专利名称：链轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将链条切向力(简称力)从链条传递至驱动件、或 将链条切向力从驱动件传递至链条的链轮，其中，所述链条啮入外设于 链轮上的轮齿的齿中，并且所述链轮与用于传递力矩的驱动件抗转动地 相连，该链轮在所述轮齿内具有穿孔。
背景技术：
1999年11月9日的美国专利5980407公开了一种转动体，它或是可 以被用作制动盘，或是可以被用作链轮，并且该转动体具有开设于外环 部和内环部之间的减重孔，该减重孔在驱动旋转方向上从内向外延伸， 在此形成臂部；与没有穿孔的圆盘相比，臂部在链条加载时，允许所述 外环部相对于所述内环部在驱动旋转方向上弹性扭转。所述穿孔还按照 适于减重的形式布置，但所述穿孔与轮齿的齿数无关。
还己知喜玛诺(Shimano)公司的一种型号为CS-7800的盒式齿轮圈， 该齿轮圈由多个盒式齿轮构成，其中的几个盒式齿轮具有圆形穿孔，这 些穿孔分别设置在一个齿的下方。这些穿孔以相对各自齿中心线对称的 方式设置并且就其尺寸而言只用于减轻重量。
发明内容
根据本发明的链轮和根据现有技术的链轮一般都具有位于齿下方的 穿孔，所述穿孔用于减轻重量。如果所述穿孔以相对所述齿中心线对称 的方式布置，则这对应于按照高刚性要求而设计的支撑结构。根据对所 述支撑结构的要求的不同，所述穿孔之间的横隔的结构和尺寸可以如此 变化，即在驱动旋转方向上出现一定的弹性，该弹性在传输很大的力时 导致弹性变形，该弹性变形主要包括沿径向在穿孔外的轮齿区相对于沿
径向在穿孔内的与驱动件相连的区域移动。此时，所述各个齿互相之间 的具有功能性的弹性没有出现或只是略微出现。
在目前类型的链轮中，在承载侧承受载荷的第一齿承担整个驱动载 荷的相当多的一部分，取决于齿数、齿廓角、齿距和其它参数，其有可
能高达95%。当滚子移入移出承载齿面时，将导致所述链条滚子和承载
齿面之间产生很高的表面压力并导致磨损。
每个齿在自行车骑行过程中承受不同大小的弯曲载荷，其大小首先 取决于自行车使用状况。比如，在赛车和山地车的链轮上出现了最高载 荷，在那里由于相邻布置了许多链轮从而导致安装空间非常有限。这导 致在那些被制成非常狭窄的链轮的齿上形成开裂，这种开裂可能扩展并 导致相应各齿断裂。所述齿上的侧压印会使这个问题尖锐化，所述侧压 印是换挡变速辅助手段，由此可能进一步减小所述链轮的厚度。最后， 还有一种应用场合是值得一提的，即在起动或停车时以较长时间承受最 高载荷。在此，链轮可能因横向弯曲而失去功能。
以目前的技术无法满足更窄更轻的链轮的发展趋势，因而本发明规 定，将分配所述各个齿的弹性整合起来，借此来如此影响两个相邻齿之 间的功能刚性，即两齿之间的距离能够取决于负荷地匹配于预定链距。 事实证明以下措施是有利的，利用若干穿孔获得所述弹性，所述穿孔在 齿的下方设置在位于穿孔外的轮齿区和沿径向位于穿孔内的且同驱动件 相连的区域之间。穿孔的轮廓使得在各个相关的齿下面出现由横隔组成 的体系结构，该体系结构对于各个相关的齿来说，在传递所述链条滚子 力时允许在驱动旋转方向上出现弯曲，直到另一个链条滚子贴在沿所述 驱动旋转方向的后续齿的齿面上并能传递力。如果该力足够大，则后续 齿的弯曲可能导致后续的另一个齿参与到力传递当中。
所述穿孔呈长条形，它沿径向在所述穿孔内的区域开始，在旋转驱 动方向上向外延伸推进至在穿孔外的轮齿区。因此出现了由横隔构成的 体系结构，这些横隔与所述齿有效相连并且是在穿孔轮廓的其中一侧形 成的。从以下设计出发，即只有一个齿具有这样形成的穿孔，可以限定 出两个横隔，即第一横隔介于所述轮廓和朝向齿的承载齿面的半个齿槽
之间，第二横隔介于所述轮廓和朝向非承载齿面的另一半齿槽之间，在 这里，齿的传递力的承载齿面位于非承载齿面的对面。在承载时，齿发 生偏移，该偏移在第一横隔中造成拉伸载荷，在第二横隔中造成压縮载 荷。人们设想到在驱动旋转方向上在前设置属于第二齿的第二穿孔，因 而可以看到两个齿之间的第三横隔，该第三横隔在前述齿受力时承受弯 曲载荷，所述弯曲载荷由承受压縮载荷的所述第二横隔造成。
如果位于该穿孔上的齿相对其余齿具有结构差异，如更小的板厚， 所述穿孔的轮廓可以就横隔的形成而言相对于其余穿孔而改变。这样一 来，当所述弹性因轮廓改变而不相应匹配时，所述承载齿面被弱化并且 提前磨损。
在轮齿的每个齿下方设置一个穿孔是适当的，从而不管所述链轮相 对踏板上的驱动链轮如何定位，每个齿都因其弹性而参与到减小承载齿 面磨损当中。这样就体现出本发明的优点，其可以实现
*齿面磨损减小；
*防止齿因崭新状态下的齿距精度而承受大小不同的力； *减小链条滚子所受的载荷；
*阻尼带来所述开裂危险的、在换挡时出现的载荷峰值； *降低由弯曲交变载荷(Biege-Wechsel-belastung )带来的最高齿应力； *使力传递延展至多个前后布置的齿并且减小在静载荷下的链轮和/ 或驱动件的弯曲趋势；
*采用具有较强磨损趋势和较低强度参数的材料； *进一步减轻重量。
因此，本发明制定以下任务，为了尤其是自行车的链条传动机构提 供一种链轮，它与现有技术相比实现了重量减轻，具有更好的耐磨性能 和/或传递更大的力，以及还提供了用不同于钢的材料制造链轮的可能性。
解决该任务的方案在独立权利要求的特征部分中叙述了。由从属权 利要求中能得到设计方案。
结合附图来说明链轮，其中
图1以局部图表示链轮，其具有位于齿下方的穿孔，此时形成第一
横隔和第二横隔以及偏移；
图2以局部图表示链轮，其具有两个穿孔和第三横隔以及偏移；
图3以局部图表示链轮，其具有一个滚子和位于每个齿下方的穿孔
以及三个横隔；
图4以局部图表示链轮，如图所示，该链轮与链条滚子相啮合。
附图标记一览表
l一链条；2 —链轮；3 —轮齿；4一齿；5 —承载齿面；6 —非承载齿 面；7 —滚子；8 —轮齿区；9一区域；10—穿孔；11—轮廓；12_驱动件； 13 —驱动旋转方向；14一第一横隔；15 —第二横隔；16 —第三横隔；17 —力；18 —板厚；19一偏移；20 —偏移；21 —中心线；
具体实施例方式
附图标记1表示链条，该链条1与链轮2上的轮齿3的齿4啮合， 并且在自行车骑行过程中传递力矩给驱动件12，该驱动件12与自行车后 轮连接。齿4具有承载齿面5并且在驱动旋转方向13上相对中心线21 具有对置的配滚齿面6，在这里，链条1的每一个滚子7啮入两个齿4之 间的齿槽并通过承载齿面5将力17传递给链轮2的每个齿4。
根据图l，链轮2在齿4的下面具有穿孔10，穿孔10是长条形并具 有轮廓11。在轮廓11与朝向承载齿面5的半个齿槽之间形成了第一横隔 14。在轮廓11与朝向非承载齿面6的另一半齿槽之间形成第二横隔15， 第二横隔15与第一横隔14 一样用于在链轮2上与齿4建立弹性关系。 承载齿面5相对齿4的中心线来说与非承载齿面6是对置的。显然齿顶 因力17的作用而承受偏移19。
根据图2，在驱动旋转方向13上，另一个穿孔10跟在上述的第一 穿孔10的后面，这样就出现第三横隔16，所述第三横隔16进一步为上 述齿4加强弹性。齿顶因力17的作用而承受偏移20，该偏移20大于偏 移19，因为第三横隔16因其在两个穿孔10之间的长度很长而具有附加
的弯曲回弹性。
从图3中看到了穿孔10的排列形式，它们分布在链轮2的整个周长 上。在此也示出了，轮齿区8沿径向设置在穿孔10的外侧，区域9沿径 向设置在穿孔10的内侧。滚子7贴在齿4的承载齿面5上。驱动件12 在区域9内承受力矩。
在图4中示出了链条1，链条l的三个滚子7贴在齿4的承载齿面5 上，链条1的两个滚子7已经脱离了链轮2。每个链轮2具有一个板厚 18，该板厚18对链轮2有特殊意义，即链轮因齿4上的压印而具有减小 的板厚18，这大多与在从小链轮2换挡至大链轮2时辅助链条1爬升有 关。
本发明的优点尤其在于每个齿4在驱动旋转方向上具有弯曲回弹 性，以避免有害的载荷峰值。
权利要求
1、一种链轮(2)，该链轮(2)用于将链条切向力，简称力，从链条(1)传递至驱动件(12)或从驱动件(12)传递至链条(1)，该链条(1)啮入外设于所述链轮(2)上的轮齿(3)的齿(4)中，并且该链轮(2)与用于传递力矩的驱动件(12)抗转动连接，其中该链轮(2)在所述轮齿(3)内具有多个穿孔，其特征在于，该链轮(2)的至少一个齿(4)配有穿孔(10)，该穿孔(10)被所述齿(4)的径向延伸的中心线(8)非对称地分开，并且该穿孔(10)靠向齿(4)的承载齿面(5)，因而该穿孔(10)在该承载齿面(5)和穿孔(10)的轮廓(11)之间形成第一横隔(14)，该穿孔(10)同样还靠向齿(4)的非承载齿面(6)，并在那里在该非承载齿面(6)和所述穿孔(10)的轮廓(11)之间形成第二横隔(15)。
2、 根据权利要求1所述的链轮，其特征在于，在所述齿(4)的承 载齿面(5)和所述穿孔(10)的轮廓(11)之间的所述第一横隔(14)， 在该齿(4)的所述承载齿面(5)承载所述链条(1)的滚子(7)的情 况下，作为拉伸件而受力。
3、 根据权利要求1或2所述的链轮，其特征在于，在该齿(4)的 非承载齿面(6)和该穿孔(10)的轮廓(11)之间的所述第二横隔(15)， 在该齿(4)的所述承载齿面(5)承载所述链条(1)的滚子(7)的情 况下，作为压縮弯曲件而受力。
4、 根据权利要求1至3之一所述的链轮，其特征在于，作为拉伸件 而受力的所述第一横隔(14)比作为压缩弯曲件而受力的所述第二横隔(15)长。
5、 根据权利要求1至4之一所述的链轮，其特征在于，作为拉伸件 而受力的所述第一横隔(14)关于所述齿(4)在驱动旋转方向(13)上 后续的穿孔(10)形成第三横隔(16)，所述第三横隔(16)因所述第二 横隔(15)承载而作为弯曲件受力。
6、 根据权利要求1至5之一所述的链轮，其特征在于，每个穿孔(IO)对应于多个前后相继的齿(4)。
7、 根据权利要求1至6之一所述的链轮，其特征在于，处于所述链 条(1)的最大力(17)作用下的第一齿(4)在驱动旋转方向(13)上 弯曲，由此出现了距离沿着驱动旋转方向(13)后续的第二齿(4)的齿 距的扩大，所述第二齿(4)从此时起传递所述力(17)的大部分。
8、 根据权利要求1至7之一所述的链轮，其特征在于，所述第二齿 (4)也在驱动旋转方向(13)上弯曲，由此出现了距离沿着驱动旋转方向(13)后续的第三齿(4)的齿距的扩大，所述第三齿(4)从此时起 传递所述力(17)的大部分。
9、 根据权利要求1至8之一所述的链轮，其特征在于，沿驱动旋转 方向(13)后续的、但尚未参与所述力(17)传递的另一个齿(4)，由 于沿着驱动旋转方向(13)靠前的齿(4)的弯曲所造成的所述齿距的扩 大，从此时起也参与所述力(17)的传递。
10、 根据权利要求1至9之一所述的链轮，其特征在于，如果位于 所述至少一个穿孔(10)之上的齿(4)相对其余齿(4)具有结构差异， 例如具有更小的板厚(18)，则所述至少一个穿孔(10)的轮廓，就其横 隔(14， 15， 16)的弹性而言，相对其余的穿孔(10)被改变。
全文摘要
本发明涉及用于将力矩从链条传递至驱动件、或从驱动件传递至链条的链轮，其中，所述链轮在轮齿和内区域之间具有多个穿孔，所述穿孔关于各自一个齿形成横隔，所述横隔在齿距方面为齿提供了一定的弯曲回弹性，这样一来，所述驱动载荷分散到多个齿。其优点在于，齿弹性改善了齿面磨损、有助于重量减轻并且允许采用新型材料。
文档编号F16H55/02GK101191549SQ20071019670
公开日2008年6月4日 申请日期2007年12月3日 优先权日2006年12月1日
发明者亨里克·布雷特 申请人:Sram德国有限公司