[发明专利]单链轮

说明书

本发明涉及一种单链轮，具有轴向外侧和内侧。链轮具有包括链轮径向内端上的内轮廓部以将力矩从脚蹬曲柄传至链轮的轮毂区。轮毂区限定轮毂外平面和轮毂内平面之间的轴向轮毂中心平面。还具有包括链轮径向外端上的许多齿以接合链条的齿区。齿区限定齿外平面与齿内平面之间的轴向齿中心平面。齿内平面由齿的沿轴向在内侧处于最远的表面限定。链轮具有径向上在链轮的轮毂区和齿区之间延伸且将其相连的连接区。连接区限定连接外平面和连接内平面之间的连接中心平面。连接内平面由连接区沿轴向在内侧处于最远的表面限定。齿中心平面在轴向上与轮毂中心平面向内错位地延伸，为增大链轮刚性，连接区的连接内平面在轴向上与齿区的齿内平面向内错位地延伸。

技术领域

自行车的链条传动装置已经有悠久的发展历史。根据变化的要求，总是将不得不再次满足不同的要求。

背景技术

出发点是脚蹬曲柄上有单链轮(前链轮)的输入链条传动装置与在后轮轮毂上的单个齿轮(后链轮)的组合，其中前链轮和后链轮通过滚子链条连接。

根本上讲，这一概念延续到如下的多级变速传动装置中，其具有用于在相邻链轮之间拨动滚子链条(前拨链条器和后换挡机构)的转换装置。转换装置补充有链条张紧器。一方面在沿轴向相邻布置的多个前链轮之间且另一方面在后链轮之间的链条偏斜造成对滚子链条稳固啮合于链轮齿的要求的提高。

与山地车(MTB)的引进和发展协力地，前链轮数量已经发展达到三个。链条偏斜在此相应增大。

近年来，链条传动装置已被改动以实现它们只需具有单个前链轮(独立的牙盘或链轮)。为此已经需要详细的解决方案，例如包括交替的粗齿和细齿的齿形，其无需前拨链条器的现有链条引导也行，并且还允许滚子链条在前链轮上很稳固啮合。

为了还是能获得所需的可用齿轮扩展，采用具有11、12或13个大量齿轮的多级齿轮组件。利用很大的具有约50个齿的齿轮，这些齿占据因轮毂倾斜程度而在内轮毂凸缘和外轮缘之间可获得的结构空间。相比于传统布置，所述多级齿轮组件的大齿轮在内侧在轮毂中心或车架中心的方向上良好间隔布置。

对于理想的链条中心线，独立的前牙盘和齿轮位于同一几何形状平面内，因此链条未经历任何偏斜。在此理想状态中将会存在最小的链条磨损和传动系的最大效率。但是，无法针对多级齿轮组件的每个齿轮产生这个状态。链条偏斜在最小齿轮和最大齿轮上尤其严重。

多级齿轮组件的小齿轮在轴向上在外侧比大齿轮更远地布置。相反，大齿轮在轴向上在内侧比小齿轮更远地布置。在径向上，多个齿排布在齿轮和链轮的外侧上。用于传递力矩的轮廓部(profile)沿径向在内侧布置在齿轮和/或链轮上。

相比于存在于多级组件中的大链轮，独立的前链轮比较小，因此比较稳固。但是，就稳固性而言的优点与较大的链条张力相克，较大的链条张力可能因在曲柄长度与减小的链轮直径之间的改变的传动比而出现。

在链轮刚性不足的情况下，例如像在施加很大的链条张力时，链轮可以在工作过程中横向弯曲并损坏。如果链条偏斜增强，则此问题变得严重，例如因为在齿轮数增加情况下最大齿轮轴向向内移位向运动后轮的轮辐。如果链条处于与在内侧位于更远的其中一个大齿轮的啮合，则链条张力因为链条偏斜严重而很大。牙盘压弯危险在此最大。

在牙盘设计中首先需要考虑增大的稳固性要求，其次考虑现在存在的重量轻的要求。材料(重量和强度)还有几何形状(刚性)的选择在此很重要。

在齿中心平面内的链轮齿上，链条张力被传入齿中，其中，链条张力的方向因为相对于多级齿轮组的后齿轮的链条偏斜而并不平行于齿中心平面。

首先，链轮的齿中心平面打算相对于多齿轮组尽量居中布置以限制链条偏斜。其次，链轮的轮毂区因预定的车架和曲柄连接程度而无法自由改变。这导致沿轴向在其轮毂中心平面和其齿中心平面之间具有错位的链轮。尤其是齿中心平面相对于轮毂中心平面向内错位。