CN113165722A - 驱动链条和制造驱动链条的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种驱动链条系统，包括具有交替连续的内链节(14)和外链节(16)的链条，每个内链节(14)具有接触两个滚子(30)的侧面的一对内链节板(18)，且每个外链节(16)具有接触相邻内链节(14)的内链节板(18)的一对两个外链节板(20)。销(32)连接两个外链节板(20)和两个内链节板(18)和滚子(30)，其中一对相对的外链节板(20)的内表面(26)包括在相邻的内链节板(18)之间的区域中的凸起(36)。所述系统包括具有多个齿(34)的链环(12)，齿(34)朝向其各自的尖端(50)侧向地逐渐变窄。

Description

驱动链条和制造驱动链条的方法
技术领域
本申请涉及一种驱动链条系统，特别是用于自行车的驱动链条系统，包括具有交替连续的内链节和外链节的链条，如权利要求1的前序部分所限定。本申请还涉及一种包括驱动链条系统的自行车。在这方面，术语自行车特别地包括仅由曲柄驱动的常规自行车，和由曲柄和电动发动机的组合驱动的自行车，通常称为电动助力车(pedelecs)或电动自行车(ebikes)。
背景技术
包括具有交替连续的内链节和外链节的链条的驱动链条系统在现有技术中是公知的。这种链条的一个特征在于，相对的外链节板之间的距离远大于相对的内链节板之间的距离，因为外链节板布置在内链节板的外表面上。
CN 2120219 U公开了一种驱动链条系统，其中驱动内链节和驱动外链节包括在相邻链节板之间的区域中的凸起。凸起包括曲面，以便提供链条啮合链环的齿的更平滑的运动。然而，有可能的是啮合链条的齿在啮合链节时必须移动到链节板之间的相当小的间隙中。所述间隙仅仅比齿的宽度宽一点点。
因此，凸起不足以在链节和齿之间提供平滑的啮合。
发明内容
本发明的目的是提供一种包括具有内链节和外链节的链条的驱动链条系统，其提供链条和链环之间的平滑啮合。
该目的通过独立权利要求的特征的组合实现。从属权利要求提供了本申请所述的驱动链条系统的有用实施例。
驱动链条系统包括具有多个齿的链环和链条。链环通过自行车的曲柄和/或电动机运动，并将运动传递给链条。链条通过后链轮驱动自行车的后轮。后链轮可以是包括多个链轮的后盒的一部分。
齿可以在横向方向上具有通常相同的宽度，并且与内链节和外链节交替地啮合。链条包括交替连续的内链节和外链节，每个内链节具有接触两个滚子的侧面的一对内链板。每个外链节具有接触相邻的内链节的内链节板的一对两个外链节板。两个外链节板和两个内链节板和滚子通过销连接。一对相对的外链节板的内表面包括在相邻的内链节板之间的区域中的凸起。
从外链节板的内表面延伸的凸起减小了外链节板的这些内表面之间的距离，从而减小了与链条的外链节啮合的链环的齿之间的侧向间隙。这里描述的链条改善了在链环上的外链节板之间的齿的引导，因为它减小了内表面之间的距离，从而减小了这些表面和啮合的齿之间的间隙。在外链节板的对之间啮合的齿之间的间隙的降低也降低了噪声，噪声通常是由于链条的侧向移动撞击齿造成的。
链环可以具有偶数个齿或奇数个齿。齿朝向它们各自的尖端侧向地逐渐变窄。因此，具有减小的厚度的尖端可以滑入链节板之间的空间，特别是凸起之间的空间，比具有恒定宽度的齿更容易。一旦引入凸起之间的空间，在凸起之间放置的齿的部分的宽度增大，而相应的链节进入其在链环上的完全啮合位置。在该运动期间，凸起和齿之间的间隙减小，并且链条由齿在侧向方向上引导，允许下一个齿啮合下一对链节板之间的间隙。
齿可以包括侧向弯曲。侧向弯曲允许齿逐渐变窄，齿宽朝向各个齿的尖端梯度变化减小。在实践中，梯度的模量可以在朝向尖端的方向上增大。这允许在齿的尖端进入凸起之间的空间之后不久，通过相应的齿来提供链条的侧向引导的快速增大。
侧向弯曲可以具有至少8mm，特别是至少10mm，和/或最大14mm，特别是最大12mm的凸半径。这些值适合于在相应齿的尖端进入凸起之间的空间后立即实现对链条的良好侧向引导。
齿可以在一部分中侧向地逐渐变窄，所述部分在相应尖端和相应齿的具有平行侧向表面的部分之间。在这种情况下，齿可以朝向其尖端在尖端附近的有限区域中逐渐变窄并因此当逐渐变窄区域通过凸起之间的空间时，在链条的侧向引导中提供快速增大。
在实践中，齿的侧向表面之间的距离在各个齿的具有平行侧向表面的部分中可以为至少1.9mm和/或最大2mm。
驱动链条系统可以以这种方式配置，即，当链条完全啮合到齿时，凸起在齿的具有平行侧向表面的部分与齿啮合。在这种配置中，当链条与该齿完全啮合时，齿为链条提供最大的侧向引导。
当链条完全啮合到齿时，具有平行侧向表面的部分可以从凸起和齿之间最接近齿的尖端的接触点朝向齿的尖端延伸至少0.5mm、优选地至少0.8mm。在这种情况下，甚至在链条与该齿完全啮合之前达到由齿提供的对链条的最大侧向引导。
当链条完全啮合到该齿时，凸起从链节板朝向齿凸出的距离可以是平行侧向表面从凸起和齿之间最靠近齿的尖端的接触点朝向齿的尖端延伸的距离的至少70％，优选地至少90％，和/或最大130％，优选地最大110％。事实证明，这些关系对于链条的侧向引导是有利的。
当相应的链节与相应齿完全啮合时，齿的尖端可以从链节凸出。这允许齿和链条之间的啮合，防止链条强烈运动(例如，当自行车用于以高速度通过困难地形时，例如用于山越野自行车等)时链环在链条上跳齿。优选地，尖端可以从在其高度方向上的最窄点处的相应链节的边缘凸出至少1.8mm，优选地至少2.2mm。
凸起的圆周和/或直径可以是外链节板的孔眼的圆周和/或直径的至少60％和/或最大140％。
优选地，凸起的圆周和/或直径为外链节板的孔眼的圆周和/或直径的至少90％和/或最大110％。事实证明，这些措施显著改善了后盒或链轮上对链条的引导。
在实践中，外链节的孔眼的直径可以为至少3mm，优选地至少3.4mm，和/或最大4mm，优选地最大3.6mm。
凸起的直径可以为至少3.3mm，优选地至少3.5mm，和/或最大3.9mm，优选地最大3.7mm。该尺寸产生了良好的引导。
凸起可以限定大致扁平或圆形的内引导表面。内引导表面的面积可以为至少0.9mm2，优选地至少1.1mm2，和/或最大1.5mm2，优选地最大1.3mm2。这种内引导表面减小了齿与凸起之间的摩擦。
在实践中，凸起和外链节板的边缘之间的最小距离为至少0.4mm，优选地至少0.6mm，和/或最大0.8mm，优选地最大0.7mm。这允许在与相应的齿啮合之后立即在齿与链节之间的平滑啮合以及对链节的良好的侧向引导。
在一个实施例中，凸起的厚度对应于内链节板的厚度的至少25％。凸起的厚度优选地为内链节板的厚度的至少70％和最优选地100％。在为厚度的100％的情况下，凸起的内表面将与内链节板的内表面在相同的侧向平面上，使得对外链节板之间的链节板的侧向引导与内链节板之间的侧向引导相同。与没有凸起的链条相比，凸起具有内链节板的厚度的25％至70％的较小厚度仍然提供改善的引导，但是不如100％的厚度，在这种情况下，这些凸起之间的距离通常等于内链节板的相对表面之间的距离。凸起可以关于链条的在两个相对的链节板之间的中间延伸且平行的纵向平面对称。链条在链环的齿上的引导对于所有链节都是相等的。内外链节板的恒定磨损以及接触内外链节板的齿的恒定磨损可以实现。
两个相对的凸起之间的距离可以比内链节板的两个相对的表面之间的距离大至多70％。然而，优选地，两个相对的凸起之间的距离比内链节板的两个相对的内表面之间的距离大小于50％，且最优选地相等。
在实践中，具有凸起的外链节板的厚度通常是恒定的。在这种情况下，外链节板的内表面上的凸起对应于外表面上的凹槽。外链节板的外表面可以包括槽状凹槽，在外链节板的内表面上凸出形成凸起。
因此，凸起不会为外链节板另外增加重量，如果凸起形成为添加的表面层，则是必然的。
槽状凹槽和对应的凸出没有锋利的边缘，而是在相邻面之间具有平滑的过渡。这种平滑的形状降低了对链轮的齿或啮合链节的链环的磨损。
在实践中，凹槽和对应的凸起可以被冲压到外链节板的材料中。冲压是一种非常便宜且易于在外表面上限定凹槽以及在内表面上限定对应的凸出或凸起的方法。钢链节板的冲压通常限定槽状凹槽的光滑表面和具有平滑的过渡半径的凸起。
由冲压凸起和槽状凹槽产生的链节板的三维变形进一步提高了外链节板的扭转强度。此外，冲压过程产生外链节板的材料的冷变形和冷硬化，进一步增加了它们的硬度和稳定性。
或者，凸起可以通过将附加材料施加到外链节板的内表面来实现。在这种情况下，外链节板的外表面通常保持为平的。
在实践中，凸起限定了通常扁平或圆的内引导表面，以便为链环的齿提供大的接触面积和齿的低摩擦引导。引导表面为与相应的外链节啮合的齿提供良好的侧向引导。特别是，由于凸起的引导表面与内链节板的内表面位于相同的侧向平面，啮合齿的导向对所有链节来说都是相同的。
在实践中，凸起的引导表面在链条的纵向方向上的长度可以为两个后续的内链节之间的纵向距离的至少10％，优选地至少50％。在这种情况下，在一对外链节的两个相对的凸起之间啮合的齿在其纵向方向上的大部分长度上引导。在本文中，纵向方向对应于由链节的销的两个轴之间的线限定的方向。
如果引导表面的高度在凸出的区域中的外链节板的高度的至少10％上延伸，则引导可以进一步改善。优选地，引导表面在外链节板的高度的至少15％上延伸，更优选地为至少20％。在本文中，高度在平行于链节板的主平面并垂直于纵向方向的平面中测量。必须对引导表面的高度进行选择，以便在凸起的大引导表面和平滑形状之间以及链节板的强纵向强度实现良好的折衷。
驱动链条系统的链条可以通过下文描述的方法制造。所述方法包括使用销将一对内链节板和一对外链节板连接至滚子，并重复该步骤，以便形成交替连续的内链节和外链节。在另一步骤中，一凹槽冲压到外链节板的外表面中，以便在外链节板的内表面上限定一凸起。尽管可以在将外链节板连接到至少一个相邻的内链节板之后再将凹槽冲压至外链节板中，但是较优选的是，首先在外链节板上形成凹槽和凸起，然后再通过将它们固定到相邻的滚子和内链节板来组装链条。如上所述，冲压是一种非常方便且用于在链节板的内表面上形成凸起的良好控制的方法。
本发明还涉及一种自行车，其包括具有上述特征的驱动链条系统。所述自行车还包括至少一个链环，其中，所述链环具有在横向方向上具有大致相同宽度的多个齿，并且与内链节和外链节交替地啮合。上述链条提供了齿在外链节板之间的更好且更均匀的引导，并降低了噪声的产生。如果自行车包括单个链环，则是最有利的。链条的优异的引导允许链条相对于链环以相当大的角度啮合链环，并因此允许将单个链环与包含多个链轮的后盒组合，例如，至少9个、优选地至少11个链轮。
附图说明
下面参考附图描述驱动链条系统的实施例。
图1为链环和链条的啮合部分的一部分的侧视图。
图2为根据图1中的切割线A-A的剖视图。
图3为图1的链环的一部分的侧视图。
图4为根据图3中的切割线B-B的剖视图。
图5为图1的链条的俯视图。
图6为根据图5中的切割线C-C的剖视图。
图7为图1的链条的外链板的透视图。
图8为图1的链条的外链节板的侧视图。
图9为根据图8中的切割线D-D的剖视图。
具体实施方式
图1示出了用于自行车的驱动链条10的一部分以及啮合链条的链环12的一部分的侧视图。
链条10的一部分包括交替连续的内链节14和外链节16。图1和图5示出了通过外链节16连接的内链节14。如图5所示，内链节14分别具有一对内链节板18，且外链节14分别具有一对外链节板20。内链节板18包括面向彼此的内表面22和外表面24。外链节板20也包括面向彼此的内表面26和外表面28。
一对内链节板18的内表面22接触两个滚子30的侧面，所述滚子布置在内链节板18的端部区域中。外链节板20的内表面26分别接触两个相邻的内链节板18的外表面24。外链节板20、内链节板18和滚子30通过销32连接，使得链节板能够围绕所述销32旋转。
图1示出了具有三个齿34a、34b、34c的链环12的一部分，其与链条10啮合。图1示出了齿34a和34c与内链节14啮合，齿34b与外链节16啮合。当然，整个链环12包括围绕其圆周分布的另外的齿，在图1的表示中已切除。
图2示出了与一对外链节板20啮合的齿34b的详细剖视图。相对的外链节板20的内表面26各自包括凸起36，凸起36朝向外链节板20之间的齿34b在侧向(横向)方向延伸。在所示实施例中，从外链节板20的内表面测量的凸起36的厚度，在接触内链节板18的外表面处可以等于内链节板18的厚度。因此，在相对的外链节板20上的两个相对且面对的凸起36之间的距离可以等于两个内链节板18的相对内表面22之间的距离。
凸起36沿链条10的纵向方向在两个内链节板18之间的区域延伸，所述两个内链节板18位于相应的外链节板20附近，并通过销32连接到外链节板。外链节板20的外表面28可以包括与凸起36对应的槽状凹槽38(也参见图6)。因此，外链节板20的厚度通常可以是恒定的。槽状凹槽38和/或对应的凸起36可以延伸至外链节板20的高度的主要部分。
凹槽38可以通过冲压形成并且可以没有锋利的边缘线。诸如凹槽38的底部40和凹槽38的侧壁42等的槽状凹槽36的邻近区域之间的过渡可以通过半径实现。而且，从侧壁42到与凹槽38相邻的外链节板20的外表面28的过渡可以具有一半径。
凸起36可以具有扁平或圆形引导表面44，面向啮合外链节16的齿34b。引导表面44通常可以位于凸起36的中心，并且可以在纵向方向上延伸至凸起36的高度的约25％和/或凸起36的长度的约25％，对应于连接两个销32的轴线的线，所述两个销32连接到每个链节14、16。引导表面的形状可以根据图中所示的形状而变化，这取决于在冲压过程中使用的冲头和模具的形状。
齿34a、34b和34c朝向它们各自的尖端50侧向地逐渐变窄。齿34a、34b、34c可以包括侧向弯曲52。横向弯曲可以具有至少8mm、特别是至少10mm、和/或最大14mm、特别是最大12mm的凸状半径。
齿34a、34b、34c可以在部分54中侧向地逐渐变窄，所述部分54在相应尖端50和相应齿34a、34b、34c的具有平行侧向表面64的部分56之间。在这种情况下，齿34a、34b、34c可以朝向其尖端50在尖端50附近的有限区域中逐渐变窄并因此当逐渐变窄部分54通过凸起36之间的空间时，在链条10的侧向引导中提供快速增大。
如本实施例所示，齿34的侧向表面64之间的距离66在各个齿34的具有平行侧向表面的部分56中可以为至少1.9mm和/或最大2mm。
驱动链条系统可以以这种方式配置，即，当链条完全啮合到该齿34时，凸起36在齿34的具有平行侧向表面的部分与齿34啮合。图1和图2示出了完全啮合到齿34b的外链节16。
如图2所示，当链条10完全啮合到该齿34b时，具有平行侧向表面64的部分56可以从凸起36和齿34b之间最接近齿34b的尖端50的接触点朝向齿34b的尖端50延伸至少0.5mm、优选地至少0.8mm的距离48。
当链条10完全啮合到该齿34b时，凸起36从外链节板20朝向齿34b凸出的距离70可以是平行侧向表面64从凸起36和齿34b之间最靠近齿34b的尖端50的接触点朝向齿34b的尖端50延伸的距离的至少70％，优选地至少90％，和/或最大130％，优选地最大110％。
如本实施例中所示，当相应的链节14、16与相应齿34a、34b、34c完全啮合时，齿34的尖端50可以从链节14、16凸出。
齿34的尖端50可以是平台状的形状，平台的长度为75为至少2.8mm，特别是至少3mm，和/或最大3.5mm，特别是最大3.2mm。
齿34的尖端50可以是平台状形状，平台的宽度76为至少0.8mm，特别是至少0.9mm，和/或最大1.2mm，特别是最大1.1mm。
齿34的高度77可以是至少7.5mm，特别是至少8.5mm，和/或最大9.5mm，特别是最大8.5mm。
逐渐变窄部分54的高度58可以是至少2.5mm，特别是至少3mm，和/或最大4.5mm，特别是最大4mm。
具有平行侧向表面64的部分56的高度78可以是至少3mm，特别是至少3.5mm，和/或最大5mm，特别是最大4.5mm。
当相同的齿34b的相对侧表面64与相同的外链节16的相对的凸起36接触且外链节16与齿34b完全啮合时，外链节16的凸起36和齿34b的平行侧向表面64的其中一个之间的间隙80可以是至少0.1mm，特别是至少0.13mm，和/或最大2.0mm，特别是最大0.17mm。
凸起36的圆周和/或直径72可以是外链节板20的孔眼60的圆周和/或直径62的至少60％和/或最大140％。
优选地，凸起36的圆周和/或直径72为外链节板20的孔眼60的圆周和/或直径62的至少90％和/或最大110％。
在所示实施例中，外链节20的孔眼60的直径62可以是至少3mm，优选地至少3.4mm，和/或最大4mm，优选地最大3.6mm。
凸起36的直径72可以为至少3.3mm，优选地至少3.5mm，和/或最大3.9mm，优选地最大3.7mm。该尺寸产生了良好的引导。
凸起36可以限定大致扁平或圆形的内引导表面44。内引导表面44的面积可以为至少0.9mm2，优选地至少1.1mm2，和/或最大1.5mm2，优选地最大1.3mm2。
如本实施例所示，凸起36和外链节板20的边缘68之间的最小距离74可以为至少0.4mm，优选地至少0.6mm，和/或最大0.8mm，优选地最大0.77mm。
内链节板18的宽度82可以为至少0.7mm，特别是至少0.75mm，和/或最大1mm，特别是最大0.95mm。
外链节板20的宽度84可以为至少0.7mm，特别是至少0.75mm，和/或最大1mm，特别是最大0.95mm。
外链节板20的孔眼60的中心之间的距离86可以为至少11.7mm，特别是至少12.2mm，和/或最大13.7mm，特别是最大13.2mm。优选地，外链节板20的孔眼60的中心之间的距离86为12.7mm。
链节14、16的两个滚子30之间的距离88可以为至少4mm，特别是至少4.5mm，和/或最大6mm，特别是最大5.5mm。
如本实施例所示，凸起36和滚子30之间的最小距离90可以为至少0.2mm，优选地至少0.75mm和/或最大0.9mm，优选地最大0.85mm。
如本实施例所示，凸起36的中心和内链节板20之间的最小距离92可以为至少2.1mm，优选地至少2.2mm，和/或最大2.9mm，优选地最大2.7mm。
如本实施例所示，引导表面44和内链节板20之间的最小距离94可以为至少1.6mm，优选地至少1.8mm，和/或最大2.4mm，优选地最大2.2mm。
如本实施例所示，滚子30的直径96可以为至少7mm，优选地至少7.5mm，和/或最大8.5mm，优选地最大8mm。
如本实施例所示，滚子30的宽度可以为至少1.7mm，优选地至少1.9mm，和/或最大2.5mm，优选地最大2.3mm。
附图标记
10 链条
12 链环
14 内链节
16 外链节
18 内链节板
20 外链节板
22 内链节板的内表面
24 内链节板的外表面
26 外链节板的内表面
28 外链节板的外表面
30 滚子
32 销
34a、34b、34c 齿
36 凸起
38 凹槽
40 底部
42 侧壁
44 引导表面
46 距离
48 距离
50 尖端
52 弯曲
54 逐渐变窄部分
58 逐渐变窄部分高度
60 孔眼
62 直径
64 侧向表面
66 距离
68 边缘
70 距离
72 直径
74 距离
75 尖端长度
76 尖端宽度
77 齿高度
78 高度
80 间隙
82 内链节板宽度
84 外链节板宽度
86 距离
88 距离
90 距离
92 距离
94 距离
96 直径
98 宽度

Claims (15)

1.驱动链条系统，包括具有交替连续的内链节(14)和外链节(16)的链条，每个内链节(14)具有接触两个滚子(30)的侧面的一对内链节板(18)，且每个外链节(16)具有接触相邻的内链节(14)的内链节板(18)的一对两个外链节板(20)，其中，销(32)连接两个外链节板(20)和两个内链节板(18)和滚子(30)，其中，一对相对的外链节板(20)的内表面(26)包括在相邻的内链节板(18)之间的区域中的凸起(36)，其中，所述系统包括具有多个齿(34)的链环(12)，其特征在于，齿(34)朝向其各自的尖端(50)侧向地逐渐变窄。
2.根据前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述齿(34)包括侧向弯曲(52)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述侧向弯曲(52)具有至少8mm、优选地至少10mm和/或最大14mm、优选地最大12mm的凸半径。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述齿(34)在一部分(54)中侧向地逐渐变窄，所述部分(54)在各自的尖端(50)和各个齿(34)的具有平行侧向表面(64)的部分(56)之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述齿(34)的侧向表面(64)之间的距离(66)在各个齿(34)的具有平行侧向表面的部分中为至少1.9mm和/或最大2mm。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，当所述链条(10)完全啮合到齿(34)时，所述凸起(36)将齿(34)啮合到其具有平行侧向表面(64)的部分(56)中。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，当链条(10)完全啮合到该齿时，具有平行侧向表面(64)的部分(56)从凸起(36)与齿(34)之间最接近齿(36)的尖端的接触点朝向齿(34)的尖端延伸至少0.5mm、优选地至少0.8mm。
8.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，当链条完全啮合到该齿时，凸起从链节板朝向齿凸出的距离为平行侧向表面从凸起和齿之间最接近齿的尖端的接触点朝向齿的尖端延伸的距离的至少70％，优选地至少90％，和/或最大130％，优选地最大110％。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统包括具有多个链轮、优选地为至少9个链轮的后盒。
10.根据前述权利要求4至9中任一项所述的系统，其特征在于，具有平行侧向表面(64)的部分(56)的高度(78)为至少3mm，特别是至少3.5mm，和/或最大5mm，特别是最大4.5mm。
11.根据前述权利要求4至10中任一项所述的系统，其特征在于，当相同的齿(34b)的相对侧向表面(64)与相同的外链节(16)的相对的凸起(36)接触且外链节(16)与齿(34b)完全啮合时，外链节(16)的凸起(36)和齿(34b)的平行侧向表面(64)的其中一个之间的间隙(80)为至少0.1mm，特别是至少0.13mm，和/或最大2.0mm，特别是最大0.17mm。
12.根据前述权利要求中任一项所述的系统(10)，其特征在于，所述凸起(36)限定通常扁平或圆的内引导表面(44)。
13.根据权利要求12所述的系统(10)，其特征在于，所述引导表面(44)和所述内链节板(20)之间的最小距离(94)为至少1.6mm，优选地至少1.8mm，和/或最大2.4mm，优选地最大2.2mm。
14.自行车，具有根据前述权利要求中任一项所述的驱动链条系统，其特征在于，所述自行车包括仅单个链环。
15.根据权利要求14所述的自行车，其特征在于，所述自行车包括具有多个链轮、优选地为至少9个链轮的后盒。
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