本發(fā)明涉及一種根據(jù)處于權(quán)利要求1的前序部分中的特征的自行車傳動機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

如此的自行車傳動機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)由自行車騎手引入的力的扭矩的放大。對此使自行車傳動機(jī)構(gòu)匹配于自行車并且齒輪(例如齒環(huán)(zahnkranz))將由自行車騎手產(chǎn)生的扭矩通過鏈條或齒帶傳遞到后輪上。

文件de102010033211b4利用這樣的自行車傳動機(jī)構(gòu)形成了這種類型的現(xiàn)有技術(shù)，即在該自行車傳動機(jī)構(gòu)中太陽齒輪、行星齒輪以及傳動曲柄(triebkurbel)布置在共同的曲柄罩殼內(nèi)部并且曲柄臂借助于引導(dǎo)滾子支撐在同樣布置在曲柄罩殼中的引導(dǎo)軌道處。在已知的傳動機(jī)構(gòu)中已證實為不利的是，腳部在腳踏期間由于在腳踏曲柄的一圈轉(zhuǎn)動的過程中不同的加速而不執(zhí)行均勻的運(yùn)動并且由此引起的結(jié)果是自行車騎手將腳踏運(yùn)動感覺為“跺腳(stampfen)”。

從文件ep1863699b1中已知一種橢圓形的鏈輪(kettenblatt)，該橢圓形的鏈輪在最大的力產(chǎn)生(kraftentwicklung)的范圍中(也就是說大概在腳踏曲柄的90°位置中)具有最大的起作用的直徑。由此最大的扭矩應(yīng)當(dāng)由自行車騎手施加并且能夠傳遞到鏈條上。然而在實踐中在橢圓形的鏈輪的完全的一圈轉(zhuǎn)動期間橢圓形的鏈輪同樣導(dǎo)致帶有腳部的高的和低的加速的階段的不均勻的腳踏感。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

所以本發(fā)明的任務(wù)在于，如下改善這種類型的自行車傳動機(jī)構(gòu)，即由自行車騎手察覺更平穩(wěn)的(runder)腳踏感。

該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明利用權(quán)利要求1的特征部分的特征解決。橢圓形的形狀理解成在平面中的封閉的可連續(xù)兩次微分的凸的曲線。在此齒輪的橢圓形的形狀如此相對于正齒輪傳動機(jī)構(gòu)取向，即使得在腳踏期間腳部的出現(xiàn)在四連桿(viergelenk)中的加速降低。腳踏曲柄相對于橢圓形的鏈輪的位置在一圈轉(zhuǎn)動期間不斷地改變。

根據(jù)本發(fā)明的自行車傳動機(jī)構(gòu)通過在沿均勻的軌跡引導(dǎo)引入力的元件的同時借助于力傳動比(kraftübersetzung)使形成最大的力矩成為可能。引入力的元件在此是自行車騎手的腳部。均勻性一方面由連續(xù)地凸的軌跡形狀且另一方面由在引入力的元件的區(qū)域中由于橢圓形的齒輪而降低絕對的加速來產(chǎn)生。參與扭矩的傳遞的構(gòu)件如曲柄和腳踏曲柄在傳動機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)期間不改變其長度，而是僅僅相對彼此擺動。

優(yōu)選地齒輪具有較大的長軸直徑和較小的短軸直徑，其中長軸直徑在齒輪的轉(zhuǎn)動方向上在始終相對于在中央支承件軸線和行星齒輪支承件軸線之間伸延的連接線錯位了60°到130°的角度下取向。這樣的實施方案是特別地優(yōu)選的，即在該實施方案中角度為70°到120°，完全特別地優(yōu)選地80°到110°。根據(jù)一種還進(jìn)一步優(yōu)化的設(shè)計方案角度為90°到100°。在該角度范圍中在沒有受負(fù)載的腳部的跺腳運(yùn)動的情況下感覺到特別地舒服的腳踏感。

適宜地四連桿包括可圍繞中央支承件軸線轉(zhuǎn)動地被支承的托架板，行星齒輪偏心地可轉(zhuǎn)動地支承在該托架板處。有利地托架板利用居中的區(qū)段抗扭地(drehfest，有時稱為不可相對轉(zhuǎn)動地)與布置在中央支承件軸線中的中央軸連接。因此托架板和中央軸形成了共同的組合件并且在一個或多個腳踏曲柄被操縱時共同地圍繞中央支承件軸線轉(zhuǎn)動。優(yōu)選地中央軸同心地布置在第一和/或第二太陽齒輪內(nèi)部。該實施方案的優(yōu)點在于，傳動機(jī)構(gòu)在中央軸的軸向的方向上具有特別地緊湊的尺寸。

根據(jù)第一有益的實施方案四連桿具有三個轉(zhuǎn)動接頭和一個滑動接頭。對于該實施方案備選地四連桿能夠具有四個轉(zhuǎn)動接頭。

優(yōu)選地第一轉(zhuǎn)動接頭布置在行星齒輪和托架板之間。第一轉(zhuǎn)動接頭負(fù)責(zé)行星齒輪圍繞其預(yù)設(shè)的支承件軸線的轉(zhuǎn)動。

有益地第二轉(zhuǎn)動接頭布置在曲柄和腳踏曲柄之間。第二轉(zhuǎn)動接頭使曲柄相對于腳踏曲柄的轉(zhuǎn)動成為可能。

此外四連桿能夠包括聯(lián)結(jié)件，該聯(lián)結(jié)件借助于至少一個第三轉(zhuǎn)動接頭布置在托架板和腳踏曲柄之間。

有利地聯(lián)結(jié)件包括滑動接頭?；瑒咏宇^能夠例如是線性引導(dǎo)部。線性引導(dǎo)部理解成機(jī)械的引導(dǎo)元件，借助于該機(jī)械的引導(dǎo)元件一個部件能夠相對于另一部件在直線上運(yùn)動。線性引導(dǎo)部具有唯一的自由度。在此線性引導(dǎo)部還必須承受出現(xiàn)的傾斜力矩(kippmoment)。合適地線性引導(dǎo)部包括至少一個引導(dǎo)軌道，該至少一個引導(dǎo)軌道帶有在其上被引導(dǎo)的滑塊。引導(dǎo)軌道理解成線性的承載和引導(dǎo)元件，該承載和引導(dǎo)元件單個地或成對地并且彼此平行地布置?；瑝K在運(yùn)行中不可分離地與所述至少一個引導(dǎo)軌道連接并且在所述至少一個引導(dǎo)軌道處被引導(dǎo)。

適宜地線性引導(dǎo)部位置固定地固定在托架板處，從而滑塊在自行車傳動機(jī)構(gòu)環(huán)繞時在關(guān)于中央支承件軸線徑向的方向上往復(fù)地行進(jìn)。優(yōu)選地第三轉(zhuǎn)動接頭布置在腳踏曲柄和線性引導(dǎo)部的滑塊之間。

代替滑動接頭聯(lián)結(jié)件能夠包括借助于第三轉(zhuǎn)動接頭和第四轉(zhuǎn)動接頭被支承的擺臂。擺臂理解成剛性的部件，該剛性的部件以中央位置為出發(fā)點利用端部在兩個方向上圍繞支承點擺動。由此產(chǎn)生這樣的優(yōu)點，即能夠放棄運(yùn)動學(xué)上雖然優(yōu)化的但是在運(yùn)行中易受影響的(anf?llig)滑動接頭并且能夠?qū)⑺械氖褂玫闹С屑嵤檗D(zhuǎn)動支承件。在這種考慮中四連桿由連續(xù)地環(huán)繞的曲柄驅(qū)動。曲柄在四連桿內(nèi)部始終具有最小的長度。四連桿的輸出借助于擺臂實現(xiàn)，該擺臂實施了圍繞第四轉(zhuǎn)動接頭的擺動的運(yùn)動。曲柄和擺臂通過連結(jié)件彼此連接，該連結(jié)件由腳踏曲柄的在其第二和第三轉(zhuǎn)動接頭之間的區(qū)段形成。不僅曲柄而且擺臂可轉(zhuǎn)動地支承在托架板處，其中曲柄固定地與環(huán)繞的行星齒輪連接。第三轉(zhuǎn)動接頭代替滑動接頭的線性的運(yùn)動在帶有非常大的半徑的圓形軌道上僅僅執(zhí)行接近線性的運(yùn)動。

有益地第三轉(zhuǎn)動接頭布置在腳踏曲柄和擺臂之間并且第四轉(zhuǎn)動接頭布置在擺臂和托架板之間。

已經(jīng)證實為特別地合適的是，曲柄和擺臂布置在腳踏曲柄的共同的側(cè)邊上。腳踏曲柄因此關(guān)于自行車傳動機(jī)構(gòu)在中央軸的軸向的方向上處于外部，這有助于特別地小的q因數(shù)。有利地那么曲柄和擺臂也在中央軸的軸向的方向上布置在托架板和腳踏曲柄之間。

適宜地第四轉(zhuǎn)動接頭占據(jù)在中垂線上的位置，該中垂線處于垂直于在第三轉(zhuǎn)動接頭的在該第三轉(zhuǎn)動接頭的0°位置中的支承件軸線和在第三轉(zhuǎn)動接頭的在該第三轉(zhuǎn)動接頭的90°位置中的支承件軸線之間伸延的連接線。兩個支承件軸線因此在其終位中處于直線上，該直線與自行車傳動機(jī)構(gòu)的中央支承件軸線相交。那么四連桿為居中的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)(kurbelschwinge)。

有利地齒輪抗扭地與托架板和/或中央軸連接，從而由自行車騎手施加的扭矩通過自行車傳動機(jī)構(gòu)盡可能無損失地傳遞到牽引件尤其自行車鏈條上。

優(yōu)選地太陽齒輪和行星齒輪具有1:2的固定的傳動比。由此正齒輪傳動機(jī)構(gòu)和四連桿的相對位置在傳動機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)期間始終彼此保持恒定。

在自行車傳動機(jī)構(gòu)的安裝的狀態(tài)中正齒輪傳動機(jī)構(gòu)能夠包括固定的第二太陽齒輪，其中太陽齒輪和第二太陽齒輪可安置在框架元件的相對而置的側(cè)邊處，并且設(shè)置有在第二太陽齒輪上行進(jìn)的圍繞第二行星齒輪支承件軸線旋轉(zhuǎn)的第二行星齒輪，該第二行星齒輪與第二四連桿共同作用，其中第二四連桿包括第二曲柄，該第二曲柄固定地與第二行星齒輪連接并且可轉(zhuǎn)動運(yùn)動地與第二腳踏曲柄連接。由此提供這樣的自行車傳動機(jī)構(gòu)，即該自行車傳動機(jī)構(gòu)以在中間布置的中央軸為出發(fā)點在每個側(cè)邊上具有太陽齒輪和繞著太陽齒輪轉(zhuǎn)的對稱的四連桿。該實施方案與常規(guī)的腳踏支承件相對應(yīng)，在該常規(guī)的腳踏支承件中在自行車框架的兩個側(cè)邊上設(shè)置有腳踏曲柄。

適宜地第二行星齒輪和第二四連桿以相對于行星齒輪和四連桿錯位了180°的方式取向。由此實現(xiàn)，四連桿和第二四連桿對稱地環(huán)繞中央支承件軸線，由此例如腳踏曲柄位于下面的死點中并且第二腳踏曲柄同時位于上面的死點中。

附圖說明

為了更好的理解本發(fā)明隨后根據(jù)5幅圖更詳細(xì)地被解釋。

圖1示出了根據(jù)第一實施方案的自行車傳動機(jī)構(gòu)在腳踏曲柄的0°位置中的側(cè)視圖；

圖2示出了根據(jù)圖1的自行車傳動機(jī)構(gòu)在腳踏曲柄的90°位置和第二腳踏曲柄的270°位置中的側(cè)視圖；

圖3示出了在腳踏曲柄的0°位置和第二腳踏曲柄的180°位置中穿過自行車傳動機(jī)構(gòu)的縱剖圖；

圖4示出了根據(jù)第二實施方案的自行車傳動機(jī)構(gòu)在腳踏曲柄的0°位置中的側(cè)視圖，并且

圖5示出了根據(jù)圖4的自行車傳動機(jī)構(gòu)在腳踏曲柄的90°位置中的側(cè)視圖。

參考符號列表

10正齒輪傳動機(jī)構(gòu)

11太陽齒輪

11a第二太陽齒輪

12行星齒輪

12a第二行星齒輪

13連接線

14中央軸

15中央軸支承件

20四連桿

20a第二四連桿

21曲柄

21a第二曲柄

22腳踏曲柄

22a第二腳踏曲柄

23托架板

23a第二托架板

24聯(lián)結(jié)件

24a第二聯(lián)結(jié)件

25擺臂

25a第二擺臂

30齒輪

31牽引件，鏈條

40第一轉(zhuǎn)動接頭

41第二轉(zhuǎn)動接頭

42第三轉(zhuǎn)動接頭

43第四轉(zhuǎn)動接頭

50滑動接頭

51線性引導(dǎo)部

52滑塊線性引導(dǎo)部

53引導(dǎo)軌道

60框架元件

61第一側(cè)邊框架元件

62第二側(cè)邊框架元件

63聯(lián)接凸緣前管

64聯(lián)接凸緣座管

65聯(lián)接凸緣后部結(jié)構(gòu)(hinterbau，有時稱為后叉)

α角度長軸直徑/連接線

dh長軸直徑

dn短軸直徑

m轉(zhuǎn)動方向齒輪

y1中央支承件軸線

y2行星齒輪支承件軸線

y2a第二行星齒輪支承件軸線。

具體實施方式

圖1示出了根據(jù)第一實施方案的根據(jù)本發(fā)明的自行車傳動機(jī)構(gòu)在腳踏曲柄22的0°位置中的側(cè)視圖并且圖2示出了相應(yīng)于轉(zhuǎn)動方向m在順時針方向上轉(zhuǎn)動了90°的在90°位置中的腳踏曲柄22。

兩個圖1和2呈現(xiàn)了在安裝位置中的根據(jù)本發(fā)明的自行車傳動機(jī)構(gòu)，該自行車傳動機(jī)構(gòu)可借助于框架元件60與在此未示出的自行車框架連接。為此框架元件60具有三個聯(lián)接凸緣63,64,65以用于聯(lián)接到前管(聯(lián)接凸緣63)、座管(聯(lián)接凸緣64)以及后部結(jié)構(gòu)(聯(lián)接凸緣65)處。

在框架元件60的第一側(cè)邊61上可看出固定的太陽齒輪11(該太陽齒輪11與行星齒輪12形成正齒輪傳動機(jī)構(gòu)10)以及與正齒輪傳動機(jī)構(gòu)10共同作用的四連桿20。在框架元件60的在此被遮蓋的第二側(cè)邊62上布置有第二太陽齒輪11a，該第二太陽齒輪11a與第二四連桿20a共同作用(參見圖3)。在圖1和2的圖平面中處于框架元件60后面的部件的參考符號通過字母“a”標(biāo)記并且大多數(shù)可在圖3的縱剖圖中看出。

兩個四連桿20,20a作用到中央軸14上，該中央軸14橫向地通過框架元件60伸延并且其前面的端側(cè)可被看見。中央軸14限定了自行車傳動機(jī)構(gòu)的中央支承件軸線y1。

在中央軸14的兩個軸向的端部區(qū)段處抗扭地安置有托架板23,23a，該托架板23,23a在自行車傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)行中與中央軸1一起實施了圓形的轉(zhuǎn)動運(yùn)動。托架板23與中央軸14的連接在居中布置在托架板23中的區(qū)段中實現(xiàn)。在托架板23的相對其處于外部的區(qū)段中行星齒輪12相對于托架板23借助于第一轉(zhuǎn)動接頭40可轉(zhuǎn)動地被支承。

曲柄21,21a或者抗扭地被安置在行星齒輪12,12a處或者整體地單件式地被模制在行星齒輪12,12a處。曲柄21,21a在徑向的方向上軸向上錯位地相對于行星齒輪12,12a突出并且借助于第二轉(zhuǎn)動接頭41可轉(zhuǎn)動運(yùn)動地作用在腳踏曲柄22,22a處(參見圖3)。

此外運(yùn)動學(xué)上的聯(lián)結(jié)件24,24a以擺臂25,25a的形式可轉(zhuǎn)動運(yùn)動地與托架板23連接。擺臂25,25a的第一端部借助于第三轉(zhuǎn)動接頭42作用在腳踏曲柄22的面向框架元件2的側(cè)邊處。在擺臂25的相對而置的端部處該擺臂25借助于第四轉(zhuǎn)動接頭43可轉(zhuǎn)動運(yùn)動地固定在托架板23處。

力引入由自行車騎手通過未示出的踏板實現(xiàn)到兩個腳踏曲柄22,22a上，該兩個腳踏曲柄22,22a在中央軸14的軸向的方向上向外限制自行車傳動機(jī)構(gòu)(參見圖3)。圖1，3和4示出了在0°位置中的腳踏曲柄22,22a以及分別從屬的四連桿20,20a，在該0°位置中一個或多個腳踏曲柄22,22a和從屬的曲柄21,21a伸展，也就是說曲柄21,21a以行星齒輪12,12a的行星齒輪支承件軸線y2,y2a為出發(fā)點徑向地向內(nèi)在中央軸14的方向上指向。腳踏曲柄22,22a的自由的端部由此位于最大伸出的部位中。

齒輪30從外面作用到托架板23處，該齒輪30將自行車傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動運(yùn)動傳遞到以鏈條31的形式的牽引件(zugmittel)上。

齒輪30具有橢圓形的形狀，該橢圓形的形狀通過長軸直徑dh和短軸直徑dn展開，其中長軸直徑dh在相對于連接線13的大約90°的角度α下伸延。連接線13不取決于正齒輪傳動機(jī)構(gòu)10的取向始終與中央軸14的中央支承件軸線y1和行星齒輪12,12a的行星齒輪支承件軸線y2,y2a相交。在橢圓形的齒輪30的該取向中特別有效地避免了尤其在90°部位的范圍周圍的腳部的加速。

根據(jù)圖3的縱剖圖還示出了關(guān)于框架元件60固定的第二太陽齒輪11a，該第二太陽齒輪11a布置在框架元件2的第二側(cè)邊62上。太陽齒輪11和第二太陽齒輪11b固定地彼此連接并且形成了單件式地整體的結(jié)構(gòu)單元。單件式地整體的結(jié)構(gòu)單元理解成在不損壞的情況下不可分離的連接。

中央軸14在太陽齒輪11,11a內(nèi)部同心地伸延，該中央軸14在第一和第二太陽齒輪11,11a的區(qū)域中分別借助于中央軸支承件15可轉(zhuǎn)動地被支承。

在圖4和5中對比地呈現(xiàn)了在第二實施方案處的腳踏曲柄22的0°位置(圖4)和90°位置。在第二實施方案中涉及帶有三個轉(zhuǎn)動接頭40,41,42以及一個以滑動接頭50的形式的聯(lián)結(jié)件24的四連桿20,20a?；瑒咏宇^50構(gòu)造為線性引導(dǎo)部51，該線性引導(dǎo)部51包括兩個平行地間隔開的引導(dǎo)軌道53和在該引導(dǎo)軌道53上可在引導(dǎo)軌道53的軸向的延伸中運(yùn)動的滑塊52。引導(dǎo)軌道53在0°位置和90°位置中平行于腳踏曲柄22的軸向的延伸取向。

引導(dǎo)軌道53位置固定地固定在托架板23處并且在自行車傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)行中在轉(zhuǎn)動方向m上圍繞中央支承件軸線y1轉(zhuǎn)動?；瑝K52此外通過第三轉(zhuǎn)動接頭42可轉(zhuǎn)動運(yùn)動地與腳踏曲柄22連接。

在帶有在0°位置中取向的腳踏曲柄22的圖4的示圖中連接線13以中央支承件軸線y1為出發(fā)點垂直地通過第二轉(zhuǎn)動接頭41伸延直到行星齒輪支承件軸線y2。長軸直徑dh以相對連接線13在齒輪30的轉(zhuǎn)動方向m上在大約90°的角度a下錯位的方式布置。

在根據(jù)圖5的腳踏曲柄22的90°位置中連接線13在圖平面中水平地在中央支承件軸線y1和行星齒輪支承件軸線y2之間伸延。長軸直徑dh在轉(zhuǎn)動了大約90°的角度a的情況下位于垂直的位置中。