TW202227317A - 每個輔助換擋的端側凹部僅具有一個輸出齒或接收齒且在凹部區域中具有穩定齒的自行車小齒輪 - Google Patents
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Abstract
一種用於小齒輪飛輪的自行車小齒輪,其中所述小齒輪具有小齒輪基體,其圍繞虛擬小齒輪軸線延伸,所述小齒輪在自行車上的正常運行中能夠圍繞所述小齒輪軸線轉動,其中,在構造有唯一的輸出齒的情況下,在升擋凹部構造的周向延伸區域中佈置有輸出側穩定齒,其中,所述輸出側穩定齒具有內齒接觸面,其與基準齒的內齒接觸面相比具有距軸向基準位置的更大的軸向間距,且/或其中,在構造有唯一的接收齒的情況下,在降擋凹部構造的周向延伸區域中佈置有接收側穩定齒,其中,接收側穩定齒具有內齒接觸面,其與所述基準齒的內齒接觸面相比具有距所述軸向基準位置的更大的軸向間距,其中,具有在其內齒接觸面和其外齒接觸面之間的最大軸向間距且構造成用於與內鏈板鏈節嚙合的內鏈板小齒輪齒是所述基準齒,且其外齒接觸面的軸向位置是所述軸向基準位置。
Description
發明領域
本發明涉及一種用於小齒輪飛輪的自行車小齒輪。所述小齒輪具有小齒輪基體,其圍繞虛擬的小齒輪軸線延伸,所述小齒輪在自行車上的正常運行中能夠圍繞所述小齒輪軸線轉動。小齒輪軸線在此定義出軸向方向、與所述軸向方向正交的徑向方向和圍繞所述軸向方向的周向方向。小齒輪還具有多個在周向方向上彼此間隔開地佈置的小齒輪齒,用於與自行車滾子鏈嚙合。在此,小齒輪涉及與常見的、已知結構的自行車滾子鏈的嚙合,所述自行車滾子鏈沿著其鏈條軌道具有以本身已知的方式交替地依次相繼的內鏈板鏈節和外鏈板鏈節。自行車滾子鏈在下文中也僅被簡稱為“自行車鏈”或“鏈條”。
發明背景
為了便於描述,具有奇數齒數的小齒輪在下面也被稱為“奇數小齒輪”,並且相應地具有偶數齒數的小齒輪被稱為“偶數小齒輪”。
所述小齒輪被構造成佈置在自行車上,使得小齒輪的軸向向外指向的外端側在自行車通過小齒輪驅動的向前行駛期間,在外端側的軸向俯視圖中沿順時針旋轉,並且使得與外端側相反的、軸向向內指向的內端側在所述內端側的軸向俯視圖中沿逆時針旋轉。在已安裝好、可供使用的自行車上,外端側向外指向,即遠離與小齒輪軸線正交的自行車縱向中心平面,並且內端側向內指向所述自行車縱向中心平面。由於考慮到小齒輪的結構設計,對於本領域技術人員來說,小齒輪如何佈置在自行車上是直接且明確的,因此,在本申請中,對小齒輪及其部件和/或部分的軸向定向的描述用於描述小齒輪。
小齒輪齒從小齒輪基體徑向向外突出。至少多個小齒輪齒分別具有軸向向外指向的外齒接觸面和軸向向內指向的內齒接觸面,所述外齒接觸面構造成用於與第一鏈條鏈板的內表面貼靠嚙合,所述內齒接觸面則構造成用於與第一鏈條鏈板軸向對置的第二鏈條鏈板的內表面貼靠嚙合。
這種自行車小齒輪或以下僅簡稱“小齒輪”在現有技術中是充分已知的。例如在US 2017/0029066 A1、DE 10 201 6 007 725 A1、EP 3 202 654 A1和DE 10 201 7 220 674 A1中公開了此類結構。
在此,將鏈條從軸向相鄰的較小的小齒輪(根據上述命名規則,指的是與靠外側之自行車小齒輪相鄰的小齒輪)向內移位(降擋),以及將鏈條從自行車小齒輪向外移位到相鄰的較小的小齒輪上(升擋),是本領域技術人員始終關注的問題。目的是使鏈條盡可能平順、流暢且精確地在此處討論的小齒輪和軸向相鄰的較小的小齒輪之間移位。在此,鏈條的移位的精度包括邊界條件,即鏈條應僅在分別預先確定的周向區域中向外離開小齒輪和/或從外部到達小齒輪。多個小齒輪在小齒輪飛輪中軸向相繼地貼合得越緊密,該問題就越難以解決。
在後輪軸上以本身已知的方式通過後換擋機構實現所述移位,所述後換擋機構具有可軸向位移的變速器,所述變速器具有鏈條導引滾子和鏈條張緊滾子。鏈條導引滾子通常借助于通過騎行者的操縱與自行車滾子鏈待移位到的目標小齒輪共面地佈置。通過在換擋時將鏈條從較大的輸出小齒輪移位到軸向相鄰的較小的目標小齒輪上,釋放出不再通過與小齒輪的齒嚙合而束縛的鏈條長度。降擋時,自由鏈條長度首先通過與較大目標小齒輪的嚙合而被束縛。可抵抗彈簧預緊力而在鏈條導引滾子的延伸平面中位移的鏈條張緊滾子,用於容納或輸出此類鏈條長度差,並且因此確保鏈條的足夠的張緊。
為了使鏈條從小齒輪在向外方向上盡可能精確地升擋到軸向相鄰的較小的小齒輪上,小齒輪可以沿著其圓周的區段在小齒輪基體和小齒輪齒的區域中具有至少一個升擋區域,該升擋區域在其外端面中具有軸向的升擋凹部構造,其中,升擋區域是構造成和佈置成在沿驅動旋轉方向圍繞小齒輪軸線旋轉的小齒輪上,允許自行車滾子鏈從小齒輪到位於外端面一側上的較小的小齒輪上的嚙合轉換。從上述現有技術中也已得知這種升擋凹部構造。所述升擋凹部構造使得自行車鏈條能夠在相對小的軸向運動之後用來結束小齒輪齒在其鏈節的鏈板之間的嚙合,並且在軸向外部在小齒輪齒旁邊向徑向內部運動或下降到直徑較小的小齒輪。因此,升擋凹部構造形成了用於下降鏈條的容納空間,而所述鏈條在相同的小齒輪上,若在沒有相應的升擋凹部構造的情況下,必須在相同的鏈長區段上比凹部尺寸更大幅度地軸向偏轉。所述升擋凹部構造使得遵守切向條件成為可能,所述切向條件對於平順的升擋而言是重要的,且對本領域技術人員是已知的。
為了使鏈條從小齒輪向外的方向盡可能精確地升擋到相鄰的較小的小齒輪上,升擋凹部構造配設有至少一個輸出齒。所述至少一個輸出齒因其形狀、其佈置位置和其定向而構建為小齒輪的在升擋過程期間與升擋凹部構造共同作用下而嚙合在自行車滾子鏈的鏈節的鏈板對的朝向彼此的內表面之間的最後一個齒。
於是,當一個升擋區域進而一個升擋凹部構造配屬有多於一個的輸出齒時,所述多個輸出齒沿周向方向直接彼此相繼。根據本發明的一種實施方式,可以為升擋區域及其升擋凹部配置兩個輸出齒。由於自行車鏈條在升擋時需要向外朝向下一較小的小齒輪的軸向運動,輸出齒作為實際上與自行車鏈條嚙合的最後一個齒,其嚙合到自行車鏈條的外鏈板鏈節中,所以在周向方向上直接相鄰的兩個輸出齒中的一個在升擋過程中可靠地與外鏈板鏈節嚙合並且因此可以向外輸出鏈條。
當在下面的描述中提及至少一個輸出齒時,在多個輸出齒的情況下,是指升擋區域的逆著驅動旋轉方向上的最外側的那個輸出齒。
根據本發明的另一種優選實施方式,可以為升擋區域及其升擋凹部配置恰好一個輸出齒。當自行車鏈條應當從小齒輪向外輸出到下一較小的小齒輪,且其中交替相繼的內鏈板和外鏈板鏈節所組成的鏈節序列相對於輸出小齒輪具有經定義的相對位置時,這是特別有幫助和有利的。於是,當一個升擋區域及其升擋凹部構造僅配設有恰好一個輸出齒時,該唯一的輸出齒不僅是其升擋區域的下面所述的逆著驅動轉動方向上的最外側的輸出齒,而且也是下面所述的沿驅動轉動方向上的最外側的輸出齒。
作為替代方案或優選作為補充方案,為了從外部相鄰的直徑較小的小齒輪盡可能精確地向內降擋到小齒輪上,小齒輪可以在小齒輪基體和小齒輪齒的區域中沿著其圓周的區段具有降擋區域,所述降擋區域在其外端面中具有軸向的降擋凹部構造,其中,降擋區域被構造和佈置成在沿驅動轉動方向圍繞小齒輪軸線旋轉的小齒輪上,允許自行車滾子鏈從位於外端側一側上的較小的小齒輪移到小齒輪上的嚙合轉換。這種在小齒輪的外端側上的降擋凹部構造也可由上述的相關現有技術得知。經過必要的修改,上述關於升擋的內容相應地適用以下情況:降擋凹部構造允許自行車鏈條從外部無碰撞地軸向靠近小齒輪並越過小齒輪的外端側的包裹端。因此,自行車鏈條可以在降擋時軸向地進入到降擋凹部構造中,這便於小齒輪上接收鏈條。
為了實現盡可能精確的換擋,降擋凹部構造配屬有至少一個接收齒。所述至少一個接收齒因其形狀、其佈置位置和其定向而構建為小齒輪的在降擋過程期間與降擋凹部構造共同作用而嚙合在自行車滾子鏈的鏈節的鏈板對的朝向彼此的內表面之間的第一個齒。
於是,當一個降擋區域進而一個降擋凹部構造配屬有多於一個的接收齒時,所述多個接收輸出齒沿周向方向直接彼此相繼。根據本發明的一種實施方式,可以為降擋區域及其降擋凹部配置兩個接收齒。由於在降擋時自行車鏈條需要從下一較小的小齒輪向內軸向接近接收小齒輪,接收齒作為實際上與自行車鏈條嚙合的第一齒,其嚙合到自行車鏈條的外鏈板鏈節中,所以在周向方向上直接相鄰的兩個接收齒中的一個在降擋過程中可靠地與外鏈板鏈節嚙合,並且因此能夠接收鏈條以與小齒輪嚙合。
當在下面的描述中提及至少一個接收齒時,在多個接收齒的情況下,是指降擋區域的沿驅動旋轉方向上的最外側的那個接收齒。
根據本發明的另一種優選實施方式,可以為降擋區域及其降擋凹部配置恰好一個接收齒。當自行車鏈條應當被小齒輪接收,且其中交替相繼的內鏈板和外鏈板鏈節所組成的鏈節序列相對於小齒輪具有經定義的相對位置時,這是特別有幫助和有利的。於是,當一個降擋區域及其降擋凹部構造僅配設有恰好一個接收齒時,該唯一的接收齒不僅是其降擋區域的下面提到的在驅動轉動方向上的最外側的接收齒,而且也是下面提到的逆著驅動轉動方向上的最外側的接收齒。
因為自行車鏈條的外鏈板鏈節的外鏈板在其之間容納內鏈板鏈節的內鏈板,所以內鏈板鏈節具有比外鏈板鏈節更小的可供小齒輪齒嚙合的淨寬度。小齒輪具有多個內鏈板小齒輪齒,所述內鏈板小齒輪齒分別基於其軸向尺寸被構造成用於與自行車滾子鏈的內鏈板鏈節嚙合。這包括如下情況:小齒輪的每個小齒輪齒被構造成用於與內鏈板鏈節嚙合並且因此是內鏈板小齒輪齒。
可以使用基準齒作為用於描述當前小齒輪的另外的輔助器件,小齒輪優選具有至少一個基準齒。在此,基準齒是在內鏈板小齒輪齒中具有最大軸向鏈條導引尺寸的至少一個內鏈板小齒輪齒。在此,基準齒具有外齒接觸面作為外齒接觸基準面。外齒接觸基準面定義出軸向基準位置。外齒接觸基準面優選位於凹部構造之外,即不凹入。
在此,就像基準齒的齒接觸基準面一樣,齒接觸面是僅構造成用於與鏈條鏈板的內表面貼靠嚙合的面,所述內表面指向鏈節的鏈條鏈板之間的嚙合空間並且軸向相鄰於所述齒接觸面。這意味著,齒接觸面為小齒輪齒的徑向地佈置在徑向區域的表面區段,其在通過伸入到兩個鏈條鏈板之間的嚙合空間中與自行車滾子鏈按照規定的嚙合期間,是軸向地與鏈條鏈板相鄰,且在該徑向區域內軸向地向相鄰的鏈條鏈板伸出最遠。在此,外齒接觸面軸向向外伸出最遠,內齒接觸面軸向向內伸出。小齒輪齒的鏈條導引尺寸是小齒輪齒的外齒接觸面和內齒接觸面之間的軸向距離。
優選地,齒接觸面從相應的齒頂以一個徑向間距向內定位並且從小齒輪的齒根圓以一個徑向間距徑向地向外定位。假設齒頂從小齒輪的齒根圓開始徑向向外延伸,則齒接觸面優選位於從齒根圓開始的齒高的20%至80%的範圍內,特別優選位於齒高的30%至75%的範圍內,更優選位於齒高的40%至70%的範圍內。由此,在確定齒接觸面及其沿小齒輪軸線的軸向位置時,可以避免在齒根的區域中軸向突出的斜坡構造以及在齒頂的區域中形成的偏轉面和其他小平面的干擾影響。這適用於內齒接觸面和外齒接觸面。
同一個齒的內齒接觸面和外齒接觸面可以在徑向方向上和周向方向上彼此錯開地佈置,即不必位於共同的軸向連接直線上,儘管這是優選的。出於該原因,對於同一個齒,作為齒沿平行於小齒輪軸線的測量段的軸向尺寸的齒寬和鏈條導引尺寸可以是不同的。作為內齒接觸面和外齒接觸面之間的軸向間距的鏈條導引尺寸,是用於衡量與小齒輪齒嚙合的鏈節在小齒輪齒上所具有的軸向運動間隙。通常,軸向運動間隙是鏈節的鏈條鏈板的內表面之間的淨寬度減去嚙合齒的鏈條導引尺寸。
在齒沉入鏈節的兩個平行的鏈條鏈板之間的嚙合空間期間,齒接觸面是否實際上與軸向相鄰的鏈條鏈板的內表面貼靠接觸取決於許多其他情況,例如在周向方向上位於所觀察的小齒輪齒旁邊的其他小齒輪齒與自行車鏈條之間的嚙合情況。
通常,在小齒輪齒沉入鏈條的鏈節的嚙合空間中期間(所述嚙合空間軸向地限定在兩個鏈條鏈板之間並且沿周向限定在兩個鏈條滾子之間),小齒輪齒的內齒接觸面和外齒接觸面中的僅一個齒接觸面同時地與兩個軸向相鄰的鏈條鏈板之一者的內表面貼靠,因為通常小齒輪齒的鏈條導引尺寸小於小齒輪齒應嚙合到的鏈節的淨寬度。
所述換擋功能齒(輸出齒和接收齒)優選佈置成在軸向上盡可能靠近軸向相鄰的較小的小齒輪,並且此外在軸向上構造有比傳統的小齒輪齒更小的鏈條導引尺寸,以便使得自行車鏈條即便在輸出齒或接收齒嚙合在鏈條鏈節中的嚙合空間中的情況下,也能盡可能遠地軸向向外位移。因此,至少一個輸出齒的齒接觸面,特別是其升擋區域的逆著驅動旋轉方向上的最外側的輸出齒的齒接觸面,和/或至少一個接收齒的齒接觸面,特別是其降擋區域的沿驅動旋轉方向上的最外側的接收齒的齒接觸面,可以是小齒輪的軸向最外側的齒接觸面。這不應排除其他齒的齒接觸面,例如至少一個基準齒的齒接觸面位於相同的軸向位置上,並且因此與至少一個輸出齒的齒接觸面,特別是其升擋區域的逆著驅動旋轉方向上的最外側的輸出齒的齒接觸面,和/或至少一個接收齒的齒接觸面,特別是其降擋區域的沿驅動旋轉方向上的最外側的接收齒的齒接觸面一樣遠地位於外部。
逆著驅動旋轉方向,至少一個小齒輪齒與至少一個輸出齒,特別是其升擋區域的逆著驅動旋轉方向上的最外側的輸出齒相鄰,所述小齒輪齒位於升擋凹部構造中,並且由於升擋凹部構造之故,所述小齒輪齒的外齒接觸面佈置成相對於至少一個輸出齒的外齒接觸面,特別是其升擋區域的逆著驅動旋轉方向上的最外側的輸出齒的外齒接觸面和/或相對於齒接觸基準面而朝向內端側偏移。同樣地,至少一個小齒輪齒在驅動旋轉方向上與至少一個接收齒,特別是其降擋區域的沿驅動旋轉方向上的最外側的接收齒相鄰,所述小齒輪齒位於降擋凹部構造中,並且由於降擋凹部構造之故,所述小齒輪齒的外齒接觸面佈置成相對於至少一個輸出齒的外齒接觸面,特別是其升擋區域的逆著驅動旋轉方向上的最外側的輸出齒的外齒接觸面和/或相對於齒接觸基準面而朝向內端側偏移。
由此得到沿著小齒輪圓周的圓周區段,在該圓周區段中,儘管小齒輪齒相應嚙合到自行車鏈條的鏈節的嚙合空間中,自行車鏈條在軸向上仍具有顯著的運動間隙空間。在不利的運行條件下,該運動間隙空間可能導致鏈條從小齒輪向外非期望地下降。所期望的是,鏈條在升擋時在升擋區域中,尤其在升擋凹部構造的區域中從小齒輪下降。由於所描述的軸向的運動間隙空間,例如當變速器在小齒輪不利的轉動位置中向外運動以進行升擋時,鏈條可以在升擋區域之外下降,因為鏈條由於周向區段增大的運動間隙在軸向上僅被較弱地導引。
發明概要
本發明的目的是預防這種非期望的降擋,或阻止這種非期望的降擋。
為了實現該目的,根據本發明在上述的小齒輪上設置有至少一個穩定齒,所述穩定齒基於其形狀、其佈置位置和其定向使與小齒輪嚙合的鏈條如此穩定,使得不論在小齒輪圍繞小齒輪軸線轉動期間何時操縱變速器,被小齒輪嚙合的鏈條僅在升擋凹部構造的區域中從小齒輪向外下降。
如果不僅在小齒輪上實現了上述配屬於升擋凹部構造的至少一個輸出齒而且配屬於降擋凹部構造的至少一個接收齒,則至少一個穩定齒位於圓周區段中,該圓周區段從至少一個接收齒出發,尤其從其降擋區域的沿驅動轉動方向最外側的接收齒出發,沿驅動轉動方向延伸至至少一個輸出齒。
在構成上述至少一個配屬於升擋凹部構造的輸出齒的情況下,為了在與小齒輪嚙合的情況下穩定鏈條,可以在升擋凹部構造的周向延伸區域中佈置輸出側穩定齒。根據輸出側穩定齒的第一實施方式,輸出側穩定齒具有與基準齒的內齒接觸面相比具有與軸向基準位置間更大的軸向間距的內齒接觸面。優選地,在升擋凹部構造的周向延伸區域中僅佈置恰好一個輸出側穩定齒。
通過使所述輸出側穩定齒的內齒接觸面比所述基準齒的內齒接觸面更遠離所述軸向基準位置--這是為了提示在內鏈板小齒輪齒中具有最大的鏈條導引尺寸的齒,並且使得輸出側穩定齒的外齒接觸面由於其在升擋凹部構造的區域中的佈置而相對於外齒接觸基準面和/或相對於至少一個輸出齒,尤其是其升擋區域的逆著驅動轉動方向最外側的輸出齒的齒接觸面向內錯開,輸出側穩定齒的內齒接觸面在其與鏈節嚙合期間能夠與鏈節的鏈條鏈板的內表面抵靠接觸,從而輸出側穩定齒能夠在圓周區域中向內擠壓自行車鏈條,自行車鏈條否則在該圓周區域周圍具有向外的軸向運動間隙。就此而言,當不需換擋過程時,輸出側穩定齒可以通過其進一步向內錯開的內齒接觸面抵消鏈條向外的軸向運動間隙並且限制該軸向運動間隙。
作為替代方案或優選作為補充方案,在構造配屬於降擋凹部構造的至少一個接收齒的情況下,在降擋凹部構造的周向延伸區域中可以佈置接收側穩定齒。該接收側穩定齒在降擋凹部構造的區域中所起的作用就像輸出側穩定齒在升擋凹部構造的區域中所起的作用一樣。因此,根據接收側穩定齒的第一實施方式,接收側穩定齒具有內齒接觸面,該內齒接觸面與基準齒的內齒接觸面相比具有與軸向基準位置間更大的軸向間距。優選地,在降擋凹部構造的周向延伸區域中僅佈置恰好一個接收側穩定齒。
接收側穩定齒由於其佈置在降擋凹部構造的區域中而具有關於外齒接觸基準面和/或關於至少一個接收齒,尤其是其降擋區域的沿驅動轉動方向最外側的接收齒的齒接觸面向內錯開的外齒接觸面,並且因此在小齒輪的正常嚙合運行中在沒有換擋過程的情況下,其外齒接觸面通常無論如何不與鏈節的鏈條鏈板的內表面貼靠嚙合。相反,接收側穩定齒可以利用其內齒接觸面與鏈節的鏈條鏈板的內表面貼靠嚙合,所述內齒接觸面在軸向上比基準齒的內齒接觸面更遠離外齒接觸基準面。因此,如之前已經針對輸出側穩定齒所闡述的那樣,接收側穩定齒可以在嚙合期間向內擠壓自行車鏈條,並且因此當無需換擋過程時,抵消自行車鏈條在降擋凹部構造的區域中存在的向外的軸向運動間隙,並且限制運動間隙。
因此,所述至少一個穩定齒沿小齒輪的內端面的方向擠壓鏈條遠離凹部構造,所述穩定齒位於所述凹部構造的周向延伸區域中。
因為輸出側穩定齒和接收側穩定齒佈置在由升擋和降擋凹槽形成的相應對應的凹槽形成的周向區域中,所以是,它們不干擾在時間上有利的、通過變速器的向外的軸向運動所啟動的升擋過程,但是可以延遲在時間上不利地,例如緊接在輸出齒經過鏈條導引滾子之後所啟動的升擋過程,直到沿驅動轉動方向轉動的小齒輪的輸出齒重新接近鏈條導引滾子。
作為根據上述第一實施方式的輸出側和/或接收側穩定齒的構造的另一積極的技術效果,通過相應的內齒接觸面的所描述的佈置實現的相應的穩定齒的更大的鏈條導引尺寸與在基準齒的內齒接觸面的軸向位置處的內齒接觸面的通常佈置相比也能夠實現更大的齒寬,只要外齒接觸面和內齒接觸面如優選的那樣在徑向上並且在周向方向上在穩定齒上重疊。由於增大的齒寬,根據本發明的穩定齒具有更高的強度並且因此在預定的負荷下具有更低的磨損傾向。
前述的輸出側和/或接收側穩定齒的第一實施方式原則上不僅可以用在偶數小齒輪上,而且可以用在奇數小齒輪上。
因此,對於由於裝置固有特性所導致的每個齒在相繼的小齒輪旋轉中相繼交替地與自行車鏈條的不同鏈節類型,內鏈板鏈節和外鏈板鏈節,嚙合的奇數小齒輪而言,每個齒均為內鏈板小齒輪齒。在奇數小齒輪上,具有最大鏈條導引尺寸的小齒輪齒也可以用作基準齒,用於描述穩定齒的形狀。
同時並且恰好在奇數小齒輪的情況下存在上述問題,即由騎行者在小齒輪的對於觸發的升擋過程不利的轉動位置的時間點觸發升擋過程可能導致鏈條非期望地在小齒輪的非為此設置的扇區中下降。通常,奇數小齒輪具有多個沿周向相繼的換擋區域,所述換擋區域分別包括一個降擋區域和沿驅動轉動方向跟隨降擋區域的下一個升擋區域。通常,至少兩個構造在不同的周向區段上的換擋區域如此構造,使得相應的輸出齒在不同的升擋區域中在小齒輪的繞轉期間與不同的鏈節類型嚙合。相應的情況優選也適用於可能設置的至少一個接收齒。如果此時如此觸發升擋過程,使得具有當前與內鏈板鏈節嚙合或在當前小齒輪繞轉中嚙合的輸出齒的升擋區域作為下一升擋區域通過變速器,則有利的是,通過至少一個穩定齒延遲升擋過程,直至輸出齒與外鏈板鏈節嚙合或在當前小齒輪繞轉中嚙合的升擋區域通過變速器。
因此,作為第一實施方式的替代方案或補充方案,上述目的也可以通過穩定齒的第二實施方式來實現,根據該第二實施方式,佈置在升擋凹部構造的周向區域中的輸出側穩定齒的內齒接觸面與至少一個輸出齒,尤其是其升擋區域的逆著驅動旋轉方向最外側的輸出齒的外齒接觸面的軸向間距不小於內鏈板小齒輪齒的最大鏈條導引尺寸。作為替代方案或優選作為補充方案,佈置在降擋凹部構造的周向區域中的接收側穩定齒的內齒接觸面與至少一個接收齒,尤其是其降擋區域的沿驅動轉動方向最外側的接收齒的外齒接觸面的軸向間距可以不小於內鏈板小齒輪齒的最大鏈條導引尺寸。根據上述定義,具有最大鏈條導引尺寸的內鏈板小齒輪齒是上述基準齒。
在穩定齒的第一實施方式中,穩定齒的內齒接觸面相對於基準齒的內齒接觸面作為具有最大的鏈條導引尺寸的內鏈板小齒輪齒的相對位置是重要的,與之不同的是,第二實施方式的穩定齒與通過佈置在由升擋區域和降擋區域構成的同一換擋功能區域中配屬於其的換擋功能齒,即輸出齒或接收齒,尤其與其升擋區域的逆著驅動轉動方向最外側的輸出齒或/和與其降擋區域的沿驅動轉動方向最外側的接收齒,形成跨多數小齒輪齒的鏈條導引尺寸,該鏈條導引尺寸不低於在此應用的基準齒作為具有最大的鏈條導引尺寸的內鏈板小齒輪齒的鏈條導引尺寸,和/或該跨多數小齒輪齒的鏈條導引尺寸優選不低於與自行車的驅動配置中的小齒輪配合的自行車鏈的內鏈板鏈節的軸向淨寬度,甚至為了更好地將自行車鏈條穩定在與自行車鏈條咬合的小齒輪上而大於該淨寬度。穩定齒的第二實施方式的主要優點在於但不限於,小齒輪僅具有內鏈板小齒輪齒時,如在奇數小齒輪的情況下那樣。與上述基準齒相反,在具有最大鏈條導引尺寸的內鏈板小齒輪齒中,其外齒接觸面的軸向位置不重要,所述內鏈板小齒輪齒被用於第二實施方式的穩定齒設計的基準。其可以相對於換擋功能齒,即輸出齒和接收齒,中的一個或兩個,特別是其升擋區域的逆著驅動旋轉方向最外側的輸出齒和/或其降擋區域的沿驅動旋轉方向最外側的接收齒的齒接觸面向內錯開地佈置。
在如上所述的的情況下,至少一個穩定齒能夠,優選特別是應該會導致小齒輪上的鏈條在小齒輪上的某些部分,即沿著鏈輪的某些角度範圍,不再完全依循已知的、通常的直線運行路徑。
取而代之的是,鏈條不僅在換擋過程中,而且也在於小齒輪上正常運行期間(即沒有為了將鏈條換到另一個小齒輪而被變速器橫向偏移),能被選擇性地藉由該至少一個穩定齒橫向偏移,特別是在朝向下一個較大的小齒輪的方向,即在內側方向。這樣做的目的是為了在小齒輪的某些旋轉位置,例如在小齒輪的內側換擋間隙或降擋凹部構造,而不是在外側換擋間隙或升擋凹部構造,抵消鏈條的非期望的向外運動,即向外側的方向,以及與此相關的任何換檔誤差。
穩定齒的外齒接觸面比與穩定齒相鄰的基準齒的外齒接觸面更遠的相反情況是可以想像到的且為本發明所涵蓋。在此相反的情況下,換句話說,自行車鏈條在與小齒輪上相應設計和佈置的穩定齒嚙合期間,故意向外偏移,即向外側方向偏移,超出其正常的直線路徑運行,例如在小齒輪的那些角度區域中,不需要向內換擋,即不需要降擋,這尤其是在小齒輪及/或下一個較大的相鄰小齒輪的外側換擋間隙或降擋凹部構造的情況。
換句話說,這些情況意味著,由於小齒輪的至少一個穩定齒,鏈條至少在一定程度上被帶入小齒輪上的特定的有規律的水平蛇形運動模式,藉此方式,例如,可刻意減少上述的錯誤換擋現象。
在此類情況下,具有至少一個穩定齒的小齒輪齒具有特殊的特性,即從至少兩個相鄰的齒重迭來看,小齒輪齒可以比鏈條內鏈板間距寬,即比鏈條內鏈板寬度寬。換句話說,在這些情況下,跨越至少兩個相鄰齒的小齒輪的導鏈尺寸要比鏈條內鏈板的寬度寬。再換句話說,從相鄰的齒上看,小齒輪齒寬於鏈條內鏈板的寬度。
「小齒輪齒寬於鏈條內鏈板寬度」起初聽起來在技術上是無稽之談,因為如果至少有兩個相鄰的齒寬於鏈條內鏈板寬度,那麼鏈條將至少有一個鏈條內鏈板騎在兩個齒上,不再與鏈輪接合。然而,在本發明考慮的情況下,至少兩個相鄰的齒不是每者都比鏈條內鏈板的寬度寬,但齒的厚度在相鄰的齒上比鏈條內鏈板的寬度寬,即至少重迭了兩個相鄰的齒,藉其兩個相鄰的齒中至少有一者並不比鏈式內鏈板的寬度寬。以此方式,鏈條就有可能不會騎在對鏈條內鏈板而言太厚的齒上,而是依循上述的特殊蛇形模式。
應明確指出的是,穩定齒可以僅根據第一實施方式或僅根據第二實施方式或既根據第一實施方式又根據第二實施方式構造。
優選地,輸出側穩定齒的內齒接觸面與至少一個輸出齒,特別是其升擋區域的逆著驅動旋轉方向最外側的輸出齒的外齒接觸面之間的軸向間距大於內鏈板小齒輪齒的最大鏈條導引尺寸。同樣優選地,接收側穩定齒的內齒接觸面與至少一個接收齒,尤其其降擋區域的沿驅動轉動方向最外側的接收齒的外齒接觸面的軸向間距大於內鏈板小齒輪齒的最大的鏈條導引尺寸。由此進一步提高通過穩定齒和所配屬的換擋功能齒共同形成的鏈條導引能力。
優選地,為了實現在穩定齒和與所配屬的換擋功能齒之間的區域中的局部張緊鏈條導引,穩定齒的內齒接觸面與所配屬的換擋功能齒的外齒接觸面之間的軸向間距為用於在驅動運行中嚙合而為小齒輪所配屬的自行車滾子鏈的內鏈板鏈節的淨寬度的0.90倍至1.05倍。為了有效地減小沿向外方向的軸向的鏈條可運動性,當在對此不利的轉動位置的時間點觸發升擋過程時,穩定齒的內齒接觸面與穩定齒所配屬的換擋功能齒的外齒接觸面的軸向間距優選不小於,特別優選大於內鏈板鏈節的軸向淨寬度。試驗顯示,相當於內鏈板鏈節的淨寬度的1.004倍至1.033倍的穩定齒的內齒接觸面與穩定齒所配屬的換擋功能齒的外齒接觸面的軸向間距具有特別有利的鏈條導引作用。
為了避免小齒輪的非期望的削弱,所提到的凹部構造在周向方向上盡可能短地構造。因此,優選地,輸出側穩定齒可以逆著驅動旋轉方向直接與至少一個輸出齒相鄰地佈置,特別是其升擋區域的逆著驅動旋轉方向最外側的輸出齒相鄰地佈置。與此相應地,出於相同的考慮,接收側穩定齒可以沿驅動轉動方向直接與至少一個接收齒,尤其是其降擋區域的沿驅動轉動方向最外側的接收齒相鄰。在這種佈置中,輸出側穩定齒在升擋過程期間是同一鏈節的兩個鏈條鏈板沿軸向從外部經過的第一個小齒輪齒。同樣地,接收側穩定齒在降擋過程期間是同一鏈節的兩個鏈條鏈板沿軸向從外部經過的最後一個小齒輪齒。
優選地,所述至少一個輸出齒和/或所述至少一個接收齒構造用於與外鏈板鏈節嚙合,因為所述外鏈板鏈節由於其上面所描述的較大的淨寬度在鏈條軸向向外脫離或軸向從外部到來的情況下仍能被保持在小齒輪上或在小齒輪上接收,儘管鏈條不再或尚未處於其用於與小齒輪嚙合的軸向位置。
此外,對於直接沿著鏈條軌道與外鏈板鏈節相鄰的內鏈板鏈節而言,由於其較小的軸向尺寸,更容易地在軸向外部經過輸出側穩定齒處或接收側穩定齒。
如上所述,輸出側穩定齒的外齒接觸面相對於軸向基準位置向內錯開地佈置。與至少一個輸出齒的外齒接觸面相比,尤其是與其升擋區域的逆著驅動旋轉方向最外側的輸出齒之外齒接觸面相比,所述輸出側穩定齒的外齒接觸面具有與軸向基準位置間更大的軸向間距,以便在升擋時使得自行車鏈條能夠在軸向外部經過穩定齒旁邊。作為替代方案或補充方案,接收側穩定齒的外齒接觸面關於軸向基準位置向內偏移。與至少一個接收齒的外齒接觸面,尤其與其降擋區域的沿驅動旋轉方向最外側的接收齒的外齒接觸面相比,所述接收側穩定齒的外齒接觸面具有距軸向基準位置更大的軸向間距。由此,自行車鏈條在降擋時可以在軸向外部經過穩定齒。
為了一方面為鏈條提供用於換擋過程的在小齒輪上的上述軸向運動間隙,並且另一方面為了在小齒輪在沒有換擋過程的情況下正常旋轉時限制該軸向運動間隙,與所述至少一個輸出齒,尤其是其升擋區域的逆著驅動轉動方向最外側的輸出齒的內齒接觸面相比,輸出側穩定齒的內齒接觸面可具有與軸向基準位置間更大的軸向間距,和/或與所述至少一個接收齒,尤其是其降擋區域的沿驅動轉動方向最外側的接收齒的內齒接觸面相比,接收側穩定齒的內齒接觸面可具有與軸向基準位置間更大的軸向間距。
為了可重複地執行成功的換擋過程,更確切地說為了升擋以及為了降擋,仍然或已經與小齒輪處於嚙合中的自行車鏈條在對於換擋過程起決定性作用的換擋功能齒,即輸出齒和接收齒,區域中向外的軸向可運動性是有利的。因此,在構造有升擋區域的上述至少一個輸出齒的情況下,輸出側動員齒可以沿驅動旋轉方向直接與至少一個輸出齒,特別是其升擋區域的沿驅動旋轉方向最外側的輸出齒相鄰地佈置,其中,輸出側動員齒的內齒接觸面與軸向基準位置的軸向間距小於或等於基準齒的內齒接觸面與軸向基準位置的軸向間距。優選地,輸出側動員齒的內齒接觸面與軸向基準位置的軸向間距小於基準齒的內齒接觸面與軸向基準位置的軸向間距。輸出側動員齒,其在升擋時作為與鏈條嚙合的最後小齒輪齒中的一個,優選地作為與鏈條嚙合的倒數第二個小齒輪齒,能使得自行車鏈條能夠軸向向外運動到軸向相鄰的升擋過程的較小目標小齒輪。因此,與沒有輸出側動員齒的小齒輪相比,鏈條可以在較長的圓周區段上軸向向外移動。
優選地,輸出側動員齒的內齒接觸面與軸向基準位置的軸向間距也小於輸出側穩定齒的內齒接觸面與軸向基準位置的軸向間距。從而,在小齒輪與鏈條的普通嚙合而不進行換擋操作的情況下,輸出側穩定齒能夠有效地將鏈條穩定在小齒輪上。因此,逆著驅動旋轉方向,輸出側穩定齒跟隨由輸出側動員齒和至少一個輸出齒形成的、在至少兩個齒上延伸的圓周區段,該圓周區段具有小的鏈條導引尺寸並且因而對在小齒輪上的鏈條具有弱的軸嚮導引作用。
作為替代方案或優選作為補充方案,在構造有降擋區域的上述至少一個接收齒的情況下,可以與至少一個接收齒,尤其是與其降擋區域的逆著驅動旋轉方向最外側的接收齒,逆著驅動旋轉方向直接相鄰地佈置有接收側動員齒,其中,接收側動員齒的內齒接觸面與軸向基準位置的軸向間距小於或等於基準齒的內齒接觸面與軸向基準位置的軸向間距。優選地,接收側動員齒的內齒接觸面與軸向基準位置的軸向間距小於基準齒的內齒接觸面與軸向基準位置的軸向間距。接收側動員齒(其在降擋時是最先與鏈條嚙合的小齒輪齒之一,優選地是與鏈條嚙合的第二小齒輪齒)使得自行車鏈條可具有軸向向外相對於降擋過程的軸向相鄰的較小的輸出小齒輪的運動間隙。因此,與沒有接收側動員齒的小齒輪相比,鏈條可以在較長的圓周區段上從軸向外側向軸向內側運動。
優選地,接收側動員齒的內齒接觸面與軸向基準位置的軸向間距也小於接收側穩定齒的內齒接觸面與軸向基準位置的軸向間距。這使得接收側穩定齒能夠在小齒輪與鏈條在沒有換擋過程的情況下正常嚙合時有效地將鏈條穩定在小齒輪上。於是,在驅動轉動方向上,接收側穩定齒在由接收側動員齒和至少一個接收齒形成的、在至少兩個小齒輪齒上延伸且具有小的鏈條導引尺寸並且因此對鏈條在小齒輪上具有的弱的軸嚮導引作用的圓周區段前面。
具有小的鏈條導引尺寸的圓周區段越長,變速器的移位就越容易引起鏈條在對此非期望的周緣區域上的非期望的下降,並且所述至少一個穩定齒的構造就越有利。
為了在由降擋區域和在驅動旋轉方向上下一個跟隨降擋區域的升擋區域組成的切換區域中盡可能好地將鏈條穩定在小齒輪上,優選地,輸出側穩定齒的內齒接觸面距軸向基準位置的軸向間距也大於接收側動員齒的內齒接觸面距軸向基準位置的軸向間距,和/或接收側穩定齒的內齒接觸面距軸向基準位置的軸向間距大於輸出側動員齒的內齒接觸面距軸向基準位置的軸向間距。
小齒輪可以具有多於一個的升擋區域,其中,優選地,每個升擋區域具有升擋凹部構造,所述升擋凹部構造具有至少一個,優選地恰好一個配屬於升擋凹部構造的輸出齒。同樣地,小齒輪可以具有多於一個的降擋區域,其具有降擋凹部構造且具有至少一個,優選地恰好一個配屬於降擋凹部構造的接收齒。降擋凹部構造與在驅動轉動方向上距其最近的升擋凹部構造構成共同的換擋區域。降擋凹部構造和在驅動轉動方向上最接近該降擋凹部構造的升擋凹部構造優選位於接收齒,尤其是其降擋區域的在驅動轉動方向上最外側的接收齒與在驅動轉動方向上跟隨接收齒的第一輸出齒之間。
至少一個輸出齒,尤其是其升擋區域的逆著驅動旋轉方向最外側的輸出齒優選沿驅動旋轉方向緊跟升擋凹部構造,使得升擋凹部構造至少不完全地延伸,優選地完全不延伸到至少一個輸出齒的向外指向的齒面中,尤其是其升擋區域的沿驅動旋轉方向最外側的輸出齒的向外指向的齒面中。其升擋區域的沿驅動旋轉方向最外側的輸出齒的向外指向的齒面的至少一部分,優選地其升擋區域的沿驅動旋轉方向最外側的輸出齒的整個向外指向的齒面都不受升擋凹部構造的影響。
類似於輸出齒,優選地,至少一個接收齒,尤其是其降擋區域的沿驅動旋轉方向最外側的接收齒逆著驅動旋轉方向緊跟降擋凹部構造,使得降擋凹部構造至少不完全地延伸,優選地完全不延伸到至少一個接收齒的向外指向的齒面中,尤其是其降擋區域的沿驅動旋轉方向最外側的接收齒的向外指向的齒面中。其降擋區域的逆著驅動旋轉方向最外側的接收齒的向外指向的齒面的至少一部分,優選地其降擋區域的逆著驅動旋轉方向最外側的接收齒的整個向外指向的齒面都不受降擋凹部構造的影響。
根據本申請的術語用法,小齒輪齒在徑向內部終止在小齒輪的齒根圓上。在齒根圓的徑向內部構造在小齒輪基體上的構造是小齒輪基體的構造而不是構造在相同的周向位置上的小齒輪齒的構造。
在小齒輪的一個實施方式中,接收側或輸出側動員齒,優選地輸出側動員齒可以是基準齒。則相關動員齒的內齒接觸面距軸向基準位置的軸向間距為內齒接觸面距軸向基準位置的軸向間距。換句話說,動員齒的鏈條導引尺寸是基準齒的鏈挑導引尺寸。當小齒輪的齒數為偶數,並且是從接收側動員齒到在驅動旋轉方向上最近的輸出側動員齒的換擋路徑的齒數的n倍加上包括動員齒的n個齒時,動員齒尤其可以是小齒輪的基準齒,並且小齒輪包含該路徑的n倍。其中n是整數。
由於以上已經提到的使鏈條更容易地向外輸出和使來自外部的鏈條更容易地接收的原因,至少一個接收齒和至少一個輸出齒都構造用於嚙合到外鏈板鏈節中,因此通常在至少一個接收齒,特別是其降擋區域的沿驅動轉動方向最外側的接收齒與沿驅動轉動方向最接近的輸出齒之間存在奇數個小齒輪齒。為了使支持換擋過程的凹部構造保持盡可能短,所述凹部構造為了實現其目的必須在周向方向上具有一定的最小長度,多數情況下,在所述至少一個接收齒,尤其是其降擋區域的沿驅動旋轉方向最外側的接收齒與其升擋區域的逆著驅動旋轉方向最外側的輸出齒之間存在三個或五個小齒輪齒。其升擋區域的逆著驅動轉動方向最外側的輸出齒於是在驅動轉動方向上是在至少一個接收齒之後,尤其在其降擋區域的沿驅動轉動方向最外側的接收齒之後的第四齒或第六齒。如果存在接收側和輸出側動員齒,則輸出側動員齒在這些情況下沿驅動轉動方向優選地是在接收側動員齒之後的第六小齒輪齒或第八小齒輪齒。上述換擋路徑於是包括七個或九個小齒輪齒。具有24個齒的小齒輪(24-T-小齒輪)於是可以由三個這種換擋路徑加上三個齒構成,從而動員齒,優選地輸出側動員齒可以是基準齒。當奇數小齒輪,例如具有21個齒的小齒輪(21-T-小齒輪)在外側與24-T-小齒輪相鄰時,由三個換擋路徑構成24-T-小齒輪是有利的。這是因為在鏈條與奇數小齒輪嚙合時,對於奇數小齒輪的每個小齒輪齒,在外鏈板鏈節和內鏈板鏈節之間的被嚙合的鏈節的類型隨著每次旋轉而改變。因為在從21-T-小齒輪降擋到24-T-小齒輪上時,21-T-小齒輪的小齒輪齒與相應的鏈節類型的配屬是不確定的,所以為了實現盡可能短的換擋延遲有利的是,在24-T-小齒輪上構造有多個換擋路徑。原則上,在本申請中,具有z個齒的小齒輪被稱為“z-T-小齒輪”。
為了簡化小齒輪的製造,可以規定多個位於凹部構造之外的小齒輪齒的外齒接觸面是位於軸向基準位置上,包括輸出齒和/或接收齒的齒接觸面。
多個,優選地所有位於軸向基準位置上的外齒接觸面優選正交於小齒輪軸線定向。這便於在尺寸精度方面有利地加工在其形狀上複雜的小齒輪。
優選地,多個,特別優選所有位於軸向基準位置上的內齒接觸面可以正交於小齒輪軸線定向。
為了在小齒輪上旋轉期間穩定鏈條,有利的是,輸出側穩定齒的鏈條導引尺寸大於至少一個輸出齒,特別是其升擋區域的逆著驅動旋轉方向最外側的輸出齒的鏈條導引尺寸。作為替代方案或優選作為補充方案,接收側穩定齒的鏈條導引尺寸可以大於至少一個接收齒,尤其是其降擋區域的沿驅動轉動方向最外側的接收齒的鏈條導引尺寸。優選地,輸出側穩定齒的鏈條導引尺寸是至少一個輸出齒,特別是其升擋區域的逆著驅動旋轉方向最外側的輸出齒的鏈條導引尺寸的1.1倍至1.3倍,優選地是1.12倍至1.2倍,特別優選地是1.13倍至1.17倍(包括所述倍數界限值)。作為替代方案或優選作為補充方案,接收側穩定齒的鏈條導引尺寸優選為至少一個接收齒,尤其是其降擋區域的沿驅動轉動方向最外側的接收齒的鏈條導引尺寸的1.2倍至1.6倍,優選1.2倍至1.5倍,特別優選1.21倍至1.45倍(包括所述倍數界限值)。這些值通常適用於小齒輪,但優選適用於具有偶數齒數的小齒輪。對於具有奇數齒數的小齒輪或對於僅具有內鏈板小齒輪齒的小齒輪,輸出側穩定齒的鏈條導引尺寸可以是至少一個輸出齒,特別是其升擋區域的逆著驅動旋轉方向最外側的輸出齒的鏈條導引尺寸的1.3倍至1.7倍,優選1.4倍至1.6倍,特別優選1.5倍至1.6倍(包括所述倍數界限值)。同樣地,對於具有奇數齒數的小齒輪或對於僅具有內鏈板小齒輪齒的小齒輪,接收側穩定齒的鏈條導引尺寸可以是至少一個接收齒,尤其是其降擋區域的沿驅動轉動方向最外側的接收齒的鏈條導引尺寸的1.2倍至1.6倍,優選1.3倍至1.5倍,特別優選1.4倍至1.5倍(包括所述倍數界限值)。
此外,為了在小齒輪上的旋轉期間穩定鏈條,如果輸出側穩定齒的鏈條導引尺寸大於輸出側動員齒的鏈條導引尺寸,則可能是有利的。作為替代方案或優選作為補充方案,接收側穩定齒的鏈條導引尺寸可以大於接收側動員齒的鏈條導引尺寸。優選地,輸出側穩定齒的鏈條導引尺寸是輸出側動員齒的鏈條導引尺寸的0.8倍至1.2倍,優選地0.85倍至1.15倍,特別優選地0.88倍至1.13倍(包括所述倍數界限值)。作為替代方案或優選作為補充方案,根據有利的改進方案,接收側穩定齒的鏈條導引尺寸是接收側動員齒的鏈條導引尺寸的1.0倍至1.4倍,優選1.0倍至1.37倍,特別優選1.0倍至1.35倍(包括所述倍數界限值)。這些值通常適用於小齒輪,但優選適用於具有偶數齒數的小齒輪。對於具有奇數齒數的小齒輪或對於僅具有內鏈板小齒輪齒的小齒輪,輸出側穩定齒的鏈條導引尺寸可以是輸出側動員齒的鏈條導引尺寸的1.3倍至1.7倍,優選1.4倍至1.6倍,特別優選1.5倍至1.6倍(包括所述倍數界限值)。同樣地,對於具有奇數齒數的小齒輪或對於僅具有內鏈板小齒輪齒的小齒輪,接收側穩定齒的鏈條導引尺寸可以是接收側動員齒的鏈條導引尺寸的1.2倍至1.6倍,優選1.3倍至1.5倍,特別優選1.4倍至1.5倍(包括所述倍數界限值)。
作為優選奇數小齒輪的上述21T小齒輪可以具有分別具有七個小齒輪齒的三個換擋區域。優選地,在這些換擋區域上,接收齒和輸出齒是換擋區域的沿周向方向分別最外側的齒。接收齒通常是換擋區域逆著驅動旋轉方向的最外側的齒,並且輸出齒是換擋區域沿驅動旋轉方向的最外側的齒。通過換擋區域在周向方向上彼此相鄰,至少一個接收齒於是在驅動轉動方向上與至少一個輸出齒相鄰。在這種情況下,換擋區域的沿驅動旋轉方向最外側的輸出齒可以同時是沿驅動旋轉方向相鄰的換擋區域的接收側動員齒,並且換擋區域的逆著驅動旋轉方向最外側的接收齒可以是逆著驅動旋轉方向相鄰的換擋區域的輸出側動員齒。
因為已經與小齒輪嚙合的鏈條向外的輸出通常比從外部接近小齒輪以便與之嚙合的鏈條的接收更容易實現,為了以盡可能小的軸向鏈條導引能力損失實現可重複的換擋成功,至少一個輸出齒的鏈條導引尺寸,尤其是其升擋區域的逆著驅動轉動方向最外側的輸出齒的鏈條導引尺寸,可以大於至少一個接收齒的鏈條導引尺寸,尤其是其降擋區域的沿驅動轉動方向最外側的接收齒的鏈條導引尺寸。因此,對於鏈條在至少一個接收齒處的接收而言,其在至少一個接收齒處的軸向運動間隙可以大於在至少一個輸出齒處的軸向運動間隙。在具體的實施例中,已經證明有利的是,至少一個輸出齒的鏈條導引尺寸,特別是其升擋區域的逆著驅動旋轉方向最外側的輸出齒的鏈條導引尺寸,是至少一個接收齒特別是其降擋範圍的沿驅動旋轉方向最外側的接收齒的鏈條導引尺寸的1.02倍至1.15倍,優選1.03倍至1.12倍,特別優選1.04倍至1.11倍,其包括所述界限值。
因為鏈條在升擋時的輸出情況和鏈條在降擋時的接收情況在小齒輪上關於鏈條與小齒輪沿著鏈條軌道的軸向間距通常不關於包含小齒輪軸線的對稱平面鏡像地進行,所以輸出側穩定齒的外齒接觸面與軸向基準位置的軸向間距可以選擇不小於接收側穩定齒的外齒接觸面與軸向基準位置的軸向間距。優選地,輸出側穩定齒的外齒接觸面與軸向基準位置的軸向間距大於接收側穩定齒的外齒接觸面與軸向基準位置的軸向間距。因此,與至少一個接收齒的鏈條導引尺寸,特別是其降擋區域的沿驅動旋轉方向最外側的接收齒的鏈條導引尺寸相比,尤其可以考慮為至少一個輸出齒,尤其是其升擋區域的逆著驅動旋轉方向最外側的輸出齒設置優選更大的鏈條導引尺寸。
優選地,輸出側穩定齒的內齒接觸面與軸向基準位置的軸向間距與接收側穩定齒的內齒接觸面與軸向基準位置的軸向間距相差不超過10%,特別優選不超過5%,其分別基於兩個間距中的較大者。最優選地,所述間距彼此相同。由此可以確保,兩個穩定齒的鏈條穩定能力在佈置有穩定齒的換擋區域中沒有太大差別。輸出側穩定齒的內齒接觸面和接收側穩定齒的內齒接觸面分別與軸向基準位置的不同軸向間距的實現用於賦予每個穩定齒最大可能的厚度並且因此賦予最大可能的耐磨性。鏈條穩定能力是通過穩定齒抵抗軸向運動間隙的能力來確定,即穩定齒在鏈條的常規旋轉中在沒有升擋操作的情況下,抵抗由其他小齒輪齒,例如至少一個接收齒,至少一個輸出齒或必要時一個或多個動員齒,賦予自行車鏈條在升擋和降擋凹部構造的區域中的軸向運動間隙的能力來確定。為此,內齒接觸面的軸向位置是決定性的標準。
當今的小齒輪通常不與與其共同作用的自行車鏈條分離地提供。通常,小齒輪或小齒輪飛輪與配套的自行車鏈條一起作為一個系統設計和提供。這在具有10個、11個、12個或更多個小齒輪的空間上強烈壓縮的後輪小齒輪飛輪的情況下,用以保證由小齒輪或具有小齒輪的小齒輪飛輪和與小齒輪或小齒輪飛輪共同作用的自行車鏈條組成的驅動配置盡可能順利工作的唯一可行的方案。因而自行車鏈條的設計還與小齒輪或具有小齒輪的小齒輪飛輪的設計相關聯。對於給定的小齒輪或給定的具有該小齒輪的小齒輪飛輪,本領域技術人員可以毫無問題地確定相關的自行車鏈條及其尺寸。
為了將自行車滾子鏈在不同鏈節類型的交替順序方面與小齒輪的小齒輪齒明確地配屬,偶數小齒輪可以具有至少一個外鏈板小齒輪齒,所述外鏈板小齒輪齒的鏈條導引尺寸大於內鏈板鏈節的淨寬度並且小於配屬於小齒輪的自行車滾子鏈的外鏈板鏈節的淨寬度。由此,該外鏈板小齒輪齒可以並且將在每次與自行車鏈條嚙合時僅嚙合到外鏈板鏈節的嚙合空間中。如果內鏈板鏈節接近該外鏈板小齒輪齒,而外鏈板小齒輪齒由於其鏈條導引尺寸而無法或無法完全嚙合到該內鏈板鏈節中,則鏈條可以通過外鏈板小齒輪齒的齒頂沿著鏈條軌道移動,直到具有外鏈板小齒輪齒的外鏈板鏈節到達能實現嚙合的相對位置中。為了支持小齒輪的這種相對定向作用,所述小齒輪優選具有多個外鏈板小齒輪齒,其中,在每對外鏈板小齒輪齒之間佈置有奇數個小齒輪齒。因此,至少一個內鏈板小齒輪齒位於兩個沿周向相繼佈置的外鏈板小齒輪齒之間。
如上文所述,當小齒輪是偶數小齒輪時,降擋區域的至少一個,優選唯一的接收齒和/或升擋區域的至少一個,優選唯一的輸出齒優選這樣佈置在小齒輪上,使得基於構造在小齒輪上的至少一個外鏈板小齒輪齒和由此引起的鏈條通過其鏈節類型的交替序列相對於小齒輪齒的明確的相對定向,至少一個,優選唯一的接收齒和/或至少一個,優選唯一的輸出齒佈置用於與外鏈板鏈節嚙合。優選地,輸出側和/或接收側穩定齒分別是內鏈板小齒輪齒。同樣優選地,可能設置的輸出側和/或接收側動員齒分別是內鏈板小齒輪齒。
優選地,小齒輪是小齒輪飛輪的組成部分,所述小齒輪飛輪具有多個同軸的小齒輪,所述小齒輪分別具有不同的齒數,所述小齒輪作為小齒輪飛輪能夠共同無滑移地圍繞共同的虛擬小齒輪軸線可轉動地設置在自行車上,尤其設置在自行車的後輪轂上。於是,當在小齒輪飛輪中,一個小齒輪在外側與另一小齒輪軸向相鄰時,與該一個小齒輪的外端側軸向對置的另一小齒輪具有比該一個小齒輪更小的齒數。優選地,具有至少一個如上所述構造的小齒輪的小齒輪飛輪總共具有十個、十一個、十二個、十三個或十四個小齒輪。特別優選地,小齒輪飛輪具有十二個小齒輪。根據這種十二層小齒輪飛輪的一種特別有利的實施方式,十二層小齒輪飛輪的較小的軸向直接相鄰的小齒輪具有2的齒數差,十二層小齒輪飛輪的次小的軸向直接相鄰的小齒輪具有3的齒數差,十二層小齒輪飛輪的較大的軸向直接相鄰的小齒輪具有4的齒數差,並且十二層小齒輪飛輪的進一步更大的軸向直接相鄰的小齒輪具有6的齒數差。最大的小齒輪優選具有比其軸向相鄰的小齒輪多八個齒。小齒輪飛輪的優選的小齒輪序列的齒數為10-12-14-16-18-21-24-28-32-38-44-52。優選地,小齒輪飛輪的至少一半的小齒輪如上所述地構造,特別優選地,至少三分之二的小齒輪如上所述地構造。
對於該優選的小齒輪飛輪來說,以下給出的軸向間距被證明是有利的,該軸向間距從較大的小齒輪的位於構造在外端面上的凹部構造外部的齒的外齒接觸面到軸向相鄰的下一較小的小齒輪的位於構造在外端面上的凹部構造外部的齒的外齒接觸面。作為替代方案或優選作為補充方案,在軸向相鄰的小齒輪的外端面之間的下述軸向間距已經證明是有利的:
在52T小齒輪和44T小齒輪之間:3.60 mm至3.70 mm,優選3.65 mm。在44T小齒輪和38T小齒輪之間:3.65 mm至3.75 mm,優選3.70 mm。在38T小齒輪和32T小齒輪之間:3.60 mm至3.70 mm,優選3.65 mm。在32T小齒輪和28T小齒輪之間:3.70 mm至3.80 mm,優選3.75 mm。在28T小齒輪和24T小齒輪之間:3.70 mm至3.80 mm,優選3.75 mm。在24T小齒輪和21T小齒輪之間:3.85 mm至3.95 mm,優選3.90 mm。在21T小齒輪和18T小齒輪之間:3.75 mm至3.85 mm,優選3.80 mm。在18T小齒輪和16T小齒輪之間:3.65 mm至3.75 mm,優選3.70 mm。在16T小齒輪和14T小齒輪之間:3.65 mm至3.75 mm,優選3.70 mm。在14T小齒輪和12T小齒輪之間:3.85 mm至3.95 mm,優選3.90 mm。
優選地,24T小齒輪和21T小齒輪之間的間距是從飛輪的52T小齒輪到12T小齒輪的相鄰小齒輪之間的在數值方面最大的間距。14T和12T小齒輪之間的間距可以與24T和21T小齒輪之間的間距相同,但不能更大。
21T小齒輪和18T小齒輪之間的間距優選是從飛輪的52T小齒輪到12T小齒輪的相鄰小齒輪之間的第二大的間距。
優選地,由44T/38T、18T/16T和16T/14T組成的至少一個小齒輪對具有從52T小齒輪到12T小齒輪的相鄰小齒輪之間的在數值方面的第三大的間距,其中,特別優選地,三個所提到的小齒輪對分別具有相同大小的間距。
由52T/44T和38T/32T組成的至少一個小齒輪對具有從52T小齒輪到12T小齒輪的相鄰小齒輪之間的最小間距,其中,特別優選地,兩個所提到的小齒輪對分別具有相同大小的間距。
在12T小齒輪和10T小齒輪之間,優選在12T小齒輪的位於構造在外端面上的凹部構造外部的小齒輪齒的外齒接觸面與10T小齒輪的位於構造在外端面上的凹部構造外部的內鏈板小齒輪齒的外齒接觸面之間存在3.75 mm至3.85 mm,優選3.80 mm的軸向間距。
在12T小齒輪和10T小齒輪之間,優選在12T小齒輪的位於構造在外端面上的凹部構造外部的小齒輪齒的外齒接觸面與10T小齒輪的位於構造在外端面上的凹部構造外部的外鏈板小齒輪齒的外齒接觸面之間存在4.55 mm至4.65 mm,優選4.60 mm的軸向間距。
在多層小齒輪飛輪上,彼此軸向相鄰的小齒輪通過連接器件彼此連接。優選地,連接器件包括接片,所述接片從兩個軸向相鄰的小齒輪中的較大的小齒輪出發徑向向內並且軸向向外突出。在包含小齒輪軸線的截面中,這種接片具有粗略示意性的L形橫截面。優選地,接片與軸向相鄰的較小的小齒輪一體地構造,例如通過對整體進行切削加工來構造。然而不應排除的是,接片僅徑向向內延伸並且相鄰的下一較小的小齒輪與鏈板之間的軸向間距通過鉚釘或通過類似的連接器件橋接,所述連接器件同時在兩個軸向相鄰的小齒輪之間建立機械連接。
在此可以規定,從確定的小齒輪起,在軸向向內朝向較大的小齒輪的方向上軸向相鄰的小齒輪通過比兩個相互連接的相鄰的小齒輪中的每個單獨的小齒輪齒數更少的接片相互連接。在較大的偶數小齒輪的情況下有利的是,接片作為連接器件僅構造在軸向相鄰的小齒輪中較小的小齒輪的每隔一個齒上。由此,較大的小齒輪在較小的小齒輪上的主體連接在如下部位處通入到小齒輪基體中,鏈條在與較小的小齒輪嚙合的情況下將力所傳遞到的齒位於在較小的小齒輪上的該部位。
如果兩個軸向相鄰的小齒輪中較小的小齒輪是奇數的小齒輪,那麼優選在較小的小齒輪的每個齒的周向位置處連接接片通入較小的小齒輪的小齒輪基體中。
在上面優選提到的十二層小齒輪飛輪的示例中,三個最大的小齒輪優選構成為單小齒輪並且通過鉚釘或其他連接器件彼此連接和/或與最大的小齒輪連接。其餘的九個小齒輪優選一件式地構造為小齒輪圓頂。其中,小齒輪圓頂的第二大的小齒輪與最大的小齒輪並且小齒輪圓頂的第三大的小齒輪與第二大的小齒輪分別通過連接接片一件式地連接,其中,分別僅設置兩個直接相互連接的小齒輪中較小的小齒輪具有齒的數量的一半的接片。在此,每個接片在較小的小齒輪具有齒的圓周位置處通入到相應較小的軸向相鄰的小齒輪的小齒輪基體中。
小齒輪圓頂的第三大的小齒輪與第四大的小齒輪的一體式連接以及小齒輪與軸向相鄰的下一較小的小齒輪的每個另外的連接,優選至少直至第七大的小齒輪這樣實施,使得連接接片在較小的小齒輪的齒的每個圓周位置處通入到其小齒輪基體中。以十二層小齒輪飛輪為例,一體式小齒輪圓頂的最大的小齒輪是小齒輪飛輪的第四大的小齒輪,並且小齒輪圓頂的第七大的小齒輪分別是小齒輪飛輪中第十大和第三小的小齒輪。
小齒輪飛輪的和小齒輪圓頂的兩個最小的小齒輪可以罐狀地在沒有通孔的情況下或者為了減小飛輪重量而利用多個通孔,例如在每隔一個齒上的通孔與小齒輪飛輪的其餘部分一體地連接。優選地,第二小的小齒輪通過在每隔一個齒上的通孔在其他部位均為實心的罐狀結構中與第三最小的小齒輪一體式地連接,並且同樣優選地,最小的小齒輪通過實心的罐狀結構與第二小的小齒輪一體式地連接。
這種小齒輪圓頂提供了足夠的機械強度,用於在盡可能小的重量的同時傳遞在行駛運行中出現的力和轉矩。
在連接接片僅在較小的小齒輪的每隔一個齒的周向位置處通入的部位,這樣連接的小齒輪對的機械強度小於當連接接片在每個齒的周向位置處通入較小的小齒輪的小齒輪基體中時的情況。這可能由於在該部位減小的材料厚度而非期望地削弱較小的小齒輪在其升擋和/或降擋凹部構造的圓周區域中的剛度和強度。
為了補償在較小的小齒輪上的這種弱化,在凹部構造在用於與軸向相鄰的下一較大的小齒輪連接的兩個連接接片之間的區域中延伸的部位,在小齒輪基體上構造有沿周向延伸的軸向突出部,所述軸向突出部優選在通入到構成所述連接接片的小齒輪基體中的兩個連接接片的間距的至少四分之三,特別優選在整個間距上延伸。優選地,軸向突出部軸向地從小齒輪基體朝向軸向相鄰的下一個較大的小齒輪伸出距離為在周向區域中佈置在兩個連接接片之間的凹部構造的區域中的齒的鏈條導引尺寸的80%至120%,連接接片將所述的較小的小齒輪與該下一個較大的小齒輪一體式地連接。
原則上,也可以在沒有凹部構造的周向區域上構造這種用於加強小齒輪的軸向突出部。然而優選地,在沒有凹部構造的周向區域上不構造加強的軸向突出部,因為在那裡通常小齒輪基體足夠厚並且因此足夠牢固地並且更剛性地構造。
本發明還涉及一種驅動配置,其包括如上所述和改進的自行車小齒輪,特別是具有至少一個如上所述構造的小齒輪的前述小齒輪飛輪,以及自行車滾子鏈,其中,自行車滾子鏈沿著其軌道交替地具有在其平行的內鏈板之間具有較小的淨寬度的內鏈板鏈節和在其平行的外鏈板之間具有較大的淨寬度的外鏈板鏈節。
為了簡化換擋過程,在可圍繞小齒輪軸線轉動的小齒輪上(不論該小齒輪是如優選地按照上述描述構造,還是僅具有一個小齒輪基體,該小齒輪基體具有徑向向外突出的小齒輪齒),兩個沿周向相繼的齒之間的齒間隙比大多數齒間隙徑向向內延伸得更遠,所述齒間隙的相應的齒基部的徑向最靠近小齒輪軸線的位置定義了小齒輪的齒根圓。由此,即使在換擋過程中輸出鏈條的小齒輪與接收鏈條的小齒輪之間的期望的較短的過渡距離的情況下,也可以遵守換擋條件,根據該換擋條件,在輸出小齒輪的輸出齒與接收小齒輪的接收齒之間必須延伸具有鏈節距的整數倍長度的鏈條區段。
這種換擋齒間隙,其限定齒間隙的滾子貼靠面徑向向內低於小齒輪的齒根圓,在小齒輪與鏈條的常規嚙合中在沒有換擋過程的情況下可能導致問題,例如噪音產生和/或磨損加劇。
為了在小齒輪與鏈條的常規嚙合中避免所提到的非期望的效果,可以在沿小齒輪的驅動旋轉方向並且因此沿鏈條的驅動環繞方向限制換擋齒間隙的齒的承載負載的側面的區域中構造具有凹形的滾子貼靠分面的輔助齒面構造,所述滾子貼靠分面在沿驅動旋轉方向限制換擋齒間隙的齒的逆著小齒輪的驅動旋轉方向指向的面上伸入到換擋齒間隙中。
優選地,輔助齒面伸入到換擋齒間隙中並由此形成在形成頂點區段。從齒頂或更靠近齒頂的區域,在齒的承載負載的側面上的徑向外部的驅動滾子貼靠面沿徑向向內朝小齒輪軸線的方向並且沿與驅動轉動方向相反的周向方向朝頂點區段延伸。優選地,換擋滾子貼靠面從頂點區段徑向向內並且同樣沿周向方向逆著驅動轉動方向在換擋齒間隙的周向中心的區域中朝向齒基部延伸。為了避免鋒利稜邊和跳動,換擋滾子貼靠面在其靠近換擋齒中間空間的周緣中心的端部區域上優選地緊貼到齒基部的面中。
在換擋過程期間,自行車鏈條的滾子於是可以貼靠在徑向更靠內的換擋滾子貼靠面上,從而良好地滿足上述換擋條件。相反,在沒有換擋過程的常規嚙合運行期間,自行車鏈條的滾子可以貼靠在徑向更靠外的驅動滾子貼靠面上,使得自行車鏈條的所有佈置在小齒輪的齒間隙中的滾子的滾子軸線佈置在圍繞小齒輪軸線的部分圓軌道上,更確切地說,即使當單獨構造的換擋齒間隙實際上提供徑向向內的徑向運動空間時也是如此。在此,頂點區段形成一種切割凸耳,其由於鏈條的負載或牽引段中的鏈條張力而至少在徑向向內的方向上無法克服貼靠在相關齒的承載負載的齒面上的滾子。如果滾子貼靠在驅動滾子貼靠面上,則所述滾子保持貼靠在所述驅動滾子貼靠面上。
優選是平行於小齒輪軸線的線形部段,但也可以通過尤其是凸形的頂點形成的頂點區段優選在徑向方向上比在沿驅動轉動方向限制換擋齒間隙的齒的齒頂的徑向座標處更靠近換擋齒間隙的齒基部的徑向座標處。關於在驅動旋轉方向上限制換擋齒間隙的齒的齒頂與換擋齒間隙的齒基部的徑向間距,頂點區段與齒基部的間距優選為該徑向間距的至少10%,特別優選地至少15 %並且更優選地至少19%。同時,頂點區段與齒基部的間距優選地不超過該間距的45%,特別優選地不超過40 %並且更優選地不超過35%。
優選地,輔助齒面構造不在沿小齒輪的驅動旋轉方向限制換擋齒間隙的齒的承載負載的側面的整個軸向寬度上延伸。由此可以提供用於容納鏈條鏈板的空間,所述鏈條鏈板承載在換擋過程期間貼靠在換擋滾子貼靠面上的鏈條滾子。因此,輔助齒面構造優選比在小齒輪的驅動旋轉方向上限制換擋齒間隙的齒的外齒接觸面中更靠近其內齒接觸面。優選地,輔助齒面構造從內齒接觸面出發沿軸向朝外齒接觸面的方向延伸。
由於換擋齒間隙的功能,載有輔助齒面構造的齒是沿驅動轉動方向直接在其降擋區域的至少一個,優選唯一的接收齒前面的齒,尤其是接收側穩定齒。
儘管上面提及小齒輪或小齒輪組件,例如小齒輪圓頂或小齒輪飛輪的切削製造,但這不是唯一可應用的製造方法。根據前述技術教導設計的小齒輪可作為切削加工的替代方案或補充方案,以無切削成型的方式製造,例如通過衝壓和隨後的彎曲或/和壓印或/和深沖或通過組-壓印方法,必要時與深沖方法組合進行製造。
小齒輪的無切削成形的製造(以下也僅簡稱為“成形”)以及因此小齒輪組件的多個或特別優選所有小齒輪的優點在於由此實現的進一步減輕重量的可能性。通過以成形的方式製造小齒輪,可以使用比所需的最大或所需的最小的鏈條導引尺寸薄的基體材料坯件,例如金屬板坯件或金屬板盤。因為在以成形的方式製造小齒輪時,材料可能沿金屬板坯件的厚度方向移位。由此,例如可以在稍後形成的的小齒輪齒的沿厚度方向指向的外表面上的面區域沿厚度方向朝遠離外表面的方向移動。由此,在所述外表面中產生凹部,並且在相對置的外表面中由於材料移位而產生突出部。因此,在齒的任何部位都不會實現材料增厚。然而,如上面所定義的那樣,鏈條導引尺寸可以擴大超過原材料的厚度。因為在齒的一側上,包圍所產生的凹部的面區域形成齒接觸面,並且在齒的相對側上,所產生的突出部的軸向外表面形成齒接觸面。在觀察成形的齒的軸向投影時,兩個齒接觸面在齒的不同的軸向外側上優選不重疊,然而可以從金屬或基體材料坯件,即小齒輪坯件的厚度出發,在所述基體材料的拉伸極限和屈服極限的範圍內形成具有比所述基體材料的厚度更大的鏈條導引尺寸的齒。
該可通過成型實現的、大於基礎材料的厚度的鏈條導引尺寸有利地在一個優選的實施方式中不僅用於形成上述的外鏈板小齒輪齒,而且也用於形成內鏈板小齒輪齒。這對於奇數小齒輪尤其重要,所述奇數小齒輪由於上面描述的運行情況僅能夠具有內鏈板小齒輪齒。因此,這些奇數小齒輪也可以由基體材料坯件形成,所述基體材料坯件的厚度尺寸等於或小於其至少一些小齒輪齒的鏈條導引尺寸。因此,奇數小齒輪也可以在奇數小齒輪的齒根圓內構造有小齒輪基體,所述小齒輪基體至少部分地具有基體材料坯件的厚度,所述小齒輪基體的厚度尺寸不大於或甚至小於其至少一些小齒輪齒的鏈條導引尺寸。
因此,由申請人以商標名“T-Sync
TM”和“X-Sync
TM”使用的用於同步偶數小齒輪上的小齒輪齒與始終相同類型的鏈節(內鏈板或外鏈板鏈節)的嚙合的技術可以還可不受限制地以用在通過無切削成型,尤其僅通過無切削成型製造的小齒輪上。根據所提到的技術“T-Sync
TM”和“X-Sync
TM”,偶數小齒輪的每隔一個齒構造有鏈條導引尺寸,該鏈條導引尺寸允許該齒嚙合到外鏈板鏈節的兩個外鏈板之間的間隙中,然而該鏈條導引尺寸大於內鏈板鏈節的兩個內鏈板之間的淨寬度。在“T-Sync
TM”技術中,在小齒輪齒的外鏈板上,附加的鏈條導引尺寸僅在一側上實現,通常在指向承載小齒輪的自行車的垂直縱向中心平面的內側上實現。在“X-Sync
TM”技術中,與具有較小鏈條導引尺寸的內鏈板小齒輪齒相比,外鏈板小齒輪齒在外側和內側都具有軸向突起,以便實現關於內鏈板小齒輪齒的較大的鏈條導引尺寸。
具有厚度不大於或甚至小於至少一些,在奇數小齒輪處優選所有小齒輪齒的鏈條導引尺寸的小齒輪基體的小齒輪,尤其是奇數小齒輪的設計方案能夠在這樣的小齒輪在多個小齒輪,如小齒輪飛輪內的軸向佈置中實現附加的間隙。因此,通過使用軸向的間隔元件,小齒輪可以根據間隔元件的軸向厚度在小齒輪飛輪內佈置在軸向區域中,該軸向區域沿軸向方向具有比小齒輪基體的厚度更大的尺寸。這能夠實現或簡化小齒輪的佈置,所述小齒輪具有位於凹部區域之外的小齒輪齒的外齒接觸面或軸向相鄰的小齒輪的無凹部的外部軸向端面之間的不同的軸向間距。小齒輪的這些無凹部的外部軸向端面通常至少在徑向上位於小齒輪的相應的齒根圓之內。然而,不應排除的是,小齒輪的無凹部的外部軸向端面延伸到齒中,必要時甚至延伸到齒頂。
因為無切削地成形的小齒輪的小齒輪基體基本上具有統一的厚度,該厚度相應於小齒輪坯件的厚度,所以在無切削地成形的小齒輪上,通常構造為徑向內部無材料的小齒輪環的小齒輪的構件剛度的問題也是非常重要的。作為上述通過軸向突出部的局部加強的補充方案或優選作為替代方案,小齒輪,尤其是無切削地成形的小齒輪,但原則上也可以通過在小齒輪上構造局部的徑向突出部或徑向加厚得以加強。通過局部徑向加厚的局部徑向加強的優點在於,小齒輪仍可由相對薄的小齒輪坯件製造,而不損失剛度並且不構成軸向突起。因此,小齒輪基體的端側可以是平坦的。
原則上存在如下可能性,即,通過這種徑向加厚部補償在小齒輪的端側上的軸向的材料凹陷或材料擠壓。這意味著,在小齒輪通過在升擋區域和降擋區域中構造端側的凹部在軸向上更薄地構造並且由此局部地損失構件剛度的部位,這種剛度損失可以通過徑向的材料堆積得以補償。徑向的材料堆積優選在小齒輪基體上朝向小齒輪軸線徑向向內進行,以避免徑向的材料堆積干涉定義的齒幾何形狀。
除了軸向材料凹陷和材料擠壓,如換擋區域中的所述凹部外,可以在圓周區段上佈置或構造徑向局部材料堆積或加厚,如上述局部加強軸向突出部,所述圓周區段至少在齒根圓的徑向內部不具有軸向凹部。在此,例如在至少在換擋過程中機械負載高於常規齒的換擋功能齒,例如接收齒、輸出齒、動員齒和/或穩定齒的緊鄰周向附近和/或周向延伸區域中的周向區域可以構造有徑向加厚部。在此,小齒輪基體的徑向增厚,尤其是在小齒輪的齒根圓的徑向內部的徑向增厚,在存在疑問時,應比照在周向延伸區域中或周向上緊鄰沒無特殊換擋功能的常規齒的相同的小齒輪基體的徑向厚度予以確定。
在周向方向上在兩側與齒相鄰的齒間隙被認為是齒的周向緊鄰位置。
用於局部加強小齒輪的局部徑向加厚部優選在周向方向上與連接構造,如在小齒輪的常規運行中由連接銷或連接鉚釘穿過的連接孔間隔開地佈置。在小齒輪的齒根圓的徑向內部構建連接孔或連接銷或連接接片總是需要小齒輪基體具有足夠的材料,以便能夠構建連接構造。當前所討論的局部徑向加厚部優選與連接構造,尤其是連接孔在周向上隔開佈置,該周向間距大於連接孔本身的直徑。由此,局部徑向加厚可以被認為是技術上獨立於連接構造的單一局部加強。
在小齒輪上,優選在多個小齒輪齒上,特別優選在超過70%的小齒輪齒上,進一步更優選在每個小齒輪齒上,在至少一側上,特別優選在兩側上通過齒區段的無切削成型,還更優選僅通過齒部段的無切削成型並且由此使其外表面沿軸向方向移位形成齒接觸面。在此,外表面的軸向移動可以是外表面作為一種軸向地遠離小齒輪的端面並且遠離載有該端面的小齒輪基體的外凸的凸起,或者作為一種向小齒輪基體內或朝向小齒輪基體的內凹的壓印。這原則上適用於偶數和奇數小齒輪,但尤其適用於奇數小齒輪。
由於通常期望在齒與自行車鏈條嚙合的盡可能早的時間點就已經實現盡可能好的鏈條導引,因此通常在至少多個小齒輪齒上,通過成型產生的凹部在小齒輪或齒的軸向側,優選外側上,以及在所述小齒輪或齒的相反的軸向側上,優選內側上產生的突出部在徑向方向上均具有比在周向方向上更大的尺寸。因此,在小齒輪齒不完全沉入鏈節的嚙合空間中的情況下,自行車鏈條的軸向運動間隙已經可以保持得很小並且因此鏈條可以被軸嚮導引。
為了在行駛運行中穩定自行車鏈條可能有利的是,在一些齒上,例如在至少一個輸出齒上和/或在至少一個接收齒上構造斜坡。同樣地,為了實現更強的穩定作用,可以特別優選的是,在與設有斜坡的輸出齒相鄰的動員齒上和/或在與設有斜坡的接收齒相鄰的動員齒上同樣設置斜坡。
這種起穩定作用的斜面在具有斜面的齒的背離相應的下一較小的小齒輪的齒面,即內齒面上形成徑向的和軸向的階梯。這種起穩定作用的斜坡構成徑向向外,即背離小齒輪軸線的斜坡面,自行車鏈條的徑向向內指向的邊緣面可以支撐在該斜坡面上。斜坡的沿軸向方向,即沿軸向向內指向下一較大的相鄰小齒輪的外表面可以是齒接觸面,所述齒接觸面在與鏈條完全齒嚙合時起作用。因而,設有斜坡的齒在常規驅動運行中在沒有換擋過程的情況下,在軸向的鏈條導引方面表現與無斜坡的齒一樣。在徑向方向上向外指向的斜坡面可以在與自行車鏈條的嚙合中作為用於鏈條的置放面起作用,所述嚙合在相應的小齒輪處開始或結束。徑向向外指向的斜坡面更準確地鏈條的升擋或降擋時用作自行車鏈條的鏈節的內鏈板,即更靠近載有小齒輪的自行車的豎直的縱向中心平面的鏈板的置放面。通過徑向向外指向的斜坡面,自行車鏈條可以在升擋過程中盡可能最佳地徑向定位,以便盡可能好地遵守有利於平穩升擋的切向條件。根據在具體的小齒輪對上的主要結構尺寸比,可以通過將徑向向外指向的斜坡面構造在與相應的升擋區域匹配的徑向位置處來單獨優化升擋特性。同樣地,通過徑向向外指向的斜坡面,自行車鏈條可以在降擋過程中盡可能最佳地徑向定位,以便盡可能好地遵守有利於平穩降擋的切向條件。根據在具體的小齒輪對上的主要結構尺寸比,可以通過將徑向向外指向的斜坡面構造在與相應的降擋區域匹配的徑向位置處來單獨優化降擋特性。
通過這種斜坡,鏈條在與最大小齒輪嚙合時以特別的方式得到穩定。
在利用後輪轂上通常存在的自由輪的情況下倒踏腳踏板時,在某些情況下鏈條的斜置可使小齒輪與自行車鏈條的咬合嚙合不穩定。其中,尤其在佈置有升擋或降擋凹部構造的正端面,這可能導致鏈條非預期的跳脫或鏈條非預期地移位到下一較小的小齒輪上。
因為在較大的小齒輪上,例如在小齒輪飛輪的較大的40%的小齒輪上,特別是輸出齒和可能與之相鄰的動員齒由於其設計方案支持鏈條朝向斜置所作用的下一較小的小齒輪的移位,所以優選在該部位構造斜坡。在倒踏腳踏板時,鏈條斜置的問題尤其涉及降擋區域的與換擋相關的齒。因此,優選在接收齒上和在其動員齒上構造斜坡,以便對鏈條進行穩定。所描述的斜面尤其起到穩定的作用,因為所述斜面的作用是,使得所涉及的齒不是在其整個齒高上軸向地構造有較小的厚度,而是僅在從齒頂到徑向向外指向的斜坡面的徑向最外側的區段中構造有較小的厚度。相關齒的徑向佈置在其內部的、軸向向內指向的斜坡面能夠以上述方式在無換擋的鏈條嚙合期間基於其與相同小齒輪的構造用於與相同類型的鏈節嚙合的其餘齒相比未改變的鏈條導引尺寸,軸向精確地導引鏈條。
所述至少一個斜坡不僅在鏈條斜置至前齒盤的非常不利的作用的情況下將鏈條本身保持在小齒輪上,而且還支持將鏈條向下切換到較大的,尤其最大的小齒輪或從較大的,特別是最大的小齒輪向上切換到下一較小的小齒輪。所述至少一個斜坡,優選多個斜坡實現如下可能性,即,與在沒有這種斜坡的齒的傳統的齒嚙合的情況相比,鏈條可以穩定地並且借助主體導引也在小齒輪上的徑向更靠外的位置中保持在小齒輪的與換擋相關的區域(升擋區域和降擋區域中)中;在所述傳統的齒嚙合的情況下,無斜坡的齒,例如接收齒、輸出齒或分別與之相鄰的動員齒徑向完全地嚙合到鏈節的間隙中。
因此,當變速器的鏈條導引滾子為了將鏈條保持在較大的小齒輪上而與小齒輪共面地對準並且鏈條斜置對鏈條在小齒輪上的保持起反作用時,所述斜坡使鏈條穩定從而防止其通常不可避免的朝向前齒盤的斜置。此外,當變速器的鏈條導引滾子與未來的鏈條導引小齒輪共面地定向,而鏈條還在當前對鏈條進行導引的小齒輪上嚙合時,斜坡支持鏈條的移位。
所述斜坡也可以構造在比最大的小齒輪更小的小齒輪上,只要鏈條斜置在小齒輪上具有向外的作用分量。斜坡優選分別構造在相應的小齒輪的背離下一較小的小齒輪的一側上。然而,因為鏈條斜置在朝向小齒輪飛輪的中等大小的小齒輪的方向上在數值上減小,所以斜坡特別優選地構造在兩個、三個或四個最大的位於鏈條線和自行車縱向中心平面之間的小齒輪上。
上述斜坡也可以有利地通過成型來構造。為此,齒區域的材料又可以成型的方式局部地沿齒的厚度方向移動,優選地從外側向內側移動,在所述內側上應構造斜坡。通過這種局部的材料位移也可以在載有斜坡的齒的外側上局部地形成凹部並且在相反的內側上形成突出部。突出部以其軸向外表面作為齒接觸面提供鏈條導引尺寸,並且以其徑向向外指向的表面提供上述斜坡面。
與常規齒不同,在設有斜坡的齒上,外側上的凹部和內側上的突出部優選沿徑向方向構造有比沿周向方向更短的尺寸。
小齒輪的成型製造,尤其是採用其厚度等於或小於通過在小齒輪齒上成型實現的鏈條導引尺寸的基體材料的製造,此外能夠實現外齒接觸面向外移動超過小齒輪的外端面並且能夠實現內齒接觸面向內移動超過小齒輪的內端面。
因此,換擋功能齒的外齒接觸面可以軸向地突出於載有所述換擋功能齒的小齒輪或小齒輪基體的外端面,且/或穩定齒的內齒接觸面可以軸向向內突出於載有所述穩定齒的小齒輪或小齒輪基體的內端面。
原則上,其他齒的齒接觸面也可以突出於載有所述齒的小齒輪的端面。然而在所述換擋功能齒和穩定齒的情況下,外齒或內齒接觸面的位置起著上述的專門作用。
此外,非切削成型便於產生傾斜的齒接觸面,而這無法通過切削製造實現或僅能以不成比例的高耗費實現。因此優選地,通過無切削成型製造的小齒輪具有至少一個齒,所述齒的外表面指向軸向方向,尤其是所述齒的齒接觸面相對於與徑向方向平行的第一傾斜軸線傾斜和/或相對於與徑向方向和軸向方向正交的第二傾斜軸線相對于正交於小齒輪軸線的參考平面傾斜。第二傾斜軸線通常在環繞小齒輪軸線的圓周方向的切線方向上延伸。
具體實施方式
在圖1中,自行車後輪小齒輪飛輪的一種優選的根據本發明的實施方式整體用附圖標記1表示,該自行車後輪小齒輪飛輪具有十二個同軸的、無打滑地為了圍繞與圖1的繪圖平面正交的小齒輪軸線R共同轉動而相互連接的小齒輪。
圖1中的小齒輪飛輪1的觀察對應本申請的基準觀察,即沿著小齒輪軸線R的觀察方向,其中,最小的小齒輪最靠近圖1中的觀察者並且最大的小齒輪最遠離圖1中的觀察者。
箭頭D表示小齒輪18在圖8所示的自行車70上的驅動運行中的驅動旋轉方向。
圖1的小齒輪飛輪1的齒級為:10-12-14-16-18-21-24-28-32-38-44-52。因此,小齒輪飛輪1包括具有十個齒的最小小齒輪10、具有12個齒的與其軸向相鄰的小齒輪12、具有14個齒的下一更大的小齒輪14、具有16個齒的下一更大的小齒輪16和具有18個齒的與其軸向相鄰的小齒輪18。
與小齒輪18相鄰的下一較大的小齒輪20是具有21個齒的過渡小齒輪。接著是具有24個齒的小齒輪22、具有28個齒的小齒輪24、具有32個齒的小齒輪26、具有38個齒的小齒輪28、具有44個齒的小齒輪30,最後是作為最大的小齒輪的具有52個齒的小齒輪32。
在軸向上與小齒輪飛輪1中唯一的奇數過渡小齒輪20相鄰的兩個小齒輪18和22與過渡小齒輪20共同形成過渡小齒輪組19。
為了便於在軸向相鄰的小齒輪之間換擋操作,除了最小的小齒輪10之外,小齒輪分別具有至少一個升擋區域34,並且分別具有至少一個降擋區域40,所述升擋區域34具有升擋凹部構造36和優選剛好一個輸出齒38,所述降擋區域40具有降擋凹部構造42和優選剛好一個接收齒44。
為了更清楚起見,在圖1中僅為具有52個齒的最大小齒輪32標注了以下附圖標記,即,有升擋凹部構造36和輸出齒38的升擋區域34以及有降擋凹部構造42和接收齒44的降擋區域40。
區域(升擋區域34和降擋區域40)始終涉及如下小齒輪,在所述小齒輪上構造有所述區域。這意味著,升擋區域34便於自行車鏈條從載有升擋區域34的小齒輪移位到軸向相鄰的下一較小的小齒輪上,而降擋區域40便於自行車鏈條從下一較小的小齒輪移位到載有降擋區域40的小齒輪上。
凹部構造36和42允許自行車鏈條軸向地靠近載有相應的凹部構造的小齒輪,因為特別是外鏈板可以軸向地沉入到設計為軸向端側的凹部的凹部構造中。如果沒有在所述位置處形成凹部構造,自行車鏈條的外鏈板將與小齒輪的端側碰撞,這將限制自行車鏈條軸向靠近具有凹部構造的端側。
凹部構造36和42可以具有多個不同的平稜面,所述平稜面相對於彼此可以具有關於小齒輪軸線R的不同的位置和/或不同的傾斜度。由此可以實現的是,自行車鏈條僅能夠以關於其外鏈板和內鏈板的預定的相對位置沉入到凹部構造36或42中,並且在相對位置沿鏈條環繞方向錯開了一個鏈節距的情況下從平稜面軸向地偏轉。平稜面可以這樣構造,使得其可以進入到兩個沿鏈條環繞方向相繼的外鏈板之間的間隙中,朝向位於外鏈板之間的內鏈板,然而位於兩個內鏈板之間的外鏈板在主體上軸向偏離載有該外鏈板的小齒輪。
後輪飛輪1的各個小齒輪的接收齒44在後輪飛輪1的基準觀察情況下位於沿逆時針方向徑向向外轉動的螺旋44w上。
在圖1A中以正交於小齒輪軸線R的觀察方向示出小齒輪飛輪1。為了便於闡述,上述載有小齒輪飛輪1的自行車的與小齒輪軸線R正交的縱向中心平面LME以虛線示出。在縱向中心平面LME和小齒輪飛輪1之間的實際距離大於在圖1A的截斷視圖中。
小齒輪10至26優選一體式地構造為所謂的小齒輪圓頂15,例如通過從整體中切削加工。與此不同地,作為替代方案,兩個最小的小齒輪10和12可以構造為單獨的小齒輪。兩個最小的小齒輪10和12於是可以通過開槽螺母與小齒輪14至26的小齒輪圓頂15連接。三個最大的小齒輪28、30和32分別構造為單個的小齒輪並且分別與最大的小齒輪32連接以共同轉動。小齒輪圓頂15可以以本身已知的方式與銷釘73(參見圖14)或鉚釘或以材料連接的方式與小齒輪32的撐桿連接,用於傳遞扭矩。
彼此直接相鄰的小齒輪之間的軸向間距通常小於小齒輪的規則成形的齒的齒高。在各個小齒輪之間的小的軸向間距需要非常窄的鏈條和各個小齒輪的帶齒的周向區域的極其精確的設計。
圖1B從內部,即從縱向中心平面LME沿著小齒輪軸線R觀察示出小齒輪飛輪1。只要能夠從最大的小齒輪32的撐桿之間形成的通道中看到較小的小齒輪,則用附圖標記標示該較小的小齒輪。此外,為了進一步描述最大的小齒輪,參考圖7至7B的下面的說明。
在圖2A和2B中示出了自行車後輪小齒輪對17,更確切地說,在圖2A中從外部以基準觀察示出,而在圖2B中以相反的軸向方向從內部示出,即,使得較大的小齒輪18比較小的小齒輪16更靠近圖2B的觀察者。
小齒輪18與小齒輪10、12、14和16一樣構造為偶數小齒輪,優選構造為具有較厚的齒18a和較薄的齒18b的同步小齒輪。在此這樣選擇較厚的外鏈板小齒輪齒18a的軸向厚度,更確切地說是鏈條導引尺寸,使得所述軸向厚度僅配合到外鏈板鏈節的嚙合空間中,然而在數值方面大於內鏈板鏈節的兩個平行的內鏈板之間的間距。因此,自行車鏈條可以關於其沿著鏈條軌道交替的鏈節類型的序列僅在恰好一個相對定向中與小齒輪18嚙合,即當外鏈板鏈節配屬於外鏈板小齒輪齒18a時。由於自行車鏈條旋轉中的偶數個鏈節並且由於小齒輪18的偶數個齒,在小齒輪18與鏈條的整個嚙合持續時間期間,在所有小齒輪旋轉中保持一次建立的齒與鏈節類型的關聯。這同樣優選適用於小齒輪飛輪1的其餘偶數小齒輪10、12、14、16、22、24、26、28、30和32。
與小齒輪12、14和16一樣,小齒輪18也僅具有剛好一個升擋區域34,該升擋區域具有剛好一個升擋凹部構造36並且具有剛好一個輸出齒38。此外,小齒輪18僅具有剛好一個帶有剛好一個降擋凹部構造42和剛好一個接收齒44的降擋區域40。在基準觀察時,輸出齒38是沿驅動轉動方向D跟隨升擋凹部構造36的第一齒,該第一齒在其指向較小的小齒輪16的齒面上不被升擋凹部構造36改變。因此,輸出齒38在驅動轉動方向D上是升擋凹部構造36不再延伸至的第一齒。
在驅動旋轉方向D上,與逆著驅動旋轉方向D相比,降擋區域40與升擋區域34具有更短的間距。唯一的降擋凹部凹槽42逆著驅動旋轉方向D不再延伸至唯一的接收齒38,該接收齒因此是不再由降擋凹部凹槽42在其形狀方面改變的第一齒,該第一齒逆著驅動旋轉方向D跟隨降擋凹部凹槽42。
在小齒輪18上,對於小齒輪18的耐磨性特別有利的是,從接收齒44出發沿驅動旋轉方向D在接收齒44和輸出齒38之間僅存在三個齒。從輸出齒38出發,沿驅動旋轉方向D在輸出齒38和接收齒44之間存在13個齒,這對應於小齒輪18的齒數減去5。
在沿驅動轉動方向D位於接收齒44與輸出齒38之間的三個齒中的中間齒上構造有排推面18d,所述排推面既是降擋凹部構造42的一部分,也是升擋凹部構造36的一部分。排推面18d (該排推面相對於小齒輪18的外端面向內加深,然而相對于其沿周向方向相鄰的凹部區段提高並且軸向突出)構造用於嚙合到自行車鏈條的兩個外鏈板之間的間隙中。如果在換擋過程中,出於任何原因,在排推面18d的部位上不存在內鏈板而是存在外鏈板,則鏈條在主體上通過外鏈板在排推面18d上的貼靠而被阻止靠近小齒輪18的端面所需的鏈條的移位,從而鏈條被排推。
在圖2B中的小齒輪18的後視圖中可以看出,在驅動轉動方向D上與輸出齒38相鄰的薄齒18b在其背離較小的小齒輪16的齒面上具有凹槽面18e,該凹槽面將該特殊的薄齒18b構造為升擋過程的輸出側動員齒18b',該動員齒給自行車鏈條的由其嚙合的內鏈板鏈節留下比普通的薄齒18b更多的軸向運動間隙。
在圖2B中同樣可以看出,與接收齒44逆著驅動轉動方向D相鄰的薄齒18b在其背離較小的小齒輪16的齒面上具有凹槽面18f,該凹槽面將該特殊的薄齒18b構造為降擋過程的接收側動員齒18b",該動員齒給被其嚙合的內鏈板鏈節留下比普通的薄齒18b更多的軸向運動間隙。
因此,升擋動員齒18b'通過其賦予自行車鏈條的運動間隙來支持升擋過程。降擋動員齒18b"輔助降擋操作。
在驅動旋轉方向D上位於輸出齒38和接收齒44之間的13個齒中,分別與輸出齒38或接收齒44緊鄰的齒構造為動員輪齒18b'或18b"。為了在咬合嚙合期間可靠地在小齒輪18上導引鏈條,其餘的齒以上述方式構造為厚的外鏈板小齒輪齒18a和薄的內鏈板小齒輪齒18b。
在基準觀察時,小齒輪18的位於小齒輪16的齒16b"後方的齒45在其指向較小的小齒輪16的齒面上具有排推面45a,該排推面是降擋區域40的降擋凹部42的一部分。內鏈板鏈節可以在小齒輪18的朝向較小的小齒輪16的外側上朝向小齒輪18的接收齒44經過排推面45a上,而外鏈板鏈節則不會經過。
排推面45a在徑向內部終止於斜坡18c1,該斜坡具有徑向向外指向的、優選同樣凸形彎曲的支撐面,該支撐面相對於排推面45a軸向突出。在鏈條與軸向位於鏈條線外的小齒輪16和18嚙合時的鏈條斜置支持內鏈板貼靠在排推面45a上和斜坡18c1上,因為在位於鏈條線外的小齒輪上,鏈條斜置在嚙合的小齒輪上引起向軸向內部的力。
在鏈條從小齒輪16降擋到小齒輪18上時,內鏈板鏈節54的內鏈板(參見圖5)的徑向向內指向的內邊緣54c (參見圖5)可以主體上支撐在齒16b"的齒頂面16cf上和支撐在軸向位於齒16b"之後的齒45的斜坡18c1上。內邊緣54c在鏈條滾子軸線55 (參見圖5)之間凹形地成形。因此,為了實現盡可能平坦且可靠的支撐,齒頂面16cf凸形地成形,其中,齒頂面16cf的沿驅動轉動方向D位於前面的端部在徑向上比齒頂面16cf的跟隨的端部更靠內。優選地,齒頂面16cf的凸形形狀與鏈條50的凹形內邊緣54c互補地構造。
在驅動轉動方向D上超前於小齒輪18的接收齒44的齒間隙43作為換擋齒間隙徑向向內增大,以便在切換到小齒輪18上時為直接超前於接收齒44的鏈條滾子徑向向內提供運動空間。
小齒輪12、14、16和18應分別僅在升擋區域36中從相應較大的小齒輪升擋至相應軸向相鄰的下一較小的小齒輪。這意味著,在每個小齒輪12、14、16和18處,鏈條僅在恰好一個位置處從較大的小齒輪移位到下一較小的小齒輪上,更確切地說,使得相應的輸出齒38是較大的小齒輪的還與鏈條嚙合的最後一個齒。逆著驅動轉動方向D跟隨輸出齒38的鏈節側向地滑動經過逆著驅動轉動方向D跟隨輸出齒38的齒,並且在此利用相應的升擋凹部構造36作為運動空間。
同樣地,在小齒輪12、14、16和18上,鏈條應分別僅在一個部位處從較小的小齒輪移位到較大的小齒輪,更確切地說始終僅這樣,使得較大的小齒輪的接收齒44是較大的小齒輪的嚙合在鏈節的兩個鏈板,通常是外鏈板之間的第一齒。沿驅動轉動方向D超前於接收齒44的鏈節在利用降擋凹部構造42時接近相應較大的小齒輪,從而配屬於接收齒44的外鏈板鏈節能夠軸向地到達其嚙合區域中。
如果換擋指令由騎行者給出,使得在沿驅動轉動方向D轉動的較大的小齒輪上相應的相關的換擋功能齒(輸出齒38或接收齒44)剛好經過後輪上的換擋區域,則當輸出齒38或接收齒44相對於變速器再次進入與實施換擋過程相關的角度範圍或換擋區域時,在下一圈小齒輪旋轉中進行所啟動的換擋過程。小齒輪10、12、14、16和18上的降擋和升擋的換擋延遲最大為小齒輪的一圈轉動,這通常對於騎行者而言是可容忍的。根據經驗,更高的換擋延遲不再被容忍,而是被感知為故障。
逆著驅動旋轉方向D與升擋區域34的唯一的輸出齒38相鄰的齒39是輸出側穩定齒,該齒具有屬於升擋凹部構造36的並且因此向內遠離圖2A的觀察者偏移的外齒接觸面39a。在驅動轉動方向D上與降擋區域40的唯一的接收齒44相鄰的齒45是接收側穩定齒,該齒具有屬於降擋凹部構造42的並且因此向內遠離圖2A的觀察者偏移的作為外齒接觸面的排推面45a。
在圖9中示出小齒輪18的粗略展開示意圖。有利地與小齒輪軸線R正交的端面,即外端面18sa和內端面18si正交於圖9的繪圖平面定向。小齒輪齒僅粗略示意性地通過矩形象徵性地表示,以便能夠相對於彼此示出它們的軸向尺寸。
常規的外鏈板小齒輪齒18a具有外齒接觸面18aa和內齒接觸面18ai。同樣,常規的內鏈板小齒輪齒18b具有外齒接觸面18ba和內齒接觸面18bi。
輸出齒38具有外齒接觸面38a和內齒接觸面38i。接收齒44同樣具有外齒接觸面44a和內齒接觸面44i。
輸出側動員齒18b'具有外齒接觸面18b'a和麵18e作為內齒接觸面。接收側動員齒18b"具有外齒接觸面18b"a和麵18f作為內齒接觸面。
輸出側穩定齒39具有外齒接觸面39a和內齒接觸面39i。接收側穩定齒45具有作為外齒接觸面的排推面45a並且具有內齒接觸面45i。
鏈條導引尺寸K是齒的外齒接觸面和內齒接觸面之間的軸向距離。因此,如圖9所示,外鏈板小齒輪齒18a的鏈條導引尺寸Ka大於內鏈板小齒輪齒18b的鏈條導引尺寸Kb。為了更清楚起見,在圖9中沒有為小齒輪18的所有齒繪出鏈條導引尺寸。
為了描述在小齒輪齒的軸向方向上相對於彼此的相對位置和伸展,在小齒輪18上選擇一個基準齒。該基準齒為內鏈板小齒輪齒18b,所述內鏈板小齒輪齒位於從接收側動員齒18b"開始沿驅動轉動方向D延伸至輸出側動員齒18b'的換擋路徑之外並且因此構成為標準的內鏈板小齒輪齒18b。其為在小齒輪18的所有內鏈板小齒輪齒中具有最大的鏈條導引尺寸Kb的內鏈板小齒輪齒18b。小齒輪18共具有五個此類內鏈板小齒輪齒18b。其中每個都可以是基準齒B。
基準齒B的外齒接觸面18ba將軸向基準位置定義為齒接觸基準面。在所示出的示例中,該軸向基準位置位於小齒輪18的外端面18sa的平面中。此外,輸出齒38及接收齒44的外齒接觸面38a和44a以及輸出側動員齒18b'與接收側動員齒18b"的外齒接觸面18b'a和18b"a優選位於小齒輪18的外端面18sa的平面中並且因此位於與基準齒B相同的基準位置上。
所述輸出側穩定齒39及接收側穩定齒45的內齒接觸面39i和45i在軸向上比所述基準齒B的內齒接觸面18bi更遠離軸向的基準位置。在所示出的示例中,內齒接觸面39i和45i位於相同的軸向位置上。
為了比較,在圖9中示出鏈條50的內鏈板鏈節54的淨寬LWi和外鏈板鏈節52的淨寬LWa。內齒接觸面39i和45i距軸向基準位置的軸向間距小於淨寬LWi,從而輸出側穩定齒39和接收側穩定齒45分別根據其佈置位置是內鏈板小齒輪齒。
在小齒輪18的所示示例中,輸出側動員齒18b'的內齒接觸面18e與軸向基準位置的軸向距離,即在本示例中輸出側動員齒18b'的鏈條導引尺寸大於輸出齒38的內齒接觸面38i與軸向基準位置的軸向距離,並且因此在本示例中大於輸出齒38的鏈條導引尺寸。
內齒接觸面38i與軸向基準位置的軸向間距又大於接收齒44的內齒接觸面44i與軸向基準位置的軸向間距,並且因此在本示例中大於接收齒44的鏈條導引尺寸。
接收側動員齒18b"的內齒接觸面18f與軸向基準位置的軸向距離以及因此在本示例中接收側動員齒18b"的鏈條導引尺寸大於輸出側動員齒18b'的內齒接觸面18e與軸向基準位置的軸向距離。
由於升擋凹部凹槽36以及由於降擋凹部凹槽42,輸出側穩定齒39、接收側穩定齒45和位於它們之間的外鏈板小齒輪齒的外齒接觸面39a、45a和18d從軸向基準位置向內朝向小齒輪18的內端面18si錯開地佈置。因此,在所示示例中,兩個穩定齒39和45的鏈條導引尺寸比基準齒B的鏈條導引尺寸Kb短,儘管它們的內齒接觸面39i和45i距軸向基準位置的軸向距離分別大於內齒接觸面18bi距軸向基準位置的軸向距離。
在輸出齒38以及輸出側動員齒18b'的區域中,鏈條50在與小齒輪18嚙合的情況下具有大的軸向運動間隙,從而鏈條50可以在升擋過程期間從變速器94 (參見圖8)軸向向外移位到相鄰的小齒輪16。
同樣地,鏈條50在與小齒輪18嚙合的情況下在接收齒44和接收側動員齒18b"的區域中軸向地以較大的運動間隙被導引,以便在從軸向外部相鄰的小齒輪16降擋到小齒輪18上時促進鏈條50的接收。
當鏈條50不應從小齒輪18向外進行換擋過程時,穩定齒39和45基於其內齒接觸面39i和45i的位置通過限制在齒18b'、38、44和18b"處允許的軸向運動間隙來穩定與小齒輪18嚙合的鏈條。特別是作為外鏈板小齒輪齒的輸出齒38和接收齒44允許特別大的軸向運動間隙。
小齒輪18是過渡小齒輪組19的三個小齒輪18、20和22中最小的一個,過渡小齒輪組連同小齒輪20具有後輪飛輪1的唯一的奇數小齒輪。
在圖3中以基準觀察視角示出過渡小齒輪組19的小齒輪20和18的較小的小齒輪對。
在小齒輪20上的附圖標記後面的相同的附圖標記和相同的小寫字母表示小齒輪16或18的功能相同的構件或構件區段,所述構件或構件區段在此用相同的附圖標記和/或必要時用相同的小寫字母表示。
在此問題在於,偶數小齒輪18的每個齒在小齒輪18與自行車鏈條的咬合嚙合的整個持續時間內與用於在相應的鏈節的相應的鏈板之間嚙合的相同的鏈節類型相關聯。
然而,在具有21個齒的奇數小齒輪20上,配屬於用於形狀配合嚙合的齒的鏈節類型隨著每圈旋轉而改變。而關於鏈節序列的相對位置,鏈條不僅在升擋時以定義的方式從奇數小齒輪20傳遞給小齒輪18,而且在降擋時以定義的方式傳遞給小齒輪22。在偶數小齒輪20和22上,不應通過偶然性來決定齒是與外鏈板鏈節嚙合還是與內鏈板鏈節嚙合,而是應通過過渡小齒輪組19的相應構造來確保鏈條的定義的移位。
為此,過渡小齒輪20具有三個相同的圓周區段,所述圓周區段分別具有七個齒,所述齒相繼地形成過渡小齒輪20的整個周緣。三個圓周區段中的每個圓周區段具有僅剛好一個輸出齒38和僅剛好一個接收齒44。同樣地,三個圓周區段中的每個圓周區段僅具有剛好一個帶有剛好一個升擋凹部構造36的升擋區域34,並且僅具有剛好一個帶有剛好一個降擋凹部構造36的降擋區域40。通過三個圓周區段的彼此串聯,過渡小齒輪20的換擋延遲非常短。在接收齒44和輸出齒38之間,在驅動旋轉方向D上有五個齒位於小齒輪20上。在兩個輸出齒38之間或兩個接收齒44之間,在小齒輪20的圓周方向上有六個齒。因此,當內鏈板在小齒輪18的降擋過程中非期望地靠近小齒輪20的接收齒44並且因此不發生接收齒44與自行車鏈條的形狀配合嚙合時,外鏈板以及因此外鏈板鏈節在利用由降擋凹部構造42提供的運動空間的情況下靠近小齒輪20逆著驅動轉動方向D的下一個接收齒44,接收齒44可以接收該外鏈板鏈節。
同樣的情況比照適用於升擋過程和小齒輪20的輸出齒38。如果內鏈板鏈節在由騎行者啟動升擋過程之後立即與輸出齒38形狀配合地嚙合,則自行車鏈條仍保持在小齒輪20上,直至逆著驅動轉動方向D的下一個輸出齒38與外鏈板鏈節嚙合,並且自行車鏈條隨後可以在利用由升擋凹部構造36提供的運動空間的情況下移位到較小的小齒輪18上。
接收齒44和輸出齒38極其有利地如此佈置,使得在三個相同的圓周區段彼此串聯時,輸出齒38和接收齒44是直接相鄰的。由於齒38和44不論如何都會被專門構建為輸出齒或接收齒,且通常具有較小的鏈條導引尺寸並佈置在相鄰的較小的小齒輪18附近,於是齒38和44不僅用作輸出齒38或接收齒44,並且輸出齒38還為接收齒44構成接收側動員齒20b",且接收齒44還為輸出齒38構成輸出側動員齒20b'。
通過輸出齒38和接收齒44分別也作為動員齒20b"或20b'的這種雙重功能,儘管三個周向區段分別具有至少兩個改變的並且由此在其強度方面減弱的齒38和44彼此串聯,但不需要通過構造單獨的動員齒而使得齒在結構上受到額外的減弱,這總體上導致過渡小齒輪20穩定且耐磨。
如在之前討論的小齒輪18中那樣,在小齒輪20上,輸出側穩定齒39也與輸出齒38逆著驅動旋轉方向D相鄰。同樣地,接收側穩定齒45在驅動轉動方向D上與接收齒44相鄰。與輸出側穩定齒39逆著驅動旋轉方向D相鄰的是齒41,其外齒接觸面不包括在升擋凹部構造36的範圍內。
與接收側穩定齒45沿驅動旋轉方向D相鄰的是齒47,其外齒接觸面不包括在降擋凹部構造42的範圍內。在齒41和47之間存在基準齒B,所述基準齒在從接收齒44 (含)出發沿驅動轉動方向D延伸至輸出齒38 (含)的七個齒的齒組中是數值方面具有最大的鏈條導引尺寸的齒,在此尤其是內鏈板小齒輪齒。
在圖10中粗略示意性地示出過渡小齒輪20的小齒輪齒結構的相應於圖9的展開圖。因為上述從接收齒44沿驅動旋轉方向D至輸出齒38的七個齒的齒組在小齒輪20的圓周上重複三次,所以僅示出七個齒的重複的基本圖案就足夠了。如圖3所示,在驅動轉動方向D上,下一組七個齒齒組的接收齒44緊跟在輸出齒38之後。
因為小齒輪20僅具有內鏈板小齒輪齒,所以小齒輪20可以比之前討論的也具有外鏈板的小齒輪齒18a的小齒輪18在軸向上更薄地構造。在本實施例中,內端面20si與外端面20sa的軸向間距略大於與小齒輪飛輪1共同作用的自行車滾子鏈50的內鏈板鏈節54的淨寬度LWi。在本示例中,端面20si和20sa彼此間的軸向間距比內鏈板鏈節54的淨寬度LWi大約2%。然而,小齒輪20的每個齒的鏈條導引尺寸小於淨寬度LWi。
在圖10中以及在圖9中僅示意性地示出的鏈條50在沿圓周方向直接相繼的換擋功能齒(接收齒44和輸出齒38)的區域中由於其相對小的鏈條導引尺寸在軸向上非常弱地導引。在所示出的示例中,接收齒44和輸出齒38的鏈條導引尺寸在數值上相同地大並且僅不顯著地比內鏈板鏈節54的淨寬的一半大相對於淨寬度LWi的大約1.5至4%。
為了能夠避免鏈條50在不利的時間點在直接相繼的換擋功能齒38和44的區域中向外的軸向運動,齒39構造為輸出側穩定齒。在僅由內鏈板小齒輪齒構成的小齒輪20上,由於小齒輪20的軸向較薄的構造,與在較粗的小齒輪18上相比,可供用於小齒輪齒的結構設計的軸向設計間隙更小。
在當前情況下,小齒輪齒39與沿驅動旋轉方向D與其相鄰的輸出齒38一起形成由輸出側穩定齒39的內齒接觸面39i和輸出齒38的外齒接觸面38a之間的軸向距離形成的跨齒的共同的鏈條導引尺寸。優選地,所述跨齒的共同的鏈條導引尺寸在數值上大於淨寬LWi。這在技術上是容易實現的,因為兩個直接相繼的齒38和39中的一個由於自行車鏈條的常見的結構而在小齒輪與鏈條嚙合期間嚙合到外鏈板鏈節52的嚙合空間中。跨齒的共同的鏈條導引尺寸同樣優選小於外鏈板鏈節52的淨寬LWa。
在任何情況下,輸出齒38和輸出側穩定齒39的跨齒的共同的鏈條導引尺寸在數值上大於小齒輪20的內鏈板小齒輪齒在數值上最大的鏈條導引尺寸。在所示的實施例中,這是用實線標記為基準齒B的小齒輪齒,該小齒輪齒在周向方向上與輸出齒38的距離和與接收齒44的距離相同。
上述關於輸出齒38和輸出側穩定齒39的內容相應地適用於接收齒44和與之相關聯的接收側穩定齒45。接收側穩定齒45和接收齒44也形成跨齒的共同的鏈條導引尺寸,該鏈條導引尺寸大於基準齒B的鏈條導引尺寸,並且該鏈條導引尺寸在數值上與齒38和39的跨齒的共同的鏈條導引尺寸相同。
由於在降擋到小齒輪20時鏈條在接收齒44上的接收比在鏈條從小齒輪20升擋時鏈條在輸出齒38上的輸出更難重複地實現,所以接收側穩定齒45的外齒接觸面45a與接收齒44的外齒接觸面44a的軸向間距在數值上大於輸出側穩定齒39的外齒接觸面39a與輸出齒38的外齒接觸面38a的軸向間距。因此,在降擋區域40中,在驅動轉動方向D上在接收齒44之前,相比用於將鏈條軸向向外輸出的在輸出齒38之後的區域中,生成了用於鏈條軸向移近小齒輪20的更大的運動空間。
優選地,輸出齒38或接收齒44的外齒接觸面38a和44a正交於小齒輪軸線R定向,並且優選與同樣優選與小齒輪軸線R正交地定向的外端面20sa共面地構造。
優選地,所有位於降擋凹部構造42和升擋凹部構造36的周向延伸部之內的小齒輪齒45、47、B、41和39的內齒接觸面45i、47i、20i、41i和39i正交於小齒輪軸線R定向並且進一步優選地與優選同樣正交於小齒輪軸線R定向的內端面20si共面地構造。
為了進一步簡化自行車鏈條50在從外部降擋到小齒輪20時的接收,在驅動旋轉方向D上與接收側穩定齒45相鄰的小齒輪齒47的外齒接觸面47a位於與接收側穩定齒45的外齒接觸面45a相同的軸向位置上。其在軸向上從接收齒44的外齒面44a的軸向位置向內錯開的距離大於逆著驅動轉動方向D與輸出側穩定齒39相鄰的小齒輪齒41的外齒接觸面41a與輸出齒38的外齒接觸面38a向內錯開的距離。由此,在輸出側上,即在升擋凹部構造36的周向延伸區域中,比在接收側上,即在降擋凹部構造42的周向延伸區域中實現更好的軸向鏈條導引。因此,輸出側通過減小鏈條導引尺寸在其軸向鏈條導滾子方面僅在實現升擋過程所必需的程度上被削弱。因此,外齒接觸面41a相對於外齒接觸面39a向外錯開。
圖10中的穩定齒39和45相對於用實線示出的基準齒B,僅是說明書中所述第二實施方式的穩定齒。這是因為所述輸出側穩定齒39及接收側穩定齒45的內齒接觸面39i和45i在軸向上與軸向基準位置的距離不大於基準齒B的內齒接觸面20i,而是與其相同。
然而,穩定齒39和45與通過由升擋區域34和降擋區域40構成的同一換擋功能區域中的佈置所配屬的換擋功能齒,即輸出齒38或接收齒44,構成跨小齒輪齒的軸向鏈條導引尺寸RKb,其不但不低於此處作為具有最大鏈條導引尺寸Kb的內鏈板小齒輪齒的基準齒B的軸向鏈條導引尺寸,甚至大於該值。優選地,該跨小齒輪齒的鏈條導引尺寸RKb不小於與自行車的驅動配置中的小齒輪20配合的自行車鏈條的內鏈板鏈節的軸向淨寬LWi。尤其優選地,為了將自行車鏈條更好地穩定在於自行車鏈條咬合的小齒輪20上,所述鏈條導引尺寸甚至大於軸向淨寬LWi。跨小齒輪齒的軸向鏈條導引尺寸作為輸出側的跨小齒輪齒的軸向鏈條導引尺寸對應於輸出側穩定齒39的內齒接觸面39i距輸出齒38的外齒接觸面38a的軸向間距。所述軸向鏈條導引尺寸作為接收側的跨小齒輪齒的軸向鏈條導引尺寸對應於接收側穩定齒45的內齒接觸面45i距接收齒44的外齒接觸面44a的軸向間距。輸出側與接收側的跨小齒輪齒的鏈條導引尺寸在所示實施例中一樣大。
圖10中以虛線示出作為替代方案的基準齒B*,其具有與上述小齒輪20的基準齒B相同的鏈條導引尺寸,但與之相比在軸向上朝向外端面20sa錯開佈置。該替代方案的基準齒B*相對於基準齒B的軸向錯開幅度例如可以在0.1至0.3 mm間,優選為0.2 mm。兩個基準齒B和B*的鏈條導引距離在所示實施例中在數值上相等。相應地,替代方案的基準齒B*的內齒接觸基準面20i*在朝向外端面20sa的方向與內齒接觸面45i、47i、39i和38i在軸向上間隔開地佈置。因而,這些齒接觸面中每個與替代方案的基準齒B*的外齒接觸基準面20d*的軸向間距都大於內齒接觸基準面20i*與外齒接觸基準面20d*的軸向間距。
由此,圖10中的穩定齒39和45相對於虛線示出的基準齒B*也是說明書中所述的第一實施方式的穩定齒。
替代方案的基準齒B*可尤其有利地通過無切削的成型構成,例如在小齒輪20構造為無切削成型的小齒輪20*時,但不限於該製造方式。替代方案的基準齒B*還可通過切削成型進行製造。
由於圖9、11和12中的小齒輪18、22和24的詳細描述的實施例中,相應的輸出齒38的外齒接觸面38a以及相應的接收齒44的外齒接觸面44a位於與相應的基準齒B的外齒接觸基準面共同的面中,所以小齒輪18、22和24的穩定齒39和45不但是說明書中所述的第一實施方式的穩定齒,而且還是第二實施方式的穩定齒(參見圖9、11和12的跨小齒輪的鏈條導引尺寸RKb)。
在圖4中以基準觀察視角示出過渡小齒輪組19與24T小齒輪22和21T小齒輪20的較大的小齒輪對。
在此重要的是,將自行車鏈條從奇數小齒輪20以鏈節順序的明確的相對佈置移位到較大的小齒輪22上。
在小齒輪22上的附圖標記後面的相同的附圖標記和相同的小寫字母表示小齒輪16、18或20的功能相同的構件或構件區段,所述構件或構件區段在此用相同的附圖標記和/或必要時用相同的小寫字母表示。
24T小齒輪22同樣具有三個相同的圓周區段,所述圓周區段在周緣方向上相繼地形成小齒輪22的完整周緣。因此,每個圓周區段具有八個齒。在圖4中,為了簡單起見,小齒輪22的僅恰好一個圓周區段設有附圖標記。圓周區段包括換擋路徑的七個齒,所述換擋路徑從驅動轉動方向D上的接收側動員齒22b"含其本身,延伸至輸出側動員齒22b' 含其本身,外加常規的外鏈板小齒輪齒22a。
用於逆著驅動旋轉方向D與輸出齒38相鄰的輸出側動員齒22b'位於圓周區段在驅動旋轉方向D上的最外端處。此外,逆著驅動轉動方向D,輸出齒38後跟隨有三個齒,在所述三個齒上構造升擋凹部構造36和降擋凹部構造42,其中,在三個齒中的中間齒上構造有偏轉面22d。
逆著驅動旋轉方向D,在三個齒之後跟隨接收齒44,其接收側動員齒22b"又與其逆著驅動旋轉方向D相鄰。逆著驅動旋轉方向D,小齒輪22的常規齒位於圓周區段的最外端部上,該常規齒例如構造為厚的外鏈板小齒輪齒22a,使得該常規齒僅能夠與外鏈板鏈節54嚙合。
雖然此處除了輸出齒38和接收齒44之外還構造有動員齒22b'和22b",但是在僅三個齒的空間上構造有用於降擋和用於升擋的兩個凹部構造36和42,從而總體上通過小齒輪22上的材料移除實現適度的結構弱化,並且小齒輪22總體上具有高的穩定性和耐磨性。小齒輪越大,凹部構造等的構建作為小齒輪強度的結構弱化而變得越小。
儘管由於小齒輪20的不可預測的轉數而不知道自行車鏈條在降擋時相對於鏈節順序在哪個相對位置上從小齒輪20移位到小齒輪22處,但是外鏈板鏈節接近的接收齒44通過與鏈節的形狀配合嚙合來接收鏈條並且因此負責降擋程序。這最遲是相對於引起換擋程序的變速器94 (參見圖8)的第二個接收齒44進入到與已觸發的換擋程序相關的轉動位置中。
同樣地,鏈條通過在小齒輪22的每個圓周區段中僅恰好從唯一的齒,即作為最後嚙合的齒的輸出齒38移位到較小的小齒輪20處。由於在小齒輪22上的輸出齒38總是配屬有外鏈板鏈節,所以從小齒輪22到小齒輪20的升擋過程發生在經過變速器94的換擋區域的下一個輸出齒38。這意味著僅三分之一轉的非常短的換擋延遲,並且由於每個圓周區段僅構造一個齒作為輸出齒38,小齒輪22的弱化盡可能得小。
圖11示出了小齒輪22的換擋路徑的粗略示意性的展開圖,正如圖10所示的小齒輪20的換擋路徑一樣。
由於三個沿周向相繼的分別具有七個齒的換擋路徑,在小齒輪22上僅保留三個常規的齒22a,其外部和內齒接觸面在軸向上不是專門為了執行換擋功能而佈置和構造的。在此涉及外鏈板小齒輪齒22a,所述外鏈板小齒輪齒由於其鏈條導引尺寸只能嚙合到外鏈板鏈節52中,而不能嚙合到內鏈板鏈節54中。因此,作為具有最大鏈條導引尺寸的內鏈板小齒輪齒的基準齒在小齒輪22上是輸出側動員齒22b'。因此,軸向基準位置由輸出側動員齒22b'的外齒接觸面22b'a的軸向位置定義。
兩個動員齒22b'和22b"、輸出齒38、接收齒44和常規的外鏈板小齒輪齒22a的外齒接觸面22b'a、22b"a、38a、44a和22aa在所示實施例中位於同一軸向位置上,該軸向位置優選也是小齒輪22的外端面22sa的軸向位置。優選地,外齒接觸面22b'a、22b"a、38a、44a和22aa以及小齒輪22的小齒輪基體的外端面22sa正交於小齒輪軸線R定向。這同樣適用於常規的外鏈板小齒輪齒22a和小齒輪22的內端面22si的優選位於相同軸向位置上的內齒接觸面22ai,所述內齒接觸面同樣優選正交於小齒輪軸線R定向。
在所示出的實施例中,輸出齒38和接收側動員齒22b"具有換擋路徑的第二大的鏈條導引尺寸,其中在此要注意的是,由於外鏈板小齒輪齒22a在小齒輪22上的構建,輸出齒38設置用於僅與外鏈板鏈節52嚙合,而接收側動員齒22b"設置用於僅與內鏈板鏈節54嚙合。
接收齒44在換擋路徑中具有最小的鏈條導引尺寸,以便能夠在降擋過程期間盡可能不受阻礙地嚙合到鏈條50的外鏈板鏈節52中。
因此,內齒接觸面44i比接收側動員齒22b"的內齒接觸面22f和輸出齒38的內齒接觸面38i更靠近軸向基準位置。後者的內齒接觸面22f和38i又比用作基準齒B的輸出側動員齒22b'的內齒接觸面22e更靠近軸向基準位置。
輸出側穩定齒39及接收側穩定齒45的內齒接觸面39i及45i軸向上比基準齒B的外齒接觸面22e更遠離軸向基準位置。
在所示的實施例中,優選正交於小齒輪軸線R定向的內齒接觸面39i和45i共面地位於沿著小齒輪軸線R的共同的軸向位置上,其中,內齒接觸面與軸向基準位置的軸向距離小於與小齒輪22共同作用的自行車鏈條50的淨寬度LWi。與上述小齒輪18和20中不同,輸出側穩定齒39的外齒接觸面39a在軸向上離軸向基準位置更遠,並且離輸出齒38的同樣位於軸向基準位置上的外齒接觸面38a的距離比接收側穩定齒45的對應的外齒接觸面45a在軸向上離接收齒44的外齒接觸面44a的距離更遠。因此,在小齒輪22上,輸出側穩定齒39的鏈條導引尺寸短於接收側穩定齒45的鏈條導引尺寸。
穩定齒39或45與其配屬為相鄰齒的換擋功能齒38或44所構成的跨齒的共同鏈條導引尺寸,即換擋功能齒的外齒接觸面與配屬於換擋功能齒的穩定齒的內齒接觸面的軸向間距大於具有最大鏈條導引尺寸的小齒輪22的內鏈板小齒輪齒的形式的基準齒的鏈條導引尺寸。
尤其是當所屬的換擋功能齒的外齒接觸面位於與外齒接觸基準面相同的軸向位置上或者甚至在軸向上更靠外的位置上時,通常容易滿足下述條件,即,由穩定齒與其在空間上通過相鄰而配屬的換擋功能齒,即輸出齒或接收齒,構成的跨齒的共同的鏈條導引尺寸大於具有最大鏈條導引尺寸的相關的小齒輪的內鏈板的小齒輪齒的鏈條導引尺寸。
在當前討論的實施例中,小齒輪18上的由輸出側穩定齒39和輸出齒38以及由接收側穩定齒45和接收齒44構成的齒對也具有比小齒輪18的基準齒B更大的跨齒的共同的鏈條導引尺寸。
換擋齒間隙43的徑向內齒基部比其餘齒間隙的齒基部在徑向上更靠近小齒輪軸線R,所述換擋齒間隙沿驅動轉動方向D與接收齒44直接相鄰並且逆著驅動轉動方向與接收側穩定齒45直接相鄰。通過如此為鏈條滾子提供的徑向向內的運動路徑,自行車鏈條在從較小的小齒輪20移位到較大的小齒輪22上時所採取的移位路徑可以適配成其長度是鏈節距的整數倍。這是兩個小齒輪之間的換擋操作的邊界條件。
在圖13中示出了換擋齒間隙43在齒22上的區域的放大透視圖。換擋齒間隙43通過其滾子貼靠面100限定。滾子貼靠面100構造用於在從下一較小的小齒輪20降擋到小齒輪22上期間以及在自行車滾子鏈50在沒有換擋操作的情況下與小齒輪22常規嚙合期間將自行車鏈條50的滾子貼靠。
輔助齒面構造102起始於小齒輪22的內端面22si,在換擋齒間隙43的更靠近接收側穩定齒45的周向半部中於所示出的示例中在滾子貼靠面100的軸向尺寸的大約一半上延伸。輔助齒面構造102在軸向上不延伸至小齒輪22的外端面22sa。在軸向上與輔助齒面構造102鄰近者例如滾子貼靠面100的通過輔助齒面構造102保持不變的部分以及斜坡22c1的區段。
輔助齒面構造102包括徑向更靠外的驅動滾子貼靠面102a和徑向更靠內的換擋滾子貼靠面102b。驅動滾子貼靠面102a在沒有換擋操作的常規嚙合操作中用作用於自行車鏈條50的鏈條滾子的貼靠面。換擋滾子貼靠面102b在從軸向相鄰的較小的小齒輪20降擋到小齒輪22上時用作用於自行車鏈條50的相同的鏈條滾子的貼靠面。
由於輔助齒面構造102的兩個凹形的滾子貼靠分面102a和102b中的每一個具有比換擋齒間隙43的沒有輔助齒面構造102的滾子貼靠面100更小的曲率半徑,所以驅動滾子貼靠面102a隨其前進徑向地遠離接收側穩定齒45的齒頂而伸入到換擋齒間隙43中。同樣地,換擋滾子貼靠面102b隨其從位於接收齒44和接收側穩定齒45之間的換擋齒間隙43的周緣中心區域中的齒基部朝向接收側穩定齒45逐步前進而伸入到換擋齒間隙43中。兩個滾子貼靠分面102a和102b在頂點部段104上相遇,所述頂點部段在所示出的示例中是平行於小齒輪軸線R延伸的頂點線104a。
頂點區段104形成一種切割凸耳,所述切割凸耳像卡合耳一樣伸入到換擋齒間隙43中,並且根據操作,即降擋或常規的嚙合操作,迫使嚙合到換擋齒間隙43中的鏈條滾子貼靠在驅動滾子貼靠面102a上或貼靠在換擋滾子貼靠面102b上,並且即使在自行車鏈條50的牽引段中的鏈條張力的輔助作用下防止了鏈條滾子至少從驅動滾子貼靠面102a到換擋滾子貼靠面102b的貼靠嚙合的過渡,其中嚙合到換擋齒間隙43中的鏈條滾子屬於所述牽引段。
因此,儘管換擋齒間隙43具有與小齒輪22的其餘齒間隙相比徑向更深的構造,但常規地與小齒輪22嚙合的自行車鏈條的滾子能夠在定義的位置中貼靠在接收側穩定齒45的負載齒面上,從而在貼靠嚙合處不出現干擾的噪音並且不出現提高的磨損。
通過將輔助齒面構造102軸向地構建成使其不延伸到外端面22sa並且也不延伸到接收側穩定齒45的外齒接觸面45a,頂點區域104在降擋時不會造成干涉。接收側穩定齒45的形成外齒接觸面45a的軸向外部區段可以軸向嚙合在自行車鏈條50的兩個外鏈板之間,並且利用齒接觸面45a貼靠在自行車鏈條50的內鏈板的外表面上。在外齒接觸面45a與輔助齒面構造之間的軸向區域中,於是可以容納外鏈板鏈節的外鏈板的區段,該外鏈板鏈節被接收齒44接收並且接收齒44作為小齒輪22的第一齒在降擋時嚙合到該鏈節的嚙合空間中。
在過渡小齒輪組19的較大的小齒輪對上,在從小齒輪22向上升擋到小齒輪20時,內鏈板鏈節的兩個內鏈板可以得到支撐,即對於在軸向上更靠外的內鏈板在齒頂面20ci上並且對於在軸向上更靠內的內鏈板在斜坡22c2上的支撐,所述斜坡向徑向內側限定偏轉面39a。齒頂面20ci為了盡可能平坦地支撐內鏈板的凹形的內邊緣54c而凸形地構造,然而其中,齒頂面20ci的沿驅動轉動方向在前面的端部比齒頂面20ci的在後面的端部在徑向上佈置得更靠外。
在圖5中示例性地示出,由一系列外鏈板鏈節52和內鏈板鏈節54構成的自行車鏈條50如何從與小齒輪22的咬合嚙合升擋到較小的小齒輪20上。可以看出,輸出齒38是小齒輪22的最後一個與自行車鏈條50嚙合的齒。
在圖6中僅示例性地示出了由28T小齒輪24和之前討論的24T小齒輪22構成的小齒輪對。上面已經討論了小齒輪22。小齒輪24沿其周緣具有兩個升擋區域34和兩個降擋區域40,其中,沿相同方向換擋的區域34和40彼此沿直徑在小齒輪24上對置。
在小齒輪24上的附圖標記後面的相同的附圖標記和相同的小寫字母表示小齒輪16、18、20或22的功能相同的構件或構件區段,所述構件或構件區段在此用相同的附圖標記和/或必要時用相同的小寫字母表示。
小齒輪24也具有換擋齒間隙43,所述換擋齒間隙具有朝向小齒輪軸線R徑向向內錯開的齒基部。然而,這些換擋齒間隙43對於鏈條在相鄰的小齒輪24和22之間的移位不起作用,而對於自行車鏈條在小齒輪24和下一個較大的小齒輪26之間的移位起作用。
在圖12中示出了包括九個齒的換擋路徑的粗略示意性的展開圖,該換擋路徑從接收側動員齒24b"開始並包括接收側動員齒24b",沿驅動轉動方向D至輸出側動員齒24b'並包括輸出側動員齒24b',其中還示出了在兩側包圍換擋路徑的常規的相同類型的內鏈板小齒輪齒24b和外鏈板小齒輪齒24a。基準齒B基本上是任意常規的內鏈板小齒輪齒24b,因為這樣的內鏈板小齒輪齒在小齒輪24的內鏈板小齒輪齒24b中具有最大的鏈條導引尺寸。
優選地,小齒輪24的外端面24sa和內端面24si彼此平行並且與小齒輪軸線R正交。在圖12中示出的齒接觸面也優選正交於小齒輪軸線R定向。
常規外鏈板小齒輪齒24a、常規內鏈板小齒輪齒24b、動員齒輸出齒24b'和24b"、接收齒44和輸出齒38的所有外齒接觸面24aa、24ba、24b'a、24b"a、44a和38a位於一個且相同的軸向位置,該軸向位置由於與外齒接觸基準面24ba的軸向位置的共同性而也是軸向基準位置。
所述輸出側穩定齒39及接收側穩定齒45的內齒接觸面39i和45i在軸向上比常規的內鏈板小齒輪齒24b的形式的基準齒B的內齒接觸面24bi更遠離軸向的基準位置。然而,內齒接觸面39i和45i與軸向基準位置的軸向間距分別比內鏈板鏈節54的淨寬LWi略小,例如小相對於淨寬LWi 5%至6%之間的幅度。
由穩定齒及與其相鄰的由輸出齒和接收齒形成的換擋功能齒所構成的跨齒的共同鏈條導引尺寸大於基準齒B的鏈條導引尺寸。
接收齒44和與其相鄰的接收側動員齒24b"的鏈條導引尺寸在所示實施例中是相同的。
接收側穩定齒45及沿驅動旋轉方向D與其相鄰的齒47的外齒接觸面45a和47a位於共同的軸向位置上,並且因此距軸向基準位置的軸向距離相同。
在輸出側,輸出側動員齒24b'的鏈條導引尺寸大於輸出齒38的鏈條導引尺寸,該鏈條導引尺寸又大於接收齒44和接收側動員齒24b“的鏈條導引尺寸。從上述齒的外齒接觸面的上述相同的軸向位置和上述鏈條導引尺寸定性地得出上述齒的內齒接觸面的相對於彼此的相對位置。
輸出側穩定齒39的外齒接觸面39a比接收側穩定齒45的外齒接觸面45a更遠離軸向基準位置。
逆著驅動旋轉方向D與輸出側穩定齒39相鄰的外鏈板小齒輪齒41的外齒接觸面41a比外齒接觸面45a和47a更靠近軸向基準位置。
僅示例性地選擇小齒輪18、20、22和24用於描述。在小齒輪18、20、22和24上描述的特徵也可以構造在小齒輪飛輪1的任意另外的小齒輪上。
在圖7中,最大的小齒輪32與其餘的小齒輪10至30分開地以基準觀察視角示出。小齒輪32包括齒圈60、中間圈62和徑向內部的楔形圈64,所述楔形圈用於將轉矩傳遞到未示出的、但是本領域技術人員已知的驅動器上或者傳遞到佈置在楔形圈64與驅動器之間的適配器上。適配器或驅動器的與楔形圈64的徑向內輪廓相互作用的楔形輪廓與楔形圈64的徑向內輪廓互補地構造。徑向外部的撐桿66a和66b將齒圈60以傳遞扭矩的方式與中間圈62連接。徑向內部的撐桿68將中間圈與楔形圈64連接。
為了避免撐桿66b和68的非期望的彎曲變形,二者佈置成,使得其徑向內部的撐桿端部在驅動旋轉方向D上位於於徑向外部的撐桿端部之前。撐桿66a在周向方向上比撐桿66b更寬。
固定開口70示出,由一體式地相互連接的小齒輪10至26構成的小齒輪圓頂15以及構造為單個小齒輪的小齒輪28和30利用連接器件如銷釘、鉚釘、螺釘等以傳遞轉矩方式與最大的小齒輪32連接的部位。
固定孔70一方面沿徑向盡可能遠地佈置在外部,但不干涉小齒輪齒與自行車鏈條的嚙合,並且另一方面構造在小齒輪32的盡可能穩定的區域中。因此,固定孔70主要形成在較寬的徑向外撐桿66a中以及中間圈62與徑向內撐桿68的連接點附近。
在圖7a中示出沿正交於小齒輪軸線R的觀察方向觀察的最大小齒輪32的視圖。如圖所示,小齒輪32在徑向上更靠近小齒輪軸線R的區域中是構造成向外彎曲,即遠離縱向中心平面LME。由此,在徑向位於楔形圈64內部的驅動器上需要盡可能少的軸向結構空間用於容納十二層小齒輪飛輪1。此外,小齒輪32因此相對於彎曲力矩被加強,所述彎曲力矩通過鏈條斜置作用在最大的小齒輪32上。小齒輪32和與其連接的小齒輪圓頂15相互加強。
小齒輪飛輪1構造成使得所有較小的小齒輪10至26、28和30將其轉矩直接傳遞到小齒輪32上,該小齒輪將由騎行者或由電動機借助自行車鏈條50傳遞到小齒輪飛輪1的轉矩經由前述驅動器傳遞到後輪轂上。
如在圖7B中的視角所朝向的小齒輪32的指向縱向中心平面LME的側上可看出的那樣,在最大的小齒輪32上也沿周向交替相繼地構造有較粗的外鏈板小齒輪齒32a和較細的內鏈板小齒輪齒32b。在沿軸向方向指向的用於構造細齒32b的齒面上的凹槽僅構造在較大的小齒輪32的背離下一較小的小齒輪30的一側上。
在小齒輪32上的附圖標記後面的相同的附圖標記和相同的小寫字母表示小齒輪16、18、20、22或24的功能相同的構件或構件區段,所述構件或構件區段在此用相同的附圖標記和/或必要時用相同的小寫字母表示。
此外,在圖7B中示出了在一些輸出齒38上、在一些接收齒44上以及在與形成斜坡的輸出齒38和接收齒44相鄰的動員齒32b'和32b"上的斜坡的構建。斜坡用相應齒的附圖標記和小寫字母g來標識。在動員齒上,斜坡通過與所屬的動員齒相同的撇號來標識。
斜坡38g、32g'、44g和32g"形成所屬的齒38、32b'、44和32b"的背離下一較小的小齒輪30的齒面的徑向和軸向階梯。斜坡38g、32g'、44g和32g"構成徑向向外,即遠離小齒輪軸線R指向的斜坡面,自行車鏈條50的徑向向內指向的邊緣面可以支撐在該斜坡面上。
通過這些斜坡38g、32g'、44g和32g",鏈條50在與最大小齒輪32咬合嚙合時以特別的方式得到穩定。
在利用後輪轂上通常存在的自由輪的情況下倒踏腳踏板時,在某些情況下鏈條的斜置可使小齒輪32與自行車鏈條50的咬合嚙合不穩定。因為尤其輸出齒38和與其相鄰的動員齒32b'由於其設計,輔助鏈條朝向下一較小的、斜置所作用到的小齒輪30的移位,所以特別在該部位構造斜坡。在降擋區域的與換擋相關的齒上,即在接收齒44上和在其動員齒32b"上,也構造有斜坡,以便穩定鏈條50。
所提到的斜坡不僅在鏈條傾斜到前齒盤的非常不利的作用的情況下將鏈條本身保持在小齒輪32上,而且還輔助鏈條50降擋到較大的小齒輪32上或從較大的小齒輪32升擋到下一較小的小齒輪30。斜坡實現了如下可能性,即,與常規的齒嚙合的情況相比,鏈條可以穩定地並且借助主體導引也在小齒輪32上的徑向更靠外的位置中保持在與換擋相關的區域中,即升擋區域34和降擋區域40,在常規的齒嚙合的情況下,接收齒44、輸出齒38或與它們相鄰的動員齒32b"或32b'徑向完全嚙合到鏈節的中間空間中。
因此,當變速器的鏈條導向輥與較大的小齒輪32共面定向用於將鏈條保持在小齒輪32上並且鏈條斜置反作用於將鏈條50保持在小齒輪32上時,斜坡能穩定鏈條50以防止其朝向前齒盤斜置。此外,當變速器的鏈條導引滾子與未來起鏈條導引作用的小齒輪共面地定向,而鏈條50還在當前的起鏈條導引作用的小齒輪上嚙合時,斜坡輔助鏈條50的移位。
所示的斜坡也可以構建在小齒輪30、28、26等上,但優選分別構建在相應的小齒輪的背離下一較小的小齒輪的一側上。然而,由於鏈條傾斜的量朝著小齒輪飛輪1的中等尺寸小齒輪的方向而減小,所以斜坡尤其在較大的小齒輪32、30和28上是重要的,所述小齒輪位於鏈條線和自行車縱向中心平面LME之間。
在圖14中以從內部觀察的示意性透視圖示出一體式製造的小齒輪圓頂15。如圖所示,最小的小齒輪10構建在小齒輪圓頂15的軸向端側的實心環或罐狀區段上。下一較大的小齒輪12同樣構建在在小齒輪圓頂15的大體上環形的或罐狀的區段上,不過,在小齒輪12的每兩齒的區域中,構建有穿過小齒輪圓頂15的環形或罐狀的局部結構的開口106。
小齒輪14至22經由連接接片,或僅簡稱“接片”108,而彼此相連,具體使得在兩個直接相互連接、軸向相鄰的小齒輪中的相應較小的小齒輪上,每個接片108在較小的小齒輪的齒的周向位置處通入到其小齒輪基體14z、16z、18z、20z和22z中。在此,較小的小齒輪的每個齒在其周向位置處軸向對置有連接接片108,所述連接接片將較小的小齒輪與軸向相鄰的下一較大的小齒輪連接。連接接片108在與小齒輪軸線R正交的截面中具有粗略示意性的L形橫截面(參見圖16和17中的接片110)。
小齒輪圓頂的三個最大的小齒輪22、24和26同樣通過接片110彼此連接。在周向方向上比前述小齒輪14至22的接片108設計得更寬的接片110在每個小齒輪對26-24和24-22上的數量小於每個其所連接的小齒輪的齒數。
更準確地說,小齒輪對26-24和24-22優選具有通過連接接片110相互連接的小齒輪中較小的小齒輪所具有齒數的剛好一半數量的接片110。與之前描述的接片108一樣,出於小齒輪圓頂15的更高穩定性的原因,連接接片110分別佈置在相互連接的小齒輪中較小的小齒輪的小齒輪齒的周向位置處,並且在該部位軸向地從較小的小齒輪的小齒輪基體軸向地伸出。然而,僅在相互連接的小齒輪22、24和26中較小的小齒輪的每隔一個齒上分別佈置有接片110。
在尤其是構造有升擋凹部構造36或降擋凹部構造42的小齒輪22和24的位於兩個接片110之間的圓周區域上,為了局部地加強被所述凹部構造削弱的圓周區域,可以在小齒輪基體22z上或24z上構建軸向突出部112,所述軸向突出部在圓周區域上延伸並且軸向地從小齒輪基體22z和24z伸出。優選地,軸向突出部112沿周向方向從接片110延伸至沿周向方向相鄰的接片110。
軸向突出部112也可以僅構建在小齒輪24上。
上述局部加強部在圖15至17中以小齒輪24為例示出。
如圖15和16所示,在外側被降擋凹部構造36削弱的接收側穩定齒45的區域中,在小齒輪基體24z上構造有軸向突出部112,所述軸向突出部優選完全在連接接片110之間延伸並且將連接接片沿周向方向彼此連接,所述連接接片沿周向方向在接收側穩定齒45的兩側上最靠近所述穩定齒。
接收側動員齒24b"不具有這樣的厚度減小並且因此在其外側上弱化(參見圖17),因此在接收側動員齒24b"的周向區域中未構建軸向突出部112。
軸向突出部112沿軸向方向在接收側穩定齒45的鏈條導引尺寸K的約80%至120%上延伸。
在圖8中粗略示意性地示出了設置有根據本發明的小齒輪飛輪1的自行車並且整體用71表示。前輪72和後輪74可圍繞與圖8的附圖平面正交的相應輪軸線轉動地固定在自行車車架76上。前輪72可以通過彈簧叉78連接到自行車車架76。後輪74也可以通過彈簧懸架80與自行車車架76連接。
後輪74可通過驅動總成82驅動,該驅動總成包括單個前齒盤24和在圖8中僅粗略示意性地示出的自行車後輪小齒輪飛輪1。驅動轉矩可以經由腳踏曲柄88和與其連接的腳踏曲柄軸88a傳遞到前齒盤84上,並且從前齒盤借助自行車鏈條50經由小齒輪飛輪1傳遞到後輪74上。為了輔助以肌肉力驅動腳踏曲柄88的騎行者,可以在自行車車架76上佈置輔助電動機90,使得該輔助電機也通過腳踏曲柄軸88a向前齒盤84傳遞其輔助驅動轉矩。在腳踏曲柄軸88a和齒盤84之間可以設置傳動裝置,特別是行星傳動裝置。在計算齒盤84的有效齒數時必須考慮傳動裝置的傳動比。在此,齒盤84的實際齒數與如下因數相乘,變速器以該因數將導入齒盤中的轉矩傳遞到齒盤的從動側。因此,通過傳動裝置提高轉矩導致齒盤84的有效齒數相對於實際齒數提高,反之亦然。
作為用於輔助電動機90的能量存儲器的電池92可以設置在車架76中或車架上。
自行車鏈條50可以以本身已知的方式通過具有變速器94的換擋機構與要由騎行者從小齒輪飛輪1的多個小齒輪10至32中選擇的小齒輪嚙合,用於將扭矩傳遞到後輪74上。變速器94具有最靠近小齒輪飛輪1的鏈條導引滾子96和張緊滾子98。
騎行者的肌肉扭矩以及電動機90的輔助扭矩都在示例自行車71上通過後輪小齒輪飛輪1傳遞到後輪74。因此,電動機90具有這樣的效果,就好像騎行者可以獲得通過電動機90的輔助功率增加的踏板功率。
因為示例性示出的自行車71具有恰好一個前齒盤84,所以自行車71的整個擋位範圍通過小齒輪飛輪1實現。
下面描述一種替代的小齒輪20*,所述小齒輪通過無切削成型製造。針對無切削地製造的小齒輪20*的齒所描述的設計方案也適用於上述後輪小齒輪飛輪的其他小齒輪的齒,所述小齒輪同樣可以無切削地通過成型來製造。
上述的後輪小齒輪飛輪1上的相同的和功能相同的小齒輪和小齒輪區段,例如小齒輪齒和/或端側的凹部,在下面關於無切削地製造的小齒輪和小齒輪區段設有相同的附圖標記,但是設有後置的“*”。在下文中對無切削地製造的小齒輪和小齒輪區段的闡述僅限其形狀完全地或僅部分地以特別的方式通過無切削的成型所實現的方式。此外,為了描述無切削地製造的小齒輪和小齒輪區段,即使它們在細節上在形狀方面與在圖1至17中示出的小齒輪的功能相同的區段略有不同,但不改變功能,也參考上述描述,所述描述也適用於無切削地製造的小齒輪和小齒輪區段。
圖18A至18C示出無切削地通過衝壓和成型製造的輸出側穩定齒39*,該輸出側穩定齒構造在通過無切削成型製造的具有21個齒的奇數小齒輪20*上。小齒輪20*的所有齒均通過無切削成型製造。原則上不應排除的是,通過無切削成型製造的小齒輪被以切削的方式進行後續加工。然而,為了高效的製造,尤其是批量生產,優選以無切削或切削的方式從小齒輪坯件直至成品小齒輪地製造小齒輪。
圖18A示出了齒39*在圖18B和18C的圓柱形地圍繞小齒輪軸線R作為圓柱軸線延伸的截面XVIII中在朝向小齒輪軸線R徑向內部的觀察方向中的剖視圖。
小齒輪20*的內端側20si*表示由金屬板,尤其由鋼板構成的原始小齒輪坯件的未變形的第一平坦外表面。同樣,外端側20sa*表示原始小齒輪坯件的未變形的平坦的第二外表面。原始小齒輪坯件的兩個未變形的外表面現在形成無切削成型的小齒輪20*的端側20si*和20sa*。坯件的原始厚度尺寸用雙箭頭rd*表示。
內齒接觸面39i在截面XVIII中被分成兩個在周向方向上彼此分開的並且彼此間隔佈置的區段。因為在實際的無切削的製造方法中,材料在深沖工藝中通常沿小齒輪坯件的厚度方向從小齒輪的稍後的外側向稍後的內側擠壓和移位,所以內齒接觸面39i*的每個部分構造為突出部113*的沿軸向方向指向的軸向端面。兩個突出部113*分別構造在輸出側穩定齒39*的沿驅動旋轉方向D在前的邊緣和在後的邊緣上。與此相應地,沿驅動轉動方向D在兩個突出部113*之間不可避免地構造有凹部114*。然而,在製造過程中,實際的變形功主要在突起113*的區域中提供。
在小齒輪20*或輸出側穩定齒39*的外側上的凹部115*與小齒輪20*或輸出側穩定齒39*的內側上的突出部113*對置,所述凹部與突出部113*互補地構建。在凹部115*之間沿著驅動轉動軸線D,在輸出側穩定齒39*的外側上形成有與內側上的凹部114*互補的突出部116*。
小齒輪20*或輸出側穩定齒39*的內側上的凹部114*通過原始原材料在厚度方向上的超過形成小齒輪坯件內端側20si*的外表面的變形形成。
如在之前討論的實施例,從外齒接觸面39a*到內齒接觸面39i*的間距也形成鏈條導引尺寸,該鏈條導引尺寸是鏈條導引尺寸Kb*,因為奇數小齒輪20*的輸出側穩定齒39*如在奇數小齒輪20*的每個其它齒中一樣是內鏈板小齒輪齒,該內鏈板小齒輪齒構造用於嚙合到自行車鏈條的內鏈板鏈節的嚙合空間中。
如圖18A所示,輸出側穩定齒39*既可以在構建有內齒接觸面39i*的區域中,也可以在構建有外齒接觸面39a*的、基本上與這些區域互補的區域中,分別具有小於原始原材料厚度的厚度。這可以導致輸出側穩定齒39*的有利的加工硬化並且因此降低易磨損性。然而,鏈條導引尺寸Kb*在數值上可以等於或甚至大於在所考慮的切割面中的輸出側穩定齒39*的厚度。在所示的實施例中,鏈條導引尺寸Kb*大致對應於原始原材料的厚度尺寸。然而,鏈條導引尺寸Kb*可以通過相應的成型甚至大於原始原材料厚度。
已經位於升擋凹部結構36*中的外齒接觸面39a*在升擋時輔助自行車鏈條移位至軸向相鄰的下一較小的小齒輪上,這是因為外齒接觸面39a*作為突出部116*的端面,在升擋期間將從外部經過輸出側穩定齒39*的自行車鏈條軸向地向外位移。
通過構建凹部或凹槽114*中,小齒輪20*的材料可以在用於製造其的模具內通過塑性流動位移,這使得將坯件成型為小齒輪20*所需的成型力總體上保持相對小,至少比通過成型應該實現原材料的壓實時小。
凹部115*在其兩個區段的總和中在小齒輪20*的外側上以及互補的突出部113*在其兩個區段的總和中在小齒輪20*的內側上沿徑向方向具有更大的尺寸,優選至少是沿周向方向的兩倍或更多。由此可以確保,自行車鏈條的通過輸出側穩定齒39*嚙合的鏈節在鏈節相對於輸出側穩定齒39*的盡可能長的徑向路徑上以盡可能小的間隙尺寸得到軸嚮導引。
在圖19A至19C中以與前述在圖18A至18C中相同的方式示出逆著驅動轉動方向D跟隨輸出側穩定齒39*的齒41*作為無切削地成型的齒。內齒接觸面41i*作為小齒輪20*的內側上的突出部117*的內端側,移動超過小齒輪20*的內端側20i*。在此,在齒41*上在其內側上構造有槽狀的凹部118*,所述凹部根據圖19C具有直線的徑向走向,所述走向具有沿著其徑向走向在周向方向上基本上恒定的寬度和無階梯的凹部底部。通過該設計方案,材料從凹部118*被壓向小齒輪的外側,以便能夠在外側盡可能好地並且以最佳的輪廓銳度成形出對於鏈條導引而言重要的升擋凹部構造36*。該凹部輔助小齒輪坯件的材料在外齒接觸面41a*的區域中朝向構造120*的擠壓。構造120*雖然形成外齒接觸面41a*作為其外端側,但在製造技術上相對於小齒輪坯件是凹部,因為構造120*相對於小齒輪坯件的原始外側(該原始外側在製成的小齒輪20*上形成小齒輪20*的外端側20sa*)移動,即內凹到小齒輪坯件的材料中。
在齒41*處,鏈條導引尺寸Kb*也大致與原材料厚度rd*一樣大。通過在成型時的塑性流動,鏈條導引尺寸Kb*如對於無切削成型的小齒輪20*的每個其它齒那樣可以設計成小於、等於或也大於原材料厚度。
在齒41*的外側上可以看到升擋凹部構造36*的階梯狀的凹槽,所述構造逆著驅動轉動方向D從上述的輸出側穩定齒39*延伸到齒41*並且甚至延伸超過齒41*,因為外齒接觸面41a*也是升擋凹部構造36*的一部分。
在小齒輪20*的外側上的凹部120*以及在小齒輪20*的內側上的突出部117*在徑向方向上具有比在周向方向上更大的尺寸,優選至少兩倍或更大。由此可以確保,自行車鏈條的通過齒41*嚙合的鏈節在鏈節相對於齒41*的盡可能長的徑向路徑上以盡可能小的間隙尺寸得到軸嚮導引。
在圖19A中以朝向小齒輪軸線R的方向的視角觀察在周向方向上切割的齒41*所依照的圓柱形的切面在圖19B和19C中用XIX表示。
在圖20A至20C中以與前述在圖18A至18C或19A至19C中相同的方式示出逆著驅動轉動方向D跟隨齒41*的基準齒B*作為無切削地成型的齒。在圖20A中以朝向小齒輪軸線R的方向的視角觀察在周向方向上切割的齒B*所依照的切面在圖20B和20C中用XX表示。
根據定義,基準齒B*是具有最大的鏈條導引尺寸Kb*的內鏈板小齒輪齒。內齒接觸面20i*由突出部122*的端面形成。內齒接觸面20i*如在之前討論的齒39*和41*中那樣也軸向地移動超過內部的端面20i*。
突出部122*在周向方向上,即沿著驅動轉動方向D在兩側被凹部或凹槽124*包圍,所述凹部或凹槽使得來自凹槽124*的區域的材料通過塑性流動以特別良好的形狀精度或輪廓銳度來形成突出部122*。
小齒輪20*的內側上的突出部122*軸向地與小齒輪20*的外側上的凹部126*相對置,該凹部輔助突出部122*的形成。通過形成凹部126*而位移的基準齒B*的材料通過塑性流動位移到突出部122*中。
外齒接觸面20d*至少沿著驅動旋轉方向D構建在凹部126*的兩側。其也可以完全包圍凹部126*。
在小齒輪20*的外側上的凹部126*以及在小齒輪20*的內側上的互補的突出部122*在徑向方向上具有比在周向方向上更大的尺寸,優選至少兩倍或更多。由此可以確保,自行車鏈條的通過基準齒B*嚙合的鏈節在鏈節相對於基準齒B*的盡可能長的徑向路徑上以盡可能小的間隙尺寸得到軸嚮導引。
在圖21A至21C中,以與前述在圖18A至18C或19A至19C或20A至20C中相同的方式,示出逆著驅動轉動方向D跟隨基準齒B*的齒47*作為無切削地成型的齒。在圖21A中以朝向小齒輪軸線R的方向的視角觀察在周向方向上切割的齒47*所依照的切面在圖21B和21C中用XXI表示。
在齒47*上,內齒接觸面47i*也形成為超過通過成型的小齒輪坯件的較前的外表面突出的軸向的突出部128*的端面。
小齒輪20*的內側上的突出部128*與小齒輪20*的外側上的凹部130*相對。通過凹部130*的軸向端側形成的外齒接觸面47a*已經是降擋凹部構造42*的一部分,該降擋凹部構造作為軸向凹部在外端側20si*中逆著驅動轉動方向D延伸。
與通過無切削成型製造的小齒輪20*的前述齒不同,齒47*的內齒接觸面47i*基本上在其整個圓周延伸上延伸。
內齒接觸面47i*通過在齒頂上構造內部的斜面47v*在徑向方向上縮短。構造在小齒輪20*的外端側20sa*上的外齒接觸面47a*如之前討論的齒39*、41*和B*的外齒接觸面那樣沿徑向方向構造有比沿周向方向更大的尺寸,優選兩倍或更多。
在圖22A至22C中,以與前述在圖18A至18C或19A至19C或20A至20C或21A至21C中相同的方式,示出逆著驅動轉動方向D跟隨齒47*的接收側穩定齒45*作為無切削地成型的齒。在圖22A中以朝向小齒輪軸線R的方向的視角觀察在周向方向上切割的接收側穩定齒45*所依照的切面在圖22B和22C中用XXII表示。
內齒接觸面45i*構建為突出部132的端面。位於相反側上的外齒接觸面45a*構建為凹部134的端面。凹部134是降擋凹部構造42*的一部分,所述降擋凹部構造在接收側穩定齒45*的寬度上沿周向延伸。
齒接觸面(內齒接觸面45i*和外齒接觸面45a*)在周向方向上分別與接收側穩定齒45*的內側上的斜面45isch*以及接收側穩定齒45*的外側上的斜面45asch*相鄰。兩個斜面45isch*和45asch*圍繞平行於徑向方向的傾斜軸線傾斜。這些傾斜面45isch*和45asch*可以特別有利地通過無切削的成形產生。通過切削方法進行製造則將更加複雜。
傾斜面45isch*和45asch*在所示出的實施例中彼此平行,然而也可以與此不同地相對於彼此定向。
內齒接觸面45i*如之前已經在齒47*上討論的那樣通過齒頂上的斜面徑向縮短,而外齒接觸面45a*具有比沿周向方向的尺寸明顯更長的徑向尺寸。徑向縮短的內齒接觸面45i*也始終在徑向方向上具有比在周向方向上更大的尺寸。
圖22D示出了通過無切削成型製造的小齒輪20*的圓周區段的外側的俯視圖,該圓周區段具有升擋區域34*和降擋區域40*,該升擋區域具有齒38*、39*、41*、B*、47*、45*和44*,其中的齒39*、41*、b*、47*和45*在圖18A至22C中示出。
圖22E示出圖22D的圓周區段的內側的俯視圖。
在圖23A中示出備選地通過無切削成型製造的小齒輪28*的具有升擋區域34*的局部。圖23A的觀察者能看見小齒輪28*的外側或外端側28sa*。圖23A和23B的升擋區域34*位於圖25中用XXIII表示的區域中。
如前所述,對於圖23A至24B也適用的是,相同的和功能相同的構件和構件區段如上面那樣設有相同的附圖標記,但附加“*”,以便將構件和構件區段標識為通過無切削成型製造。為了描述相同的和功能相同的構件和構件區段,因此參考上述描述,其也適用於小齒輪28*的無切削地製造的構件和構件區段。下文中,圖23A至24B將僅就小齒輪28*的無切削的成形產生的特殊性進行描述。
在圖23A和23B中,在小齒輪28*的內側28si*上示出了輸出齒38*的上述斜坡38g*和輸出側動員齒32b'*的斜坡32g'*。在此,斜面38g*在軸向方向上比輸出側動員齒32b'的斜面32g'*更遠地伸出。這是因為,在偶數小齒輪28*上,輸出齒38*是構造用於與外鏈板鏈節嚙合的具有較大軸向尺寸的齒,並且直接相鄰的輸出側動員齒32b'是構造用於與內鏈板鏈節嚙合的具有較小軸向尺寸的齒。
如上面已經在圖20A至20C的示例中針對無切削成型的奇數小齒輪22*示出的那樣,在小齒輪28*上也通過相關齒沿軸向方向的局部變形來設定鏈條導引尺寸。外鏈板小齒輪齒28a*例如在其外側上具有上面已經闡述的軸向凹部126*,所述軸向凹部在內側上對應于軸向突出部124*。
不僅凹部126*而且在相反側上大致互補的突出部124*由於上面已經提到的原因在徑向方向上具有比在周向方向上更大的尺寸。
在小齒輪28*的背離相鄰的下一較小的小齒輪的內側上的斜坡38g*無切削地通過軸向突出部138*形成,所述軸向突出部在小齒輪28*的朝向相鄰的下一較小的小齒輪的外側上的製作導致產生凹部136*。
構成斜坡38g*的突出部138*在其沿軸向方向指向的端側上形成輸出齒38*的內齒接觸面38i*。
配屬於斜面38g*的凹部136*和構成該凹部的突出部138*,在周向方向上比在徑向方向上具有更大的尺寸,這與在內部未形成有斜面的無切削成形的齒不同。
在圖24A和24B中類似於圖23A和23B示出小齒輪28*的降擋區域40*。圖24A示出小齒輪28*的外端面28sa*的視圖,並且圖24B示出其內端面28si*的視圖。圖24A和24B的降擋區域40*位於圖25中用XXIV表示的區域中。
在框架XXIV中的降擋區域40*的接收齒44*上,在小齒輪28*或接收齒44*的內側上設置有斜坡44g*。其也通過非切削成型形成,具體方式是,材料在大體上平坦的小齒輪坯件的厚度方向上從在此形成的小齒輪28*的稍後的外側移動到稍後的內側。
對於接收齒44*的斜面44g*,經必要修改適用上面對於輸出齒38*的斜面38g*所述的說明,即配屬於斜面44g*的凹部136*在小齒輪28*或接收齒44*的外側上以及形成其的突出部138*在相反的內側上均在周向方向上具有比在徑向方向上更大的尺寸。
在圖25中以俯視圖示出了通過無切削成型製造的具有38個齒的小齒輪28*。圖25的觀察者能看見小齒輪28*的外側。
小齒輪28*不僅具有圖25的框架XXIV中的降擋區域40*,而且在圖25中在12點鐘和1點鐘之間的區域中具有另一降擋區域40*,該另一降擋區域在結構上與位於框架XXIV中的降擋區域40*不同地構造。
圖25示出構造在小齒輪28*上的連接構造111*,其呈連接開口的形式,所述連接構造在小齒輪28*的準備運行的狀態中為了將小齒輪28*與其他齒數的相鄰的小齒輪連接而由連接銷或連接鉚釘(未示出)穿過。在上述實施方式中,軸向連接通過所描述的連接接片110實現。為了更清楚起見,在圖25中在大約10點鐘至12點鐘的圓周區域中的僅三個連接構造111*設有附圖標記。然而,其餘的連接構造相同地構造並且容易識別。
如在圖25中所示,在接下來闡述的另外的接收齒44*的區域中,小齒輪在大約12點鐘處在周向方向的兩側構造有局部的徑向材料積聚部,並且因此構造有局部的徑向加強部139*。可以看出,小齒輪基體28z*在周向方向上在另一接收齒44*的兩側具有比例如在沒有切換功能的常規的外鏈板小齒輪齒28a*的兩側更大的徑向厚度,如其在大約10點鐘至12點鐘的周向區域中所示的那樣。
在升擋凹部構造36*和降擋凹部構造42*的圓周區域中構造另外的局部的徑向增厚部,以便通過徑向的材料堆積來補償由於所述凹部36*或42*所導致的小齒輪基體28z*的軸向變薄,並且避免小齒輪28*在該圓周區域中的剛度損失。
圖26A至26D示出了在圖25中位於以XXVI標示的部位處的接收側穩定齒45*,更確切地說,圖26A以透視圖示出了該穩定齒的外側,圖26B以透視圖示出了該穩定齒的內側,圖26C示出了沿著圖26A和26B中的圓柱形截面XXVI C的周向截面,其中小齒輪軸線R是截面XXVI C的圓柱形軸線,並且圖26D示出了沿著圖26A和26B中的包含小齒輪軸線R的截面XXVI D的橫截面。
與之前描述的接收側穩定齒45和45*上相同的和功能相同的構件和構件區段在圖26A至26D中設有相同的附圖標記,其中,附加的“*”表示通過無切削的成型製造接收側穩定齒45*。
與前述的接收側穩定齒45和45*一樣,在圖26A至26D中示出的另一接收側穩定齒45*在其外側上也具有斜坡28c1*,該斜坡徑向向內限定出作為另一接收側穩定齒45*的外齒接觸面的排推面45a*。
斜坡28c1*相對於排推面45a*軸向地偏移。斜坡28c1具有徑向向外指向的凸形彎曲的支承面,由此,內鏈板鏈節的位於更靠近載有小齒輪28*的自行車的豎直縱向中心平面的鏈條鏈板的徑向內邊緣在從相鄰的具有36個齒的下一較小的小齒輪降擋過程期間能夠支承到小齒輪28*上。因此,鏈條可以置放在斜坡28c1*上。另一接收側穩定齒45*也與所謂的“半鏈”鏈條相容。
內齒接觸面45i*軸向地突出超過小齒輪28*的內端面28si*並且因此在與內鏈板鏈節嚙合的情況下對自行車鏈條進行穩定,其中,另一接收側穩定齒45*以其軸向向內突出的內齒接觸面45i*使鏈條在降擋區域40*中軸向向內移位。
在圖27A至27C中詳細示出另一接收齒44*,該接收齒在圖25中位於小齒輪28*上的位置XXVII處。圖27A示出了另外的接收齒44*的外側的透視圖,圖27B示出了該另外的接收齒的內側的透視圖,並且圖27C示出了沿著圖27A和27B中的圓柱形截面XXVII C的圓周截面。小齒輪28*的小齒輪軸線R是切面XXVII C的圓柱軸線。
所述另外的接收齒44*與上面已經描述的接收齒44*的區別基本上僅在於在齒頂的區域中的倒角。如在之前描述的接收齒44*中那樣,內齒接觸面44i*構造為突出部138*的端面。突出部138*無切削地通過軸向的材料位移形成。因此,在小齒輪28*的外側上,在內側的突出部138*的位置處構造有凹部136*。
在另外的接收齒44*上也構造有上面已經詳細描述的斜坡44g*,自行車鏈條的更靠近載有小齒輪28*的自行車的豎直的縱向中心平面的外鏈板可以在降擋過程期間以其徑向內邊緣支撐在該斜坡的軸向向外指向的面上。
圖28A以透視圖示出兩個關於其小齒輪軸線R同軸疊置的小齒輪20*,所述小齒輪適於熱處理。以特別有利的方式,在小齒輪20*上,以及在小齒輪飛輪的其他無切削地成型的小齒輪上,所有軸向地關於相應的端側20si*和20sa*突出的突出部,例如上面所述的突出部138*,徑向地構造在相關的小齒輪的齒根圓之外。因此,兩個或更多相同齒數的無切削地成形的小齒輪儘管構造有軸向的突出部,但能夠同軸地緊密佈置地利用面狀地相互貼靠的端側20si*和20sa*以相對彼此轉動半齒距或半鏈節距的距離的方式佈置。小齒輪的突出部於是位於相鄰的小齒輪的齒間隙中。圖28B以小齒輪20*的齒列為例,以其內端側20si*的俯視圖示出了同軸相疊的、軸向相同定向的小齒輪的情況。如此緊密佈置的小齒輪可在軸向上張緊,以避免熱處理期間的翹曲。
在圖29中示出第一曲線圖,所述第一曲線圖示出小齒輪飛輪1的直接相鄰的小齒輪的軸向的小齒輪間距,並且所述第一曲線圖示出與第一曲線圖疊加的第二曲線圖,所述第二曲線圖對於小齒輪飛輪1的每個小齒輪說明相應的小齒輪的基準齒的鏈條導引尺寸Kb。
在圖29的圖示中,小齒輪飛輪1的小齒輪32至10沿著縱坐標從左到右以其大小的降冪通過其附圖標記表示。
在圖29中左側的橫坐標上繪製了軸向小齒輪間距的以毫米為單位的刻度,所述齒輪間距在直接軸向相鄰的小齒輪的兩個外部的軸向端面之間測量,更確切地說從標記的小齒輪朝向下一較大的相鄰的小齒輪測量。與此相應地,對於小齒輪飛輪1的最大的小齒輪32未錄入小齒輪間距值,因為該小齒輪32不具有更大的軸向相鄰的小齒輪。配屬於小齒輪30的小齒輪間距值是小齒輪30的外軸向端面與下一較大的小齒輪,即小齒輪32之間的上述的軸向間距。對於每個另外的小齒輪,同樣給出該小齒輪到下一較大的小齒輪的間距。小齒輪間距的曲線在圖29中用140表示。距離值用三角形表示,並用虛線連接。
在圖29中繪製的右側橫坐標上給出了在縱坐標中表示的每個小齒輪的基準齒的鏈條導引尺寸Kb的以毫米為單位的刻度。鏈條導引尺寸的值的曲線在圖29中用142表示。每個小齒輪的鏈條導引尺寸值用菱形表示,並用實線連接。
可以看出,小齒輪間距值與鏈條導引尺寸且小齒輪間距值的變化與從一個小齒輪到相鄰的小齒輪的鏈條導引尺寸的變化定性地相關。
小齒輪12至小齒輪14的間距大於小齒輪10至小齒輪12或小齒輪14至小齒輪16的間距,因為在小齒輪12處存在鏈條的更大幅度的斜置,該斜置將鏈條向內拉動。由此,鏈條在小齒輪間距過小的情況下有接觸小齒輪16的危險。為了在小齒輪14活動時排除這種接觸,與小齒輪16的小齒輪間距選擇為大於相鄰的小齒輪的小齒輪間距。
在作為最小小齒輪的小齒輪10處,鏈條斜置幅度大於針對鏈條嚙合啟動的小齒輪12的情況。然而,由於缺少外部相鄰的小齒輪,在最小且因此軸向完全位於外部的小齒輪10處,齒可以這樣設計,使得其軸向向外擠壓鏈條,這避免了在小齒輪10上導引的鏈條與小齒輪12的非期望的接觸。
在小齒輪16上,斜置在數值上已經顯著減小,從而在鏈條與小齒輪16嚙合時,不必擔心與軸向相鄰的下一較大的小齒輪18非期望的接觸。
小齒輪24至18 (含)具有在圖9至12中示出的穩定齒,所述穩定齒具有軸向向內錯開的內齒接觸面。由此,鏈條至少在周向區段中軸向向內位移,因此對於小齒輪14至18也選擇比對於小齒輪26至32或小齒輪16和14更大的與其相應的下一更大的相鄰小齒輪間的小齒輪區段。
在較大的小齒輪32至26 (含)上,鏈條斜置軸向向外起作用,從而在此鏈條斜置將鏈條軸向地從相鄰的較大的小齒輪拉開。因為在小齒輪30、28或26被啟動用於鏈條嚙合時不必擔心鏈條與相應相鄰的下一較大的小齒輪接觸,所以在那裡小齒輪間距可以選擇得更小。
圖30A示出裝配到所謂的“鎖定管”144上的本申請中討論的小齒輪飛輪1,該鎖定管在小齒輪的使用壽命期間用於小齒輪飛輪的組件的各種裝配和定位用途。
為了進行特定的技術調整,例如為了利用與小齒輪飛輪共同作用的後變速器94調整在小齒輪飛輪和鏈條導向滾子或換擋滾子之間的所謂的“鏈隙”或為了調整鏈條張力,應將後變速器94移動到預定的基準位置中,在所述基準位置中,通常更靠近小齒輪飛輪的鏈條導引滾子96與基準小齒輪共面地佈置,使得在自行車71上環繞的自行車鏈條50與基準小齒輪嚙合。
為了避免錯誤的操作和錯誤的調整,明確地標記基準小齒輪並使其從外部清晰地可見是有幫助的。當小齒輪飛輪如在當前情況下具有12個或更多個小齒輪,從而使得即使是熟練的技術人員在計數小齒輪時可能容易數錯的情況下,這是特別有利的。
根據小齒輪飛輪1的基準小齒輪的標識的在圖30A中示出的第一實施方式,在基準小齒輪(其在此是小齒輪20)和下一較大的小齒輪22之間放置有帶子144,所述帶子優選安放在軸向延伸的連接構造上。連接構造可以是上述連接接片110,或者如果小齒輪20和22之間的連接通過連接銷或連接鉚釘形成,則是這些連接銷或連接鉚釘。
優選地,帶子144由彈性材料,例如生膠或橡膠形成,使得帶子144在彈性應力下持久地貼靠在軸向延伸的連接構造上。帶子144優選地設計成易於察覺的顏色,例如黃色、橙色或紅色。然而,在金屬的小齒輪飛輪1的周圍環境中也能容易地感知其他色調,尤其是當這些色調設計為具有一定亮度的信號色調時。
在圖30B中示出基準小齒輪20的標識的第二選項。該第二選項也使用特別是由於其著色,視覺上容易感知的帶子146。然而,與圖30A的實施方式不同的是,該帶子146由鎖定管143的外表面承載,小齒輪飛輪1與該鎖定管連接以便進行裝配和定位。帶子146可以作為在鬆弛狀態下直徑小於鎖止管143的彈性帶子,摩擦配合地保持在鎖止管143的外表面上,所述彈性帶子由自身的伸長引起的彈性回復力支撐。為了更可靠地避免帶子146的軸向位移,所述帶子可以容納在鎖定管143的周向槽中且/或可以通過粘合劑固定在鎖定管143的外表面上。
該第二實施方式的優點在於,當操作人員徑向地看向小齒輪飛輪1並且自行車鏈條與基準小齒輪20嚙合時,所述帶子146不再或幾乎不再看到,因為其被自行車鏈條遮擋,能夠消失在鏈條後面。
作為使用帶子146的替代方案,鎖定管143的外表面可以具有在顏色上和/或在其表面結構方面與鎖定管143的其餘部分不同的環,這可以通過相應的塗漆、相應的陽極氧化、相應的雕刻,特別是雷射雕刻、滾花或通過鎖定管143的任何其他合適的表面處理來實現。
按照該方案,基準小齒輪本身可以通過表面處理在視覺上和/或觸覺上與小齒輪飛輪1的非基準小齒輪的其餘小齒輪可區分地設計。
在圖30C中示出在小齒輪飛輪1上的基準小齒輪20的標識的第三選項。在此,優選在顏色上與其餘小齒輪飛輪1明顯不同地設計的環形盤148佈置在基準小齒輪20和下一較大的小齒輪22之間的間隙空間中。環形盤148可以由紙或塑膠形成。
優選地,環形盤148在徑向上開槽,以便使其便於佈置在小齒輪飛輪1上並且尤其使其便於從其上移除。
如果在利用自行車鏈條進行調節活動時,通過從較小的小齒輪降擋接近基準小齒輪,則環形盤148可以在相應穩定的構造中形成有利的主體屏障,所述屏障阻止或至少使自行車鏈條難以降擋越過基準小齒輪20。基準小齒輪20本身在圖30C中被環形盤148遮蓋。
在圖30D中示出基準小齒輪20的標識的第四選項。與圖30A至30C和30E不同,圖30D為朝向小齒輪飛輪1的內側的視角的透視圖。
在該第四實施方式中,在小齒輪飛輪上從徑向外部視覺感知的環150佈置在小齒輪圓頂15中,其中,環150可具有凹槽150a,在基準小齒輪20和下一較大的小齒輪22之間的連接接片110形狀配合地嚙合到所述凹槽中。因此,環150相對於小齒輪軸線R抗扭轉地保持在小齒輪飛輪1上。如在上述實施方式中那樣,環150也在視覺上,優選在顏色上相對於小齒輪飛輪1突出。
環150還可以通過支撐桿150b和內支撐環150c支撐在鎖定管143的外表面上。
圖30E的用於標示參考小齒輪20的第五實施方式基本上對應於圖30D的第四實施方式的基本原理,然而區別在於,第五實施方式的環152不構造用於一體式構造的小齒輪圓頂15,而是構造用於彼此分開構造的並且通過分開構造的連接構造(如連接銷、連接鉚釘等)相互連接的小齒輪,尤其通過無切削的成型製造的小齒輪。
環152可以具有徑向向外指向的凹槽152a,用於形狀配合地容納軸向延伸的連接構造,如連接銷、連接鉚釘等。此外,其可以具有軸向突出部152b,其可以貼靠在各個小齒輪(在此是基準小齒輪20和下一較大的小齒輪22)的徑向內邊緣上,以便將環152最佳地定位在小齒輪飛輪中。因此,環152可以不僅圍繞小齒輪軸線R抗扭轉地,而且防止徑向移動地之方式容納在小齒輪飛輪1上。
環152也優選地通過顏色醒目的設計能夠在小齒輪飛輪1上立即並且直接辨識出來。
為了更加一目了然,環152在圖30E中不僅佈置在小齒輪飛輪1中,而且額外地再次單獨地在小齒輪飛輪1的左側示出。
1:小齒輪飛輪
10,12,14,16,18,20*,22,24,26,28,28*,30,32:小齒輪
12b,18b,22b:內鏈板小齒輪齒
12z,14z,16z,18z,20z,22z,24z,28z*:小齒輪基體
15:小齒輪圓頂
16b”,41,41*,47:齒
16cf,20ci,20ci:齒頂面
17:自行車後輪小齒輪對
18aa,18ba,18b’a,18b”a,22aa,24aa,38a,41a,41a*,44a,47a,47a*:外齒接觸面
18ai,18bi,22ai,24ai,24e,32e,38i,39i,39i*,41i,41i*,44i,44i*,45i,47i,47i*:內齒接觸面
18b’,20b’,22b’,22b’,24b’,32b’:輸出側動員齒
18b”,20b”,22b”,22b”,24b”,32b”:接收側動員齒
18c1,22c1,22c2,28c1,28c1*,32g',32g'*,32g”,38g,38g*,44g,44g*:斜坡
18d,22d,39a,39a*,45a*:排推面
18e:凹槽面;內齒接觸面
18f:凹槽面
18sa,20sa:外端面
18si,20si:內端面
19:過渡小齒輪組
20:過渡小齒輪
22a,24a:小齒輪齒
32a:較厚的外鏈板小齒輪齒
32b:較薄的內鏈板小齒輪齒
34:升擋區域
36:升擋凹部構造
38:輸出齒
39:輸出側穩定齒
39*:輸出側穩定齒
40:降擋區域
42:降擋凹部構造;降擋凹部凹槽
43:齒間隙
44:接收齒
45,45*:接收側穩定齒
45a:排推面;外齒接觸面
50:鏈條
52:外鏈板鏈節
54:內鏈板鏈節
54c:內邊緣
55:鏈條滾子軸線
60:齒圈
62:中間圈
64:楔形圈
66a,66b,68:撐桿
70:自行車;固定開口;固定孔
72:前輪
73:銷釘
74:後輪
76:自行車車架
78:彈簧叉
80:彈簧懸架
82:驅動裝置
84:前齒盤
88:腳踏曲柄
88a:腳踏曲柄軸
90:輔助電機
92:電池
94:變速器
96:鏈條導引滾子
98:張緊滾子
108,110:接片
111*:連接構造
112,152b:軸向突出部
113*,116*,117*,122*,128,138*:突出部
114*,126*,136*:凹部
124*:凹槽;凹部;突出部
143:鎖定管
144:鎖定管;帶子
146:帶子
152a:凹槽
B:基準齒
B*:基準齒
D:驅動旋轉方向
Ka,Kb:鏈條導引尺寸
LME:縱向中心平面
LWa,LWi:淨寬度
R:小齒輪軸線
RKb:軸向距離;跨小齒輪的鏈條導引尺寸
下面參照附圖更詳細地闡述本發明。其中:
圖1示出沿著小齒輪軸線進行基準觀察的根據本發明的自行車後輪小齒輪飛輪,其中,與觀察者的距離越遠,小齒輪越大,
圖1A示出在正交於小齒輪軸線的觀察方向上的圖1的小齒輪飛輪,
圖1B示出從遠離縱向中心平面的相反方向所觀察的圖1的小齒輪飛輪,
圖2A示出在基準觀察情況下圖1至1B的小齒輪飛輪的自行車後輪小齒輪對,其具有帶有16個齒的較小的小齒輪和帶有18個齒的較大的小齒輪,
圖2B示出沿相反方向觀察的圖2A的自行車後輪小齒輪對,
圖3示出在基準觀察情況下圖1至1B的小齒輪飛輪的自行車後輪小齒輪對,其具有帶有18個齒的較小的小齒輪和帶有21個齒的較大的小齒輪,其中,所述後輪小齒輪對屬於具有總共三個小齒輪的過渡小齒輪組,
圖4示出在基準觀察情況下圖1至1B的小齒輪飛輪的自行車後輪小齒輪對,其具有帶有21個齒的較小的小齒輪和帶有24個齒的較大的小齒輪,其中,所述後輪小齒輪對屬於總共具有三個小齒輪的過渡小齒輪組,
圖5示出圖4的自行車後輪小齒輪對,所述自行車後輪小齒輪對具有自行車鏈條,所述自行車鏈條與較大的小齒輪嚙合並且向下切換到較小的小齒輪上,
圖6示出圖1至1B的小齒輪飛輪的自行車後輪小齒輪對,其具有帶有24個齒的較小的小齒輪和帶有28個齒的較大的小齒輪,
圖7示出在基準觀察情況下圖1至1B的小齒輪飛輪的最大的小齒輪,
圖7A示出從正交於小齒輪軸線的方向觀察的圖7的小齒輪,
圖7B示出沿著小齒輪軸線從遠離自行車縱向中心平面的方向觀察的圖7的小齒輪,以及
圖8示出裝備有圖1至1B的小齒輪飛輪的自行車,
圖9示出圖1至1B的小齒輪飛輪中的小齒輪18的粗略展開示意圖,
圖10示出圖1至1B的小齒輪飛輪中的小齒輪20的粗略展開示意圖,
圖11示出圖1至1B的小齒輪飛輪中的小齒輪22的粗略展開示意圖,
圖12示出圖1至1B的小齒輪飛輪中的小齒輪24的粗略展開示意圖,
圖13示出小齒輪22上的換擋齒間隙的示意性透視細節圖,所述小齒輪具有徑向更靠近小齒輪軸線的齒基部,
圖14示出具有圖1至1B的小齒輪飛輪的一體式連接的小齒輪10至26的小齒輪圓頂的示意性後視圖,
圖15示出圖1至1B的小齒輪飛輪的小齒輪24及其與下一較大的小齒輪26的連接的示意性細節後視圖,
圖16示出沿著與圖15的繪圖平面正交的截面XVI-XVI的示意性細節剖視圖,以及
圖17示出沿著與圖15的繪圖平面正交的截面XVII-XVII的示意性細節剖視圖,
圖18A以圖18B和18C的圓柱形的切面XVIII A示出了圖18B和18C的輸出側穩定齒39*的作為替代方案的、通過無切削成型製造的實施方式的齒頂的周向剖視圖,圖18B和18C示出了具有21個齒的奇數小齒輪20*的作為替代方案的、通過由金屬板製成的小齒輪坯件的無切削成型製造的實施方式,其中以小齒輪軸線為圓柱軸線,
圖18B示出圖18A的小齒輪20*上的通過無切削成型製造的作為替代方案的輸出側穩定齒39*的外側的透視圖,
圖18C示出圖18A和18B的小齒輪20*上的通過無切削成型製造的作為替代方案的穩定齒39*的內側的透視圖,
圖19A以圖19B和19C的圓柱形的切面XIX A示出了圖19B和19C的逆著驅動轉動方向D與輸出側穩定齒39*相鄰的齒41*作為替代方案的、通過無切削的成型製造的實施方式的齒頂的周向剖視圖,圖19B和19C示出了具有21個齒的奇數小齒輪20*的作為替代方案的、通過由金屬板製成的小齒輪坯件的無切削的成型製造的實施方式,其中以小齒輪軸線為圓柱軸線,
圖19B示出圖19A的小齒輪20*上的通過無切削成型製造的作為替代方案的齒41*的外側的透視圖,
圖19C示出圖19A和19B的小齒輪20*上的通過無切削成型製造的作為替代方案的齒41*的內側的透視圖,
圖20A以圖20B和20C的圓柱形的切面XX A示出了圖20B和20C的基準齒B*的作為替代方案的、通過無切削成型製造的實施方式的齒頂的周向剖視圖,圖20B和20C示出了具有21個齒的奇數小齒輪20*的作為替代方案的、通過由金屬板製成的小齒輪坯件的無切削的成型製造的實施方式,其中以小齒輪軸線為圓柱軸線,
圖20B示出圖20A的小齒輪20*上的通過無切削成型製造的作為替代方案的基準齒B*的外側的透視圖,
圖20C示出圖20A和20B的小齒輪20*上的通過無切削成型製造的作為替代方案的基準齒B*的內側的透視圖,
圖21A以圖21B和21C的圓柱形的切面XXI A示出了圖20B和20C的位於接收側穩定齒45*和基準齒B*之間的齒47*作為替代方案的、通過無切削的成型製造的實施方式的齒頂的周向剖視圖,圖21B和21C示出了具有21個齒的奇數小齒輪20*的作為替代方案的、通過由金屬板製成的小齒輪坯件的無切削成型製造的實施方式,其中以小齒輪軸線為圓柱軸線,
圖21B示出圖21A的小齒輪20*上的通過無切削成型製造的作為替代方案的齒47*的外側的透視圖,
圖21C示出圖21A和21B的小齒輪20*上的通過無切削成型製造的作為替代方案的齒47*的內側的透視圖,
圖22A以圖22B和22C的圓柱形的切面XXII A示出了圖20B和20C的接收側穩定齒45*的作為替代方案的、通過無切削成型製造的實施方式的齒頂的周向剖視圖,圖22B和22C示出了具有21個齒的奇數小齒輪20*的作為替代方案的、通過由金屬板製成的小齒輪坯件的無切削的成型製造的實施方式,其中以小齒輪軸線為圓柱軸線,
圖22B示出圖22A的小齒輪20*上的通過無切削成型製造的作為替代方案的接收側穩定齒45*的外側的透視圖,
圖22C示出圖22A和22B的小齒輪20*上的通過無切削成型製造的作為替代方案的接收側穩定齒45*的內側的透視圖,
圖22D示出通過無切削成型製造的具有21個齒的小齒輪20*的圓周區段的外側的俯視圖,其中,圓周區段具有圖18A至22C的齒,
圖22E示出圖22D的圓周區段的內側的俯視圖,
圖23A示出按照替代方案通過無切削成型製造的具有38個齒的小齒輪28*的升擋區域34*的外側的透視圖,其中,升擋區域34*位於圖25的圓周區域XXIII中,
圖23B示出了圖23A的升擋區域34*的內側的透視圖,其中,升擋區域34*位於圖25的周向區域XXIII中,
圖24A示出圖23A和圖23B的製造的小齒輪28*的降擋區域40*的外側的透視圖,其中,降擋區域40*位於圖25的圓周區域XXIV中,
圖24B示出了圖24A的降擋區域40*的內側的透視圖,其中,降擋區域40*位於圖25的周向區域XXIV中,
圖25示出圖23A至24B的通過無切削成型製造的具有38個齒的小齒輪28*的外側的俯視圖,
圖26A示出在圖25中的XXVI位置處、具有38個齒的偶數小齒輪28*的通過由金屬板製成的小齒輪坯件的無切削變形製造的替代實施方式的另一接收側穩定齒45*外側的透視圖,
圖26B示出圖26A的通過無切削成型製造的另一接收側穩定齒45*的內側的透視圖,
圖26C以圖26A和26B的圓柱形切面XXVI C示出圖26A和26B的作為替代方式通過無切削成型製造的接收側穩定齒45*的齒頂的周向剖面圖,其中以小齒輪軸線為圓柱軸線,
圖26D以圖26A和26B的包含小齒輪軸線R的切面XXVI示出圖26A至26C的接收側穩定齒45*的橫截面,
圖27A示出了在圖25中的XXVII位置處、通過無切削成型製造的另一接收齒44*的外側的透視圖,
圖27B示出圖27A的通過無切削成型製造的另一接收齒44*的內側的透視圖,
圖27C以圖27A和27B的包含小齒輪軸線R的切面XXVII C示出圖27A和27B的另一接收穩定齒44*的橫截面,
圖28A示出兩個同軸上下疊置的相同的小齒輪20*的內側的透視圖,其作為小齒輪20
1*和20
2*處於熱處理準備的、相對彼此旋轉地圍繞共同的小齒輪軸線R以齒距錯開的佈置中,
圖28B示出圖28B的小齒輪20
1*和20
2*的齒列的圓周區段的內側的俯視圖,
圖29對於圖1至7B和18A至22C的小齒輪飛輪:通過小齒輪的相應外端面測量的小齒輪間距以及相應小齒輪的基準齒的鏈條導引尺寸的曲線圖,
圖30A示出安裝在鎖定管上的圖1至1B的小齒輪飛輪的透視圖,其具有用於在調節過程中使用的參考小齒輪的標識的第一實施方式,
圖30B示出安裝在鎖定管上的圖1至1B的小齒輪飛輪的透視圖,其具有用於在調節過程中使用的參考小齒輪的標識的第二實施方式,
圖30C示出安裝在鎖定管上的圖1至1B的小齒輪飛輪的透視圖,其具有用於在調節過程中使用的參考小齒輪的標識的第三實施方式,
圖30D示出安裝在鎖定管上的圖1至1B的小齒輪飛輪的透視圖,其具有用於在調節過程中使用的參考小齒輪的標識的第四實施方式,以及
圖30E示出安裝在鎖定管上的圖1至1B的小齒輪飛輪的透視圖,其具有用於在調節過程中使用的參考小齒輪的標識的第四實施方式。
18:小齒輪
18a:小齒輪齒
18aa,18ba,18b’a,18b”a,38a,44a:外齒接觸面
18ai,18bi,38i,39i,44i,45i:內齒接觸面
18b:內鏈板小齒輪齒
18b’:輸出側動員齒
18b”:接收側動員齒
18d,39a:排推面
18e:凹槽面;內齒接觸面
18f:凹槽面
18sa:外端面
18si:內端面
38:輸出齒
39:輸出側穩定齒
44:接收齒
45:接收側穩定齒
45a:排推面;外齒接觸面
50:鏈條
52:外鏈板鏈節
54:內鏈板鏈節
B:基準齒
D:驅動旋轉方向
Ka,Kb:鏈條導引尺寸
LWa,LWi:淨寬度
R:小齒輪軸線
RKb:軸向距離;跨小齒輪的鏈條導引尺寸
Claims (18)
- 一種用於小齒輪飛輪的自行車小齒輪,其中所述小齒輪具有小齒輪基體,其圍繞虛擬小齒輪軸線延伸,所述小齒輪在自行車上的正常運行中能夠圍繞所述小齒輪軸線轉動,其中所述小齒輪軸線定義出軸向方向、與所述軸向方向正交的徑向方向和圍繞所述軸向方向的周向方向,其中,所述小齒輪具有多個在所述周向方向上彼此間隔開地佈置的小齒輪齒,用於與自行車滾子鏈嚙合,其中,所述自行車滾子鏈具有沿著其軌道以本身已知的方式交替相繼的內鏈板鏈節和內鏈板鏈節,其中所述小齒輪構造成佈置在自行車上,使得所述小齒輪的軸向向外指向的外端側在所述自行車通過所述小齒輪驅動的向前行駛期間在所述外端側的軸向俯視圖中順時針轉動,並且與所述外端側相反的、軸向向內指向的內端側在所述內端側的軸向俯視圖中沿逆時針轉動,其中,所述小齒輪齒從所述小齒輪基體徑向向外突出,其中,多個小齒輪齒分別具有軸向向外指向的外齒接觸面和軸向向內指向的內齒接觸面,所述外齒接觸面構造成用於與第一鏈條鏈板的內表面貼靠嚙合,所述內齒接觸面構造成用於與所述第一鏈條鏈板軸向對置的第二鏈條鏈板的內表面貼靠嚙合,其中, i)所述小齒輪沿著其圓周的區段在所述小齒輪基體和所述小齒輪齒的區域中具有升擋區域,所述升擋區域(34)在其外端側中具有軸向上的升擋凹部構造,其中,所述升擋區域構造和佈置成在沿驅動旋轉方向圍繞所述小齒輪軸線旋轉的小齒輪上,允許所述自行車滾子鏈從所述小齒輪到位於所述外端側一側上的較小的小齒輪上的嚙合轉換,其中,所述升擋凹部構造配屬有至少一個輸出齒,所述輸出齒因其形狀、其佈置位置和其定向而構建為所述小齒輪的在升擋過程期間與所述升擋凹部構造共同作用而嚙合在所述自行車滾子鏈的鏈節的鏈板對的朝向彼此的內表面之間的最後一個齒, 並且/或者 ii)所述小齒輪沿著其圓周的區段在所述小齒輪基體和所述小齒輪齒的區域中具有降擋區域,所述降擋區域在其外部端側中具有軸向上的降擋凹部構造,其中,所述降擋區域被構造和佈置成在沿所述驅動旋轉方向圍繞所述小齒輪軸線旋轉的所述小齒輪上,允許所述自行車滾子鏈從位於所述外端側一側上的較小的小齒輪到所述小齒輪上的嚙合轉換,其中,所述降擋凹部構造配屬有至少一個接收齒,所述接收齒因其形狀、其佈置位置和其定向而構建為所述小齒輪的在降擋過程期間與所述降擋凹部構造共同作用而嚙合在所述自行車滾子鏈的鏈節的鏈板對的朝向彼此的內表面之間的第一個齒, 其中,所述小齒輪具有多個內鏈板小齒輪齒,所述內鏈板小齒輪齒分別基於其軸向尺寸而構造成用於與所述自行車滾子鏈的內鏈板鏈節嚙合, 其中,所述小齒輪具有至少一個基準齒,所述基準齒在所述內鏈板小齒輪齒中是具有最大的軸向鏈條導引尺寸的至少一個小齒輪齒,其中,所述基準齒具有位於凹部構造之外的外齒接觸面作為外齒接觸基準面,其中,所述外齒接觸基準面定義出軸向基準位置, 其中,在根據i)構建所述至少一個輸出齒的情況下,在所述升擋凹部構造的周向延伸區域中佈置有輸出側穩定齒,其中,所述輸出側穩定齒具有內齒接觸面,所述內齒接觸面與所述基準齒的內齒接觸面相比具有距所述軸向基準位置的更大的軸向間距,且/或其中,在根據ii)構建所述至少一個接收齒的情況下,在所述降擋凹部構造的周向延伸區域中佈置有接收側穩定齒,其中,所述接收側穩定齒具有內齒接觸面,所述內齒接觸面與所述基準齒的所述內齒接觸面相比具有距所述軸向基準位置的更大的軸向間距。
- 一種用於小齒輪飛輪的自行車小齒輪,其中所述小齒輪具有小齒輪基體,其圍繞虛擬小齒輪軸線延伸,所述小齒輪在自行車上的正常運行中能夠圍繞所述小齒輪軸線轉動,其中所述小齒輪軸線定義出軸向方向、與所述軸向方向正交的徑向方向和圍繞所述軸向方向的周向方向,其中,所述小齒輪具有多個在所述周向方向上彼此間隔開地佈置的小齒輪齒,用於與自行車滾子鏈嚙合,其中,所述自行車滾子鏈具有沿著其軌道以本身已知的方式交替相繼的內接片鏈節和外接片鏈節,其中所述小齒輪構造成佈置在自行車上,使得所述小齒輪的軸向向外指向的外端側在所述自行車通過所述小齒輪驅動的向前行駛期間在所述外端側的軸向俯視圖中順時針轉動,並且與所述外端側相反的、軸向向內指向的內端側在所述內端側的軸向俯視圖中沿逆時針轉動,其中,所述小齒輪齒從所述小齒輪基體徑向向外突出,其中,多個小齒輪齒分別具有軸向向外指向的外齒接觸面和軸向向內指向的內齒接觸面,所述外齒接觸面構造成用於與第一鏈條鏈板的內表面貼靠嚙合,所述內齒接觸面構造成用於與所述第一鏈條鏈板軸向對置的第二鏈條鏈板的內表面貼靠嚙合,其中, i)所述小齒輪沿著其圓周的區段在所述小齒輪基體和所述小齒輪齒的區域中具有升擋區域,所述升擋區域在其外端側中具有軸向上的升擋凹部構造,其中,所述升擋區域構造和佈置成在沿驅動旋轉方向圍繞所述小齒輪軸線旋轉的小齒輪上,允許所述自行車滾子鏈從所述小齒輪到位於所述外端側一側上的較小的小齒輪上的嚙合轉換,其中,所述升擋凹部構造配屬有至少一個輸出齒,所述輸出齒因其形狀、其佈置位置和其定向而構建為所述小齒輪的在升擋過程期間與所述升擋凹部構造(36)共同作用而嚙合在所述自行車滾子鏈的鏈節的鏈板對的朝向彼此的內表面之間的最後一個齒, 並且/或者 ii)所述小齒輪沿著其圓周的區段在所述小齒輪基體和所述小齒輪齒的區域中具有降擋區域,所述降擋區域在其外部端側中具有軸向上的降擋凹部構造,其中,所述降擋區域被構造和佈置成在沿所述驅動旋轉方向圍繞所述小齒輪軸線旋轉的所述小齒輪上,允許所述自行車滾子鏈從位於所述外端側一側上的較小的小齒輪到所述小齒輪上的嚙合轉換,其中,所述降擋凹部構造配屬有至少一個接收齒,所述接收齒因其形狀、其佈置位置和其定向而構建為所述小齒輪的在降擋過程期間與所述降擋凹部構造共同作用而嚙合在所述自行車滾子鏈的鏈節的鏈板對的朝向彼此的內表面之間的第一個齒, 其中,所述小齒輪具有多個內鏈板小齒輪齒,所述內鏈板小齒輪齒分別基於其軸向尺寸而構造成用於與所述自行車滾子鏈的內鏈板鏈節嚙合, 其中,所述小齒輪具有至少一個基準齒,所述基準齒在所述內鏈板小齒輪齒中是具有最大的軸向鏈條導引尺寸的至少一個小齒輪齒,其中,所述基準齒的外齒接觸面定義出軸向基準位置, 其中,在根據i)構建所述至少一個輸出齒的情況下,在所述升擋凹部構造的周向延伸區域中佈置有輸出側穩定齒,其中,佈置在所述升擋凹部構造的周向區域中的所述輸出側穩定齒的內齒接觸面距所述至少一個輸出齒的外齒接觸面的軸向距離不小於所述基準齒的鏈條導引尺寸,且/或其中,在根據ii)構建所述至少一個接收齒的情況下,在所述降擋凹部構造的周向延伸區域中佈置有接收側穩定齒,其中,佈置在所述降擋凹部構造的周向區域中的所述接收側穩定齒的內齒接觸面距所述至少一個接收齒的外齒接觸面的軸向距離不小於所述基準齒的鏈條導引尺寸。
- 如請求項1或2所述的自行車小齒輪, 其特徵在於,所述輸出側穩定齒逆著所述驅動旋轉方向直接與所述至少一個輸出齒相鄰,和/或所述接收側穩定齒沿所述驅動旋轉方向直接與所述至少一個接收齒相鄰。
- 如請求項1至3中任一項所述的自行車小齒輪, 其特徵在於,所述輸出側穩定齒的外齒接觸面相對於所述軸向基準位置向內偏移,並且與所述至少一個輸出齒的外齒接觸面相比具有距所述軸向基準位置的更大的軸向間距,且/或所述接收側穩定齒的外齒接觸面相對於所述軸向基準位置向內偏移,並且與所述至少一個接收齒的外齒接觸面相比具有距所述軸向基準位置的更大的軸向間距。
- 如請求項1至4中任一項所述的自行車小齒輪, 其特徵在於,所述輸出側穩定齒的內齒接觸面與所述至少一個輸出齒的內齒接觸面相比具有距所述軸向基準位置的更大的軸向間距,且/或所述接收側穩定齒的內齒接觸面與所述至少一個接收齒的內齒接觸面相比具有距所述軸向基準位置的更大的軸向間距。
- 如請求項1至5中任一項所述的自行車小齒輪, 其特徵在於,在根據i)構建出所述至少一個輸出齒的情況下,佈置有在驅動旋轉方向上與所述至少一個輸出齒直接相鄰的輸出側動員齒,其中,所述輸出側動員齒的內齒接觸面距所述軸向基準位置的距離,小於或等於所述所述基準齒的所述內齒接觸面距所述軸向基準位置的軸向距離,並且小於所述輸出側穩定齒的所述內齒接觸面距所述軸向基準位置的軸向距離,且/或其中,在根據ii)構建所述至少一個接收齒的情況下,佈置有反向於所述驅動旋轉方向與所述至少一個接收齒直接相鄰的接收側動員齒,其中,所述接收側動員齒的內齒接觸面距所述軸向基準位置的軸向距離,小於或等於所述基準齒的所述內齒接觸面距所述軸向基準位置的軸向距離,並且小於所述接收側穩定齒的內齒接觸面距所述軸向基準位置的軸向距離。
- 如請求項6所述的自行車小齒輪, 其特徵在於,所述輸出側動員齒的所述內齒接觸面距所述軸向基準位置的軸向距離,小於所述基準齒的所述內齒接觸面距所述軸向基準位置的軸向距離,且/或所述接收側動員齒的所述內齒接觸面距所述軸向基準位置的軸向距離,小於所述基準齒的所述內齒接觸面距所述軸向基準位置的軸向距離。
- 如請求項1至7中任一項所述的自行車小齒輪, 其特徵在於,位於凹部構造之外的多個小齒輪齒)的外齒接觸面位於所述軸向基準位置上。
- 如請求項1至8中任一項所述的自行車小齒輪, 其特徵在於,所述輸出側穩定齒的內齒接觸面與外齒接觸面的軸向間距,大於所述至少一個輸出齒的內齒接觸面與外齒接觸面的軸向間距,且/或所述接收側穩定齒)的內齒接觸面與外齒接觸面的軸向間距,大於所述至少一個接收齒的內齒接觸面與外齒接觸面的軸向間距。
- 如請求項9所述的自行車小齒輪, 其特徵在於,所述輸出側穩定齒的內齒接觸面與外齒接觸面的軸向距離,是在所述至少一個輸出齒的內齒接觸面與外齒接觸面的軸向間距的1.1倍至1.3倍之間,優選為1.12倍至1.2倍之間,特別優選在1.13倍至1.17倍之間,而上述範圍含所述界限值,且/或所述接收側穩定齒的內齒接觸面與外齒接觸面的軸向間距,是在所述至少一個接收齒的內齒接觸面與外齒接觸面的軸向間距的1.2倍至1.6倍之間,優選在1.2倍至1.5倍之間,特別優選在1.21倍至1.45倍之間,而上述範圍含所述界限值。
- 如請求項1至10中任一項結合請求項6或7的所述的自行車小齒輪, 其特徵在於,所述輸出側穩定齒的內齒接觸面與外齒接觸面的軸向距離,比所述輸出側動員齒的內齒接觸面與外齒接觸面的軸向距離大了0.8倍至1.2倍,優選大了0.85倍至1.15倍,特別優選大了0.88倍至1.13倍,而上述範圍含所述界限值,且/或所述接收側穩定齒的內齒接觸面與外齒接觸面的軸向距離,比所述接收側動員齒的內齒接觸面與外齒接觸面的軸向距離大了1.0倍至1.4倍,優選大了1.0倍至1.37倍,特別優選大了1.0倍至1.35倍,而上述範圍含所述界限值。
- 如請求項1至11中任一項所述的自行車小齒輪(12-32), 其特徵在於,所述至少一個輸出齒的內齒接觸面與外齒接觸面的軸向間距,大於所述至少一個接收齒的內齒接觸面與外齒接觸面的軸向間距。
- 如請求項12所述的自行車小齒輪, 其特徵在於,所述輸出齒的內齒接觸面與外齒接觸面的軸向間距是所述至少一個接收齒的內齒接觸面與外齒接觸面的軸向間距的1.02倍至1.15倍,優選1.03倍至1.12倍,特別優選1.04倍至1.11倍,而上述範圍含所述界限值)。
- 如請求項1至13中任一項所述的自行車小齒輪, 其特徵在於,所述輸出側穩定齒的外齒接觸面與所述軸向基準位置的軸向間距不小於、優選大於所述接收側穩定齒的外齒接觸面與所述軸向基準位置的軸向間距。
- 如請求項1至14中任一項所述的自行車小齒輪, 其特徵在於,所述輸出側穩定齒的內齒接觸面距所述軸向基準位置的軸向間距,與所述接收側穩定齒的內齒接觸面距所述軸向基準位置的軸向間距相差不超過10%,優選不超過5%,而前述差異分別是相對於所述兩個間距中的較大者而言,尤其優選二者無差異。
- 如請求項1至15中任一項所述的自行車小齒輪, 其特徵在於,所述小齒輪具有偶數個小齒輪齒,其中,所述小齒輪具有至少一個小齒輪齒其在其內齒接觸面和其外齒接觸面之間的軸向尺寸大於所述自行車滾子鏈的內鏈板鏈節的淨寬度。
- 一種驅動裝置,包括如請求項1至15中任一項所述的自行車小齒輪和自行車滾子鏈,其中,所述自行車滾子鏈沿著其軌道交替地具有內鏈板鏈節和外鏈板鏈節,所述內鏈板鏈節在其平行的內鏈板之間具有較小的淨寬度,而所述外鏈板鏈節在其平行的外鏈板之間具有較大的淨寬度。
- 如請求項17所述的驅動裝置,其特徵在於, i. 所述自行車小齒輪具有輸出側穩定齒,其中所述輸出側穩定齒的內齒接觸面距所述至少一個輸出齒的外齒接觸面間的軸向間距不小於、優先大於與所述小齒輪配合的自行車滾子鏈的內鏈板鏈節的淨寬度, 或/且 ii. 所述自行車小齒輪具有接收側穩定齒,其中所述接收側穩定齒的內齒接觸面距所述至少一個接收齒的外齒接觸面間的軸向間距不小於、優先大於與所述小齒輪配合的自行車滾子鏈的內鏈板鏈節的淨寬度。
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2023
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