驱动以使自行车向前移动时，链轮11的旋转方向。箭头9和10中的每个箭头的头部表示图3和图4中所示的链轮11的上部上的齿的向前方向。在这种驱动操作期间，齿的齿前面接触链条15的滚子7，且位于图2、3和4所示的每个齿的右侧。图2示出了沿图3中的线B-B截取的链轮11的两种不同类型的齿的截面图。线B-B由连接链节的两个滚子的轴线的直线限定，所述链节由链轮的齿之间的空间容纳。

链轮11具有交替的两种不同类型的齿12、16。第一组齿是窄齿12，其具有较小宽度和在垂直于每个齿12的径向中心线的平面中基本矩形的截面。每个窄齿12的尖端被倒角或倒圆，使得窄齿12的宽度在朝向齿12的尖端的方向上减小。窄齿12具有在正常驱动操作中在右侧接触滚子的齿前面和在附图中的左侧的齿后面。齿前面和齿后面均设有倒圆13、14，以避免与链条15的内链节5、6物理接触，并在内链节5、6与齿面之间提供间隙，以便于齿进入。在每对窄齿12之间设置有宽齿16。宽齿16在每个侧面19、20上具有凸起17、18。宽齿16的侧面19、20的后部是平的。凸起17、18基本上在齿的与宽齿16的齿前面21相邻的部分上延伸。凸起17、18通常覆盖宽齿16的侧面19、20的前半部。从图4中可以看出，凸起终止于距宽齿16的中心线约0.3毫米的短距离。

在朝向链轮11的中心的方向上，凸起17、18达到与凸起17、18和相邻的窄齿12之间的空间的半径相切的直线。在图4的右侧可见的凸起17的底边缘与凸起17的中心边缘之间的角度约为105°。

如图2和图4所示，宽齿16在每个凸起17、18的边缘处具有倒圆22，面向链条15的滚子7。同样，该倒圆22避免了链条15的侧部与凸起17、18之间的物理接触。在宽齿16的每个前边缘处的倒圆22在链轮11的圆周方向上延伸超过1mm，并且在侧向方向上延伸超过0.75mm。每个宽齿16的边缘上的后倒圆14对应于每个窄齿12的边缘上的后倒圆14，并且具有0.5mm的侧向和圆周延伸。

图5示出了链轮11的齿12和16在链条15的链节空间中的接合。图5为沿着在链条15的滚子7或销8的轴线之间延伸的直线截取的链条15和链轮的截面图。可以看出，宽齿12具有近似T形的形状。宽部仅在宽齿16的前部延伸。宽齿16的后部具有与窄齿12基本相同的宽度。宽齿16的延伸宽度为每个齿在外链板3、4之间的链节空间中提供了良好的引导。同时，宽齿16不占据整个链节空间。在链节空间阻塞的情况下，齿能够更容易地进入链节空间，将灰尘或污垢压到自由空间中。虽然如此，宽齿16的前部具有增加的稳定性，并提供了必要的侧向引导以牢固地与链条15接合。

图6和图7示出了链条15和链轮的不同实施例的窄齿12和宽齿16’、16”的相同视图。相同的部件标有与图1-5中相同的附图标记。在图6中，每个宽齿16′具有在左侧表面上与齿前面相邻的凸起和在右侧表面上与齿后面相邻的凸起。作为另一替代方案，凸起可以在两个侧表面上都邻近齿的齿后面。图7示出了宽齿16”的形状的另一替代方案，具有在每个宽齿16”的两个侧表面的中间的侧凸起。在所有实施例中，凸起的外侧面的纵向延伸等于小于齿本身的纵向延伸的一半，减小了宽齿的截面积，同时保持良好的侧向引导。

附图标记列表

1 外链节

2 内链节

3 外链板

4 外链板

5 内链板

6 内链板

7 滚子

8 销

9 旋转方向

10 旋转方向

11 链轮

12 窄齿

13 倒圆

14 倒圆

15 链条

16 宽齿

16′ 宽齿

16″ 宽齿

17 凸起

18 凸起

19 侧面

20 侧面

21 齿前面

22 倒圆

D₁ 大宽度

D₂ 较小宽度

Claims (8)

1.用于与驱动链条（15）啮合的链轮（11），包括：

· 从链轮（11）的周边沿径向延伸的多个齿（12；16）；

· 每个齿（12；16）在链轮的给定圆周长度上延伸；

· 每个齿（12；16）具有在常规驱动操作中与驱动链条（15）的滚子（7）接触的齿前面和齿后面；

· 多个齿（12；16）包括第一组齿（12）和第二组齿（16），其中第一组齿和第二组齿交替地布置，使得第一组齿的每个齿（12）后面跟着第二组齿的齿（16），反之亦然；

· 第一组齿中的每个齿（12）具有第一最大宽度；

· 第二组齿的每个齿（16）具有大于第一最大宽度的第二最大宽度，其中第二组齿的每个齿（16）具有在齿的至少一个侧面上的凸起（17、18）；

其中，凸起（17、18）的外侧面在第二组齿的每个齿（16）的侧面（19、20）的第一部分上延伸，且其中第一部分的长度为相应的齿（16）的长度的50％或更小；

其特征在于，

所述凸起位于邻近所述第二组齿的每个齿（16）的齿前面（21），其中，邻近齿后面的各个齿（16）的宽度与所述第一组齿的每个齿（12）的宽度相等。

2.根据权利要求1所述的链轮，其特征在于，所述第二组齿的每个齿（16）具有在齿（16）的两个侧面（19、20）的每个上的凸起。

3.根据权利要求1或2所述的链轮，其特征在于，对所述第二组齿的每个齿（16）的至少前边缘倒圆。

4.根据权利要求1或2所述的链轮，其特征在于，对每个齿（12、16）的后边缘倒圆。

5.根据权利要求3所述的链轮，其特征在于，对每个齿（12、16）的后边缘倒圆。

6.根据权利要求5所述的链轮，其特征在于，所述第二组齿的每个齿（16）的每个前边缘的倒圆在圆周方向上的延伸为相同齿（16）的每个后边缘的倒圆的延伸的1.5至2倍之间。

7.根据权利要求1或2所述的链轮，其特征在于，每个凸起朝向所述齿的尖端倒角或倒圆。

8.根据权利要求1或2所述的链轮，其特征在于，每个凸起从相应齿的尖端延伸到所述链轮的两个相邻齿之间的空间的底部。

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