CN107208774B - 具有弹性对中元件的齿形链轮轮毂 - Google Patents

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Abstract

一种具有弹性对中元件的齿形链轮轮毂，其包括：具有容置部分(5)以及圆柱形外表面(16)的输入轴(2)；能与所述输入轴接合的链轮(7)；所述链轮包括至少两个第一表面(12)，其均设置于弯曲梁(14)上，以使得每一个第一表面能沿径向方向弹性地运动，所述两个第一表面支承于所述圆柱形外表面上，所述两个第一表面均具有比所述圆柱形外表面的半径D小的半径d；至少一个第二表面(13)，其与第一表面相比能径向地运动更小的范围，所述第二表面接合所述容置部分以防止所述链轮的相对于所述输入轴的相对旋转；以及与所述第二表面处于合作关系的第三表面(17)，所述第三表面支承于所述输入轴的圆柱形外表面上，所述第三表面与所述圆柱形外表面具有间隙配合。

Description

具有弹性对中元件的齿形链轮轮毂
技术领域
本发明涉及一种齿形链轮，更特别地涉及一种具有弹性对中元件的齿形链轮，其具有：设置于弯曲梁上的并且能径向地运动的第一表面，与所述第一表面相比能径向地运动更小的范围的第二表面，以及与第二表面处于合作关系的第三表面，所述第三表面支承于输入轴的外表面上，所述第三表面与所述外表面具有间隙配合。
背景技术
链条传动装置为比如自行车的两轮车上的动力传输的主要装置。链条还用于很多机器上的动力传输。经常，链条链轮经由形状配合的轴/轮毂连接部连接至轴。通常，这些以及其它连接部以相对于圆柱形连接表面的局部隆起以及凹穴起作用。轴与轮毂之间的一定的自由间隙配合对于这些连接部的适当的功能是重要的。然而，在一定的负载下以及若轴与轮廓之间的公差太大，可能在所述两个构件之间导致晃动。这被认为是负面的。另一方面，使用加工工艺制造高质量的配合的成本相对较高。这在必须制造低成本大批量产品时是一个缺点。
链条链轮在具有轮毂齿轮的价格合理的自行车上是通常较薄的。该构件通常为二至三毫米宽并且常常为由钢所构成的冲压部件并且具有三个或更多个驱动凸轮，其具有接合位于轮毂齿轮的输入轴上的槽的齿。这两个构件之间的配合通常为间隙配合。这是必须的，以便采用比如烧结、浇铸或者冲压的低成本制造方法。为了防止链轮在输入轴上轴向地运动，通常通过锁紧垫圈或者卡环将它保持于适当位置中。
最近几年，汽车技术以及一般的传动技术中的很多链条传动装置被齿形带传动装置替代。优点包括更低的重量，更长的使用寿命，更少的噪声以及不具有润滑剂的运行。特别地在具有轮毂齿轮的自行车的领域中，根据EP000002289792A1、CA000002749293A1以及US000007854441B2的齿形带传动装置正变得越来越普遍。
由于运行的齿形带传动装置在带上需要限定的预加负荷，后轮毂上的晃动的齿形带盘将不能够维持恒定的张力。若齿形带盘未被对中以及紧紧地固定于后轮毂上，则可能由于齿形链轮在输入轴上运动而存在运行噪声。结果可能是吱吱的以及嘎吱嘎吱的噪声。
来自各主要制造商的具有轮毂齿轮的后轮毂具有对中直径，其由于低成本制造方法而在输入轴的区域中具有+/-0.15毫米的典型的公差。若想要在不进行机械加工的情况下通过烧结或者熔模铸造制造便宜的齿形链轮，则制造工艺还需要在所述区域中具有+/-0.15毫米的孔公差。考虑到组件的边界条件，所述两个构件可因此被组合成仅仅具有一定的间隙。当配合便宜的可购得的轮毂齿轮使用具有花键轴轮廓的齿形链轮时，这是有缺陷的对中的问题。
能获得吸收齿形链轮与轮毂齿轮之间的构件配合方面的额外的公差的装置。链轮依靠吸收配合公差的弯曲梁。现有技术包括具有第一可径向地运动的表面的链轮，所述第一可径向地运动的表面具有的直径稍微地小于安装有它的轮毂。第二表面防止所述部件的相对旋转。现有技术的代表为美国申请第US20150016880A1号，其公开一种用于车辆的或者用于在传动系统中使用的轴/毂连接部，其具有在侧表面上包含隆起或凹穴的圆柱形轴构件，以及具有孔的轮毂构件，所述轮毂构件在所述孔内部也包括隆起或凹穴，由此可将轴构件安装于轮毂构件的孔内部。另外的特征在于，在轮毂构件的孔内部，至少两个表面被布置成使得这些表面的、沿径向方向的弹性变形为可能的，以及在轮毂构件的孔内部，至少两个表面被布置成使得这些表面的、沿径向方向的弹性变形为不太可能的。另外，轴/轮毂连接部的特征在于，可弹性地变形的表面以实质地粘合方式与不太可弹性地变形的表面连接。
需要一种齿形链轮，其具有：设置于弯曲梁上的并且能径向地运动的第一表面，与所述第一表面相比能径向地运动更小的范围的第二表面，以及与所述第二表面处于合作关系的第三表面，所述第三表面支承于输入轴的外表面上，所述第三表面具有比所述外表面的直径大的直径。本发明满足了该需要。
发明内容
本发明的主要方面是一种齿形链轮，其具有：设置于弯曲梁上的并且能径向地运动的第一表面，与所述第一表面相比能径向地运动更小的范围的第二表面，以及与所述第二表面处于合作关系的第三表面，所述第三表面支承于输入轴的外表面上，所述第三表面具有比所述外表面的直径大的直径。
将通过对本发明的以下描述以及附图指出本发明的其它方面或者使本发明的其它方面显而易见。
本发明包括一种具有弹性对中元件的齿形链轮轮毂，其包括：具有容置部分以及圆柱形外表面的输入轴；能与所述输入轴接合的链轮；所述链轮包括至少两个第一表面，其均设置于弯曲梁上，以使得每一个第一表面能沿径向方向弹性地运动，所述两个第一表面支承于所述外表面上，所述两个第一表面均具有比所述外表面的半径D小的半径d；至少一个第二表面，其与第一表面相比能径向地运动更小的范围，所述第二表面接合所述容置部分以防止所述链轮相对于所述输入轴的相对旋转；以及与所述第二表面处于合作关系的第三表面，所述第三表面支承于所述输入轴的外表面上，所述第三表面与所述外表面具有间隙配合。
附图说明
被并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示例说明了本发明的优选实施例，并且连同以下描述共同用来解释说明本发明的原理。
图1示出自行车的、不具有轮辐或轮辋的后轮毂。
图2为图1的分解图。
图3为齿形链轮的实施例的等距视图。
图4示出齿形链轮的侧视图。
图5为在输入轴上的链轮的侧视图。
具体实施方式
图1示出自行车的、不具有轮辐或轮辋的后轮毂1。扭矩经由脚蹬或者曲柄(未示出)传输至齿形带传动装置。齿形带将扭矩传递至齿形链轮7，齿形链轮继而驱动输入轴2。
这种布置经由轴/轮毂连接部4将扭矩传输至轮毂输入轴中。经由安装于轮辐孔3内部的轮辐通过后轮毂1驱动具有轮胎的自行车轮辋(未示出)。这为自行车车轮上的已知的结构。经由卡环6将齿形链轮7轴向地保持于输入轴2上。
链轮7经由三个容置部分或槽5传输扭矩，突起10接合所述三个容置部分或槽5。圆柱形外表面16提供齿形链轮7在输入轴2上的正确的对中。然而，正确的对中仅仅在齿形链轮7的孔9相对于圆柱形外表面16无间隙的安置的情况下为可能的。通过可弹性地运动的弯曲梁14以及因此通过每一个表面12沿径向方向实现这一点。每一个梁表面12在表面16上施加压力并且以这种方式吸收制造公差。每一个弯曲梁14相对于外表面16大约切向地延伸。
图2为图1的分解图。输入轴2在轴构件11处具有轴/轮毂连接部4，其将扭矩从齿形链轮7传输至轮毂输入轴2中。卡环6被显示为处于拆散状态中。输入轴2上的槽5被形成为使得齿形链轮7的孔9内部的突起10准确地接合于其中。
三个表面12设置于孔9内，所述三个表面12被布置成使得这些表面的、沿径向方向的弹性运动为可能的。通过三个弯曲梁14实现这三个表面12的弹性运动，所述三个弯曲梁14被形成为使得它们形成具有半径“d”的孔9。在此实施例中，与输入轴2分离的齿形链轮7的半径“d”总是小于表面16的轴半径“D”。齿形链轮7的三个表面12中的每一个在组装期间弹性地径向地向外变形并且因此形成链轮7在输入轴2上的精确的对中。每一个弯曲梁14包括：表面12，其可弹性地径向地变形；以及表面13。表面13为形状配合扭矩传输负责并且不能弹性地径向地变形。具有弹性的可运动的表面12的弯曲梁14形成本发明的链轮的弹性对中元件。
图3为齿形链轮7的实施例的等距视图。孔9以表面12、表面13以及表面17接触来自图1的表面16以及槽5。仅仅径向突起10(具有表面13)被构造成相对于图2的输入轴2具有间隙配合。表面12在径向可变形性方面可被认为是可运动的，因为它们经由弯曲梁14连接至齿形链轮7的刚性的剩余的主体。孔9的可弹性地变形的表面12与不可弹性变形的表面13接合。可弹性地变形的表面12与刚性的表面13接合。在表面16上接触输入轴2的可弹性变形的表面12以及弹性刚性的表面13在直径方面总是小于表面16。
每一个表面17支承于表面16上。每一个表面17邻近于每一个表面13。每一个表面13设置于表面17与表面12之间。每一个表面17为由扭矩输入所引起的负荷增加支撑同时维持正常的配合以及制造公差范围。通过这么做，表面17减小每一个弯曲梁14上的应力，从而增强每一个弯曲梁14以及齿形链轮7的耐用性。表面17并不接合槽5而是直接地接合外表面16。
图4示出齿形链轮7的侧视图。孔9的表面13被设计成径向突起10并且被制造成相对于输入轴2的槽5具有间隙配合。在这里通过虚线示出花键轴轮廓15。孔9的整个表面并不接触来自图2的圆柱形外表面16。所述孔的轮廓圆周比轴的表面大大约25％。在径向可变形性方面，表面13可被认为是刚性的以及相对地无弹性的。其中，用箭头“B”示出表面13的运动的径向方向。在径向可变形性方面，表面12可被认为是弹性的，因为它们经由弯曲梁14连接至齿形链轮7。用箭头“C”示出弹性表面12的运动的径向方向。
具有弹性对中元件的齿形链轮轮毂包括：具有容置部分以及圆柱形外表面的输入轴；能与所述输入轴接合的链轮；所述链轮包括至少两个第一表面，其均设置于弯曲梁上，以使得每一个第一表面能沿径向方向弹性地运动，所述两个第一表面支承于所述外表面上，所述两个第一表面具有比所述外表面的直径小的直径；至少一个第二表面，其与第一表面相比能径向地运动更小的范围，所述第二表面接合所述容置部分以防止所述链轮在所述输入轴上的相对旋转；以及与所述第二表面处于合作关系的第三表面，所述第三表面支承于所述输入轴的外表面上，所述第三表面具有比所述外表面的直径大的直径。
图5为在输入轴上的链轮的侧视图。在此视图中，为清楚起见将卡环6移除。每一个突起10接合容置部分5。每一个突起10防止链轮7相对于输入轴2旋转。表面12以及表面17均接合输入轴2的外表面16。表面12以及表面17将链轮7适当地定位于输入轴2上。每一个表面12由于每一个弯曲梁14的弹性能径向地向内以及向外运动。此实施例通过举例且并非为限制本发明示出三个弯曲梁14。此实施例通过举例且并非为限制本发明示出三个表面17。此实施例通过举例且并非为限制本发明示出三个容置部分5以及三个突起10。
本发明的系统优于花键，因为它依靠更少的容置部分5，这继而减小用于在制造期间控制紧密公差的成本和需要。表面12和17用于与输入轴2的对中对准。这继而依靠在现有技术中容易地实现的外表面16的精确度。每一个弯曲梁14的弹性使得能够吸收更大的以及因此更便宜的制造公差。
虽然已经在本文中描述了本发明的一种形式，但是对于本发明所属领域的技术人员而言，将是显而易见的是，可在部件的构造以及关系方面进行变化而不脱离在本文中所描述的本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种具有弹性对中元件的齿形链轮轮毂，其包括：
具有容置部分以及圆柱形外表面的输入轴；
能与所述输入轴接合的链轮；
所述链轮包括至少两个第一表面，每个第一表面均设置于弯曲梁上，以使得每一个第一表面能沿径向方向弹性地运动，所述至少两个第一表面支承于所述圆柱形外表面上，所述至少两个第一表面均具有比所述圆柱形外表面的半径D小的半径d；
至少一个第二表面，其与第一表面相比能径向地运动更小的范围，所述第二表面接合所述容置部分以防止所述链轮相对于所述输入轴的相对旋转；以及
与所述第二表面处于合作关系的第三表面，所述第三表面支承于所述输入轴的圆柱形外表面上，所述第三表面与所述圆柱形外表面具有间隙配合，
所述弯曲梁为悬臂梁，所述第一表面设置在该悬臂梁的自由端，所述第三表面设置在该悬臂梁的固定端。
2.根据权利要求1所述的齿形链轮轮毂，其特征在于，每一个弯曲梁相对于所述输入轴切向地定向。
3.根据权利要求1所述的齿形链轮轮毂，其特征在于，所述容置部分包括在所述圆柱形外表面中的槽。
4.根据权利要求1所述的齿形链轮轮毂，其特征在于，所述链轮包括至少三个第一表面、至少三个第二表面以及至少三个第三表面。
5.根据权利要求1所述的齿形链轮轮毂，其特征在于，所述第二表面设置于所述第一表面与所述第三表面之间。
6.根据权利要求1所述的齿形链轮轮毂，进一步包括用于将所述链轮轴向地保持于所述输入轴上的保持构件。
7.根据权利要求1所述的齿形链轮轮毂，其特征在于，所述第二表面包括用于接合所述容置部分的突起。
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