专利名称：改进的如自行车链轮组之类的不均匀转矩传动机构的制作方法
技术领域：
本发明是涉及因为加在所用之运动系统上的限制，而无法传送均匀转矩的机构。这种系统的一个典型的例子便是自行车的链轮，加上它的左右曲柄以及它们的踏板。每一个承受一垂直向下力的踏板，对于曲柄的旋转中心作用一转矩，其大小从曲柄为水平时的最大值，变化到曲柄为垂直时的零。
将该不均匀转矩从曲柄传送到自行车后轮的传统装置，是用一个附着在曲柄上的链齿，一链条以及一个附装于自行车后轮上的较小的链轮。该链轮仅具有传送所获得之顺时针方向转矩的能力，且因此而称之为自由轮(free wheel)，因为它无法在逆时针方向传送转矩。
对于曲柄的每一完整回转，这种不均匀转矩传送到链轮两次。右侧曲柄经历前180°或前半圈，而左侧曲柄经历剩下的180°或后半圈。
本发明在每个曲柄传送主要的转矩时，吸收并且暂时将周围的弹性能贮存于链轮中，而将转矩的不均匀性减到最低，而这些能量几乎是在当曲柄传送最小力矩时，释回到链轮缘。
根据本发明，依靠曲柄施加到视为链轮毂之链轮本体的内部大部分的转矩，通过多个具有用来支持横向力的各种情况之改变几何形状的，等厚的，薄的辐射状肋，而传送到视为链轮缘之链轮的外部大部分。
这一实施例在当曲柄传送大的转矩时，吸收并且暂时贮存一周围的弹性变形即能量，且在当曲柄传送小的转矩时，将相同能量的大部分以转矩释回到链轮缘。
对于这样的构造，薄的辐射状肋可由金属或非金属材料制成，然而对于诸如自行车链轮，它们能经济地以适合的聚合物铸成。
将所选择之聚合物的使用扩展到几乎整个链轮，可增加其优点诸如负载比在金属链轮情况之轮缘更多分布于链轮齿。具有或不具有以直接或不直接方式附装于链轮的链轮环，将亦能够发生某小角度的一弹性变形，以和链条、皮带、绳索或其它转矩传送元件的力线一致，故显著的重量可省下;无需腐蚀防护及润滑;对链条较柔顺;内装的护链装置;广泛的颜色选择，因此使美观上令人满意，而且保持技术上的及商业上的竞争性。
本发明将通过附图及实施例，进行详细的说明，附图中
图1为链轮的正视图，图中只显示出少量链轮的齿10及辐射状肋12，12a，12b。
图2为图1的侧视图，其上半部为截面图(剖面Ⅹ-Ⅹ)。
图3为一个三链轮组的部分侧视图，其中链轮齿10。直接或间接地通过链轮环32，34，36，可永久或暂时地安装于链轮环22上。图中也示出护链装置38为永久或暂时地安装于最大的链轮环上。
在图1中，曲柄14所显示的位置，为通过中央金属板18，链轮轮毂20，辐射状肋12，12a，12b，链轮环22及链轮齿10，能够传送最大转矩到链条16的位置。辐射状肋12，12a，12b几何形状的选择，将视链轮的负载，制造的过程及材料，可利用性以及使用者的喜好而视其程度而定。
链轮环22可以整体的含有齿10，如图1及图2中，其所显示的以单一不具链轮防护罩的链轮，或者如图3所示。以附属的方式安装其上，图3为多链轮之实施例。
虚线24及26显示在自行车骑乘的过程中，齿10肋12，12a，12b分别所在的粗略而放大的位置。
该位置是完好地在材料的弹性限度范围内，然后在曲柄14到达垂直位置A的时候，产生弹性位移之链齿10及肋12，12a，12b将已回复到它们未受负载的位置。
为了产生这种结果，一个顺时针方向的转矩需已作用于链条16，而支持着处于迅速失去转矩至0之阶段的曲柄14。
从图2可以看到，辐射状肋12，12a，12b的宽度均匀地增加到和链轮轮毂20相同的厚度，在轮毂20，中央金属18和链轮整体铸成作为一嵌入物，且在相邻肋12，12a，12b之间所有的空间28中没有聚合物。
从图3可以看到，多链轮组使用和图1及图2之单一链轮几乎相同的辐射状肋12，12a，12b，以改进应用转矩的特性。其亦显示出安装于从组32配件之最大链轮的护链装置38，该配件亦能以类似单一链轮的情形制成。
为经济的制造，中央金属板18将具有小的导杆孔30，直到知道它所结合之曲柄是何种形状。
依本发明设计及制造的单一或多链轮组，会改进此类机构的转矩传送特性。
权利要求
1.一种曲柄驱动轮能够在当曲柄通过薄肋的多个周围的弹性传送最大转矩时，贮存能量，并且能够在曲柄传送最小转矩的时候，几乎能立刻将所贮存之能量释回到轮缘。
2.根据权利要求1的曲柄驱动轮，其特征在于肋与限定为轮胎的轮之中央部分，以及限定为主轮缘的轮之外围部分相结合，它对其参考圆成辐射状或相切，或为连续曲线的一部分。
3.根据权利要求1或2的曲柄驱动轮，其特征在于薄肋的几何形状为使得与它安装的主轮缘及任何其它轮缘或环也允许有某小角度的弹性变形，以与链条，皮带，绳索或其它转矩传递元件的力线一致。
4.根据权利要求3的曲柄驱动轮，其特征在于肋与限定为轮胎形状为使安全转矩传送所需之横向刚性不会显著地减少。
5.根据权利要求1至4中任一项的曲柄驱动轮，其特征在于传送转矩的轮缘不需在如主轮缘的相同旋转面内，但需直接或间接地与主轮缘连接。
6.根据权利要求1至5中任一项的曲柄驱动轮，其特征在于整个以及必然地连薄肋，可由金属或非金属材料制成，虽然在一个常见的实施例中如自行车链轮组，聚合物具有附加的优点。
全文摘要
一种曲柄驱动轮能够在当曲柄通过薄肋的多个周围的弹性传送最大转矩时，贮存能量，并且能够在曲柄传送最小转矩的时候，几乎能立刻将所贮存之能量释回到轮缘。
文档编号B62M1/10GK1058756SQ9110541
公开日1992年2月19日 申请日期1991年8月6日 优先权日1990年8月6日
发明者斯蒂芬·卡普 申请人:斯蒂芬·卡普