專利名稱：自行車用復合鏈輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復合鏈輪，其包括大小不同的、用于接納鏈條且將 由鏈條傳來的周向力傳至自行車后輪輪轂的多個齒圈，鏈條可以通過變 速機構(gòu)從一個齒圈換至另一個齒圈，其中，在從一個齒圈至下一個較大 齒圈的過渡區(qū)內(nèi)分別形成一個設想的環(huán)形功能件，其在周邊有多個缺口。
背景技術(shù)：
在常見類型的復合鏈輪中，由具有不同直徑的多個齒圈構(gòu)成的鏈盒 被安裝在輪轂的箍套上。當操作變速機構(gòu)時，每個齒圈的齒交替嚙合鏈 條并且通過一個抗轉(zhuǎn)動地連接該齒圈和箍套的輪廓將來自騎車人踏板力 的轉(zhuǎn)矩傳遞給箍套。就是說，每個齒圈單獨傳遞力矩給箍套，由此一來， 由于大多沒有對齊的鏈條產(chǎn)生了側(cè)向作用力，所以在箍套的區(qū)域內(nèi)不僅 在箍套的輪廓上而且在齒圈上必須以強度更大且更沉重的方式構(gòu)成。自 行車比賽的要求需要自行車上的所有零部件結(jié)構(gòu)總是越輕越好，因此人 們已經(jīng)給齒圈開設缺口并且已采用更輕的材料。
但是，輕型材料與硬質(zhì)鋼相比在硬度、延伸和磨損方面有不足，因 此尋求通過厚重的結(jié)構(gòu)來彌補這一不足。但由此又至少部分削弱了這種 優(yōu)勢。
美國專利US 4,642,075公開了一種包括大小不同的多個齒圈的復合 鏈輪，其中鏈條可通過變速機構(gòu)從一個齒圈換至另一個齒圈。在此情況 下，齒圈是通過沖壓制成的雙聯(lián)齒輪，其具有由一塊板一體成形的輪輻 護板。兩個齒圈中的較小一個通過徑向延伸的多個橋接部與較大一個連 接，每個橋接部在徑向上起始于齒隙內(nèi)并且傾斜伸入較大齒圈的內(nèi)直徑。 所示的原理對于包括多個齒數(shù)截然不同的齒圈的復合鏈輪來說是一個成 本有利的解決方案。
4根據(jù)美國專利US 4,380,445，通過相似方式制造包括一體形成的輪 輻護板的雙聯(lián)齒輪。針對美國專利US 4,642,075所述的內(nèi)容完全適用于 此。

發(fā)明內(nèi)容
作為上述鏈盒的改進，提出一種復合鏈輪，其在上述盒的數(shù)量和齒 圈方面略有區(qū)別，不過其只包括兩個能夠和輪轂的箍套相連接的部分。 第一部分是最大齒圈，它在其最小直徑處有輪廓，該輪廓匹配于箍套的 輪廓并且保證了在安裝時在箍套和最大齒圈之間的抗轉(zhuǎn)動連接。
更為重要的第二部分是齒圈空心體，其呈錐形并且承載所有其余的 齒圈。從第二大的齒圈到最小齒圈，該齒圈空心體與所有其余這些齒圈 連成一體并且在其最小直徑處也有一個輪廓，通過該輪廓，齒圈空心體 即使未被抗轉(zhuǎn)動連接，也還是在輪轂的箍套上被對中。
當最大齒圈和齒圈空心體通過環(huán)形連接組裝起來時，這兩個部分成 為一個單元。通過這種方式，在功能上與常見的鏈盒沒有區(qū)別。對于連 接，可以采用多種加工方法，例如焊接、鉚接、裝配或類似方式，在這 里所有這些方法只有一個共同的目標，即，將這兩個部分準確對中。因 為要傳遞大轉(zhuǎn)矩，所以與最大齒圈和齒圈空心體在箍套的輪廓上的支承 有關(guān)的精度也相當重要。
齒圈空心體由大小不同的盒狀功能件構(gòu)成，其直徑分別取決于與功 能件一體連接的齒圈。每個功能件具有一個盤形件，該盤形件與一個管 形件和齒圈構(gòu)成一個盒形的環(huán)。所有功能件的一體連接產(chǎn)生一個穩(wěn)定的 齒圈空心體，在其周邊中加工出多個缺口。
這些缺口分布在所有功能件上并且對應于較小齒圈的齒隙。這意味 著，缺口從該齒隙開始，在管形件中延續(xù)并且過渡至盤形件中，并且逼 近位于下一個較大功能件中的下一個較大齒。在此情況下，出現(xiàn)了多個 橋接部，它們呈直角形狀，但其寬度是結(jié)合在周邊上的相鄰缺口而足夠 大地設定的，以便能沒有留下齒圈空心體變形地傳遞由鏈條傳來的力。
為了更好理解橋接部的位置和方向，橋接部在較小齒圈上的接合部被稱為第一接合點，而其在較大齒圈上的接合部被稱為第二接合點。第 一接合點如上所述地位于較小齒圈的齒中心區(qū)域內(nèi)，而第二接合點的位 置按照橋接部的角度出現(xiàn)在較大齒圈上，與較大齒圈上的齒排列無關(guān)。 事實已經(jīng)表明，如果較大齒圈上的第二接合點在驅(qū)動轉(zhuǎn)動方向上相對于 較小齒圈上的第一接合點以超前的方式布置，則這些橋接部最佳地傳遞 力矩，因此橋接部相對于在功能件的盤形件中的徑向線有一個角度。
這些缺口還有以下目的，減輕復合鏈輪的重量并且將在不利條件下 的騎行中可能形成的臟污排到齒輪空心體內(nèi)。在那里，臟污無法長期保 留，這是因為其朝向輪中心通過最大齒圈中的窗口被甩出。臟污不僅因 為經(jīng)過長時間之后以黏稠的油塵混合物形式形成在齒圈間隙中，而且在 騎行經(jīng)過泥濘的野外時短時間地形成在齒圈間隙中，在這里，大量的臟 污可能出現(xiàn)在鏈條和齒圈之間。在這里，鏈條滾子徑向朝內(nèi)地將臟污輸 送通過位于齒隙下方的缺口，即使在不利的條件下，也長時間保持鏈式 傳動裝置具有出色功能。由于在軸向上也穿過盤形件地開設了缺口，所 以臟污可以通過對應的鏈條滾子的作用在軸向上被排擠走。
鏈條的力被傳遞給其中一個齒圈并且接著在齒圈空心體中被傳至相 應的下一個較大齒圈，直到力通過連接被傳給最大齒圈為止，最大齒圈 最后通過輪廓驅(qū)動箍套。因此，要求最大齒圈中的輪廓具有足夠大的尺 寸，以便能長時間控制磨損和表面壓力。
最后，提出一種制造所述錐形的齒圈空心體的方法，其首先給人的 感覺似乎是為了規(guī)避多個專利申請的目標。然而，錐形齒圈空心體能夠 由任意坯件制成或者通過加工一個成型的坯件來制造，這對車削操作來 說不成問題。而如果要加工齒隙和特別是缺口，則對銑床的刀具及其自 動化提出了嚴格要求。在加工出齒之后，這些齒必須再次單獨接受進一 步的銑削。這是抬升輔助結(jié)構(gòu)，在變速時，抬升輔助結(jié)構(gòu)簡化了鏈條從 一個齒圈撥換至另一個齒圈，但這必須通過在齒端面上的單獨銑削來實 現(xiàn)。
為了使齒圈空心體在輪轂的箍套上對中，在其最小直徑處設有一個 輪廓，該輪廓最好是拉削的。如果應必須只將齒圈空心體對中，則可以省略拉削工序，車削出的內(nèi)直徑足以用作對中手段。另外，需要適當?shù)?成形以形成錐形齒圈空心體和獨立的最大齒圈之問的連接。這和之前進 行的銑削工序一起完成。最后，在可以借助連接實現(xiàn)最大齒圈和齒圈空 心體的組裝之前，齒圈空心體接受熱處理和表面處理。
本發(fā)明解決了以下任務，即，提供了一種復合鏈輪，其可以替換常 見的復合鏈輪，其具有重量優(yōu)勢并且即便在不利的騎行條件下例如在野 外也保持通過變速機構(gòu)換擋的功能。
在獨立權(quán)利要求的特征部分中描述了該任務的解決方案。由從屬權(quán) 利要求中得到了改進。


結(jié)合多幅附圖來說明用于自行車后輪輪轂的復合鏈輪，其中
圖1以截面圖表示包括功能件和齒圈的復合鏈輪的局部；
圖2以截面圖表示在復合鏈輪的齒圈上的對應于一個齒隙的兩個橋
接部和一個缺口的位置；
圖3以草圖表示在輪轂的箍套上的、最大齒圈和齒圈空心體的組裝結(jié)構(gòu)。
附圖標記一覽表
1—齒圈空心體；2 —功能件；2a—功能件；3 —管形件；4 —盤形件； 5 —缺口； 6 —齒圈；6a—齒圈；7 —齒隙；8 —橋接部；9 —第一接合點； 9a—第二接合點；IO —截面；ll一最大齒圈；12 —連接；13 —箍套；14 一輪廓；15—輪轂；16—驅(qū)動轉(zhuǎn)動方向。
具體實施例方式
如圖1所示，齒圈空心體1具有功能件2，該功能件被理解為盒形 的環(huán)件，其由管形件3、盤形件4和與管形件3—體相連的齒圈6組成。 下一個較大的功能件2a與功能件2相連，并且該功能件2a與下一個較 大齒圈6a—體相連，其中新的環(huán)件的尺寸除直徑之外相似。
圖2表示圖1的截面10，結(jié)合圖2可以看到如何在齒圈6a下方在功能件2的盤形件4中設置缺口 5。缺口 5面對位于較小齒圈6中的齒隙7， 并且與相鄰的缺口 5相關(guān)地分別產(chǎn)生橋接部8，橋接部8連接兩個示出的 齒圈6和6a。如果這種橋接部8的在較小齒圈6的齒中心區(qū)域內(nèi)的接合 部被稱為第一接合點9，則在功能件2a上在較大齒圈6a的內(nèi)直徑上出現(xiàn) 第二接合點9a。在功能件2的管形件3中的橋接部8基本以平行軸線的 方式延伸，與此同時，就較大齒圈6a上的第二接合點9a在驅(qū)動轉(zhuǎn)動方 向16上相對較小齒圈6上的第一接合點9以超前的方式布置而言，該橋 接部在朝向外側(cè)的方向上是偏離其徑向的。如圖1所示，最終在第一接 合點9和第二接合點9a之間出現(xiàn)橋接部8的直角形狀。
圖3示出了包括最大齒圈11和錐形齒圈空心體1的復合鏈輪，該復 合鏈輪可以安裝在自行車輪轂15的箍套13上。最大齒圈11以可拆卸或 不可拆卸的方式與齒圈空心體1連接，其中連接12通過焊接、裝配、鉚 接、插接或類似方式產(chǎn)生。為了安裝在箍套13的輪廓14上，最大齒圈 11和或許齒圈空心體1各有一個輪廓14，該輪廓抗轉(zhuǎn)動地將復合鏈輪與 箍套13的輪廓緊固在一起。
有利的是，按照本發(fā)明，將缺口 5相應地設置在較小齒圈6的齒隙 7區(qū)域內(nèi)，以便在騎行經(jīng)過泥濘的野外時自動排出臟污，在這里，大量的 臟污被鏈條滾子壓迫經(jīng)過齒隙7處的缺口 5排出，因而鏈條傳動裝置保 持出色的功能。
權(quán)利要求
1、一種復合鏈輪，包括大小不同的、用于接納鏈條且將由該鏈條傳來的周向力傳至自行車后輪輪轂的多個齒圈，其中該鏈條可以通過變速機構(gòu)從一個齒圈換至另一個齒圈，在從一個齒圈至下一個較大齒圈的過渡區(qū)內(nèi)分別形成一個設想的環(huán)形功能件，所述功能件在周邊有多個缺口，其特征在于，所述功能件(2)中的所述多個缺口(5)對應于較小齒圈(6)的齒隙(7)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合鏈輪，其特征在于，所述功能件(2) 包括管形件(3)和盤形件(4)，其中所述較小齒圈(6)與所述管形件(3)連成一 體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復合鏈輪，其特征在于，所述功能件 (2， 23，..，)按階梯狀順序排列并通過這種方式構(gòu)成錐形齒圈空心體(1)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的復合鏈輪，其特征在于，所述功 能件(2)的周邊上的所述多個缺口(5)如此構(gòu)成，艮卩，形成橋接部(8)，所述 橋接部作為所述功能件(2)的一部分而形成這些齒圈(6和6a)之間的連接， 其中所述橋接部與所述較小齒圈(6)構(gòu)成第一接合點(9)并且該橋接部與較 大齒圈(6a)構(gòu)成第二接合點(9a)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的復合鏈輪，其特征在于，所述功 能件(2)的位于所述管形件(3)以及所述盤形件(4)中的所述多個缺口(5)通過其排布而形成呈直角形式的所述橋接部(8)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的復合鏈輪，其特征在于，所述橋 接部(8)的第一接合點(9)設置在所述較小齒圈(6)的每個齒的齒中心區(qū)域內(nèi)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的復合鏈輪，其特征在于，位于所 述管形件(3)中的所述多個缺口(5)分別逼近下一個較小齒圈(6)的齒隙(7)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的復合鏈輪，其特征在于，用于使 所述橋接部(8)固定在所述較大齒圈(6a)上的第二接合點(9a)在驅(qū)動轉(zhuǎn)動 方向(16)上相對于用于使所述橋接部固定在所述較小齒圈(6)上的第一接合點(9)是以超前的方式布置的。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的復合鏈輪，其特征在于，最大齒 圈(11)和齒圈空心體(1)在它們的相對的環(huán)形接觸部具有用于產(chǎn)生連接(12) 的機構(gòu)，所述齒圈空心體(1)通過所述連接(12)在徑向和軸向上相對于所述 最大齒圈(ll)被固定。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的復合鏈輪，其特征在于，包括 所述最大齒圈(11)和所述錐形齒圈空心體(1)的復合鏈輪通過輪廓(14)與 位于所述輪轂(l 5)上的箍套(l 3)抗轉(zhuǎn)動地連接。
11、 一種制造復合鏈輪尤其是錐形齒圈空心體的方法，所述錐形齒 圈空心體包括大小不同的、用于接納鏈條并將由該鏈條傳來的周向力傳 遞至自行車后輪輪轂的多個齒圈，其中該鏈條可以通過變速機構(gòu)從一個 齒圈換至另一個齒圈，其中，在從一個齒圈至下一個較大齒圈的過渡區(qū) 內(nèi)，分別形成一個設想的環(huán)形功能件，該功能件在周邊具有多個缺口， 該方法的特征在于通過由實心體車削或者通過外徑車削成型坯件來制造用于所述錐形 齒圈空心體(l)的半成品；銑削出每個齒圈(6，6a,…)的齒隙(7); 通過單獨的銑削加工在這些齒上形成抬升輔助結(jié)構(gòu)； 進行適當?shù)某尚我员阈纬稍谒鲥F形齒圈空心體(l)和最大齒圈(ll) 之間的連接(12); 熱處理； 表面處理；通過所述連接(12)將所述最大齒圈(11)和所述齒圈空心體(1)組裝起來。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鏈式變速器的復合鏈輪，其包括大小不同的、用于將由鏈條傳來的周向力傳至自行車后輪輪轂的多個齒圈，其中，在從一個齒圈至下一個較大齒圈的過渡區(qū)內(nèi)各形成一個設想的環(huán)形功能件，該功能件在周邊有多個缺口，缺口的構(gòu)造同時產(chǎn)生大量的橋接部，橋接部總是將較小齒圈的齒根與下一個較大齒圈的內(nèi)直徑連接在一起。有利的是，按照本發(fā)明將缺口設置在較小齒圈的齒隙區(qū)域內(nèi)，以便在騎行經(jīng)過泥濘的野外時自動排出臟污，在此，大量的臟污也會被鏈條滾子壓迫經(jīng)過齒隙處的缺口排出，因而使鏈條傳動裝置保持出色的功能。
文檔編號B23P15/14GK101513918SQ20091000471
公開日2009年8月26日 申請日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月23日
發(fā)明者亨里克·布雷特 申請人:Sram德國有限公司