内链板的外轮廓部分缩小的自行车链条
阅读说明：本技术 内链板的外轮廓部分缩小的自行车链条 (Bicycle chain with reduced outer contour part of inner chain plate ) 是由 亨利克·布莱特 塞巴斯汀·海纳 于 2020-09-30 设计创作，主要内容包括：一种用于具有链条滚子的自行车链条的内链板,所述内链板相对于内链板外围的前下纵向端区内的对应链条滚子的凸出部相较于所述内链板外围的前上纵向端区内和/或后下纵向端区内的凸出部有所缩小,优选至少局部地为负形。(An inner link plate for a bicycle chain with chain rollers, the protrusion of the inner link plate relative to the corresponding chain roller in a front lower longitudinal end region of the outer periphery of the inner link plate being reduced, preferably at least partially negative, compared to the protrusion in the front upper longitudinal end region and/or in a rear lower longitudinal end region of the outer periphery of the inner link plate.)
技术领域
本发明涉及一种用于自行车的滚子链，在所述滚子链中，在后轮上的小齿轮飞轮(Ritzelkassette)上从较大的小齿轮换挡至相邻的较小的小齿轮(也称为链轮)时出现的某些换挡问题得到避免。前述换挡过程也称为向外换挡(Outboard-Schalten)。此外，本发明还涉及一种用于这种滚子链的内链板、一种具有至少两个相邻的小齿轮和一个自行车链条的传动配置，以及一种自行车传动系统。
下文的发明说明书中以及部分地在附图中应用的位置或方向说明，如“左”、“右”、“前”、“后”、“上”、“下”等，相当于自行车上的骑行者视角。就自行车链条或其组成部分而言，本申请所应用的位置或方向说明涉及的是自行车上安装完毕状态下的自行车链条的上股。
背景技术
自行车可以配设有传动配置，例如链传动装置。可使用自行车传动配置来将转矩从骑行者传递至后主动轮，从而对自行车进行驱动。传动配置例如能够将转矩从前链轮配置经过链条传递至后链轮或者小齿轮，如所谓的小齿轮飞轮或所谓的小齿轮组的小齿轮，从而对后主动轮进行驱动。这种传动配置也可称作传动系。
针对自行车的链轮总成可以具有一个链轮或数个单个的链轮。前链轮一般被称作齿盘。可以借助不同类型的固定装置将齿盘固定。例如可以借助齿盘螺钉将齿盘固定，或者直接安装在自行车的曲柄上。后链轮通常被称作小齿轮。可以将复数个后链轮称作飞轮(Kassette)、小齿轮飞轮或者小齿轮组。这种飞轮通常以能够固定在后主动轮的单向离合部件上的方式配置。
滚子链的一般结构
作为现有技术已知的用于具有链式换挡装置的自行车的传动链，滚子链通常由可相对彼此枢转地布置的链节组成，由这些链节形成用于传动动力传递的闭合链股。
其中，各有一对内链板或外链板形成内链板链节或外链板链节(参阅图26/27)。链板具有两个通常外轮廓经过倒圆的端区，其中端区通过连接区域与通常呈腰形的外轮廓连接(参阅图3至5)。在链板的端区内设有通常与经过倒圆的外轮廓同心的钻孔(参阅图9)。
链轮上的链条滚子与轮齿接触时的摩擦条件
交替布置的内链板和外链板链节在链接头上借助链销(也称为链条铆钉)可枢转地相连(参阅图26/27)。其中，链销被压入外链板中的钻孔(参阅图27)，而在内链板的钻孔与链销之间(参阅图11A/B)之间总是存在间隙，以确保链节间的旋转运动。
内链板在钻孔的区域内在内侧上通常具有凸缘(参阅图9)，其中在一对镜像地相对彼此布置的凸缘上分别以可旋转的方式布置有一个链条滚子(参阅图11A/B)。
在不换挡的正常链条啮合中，链条滚子上通过摩擦的相对运动以及滚动所引起的 摩擦条件
可旋转的链条滚子的这种布置方案，主要是在链条的传动操作中小齿轮上的链条的啮合过程中，是链条滚子与小齿轮轮齿之间的有利摩擦条件的前提(参阅图12至15以及30至33)。在这个过程中，链条滚子在新啮合的轮齿的外轮廓上滚动。其中，链节与小齿轮轮齿间的力流通过接触点既在滚子的圆柱形外表面与小齿轮轮齿上的负荷齿面之间(参阅图15)延伸，又在滚子的圆柱形内表面与内链板的凸缘(参阅图9至11B)之间延伸。
在凸缘与滚子之间的接触点上通常存在良好的润滑条件，且在这两个相接触的元件之间存在大面积的接触面。
在小齿轮轮齿上的负荷齿面与链条滚子之间的接触点(参阅图15)上的润滑条件通常差得多，且该处不存在大面积的接触。另一方面，在该处同样不发生滑动的相对运动，在滚子与齿面之间发生主要为滚动的相对运动。因此，该处的摩擦同样保持在一定范围内。
链条链板的啮合过程和导引功能
链条链板的链板对之间的中间空隙(参阅图26)为链轮的轮齿的通道。这些通道适于供链轮的轮齿固定地啮合，从而防止链条从链轮弹开。
这个啮合过程既在链条始终与单独一个旋转的链轮上的轮齿啮合的传动情形中发生(参阅图2a和2b、12至15以及30至33)，又在链条从一个链轮移位至相邻链轮上以进行换挡时发生(参阅图16至25)。
不仅在链条移位时，而且在传动情形中常会造成链条的偏离。在传动情形中，在涉及的链轮未对齐的情况下，也就是在其不处于同一平面内的情况下(这一点在具有链式换挡装置的自行车中为常见的正常情况)会出现偏离。在这样的条件下，同样必须将链轮的轮齿固定地啮合进链条的中间空隙，以防止链条弹开。
而换挡过程表示链条从较小至较大的链轮的主动控制的移位(向内换挡，Inboard-Schalten)或者链条从较大至较小的链轮的主动控制的移位(向外换挡，Outboard-Schalten)。
用于啮合简化的倒棱
为了尽可能在所有的条件下(包括偏离时)实现上述啮合和导引功能，需要将链板对之间的中间空隙在垂直于链板的内侧的方向(＝链条的横向＝链轮的旋转轴)上设计得尽可能大(参阅图2A、20和26)。在链条的紧靠在一起的内链板上，上述倒棱在内链板的外轮廓区域内(参阅图9和11B)有助于形成加宽的导入喇叭口，以便链轮的轮齿的齿尖进入该中间空隙。
自行车链条的链条链板上的倒棱在现有技术中就已因其复杂的设计而远超出对“倒棱”这一概念的常规理解(通常为45度角，例如用于中断实心件或钣金件上的锐边)。
针对内链板凸出部(纵向和横向凸出部)的阐述
如果内链板相对链轮存在凸出部(例如参阅图11A/B和13)，那么这个内链板凸出部在链条与链轮或小齿轮啮合的情况下承担这个链条的导引功能。
内链板外轮廓的沿链条的纵向的凸出部(纵向凸出部)伸入一对外链板之间的空隙(参阅图26)。这个纵向凸出部在小齿轮轮齿没入外链板中间空隙，且链条滚子越来越接近齿面的情况下起作用(参阅图12/13)。例如DE10127139A1示出一种明显的纵向凸出部，参阅该案的图1和3。
沿链条的横向的凸出部(横向凸出部，参阅例如图5、11A和13)可以在链条滚子已较深地进入齿槽的情况下承担导引功能。DE102008031162A1以这个方面为主题，参阅该案的段落[0017]以及图1和4。
内链板凸出部上的倒棱
由于对纵向和横向凸出部的要求不同，因此，使用设计互不相同的纵向和横向凸出部。DE102017009632A1示出内链板凸出部上沿纵向或横向以不同方式倾斜的倒棱(参阅该案的例如图3)。
正如一般的内链板那样，特别是如下内容也适用于内链板突出部：通过布置倒棱，用于齿尖的导入喇叭口被加宽(参阅图11A/B)。这样就增大牢固性，使得齿尖在任何操作条件下均尽可能地直接进入链板中间空隙，且链条不会挂上齿尖。
换挡至较大的小齿轮(向内换挡)或换挡至较小的小齿轮(向外换挡)的条件
为了在相邻的链轮之间将自行车链条移位，该自行车链条必须通过(脚踏轴承区域内的前链条转辙变速器上或后轮轴区域内的后变速器上的)相应的链条导引装置沿横向平行于链轮的旋转轴或垂直于链轮的延伸平面地位移，使得链条首先与需要离开的链轮的轮齿脱离啮合。
为使得链条之后能够平滑且顺利地在相邻的链轮上啮合，链条的位移必须尽可能在链轮的某个结构确定的旋转角度位置上相对链条实施。这一点特别是在链轮在沿其周边的定义位置上具有相应的换挡特征，也就是例如可以简化链条在相邻链轮之间的移位的突出部和/或凹口的情况下也是如此。
在换挡至相邻的较大的链轮或小齿轮(向内换挡)的情形中，通常在较大的链轮或小齿轮上设有换挡特征也就是凹口，以便以这种方式提供空隙，视情况也提供用于溢出的链条区段的链节的容置突出部，特别是用于链条的横向凸出的外链板的容置突出部。
在换挡至相邻的较小的链轮(向外换挡，参阅图16至25)的情形中，链条基于链条导引装置(在此为布置在链条的松驰股上的未在图中示出的后变速器)的作用与较大的链轮脱离啮合，而导出的链条区段仍与较大的链轮存在传动啮合(参阅图16至19)。
在此过程中，链条必须相对轮齿横向运动足够的程度(参阅图20和23-其中该处所示链条横向运动仅为示意性的，因为实际上这个运动更相当于有多个链节参与的渐进的曲线形过渡)。
特别是在内链板节存在横向以及纵向凸出部的情况下(如上所述，参阅特别是图13)以及在轮齿在横向方向上厚度与链条内链板之间的净宽的相应比率下，至少在链条仍与需要离开的链轮啮合在一起时，链条的这个横向运动可能受到限制。
例如DE102008031162A1结合链条仅在预定位置上以相应的换挡特征或换挡辅助朝相邻的小齿轮的移位阐述过链条相对于轮齿的横向运动减少的效应，参阅该案的例如段落[0007]。
向外换挡的流程
在向外换挡时(也就是在从较大的小齿轮切换至相邻的较小的小齿轮时)，某个内链板链节首先在较大的小齿轮的朝向该较小的小齿轮的一侧(外侧)通过该较大的小齿轮的某个轮齿，参阅图16至图25中的“b”处。
随后，较小的小齿轮的在小齿轮旋转方向上的下一轮齿没入溢出的链条区段的链节的链板中间空隙(参阅图16至图25中的“c”处)。所示实施例或齿档间距是指外链板链节，在齿数不同或小齿轮尺寸不同的情况下也可以指内链板链节。
这个过程与溢出的链条区段朝径向内部围绕反向于旋转方向地仍与较大的小齿轮啮合的最后一个外链板链节的某个支点或链条铆钉的弯折相连(图16至图25中的“a”处)。
因此，链条在移位至较小链轮期间的这个弯折运动与相应内链板节(图16至图25中的“b”处)相对上述外链板链节的扭转相关联，该外链板链节仍啮合在较大链轮上(图16至图25中的“a”处)，以及与弯折的左内链板的经过倒圆的外轮廓的外围相对邻接的轮齿负荷齿面的相应运动相关联(参阅图17、图19和图24)。
其中，如果如在现有技术中那样，弯折的内链板的外轮廓的外围抵靠在轮齿负荷齿面上(参阅图17)，就会在这个位置上产生滑动摩擦(不同于链条滚子与链轮的轮齿间的接触，在该接触中，链条滚子在轮齿的齿面上实施低摩擦的滚动过程)，该摩擦阻碍弯折内链板链节(图17中的“b”)的枢转运动，从而阻碍切换过程。
除了现有技术中在这个位置上产生的摩擦以外，视较大的小齿轮的最后从导出的链条区段出来的小齿轮轮齿的负荷齿面的具体几何形状，可能也会形成转矩“M”(参阅图17)，该转矩一方面由链条张拉力X形成，另一方面由与其(取决于几何形状地)偏心的从负荷齿面ZL传递至内链板的外轮廓的反作用力Y形成。
因此，这个转矩尝试防止弯折的链节(图17中的“b”)发生弯折，而拉伸溢出的链条区段(参阅图16)。
在现有技术中，弯折内链板链节的左内链板的前部外围与最后出来的小齿轮轮齿的负荷齿面发生碰撞(参阅图17、图20和图22)的另一效应在于，不仅这个内链板链节的期望的无摩擦弯折运动由此受到干扰，而且在这个弯折运动前就已经开始的溢出的链条区段的横向位移(参阅图20/22)也受到变速器的干扰，通过该位移开始向外换挡。
在需要期望地很好地满足向外换挡时的所谓“切向条件”的情况下，弯折的链节的内链板的外围“b”与较大的小齿轮的最后出来的小齿轮轮齿之间的接触区域内出现的这些摩擦力和反作用力矩特别关键。
“很好地满足切向条件”表示，在小齿轮之间溢出的链条区段(参阅图16和图20)尽可能贴近地描绘出与较小的链轮的理论切线，该切线从已经与较小的链轮啮合的被导入的链条区段出发直至仍与较大的小齿轮啮合的导出的链条区段(参阅图16)。
链轮配置或小齿轮组现借助在精确确定的位置上的各种换挡特征，以及借助与这些换挡特征精确匹配的在相邻小齿轮之间的相对旋转角度位置如此地设计，使得链条的链轮在换挡特征支持的向外换挡中以及在满足切向条件的情况下精确地导入较小的链轮或小齿轮的轮齿间的中间空隙，而不会与其齿尖接触甚至挂在这些轮齿上。
因此，这种对切向条件的尽可能的满足在行驶操作中导致在换挡时出现的所谓换挡颠簸相应较小甚至消失。换言之，在换挡过程中在小齿轮之间溢出的链条区段在理想地满足切向条件的情况下被完全拉伸，且同时在这个方向上连接溢出的链条区段的导出和导入的链条区段二者以同时传力的方式啮合进较大或较小的小齿轮，因此，即使在换挡过程期间也不存在任何转矩中断。
再换句话说，理想地满足了溢出链条区段的切向条件的换挡过程表示实际上近乎无声的且即使在传动方向上仍平稳的换挡过程，因而是力求达到的理想情况。
但如前所述，在向外换挡过程中，较小的摩擦力或其他干扰力，例如视情况可能产生的转矩“M”，已经对溢出的链条区段的偏离以及力求的切向走向产生干扰从而将其不可控地延长，因此，避免这些干扰因素是非常重要的。由于这些干扰因素导致链条路径与上述在溢出的链条区段的区域内力求达到的走向非期望地偏离，从而可能导致导入的链条区段(参阅图16)在较小的小齿轮上挂上齿尖，并且在进一步的换挡过程中，可能在该处跳过较小的小齿轮的一个轮齿甚至多个轮齿。
这一点又会在换挡过程结束时导致导出的、溢出的以及导入的链条区段突然向前跳动，从而也使得链条的视情况处于较大张拉应力下的负荷股突然向前跳动相同的程度。这不仅对骑行者造成干扰，在某些情况下，例如因相应地从脚蹬滑脱，也会造成危险，而且会以非预设的、存在潜在伤害的或损伤使用寿命的方式对整个传动系施加负荷。
对因果关系的认识
申请人认为，在本发明中，对长久以来未被理解的向外换挡故障的因果关系的认识已构成创造性的决定性部分。
这一点同样可以从上文对现有技术和其缺点的详细分析中看出。这一点特别是适用于现有技术中存在的问题和前述问题，也就是溢出的链条区段的弯折的内链板链节“b”的围绕链条铆钉的枢转运动受到阻碍，因为这个链节的左内链板的前部外围抵靠在较大的小齿轮的最后出来的小齿轮轮齿的负荷齿面上并且与其摩擦。
如上所述，除这些非期望的摩擦外甚至还可能产生转矩，这些转矩将弯折的内链板链节反向于其弯折运动拉伸，从而干扰或阻碍溢出的链条区段切向地导入较小的小齿轮的齿部，该导入对平稳地换挡而言是必要的。此外，弯折的内链板链节的左内链板的前部外围的碰撞也已经对溢出的链条区段的开始换挡过程的横向偏离造成干扰。
以上详述的问题在现有技术中仍保持不变。其原因在于，尽管进行过多次分析，但向外换挡时在负荷下出现的换挡故障，特别是上文所描述的由于小齿轮轮齿因溢出的链条区段而跳动所引起的换挡颠簸的关系和原因，迄今为止仍是未知的。
因为在观察和分析朝较小的相邻小齿轮的切换过程时，尽管在现有技术中，特别是在负荷下的小齿轮几何形状已经得到大幅改进，但仍会观察到表现为前述链条跳动的换挡故障，并且无法做出解释。
因此，申请人确信，作为本发明目的的前提，对这些换挡故障的关系和原因的认识和描述，对发明品质起到重要作用。
发明内容
发明目的
在此技术背景下，本发明的目的是，克服上文所描述的在现有技术中存在的缺点，从而进一步改进特别是在负荷下的向外换挡。申请人认识到，为达成上述目的，特别是必须防止弯折的内链板的左前或内侧纵向外围与较大的小齿轮的最后出来的小齿轮轮齿的负荷齿面之间出现摩擦式以及正常力传递的压紧式接触。
如前所述，申请人在达成迄今为止未知的目的过程中获得以下认识：这个摩擦式或压紧式接触，或一般而言，左前内链板凸出部与较大的小齿轮的最后出来的轮齿的负荷齿面间的碰撞为现有技术中在进行向外换挡时仍存在的换挡故障的主要原因之一。
有鉴于此，本发明的目的是，防止内链板与轮齿之间出现摩擦式或压紧式接触，通过这种方式，即使在负荷下的向外换挡中同样能可重复地确保溢出的链条区段的力求达到的切向条件。
本发明的解决方案
本发明用以达成现有技术中迄今为止未知，因而在本发明中提出的目的的解决方案为，在某个区域内将内侧或左链条链板的前凸出部后缩，在该区域内，不需要该凸出部来实现上述链条导引功能(参阅特别是图6至图8、图10至图11B和图25)，也就是至少在内链板外围的前下纵向端区内后缩。这个区域如此地选择，使得在内链板装在自行车上的自行车链条中的情况下，在从较大的小齿轮向外换挡至相邻的较小的小齿轮时，该区域与较大的小齿轮的在换挡过程中最后从导出的链条区段出来的小齿轮轮齿的负荷齿面相对布置。
通过位于左前或位于内侧的内链板凸出部的这个特定的部分后缩，防止这个内链板凸出部如上所述地对溢出的链条区段的一开始的侧向运动形成阻碍，以及对内链板链节在向外换挡时通过与前述负荷齿面的压紧式或摩擦式接触所引起的弯折运动形成阻碍，甚至通过形成转矩而抵消这个弯折运动(参阅特别是图17和图20/22)。
本发明的解决方案的特征在于，所述解决方案不受特定操作条件的影响，例如不受链条的张拉股中的链条张拉力、设计齿部时的参数，如齿数、齿根也就是两个周向上相邻的轮齿间的齿间空隙的径向深度的影响，特别是不受轮齿的负荷齿面的磨损程度的影响。
根据本发明，内链板相对于内链板外围的前下纵向端区内的对应链条滚子的凸出部相较于内链板外围的前上纵向端区内的凸出部和/或后下纵向端区内的凸出部有所缩小，优选至少局部地为负形。也就是说，内链板的外轮廓特别是可以仅在单独一个位置上或单独一个区域内后缩，也就是仅刚好在进行向外换挡时会在换挡过程中最后出来的小齿轮轮齿的负荷齿面与位于内侧的内链板之间产生非期望的摩擦接触的区域内后缩。
其中，术语“前下纵向端区”指的是内链板的前纵向端区的下部或下区段，其中如前所述，方向说明涉及的是自行车上安装完毕状态下的自行车链条的上股。相应地，前上纵向端区指的是前纵向端区的上部或上区段，后上以及后下纵向端区分别指的是后纵向端区的上部或上区段以及下部或下区段。“负形的纵向凸出部”表示，在侧视图中，链条滚子在相应的区域内伸出内链板。前纵向端区的“对应”链条滚子为前链条滚子，后纵向端区的对应链条滚子为链条链节的后链条滚子。
为了将内链板沿两个通过旋转180°产生的不同定向装入链条，内链板相对于同样处于内链板外围的后上纵向端区内的对应链条滚子的凸出部相较于内链板外围的前上纵向端区内的凸出部和/或后下纵向端区内的凸出部有所缩小，优选至少局部地为负形。
如图6所示，内链板外围的伸出对应链条滚子的凸出部在例如约45°的角度范围内有所缩小或为负形。
此外，本发明请求对一种自行车链条进行保护，其具有借助链销可枢转地相连的交替布置的内链板链节和外链板链节，其中在每个链销上均设有一个链条滚子，且其中如前所述，根据本发明，内链板链节具有位于内侧的内链板。原则上对每个内链板链节而言，仅位于内侧的内链板相对于内链板外围的前下纵向端区内的对应链条滚子的凸出部可相较于位于内侧的内链板的内链板外围的后下纵向端区内的凸出部，以及相较于位于外侧的内链板的内链板外围的前下纵向端区和后下纵向端区内的凸出部有所缩小，优选至少局部地为负形。这一点对应于图11所示内链板链节的仅在区域“f”内的缩小的突出部。
为了在两个不同的移动方向上安装链条，对每个内链板链节而言，位于内侧的内链板相对于位于内侧的内链板的内链板外围的前下纵向端区内的对应链条滚子的凸出部同样可以相较于后下纵向端区内的凸出部有所缩小，优选至少局部地为负形，且其中位于外侧的内链板的在内链板外围的后下纵向端区内的凸出部相较于位于外侧的内链板的外围的前下纵向端区内的凸出部有所缩小，优选至少局部地为负形。这一点对应于图11所示内链板链节的仅在区域“f”和“d”内的缩小的突出部。
例如出于制造或设计原因，对每个内链板链节而言，位于内侧的内链板和位于外侧的内链板分别具有一个缩小的前下纵向凸出部和一个缩小的后下纵向凸出部，其相较于前上纵向凸出部和后上纵向凸出部有所缩小，这一点对应于图11中的区域“d”、“e”、“f”和“g”内的缩小的突出部。
为了在所有可能的安装方向上应用所述链条，特别是在不具有上/下不对称性的链条中，对每个内链板链节而言，位于内侧的内链板在内链板外围的前下纵向端区内以及后上纵向端区内的凸出部相较于位于内侧的内链板的内链板外围的前上纵向端区内以及后下纵向端区内的凸出部有所缩小，优选至少局部地为负形，以及位于外侧的内链板在前上纵向端区以及后下纵向端区内的凸出部相较于位于外侧的内链板的内链板外围的前下纵向端区内和后上纵向端区内的凸出部有所缩小，优选至少局部地为负形。这一点对应于图11所示内链板链节的在区域“f”、“i”、“d”和“k”内的缩小的突出部。
自行车链条的链条链板可以具有上/下不对称性，也就是特别是在(朝向链轮的)下边缘上，在纵向端区之间具有呈腰形的外轮廓，且在(背离链轮的)上边缘上，在纵向端区之间具有呈直线延伸的外轮廓。
此外，本发明请求对一种用于自行车的传动配置进行保护，如上所述，其具有较大的小齿轮、相邻的较小的小齿轮和本发明的自行车链条，其中由于位于内侧的内链板的纵向凸出部局部地缩小，在向外换挡时，较大的小齿轮的最后从导出的链条区段出来的小齿轮轮齿的负荷齿面不与弯折的第一内链板链节的位于内侧的内链板的外围接触。
其中特别优选地，向外换挡时从较大朝较小的小齿轮溢出的链条区段至少近似形成与较小的小齿轮的切线。
最后，本发明请求对一种自行车传动系统进行保护，其包括具有交替的粗轮齿和细轮齿的偶数轮齿的链轮，以及如前所述的本发明的链条或本发明的传动配置。其中，术语“链轮”既可以指一个前链轮或多个前链轮(如有)，又可以指后小齿轮组的小齿轮。
此外，本发明的链条可以特别有利地结合具有偶数轮齿数的链轮一起使用，所述链轮具有交替布置的粗和细轮齿，这一点为例如DE102015219522A1的主题。在这种链轮中(同样参阅图20和图23)，不仅在内链板链节上，还在外链板链节上对链条进行导引，粗轮齿进入这些外链板链节的中间空隙。
本发明的链条也可以有利地配设有上/下不对称的链条链板或与其组合在一起。具有这类不对称链条链板的链条例如由DE102017009632A1已知。这种链条原则上如此地安装和应用，使得链条的呈腰形一侧在径向上指向链轮或小齿轮，而链条的不呈腰形的一侧径向朝外且背离链轮或小齿轮。
在将本发明的部分缩小的内链板外轮廓与上/下不对称的链条组合在一起时，在链条链板的朝向链轮的轮齿的呈腰形的前下侧上(参阅图6)，为防止与轮齿负荷齿面接触，例如可以局部地省略凸出部(参阅图10)，而在背离轮齿的上侧上仍可以设有内链板凸出部(参阅图3至图8)，以便在该处获得尽可能大的内链板材料横截面，从而获得较大的链条载荷或抗拉强度。
也可以将本发明的一个实施方式中如上所述地具有上/下不对称链条链板的链条与同样如上所述地具有粗轮齿和细轮齿的链轮的优点结合在一起。在此情形下，很少要求设置用于在轮齿上导引链条的内链板凸出部(参阅图13以及上文“针对内链板凸出部的阐述”)。
本发明的链条的另一优点在不换挡的正常链条移动中实现。根据本发明，内链板纵向凸出部部分地后缩，因此，可以缩小(参阅图30/31)甚至无需设置(参阅图32/33)现有技术中设在小齿轮左侧的用于容置内链板纵向凸出部的凹口或铣槽。
由此，轮齿强度增大，且在制造中加工小齿轮的必要性减少。这个优点不仅有益于后轮上的多层小齿轮组，还有益于自行车的脚踏轴承区域内或脚踏曲柄上的多层和单层链轮。
本发明的细节参阅上述内容，参阅图6至图8、图10至图11B、图14/15、图18/19、图23至图25、图28/29以及图32/33，其分别与示出前述图式的情形但所示为现有技术中的链条的对应图3至图5、图9、图12/13、图16/17、图20至图22、图26/27以及图30/31进行对比或对照。
从图17和图19以及图22和图25以及前文的阐述和下文的附图描述中可以特别清楚地看出发明核心。
例如从图11B以及图28/29可以看出，本发明的方式中的链条也可以至少部分地构建为对称的，因为不仅内链板的下纵向凸出部的区域内(参阅图3/6)的每个内链板链节的左(内侧)内链板，而且每个内链板链节的两个内链板(图11A/B中的d和f处)均具有本发明的缩小外轮廓。
可以如此地选择链条的如此设计的部分对称的构建方案，以便沿两个相反的运动方向张紧或应用链条。但本发明的优点原则上已经借助某个链条实现，在所述链条中，仅左链条内链板的(图11A/B中的d处的)下纵向凸出部(参阅图3)具有缩小的外轮廓(参阅图25)，而这两个链条内链板的其余三个下纵向凸出部(图11A/B中的e、f和g处)可以具有现有技术中的不变的外轮廓(参阅图3至图5)。
例如出于生产技术、负荷优化或设计原因，这两个链条内链板的全部四个下纵向凸出部(图11A/B中的d、e、f和g处)同样可以均具有本发明的缩小外轮廓。在此情形下，具有缩小的外轮廓的区域中的两个(图11A/B中的e和f处)不具有本发明的如上所述特别是图19和图25所示的作用，因为(在后轮上或在自行车小齿轮飞轮上进行换挡时)，内链板的这两个外轮廓区域e和g从未达到正对较大的小齿轮的最后出来的小齿轮轮齿的负荷齿面的位置。
特别是在非上/下不对称的链条(未示出)中，除了d和f处外，同样可以在i和k处，或者在图11A中的全部八个区域d-k内均设置缩小的内链板外轮廓(其中“k”在图11A中部分被遮盖)。在这两个情形下均可实现本发明的优点，而不受链条的所有可能的安装方向的影响。
附图说明
下面结合附图对本发明进行详细说明，这些附图仅用作示例，而不构成对本发明的限制。
图中：
图1：具有本发明的自行车链条的自行车的右侧示意图；
图2A/2B：自行车链条的无负荷啮合的俯视图以及右侧视图，在此是以不对称的上/下链条链板啮合进自行车的后轮上的多层小齿轮组的一个小齿轮(尽管此处示出的是根据本发明的实施例的链条，但图2A/2B同样适用于现有技术)；
图3至5：现有技术中的自行车链条的内链板链节的内链板的三个主视图；
图6至8：根据图3至5的三个视图中本发明的实施例的自行车链条的内链板链节的内链板；
图9：图3至5中的内链板的透视图；
图10：图6至8中的内链板的与图9相对应的视图；
图11A/11B：根据本发明的实施例的自行车链条的内链板链节的两个透视图；
图12/13：现有技术中自行车链条在负荷下啮合进小齿轮的左侧视图，以及图12中的虚线标记处的局部放大图；
图14/15：对应于图12/13的情形，具有根据本发明的实施例的自行车链条；
图16/17：在向外换挡期间，现有技术中自行车链条在负荷下啮合进多层小齿轮组的一个小齿轮对的左侧视图，以及图16中的虚线标记处的局部放大图；
图18/19：对应于图16/17的情形，具有根据本发明的实施例的自行车链条；
图20至22：对应于图16/17的具有根据现有技术的自行车链条的情形的后视图(图20)以及其他视图；
图23至25：对应于图18/19的具有根据本发明的实施例的自行车链条的情形的对应于图20至22的其他视图；
图26/27：根据现有技术的自行车链条的四个链节的俯视图和侧视图；
图28/29：根据本发明的实施例的自行车链条的四个链节的俯视图和侧视图；
图30/31：现有技术中自行车链条在负荷下啮合进小齿轮的左侧视图，以及图30中的虚线标记处的局部放大图；以及
图32/33：对应于图30/31的具有根据本发明的实施例的自行车链条以及小齿轮上经改进的左侧齿面的情形；
图34-36：分别以不同的视图或局部视图在相应的局部图A至D中示出根据本发明的内链板的其他三个实施例。
具体实施方式
图3-5、9、12、13、16、17、20-22、26、27、30和31分别示出现有技术中的不同示例，图1、2A、2B、6-8、10、11A、11B、14、15、18、19、23-25、28、29、32和33以及34至36示出本发明的实施例，其中在所有情形下，相同或对应特征均配设有相同的附图标记。首先，在与现有技术的区别方面对本发明的实施例进行描述，其他方面参照对现有技术的描述。
为清楚起见，不是每个附图中的所有特征均配设有附图标记，而是首先仅为需要用来阐述附图的特征配设附图标记。
图1例示性地示出自行车B，其具有本发明的实施例中的传动配置D。传动配置D包括前链轮CR、具有多个小齿轮S的后小齿轮组R和链条K，链条K可以借助后变速器RD从一个小齿轮S运动至下一个小齿轮。
下文中应用的方向说明右/左和前/后是指行驶方向上的自行车B，也就是相当于自行车B上的骑行者视角。
自行车车架F通常具有左右后叉端或车架眼，在其之间装有后轮RW。后轮RW连同小齿轮组R一起围绕后轮轴A旋转。术语轴向在此是指小齿轮组R的后轮轴A或旋转轴A，或者与此平行的方向，该方向在图1中垂直于绘图平面。
小齿轮S的直径在轴向上朝外缩小，也就是最大的小齿轮相较于较小的小齿轮在轴向上布置得更靠内或布置在“内侧(inboard)”，或者根据上文对方向说明的阐述，布置得更靠左。相应地，术语“向外换挡”描述的是某个换挡过程，其中，当在后轮上进行换挡时，将链条从较大的小齿轮移位至相邻的较小的小齿轮，也就是在轴向上朝外或朝右移位。以上阐述既针对具有已知传动配置的自行车，又针对具有本发明的传动配置的自行车。
图2A和2B示出小齿轮组R的较大的小齿轮S1和在外侧相邻的较小的小齿轮S2以及根据本发明的实施例的链条K的一部分的俯视图和右侧视图，该链条在此无负荷地与较大的小齿轮S1啮合。
如图所示，链条K包括交替布置的内链板链节10和外链板链节12，其通过链销14可枢转地相连。
内链板链节10各包括两个在轴向上镜像地相对布置的内链板16，外链板链节12各包括两个在轴向上镜像地相对布置的外链板18。
图26和图27或图28和图29再次单独示出现有技术中或本发明的实施例中的链条K的一个区段的俯视图和侧视图，其中图27和图29的侧视图中省略了朝向观察者的外链板。
如果链条K与小齿轮啮合，例如在图2中与较大的小齿轮S1啮合，那么小齿轮轮齿Z就啮合进内链板16之间或外链板18之间的中间空隙10z或12z(同样参阅图26)。
为了示出小齿轮轮齿Z啮合进内链板16之间的中间空隙10z，在图2B中省略了右侧的或外侧的外链板18。
与外链板18相比，内链板16更加靠近彼此，因此，小齿轮轮齿Z与链条K之间的横向接触主要在内链板16的区域内发生。
图3至图5以及图9中针对现有技术以及图6至图8以及图10中针对本发明的实施例以不同的视图单独示出的内链板16各具一个长形的形状，且在纵向上各具两个相对布置的纵向端区22，这些纵向端区具有通常经过倒圆的外轮廓，其中端区通过连接区域23与通常至少在下缘上呈腰形的外轮廓连接(参阅图3至5)。整个内链板外围或外轮廓在此用21表示。
如本文开篇所述，说明“上”和“下”指的是自行车上安装完毕状态下的自行车链条K的上股。
在内链板16的端区内，钻孔16o通常与经过倒圆的外轮廓同心设置。链销14被压入外链板18中的钻孔18o(参阅图27)，而在内链板16的钻孔16o与链销14之间存在足够的间隙，以确保链节10、12间的旋转运动。
内链板16在钻孔16o的区域内在内侧16i上通常具有凸缘16c(参阅图9)，其中在一对镜像地相对彼此布置的凸缘16c上(从而同样通过链销14)分别以可旋转的方式布置有一个链条滚子20(参阅图11A/B)。其中，凸缘16c的圆柱形内表面26形成用于链销14的抵靠面，凸缘16c的圆柱形外表面28形成用于链条滚子20的抵靠面。
为简化小齿轮轮齿Z尽可能平稳地进入内链板16之间的中间空隙10z的过程，在内链板的内侧16i，在外周的至少一部分上设有倒棱25，该倒棱特别是形成一种用于小齿轮轮齿的导入喇叭口。由于历史原因或制造技术上的原因，在纵向末端22的区域内各设有一个不带倒棱的中间外轮廓区域27，但在这个位置上，倒棱也可以设计为连续的。
图3至图5以及图9中的由现有技术已知的内链板就垂直于链板的纵向L的中线面E而言构建为大体镜像对称的，该中线面在图3中示出并且在该处垂直于绘图平面。
相对于设置在凸缘16c上的未在图3至图5中示出的链条滚子，内链板既具有纵向凸出部(22处)又具有横向凸出部(24处)，也就是在纵向和横向上相对于链条滚子的凸出部。特别是如图3所示，在现有技术中，内链板构建为对称的，也就是前和后纵向凸出部(也就是在前和后纵向端区22h、22v内相对于前和后链条滚子20的凸出部)大体相同。纵向凸出部中的每个均可以进一步分为一个上纵向凸出部和一个下纵向凸出部(纵向端区22的上部和下部22o、22u中的凸出部)，其同样大体相同。
总体而言，也就是已知的内链板16在前上纵向端区22vo内、前下纵向端区22vu内、后上纵向端区22ho内以及后下纵向端区22hu内各具一相对于相应链条滚子的(纵向)凸出部，这些凸出部大体相对彼此对称(参阅图9)。内链板16的设有横向凸出部的区域标有24。
在图6至图8和图10中的本发明的内链板16中，这个对称通过如下方式打破：在内链板外围21的在图8和图10中用虚线的椭圆形示出的某个区域19内，内链板的径向延伸有所减少，使得内链板16的相对于未在这些图中示出的链条滚子的凸出部也相应地缩小。凸出部甚至局部地为负形，使得如图15所示，链条滚子20在侧视图中部分地伸出内链板16。
在图6至图8和图10的实施例中，缩小的凸出部处于前下纵向端区22vu内，该凸出部相较于前上纵向端区22vo、后下纵向端区22hu以及后上纵向端区22ho内的凸出部有所缩小(参阅图10)。
特别是从图6和图8明显地看出上述实施例中缩小的突出部的大小和周长，在这些图中，还用点划线绘示出现有技术中的传统链条内链板的外轮廓21的走向(参阅图3和图5)。
因此，内链板链节10的包括图6至图8和图10中的两个内链板16且在图11A和图11B中以两个透视图示出的实施例仅在内侧链条链板16l的前下纵向端区22vu内以及外侧链条链板16r的后下纵向端区22hu内，也就是最佳地如图11B所示，仅在“f”和“d”处具有缩小的突出部。
图12和图13绘示出在现有技术已知的链条K在负荷下，也就是在张拉力FZ作用于链条的情况下啮合进小齿轮S时，在内链板16的22和24处，纵向和横向凸出部的导引功能，图14和图15绘示出本发明的链条K的相同情形。为了看出内链板链节与链条内链板16在小齿轮轮齿Z的负荷齿面ZL上的啮合，出于显示的原因，图12至图15中省略了图中处于前方的链条链板18中的大部分。
根据本发明，如此地选择内链板外围21的具有缩小或负形的纵向凸出部的区域19，使得如本文开篇参阅图16至图25详细阐述的那样，现有技术中的在向外换挡时存在的换挡问题得到减少或消除，其中图16至图17以及图20至图22绘示出现有技术中的向外换挡，图18和图19以及图23至图25示出本发明的实施例的向外换挡。
其中，图17和图19分别为图16和图18中用虚线的椭圆形标出的区域的局部放大图。图22和图25分别为图20和图23中用虚线的圆形标出的区域的局部放大图，图21和图24为图20和图23中用虚线的矩形标出的区域的仰视图的左侧放大图。图21和图24中省略了链条滚子，图24还省略了仍与较大的小齿轮啮合的最后一个链条链节的内侧外链板。
如图17或图19所示，在向外换挡时，首先，某个内链板链节10.1在较大的小齿轮的朝向较小的小齿轮S2的一侧(外侧)上通过较大的小齿轮S1的某个轮齿Z1，同样参阅图20/21和图23/24。
随后，较小的小齿轮S2的在小齿轮旋转方向Q上的下一轮齿Z2没入溢出的链条区段K2的链节的链板中间空隙(图16至图25中的“c”处)。
这个过程与溢出的链条区段K2朝径向内部围绕反向于旋转方向地仍与较大的小齿轮S1啮合的最后一个外链板链节12.1的某个链销14.1的弯折相连(图16至图25中的“a”处)。需要指出的是，为清楚起见，图16-图19省略了外链板链节12.1(“a”处)的左或内侧外链板。
因此，链条K在移位至较小链轮S2期间的弯折运动与相应内链板节10.1(图16至图25中的“b”处)围绕链销14.1相对上述外链板链节12.1的扭转相关联，该外链板链节仍啮合在较大链轮S1上(图16至图25中的“a”处)，以及与弯折的左(内侧)内链板16l的经过倒圆的外轮廓的外围相对邻接的轮齿负荷齿面ZL的相应运动相关联(参阅图17、图19和图24)。
其中，如果如在现有技术中那样，弯折的左内链板16l的外轮廓21抵靠在相邻的轮齿负荷齿面ZL上(参阅图17)，就会在这个位置上(不同于链条滚子与链轮的轮齿间的接触，在该接触中，链条滚子在轮齿的齿面上实施低摩擦的滚动过程)产生压紧或滑动摩擦，该摩擦阻碍弯折内链板链节10.1的枢转运动，从而阻碍切换过程，并且无法维持前述切向条件。
除了现有技术中在这个位置上在弯折的左内链板16l的外轮廓21与轮齿负荷齿面ZL之间产生的摩擦以外，视较大的小齿轮S1的最后从导出的链条区段K1出来的小齿轮轮齿Z0的负荷齿面ZL的具体几何形状，可能也会形成转矩“M”(参阅图17)，该转矩一方面由作用于内链板10.1的链条张拉力X形成，另一方面由与其(取决于负荷齿面ZL和链条链板外轮廓21的几何形状)偏心的从负荷齿面ZL传递至内链板10.1的外轮廓21的反作用力Y形成。
因此，这个转矩M尝试防止弯折的链节10.1(图17中的“b”处)发生弯折，而拉伸溢出的链条区段K2。
在现有技术中，弯折内链板链节的左内链板16l的前部外围21与最后出来的小齿轮轮齿Z0的负荷齿面ZL发生碰撞(参阅图17、图20和图22)的另一效应在于，不仅这个内链板链节的期望的无摩擦弯折运动由此受到干扰，而且在这个弯折运动前就已经开始的溢出的链条区段的横向位移(参阅图20/22)也受到变速器RD的干扰，通过该位移开始向外换挡。特别是从图22可以特别清晰地看出现有技术中的位于内侧的内链板16l的外轮廓21的前纵向端区22v与链条K的最后出来的小齿轮轮齿Z0之间的碰撞。
在进行向外换挡时如上所述地期望地满足切向条件的情况下,也就是在小齿轮之间溢出的链条区段K2(参阅图16和图20)尽可能贴近地描绘出与较小的链轮S2的理论切线(参阅图16)(该切线从已经与较小的链轮S2啮合的被导入的链条区段K3出发直至仍与较大的小齿轮S1啮合的导出的链条区段K1)的情况下,在弯折的内链板链节“b”的内链板16l的外围21与较大的小齿轮S1的最后出来的小齿轮轮齿Z0之间的接触区域内产生的摩擦力和反作用力矩M特别关键。
根据本发明，通过将位于内侧的内链板16l的外轮廓21至少刚好在区域19内后缩克服了上述问题，从图14、图15、图18、图19、图23-图25、图28、图29和图32-图33所示本发明的实施例与图12、图13、图16、图17、图20至图22、图26、图27、图30和图31所示现有技术的对应视图的前述对比可以看出，在该区域内，现有技术中在进行向外换挡时可能与最后出来的小齿轮轮齿Z0的负荷齿面ZL产生碰撞或摩擦。
图23还揭露了具有交替的粗(宽)轮齿Zb和细(窄)轮齿Zs的小齿轮与自行车链条间的共同作用，特别是在换挡过程中。由于可以在相邻的小齿轮间的换挡过渡中更好地跟随预设的链条路径，特别是遵循切向条件(参阅上文“换挡至较大的小齿轮的条件”以及在上文的“向外换挡的流程”处对切向条件的描述)，这类小齿轮特别有利。
在使用具有这种交替的粗(宽)轮齿Zb和细(窄)轮齿Zs的前链轮的情况下，为了在链轮的轮齿上引导链条，对内链板凸出部22、24的要求也有所降低(参阅图13以及上文“针对内链板凸出部的阐述”)。如已在说明书导言中提到的那样，出于这些原因，根据本发明的链条特别适于与具有交替的宽轮齿Zb和窄轮齿Zs的小齿轮和链轮一起使用。
图28和图29再次单独示出配设有图11中的内链板链节10的链条K的一个区段，其中在图28中，外轮廓缩小的区域19分别用一个虚线的圆形标出。
如图30至图33所示，在应用本发明的链条时，由于本发明的内链板纵向凸出部部分地缩小，如图32/33所示，还可以缩小甚至完全无需设置现有技术中小齿轮S的左侧上的用于容置内链板纵向凸出部的凹口或铣槽ZA(参阅图30/31)。由此，轮齿负荷齿面ZL的作用宽度增大，这一点会改进链条K与小齿轮S之间的力传递，特别是延长小齿轮S的使用寿命。
最后，图34至36示出在本发明的内链板16中，内链板外围21的具有缩小的纵向凸出部22的区域19与内链板16或相邻倒棱25的通常为平整的内侧16i之间的过渡区的不同设计方案，也就是设计为简单边缘28(参阅图34)、另一倒棱30或经过倒圆的边缘32。后两个方案进一步降低向外换挡过程中出现本文开篇所描述的故障的可能性。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：四挡中置式链条传动电驱动自适应变速系统