專利名稱：改進(jìn)的如自行車鏈輪組之類的不均勻轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及因?yàn)榧釉谒弥\(yùn)動(dòng)系統(tǒng)上的限制，而無法傳送均勻轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。這種系統(tǒng)的一個(gè)典型的例子便是自行車的鏈輪，加上它的左右曲柄以及它們的踏板。每一個(gè)承受一垂直向下力的踏板，對(duì)于曲柄的旋轉(zhuǎn)中心作用一轉(zhuǎn)矩，其大小從曲柄為水平時(shí)的最大值，變化到曲柄為垂直時(shí)的零。
將該不均勻轉(zhuǎn)矩從曲柄傳送到自行車后輪的傳統(tǒng)裝置，是用一個(gè)附著在曲柄上的鏈齒，一鏈條以及一個(gè)附裝于自行車后輪上的較小的鏈輪。該鏈輪僅具有傳送所獲得之順時(shí)針方向轉(zhuǎn)矩的能力，且因此而稱之為自由輪(free wheel)，因?yàn)樗鼰o法在逆時(shí)針方向傳送轉(zhuǎn)矩。
對(duì)于曲柄的每一完整回轉(zhuǎn)，這種不均勻轉(zhuǎn)矩傳送到鏈輪兩次。右側(cè)曲柄經(jīng)歷前180°或前半圈，而左側(cè)曲柄經(jīng)歷剩下的180°或后半圈。
本發(fā)明在每個(gè)曲柄傳送主要的轉(zhuǎn)矩時(shí)，吸收并且暫時(shí)將周圍的彈性能貯存于鏈輪中，而將轉(zhuǎn)矩的不均勻性減到最低，而這些能量幾乎是在當(dāng)曲柄傳送最小力矩時(shí)，釋回到鏈輪緣。
根據(jù)本發(fā)明，依靠曲柄施加到視為鏈輪轂之鏈輪本體的內(nèi)部大部分的轉(zhuǎn)矩，通過多個(gè)具有用來支持橫向力的各種情況之改變幾何形狀的，等厚的，薄的輻射狀肋，而傳送到視為鏈輪緣之鏈輪的外部大部分。
這一實(shí)施例在當(dāng)曲柄傳送大的轉(zhuǎn)矩時(shí)，吸收并且暫時(shí)貯存一周圍的彈性變形即能量，且在當(dāng)曲柄傳送小的轉(zhuǎn)矩時(shí)，將相同能量的大部分以轉(zhuǎn)矩釋回到鏈輪緣。
對(duì)于這樣的構(gòu)造，薄的輻射狀肋可由金屬或非金屬材料制成，然而對(duì)于諸如自行車鏈輪，它們能經(jīng)濟(jì)地以適合的聚合物鑄成。
將所選擇之聚合物的使用擴(kuò)展到幾乎整個(gè)鏈輪，可增加其優(yōu)點(diǎn)諸如負(fù)載比在金屬鏈輪情況之輪緣更多分布于鏈輪齒。具有或不具有以直接或不直接方式附裝于鏈輪的鏈輪環(huán)，將亦能夠發(fā)生某小角度的一彈性變形，以和鏈條、皮帶、繩索或其它轉(zhuǎn)矩傳送元件的力線一致，故顯著的重量可省下;無需腐蝕防護(hù)及潤(rùn)滑;對(duì)鏈條較柔順;內(nèi)裝的護(hù)鏈裝置;廣泛的顏色選擇，因此使美觀上令人滿意，而且保持技術(shù)上的及商業(yè)上的競(jìng)爭(zhēng)性。
本發(fā)明將通過附圖及實(shí)施例，進(jìn)行詳細(xì)的說明，附圖中

圖1為鏈輪的正視圖，圖中只顯示出少量鏈輪的齒10及輻射狀肋12，12a，12b。
圖2為圖1的側(cè)視圖，其上半部為截面圖(剖面Ⅹ-Ⅹ)。
圖3為一個(gè)三鏈輪組的部分側(cè)視圖，其中鏈輪齒10。直接或間接地通過鏈輪環(huán)32，34，36，可永久或暫時(shí)地安裝于鏈輪環(huán)22上。圖中也示出護(hù)鏈裝置38為永久或暫時(shí)地安裝于最大的鏈輪環(huán)上。
在圖1中，曲柄14所顯示的位置，為通過中央金屬板18，鏈輪輪轂20，輻射狀肋12，12a，12b，鏈輪環(huán)22及鏈輪齒10，能夠傳送最大轉(zhuǎn)矩到鏈條16的位置。輻射狀肋12，12a，12b幾何形狀的選擇，將視鏈輪的負(fù)載，制造的過程及材料，可利用性以及使用者的喜好而視其程度而定。
鏈輪環(huán)22可以整體的含有齒10，如圖1及圖2中，其所顯示的以單一不具鏈輪防護(hù)罩的鏈輪，或者如圖3所示。以附屬的方式安裝其上，圖3為多鏈輪之實(shí)施例。
虛線24及26顯示在自行車騎乘的過程中，齒10肋12，12a，12b分別所在的粗略而放大的位置。
該位置是完好地在材料的彈性限度范圍內(nèi)，然后在曲柄14到達(dá)垂直位置A的時(shí)候，產(chǎn)生彈性位移之鏈齒10及肋12，12a，12b將已回復(fù)到它們未受負(fù)載的位置。
為了產(chǎn)生這種結(jié)果，一個(gè)順時(shí)針方向的轉(zhuǎn)矩需已作用于鏈條16，而支持著處于迅速失去轉(zhuǎn)矩至0之階段的曲柄14。
從圖2可以看到，輻射狀肋12，12a，12b的寬度均勻地增加到和鏈輪輪轂20相同的厚度，在輪轂20，中央金屬18和鏈輪整體鑄成作為一嵌入物，且在相鄰肋12，12a，12b之間所有的空間28中沒有聚合物。
從圖3可以看到，多鏈輪組使用和圖1及圖2之單一鏈輪幾乎相同的輻射狀肋12，12a，12b，以改進(jìn)應(yīng)用轉(zhuǎn)矩的特性。其亦顯示出安裝于從組32配件之最大鏈輪的護(hù)鏈裝置38，該配件亦能以類似單一鏈輪的情形制成。
為經(jīng)濟(jì)的制造，中央金屬板18將具有小的導(dǎo)桿孔30，直到知道它所結(jié)合之曲柄是何種形狀。
依本發(fā)明設(shè)計(jì)及制造的單一或多鏈輪組，會(huì)改進(jìn)此類機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩傳送特性。
權(quán)利要求
1.一種曲柄驅(qū)動(dòng)輪能夠在當(dāng)曲柄通過薄肋的多個(gè)周圍的彈性傳送最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，貯存能量，并且能夠在曲柄傳送最小轉(zhuǎn)矩的時(shí)候，幾乎能立刻將所貯存之能量釋回到輪緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的曲柄驅(qū)動(dòng)輪，其特征在于肋與限定為輪胎的輪之中央部分，以及限定為主輪緣的輪之外圍部分相結(jié)合，它對(duì)其參考圓成輻射狀或相切，或?yàn)檫B續(xù)曲線的一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的曲柄驅(qū)動(dòng)輪，其特征在于薄肋的幾何形狀為使得與它安裝的主輪緣及任何其它輪緣或環(huán)也允許有某小角度的彈性變形，以與鏈條，皮帶，繩索或其它轉(zhuǎn)矩傳遞元件的力線一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的曲柄驅(qū)動(dòng)輪，其特征在于肋與限定為輪胎形狀為使安全轉(zhuǎn)矩傳送所需之橫向剛性不會(huì)顯著地減少。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的曲柄驅(qū)動(dòng)輪，其特征在于傳送轉(zhuǎn)矩的輪緣不需在如主輪緣的相同旋轉(zhuǎn)面內(nèi)，但需直接或間接地與主輪緣連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的曲柄驅(qū)動(dòng)輪，其特征在于整個(gè)以及必然地連薄肋，可由金屬或非金屬材料制成，雖然在一個(gè)常見的實(shí)施例中如自行車鏈輪組，聚合物具有附加的優(yōu)點(diǎn)。
全文摘要
一種曲柄驅(qū)動(dòng)輪能夠在當(dāng)曲柄通過薄肋的多個(gè)周圍的彈性傳送最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，貯存能量，并且能夠在曲柄傳送最小轉(zhuǎn)矩的時(shí)候，幾乎能立刻將所貯存之能量釋回到輪緣。
文檔編號(hào)B62M1/10GK1058756SQ9110541
公開日1992年2月19日 申請(qǐng)日期1991年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月6日
發(fā)明者斯蒂芬·卡普 申請(qǐng)人:斯蒂芬·卡普