CN104875844B - 用于自行车的前链轮处的链条的换位装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于自行车的前链轮处的链条的换位装置，其包括较小链轮(26)、较大链轮(27)、滚子链条(28)以及具有位于内导链板(2)上的通道(23)的拨链器(17)，其中，通道(23)在内导链板(2)上具有提升部(24)，当沿平行于链轮(26、27)的转动轴线的方向观察时，在滚子链条(28)开始由较小链轮(26)向相邻的较大链轮(27)换位的状态下，所述提升部(24)被位于较大链轮上的链条提升销(31)覆盖。在内导链板上构造具有提升部的通道(23)，并且在脚踏板处的各个较大的前链轮上，滚子链条与链条提升销以及选择肋共同作用，使得在将滚子链条由较小链轮向较大链轮换位时，条件得到改善。

Description

用于自行车的前链轮处的链条的换位装置
技术领域
本发明涉及一种用于自行车的前链轮处的滚子链条的换位装置，该换位装置包括较小链轮、较大链轮、滚子链条以及拨链器，该拨链器具有位于内导链板处的在链条换位过程中用于引导滚子链条的通道。
背景技术
自行车的前拨链器将链条从分级的前部链轮拨送到相邻的其它链轮上，以完成换挡过程。这种拨链过程由导链元件的基本上垂直于链条运行方向移动的切换运动来实现。该拨链过程可在两个方向上进行，即，由较大或中等大小的链轮向下一较小的链轮拨链以及由较小或中等大小的链轮向下一较大的链轮拨链。此时，链条在框架侧的导链元件的内导向板及外导向板之间运行，并根据所期望的切换方向由内导向板或者由外导向板向相邻的链板进行拨送。这些导向板在朝向链条的一侧具有与各拨链过程相适配的外形轮廓。
存在既用于双重链轮布置又用于三重链轮布置的前拨链器，其具有相应的导链元件构造，该导链元件可以与链条协同工作，并且不会与链板及脚踏曲柄发生干涉。
链条在由较大链轮变速运动到较小链轮的过程中以及反方向运动过程中，靠近导向面，并从该导向面换位到相邻的链轮上。在该换位过程开始时，各链轮对链条施加一作用力，并将链条转向相邻的链轮。由于此处涉及在链条拉力下存在的链条的牵引分支，链条发生偏移，导向板必须以相当稳定的方式构造。在上部间隔片、下部间隔片以及前部板连接结构处，设置在导向板之间的连接元件提高了导向板的稳定性。
该发明不仅针对于内导向板的结构设计，而且针对于脚踏曲柄处的与内导向板共同作用的前链轮。在将滚子链条从较小链轮换位到相邻的较大链轮上的情况，这种设计提供更好的条件。
这种换位过程通常感到困难的是，滚子链条参与换位过程的部分表示滚子链条驱动装置的牵引分支，前链轮与后部的主动轮(Ritzel)之间的拉力借助该牵引分支进行传递。在该拉力的作用下，滚子链条倾向于采用直线走向。与此相对，换位过程导致滚子链条与在链条应该换位到的链轮上的齿进行啮合，为此必须弯曲。
为了实现链条的换位过程而提出了不同的解决方法。在文献EP0474139中，钩形部件在(滚子链条应该换位到的)链轮上嵌合到一对链板之间，并在较高的径向高度上输送链条。这种情况下要做出如下让步，即，钩形部件一方面应该在链轮的轴向方向上尽可能远地伸出，以便能可靠嵌合到一对链板之间，而另一方面过远伸出的钩形部件可能会与相对于链轮倾斜运行的滚子链条保持接触，并产生干涉噪音，此外钩形部件也还会磨损。文献EP0538780公开了一种解决方案，其中两个链条提升销在换位过程中相继与滚子链条进行接触，与此同时相应的链条构件输送到较高的径向高度，较大链轮的齿与滚子链条的构件将进行直接啮合。由于链条在换位过程中在第一链条提升销处容易弯曲而具有弯曲的走向，其中相关的链条构件总长度比在较大链轮上到与滚子链条保持啮合的齿的直接直线距离要大。因此可防止在滚子链条的一对内链板与链轮的齿之间出现不可靠的啮合过程，以及此后除了链条外还存在除啮合之外的装置，这意味着提高了滚子链条的负载。更确切地说，可实现总是仅由滚子链条的一对外链板与链轮的齿进行啮合，可确保避免出现滚子链条的一对内链板与链轮的齿啮合。
文献EP1609713公开了切换支撑凸起部，其选择性地仅嵌接在外链板上，同时该凸起部允许链条构件以内链板通过，而不与其接触。
发明内容
本发明的任务在于，提出几种用于链条换位的机构，以及此外实现对链条的可靠换位过程。为此，导链元件的内导链板进行相应构造，并在朝向外链板的一侧配置有通道，用于容置相对于导链元件运动的滚子链条，如已在文献US4551121和EP1602572中所描述的。
另外，所述通道沿其纵向延伸具有提升部，该提升部缩小两个导链板之间的垂直距离，构造成狭窄部。该提升部的位置被确定成，使得该提升部在所述链轮的旋转运动中与设置在较大链轮上的提升销相遇。沿平行于链轮的转动轴线的方向观察，当提升销开始嵌合在滚子链条的外链板之间时，提升销、滚子链条构件以及提升部出现覆盖。该提升销将滚子链条运送到较高的径向高度，并且对滚子链条可靠啮合在较大链轮上的沿滚子链条延伸方向依次出现的齿上作出贡献。
几何比例以如下方式确定，即，在拨链器、链轮以及滚子链条装配在一起的情况下，当开始进行链条换位时，导链元件上的提升部与较小链轮上的位于切向离开较小链轮的滚子链条附近的齿之间的距离，相当于链条节距的整数倍。
在本发明的进一步的构造中，另外还在较大链轮上设置有选择肋，该选择肋与滚子链条的构件共同起作用。
当内链板构件接触选择肋时，选择肋到达外链板的在滚子链条的延伸方向上相邻的端部之间。因此，链条能够最大程度地向相邻的较大链轮靠近，并且滚子链条啮合在链条提升销上。
在另选的情况中，链条的外链板跨骑在选择肋上，防止滚子链条最大程度地向相邻的较大链轮靠近。因此使得，提升部不会沿将内链板沿朝向提升销的轴向方向压到足够远，以使得该内链板构件与提升销接触。另一方面在相反情况下，与没有选择肋的情况相比，更可靠地避免滚子链条啮合在链条提升销上。
附图说明
下面将基于示出的附图对本发明优选的实施例进行说明。
图1是根据本发明的用于自行车前链轮的导链元件的立体图；
图2是由外导向板朝向内导向板方向观察的图1的导链元件；
图3是由前部板连接部朝向上部间隔板方向观察的图1的导链元件；
图4示出了图1中的在前部板连接部没有铆钉的导链元件的细节图；
图5示出了图1中的在前部板连接部具有铆钉的导链元件的细节图；
图6示出了根据本发明装置的在自行车前链轮处用于对滚子链条进行换位的拨链器的立体图，由斜向前观察；
图7示出了图6中拨链器的拆解视图；
图8示出了根据本发明的在自行车前链轮处用于对滚子链条进行换位的装置的示意图，其中前链轮及滚子链条仅示意性示出；
图9示出了根据本发明的用于对滚子链条进行换位的装置的前链轮以及相邻的较小链轮示意图，平行于链轮的转动轴线方向进行观察；并且
图10示出了根据本发明的用于对滚子链条进行换位的装置上在链条换位开始时的情况。
附图标记列表：
1 导链元件
2 内导链板
3 外导链板
4 中间腔
5 上部间隔板
6 后部间隔板
7 前部板连接部
8 第一螺栓孔
9 第二螺栓孔
10 后部板固定部位
12 铆钉
13 连接板
14 间隔块
16 板铆钉
17 拨链器
18 主体
19 固定螺钉
20 臂部
21 枢转螺栓
22 铰接螺栓
23 通道
24 提升部(Erhebung)
25 前链轮
26 较小链轮
27 较大链轮
28 滚子链条
29 高牵引分支(Zugtrum)
30 低牵引分支
31 链条提升销(Kettensteigniet)
32 外链板
33 内链板构件
34 选择肋(Selektionsrippe)
35 牵引臂(Zugarm)
36 缆索夹紧螺钉
37 链条节距
38 边缘
39 宽度
40 最小链轮
具体实施方式
图1至图3以不同视图的形式示出了用于自行车的前拨链器的导链元件1。图中可见内导链板2、外导链板3以及形成在二者之间的中间腔4。未示出的在安装状态下在自行车上形成闭合环的滚子链条运行穿过中间腔4。
第一螺栓孔8和第二螺栓孔9分别用于容置图中未示出的枢转螺栓，该枢转螺栓构成通常设置在导链元件1上的平行四边形机构的臂部与导链元件1之间的铰接部，因此该导链元件1能够相对于自行车车架以及因此同样相对于链轮在脚踏板轴承处进行运动。该导链元件1的相对运动用于将链条由一个链板换位到相邻的链板上。
图6中以立体图示出了整个拨链器17。在这里涉及的是拨链器的一个实施方式，在该实施方式中，主体18利用固定螺钉19以不能运动的方式与未示出的自行车车架的支座管相连接。拨链器另选的构型具有夹紧卡接件，该夹紧卡接件与主体相连，并用于在自行车车架的支座管上进行安装。
导链元件1利用配属于平行四边形机构的臂部20以及牵引臂35与主体18活动连接。在被覆盖并因此不能看到的牵引臂35上设置缆索夹紧螺钉36。
臂部20和牵引臂35利用铰接螺栓22与主体18活动连接，并利用枢转螺栓21与导链元件1活动连接。第一螺栓孔8及未示出的第二螺栓孔9用于容置枢转螺栓21，它们不是像根据图1至图5的实施方式那样设置在导链元件1的上部，而是设置在导链元件1的侧面。
导链元件1在空间上可以基本上布置在主体18的上方或下方，由主体18为出发点，臂部20和牵引臂35分别向上或向下延伸。根据图6的实施方式，由主体18为出发点，臂部20向下延伸。
内导链板2和外导链板3被构成，使得它们在进行切换运动时不与链轮相互干涉。
由图1至图3可见导链元件1的其他细节特征。内导链板2与外导链板3之间的必要的机械连接形成上部间隔板5和后部间隔板6，其中后部间隔板6还用于防止链条从中间腔4中滑出。位于后部间隔板6和内导链板2之间的后部板固定部10在构造上包括板铆钉16。为了插入处于闭合环中的链条，另选地，后部板固定部10在后部间隔板6和内导链板2之间构造有螺钉。
内导链板2与外导链板3之间的其它连接部形成前部板连接部7。在此情况下，间隔块14在内导链板2与外导链板3之间延伸，并且连接板13贴靠在内导链板2上。铆钉12将连接板13与内导链板2以不可脱分的方式连接在一起，并使导链板2、3彼此稳定。通过外导链板3、间隔块14和连接板13的所选取的Z形布置形式，如图1和图3所示，可产生多种效果。
铆钉12就铆接过程中所需使用的工具来说是容易获得的。此外，从相对于内导链板2的弯曲来说，外导链板3具有比其他的前部板连接部7的布置(具有U形形状并且环绕内导链板2的边部)更高的稳定性。这会使得在根据本发明的导链元件1中，在上部间隔板5与前部板连接部7之间具有较大的间距。
如图4和图5中详细视图可见，在本发明的实施方式中，当链条在换挡过程中径向向外提升超过最大的链条板上的齿时，间隔块14也还用作限位元件，用于防止在换挡过程中过大地提升链条。为了对链条进行引导，但是并非夹持在链轮上的齿与前部板连接部7之间，间隔块14沿着其从上部间隔板5朝向前部板连接部7的方向的延伸向下弯曲。
图5中示出的铆钉12由实心材料制造。也可以使用空心铆钉来代替。
在铆钉12的位置处也可以使用螺栓，例如当对有关组件的可接触性、可维修性、以及更换有特殊要求时。
在本发明另外的实施方式中第一和第二螺栓孔8、9的相互位置以其他方式设置，这与平行四边形机构的臂部的延伸方向相关联。在示出的实施例中，第一螺栓孔8位于比第二螺栓孔9更高的位置处。这也可以反过来设置，或者两个螺栓孔可以设置在相同的水平高度上。
在图1和图2中，在后部间隔板6和板铆钉16的上面及右侧，分别在附图标记“2”的标记线的端部上方，可见导链内导链板2的形成通道的部段。该通道开始于内导链板2的上部外边部，在图示中在由左向右的走向上逐渐变窄，并终止于由左下方向右上方延伸的线上。该条线表示提升部。由于该通道指向导链元件1的中间腔4，则该通道可以与穿过中间腔延伸的滚子链条保持接触。在图6中可以看到该通道23和提升部24。
在图7的拆解视图中，可以看出，作为拨链器17的基本元件的主体18、臂部20、牵引臂35、导链元件1、枢转螺栓21以及铰接螺栓22。该导链元件1包括具有提升部24的通道23。
图8示出了根据本发明的用于在自行车的前链轮25处对滚子链条28进行换位的装置(平行于脚踏板支承轴从自行车右侧进行观察)。其中示出了滚子链条28的部段如何形成高牵引分支29，或另选地形成低牵引分支30。此处，高牵引分支29形成较小链轮26与后轮上齿轮组的未示出的最大齿轮之间的连接。此外，低牵引分支30形成同一个较小链轮26与后轮上齿轮组的同样未示出的最小齿轮之间的连接。
前链轮25和滚子链条28仅示意性示出。图中表示前链轮25的圆是通过滚子链条28的未示出的链条销轴的轴线的圆，其中该链条啮合在链轮上。表示滚子链条28的带为围绕滚子链条构件的圆形的包络线。
图中所示，在高牵引分支29和低牵引分支30后面，通道23位于内导链板2上，该内导链板2的边缘38与高牵引分支29和低牵引分支30的角度设定相对应地在链条运行方向上呈漏斗形会聚。提升部24在通道的边缘38之间呈直线延伸。在其它实施方式中，提升部的其他走向也是可以想象的。这仅取决于，在滚子链条28的构件位于通道23内时，提升部24是否能与滚子链条28保持接触。
图9示出了根据本发明的用于对滚子链条28进行换位的装置的较小链轮26以及邻近的较大链轮27(沿与链轮26、27)的未示出的转动轴线平行的轴线、由自行车的左侧或较小链轮26的一侧进行观察)。链轮26、27的位置与其在脚踏板上的安装位置相对应，但并未同时示出必要的固定机构。
在较小链轮26所朝向的较大链轮27一侧，具有多个在周向上彼此间隔开的链条提升销31。
图10示出了根据本发明的用于对滚子链条28进行换位的装置处在链条换位开始时的情况(由较小链轮26的一侧观察)。由于视向稍微向上，因此能够看到滚子链条28的外链板构件的一对外链板32。在内链板构件33的图示中省略了同样成对设置的内链板的细节情况。
可以看到链条提升销31的钩形端部嵌合到外链板32之间的空腔中，并通过链轮26、27进一步的共同旋转运动带动相关的链条构件，由此实现对滚子链条28的转弯。该嵌合运动的基本条件在于，一方面在滚子链条28开始换位到相邻的较大链轮27的状态下，链条提升销31与位于较小链轮26的链条切线走向上的齿之间的距离相当于链条节距37的整数倍。
在此，未示出的提升部24在内导链板2上的通道23内的位置与贴靠在链条提升销31上的链条的链板位置相对应。
为了能够在滚子链条28换位过程中将滚子链条28的构件容置于通道23中，通道23的边缘38需要设置在某一区域之外，一方面，也就是在滚子链条28由较小链轮26朝向后轮上最大的后部齿轮运行时，该区域由高牵引分支29来确定，另一方面，在滚子链条28由较小链轮26朝向后轮上最小的后部齿轮运行时，该区域由低牵引分支30来确定。
由于在链条换位过程中优选将滚子链条28的构件定位于导链元件1的通道23内，因此将滚子链条28向链条提升销31引导。这就使得链条提升销31嵌合到一对外链板32之间的空腔内。
通过在导链元件1上的具有提升部24的通道23的作用，滚子链条28的构件被压向链条提升销31。该措施通过用于支持设置在较大链轮27上的滚子链条28换位的元件得以实现。
在较大链轮27上，在滚子链条28的内链板构件33的后面的方向上进行观察，还附加设有选择肋34，该选择肋34伸入到在链条运行方向上相对设置的外链板32的端部之间的空腔内。为此将选择肋34的宽度39选为相应较小。因此滚子链条28可在轴向方向上最大限度地接近较大链轮27，由此可实现在较大链轮27上滚子链条28的外链板32在链条提升销31上的所谓的啮合。为了实现该原理的上述功能，需要使得在链条运行方向上选择肋34与链条提升销31之间的间距相当于链条节距的奇数倍。由此可保证在内链板构件33配合在选择肋34上时，外链板32贴靠在链条提升销31上。
在示出的实施例中，选择肋34与链条提升销31之间的距离为单倍的链条节距37。
在示出的实施例中，选择肋34通过在链条运行方向上由相邻的材料加工成形的方式形成。选择肋也可以通过挤压材料、涂覆材料或铆接单独的元件来形成。
在另选的情况下，也就是在将外链板32与选择肋34轴向相邻布置时，将防止滚在链条28啮合在链条提升销31上。
在本发明的示出的实施例中，较小链轮26具有22个齿，较大链轮27具有34个齿。在较小链轮26上为24个齿且在较大链轮27上为36个齿的分级布置也被证明是实用的。
除了较小链轮26和较大链轮27以外，还可以设一个未示出的最小链轮40，该最小链轮40具有比较小链轮26还要少的齿数。

Claims (9)

1.一种用于自行车的前链轮(25)处的滚子链条(28)的换位装置，该换位装置包括较小链轮(26)、较大链轮(27)、滚子链条(28)并具有位于内导链板(2)上的通道(23)的拨链器(17)，该通道用于容置所述滚子链条(28)；
其特征在于，所述通道(23)具有提升部(24)，当所述较大链轮(27)上的链条提升销(31)开始嵌合到所述滚子链条(28)的一对外链板(32)之间的空腔中时，在所述滚子链条(28)开始由所述较小链轮(26)向相邻的所述较大链轮(27)换位的状态下，在沿平行于所述较小链轮(26)和所述较大链轮(27)的转动轴线的方向进行观察时，所述提升部(24)被所述链条提升销(31)覆盖。
2.根据权利要求1所述的滚子链条(28)的换位装置，其特征在于，当所述滚子链条(28)开始向相邻的所述较大链轮(27)换位时，在平行于所述滚子链条(28)的纵向延伸方向上所确定的选择肋(34)与所述链条提升销(31)之间的间距相当于链条节距(37)的奇数倍。
3.根据权利要求2所述的滚子链条(28)的换位装置，其特征在于，所述选择肋(34)与所述链条提升销(31)之间的间距相当于一倍的所述链条节距。
4.根据权利要求1或2所述的滚子链条(28)的换位装置，其特征在于，所述较小链轮(26)具有22个齿，所述较大链轮(27)具有34个齿。
5.根据权利要求1或2所述的滚子链条(28)的换位装置，其特征在于，所述较小链轮(26)具有24个齿，所述较大链轮(27)具有36个齿。
6.根据权利要求1或2所述的滚子链条(28)的换位装置，其特征在于，所述换位装置具有另一个前链轮(25)，该另一个前链轮(25)比所述较小链轮(26)更小，因此表示最小链轮(40)。
7.根据权利要求2所述的滚子链条(28)的换位装置，其特征在于，在所述滚子链条(28)开始向相邻的所述较大链轮(27)换位的状态下，所述较小链轮(26)的处于链条的切向走向上的齿与所述链条提升销(31)之间的间距相当于所述链条节距(37)的整数倍。
8.根据权利要求1或2所述的滚子链条(28)的换位装置，其特征在于，所述通道(23)的边缘(38)由滚子链条(28)的高牵引分支(29)和低牵引分支(30)的位置来得到。
9.根据权利要求2或3所述的滚子链条(28)的换位装置，其特征在于，所述选择肋(34)具有宽度(39)，该宽度比所述滚子链条(28)的在所述滚子链条(28)的纵向上相邻的两个外链板(32)之间的间距小。
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