齒盤的制作方法

本發明涉及用于自行車的齒盤裝置的具有第一齒盤片段和第二齒盤片段的齒盤。另外，本發明涉及帶有根據本發明的齒盤的齒盤裝置和用于自行車的傳動裝置。

背景技術：

經常，嘗試避免前齒盤處在負荷下成問題地換擋，作為此的替代，嘗試通過對應形成的后部多鏈輪裝置，實現盡可能好的齒輪速比范圍的覆蓋面。單個前齒盤與大數量的11或12個后鏈輪一起常常實現良好的覆蓋范圍。由于后輪上的大數量的軸向相鄰鏈輪，多鏈輪裝置的寬度無疑被放大。與齒盤嚙合的鏈條也通過軸向固定的單個齒盤被軸向固定在前齒盤上。然而，在后輪上，當鏈條在軸向方向上從最小鏈輪換擋到最大鏈輪時，鏈條必須克服幾厘米的區段。這樣越來越多地導致鏈條傾斜(也被稱為偏斜)運行，這對傳動的效率、磨損感受性和噪聲產生負面影響。

現有技術中已知應對該問題的可能解決方案。因此，提供將適于鏈線的軸向可移位的單個齒盤。在us6,173,982b1、us2013/008282a1和de102015104670a1中公開了不同的方法。由于當鏈條偏斜時出現的軸向力，單個前齒盤將移位并且對應于鏈條在后鏈輪裝置上位置而對準。為此原因，齒盤被安裝成例如憑借滑動軸承或關節能軸向移位。這里的問題是，當踏板上有壓力時，在后部多鏈輪裝置上出現換擋。齒盤(也被稱為牙盤)嚙合鏈條并且當踏板上有壓力時處于負荷下，即，鏈條張緊并且將齒盤壓貼軸承裝置。因此，齒盤在張緊的傳動鏈條的滿負荷下軸向移動，這常常導致齒盤在軸承裝置上傾斜并且使得難以移動。必須附帶說明，從鏈條作用于齒盤上的軸向力相對小并且經常不足以確保齒盤的位移。

現有技術還公開了包括至少一個分段的齒盤的多齒盤裝置。這些齒盤片段沒有沿著它們在周向方向上的端部連接在一起，因此相對于彼此并且獨立于彼此能相對自由地移動。這些片段可憑借換擋輔助(例如，線纜牽引)傾斜或軸向移位進入鏈線，進而移動成與鏈條接合。當改變前齒盤處的傳動比時，鏈條因此沒有在固定相鄰齒盤之間遷移，但相反地，齒盤移位進入固定鏈線。所述裝置的目標是促成相鄰前齒盤之間的換擋，而同時并沒有改變鏈線。所述方法無疑并沒有克服恰恰在具有一個單個前齒盤和數量增加的后鏈輪的裝置的情況下出現的鏈條偏斜的缺點。

技術實現要素：

所述問題是通過根據本發明的齒盤解決的。

用于自行車的齒盤裝置的根據本發明的齒盤包括第一齒盤片段和第二齒盤片段。第一齒盤片段和第二齒盤片段可布置成能繞著旋轉軸a旋轉。所述第一齒盤片段包括周向方向u上的第一前端和第一后端。第二齒盤片段包括周向方向u上的第二前端和第二后端。第一齒盤片段的第一前端和第二齒盤片段的第二后端以可移動的方式連接，使得第一齒盤片段和第二齒盤片段能夠在旋轉軸的方向上彼此相對移動。第一齒盤片段和第二齒盤片段包括沿著其外周緣的多個齒，所述多個齒用于接合在傳動鏈條中。

相鄰片段在周向方向u上的連接導致一個片段的軸向移動相對于其相鄰片段被界定。與現有技術相反，個體片段不能夠以非界定方式或獨立于相鄰片段移動。

齒盤的分段允許不處于負荷下或僅處于小負荷下的齒盤片段軸向移位。齒盤片段在運行到鏈條中時主要與鏈線對準。恰好當片段的第一齒移動至接合鏈條時，甚至在它們處于負荷下之前，也就是說，在鏈條輥與齒的負荷邊緣相互作用之前，齒盤片段軸向移位。當片段的第一齒移動至接合鏈條時，也就是說，運行到鏈條中時，初始地只有鏈條偏斜的軸向力f作用于齒，然而卻沒有張力z。片段在所述區域中移位最容易。一但片段處于負荷下，該片段的移位就不太順利了。

在這種情況下，優點是根據本發明的分段齒盤的片段更容易在軸向方向上移位，因為相比于一體的齒盤，并非是整個齒盤處于鏈條的負荷下。如上所述，在傳動鏈條的輥與齒的負荷側面相互作用之前，片段不處于負荷下。

為了更好地理解，以可旋轉的方式安裝在自行車上的齒盤可被劃分成兩個大致相等的區域或對半：前區域，當向踏板施加壓力時，該前區域恒定處于負荷下，在自行車行駛的方向上指向前并且接合鏈條，和后區域，該后區域恒定地無負荷并且沒有接合鏈條。然而，出于簡化的原因，以下將討論對半，即使所述對半沒有精確地構成齒盤的一半。

具有其兩個片段的齒盤繞著旋轉軸a旋轉，使得以交替方式，第一和第二齒盤片段進入負荷下的區域中，再離開該區域。

恰好當齒盤片段運行到傳動鏈條中時，片段初始地無負荷，使得來自偏斜鏈條并作用在齒盤片段上的相對小的軸向力足以將該齒盤片段在軸向方向上移動。

第一和第二齒盤片段因此根據鏈條的偏斜逐漸以交替方式在沿著旋轉軸a的方向上移動。主要在片段接合在傳動鏈條中時(也就是說，在每半個曲柄旋轉時)出現移動。齒盤片段的軸向移動由能與其以可移動的方式連接的其相鄰片段界定。

第一齒盤片段優選地在其第一前端包括突起，第二齒盤片段優選地在其第二后端包括凹陷。第一和第二齒盤片段能通過所述突起接合在所述凹陷中而連接在一起。

以特定優選方式，類似于舌榫連接，形成這種連接，這些片段可以在軸向方向上相對于彼此移動。

原理上，料想到適于將第一和第二齒盤片段在它們的在周向方向u(過渡區域)上相互面對的端部處連接從而能相對于彼此在旋轉軸a的方向上移動的目的的任何類型的連接。諸如例如突起和凹陷或舌榫的元件的嚙合是可用的。在這種情況下，突起或凹陷可布置在第一或第二片段上。

齒盤片段的端部的形式可以相同或不同。在優選實施方式中，片段的前端包括凸出形式并且后端包括凹進形式。然而，還將料想到以線性方式實現片段的端部。

當在旋轉軸a的方向上觀察時，突起的寬度優選地小于凹陷的寬度，使得可以在旋轉軸a的方向上進行第一齒盤片段和第二齒盤片段之間的相對移動。

這意味著，突起的寬度在軸向方向a上比凹陷的寬度小，因此在片段之間形成所期望的移動空間。

以特別優選的方式，軸向方向a上的突起的寬度和凹陷的寬度之間的差異是大致0.7mm。所形成的軸向間隙允許在每次曲軸旋轉時第一齒盤片段相對于第二齒盤片段在軸向方向上移動最大0.7mm。

通過連接時的間隙來限定片段相對于彼此或針對相鄰齒盤片段的最大移動。間隙越大，每次曲柄旋轉時的相對移動越大。片段的相對移動導致整個齒盤在軸向方向a上逐漸移位。

一方面，片段之間的軸向間隙或移動空間被確定尺寸成足夠大，使得每次曲柄旋轉時，片段在軸向方向a上移動足夠遠。另一方面，間隙不必太大，因為否則傳動鏈條可以不想要的方式脫離齒盤。

齒盤片段進而整個齒盤在軸向力f的作用下在旋轉軸a的方向上移動。當傳動鏈條的鏈節接合齒時，軸向力f從傳動鏈條施加到齒盤上。當鏈板與齒的斜面相互作用時，鏈條的軸向力f被傳輸到片段。鏈條的偏斜越小，在鏈板和齒的斜面之間有接觸之前，齒陷入鏈條中越深。因此，當鏈條偏斜減小時，片段的軸向移動也減小。

在理想情況下，前齒盤和所選擇的后鏈輪位于一個平面上—在鏈條上沒有橫向負荷的理想鏈線。相對于所述理想鏈線的偏離被指定為偏斜。傳動鏈條的偏斜越大或者鏈條與齒盤的角度越大，因偏斜而執行的齒盤片段的軸向移動越大。根據偏斜方向，軸向力f將向內或向外作用并且將齒盤對應地沿著旋轉軸a移動。齒盤沿著旋轉軸a移動，直到偏斜沒有帶來負荷或者幾乎沒有帶來任何負荷，也就是說，形成幾乎理想的鏈線。

然而，實際上，用于齒盤的軸向空間可小于多鏈輪裝置的寬度，使得可只在中間齒輪速比范圍中實現理想狀態。但是，真實地，恰好在最大和最小鏈輪上的極端位置中可注意到減小偏斜的積極效應。

在這種情況下，有利地，因鏈條的軸向力f，齒盤被自動地對準。不需要在齒盤和鏈條的系統中引入其他力。當出現時，例如，當因致動線纜而換擋時，不必有來自外部的控制。根據鏈條的偏斜，齒盤被自動地原樣對準并且形成至少大致理想的鏈線。并不需要現有技術中公開的用于使片段移位的另外裝置。

多個齒優選地包括交替的第一齒和第二齒，第一齒不同于第二齒。

以特別優選的方式，第一齒和第二齒在它們的形式和/或它們的尺寸方面有所不同。第一齒和第二齒在它們在軸向方向上和/或徑向方向上和/或周向方向上的延伸量也可有所不同。另外，第一和/或第二齒可不對稱地在軸向方向上和/或周向方向上實現。參照齒的齒頂端、側面角度和斜面，齒的形式可有所不同。現有技術公開了對傳動鏈條的引導特性產生有利影響的各種實施方式。例如，第一齒被實現得被第二齒厚、寬和/或長。

在這種情況下，多個齒中的齒不必都要實現為交替的第一齒和第二齒。還可料想到一串至少三個交替的第一齒和第二齒(厚、薄、厚)。

移動至接合齒的傳動鏈條還可對應于各種方式實現的第一齒和第二齒而實現。鏈條的內板和外板匹配第一齒和第二齒。所述匹配需要第一齒一直接合在由外板形成的鏈節中并且第二齒一直接合在由內板形成的鏈節中。這只有當齒盤包括偶數數量的齒時才出現。用第一片段和第二片段的增加數量的齒來形成整體數量的齒。不同的第一齒和第二齒連同對應匹配的傳動鏈條改進了齒和傳動鏈條之間的連接并且如果存在沖擊，降低了鏈條跳離齒盤的風險。各種方式實現的交替齒用于(尤其是)只具有一個單個齒盤的傳動器。這里，改進嚙合的優點特別大。

以特別優選的方式，布置在齒盤片段的端部的區域中(過渡區域中)的齒被實現為比剩余齒小或短。作為此替代形式，第一片段和第二片段之間的過渡區甚至沒有第一齒和第二齒。沒有齒的過渡區域或具有較小齒的過渡區對軸向力f從鏈條傳輸到片段因此對整個齒盤的移動產生積極影響。鏈條設置有按一定角度進入過渡區的更多空間，這導致齒處的軸向力f增大。

第一和第二齒盤片段優選地以相同方式實現。相同的實現便于制作片段并且節省了成本和時間。

無疑只有各片段包括偶數齒，才可以同時實現具有交替的第一和第二齒的齒盤片段。在每個片段存在偶數齒的情況下，在任何情況下，第一齒布置在片段的前端并且第二齒布置在片段的后端。

具有交替的第一和第二齒和偶數數量的齒的片段在任何情況下包括其前端和后端的相同齒。在任何情況下在其前端和后端具有第一厚齒的、具有例如23個交替的第一齒和第二齒的片段不可避免地要求具有跟隨厚齒的薄(也就是說，第二)齒的相鄰片段。因此，關于第一和第二齒的順序，片段是相同的。

將可預料到，不同地形成也超過齒串的齒盤片段。片段可在周向方向u上實現為具有不同大小。根據腳踏板的角度，將踏板力可變地很好地傳輸到齒盤。在非工作點(deadpoint)不傳輸力。片段大小進而相鄰片段之間的過渡可匹配所述改變力比率。

第一和第二齒盤片段均優選地包括支承元件。支承元件布置成與片段的前端軸向偏離。支承元件被布置和實現成使得它與面對它的傳動鏈條的外表面相互作用。

根據支承元件裝置在片段的哪個面上，傳動鏈條的所述面的板接合在齒和支承元件之間。處于偏斜狀態的傳動鏈條的外表面被支承于支承元件上，使得來自傳動鏈條的軸向力f被傳輸到齒，另外傳輸到支承元件。根據偏斜的方向，軸向力f在所述相同方向上作用于齒和支承元件二者上并且支持片段的軸向移動。如果空間允許，則片段兩側的支承元件將是特別有利的，因為不管偏斜方向如何，軸向移動將得到支持。然而，在大部分情況下，齒盤和支架之間的空間受到如此限制，使得只可能將支承元件安裝在片段的外表面上(也就是說，安裝于行駛方向上的齒盤的右邊)。

優選地，第一齒盤片段的第一后端和第二齒盤片段的第二前端以可移動的方式連接。

因此，在任何情況下，第一和第二片段在它們的前端和后端連接在一起并且用兩個片段來形成閉合齒盤。在具有不止兩個片段的實施方式的情況下，片段的前端和后端在任何情況下接合在不同的相鄰片段中。

不管齒盤片段的數量如何，具有可移動連接片段的齒盤的操作原理都存在。連同兩個片段，可料想到相同或不同尺寸的許多互連的齒盤片段。劃分成6個相同片段是特別優選的。具有許多片段的實施方式導致在每次曲柄旋轉時在軸向方向上完成許多小步進。在任何情況下，隨著片段運行，完成此步進。倘若有6個片段，這在每次曲柄旋轉時產生6個小步進，在軸向方向上的步進大小由相鄰片段之間的軸向間隙大小限定。

齒盤的根據本發明的開發在原理上不限于圓形實現方式。還將可預料到由兩個或更多個片段組成的卵形或橢圓形齒盤。這些非圓形的齒盤遭遇以下事實：由于非工作點，導致騎自行車的人沒有在各曲柄位置向踏板施加相同力。

另外，本發明涉及用于自行車的腳踏板的齒盤裝置。齒盤裝置包括根據本發明的齒盤和星形部件。星形部件適于被緊固成能繞著旋轉軸a旋轉。星形部件還被實現為以轉矩傳輸方式將齒盤連接到腳踏板，齒盤安裝在星形部件上從而能移動，以使得齒盤能夠在旋轉軸a的方向上相對于星形部件移動。

在這種情況下，星形部件可與腳踏板一體地實現或者可作為單獨部件以轉矩傳輸方式連接到腳踏板。如果齒盤裝置安裝在腳踏板上，則腳踏板隨星形部件和齒盤一起繞著旋轉軸a旋轉，旋轉軸a對應于踏板軸承的軸線。星形部件被安裝成能繞著軸a旋轉，但是以其他方式固定在所有其他方向上。相比之下，齒盤被安裝成能繞著旋轉軸a旋轉并且同時能沿著所述軸a移動。齒盤以轉矩傳輸方式接合星形部件。因此，齒盤隨星形部件一起旋轉并且可相對于星形部件在軸向方向上移動。片段和整個齒盤相對于星形部件的軸向移動基本上沿著旋轉軸a進行線性移動。

可按各種方式解決星形部件上的齒盤的可移動軸承裝置。軸承點的數量和軸承裝置的類型二者可有所不同并且在專家的自由決定范圍內。為堅固的軸承裝置，各片段提供兩個或更多個軸承。一般來講，軸承裝置是齒盤片段和星形部件之間的在旋轉軸a的方向具有至少一個自由度的連接。出于此原因，軸承裝置常常包括齒盤片段上的軸承元件以及星形部件上的對向軸承。片段上的軸承元件與星形部件上的對向軸承相互作用，使得片段能夠相對于星形部件在軸向方向上移動。

第一和第二齒盤片段優選地均包括第一軸承元件。以特別有利的方式，第一軸承元件布置在周向方向u上的前端的區域中，特別地，在齒盤片段的前端的前部區域中。第一軸承元件優選地被實現為開口、導向面或螺栓。

以特別有利的方式，第一和第二齒盤片段均包括第二軸承元件。以特別有利的方式，第二軸承元件布置在周向方向u上的齒盤片段的后端和中心部分之間的區域中。第二軸承元件優選地被實現為開口、導向面或螺栓。

被實現為導向面的第一和/或第二軸承元件優選地布置在齒盤片段的內周表面上。

星形部件優選地包括均具有第一對向軸承的第一臂和第三臂。第一對向軸承優選地被實現為開口、導向面或螺栓。

以特別有利的方式，星形部件包括均具有第二對向軸承的第二臂和第四臂。第二對向軸承優選地被實現為開口、導向面或螺栓。

齒盤片段上的第一軸承元件優選地被實現為開口并且與被實現為螺栓的星形部件上的第一對向軸承相互作用。顯而易見，螺栓還可在相反方向上實現在齒盤片段上，和開口實現在星形部件上。

為了允許齒盤片段進而齒盤相對于星形部件在旋轉軸a的方向上移動，螺栓的直徑小于開口的直徑。螺栓和開口之間的各種大小直徑所產生的間隙使得能夠在片段和星形部件之間相對移動。

開口優選地包括斜道。斜道允許齒盤片段相對于星形部件傾斜。

片段相對于星形部件的傾斜移動支持并且加速齒盤沿著旋轉軸a的軸向移動，因此實現了理想的鏈線。傳動鏈條的偏斜既導致片段繞著星形部件的螺栓傾斜又導致沿著螺栓使片段軸向移位。

齒盤片段上的第二軸承元件優選地被實現為導向面并且與也被實現為導向面的星形部件上的第二對向軸承相互作用。在這種情況下，齒盤片段的導向面在旋轉軸a的方向上沿著星形部件的導向面移動。

為了進行堅固的軸承裝置，齒盤片段在任何情況下包括兩個軸承元件，這兩個軸承元件在任何情況下與星形部件上的兩個對向軸承相互作用。在這種情況下，這可以是片段上的兩個相同方式實現的軸承元件(諸如，例如，與星形部件上的兩個對向軸承(例如，兩個螺栓)相互作用的兩個開口)。然而，這兩個軸承元件及其對向軸承還可不同地實現。

齒盤裝置優選地包括一個單個齒盤。在僅僅具有一個齒盤(單個齒盤)的齒盤裝置的情況下，后部多鏈路裝置具有增大數量的鏈輪。高數量的鏈輪確保了騎自行車的人具有足以從中選擇的齒輪。然而，同時，高數量的鏈輪還導致多鏈輪裝置加寬和鏈條最終的偏斜。對于恰好在這些裝置的情況下抵消偏斜而言，根據本發明的齒盤是極其重要的。

本發明還涉及一種自行車的傳動裝置。該傳動裝置包括根據本發明的齒盤裝置、用于后輪轂的多鏈輪裝置、傳送鏈條和后變速器。傳動鏈條被實現為接合在齒盤裝置的根據本發明的齒盤和多鏈輪裝置的鏈輪中。傳動鏈條還被實現為將傳動力z從齒盤裝置傳輸到多鏈輪裝置。后變速器被實現為將鏈條定位在多鏈輪裝置的其中一個所述鏈輪上，其中，齒盤裝置的齒盤沿著旋轉軸a與傳動鏈條在多鏈輪裝置上的位置對準。

鏈條在后部多鏈輪裝置上的位置取決于傳動比或齒輪的選擇。根據已經選擇了多鏈輪裝置中的哪個鏈輪，鏈條位置在軸向方向上改變。鏈線和鏈條偏斜也以對應方式改變。前齒盤根據鏈條在后部多鏈輪裝置上的位置沿著其旋轉軸a對準。鏈條的偏斜因此被抵消。

因傳動鏈條偏斜而傳輸的軸向力f，優選地自動使齒盤的對準出現。鏈條的偏斜越大，軸向力f越大。相反地，在偏斜減小的同時，從鏈條作用于齒盤上的軸向力f減小。齒盤沿著旋轉軸a移動，直到傳動鏈條的偏斜已經被抵消并且已經形成了大致理想的鏈線。不需要用于將齒盤或其片段主動移位的附加致動元件。

然而，原理上，可以通過這些附加致動裝置將齒盤主動對準。在這種情況下，機械、電氣、電子、機電、氣動還有液壓致動系統是可預料到的。可既手動又自動地控制所述致動裝置。在電動自行車齒輪改變機構的框架內，如在例如de1020133015946a1中已知的，可以利用電動機作為用于主動對準齒盤片段的致動裝置。可既由騎車者手動地又自動地控制電動機。自動控制可以是基于傳感器，這些傳感器檢測盒子上的鏈條位置并且向齒盤的致動裝置的控制單元發送對應信號，從而以對應方式對準它。還將可料想到，傳感器測量鏈條的偏斜或其軸向力并且對應地控制以進行對準。這種主動裝置將無疑比齒盤的自動對準更復雜更昂貴，但將帶來以下優點：相對于理想鏈線的甚至非常小的偏差可被抵消；倘若進行自動控制，甚至不需要騎自行車的人的輔助。

傳動裝置的多鏈輪裝置優選地包括至少11個鏈輪。以特定優選方式，多鏈輪裝置包括12或13個鏈輪。

然而，還可料想到具有更小或甚至更大數量的各種大小鏈輪的多鏈輪裝置。根據應用的區域，在相鄰鏈輪之間進而還在相鄰傳動比之間的跳躍可或大或小地大。恰恰在用于越野自行車的傳動器的情況下，大的傳動比范圍是重要的，即，最小和最大鏈輪的齒數量之間的差異大，以提供適于上坡下坡行進的傳動比。

以特別優選的方式，傳動裝置的多鏈輪裝置包括具有交替的互不相同的第一和第二齒的至少一個鏈輪。鏈輪的第一和第二齒的形式和/或尺寸互不相同。

以與齒盤的第一和第二齒類似的方式，關于齒的厚度、長度、對稱性、斜面等，齒可互不相同。齒被實現為，使得一方面，鏈條的引導得以改進，但另一方面，相鄰鏈輪之間可能有平穩的換擋。

附圖說明

圖1是具有根據本發明的傳動裝置的自行車；

圖2是用于示出根據本發明的對象的示意圖；

圖3是根據本發明的齒盤的視圖；

圖4a是與傳動鏈條接合的根據本發明的齒盤的立體圖，其中片段相對于彼此對準；

圖4b是與傳動鏈條接合的根據本發明的齒盤的立體圖，其中片段相對于彼此移位；

圖5a是根據本發明的齒盤裝置的星形部件的外部視圖；

圖5b是圖5a中的星形部件的內部立體圖；

圖6a是根據本發明的齒盤裝置的外部視圖；

圖6b是圖6a中的根據本發明的齒盤裝置的內部視圖；

圖7是帶有與傳動鏈條接合的腳踏板的齒盤裝置；

圖8是用于示出傾斜移動的展示；

圖9a是帶有腳踏板的根據本發明的齒盤裝置的第二實施方式的外部視圖；

圖9b是圖9a的齒盤裝置的內部視圖；

圖9c是沿著c-c線的圖9a中的齒盤裝置的剖視圖；

圖9d是沿著d-d線的圖9a中的齒盤裝置的剖視圖；

圖9e是圖9c中的細節的放大視圖；

圖10a是帶有腳踏板的根據本發明的齒盤裝置的第三實施方式的外部視圖；

圖10b是圖10a中的齒盤裝置的外部立體圖；

圖10c是圖10b中的齒盤裝置的內部立體圖。

具體實施方式

圖1示出具有根據本發明的傳動裝置的自行車。以下使用的方向說明“上方/下方”和“后方/前方”涉及當在行駛方向上觀察時的自行車或其傳動器。方向說明“內部/外部”涉及安裝在自行車車架上的傳動器并且描述傳動元件相對于自行車車架布置在什么地方。因此，例如，在后部多鏈輪裝置80上，比相鄰較大鏈輪更靠外部地布置最小鏈輪，相反地，比相鄰較小鏈輪更靠內部地布置最大鏈輪。方向說明“軸向”涉及齒盤和整個腳踏板裝置的旋轉軸a。為了驅動自行車，腳踏板60繞著旋轉軸a在旋轉方向d上順時針旋轉。方向說明“徑向向外”和“徑向向內”描述了徑向方向上的與旋轉軸a的距離。周向方向u涉及齒盤的周緣。

腳踏板60以轉矩傳輸方式連接到星形部件40。個體前齒盤包括兩個片段10、20并且能沿著旋轉軸a(在軸向方向a上)相對于星形部件40移動。沿著其周緣徑向向外地，片段10、20包括與傳動鏈條30接合的多個齒2。前腳踏板裝置憑借傳動鏈條30以力傳輸方式連接到后部多鏈輪裝置80，使得騎行者的踏板力所生成的轉矩可被傳輸到自行車的后輪。傳動鏈條30可在后變速器90的輔助下在多鏈輪裝置80的相鄰鏈輪81之間來回移動。傳動鏈條30提供了閉合圓形，該閉合圓形在前齒盤和后鏈輪81之間在上部區域中傳輸張力。鏈條30的所述區域處于張力或負荷下并且還被稱為負荷鏈或拉動鏈31。相比之下，鏈條30的底部部分沒有處于張力或負荷下并且也可被稱為松弛鏈32。

自然地，根據本發明的傳動器不僅適于所示出的公路自行車，而且還可用于多種自行車類型(諸如，山地自行車、旅行自行車或智能自行車(e-bicycle))。

圖2是處于三個不同換擋位置的傳統自行車傳動器及其鏈線的俯視圖的示意性展示。該展示用于示出根據本發明的對象。傳統自行車傳動器包括軸向固定的單個前齒盤k、具有尺寸不同的10個相鄰鏈輪r的后部多鏈輪裝置m和將前齒盤k連接到后鏈輪r之一的鏈條c。虛線提供了鏈條c或其鏈線。鏈條c可憑借后變速器(未示出)從一個鏈輪r移動到另一個，并且根據需要，設置在多鏈輪裝置m上。傳動器的傳動比根據鏈條c在多鏈輪裝置m上的位置而改變。與之關聯地，鏈線因此也改變。

如在介紹中描述的，鏈線提供鏈條在前齒盤和后鏈輪之間的路線。理想地，齒盤和鏈輪對準，使得鏈線筆直延伸并且可以以最高效率和最小磨損量進行最佳力傳輸。圖2示出具有對應鏈線的處于三個不同位置的鏈條c：

i.鏈條c接合最小鏈輪r。鏈條c處于偏斜狀態。鏈線以相對于齒盤k的一定角度向外延伸。軸向力f從鏈條c向外作用于齒盤k上。

ii.鏈條c接合中間鏈輪r。鏈線在前齒盤k和后鏈輪r之間筆直延伸，因此是理想的—所期望的鏈線，不偏斜。不存在軸向力f。

iii.鏈條c接合最大鏈輪r。鏈條c處于偏斜狀態。鏈線以相對于齒盤k傾斜地向內延伸。軸向力f從鏈條c向內作用于齒盤k上。

如果鏈條處于上述位置之間，則對應地偏斜越小并且軸向力越小。

因為鏈條因單個前齒盤而沒有軸向移動，所以鏈線僅僅取決于后鏈輪上的位置。位置i和iii中存在的偏斜對齒盤和鏈輪之間的力傳輸效率、磨損和噪聲產生造成不利影響，應該被避免。偏斜越大，對應地不利越大。增加鏈輪數量并且與之關聯地加寬了多鏈輪裝置，這導致鏈條在在最小鏈輪和最大鏈輪上的極端位置經歷甚至更大的偏斜。然而，多鏈輪裝置的寬度不僅僅是由鏈輪的數量確定的，而且是由鏈輪材料的厚度確定的。因此，用電動機進行操作的自行車的鏈輪照例形成得更寬且更堅固，這樣還導致極端位置處有大量偏斜。

圖3示出具有第一齒盤片段10和第二齒盤片段20的根據本發明的齒盤1。片段10、20在其端部連接在一起，以便能移動。在這種情況下，第一齒盤片段10的第一前端11接合第二齒盤片段20的第二后端22。另外，第二齒盤片段20的第二前端21也接合第一齒盤片段10的第一后端12。這兩個片段10、20因此形成閉合的齒盤1。

齒盤片段10、20在其前端11、21上均包括開口15、25。在周向方向u上起作用的導向面16、26和止動件17、27在其內周緣上實現。實現開口15、25、導向面16、26和止動件17、27，以在安裝狀態下與星形部件40(這里未示出)相互作用。

齒盤1或其片段10、20包括多個齒2，這多個齒2沿著齒盤1的外周緣在周向方向u上徑向向外延伸。這多個齒2由第一齒3、5和第二齒4、6組成，第一齒3、5被實現為比第二齒4、6更厚。第一齒盤片段10和第二齒盤片段20均以交替方式包括厚齒3、5和薄齒4、6。這多個齒2的整體數量是偶數齒，在所示出的示例性實施方式中，齒盤1包括46個齒。因此，各片段10、20具有奇數個(23個)齒，這導致片段10、20就第一齒3、5和第二齒4、6的順序而言有所不同。第一齒盤片段10在其前端11上和其后端12上均包括作為端部齒的第一厚齒3。為了保持交替次序的厚齒和薄齒，第二齒盤片段20在其前端21和其后端22上對應地均包括第二薄齒6。除去齒順序之外，齒盤片段10、20沒有互不相同。

在具有例如48個齒的齒盤的情況下，在這兩個片段上均將存在偶數個(24個)齒。這將導致這兩個齒盤就齒順序而言也是相同的。這兩個片段可在其前端上包括第一(厚)齒并且在其后端上包括第二(薄)齒。將提供周向方向上的第一和第二齒的交替順序。簡化地制作用相同地實現的片段是有利的，因為只需要一個模具或一個工具。

具有不止兩個片段的齒盤也將是能預料到的。然而，這種齒盤的設計將徹底地對應于以上的設計。這些片段還可用相同方式實現并且將其端部均連接到相鄰片段。

圖4a和圖4b均示出根據本發明的齒盤的立體圖以及具有(一旦相對于彼此對準并且一旦相對于彼此移位就)處于不同位置的片段的細節的放大視圖。它們示出齒盤片段10、20相對于彼此的移動性。當齒盤1優選地在鏈條30的軸向力f的作用下在軸向方向上移動時，示出了鏈條30的接合多個齒2的部分。鏈條30的上部部分沒有被示出是為了改進片段的展示。

圖4a示出齒盤1，兩個齒盤片段10、20相對于彼此在一條線上對準。細節的放大視圖示出能移動地連接到第二齒盤片段20的后端22的第一齒盤片段10的前端11。在這種情況下，第一齒盤片段10的突起13接合在第二齒盤片段20的凹口14中并且相對于凹口14居中設置。片段10、20在所述位置保持相對于彼此對準，只要所期望的鏈線得以保持，也就是說，沒有力或者只有非常輕微的軸向力f從鏈條30作用于片段10、20的多個齒2上。

一旦鏈條30因后部多鏈輪裝置上的齒輪改變而處于偏斜狀態，鏈條30就離開理想鏈線。在偏斜狀態，來自鏈條30的軸向力f作用于齒盤1或齒盤片段10、20的多個齒2上。在圖4b中示出的情況下，第一齒盤片段10相對于第二齒盤片段20朝向自行車車架向內移位。這暗示著鏈條30處于向內偏斜狀態，也就是說，已經鏈條30從較小鏈輪換擋至較大鏈輪。據此，軸向力f從鏈條30傳輸到片段10、20，這也使它們向內移動。

分步實現所述移動，片段10、20根據曲軸旋轉而相對于彼此移位。通過突起13的尺寸，相對于凹陷24限定和界定各移動步驟。突起13和凹陷24之間的軸向間隙越大，每次曲軸旋轉時片段的相對移動越大。

圖4b另外示出片段10、20中的開口15、25。在其外表面上，開口15、25包括斜道18、28，斜道18、28允許片段10、20在安裝狀態下相對于星形部件40傾斜。首要的是，在開口的外表面上的斜道18(在細節的放大視圖中示出)對于傾斜是重要的，所述外表面位于徑向外部。對應的傾斜或樞轉軸在圖5a中標記出并且示出第一齒盤片段10相對于星形部件40傾斜所圍繞的軸。對于傾斜移動，還參照圖8。

圖5a和圖5b示出星形部件40的外部和內部視圖。星形部件40包括具有螺栓(不可見)的第一臂41和具有導向面46的第二臂45。另外，星形部件40包括具有螺栓(不可見)的第三臂51和具有導向面56的第四臂55。星形部件40具有用于腳踏板的接納裝置50，接納裝置50允許它將腳踏板以轉矩傳輸方式連接到星形部件40。在所示出的實施例中，第一臂41和第二臂45連接在一起和第三臂51和第四臂55連接在一起。這些臂之間的所述連接有助于剛性，因此有助于星形部件40的穩定性，但不是絕對必要的。

圖5b示出螺栓42、52，螺栓42、52被設計成在處于安裝狀態下接合在片段(這里未示出)的開口中。在所述視圖中可很好地看到軸向止動件48、58和導向面46、56。在安裝狀態下，這些片段用其導向面沿著導向面46、56滑動(參見圖5a中的滑動平面)。軸向止動件48、58界定軸向移動并且防止這些片段從星形部件40掉下。

圖6a和圖6b示出根據本發明的齒盤裝置的外部和內部視圖，該齒盤裝置由具有第一和第二片段10、20的齒盤1和星形部件40組成。片段10、20在其端部嚙合星形部件40并且安裝在星形部件40上，即，星形部件40的螺栓接合在這些片段的開口中并且這些片段的導向面與星形部件40的導向面相互作用。星形部件40包括用于腳踏板的居中的接納裝置50。在所示出的示例性實施方式中，接納裝置50包括周緣齒，周緣齒可移動至與腳踏板上的對應齒接合，以傳輸轉矩。

在圖6b中的內部視圖中，可看到星形部件40的螺栓42、52如何接合在片段10、20的開口15、25中并因此形成星形部件40和片段10、20之間的轉矩傳輸連接。片段10、20通過它們的導向面16、26沿著它們的內周緣安置在星形部件40的導向面46、56上并且可沿著它們的內周緣在滑動平面中移動。在周向方向上，片段10、20的止動件17、27分別與星形部件40的止動件47、57相互作用并且確保在傳動器的旋轉方向d上的轉矩傳輸。

各片段優選地安裝在星形部件40上的至少兩點處。然而，還可按除了所示出的實施例外的方式實現支承裝置，只要它允許片段相對于星形部件40相對移動。

圖7示出根據本發明的齒盤裝置的外部示意圖，所述齒盤裝置處于與部分示出的傳動鏈條30接合的狀態。鏈條的示意性展示示出內鏈板(小輥之間的內部連接線)和外鏈板(小輥之間的外部連接線)。第一和第二齒盤片段10、20分別在兩個支承處連接到星形部件40。腳踏板60以轉矩傳輸方式安裝在星形部件40上，使得騎行者的踏板力能夠借助星形部件40從腳踏板60傳輸到齒盤片段10、20和傳動鏈條30。

在所示出的腳踏板60的位置，第二齒盤片段20處于自行車曲柄裝置的處于與鏈條30接合的前半部。以對應方式，第一齒盤片段10處于曲柄裝置的后半部中，所述后半部表示不與傳動鏈條30接合的大部分部分。到來的鏈條在前齒盤和后部多個鏈輪裝置(這里未示出)之間處于張力或負荷下—到來的鏈條處于負荷鏈31中。相比之下，離開的鏈條不處于張力或負荷下并且處于空鏈32中。

在所示出的位置，第一齒盤片段10恰恰通過前端11上的頭兩個齒接合鏈條30。當片段10進入如示出的鏈條30的負荷鏈31中時，因偏斜造成的軸向力f從鏈條30傳輸到齒，因此傳輸到片段10，然而鏈條的張力未傳輸到片段10。因此，還沒有處于負載下的片段10能夠在軸向方向a上移動。第一片段10的后端12上的最后幾個齒仍然在所述位置接合鏈條30。鏈條30的所述部分處于空鏈31中，因此沒有處于傳動負荷下，使得片段10也沒有承受負荷。處于接合的最后幾個齒沒有傳輸任何傳動負荷，鏈條輥沒有抵靠齒的負荷側面。

如果腳踏板曲軸60在傳動方向上進一步旋轉，則第一片段10在頂部移動至與鏈條30再接合。一旦第一片段10的齒的負荷側面與與鏈條30的輥協作，它們就向鏈條30傳輸傳動力。片段10隨后處于負荷下。與鏈條30接合的齒盤片段10的齒越多，可能越難以軸向移動片段20。鏈條偏斜的軸向力f在某個點處不再足以將處于負載下的片段10在軸向方向上移動。

如果腳踏板60進一步在傳動方向上旋轉，則對第二齒盤片段20重復上述步驟。恰恰在片段20進入鏈條30的負載鏈31中時，鏈條30的軸向力f傳輸到還未處于負載下的片段20并且根據偏斜將它在軸向方向a上移動。

片段10、20相對于彼此的移動由它們的端部處的連接中的間隙來界定。第一片段10和第二片段20在每次曲軸旋轉時在軸向方向a上進行這種相對移動。這意味著，在每次曲軸旋轉時，齒盤分兩步移位(分別在使片段進入時)。只要有軸向力f作用于片段上時，也就是說，只要鏈條處于偏斜狀態，片段或齒盤就發生移位。如果已經實現了理想的鏈線，則沒有更多的軸向力f傳輸到片段的齒并且齒盤保持在所述位置。

圖8示出帶有腳踏板60的根據本發明的齒盤裝置的側視圖，片段10相對于星形部件40傾斜。為了具有更佳可視性，這里的傾斜被示出為在整個齒盤片段上被嚴重夸大。通過開發齒盤片段10、20，可以傾斜。為此目的，片段10、20中的開口15、25優選地包括斜坡18、28。星形部件40的螺栓42、52接合在開口中，斜道允許片段10、20相對于星形部件40傾斜。可在圖4a和圖4b中最佳看到斜道。在所示出的位置，片段10已經移動出豎直面并且相對于豎直面傾斜。依賴于鏈條的偏斜，片段10、20向內或向外傾斜。在所示出的實施例中，片段10向內傾斜，這表明鏈條的向內偏斜，也就是說，在后部多鏈路裝置上從較小鏈輪換擋到較大鏈輪。片段10、20相對于星形部件40的傾斜支持齒盤逐漸移位。因此，這里示出的向內傾斜加速了齒盤沿著旋轉軸a移動。因此發生兩個移動：片段10相對于星形部件40的螺栓42的傾斜移動和片段10沿著星形部件40的導向面46的軸向移動或滑動移動。在圖5a中示出對應的傾斜或樞轉軸和滑動平面。

還可在所述視圖中看到星形部件40上的軸向止動件48。所述止動件界定片段向內的軸向移動并且防止片段從星形部件40掉下。

圖9a、圖9b、圖9c和圖9d示出具有根據本發明的齒盤1'的第二實施方式的腳踏板裝置和對應的齒盤裝置。

對于僅僅在形式和功能方面與第一實施方式略有不同的部分，使用相同的參考符號。

圖9a是具有也由兩個齒盤片段10'、20'組成的齒盤1'的齒盤裝置的外部視圖，齒盤片段10'、20'在其端部以可移動的方式連接在一起。片段10'、20'的端部也互鎖，然而，這時通過外表面上的支承元件77、78并且通過內表面上的凸耳73、74來實現凹陷，片段的端部接合在所述凹陷中。片段10'、20'分別在兩個軸承元件處連接到星形部件40'上的兩個對向軸承，使得它們能夠相對于星形部件40'在軸向方向a上移動。星形部件40'包括四個螺栓42、52、49、59。星形部件40'的兩個螺栓42、49接合在第一片段10'的兩個開口中并且星形部件40'的兩個螺栓52、59接合在第二片段20'的兩個開口中。螺栓49、59分別為片段10'、20'提供第二對向軸承并且取代第一實施方式的導向面。

片段10'、20'分別在其前端上包括支承元件77、78。支承元件77、78固定地連接到片段10'、20'或者與所述片段一體地實現。在所示出的實施例中，支承元件77、78分別與齒盤片段10'、20'鉚接兩次。

圖9b用內部視圖示出另外通過穩定元件75、76來連接兩個片段10'、20'。穩定元件75、76用于加固星形部件40'，同時為片段10'、20'提供內部軸向止動件。

圖9c和圖9d示出通過腳踏板裝置的剖視圖和對應的外部視圖—通過螺栓42、52沿著c-c線切割一次并且通過螺栓49、59沿著d-d線切割一次。

圖9c示出支承元件77、78布置成軸向偏移以靠近片段10'、20'的齒2。

圖9e提供圖9c中的細節的放大視圖。不對稱地實現第二片段20'的齒2。齒頂端沒有居中布置，而是相對于中心偏置。由于齒2的右手邊或外表面上的放大斜面，改進了當齒2滑動進入傳動鏈并因此相對于齒盤片段20'向內或向左軸向移位時的功能。至少部分通過支承元件78的功能來補償齒的左手邊或內斜面的減弱的功能。支承元件78以一定方式安裝在片段20'上，使得移動至接合齒2(這里未示出)中的鏈條的指向外的鏈板接合在齒2和支承元件78之間。處于傾斜狀態的鏈條將因此不僅向齒盤的齒或其片段，而且向支承元件傳輸軸向力f。更精確地，通過鏈板的與齒協作的內表面，向片段的齒傳輸傳動鏈條的軸向力f。根據偏斜，鏈板的內表面壓貼齒的內側(面對自行車車架)或外側(背離自行車車架)。另外，鏈條的外表面壓貼支承元件。在所示出的示例性實施方式中，支承元件77、78出于空間的原因只安裝在片段的一側—即外表面上，使得只有鏈條偏斜在所述一個方向上作用于支承元件78上。因此，齒盤的軸向移動另外得到支承。加速了鏈條與后鏈輪上的鏈條位置對應的對準，并且更快速地形成理想的鏈線。

圖10a示出根據本發明的齒盤裝置的第三實施方式的外部視圖。相比于之前的實現方式，齒盤1″由六個片段10″、20″組成。操作原理保持基本上相同，而不管片段的數量如何。相鄰片段在任何情況下在其端部11″、22″處連接在一起，以便能在軸向方向上移動。端部11″、22″之間的軸向間隙允許片段10″、20″相對于彼此移動。當在鏈條的偏斜方向上運行到傳動鏈條中時，片段在任何情況下在每次曲軸旋轉時都移動(如結合圖7說明的)。在存在6個片段的情況下，每次曲軸旋轉時，發生6個小移動步驟。片段的所述移動步驟導致整個齒盤1″沿著星形部件40″軸向移動。

在所述示例性實施方式中，星形部件40″包括6個相同臂41″。各臂41″在其徑向外端包括兩個對向軸承42″和46″。第一對向軸承42″在任何情況下在片段10″、20″的前端11″、21″處與第一軸承元件15″、25″相互作用。在這種情況下，片段包圍臂41″的端部，使得一方面，轉矩從星形部件40″傳輸到齒盤1″，并且另一方面，片段能夠相對于星形部件40″在軸向方向a上移動。在這種情況下，將片段上的第一軸承元件實現為開口和導向面的組合。星形部件40″上的對應對向軸承被實現為螺栓和導向面的組合。星形部件40″的第二對向軸承46″在片段10″、20″的后端12″、22″處與第二軸承元件16″、26″相互作用。第二軸承元件和第二對向軸承在任何情況下被實現為導向面。片段的導向面在軸向方向a上沿著導向面在星形部件40上滑動。臂41″在它們的徑向指向外的端部連接在一起。這樣增加了穩定性，但不是絕對必要的。在任何情況下相鄰片段的端部能憑借突起13″、23″和凹陷14″、24″以在旋轉軸a的方向上可移動的方式連接在一起。在任何情況下，片段的前端接合在相鄰片段的后端中。突起和凹陷之間的間隙使相鄰片段之間能夠進行相對移動。

除了所述可移動連接之外，相鄰片段10″、20″的面向端部在任何情況下通過銷100連接。通過銷100實現另外連接，使得相鄰片段可無疑在軸向方向上相對于彼此移動，然而，不可脫離徑向方向上的接合。如所示出的，這可通過銷100穿透片段10″的前端11″和相鄰片段20″的后端22″二者來實現。在這種情況下，將銷100壓到片段20″的后端22″中的兩個孔中(壓力配合)。前端11″中的其他孔被實現為大于銷100的直徑(間隙配合)，使得第一片段10″能夠相對于第二片段20″移動。銷100防止片段以不想要的方式脫離星形部件40″。當片段沒有接合傳動鏈條并因此沒有被所述傳動鏈條保持在星形部件40上時，這是特別明顯的。

圖10b和圖10c示出第三實施方式的外部和內部立體圖。所示出的位置示出內部軸向止動件(在該位置上被遮擋)上的齒盤，其中，齒盤已經在軸向方向上與最大后鏈輪中的一個對準。相應地，當齒盤1″與最小后鏈輪中的一個對準時，將到達外部軸向止動件43″。

原理上，內部和/或外部軸向止動件也可被實現為是可調的。這些可調止動件將允許齒盤的最大軸向移動適于各種寬度的后部多鏈輪裝置。在具有大量(12個或更多個)的非常寬的多鏈輪裝置的情況下，齒盤必須完成沿著旋轉軸的比在具有少量鏈輪的窄多鏈輪裝置的情況下更大的軸向移動。

根據本發明的齒盤裝置的組件部分優選地由諸如含或不含合金的鋼、鈦或鋁的材料制成。還可料想到其他材料，特別地，較輕的材料。例如，支承元件優選地由塑料材料制成，特別地，諸如聚苯乙烯或聚酰胺的熱塑性材料，所述塑性材料易于成形。塑料材料還可以是玻璃纖維增強的塑料材料。金屬和熱塑性材料的組合對于重量和噪聲產生是有利的。提供總體可調節還有不可調節的止動件將是有利的，止動件具有由橡膠或塑料材料制成的阻尼元件，以避免齒盤接觸時的噪聲。

為了保護相對于彼此移動的部分不被污染并因此確保無故障功能，根據本發明的傳動器可包括殼體或蓋。蓋防止或減少諸如泥土、灰塵和水的外來主體進入。特別地，應該保護相鄰片段之間的可移動連接以及片段和星形部件之間的軸承不受污染。特別地，在所述區域中，泥土不可滲透的殼體或蓋將是特別重要的。