[发明专利]用于自行车的多级链轮

说明书

本申请是申请日为2009年7月3日、发明名称为“用于自行车的多级链轮”、申请号为200910139845.8的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及多级链轮，其具有大小不同的、用于接纳链条并将由该链条传来的周向力传给自行车后轮轮毂的多个齿圈，所述多级链轮使得链条能够通过变速机构从一个齿圈被换到另一个齿圈上，在这里，齿圈及其齿具有换挡辅助结构，所述换挡辅助结构不仅简化换挡，而且加强维持链条啮合于齿圈的齿部。

背景技术

目前，多级链轮的换挡可以借助变速机构顺利可靠地完成，在这里必要前提条件是：骑车人注意某些规定。例如提出了以下建议：当链条处于齿圈上的某些位置时不能倒踩空行，或者不能以大力矩一下子强换挂多个挡位。另外，在换挡时，脚踏板要有足够高的转速。

为了能够实现至较小齿圈的可控换挡，必须在齿圈上一直引导链条，直至到达规定位置为止。在所述规定位置，滚子降低移入较小齿圈的齿槽，从而链条不会跨上齿圈的齿。结果得到了几乎无冲击的换挡过程，该换挡过程也可以在承载情况下完成。换至下个较小齿圈的可控换挡的问题在于，在立即降低时要避免绕过规定位置。即便链条在规定位置下降，还是无法保证链条因横向错移而以链板跨在齿上，尽管滚子相对齿槽处于正确位置。

为了使变速机构不移动过大换挡行程且链条同时能轻柔过渡地获得换挡速度，曾提出过许多改进方案，例如在1937年11月11日提出的美国专利第475021号中，其中，在齿圈上在两个转动方向上在齿部中加工出换挡空缺，用于在周边的一个位置给链条提供噪音低的过渡。

按照欧洲专利EP 642975B1，采取了针对齿圈的齿和齿圈本身的许多改进，以便尤其在承载情况下不仅简化链条换至小齿圈的换挡操作，而且简化换至大齿圈的换挡操作，在这里，针对两个换挡方向有至少一个用于链条移位的位置。

虽然上述建议使得理解技术的骑车人能够简单地不常出错地换挡，但是一系列内部试验表明出错率达30％。而且，换挡错误可能在承载情况下导致链条断裂，同时骑车人的肌肉还将受到猛烈冲击，这可能在骑行中导致痉挛。

发明内容

本发明提出的解决方案着眼于特殊的齿圈形状，并且因而可以目的明确地适应相关齿圈的各自尺寸。提出了带来同一趋势的众多形状变化，它们能够克服在换挡时出现的偏移力而最佳地引导链条：

·在根圆区域内的齿圈宽度被明显增大，从而链条在齿圈上的轴向引导基本上通过在齿圈根圆处的引导区内的、内链板局部直径（Teildurchmesser）相对滚子直径的超出部实现。

·平坦的导向斜面在齿上从根圆处的引导区开始一直延伸到在其中一个齿侧面上的滚子最高支承点的区域，这样，齿宽朝上减少了如此程度，即，不会出现因大齿宽而卡死内链板。在滚子插入当时的一个齿槽底面时，当链条在变速时被导向斜面或第一转向斜边偏移之后，链条对准齿圈并本身对中。外链板不参与引导链条。事实证明以下措施是适当的，导向斜面相对齿圈平面具有10°至20°的角度。对较小齿圈来说，该角度最好介于5°至15°的范围内。

·在朝向齿尖的方向上在导向斜面后有倾斜角度明显更大的第一转向斜边，一方面，当大的换挡力在尽管有上述导向斜面的情况下还是迫使链条偏转以至链条失控地滚落向较小齿圈时，第一转向斜边使链条再次偏转并返回初始位置。另一方面，当链条可控地从大齿圈落向小齿圈并且由此时产生的悬空链（Kettenbogen）引起过大偏转时，第一转向斜边也起到导入斜面的作用。此时，链条又向回偏转并防止链条挂跨。第二转向斜边也用于使处于与齿圈啮合的链条不能在齿尖上做到啮合，而是被退回，以保留原来的链条啮合。

·第二转向斜边跟在第一转向斜边之后并且与之形成作为齿的最高凸起的尖顶。第二转向斜边较短并且相对齿平面更陡峭地延伸，因而相应齿圈的从尖顶至面对较小齿圈的平面具有大约为齿圈宽度三分之一的距离。一个重要特征是，第一转向斜边和用于将链条换至相应的较大齿圈所必需的第二转向斜边没有竖直的过渡区。这样，最佳地充分利用了可用的齿圈宽度，而且在失控地越过多个齿圈进行换挡时改善了换挡质量。

·所提出的齿圈形状尤其适于制造铣削的齿圈空心体用的车削坯件。