CN1509935A

CN1509935A - 链轮组件

Info

Publication number: CN1509935A
Application number: CNA2003101215572A
Authority: CN
Inventors: 马库斯·莱特
Original assignee: SRAM Deutschland GmbH
Current assignee: SRAM Deutschland GmbH
Priority date: 2002-12-21
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2023-12-22
Also published as: DE60305853D1; US20040121867A1; DE10260565B4; US7344463B2; EP1431172B1; DE60305853T2; EP1431172A2; TWI309622B; TW200415072A; CN100393575C; EP1431172A3; DE10260565A1

Abstract

一种链轮组件，包括至少三个链轮和一个链轮托架，所述链轮托架具有多个径向延伸的托架臂。托架臂包括一个第一接收表面和一个与第一接收表面对向的第二接收表面。一个第一链轮安装到第一接收表面上，一个第二链轮安装到第二接收表面上。一个第三链轮设置在第一和第二链轮之间。

Description

链轮组件

技术领域

本发明涉及一种用于自行车的链轮组件，更具体地涉及一种包含链轮托架、安装在链轮托架一侧一个的第一和第二链轮和一个设置在第一和第二链轮之间的第三链轮的链轮组件。

技术背景

用于自行车的链轮组件包括由一个或多个链轮托架同轴支撑的几个直径递减的链轮。增加包含在组件内的链轮数目的需要和提供轻便结构的需要对于链轮组件的结构提出了严格的要求。并且，链轮间相互接近的齿轮齿数比的构造和相邻链轮的直径之间的很小的差异也对链轮组件结构提出了严格的要求。

欧洲专利EP0 712 780 A1公开了一种链轮组件，该链轮组件包括一个具有三个用于接收多个链轮的支撑臂的分级托架。该分级托架支撑在最大和最小的链轮上，并且在该托架的每一级上接收一个链轮。最大和最小的链轮与托架不能旋转地连接到轮毂上，并且从其它链轮经由最大和最小的链轮向轮毂传递转矩。最大和最小链轮之间的链轮通过限定凸耳(delimiting lugs)被保持在托架的臂上。

欧洲专利EP0 510 371 B1公开了一种用于支撑多个链轮的链轮托架。该托架包括承载各独立链轮的径向延伸的分级支撑臂。用螺栓将链轮安装到支撑臂上。为了减轻重量，各支撑臂的背部被切去。

欧洲专利EP0 849 155 A2公开了一种具有十四个链轮和三个子组件(subassemblies)的链轮组件。第一个子组件包括一个具有径向延伸臂的托架，该径向延伸臂包含用于铆接链轮的轴向偏置台阶。第二子组件包括一个带有辐条的托架，该辐条用于在该托架的每一侧上铆接一个链轮。第三子组件包括直接连接到轮毂上且由间隔件分隔开的各独立的链轮。

欧洲专利EP0 765 802 B1公开了一种包括两个子组件的链轮组件，其中，第一个子组件包括一个具有用于承载链轮的径向延伸臂的托架，并且第二子组件包括被间隔件分隔开的、直接安装到轮毂上的独立的链轮。利用相同的铆钉将具有很小齿数差的链轮安装到托架的两侧上。

上述专利中公开的托架组件，举例说明了从原始的单独配合在一起的链轮组件、到具有几个用于承载独立链轮的链轮托架的子组件的复杂链轮组件的发展。

在设计复杂性、功能部件的数目、整体尺寸、以及扭转刚度和降低成本方面，仍然存在加以改进的潜力。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种轻便但扭转刚性强的、生产和组装的成本有效性高的链轮组件。

为了减轻链轮组件的重量，链轮组件的总的功能可以被细分为链条接收功能和链轮承载功能。采用这种结构，使链轮的径向宽度最小化，从而减小了用于高负荷能力齿的材料费用。进而，链轮组和托架的数目也减少了。

本发明的一个实施例提供一种链轮组件，该链轮组件包括：一个具有轮毂环的链轮托架，所述轮毂环具有用于传递转矩的内部轮廓；和多个从该轮毂环径向延伸的托架臂。该托架臂包括一个第一接收表面和一个与第一接收表面对向的第二接收表面。一个第一链轮安装在第一接收表面上，并且一个第二链轮安装在第二接收表面上。一个第三链轮设置在第一和第二链轮之间。该第三链轮由紧固元件和设置在其间的间隔件安装到第一或第二链轮上。或者，第三链轮也可以支撑在一个沿托架臂的一端周向延伸的槽中，并且向第一或第二链轮那样，用相同的紧固元件安装到托架上。

第一链轮包括多个第一安装孔，第二托架包括多个第二安装孔，并且托架臂包括与多个第一和第二安装孔对齐的多个第三安装孔。第一和第二链轮通过穿过多个第一、第二和第三安装孔延伸的紧固元件安装到托架臂上。第一和第二链轮可以包括多个第一和第二径向向内延伸的安装凸片，该安装凸片包含该多个第一和第二安装孔。

在本发明的另一个实施例中，链轮的轮毂环在径向方向上很窄，并且包括用于传递转矩的宽度不同的向内延伸的驱动元件。为了减轻重量，该托架臂在链轮托架的根部区域中可以包括轴向延伸的切去部，或者可以沿轴向方向逐渐变细。在所述臂的端部区域中的臂的厚度由第一、第二和第三链轮之间的间隔和第三链轮的厚度所确定。第三链轮象其它链轮那样、具有包含安装孔的径向向内延伸的安装凸片。如果利用第一和第二链轮之一支撑第三链轮，则第三链轮或其安装凸片以在驱动方向上第三链轮位于相对应的臂的前面的方式取向，从而在载荷之下受到支撑。进而，如果利用第一和第二链轮之一支撑第三链轮，则第一或第二链轮的安装凸片包括附加的多个第四安装孔。另一个链轮可以借助例如一个铆钉或螺钉的一个紧固元件和一个设置在其间的间隔件安装在横向设置的第一和第二链轮之一或两个的外部上。通过采用一个环形间隔件、或者利用安装凸片的轴向变形，可以获得两个相邻链轮的所需间隔。如果横向设置在托架臂上的链轮支撑有几个其它的链轮，则这些链轮和间隔件被将链轮安装到托架上的相同紧固元件(例如每个安装点一个铆钉)保持到托架上的链轮上。包含在链轮组件中的链轮以齿数递增或递减的方式设置。

根据本发明的另一个实施例，通过采用横向安装到托架臂上的安装元件代替第一或第二链轮，可以扩大包含在链轮组件中的链轮数目。每个安装元件可以承载两个链轮，每个链轮由固定元件和设置在其间的间隔件横向保持或铆接。该链轮组件最少可以包括三个链轮，采用一个安装元件可以包含四个链轮，采用两个安装元件可以包含五个链轮，并且，如果将安装元件构造成链轮，则可以包括七个链轮。

安装元件包括在不同半径上的安装孔，这些安装孔与托架臂上的安装孔对齐，并且与链轮上的安装孔对齐。安装元件可以为环形盘状或环状，能够配合到带有具有不同齿数的链轮的托架臂的两侧上，从而作为链轮托架的径向延长部。所述多个安装元件、或一个安装元件和一个链轮在各安装点上由一个紧固元件(优选为铆钉)保持在托架臂的各侧上。设置在安装元件上的两个链轮同样地在每个安装点由一个共用的铆钉保持。安装元件的采用使得链轮组件中可以包含更多的链轮。另外，如果一个或者可能两个安装元件都配备有齿形轮廓，并且进一步在沿着托架臂的端部周向延伸的槽中、在安装元件之间，设置再一个链轮，则安装到链轮托架上的链轮可以达到七个。如果在第三链轮的两侧上进一步设置链轮，则使得链轮组件具有九个链轮。与九个链轮配合的链轮托架的托架臂端部区域的所需厚度是由五个链轮的厚度和六个链轮间隔形成的。安装到链轮托架上的链轮数目可以在三个到九个之间改变。

与已经讨论过的现有技术的链轮组件相比，本发明提供一种轻便且成本有效性高的链轮组件，这是通过仅采用一个链轮托架和附加的独立的链轮而实现的。与仅有两个链轮的链轮托架相比，具有最少三个链轮的链轮托架的轴向长度较长并且和更加稳定。然而，如果在一个链轮托架上设置七个链轮，则由于链轮厚度和所需间隔件的原因而使链轮组件的外部长度增加，虽然这一需要不必影响链轮托架的轮毂长度。可以设置一个包含一个链轮托架和具有低齿数的独立链轮的链轮组件，以便使轮毂长度比传统链轮托架构成的组件短很多。在大链轮内侧或承载大链轮的安装环内侧获得的空间可以用于其它目的，例如，用于轮毂的安装。由于凸出的大链轮或相应的安装环的缘故，存在一个很显然的步骤，即，将移动最大的链轮一个给定的叉形件的宽度，以使其更加靠近轮子的辐条，以便容纳更多的链轮或获得一个较窄的轮毂。

本发明提供一种链轮组件的简单结构，所述链轮组件具有三个链轮：两个外部链轮和一个在两个外部链轮之间的内部链轮，内部链轮安装在外部链轮中的一个上或者直接安装到托架臂上。本发明还提供一种具有超过三个链轮的更加复杂的链轮组件结构，其是通过将附加链轮安装到三个原始链轮或安装元件上。

通过具有一个链轮托架和九个链轮，与具有几个链轮托架且在每个链轮托架上装配两个链轮的传统链轮组件相比，本发明链轮组件的重量被减轻了。在本发明中，直接或间接安装到链轮托架上的较大的链轮轴向凸出超过链轮托架的根部区域。由于轮毂可以凸出到大链轮之下的敞开空间内，所以位于这些链轮之间的空间可以采用较大的轴承，或者可以允许轮毂的轴向长度较大。本发明的另一个优点是：通过用可拆卸的紧固元件，例如螺栓，将链轮或安装元件安装到托架上，简化了链轮的更换性能。

结合附图，由本发明特定实施例的下述说明可以更完全地理解本发明的这些和其它特征以及优点。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的具有三个链轮的链轮组件透视图；

图2是图1的链轮组件的分解图；

图3是根据本发明另一个实施例的链轮组件的分解图；

图4-16是具有至少三个链轮的链轮组件的剖视图。

具体实施方式

图1和2表示根据本发明一个实施例的用于自行车的链轮组件。该链轮组件1通常包括一个用于承载至少三个链轮2、3和11的链轮托架4。该链轮托架包括一个轮毂环5和多个托架臂6，其中，轮毂环5比多个托架臂6宽。为了进行正转矩的传递，轮毂环5具有不同宽度的各驱动元件7。各托架臂6从托架4的根部区域8朝向臂6的一个端部区域9逐渐缩小，而根部区域8的厚度比臂6的端部区域9小。托架臂6包括一个第一接收表面10和一个与第一接收表面10相对的第二接收表面10a。虽然图1和2表示出了具有第一和第二接收表面的多个托架臂的全部，但“多个”并不表示所有托架臂，而是代表任意多个托架臂。第一和第二链轮11、3被分别安装在第一和第二接收表面10、10a上。为了减轻托架4的重量，托架臂6具有轴向延伸的切去部。第三链轮2的厚度和链轮2、3、11之间的所需链轮间隔确定了两个接收表面10、10a之间的空间。

第一和第二链轮11、3分别包括多个第一和第二安装孔12、12a，并且托架臂6包括与多个第一和第二安装孔12、12a对齐的多个第三安装孔12b。第一和第二链轮11、3由一个共用的紧固元件13安装到托架臂6上，所述紧固元件13在本实施例中是一个贯穿多个第一、第二和第三安装孔12、12a，12b的铆钉。尽管图1和2表示贯穿所有多个安装孔延伸的紧固元件，但是“多个”并不表示所有安装孔，而是可以表示任意多的安装孔。将滑轮2、3、11穿孔，以减轻链轮组件的重量，并且链轮2、3、11包括径向向内延伸的安装凸片14。第二链轮3上的安装凸片14包括多个第二安装孔12a和多个第四安装孔12c，其中，多个第二安装孔12a接收用于连接到托架臂6上的紧固元件13，并且多个第四安装孔12c接收用于将第三链轮2连接到第二链轮3将的紧固元件13。为了确保第三链轮2和第二链轮3之间均匀的间隔，在链轮2、3之间采用间隔件16。第三链轮2被安装凸片14支撑在托架臂6上，以便减少铆钉15上的剪切应力。

参见图2，利用铆钉15和间隔件16将链轮2、3、11预先组装起来。图2表示在第二链轮3的安装凸片14中仍然敞开的安装孔12a准备接收紧固元件13，所述紧固元件13在本实施例中为六个铆钉。一个导向边缘17被置于第三链轮2的安装凸片14上，以便支撑链轮托架4的托架臂6上的一个相应支撑轮廓18上的转矩。

链轮托架4包括六个从轮毂环5径向延伸出来的托架臂6。轮毂环5在轴向方向上基本上比托架臂6宽。端部区域9比根部区域8宽，并且包括用于接收紧固元件13的安装孔12b。用于安装第一和第二链轮11、3的横向接收表面10、10a位于各托架臂6的端部区域9的侧部上。端部区域9的厚度依赖于安装在链轮托架4上的链轮数目。在三个链轮的情况下，端部区域9的厚度等于两倍的链轮间隔加上链轮厚度。

图3表示本发明的另一个实施例，其中，链轮托架4包括一个沿着托架臂6的一端周向延伸的槽19，用以承载第三链轮2。链轮2、3、11具有径向延伸安装凸片14和安装孔12、12a、12c，并且利用一个延伸穿过安装孔12、12a、12c的铆钉形式的共用紧固元件13安装到托架臂6上。第一链轮11的安装孔12和第二链轮3的安装孔12a在外侧上凹入以接收铆钉的头部。

图4-16表示本发明的几个替代实施例。包含在各链轮组件中的链轮数目的在从3到9的范围内。各实施例具有基本链轮组件：链轮托架4；横向安装在托架4的第一和第二接收表面10、10a上的第一和第二链轮11、3；以及设置在第一和第二链轮11、3之间的第三链轮2。链轮2、3、11被直接安装到托架4上，或者通过安装元件20或间隔件16间接地安装到托架4上。

在图4中，第一和第二链轮11、3从外部被铆接到链轮托架4上。用紧固元件13和置于其间的间隔件16将第三链轮2安装到第二链轮3上。

在图5中，链轮2被支撑在环形槽19中，并且利用与将第一和第二链轮11、3安装到托架4上的紧固元件相同的紧固元件13安装到链轮托架4的托架臂6上。

在图6中，将两个附加的第三链轮2设置于第一和第二链轮11、3之间。两个附加的链轮2分别由一个紧固元件13和一个置于其间的间隔件16安装到第一和第二链轮上。

在图7中，用紧固元件13和置于其间的间隔件16将两个链轮2、21每侧一个地安装到第二链轮3上。相同的紧固元件13用于将两个链轮2、21安装到第二链轮3的安装凸片14上。或者，也可以采用延伸穿过托架臂的紧固元件，将最小的链轮与直接安装在链轮托架上，并且第二链轮一起安装到链轮托架上。

在图8中，除了设置在托架臂6上的第一链轮11之外，用间隔件16和紧固元件13将一个比链轮11更大的链轮22安装到链轮托架4上，所述紧固元件13还用于固定其它的链轮2、3、11。

图9和10分别表示具有五个链轮的链轮组件。利用链轮3、11、21、22之间的各间隔件16，将一个比链轮11更大的链轮22和一个比链轮3更小的链轮21安装到链轮托架4上。链轮2、3、11、21、22是通过共用的紧固元件13安装到托架4上的。

图11表示一个具有四个链轮的链轮组件：第二链轮3，第三链轮2，和一个呈安装环形式、具有分布在两个部分圆形上的安装孔的安装元件20，而不是第一链轮11，被直接安装到托架臂6的接收表面10上。链轮23、24被紧固元件和置于其间的间隔件以每侧一个地安装在安装环20上。

在图12中表示一个链轮组件，其中，第一链轮11和第二链轮3均被安装元件20代替。两个安装元件20在两侧上支撑链轮25、26，由间隔件16保持定位。

在图13和图14中表示一个链轮组件，其中，安装元件20之一或两个均为具有径向向内指向的安装凸片的链轮，所述安装凸片用作托架，以便允许将链轮23、24、25、26以每一侧一个地安装到链轮27上。各间隔件16设置在链轮27和链轮23、24、25、26之间。

图15和16分别表示具有8个和9个链轮的链轮组件。在图15中，第三链轮2已经由一个安装元件20代替，并且在图16中，安装元件20具有一个链轮的轮廓28或者就是一个链轮。在图15和图16中，两个链轮29、30以每侧一个地安装在安装元件20或链轮28上。

如这些附图所示，可以采用非常少的元件将一个组合式构成的(modularly constructed)链轮托架组装到具有3个至9个链轮的链轮组件中。

尽管已经参照几个实施例对本发明进行了说明，但是应当理解，在所述的本发明构思的主旨和范围内可以进行多种改进。因此，本发明不限于所公开的实施例，而是包括由后面的权利要求的语言所允许的全部范围。

Claims

1、一种链轮组件，其包括至少三个具有不同齿数的链轮，该链轮组件包括：

一个链轮托架，包括一个具有用于传递转矩的内部轮廓的轮毂环，多个从轮毂环径向延伸出来的托架臂，该托架臂具有一个第一接收表面和一个与第一接收表面相反的第二接收表面；

分别安装在第一和第二接收表面上的第一和第二链轮；以及

一个设置在第一和第二链轮之间的第三链轮。

2、如权利要求1所述的链轮组件，其特征在于，第一链轮包括多个第一安装孔，第二链轮包括多个第二安装孔，托架臂包括多个第三安装孔，该第三安装孔与第一和第二链轮的多个第一和第二安装孔对齐，第一和第二链轮由一个共同的紧固元件安装到托架臂上。

3、如权利要求2所述的链轮组件，其特征在于，第一链轮包括多个第一径向向内延伸安装凸片，所述安装凸片包含有该多个第一安装孔，第二链轮包括多个第二径向向内延伸安装凸片，所述安装凸片包含该多个第二安装孔。

4、如权利要求2所述的链轮组件，其特征在于，所述的紧固元件为一个螺栓或铆钉。

5、如权利要求2所述的链轮组件，其特征在于，第一和第二链轮分别包括多个第一和第二安装孔，用于安装到托架臂上，并且第一和第二链轮之一包括用于将第三链轮安装到第一和第二链轮之一上的多个第四安装孔。

6、如权利要求2所述的链轮组件，其特征在于，用一个置于其间的间隔件，并且采用将第一和第二链轮安装到托架臂上的相同紧固元件将第三链轮安装到托架臂上。

7、如权利要求3所述的链轮组件，其特征在于，利用紧固元件和置于其间的间隔件将附加链轮安装到第一和第二链轮的安装凸片上。

8、如权利要求2所述的链轮组件，其特征在于，第三链轮包括用于安装到托架臂上的多个第五安装孔。

9、如权利要求8所述的链轮组件，其特征在于，第三链轮包括多个径向向内延伸安装凸片，所述安装凸片包含多个用于安装到托架臂上的第五安装孔，利用安装到托架臂上的安装凸片沿链条张紧方向支撑第三链轮。

10、如权利要求1所述的链轮组件，其特征在于，托架臂包括至少一个用于承载第三链轮的槽，该槽沿着托架臂的一端呈圆周方向延伸，该槽位于第一和第二接收表面之间，第一、第二和第三链轮用一个共用的紧固元件安装到托架臂上。

11、如权利要求10所述的链轮组件，其特征在于，紧固元件是螺栓或铆钉。

12、如权利要求1所述的链轮组件，其特征在于，第三链轮具有比第一链轮低、而比第二链轮高的齿数。

13、如权利要求1所述的链轮组件，其特征在于，托架臂具有一个根部区域和一个端部区域，所述臂在根部区域中包含轴向延伸的切去部分。

14、如权利要求13所述的链轮组件，其特征在于，托架臂的宽度在根部区域中比在端部区域中窄，托架臂的厚度基本上等于链轮间距加上第三链轮的厚度。

15、如权利要求1所述的链轮组件，其特征在于，托架臂具有一个根部区域和一个端部区域，托架臂的宽度在根部区域中比在端部区域中窄，托架臂的厚度基本上等于链轮间距加上第三链轮的厚度。

16、一种链轮组件，其包括至少三个具有不同齿数的链轮，该链轮组件包括：

一个链轮托架，包括一个具有用于传递转矩的内部轮廓的轮毂环，以及多个从轮毂环径向延伸出来的托架臂，该托架臂具有一个第一接收表面和一个与第一接收表面相反的第二接收表面；

至少一个安装在第一和第二接收表面中的至少一个上的安装元件；以及

至少一个安装在安装元件的至少一侧上的链轮。

17、如权利要求16所述的链轮组件，其特征在于，所述安装元件为一个环形盘。

18、如权利要求16所述的链轮组件，其特征在于，所述链轮直接安装到安装元件上。

19、如权利要求16所述的链轮组件，其特征在于，进一步包括用于将链轮安装到安装元件上的间隔件。

20、如权利要求16所述的链轮组件，其特征在于，第一安装元件被安装到第一接收表面上，第二安装元件被安装到第二接收表面上，并且一个共用的紧固元件将第一和第二安装元件分别安装到第一和第二接收表面上。

21、如权利要求16所述的链轮组件，其特征在于，安装元件被安装到第一接收表面上，链轮之一被安装到第二接收表面上；并且一个共用紧固元件将安装元件和链轮安装到托架臂上。

22、如权利要求16所述的链轮组件，其特征在于，两个具有不同齿数的链轮被以每侧一个地安装到安装元件上，在每个安装点上利用一个共用的紧固元件将两个链轮安装到安装元件上。

23、如权利要求16所述的链轮组件，其特征在于，安装元件具有一个链轮的轮廓。

24、如权利要求16所述的链轮组件，其特征在于，安装元件为一个链轮。

25、如权利要求16所述的链轮组件，其特征在于，托架臂包括至少一个用于接收一个链轮的槽，该槽沿着托架臂的一端呈圆周方向向延伸，该槽置于第一和第二接收表面之间，利用一个共用的紧固元件将链轮和安装元件安装到托架臂上。