专利名称：自行车传动系的齿轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自行车传动系的齿轮。此处和后面的术语齿轮表示前变速器组中曲轴组件的齿冠和后变速器组中的链轮；所述齿冠的数量通常为两个或三个，而链轮的数量通常为五个到十个。下面，虽然对链轮进行了特别说明，但是，应想到已描述和说明的内容对齿冠也同样适用。
背景技术：
自行车传动系的齿轮通常是限定于两个相对侧之间的平坦形状；在下文中，将朝向具有较小直径的另一齿轮的侧面称为外侧，而将朝向具有较大直径的齿轮的侧面称为内侧。应强调的是，通常，将一链轮组件与朝向自行车外侧的具有较小直径的齿轮安装在一起，因此，上面定义的链轮的外侧实际上为面向自行车轮外侧的侧面；反之也一样，通常，将一曲柄组件与朝向底架外侧的具有较大直径的齿轮安装在一起，因此，齿冠的内侧通常为朝向底架的外侧的侧面。
在所述齿轮中，可以限定由周边部分环绕的中央部分；所述中央部分包括用于将齿轮固定于其在链轮组件或曲轴组件中的操作位置处的装置，而周边部分包括多个用于与自行车传动系的链条啮合的齿。
在骑车期间，根据骑车者的需要，链条从一个齿冠移动至另一个齿冠，或从一个链轮移动自另一个链轮。为了实现该目的，自行车设有一个与曲轴组件配套的前变速器组和一个与链轮组件配套的后变速器组。在这两种情况下，后变速器组包括一个脱轨器，该脱轨器与在具有不同直径及不同数量齿数的齿轮上运动的传动链相啮合，以便获得不同的传动比。通过牵引作用，使作为后变速器组中部件或前变速器组中部件的脱轨器沿一个方向运动，该牵引作用是由一条通常带有护套的不可延伸钢丝(通常称为波顿钢丝)，通过设置在变速器本身中的弹簧的弹性回复作用，沿相反方向施加的。
通常，通过回复弹簧确定的运动的方向为链条从具有较大直径的齿轮到达具有较小直径的齿轮的方向，即，所谓降档方向；反之也一样，控制钢丝的牵引作用沿所谓升档的方向产生，其中，链条从具有较小直径的齿轮运动至具有较大直径的齿轮。应强调的是，相对于曲轴组件，降档对应较小的传动比，而相对于链轮组件，其对应于向较大传动比的过渡。
根据现有技术，为了有助于链条在不同齿轮之间的运动(升档和降档)，齿轮本身应采用适当的形状，并且在侧面上具有凹部和在齿上具有斜面。所述凹部通常为沿齿轮本身的中间平面方向减小其厚度而形成于外侧上的凹陷区。齿上的斜面通常由材料的局部减小构成，并且从齿顶直至在两个相邻齿的两个齿顶之间限定的空间的底部，包括齿的外侧和内侧。
在已知的齿轮中，在出现在齿轮周边上的全部齿中有限数量的齿上形成斜面，这些斜面部分包括沿其宽度的齿，并且，该宽度被认为是齿的周向延伸。这样便允许几乎所有的齿均具有足够的厚度，以为链条的链节确定导引面，该导引面在蹬车期间能够确保链条在齿轮上具有可接受的稳定性。特别是，该厚度允许链条的导引部分由相面对的内侧链节对构成。该厚度也与所述周边部分以及齿轮的中央部分的厚度相一致。
对于自行车的所有部件而言，仍迫切要求制造出的齿轮(链轮和齿冠)尽可能轻，并允许链轮组件和曲轴组件的重量尽可能小，特别是在构成链轮组件或曲轴组件的链轮或齿冠数量增加时更是如此。
发明内容
因此，本发明的基本问题是要制造出一种相对于现有齿轮具有减轻的重量的齿轮。
因此，本发明在其第一方面涉及一种权利要求1所述的齿轮；优选特征如从属权利要求2～13所示。
特别优选的是，根据本发明，一种齿轮在两个相对侧部之间具有平坦形状，同时，设有一由周边部分环绕的中央部分，其中，所述周边部分包括多个用于与自行车传动系的链条啮合的齿，其特征在于所述周边部分包括在至少一个齿处或在该至少一个齿上延伸的至少一个侧部凸起，侧面凸起相对于所述侧部中的一个伸出。凸起的出现为链条提供了必需的导引，并且由此提供了链条和齿轮之间结合的稳定性，但是不会因其所有部件中过大的厚度而导致齿轮本身加重；换句话说，充分导引链条所必需的最小厚度仅局限于凸起区域，从而齿轮的剩余部分具有能够较小的厚度。因此，凸起为链条提供了一种“明显的厚度”，其大于决定齿轮重量的实际厚度。
最好，整个齿轮-除去所述至少一个凸起之外的中央部分和周边部分-在其两侧由两个平行平面限定。
最好，所述齿轮往往形成一组相邻齿轮的一部分；因此，所述侧部包括一个外侧，该外侧朝向具有较小直径的齿轮或朝向所述外侧限定齿轮组；以及一个内侧，该内侧朝向具有较大直径的齿轮或朝向所述内侧限定齿轮组；所述至少一个凸起最好从外侧凸出。
最好，设有所述至少一个凸起的齿数小于齿轮的整个齿数。实际上，虽然不必由存在于每一个齿上的凸起提供“明显厚度”的功能，但是，应将其设置在一些齿上以便能够正确导引链条就足够了。在不设置凸起之处，齿轮的厚度最好最小，即使本身不足以提供链条的导引，在另一个齿上存在的凸起仍能够确保正确操作。
虽然在每一个齿上可设置多个凸起，但是最好最多设置一个凸起。实际上，形成多个齿将会造成制造更为复杂和昂贵，并且不能提供充分的功能优点。
可以以不同方式在齿轮上形成上述凸起中的每一个凸起。最好，通过移动齿轮周边部分的材料，能够获得所述至少一个凸起；例如最好通过模压、压花或类似操作实现这种移动。由于结构简单，并且，由于在凸起的相对侧上，因缺少在齿轮侧面上的材料而能进一步减小齿轮的重量，因此，这种方法是优选的。
优选的是，齿轮在所述至少一个凸起处包括通孔，更优选的是，所述通孔为圆柱形孔，其轴线平行于齿轮的轴线。因此，可以形成重量进一步减轻的齿轮。特别优选的是，通过模压(或压花或类似加工)与所述孔一起形成所述至少一个凸起，因此，实质上制造并不复杂。
凸起的形状可采用不同形式。所述凸起优选为细长形，并且，沿径向的延伸部分大于沿圆周方向的延伸部分。沿径向的一定程度的延伸部分用于确保对链条进行最好的导引，而沿圆周方向，即使最小的延伸部分就足够了。
优选的是，所述凸起包括第一径向内侧部，圆周尺寸小于径向内侧部的第二径向外侧部，以及形成于径向内侧部中的通孔，所述通孔具有圆柱形状，并且其轴线平行于齿轮的轴线。这种结构是优选的，其原因在于其允许增大齿的刚性，特别是在由于形成肋(众所周知，其允许增大材料的刚性，从而能够克服齿的弯曲)而要通过模压(类似加工)获得第一和第二部分时更是如此。另外，这种结构有利于允许在承受小于第一部分的应力影响的第二部分中形成通孔。第一部分保持大致整体结构。
最好使凸起通过周边斜面与齿轮的侧部配合；所述斜面用于尽可能均匀地在齿轮材料上分布机械应力，并且，还有助于在不会与链条的部件产生卡住的情况下，促进接触。
根据本发明，如所述那样具有一个凸起的轮有利地允许在凸起附近缺少材料，以便在一组多个齿轮(链轮组件或曲轴组件)中易于进行换档操作。
因此，在本发明的第二方面，本发明还涉及一对根据权利要求14所述的齿轮；最佳特征如从属权利要求15～40所述。
特别优选的是，本发明提供了一种自行车传动系一组齿轮中的一对齿轮，其包括具有较大直径的齿轮和具有较小直径的齿轮，这些齿轮在两个相对侧之间具有平坦形状，每一个齿轮均具有由周边部分环绕的中央部分，其中，周边部分包括多个齿，这些齿用以与自行车传动系中的链条啮合，其中较大直径的齿轮具有朝向较小直径的齿轮的外侧和与外侧相对的内侧，并且，所述较大直径的齿轮包括用于升档的第一特定齿，其特征在于较大直径的齿轮中周边部分的外侧包括没有凹槽的基本平坦区域，所述基本平坦区域位于所述第一齿之前，并位于齿的外侧。
应强调的是，根据本发明的这一方面，不必设置任何侧面凸起。
最后，本发明的其他方面涉及权利要求41或42所述的链轮组件，权利要求43或44的曲轴组件，权利要求45或46所述的换档组件，以及权利要求47或48所述的自行车传动系。
通过以下参照附图对本发明的一些优选实施例进行的详细说明，将能清楚地理解本发明的其他特征和优点。在这些附图中图1为用于自行车的链轮组件的正视图，该链轮组件包括本发明的齿轮；图2为图1的链轮组件中的一对齿轮的正视图；图3为图2中齿轮对的一个齿轮的正视图；图4为从图3的齿轮上方所示的视图；图5为图3中齿轮的后视图；图6为图3中齿轮的细节的放大图；图7～14为沿图6的相应剖面G-G，H-H，J-J，K-K，L-L，M-M，N-N，P-P所示的图6中齿轮的剖视图；图15为图6的放大细节的视图；图16为沿图15中平面Q-Q所示的剖面图；图17为在啮合链条时，从图3中齿轮的详细结构的上方所示的视图；图18为在链条处于第一换档条件下，从图2的齿轮对上方所示的视图；图19为轴测视图，其显示了在链条处于第一换档条件下的图18的齿轮对；图20为在链条处于第二换档条件下，从图2的齿轮对上方所示的视图；图21为轴测视图，其显示了在链条处于第二换档条件下的图20的齿轮对；图22为图1中链轮组件的第二齿轮对的正视图；图23为图22中齿轮对的一个齿轮的正视图；图24为图23的细节的放大图；图25为沿剖面T-T所示的图23中齿轮的剖面图；图26为在链条处于第一换档条件下，从图22的齿轮对上方所示的视图；图27为轴测视图，其显示了在链条处于第一换档条件下的图26的齿轮对；
图28为在链条处于第二换档条件下，从图22的齿轮对上方所示的视图；图29为轴测视图，其显示了在链条处于第二换档条件下的图28的齿轮对；图30为图15的细节的变形的视图。
具体实施例方式
在图1中，总体以标号10表示由链轮组件形成的一组齿轮，其包括十个并排同轴链轮(总体以标号11表示，或由11.1-11.10特别表示)，这些链轮从最小到最大，齿数根据以下的顺序，即12，13，14，15，16，17，19，21，23，25增加。
从具有12个齿的第1链轮11.1至具有17个齿的第6链轮11.6，从一个链轮到另一个链轮的齿数逐一增加，通常称为跳越1个(标为Δ1)，而从具有17个齿的第6链轮11.6至具有25个齿的第10链轮11.10，从一个链轮到另一个链轮的齿数增加2齿，通常称为跳越2个(标为Δ2)。
链轮10用于安装在属于与自行车后轮相结合的飞轮机构的、未在图中显示的链轮固定体上。链轮11每一个均设有一个中央通孔12，通过通孔12，这些链轮结合在链轮固定体的外表面上。为了确保锁定链轮固定体上每一个链轮12的转动，根据本领域的常规技术，在每一个链轮11的中央孔12上均形成与链轮固定体的各个对应凹槽配合的凸片13。然后，为了确保不同链轮11之间的理想角相位，凸片13包括由一个凸片13的凹口形成的键14。所述相位允许两个相邻链轮以相对预定的角度定位，以特别有助于链条K从直径较小的一个链轮11到达直径较大的相邻链轮(升档)。
在图2中，显示了跳越2个齿的成对链轮11.9，11.10，这些链轮分别具有23和25个齿，并且根据理想的角度相位布置。图3～15恰好显示了图2中具有跳越2个齿的成对链轮中直径较大的链轮11.10，即具有25个齿的链轮。在此处表示的链轮组件中，具有19，21，23和25个齿的四个链轮11.7-11.10，即具有跳越2个齿的直径较大的链轮，除了直径和齿数不同以外，彼此基本相同。
因此，虽然说明是仅针对标出的具有25个齿的链轮11.10作出的，但是其对于其它链轮也适用。
链轮11.10包括中央部分16和围绕中央部分16的大致环状周边部分17。
在中央部分16，中央孔12形成有凸片13；另外，中央部分16设有一些减重孔15，并且在由相应平行平面21和22形成的、分别位于外侧和内侧的链轮11的两个相对侧部18和19之间具有预定厚度S。
周边部分17包括用于与链条K啮合的25个齿(通常由23表示或者由23.1-23.25特别标出)。在两个侧部18和19上，分别通过外侧和内侧的两个平行平面25和26限定周边部分17。例如通过车削或其它机加工方式，使内侧平面26相对于中央部分16的内侧平面22降低数量V(图5和图14的截面P-P)。这种降低允许相邻链轮11的侧部18和19更好地分离，从而能够增大链轮11中齿23的内侧平面26与相邻链轮11中齿23的外侧平面之间的距离。这样便能在链轮组件10的转动期间，避免链条K与相邻链轮11之间发生干涉。
25个齿23分为四个扇区A，B，C，D，其中-彼此相同的扇区A和C每个均包括5个用于升档的特定齿(23.1-23.25和23.14-23.18)；-扇区B包括8个无特定功能或空档齿(23.6-23.13)；-扇区D包括7个无特定功能或空档齿(23.19-23.25)。
如在图3中能够看到的那样，除了扇区A中的两个齿23.4，23.5以及扇区C中的两个齿23.17，23.18以外，链轮11.10中的所有齿23均设有凸起30，所述凸起30相对于链轮11.10本身的周边部分17的外平面25横向凸出。凸起30限定了与中央部分16的外平面21的表面大致平行的凸出外表面31(图7，8，9，14，16)。每一个凸起30均从周边部分17中的齿23朝链轮11.10的中央延伸，并且所述凸起沿圆周方向的尺寸随着接近链轮11.10的中心而增加，从而呈现出大致类似梨的形状，并且该凸起具有带有凸曲率的区域与带有凹曲率的区域交替的圆形轮廓；以此方式，凸起30包括径向内侧部分34，该部分34与径向外侧部分35相比，沿圆周方向具有更大的尺寸。另外，凸起30包括环绕它的周边斜面36。
如特别在参照空档齿23.25剖面的图14中所示的那样，最好通过使周边部分17的材料朝外侧移动(模压)形成凸起30；有利的是，在不增加材料的情况下以此方式形成凸起30，因此，不会增加周边部分17本身的重量。
因此，空档齿23.25具有变化的厚度，并且，如图16详细所示，其位于凸起30的凸出外表面31和周边部分17的内侧面26之间。因此，在表面31和平面26之间限定了齿23.25中由Sa标出的明显厚度。实际上，表面31和平面26限定了用于链条K，特别是用于相面对的内侧成对链节Mia，Mib的导引部分，其中，所述内侧成对链节Mia，Mib通过销与相面对的外侧成对链节Mea，Meb相连，从而形成链条K中相应部分(图17)。作为所列举的模压加工的结果，空档齿23.25的内侧平面26具有凹入的中央区域32(如图16所示)。因此，所使用的特定链条K所必需的厚度值为Sa，而不是S。
因此，有利的是，与现有技术的情况不同，链轮11的齿23、周边部分17以及中央部分16不完全由具有相同厚度Sa的主体构成；链条K的导引部分所必需的明显厚度Sa最多限定至设有凸起30的区域，而其它地方的厚度则小一些，因此，能够减轻链轮11本身的重量。实际上，如果在例子中说明的那样，凸起30是通过移动材料获得的，那么链轮11的实际厚度S完全小于Sa。
在变形实施例中，周边部分17的内侧平面26可以是平坦的，并且没有凸起30的凹入中央区域32(提供与模压不同的其它类型的加工，例如，从具有较大厚度的链轮开始，除去远离凸起30的外侧18上的材料)。
同样，凸起30中凸出的外侧表面31可具有不同的形状，并且，与具有不同几何形状的链轮11的齿23和周边部分17的外侧平面25啮合。在图30中，例如，根据相对于凸起30的形状变形，以130标出了凸起。相对于凸起30，凸起130具有更简单的圆形形状，同时，没有带有凹曲率的区域，并且在径向内侧部分和径向外侧部分之间没有差异。
在每一个齿23中，在每一凸起30处，均形成有一个用于进一步减轻重量的通孔33。通孔33形成与链轮11的轴线平行的圆柱形表面；在链轮11的表面经受的硬化处理(例如，渗碳处理)之后，该表面允许链轮11的结构强度沿其轴向增加。
没有凸起30的周边部分17的外侧平面25与中央部分16的外侧平面21相对齐(图10～13)。
如上所述，在链轮11.10上，形成两个带有特定齿23.1-23.5以及23.14-23.18的扇区A和C；这些扇区A和C限定了在圆角内侧的两个区域，在这些区域中，更易于从具有较小直径的紧接相邻的链轮11.9提升链条K(即，朝链轮11.10升档)。
应强调的是，在一种简化的变形实施例中，链轮11(例如，不能朝其进行升档的具有最小直径的链轮11.1)没有辅助(facilitation)扇区，在这种情况下，这种链轮11的每一个齿23均可以采用上述空档类型。
下面，对扇区A中的5个特定齿23.1-23.5进行说明，所述5个特定齿23.1-23.5与扇区C中的齿相同。另外，参照以R表示的正常转动方向(即，通过在向前蹬车期间的链轮组件10的转动限定的方向)，使用了术语“后”或“下一个”以及“前”或“之前”。
在特定齿23.5和23.4处，链轮11.10的圆周部分17的外侧平面25处没有凸起30，因此，所述外侧平面25包括基本上平坦且没有凹部的相对于齿23.3的前部区域20，该区域20与中央部分16的外侧平面21相对齐(如特别在图11和13的剖面N-N和L-L中可看到的那样)。如在后面能更清楚地了解的那样，没有任何凸起的该区域20在周边部分17上形成一个在通过后脱轨器、从链轮11.9朝链轮11.10推动链条K时有助于升档的部分。
在齿23.4和齿23.5的外侧18上，通过斜面限定形成相应的第一外侧斜面40，41，所述斜面沿与正常转动方向R相反的方向接近链轮11.10的中间平面。所述第一外侧斜面40，41包括从其中央朝其后部区域的大约半个齿23.4，23.5。与齿23.4的第一外侧斜面40相比，齿23.5的第一外侧斜面41略微强化(accentuated)一些(参见图4)。
同样，在齿23.4和齿23.5的外侧18上，形成相应的第二外侧斜面42，43，这些斜面42，43涉及朝向各自齿顶24的齿23.4和齿23.5，并且如图14所示，使齿的齿顶24具有相对于链轮11.10的中央平面的倾斜增进部分。所述第二外侧斜面42，43由沿正常转动方向R接近链轮11.10的中央平面的倾斜表面限定。
齿23.3设有一个凸起部分30a，该凸起部分30a与上述凸起30相似，但在顶部，由略微倾斜的边缘44朝齿23.3的齿顶24截切(参见图6以及图9中的剖面J-J)，并且，其带有沿与前进方向R相反的方向远离链轮11.10中心的增进部分。
在内侧19上，齿23.3设有由倾斜面限定的内侧斜面45，该倾斜面45沿正常转动方向R接近链轮11.10的中央平面，并且在齿23.3的齿顶24与靠近齿本身的底部的弦28之间延伸。
齿23.1，23.2在内侧19还设有相应的内侧斜面46，47；相对于方向R，各个齿23.3，23.2和23.1的每一内侧斜面45，47和46中相对于链轮11.10的中央平面的深度均小于之前齿的斜面深度。但是，在变形实施例中，斜面45，46和47的深度可以是相同的。
齿23.3，23.2和23.1的斜面45，46和47一起在链轮11.10的内侧19上形成凹入区域。
在内侧19上，绕齿23.3，链轮11.10的周边部分17包括位于齿23外侧的区域50，该区域50基本上是平坦的，并且没有任何凹部。
另外，特定齿23.1-23.25在其本身的齿顶24处设有顶端斜面；特别是，齿23.1在外侧18上包括顶端斜面48，齿23.2在外侧18上包括顶端斜面49，齿23.3在外侧18上包括顶端斜面50，齿23.4在内侧19上包括顶端斜面51，齿23.5在内侧18上包括顶端斜面52。
下面，将参照链条K从具有23个齿的链轮11.9至具有25个齿的链轮11.10的两种升档条件，对五个特定齿23.1-23.25以及相应的斜面和边缘40-46的功能进行说明。两种换档条件对应于两种不同情况，这两种情况是在根据链条K相对于具有较小直径链轮11.9的位置进行升档期间形成的，即，或假定这一链轮11.9的相同齿23，其由两个面对的内侧链节限定的一部分链条K啮合，或者，另一方面，其由通过面对的外侧链节限定的一部分链条K啮合。
在图18和19中，显示了两种所提到条件中的第一换档条件，其中，链条K离开具有23个齿的链轮11.9，以与具有25个齿的链轮11.10啮合。
链条K的外侧链节Me1接触位于齿23.5下方的周边部分17的平坦区域20，并且其停靠在其第一外侧斜面41上。齿23.5的第二外侧斜面43使链条K的外侧链节Me1滑动，从而防止其与齿23.5本身啮合(因此，其实质上是一个阻挡斜面)。内侧链节Mi1接触齿23.4，并停靠在其第一外侧斜面40上。通过链条K中由两个外侧链节Me3和Me4形成的部分啮合齿23.3，并且，外侧链节Me3停靠在齿23.3的内侧斜面45上。
通过链条K中由两个内侧链节Mi3和Mi4形成的部分啮合齿23.2，并且，内侧链节Mi3停靠在齿23.2的内侧斜面47上。
第五特定齿23.1实质上与这种换档无关。
应强调的是，各种不同的标识Mix和Mex是参照所说明的换档位置指明的，因此，它们未指示链条K中的特定链节。后面，也可使用相同的标识指示其它换档条件，并且，其不意味着说明是针对链条K的相同链节作出的。
在图20和21中显示了上述两种换档条件的第二换档条件。
链条K的外侧链节Me1接触位于齿23.4下方的周边部分17的平坦区域20，并且其停靠在其第一外侧斜面40上。齿23.4的第二外侧斜面42使链条K的外侧链节Me1滑动，从而防止其与齿23.4本身啮合(因此，其实质上是一个阻挡斜面)。内侧链节Mi1接触齿23.3，并停靠在截头凸起30a的边缘44上。通过链条K中由两个外侧链节Me3和Me4形成的部分啮合齿23.2，并且，外侧链节Me3停靠在齿23.2的内侧斜面47上。
通过链条K中由两个内侧链节Mi3和Mi4形成的部分啮合齿23.1，并且，内侧链节Mi3停靠在齿23.1的内侧斜面46上。
第五特定齿23.5实质上与这种换档无关。
在图22中，显示了具有一个跳越齿的成对链轮11.4，11.5，这些链轮分别具有15和16个齿，它们根据理想的角相位布置。在图23中，仅显示了图22中具有一个跳越齿的链轮对中直径较大的链轮11.5，即具有16个齿的链轮。在此处所示的链轮组件10中，具有13，14，15，16和17个齿的五个链轮11.2-11.6(即，采用一个跳跃齿方式的较大直径的链轮)除了直径和齿的数量不同以外，基本上是彼此相同的。因此，仅对所示的具有16个齿的链轮11.5进行了说明。另一方面，由于在升档操作中，没有与链条K啮合，因此，链轮组件10中具有12个齿的最小直径的链轮11.1与其它链轮是不同的。所以，这种链轮11.1可采用已知类型。
对于直径和齿的数量而言，具有16个齿的链轮11.5不同于上述具有25个齿的链轮11.10；其中，具有16个齿的链轮11.5具有一个设有五个特定齿23’1-23’5的扇区A’，并且对于特定齿23’.3的凸起30’a的不同实施例也适用。不对链轮11.5中与以前描述的链轮11.10的细节相对应的的细节进行详细说明，并且，下面是利用添加了撇号(’)的、与链轮11.10相同的参考标号来说明的。
与链轮11.10中特定齿23.3的截头凸起30a不同，链轮11.5中特定齿23’.3的截头凸起30’a向上延伸至齿23’.3的齿顶24’，如在图25的剖面部分可更清楚地看到的那样，从而在齿23’.3本身顶部上确定有支承区27。
这一支承区27用于换档步骤，该换档步骤如后面所说明的那样，在一个跳越齿的情况下，以与上述两个跳越齿相比略微不同的方式进行，并且，两个链轮11.4和11.5的直径以及它们的相位差更小一些。
下面，将参照图26和27说明第一换档条件。
链条K的外侧链节Me1接触位于齿23’.5下方的周边部分17的区域20’，并且停靠在其第一外侧斜面41’上。齿23’.5的第二外侧斜面43’使链条K的外侧链节Me1滑动，从而防止其与齿23’.5本身啮合。外侧链节Me1也接触齿23’.4，并靠在其第二外侧斜面42’上，而内侧链节Mi1与其第一外侧斜面40’接触。在略微升起的位置处，内侧链节Mi1使其最终部分位于齿23’.3的支承区域27的上方。
通过链条K中由两个内侧链节Mi3和Mi4形成的部分啮合齿23’.2，并且，内侧链节Mi3停靠在齿23’.2的内侧斜面47’上。
从这种条件开始，在链轮组件10略微转动后，外侧链节Me3在位于内侧斜面45’处的齿23’.3的内侧19上滑动，并且链条K中由外侧链节Me3和Me4构成的部分从略微升高的位置下降至完全与齿23’.3啮合。
第五特定齿23’.1实质上与这种换档无关。
下面，将参照图28和29说明第二换档条件。
链条K的外侧链节Me1接触位于齿23’.4下方的周边部分17的区域20’，并且停靠在其第一外侧斜面40’上。齿23’.4的第二外侧斜面42’使链条K的外侧链节Me1滑动，从而防止其与齿23’.4啮合。外侧链节Me1也接触齿23’.3，并且在略微提升的位置处位于齿23’.3的支承区27附近。通过链条K中由两个外侧链节Me3和Me4形成的部分啮合齿23’.2，并且，外侧链节Me3停靠在齿23’.2的内侧斜面47’上。
通过链条K中由两个内侧链节Mi3和Mi4构成的部分啮合齿23’.1，并且，内侧链节Mi3停靠在齿23’.1的内侧斜面46’上。
第五特定齿23’.5实质上与这种换档无关。
当然，可以采用不同于本说明书中举例说明的方式来实现本发明。例如，可以将其用于具有三个跳越齿(即，两个相邻轮之间存在三个齿的差异)的齿轮对；在这种情况下，用于升档的特定齿的三个角形扇区应限定于具有较大直径的齿轮上。另外，如之前已经描述的那样，本发明不仅适用于由后变速器的链轮形成的齿轮组，而且也适用于由前变速器的冠部形成的齿轮组。
权利要求
1.自行车传动系的齿轮，其在两个相对侧部(18，19)之间具有平坦形状，并且，带有由周边部分(17)环绕的中央部分(16)，其中，周边部分(17)包括多个用以与自行车传递系的链条(K)啮合的齿(23，23’)，其特征在于周边部分(17)包括在齿(23，23’)中至少一个处或在齿(23，23’)中至少一个上延伸的至少一个侧面凸起(30，30a；30b；130)，所述侧面凸起(30，30a；30b；130)相对于所述侧部(18，19)中的一个伸出。
2.根据权利要求1所述的齿轮，其用于形成一组(10)相邻齿轮(11)的一部分，其中所述侧部包括外侧(18)和内侧(19)，所述外侧(18)朝向具有较小直径的齿轮(11)或用以朝外侧限定齿轮(11)组(10)，所述内侧(19)朝向具有较大直径的齿轮(11)或用以朝内侧限定齿轮(11)组(10)，所述至少一个凸起(30，30a；30b；130)从外侧(18)伸出。
3.根据权利要求1所述的齿轮，其中设有所述至少一个凸起(30，30a；30b；130)的齿(23，23’)的数量小于齿轮(11)的齿(23；23’)的总数。
4.根据权利要求1所述的齿轮，其中在每一齿(23；23’)处，至多设置一个所述凸起。
5.根据权利要求1所述的齿轮，其中通过移动齿轮(11)的周边部分(17)的材料，获得每一所述至少一个凸起(30，30a；30b；130)。
6.根据权利要求5所述的齿轮，其中所述材料的移动通过模压、压花或类似加工实现。
7.根据权利要求1所述的齿轮，其在所述至少一个凸起(30，30a；30b)处包括通孔(33)。
8.根据权利要求7所述的齿轮，其中所述通孔为圆柱形孔(33)，该通孔的轴线平行于齿轮(11)的轴线。
9.根据权利要求7或8所述的齿轮，其中通过模压、压花或类似加工，与所述孔(33)一起形成所述至少一个凸起(30，30a；30b)。
10.根据权利要求1所述的齿轮，其中所述至少一个凸起(30，30a；30b；130)具有细长形状，并且，沿径向的延伸部分大于沿圆周方向的延伸部分。
11.根据权利要求10所述的齿轮，其中所述至少一个凸起(30，30a；30b)包括第一径向内侧部(34)，圆周尺寸小于径向内侧部(34)的第二径向外侧部(35)，以及形成于径向内侧部(34)中的通孔(33)，所述通孔(33)具有圆柱形状，并且该通孔的轴线平行于齿轮(11)的轴线。
12.根据权利要求1所述的齿轮，其中所述凸起(30，30a；30b；130)通过周边斜面(36)与齿轮(11)的所述侧部(18)配合。
13.根据权利要求1所述的齿轮，其中整个齿轮(11)-除了所述至少一个凸起(30，30a；30b；130)以外的中央部分(16)和周边部分(17)-均在其两侧(18，19)由两个平行平面(25，26)限定。
14.自行车传动系中一组齿轮中的齿轮对，其包括具有较大直径的齿轮(11)和具有较小直径的齿轮(11)，这些齿轮在两个相对侧(18，19)之间具有平坦形状，每一个齿轮(11)均具有由周边部分(17)环绕的中央部分(16)，其中，周边部分(17)包括多个齿(23，23’)，这些齿(23，23’)用以与自行车传动系中的链条(K)啮合，其中较大直径的齿轮(11)具有朝向较小直径的齿轮(11)的外侧(18)和与外侧(18)相对的内侧(19)，并且，所述较大直径的齿轮(11)包括用于升档的第一特定齿(23.3，23’.3)，其特征在于较大直径的齿轮(11)中周边部分(17)的外侧(18)包括没有凹槽的基本平坦区域(20，20’)，该基本平坦区域(20，20’)位于所述第一齿(23.3，23’.3)之前，并位于齿(23，23’)的外侧。
15.根据权利要求14所述的齿轮对，其中用于升档的所述第一特定齿(23.3；23’.3)在内侧(18)上包括至少一个内侧斜面(45；45’)。
16.根据权利要求14所述的齿轮对，其中较大直径的齿轮(11)中周边部分(17)的内侧(19)包括绕所述第一齿(23；23’)的没有凹部的大致平坦区域(50；50’)。
17.根据权利要求14所述的齿轮对，其中所述没有凹部的大致平坦区域(20)实质上位于紧接用于升档的第一特定齿(23.3；23’.3)之前的两个齿(23.4，23.5；23’.4，23’.5)处。
18.根据权利要求15所述的齿轮对，其中用于升档的所述第一特定齿(23.3；23’.3)的内侧斜面(45；45’)由相对于齿轮的内侧(19)的平面的降低区域(45；45’)形成，并且，在齿(23.3；23’.3)的整个宽度范围内，所述降低区域(45；45’)在齿(23.3；23’.3)的齿顶(24；24’)与齿(23.3；23’.3)的底部附近的弦(28)之间延伸。
19.根据权利要求18所述的齿轮对，其中所述降低区域(45；45’)由一斜面限定，该斜面沿与向前蹬车对应的正常转动方向(R)接近齿轮(11)的中央平面。
20.根据权利要求14所述的齿轮对，其中在用于升档的在第一特定齿(23.3；23’.3)处的、具有较大直径的齿轮(11)，在外侧(18)上包括相对于齿轮(11)的外平面(25)伸出的侧部凸起(30，30a；30b；130)。
21.根据权利要求14所述的齿轮对，其中在齿轮(11)的外侧(18)上，用于升档的第一特定齿(23.3；23’.3)在齿(23.3；23’.3)的齿顶(24；24’)处包括顶端斜面(50)。
22.根据权利要求14所述的齿轮对，其中具有较大直径的齿轮(11)包括至少一个用于升档的第二特定齿(23.4；23’.4)，所述第二特定齿(23.4；23’.4)相对于与向前蹬车对应的正常转动方向(R)，位于紧接用于升档的所述第一特定齿(23.3；23’.3)之前，其中，在齿轮(11)的外侧(18)以及齿(23.4；23’.4)的底部，用于升档的第二特定齿(23.4；23’.4)包括第一外侧斜面(40；40’)，该第一外侧斜面(40；40’)由沿与正常转动方向(R)相反的方向接近齿轮(11)的中央平面的倾斜表面形成。
23.根据权利要求22所述的齿轮对，其中在齿轮(11)的外侧(18)上以及齿(23.4；23’.4)的齿顶(24；24’)处，用于升档的第二特定齿(23.4；23’.4)包括第二外侧斜面(42)，所述第二外侧斜面(42)由沿正常转动方向(R)接近齿轮(11)的中央平面的倾斜表面形成。
24.根据权利要求22所述的齿轮对，其中在齿轮的内侧(19)上，用于升档的第二特定齿(23.4；23’.4)在齿(23.4；23’.4)的齿顶(24；24’)处包括顶端斜面(51)。
25.根据权利要求22所述的齿轮对，其中具有较大直径的齿轮(11)包括至少一个用于升档的第三特定齿(23.5；23’.5)，所述第三特定齿相对于正常转动方向(R)，位于紧接用于升档的所述第二特定齿(23.4；23’.4)之前，其中，在齿轮(11)的外侧(18)上以及在齿(23.5；23’.5)的底部，用于升档的第三特定齿(23.5；23’.5)包括第一外侧斜面(41；41’)，所述第一外侧斜面(41；41’)由沿与正常转动方向(R)相反的方向接近齿轮(11)的中央平面的倾斜表面形成，与用于升档的第二特定齿(23.4；23’.4)的第一外侧斜面(40；40’)相比，用于升档的第三特定齿(23.5；23’.5)的第一外侧斜面(41；41’)具有较小延伸部分。
26.根据权利要求25所述的齿轮对，其中在齿轮(11)的外侧(18)上以及在齿(23.5；23’.5)的齿顶(24；24’)处，用于升档的第三特定齿(23.5；23’.5)包括第二外侧斜面(43；43’)，所述第二外侧斜面(43；43’)由沿正常转动方向(R)接近齿轮(11)的中央平面的倾斜表面形成。
27.根据权利要求25所述的齿轮对，其中在齿轮(11)的内侧(19)上，用于升档的第三特定齿(23.5；23’.5)在齿(23.5；23’.5)的齿顶(24；24’)处包括顶端斜面(52)。
28.根据权利要求14所述的齿轮对，其中具有较大直径的齿轮(11)包括至少一个用于升档的第四特定齿(23.2；23’.2)，所述第四特定齿相对于与向前蹬车对应的正常转动方向(R)，位于紧接用于升档的所述第一特定齿(23.3；23’.3)之后，其中，在齿轮(11)的内侧(19)上，用于升档的第四特定齿(23.2；23’.2)包括内侧斜面(47；47’)，该内侧斜面(47；47’)由所述第四特定齿(23.2；23’.2)附近的、相对于齿轮(11)的内侧(19)的降低区域形成。
29.根据权利要求28所述的齿轮对，其中在用于升档的第四特定齿(23.2；23’.2)处，具有较大直径的齿轮(11)在外侧(18)上包括侧面凸起(30，30a；30b；130)，该侧面凸起(30，30a；30b；130)相对于齿轮(11)的外平面(25)伸出。
30.根据权利要求28所述的齿轮对，其中在齿轮(11)的外侧(18)上，用于升档的第四特定齿(23.2；23’.2)在齿(23.2；23’.2)的齿顶(24；24’)处包括顶端斜面(49)。
31.根据权利要求28所述的齿轮对，其中具有较大直径的齿轮(11)包括至少一个用于升档的第五特定齿(23.1；23’.1)，所述第五特定齿相对于正常转动方向(R)，位于紧接用于升档的所述第四特定齿(23.2；23’.2)之后，其中，在齿轮的内侧(19)上，用于升档的第五特定齿(23.1；23’.1)包括内侧斜面(46；46’)，该内侧斜面(46；46’)由所述第五特定齿(23.1；23’.1)附近的、相对于齿轮(11)的内平面(26)的降低区域形成。
32.根据权利要求31所述的齿轮对，其中在用于升档的第五特定齿(23.1；23’.1)处，具有较大直径的的齿轮(11)在外侧(18)上包括侧面凸起(30，30a；30b；130)，该侧面凸起(30，30a；30b；130)相对于齿轮(11)的外平面(25)伸出。
33.根据权利要求31所述的齿轮对，其中在齿轮(11)的外侧(18)上，用于升档的第五特定齿(23.1；23’.1)在齿(23.1；23’.1)的齿顶(24；24’)处包括顶端斜面(48)。
34.根据权利要求31所述的齿轮对，其中用于升档的第一特定齿(23.3；23’.3)、第四特定齿(23.2；23’.2)以及第五特定齿(23.1；23’.1)的内侧斜面(45-47；45’-47’)是相同的，每一个内侧斜面均由沿正常转动方向(R)接近齿轮(11)的中央平面的倾斜表面形成。
35.根据权利要求31所述的齿轮对，其中用于升档的第一特定齿(23.3；23’.3)、第四特定齿(23.2；23’.2)以及第五特定齿(23.1；23’.1)的内侧斜面(45-47；45’-47’)，相对于齿轮(11)的中央平面，每一个内侧斜面都具有和其它内侧斜面不同的深度。
36.根据权利要求35所述的齿轮对，其中用于升档的第一特定齿(23.3；23’.3)、第四特定齿(23.2；23’.2)以及第五特定齿(23.1；23’.1)的内侧斜面(45-47；45’-47’)，相对于齿轮(11)的中央平面，每一个内侧斜面的深度均小于之前的内侧斜面。
37.根据权利要求31所述的齿轮对，其中在用于升档的第四特定齿(23.2；23’.2)和第五特定齿(23.1；23’.1)处，具有较大直径的齿轮(11)在外侧(18)上，包括相应的相同侧面凸起(30，30a；30b；130)，这些侧面凸起(30，30a；30b；130)相对于齿轮(11)的外平面(25)伸出。
38.根据权利要求37所述的齿轮对，其中在用于升档的第一特定齿(23.3)处，具有较大直径的齿轮(11)在外侧(18)上，包括侧面凸起(30a)，该侧面凸起(30a)相对于齿轮(11)的外平面(25)伸出，该凸起(30a)相对于在用于升档的第四特定齿(23.2)和第五特定齿(23.1)处的凸起(30)，沿径向具有较小的延伸部分。
39.根据权利要求37所述的齿轮对，其中在用于升档的第一特定齿(23’.3)处，具有较大直径的齿轮(11)在外侧(18)上包括侧面凸起(30b)，该侧面凸起(30b)相对于齿轮(11)的外平面(25)伸出，该凸起(30b)相对于在用于升档的第四特定齿(23’.2)和第五特定齿(23’.1)处的凸起(30)，沿径向具有较大的延伸部分，并一直延伸至齿轮(11)的齿顶(24’)。
40.根据权利要求14所述的齿轮对，其中较小直径的齿轮(11)具有朝向较大直径的齿轮(11)的内侧(19)和与内侧(19)相反的外侧(18)，并且，所述较小直径的齿轮(11)包括至少一个用于升档的第一特定齿(23.3，23’.3)，其中，该齿(23.3，23’.3)在外侧(18)上，包括侧面凸起(30，30a；30b；130)，该侧面凸起(30，30a；30b；130)相对于齿轮(11)的外平面(25)伸出。
41.自行车传动系的链轮组件，其包括至少一个根据权利要求1～13中任一项所述的齿轮(11)。
42.自行车传动系的链轮组件，其包括至少一个根据权利要求14～40中任一项所述的齿轮(11)对。
43.自行车传动系的曲轴组件，其包括至少一个根据权利要求1～13中任一项所述的齿轮(11)。
44.自行车传动系的曲轴组件，其包括至少一个根据权利要求14～40中任一项所述的齿轮(11)对。
45.自行车传动系的换档组件，其包括至少一个根据权利要求1～13中任一项所述的齿轮(11)。
46.自行车传动系的换档组件，其包括至少一个根据权利要求14～40中任一项所述的齿轮(11)对。
47.自行车传动系，其包括至少一个根据权利要求1～13中任一项所述的齿轮(11)。
48.自行车传动系，其包括至少一个根据权利要求14～40中任一项所述的齿轮(11)对。
全文摘要
利用周边部分描述了一种齿轮，该周边部分在一个或多个齿处包括侧面凸起，该凸起相对于齿轮侧面中的一个侧面伸出。凸起的存在为链条提供了必要的导引，因此，在不会因其所有部件中的过大厚度而加重齿轮本身的情况下，能够确保链条和齿轮之间结合的稳定性。这种齿轮还允许在所利用的凸起附近没有材料，以使一组多个齿轮的换档操作更为容易。并且，还描述了一对齿轮，其中，具有较大直径的齿轮包括用于升档的第一特定齿，在这种齿轮中，周边部分的外侧包括没有凹部的基本上平坦区域，该平坦区域位于特定齿之前及所述齿的外侧。
文档编号F16H55/02GK1932341SQ200610153740
公开日2007年3月21日 申请日期2006年9月15日 优先权日2005年9月15日
发明者马里奥·梅焦兰 申请人:坎培诺洛有限公司