链轮承载体以及用于自行车后轮的链轮承载体和变速盘的子组件的制作方法

[0001]
本发明涉及一种链轮承载体以及一种用于自行车后轮的子组件，该子组件由链轮承载体和变速盘形成，该变速盘通过变速盘的在形成于链轮承载体的径向外周表面上并在轴向方向上延伸的联接轮廓上的形状接合而被同轴地安装在该链轮承载体上。


背景技术：

[0002]
在下文中，将参考自行车的后轮的旋转轴线给出空间指示(特别是径向方向、轴向方向和周向方向的空间指示)，该旋转轴线与变速盘的轴线、链轮承载体的轴线、车轮的轮毂的轴线以及通常与车轮一起旋转的所有元件的轴线重合。此外，如果轴向方向远离自行车的纵向中间平面或远离车轮的轮毂，则轴向方向将指示为朝向外侧；反之，如果轴向方向朝向这样的中间平面或朝向轮毂，则轴向方向指示为朝向内侧。此外，在径向方向上，远离旋转轴线的定向将被指示为外周；反之，朝向旋转轴线的定向将被指示为内部。
[0003]
为了将变速盘安装在自行车后轮的轮毂上，通常使用所谓的链轮承载体，该链轮承载体在一侧上被制成为通过形状联接与链轮作为一个单元旋转，而在另一侧上被制成为通过一组棘轮或类似物(通常称为飞轮)与轮毂作为一个单元旋转(然而，以单向方式)。以此方式，与各个链轮接合的传动链能够在自行车的前进方向上将扭矩传递到轮毂。
[0004]
链轮承载体基本上由管状体组成，该管状体在其径向外周表面处与在链轮中制成的中央安装开口机械地联接。链轮承载体的径向外周表面成形为具有在周向方向上交替的基本轴向的肋和凹槽，其适于允许前述形状的联接。为此，链轮的中央安装开口设置有径向内侧延伸部或突出部(即，指向旋转轴线)，该延伸部或突出部与链轮承载体上存在的凹槽联接。
[0005]
因此，链轮从具有最大直径的链轮起依次轴向地安装在链轮承载体上，使得当链轮承载体被安装在自行车的车轮的轮毂上时，具有最大直径的链轮定位成朝向内侧，即，靠近后轮，而具有最小直径的链轮定位成朝向外侧。
[0006]
在大多数现代自行车变速器中，特别是对于旨在用于竞赛的自行车，存在增加链轮数量的众所周知的趋势。当变速盘达到11个、12个或甚至更多的链轮时，可能不具有前变速器；这简化了自行车并使自行车的重量变轻，这对自行车手来说无疑是有利的，只要这不伴随着对齿轮比可用性的不利影响。
[0007]
为了获得这种结果，必须在变速盘中具有带有非常少齿数(例如10个或9个)的小链轮。然而，齿数的减少显然伴随着直径的减小，这可能最终使直径过小以使其无法安装在常规的链轮承载体上。
[0008]
因此，已经意识到这样的变速盘，其中，最小链轮被制造成彼此固定地连接以形成一体式套件(也称为双联件、三联件或四联件，正是因为它将两个链轮、三个链轮或四个链轮成组到一起)，并且用于安装在链轮承载体上的中央开口仅在该套件的最大链轮处轴向延伸；最小链轮更多地朝向旋转轴线延伸，但不与链轮承载体直接接合，因为可以确保通过
将它们固定地连接到套件的最大链轮的事实来确保它们运动。以此方式，该套件的最小链轮可以具有10个齿甚至更少的齿；另一方面，该套件的最大链轮必须具有至少11个齿，才能与链轮承载体接合。
[0009]
因此，存在反映了制造的实际可能性的约束条件。例如，在双联件(两个链轮的一体式套件)的情况下，必须具有带有10个齿(并且不是9个或更少的齿)的第一链轮，或者接受第一链轮与第二链轮之间的齿差等于或大于2；然而，这种条件并不适合通常习惯最小相邻链轮之间的单个齿的差异的自行车手。
[0010]
在某些情况下，为了试图管理由特定条件施加的约束，使用了在一体式套件的最大链轮与链轮承载体之间具有在轴向方向上延伸的突出部或齿的形状联接，或者通过在一体式套件与链轮承载体之间不同地接合的螺纹部的联接。然而，这些联接不能确保与带凹槽轮廓的形状联接的相同坚固性。
[0011]
因此需要在选择变速盘的最小链轮的齿数方面具有更大的灵活性。


技术实现要素：

[0012]
因此，本发明在其第一方面中涉及根据权利要求1的变速盘；在本方面的第二方面中，本发明涉及根据权利要求12的子组件。在从属权利要求中给出了变速盘和子组件的优选特征。
[0013]
更特别地，根据本发明的第一方面，变速盘包括在具有最小齿数的第一链轮与具有最大齿数的最后链轮之间的多个轴向相邻的链轮，其中，前n个链轮(其中，6≥n≥3)彼此固定地连接以形成一体式套件，其中，该一体式套件适于通过形成在一体式套件的至少最大链轮的径向内侧表面上的联接轮廓直接形状接合在形成于链轮承载体的径向外周表面上的联接轮廓上。
[0014]
具有成组为一体式套件的至少三个链轮使得能够具有适于直接接合在链轮承载体上的带有11个齿的链轮以及悬置的两个或多个较小的链轮；因此，第一链轮可具有少至9个齿(或更少)，而不必接受在相邻的最小链轮的齿数之间的大于1的差。此外，在一体式套件的最大链轮与链轮承载体之间设置直接形状联接的事实以及在链轮承载体的径向外周表面与一体式套件的最大链轮(或最大链轮)的径向内侧表面之间进行这种直接联接的事实，使得能够具有非常高的坚固性和刚度，从而确保使用子组件的变速器的最大致动精度，其与变速盘的链轮都单独且直接安装以便在链轮承载体上作为一个单元旋转的变速器的精度相当。
[0015]
优选地，第一链轮具有10个、9个或甚至8个齿。因此能够实现变速器的非常长的齿轮比。
[0016]
优选地，一体式套件的链轮的数量n等于3、4、5或甚至6。该数量n越大，选择每个链轮的齿数并因此选择齿轮比时的灵活性越大。
[0017]
在一体式套件具有5个链轮的情况下，一体式套件与链轮承载体之间的联接轮廓优选地形成在一体式套件的两个最大链轮的径向内侧表面上。
[0018]
在一体式套件具有6个链轮的情况下，一体式套件与链轮承载体之间的联接轮廓优选地形成在一体式套件的三个最大链轮的径向内侧表面上。
[0019]
这些特征使得能够即使在一体式套件的链轮的数量n相对较高的情况下也能够保
持一体式套件的链轮与链轮承载体之间的联接的坚固性和刚度。
[0020]
优选地，变速盘包括12个、13个或甚至14个链轮。当链轮的数量大于11个时，本发明确实特别值得关注。
[0021]
根据本发明的第二方面，子组件包括链轮承载体和被同轴地安装在链轮承载体上的变速盘，其中，变速盘包括在具有最小齿数的第一链轮与具有最大齿数的最后链轮之间的多个轴向相邻的链轮，其中，前n个链轮(其中，6≥n≥3)被彼此固定地连接以形成一体式套件，并且其中，一体式套件通过形成在一体式套件的至少最大链轮的径向内侧表面上的联接轮廓直接形状接合在形成于链轮承载体的径向外周表面上的联接轮廓上。
[0022]
优选地，一体式套件包括轴向邻接表面，该轴向邻接表面与对应的链轮承载体的外侧轴向邻接表面邻接接合。这允许一体式套件相对于链轮承载体的精确且稳定的轴向定位。
[0023]
优选地，链轮承载体包括径向内螺纹部。
[0024]
优选地，子组件还包括环形螺母，该环形螺母具有螺纹部，该螺纹部被拧到链轮承载体的径向内螺纹部中。
[0025]
通过环形螺母进行的附接确保了整个变速盘在链轮承载体上的在轴向方向上的稳定且精确的定位。
附图说明
[0026]
从参考附图对本发明的优选实施例的以下描述，本发明的其他特征和优点将变得更加清楚。在此类附图中：
[0027]-图1是根据本发明的具有子组件和变速盘的自行车后轮的轮毂的立体图；
[0028]-图2是图1的轮毂的轴向剖视图；
[0029]-图3是图2的轮毂的一部分的放大剖视图；
[0030]-图4是图1的子组件的立体图，其中，移除了零件以更好地示出链轮承载体和最小链轮的一体式套件；
[0031]-图5是图4所示的仅一体式套件的立体图；
[0032]-图6和图7是一体式套件的变体的从不同角度的立体图；
[0033]-图8是图6和图7的一体式套件的剖视图。
具体实施方式
[0034]
图1示出了自行车后轮的轮毂组件1(未示出)的轮毂10，该轮毂10借助于轴承12被同轴地安装在销11上；因此，轮毂10在销11上自由旋转，而销11旨在被固定安装在自行车的框架上。
[0035]
轮毂10通过飞轮机构(未突出显示)与链轮承载体14联接，该飞轮机构确保轮毂10被设定为通过链轮承载体14仅在确定自行车向前运动的方向上旋转而不在相反方向上旋转。链轮承载体14具有近似管状的形状，并且借助于轴承15被自由地安装在销11上。链轮承载体14在其径向外周表面上设置有由在轴向方向上布置的凹槽16形成的联接轮廓。此外，链轮承载体14在其轴向内端附近设置有端部止动件18，该端部止动件18为从链轮承载体14在径向方向上突出的齿的形式；可替代地，能够将沿链轮承载体14的整个周界延伸的凸缘
设置为端部止动件18来代替齿。
[0036]
链轮承载体14在其外轴向端处具有基本环形的轴向邻接表面17。
[0037]
变速盘20被安装在链轮承载体14上，以形成子组件2。所示的变速盘20包括从最大到最小如下有序布置的12个链轮：三个最大链轮21a、21b、21c被制成为彼此固定地连接以形成一体式套件(或三联件)21；接下来的三个链轮22a、22b、22c被制成为彼此固定地连接以形成一体式套件(或三联件)22；接下来的三个链轮23、24、25彼此独立；使三个最小链轮26a、26b、26c被制成为彼此固定地连接以形成一体式套件(或三联件)26。这些元件被外周地安装在链轮承载体14上，其中，一体式套件21被轴向地安置在端部止动件18处，一体式套件22被轴向地安置在一体式套件21处，链轮23被轴向地安置在一体式套件22处，链轮24被轴向地安置在链轮23处，链轮25被轴向地安置在链轮24处，一体式套件26被轴向地安置在链轮25处。
[0038]
一体式套件21、22和链轮23-25开槽到链轮承载体14上，相对于链轮承载体14的旋转被约束，但在轴向方向上是基本自由的；通过与在一体式套件21、22和链轮23-25的径向内侧表面上的对应的突出部(在附图中不可见)接合的凹槽16以本身常规的方式确保了对旋转的约束。
[0039]
如上所述，在由链轮支承体14和变速盘20形成的子组件2中，安装有单个地或成组为一体式套件的12个链轮。特别地，存在非常小的链轮(即，链轮26c)，其齿数过小以使得如果不将其成组为一体式套件26则无法将其安装在链轮承载体14上。实际上，如果该小链轮是单个的，则它将过小而不能开槽到链轮承载体14上；另一方面，一体式套件26可以在链轮26a(具有12个齿)处具有内侧轴向部分，该内侧轴向部分的尺寸设定成能够接合在链轮承载体14上。
[0040]
一体式套件26(特别是在图4至图8中可见)在最大链轮26a处包括径向面向内的一系列突出部32，该突出部整体上构成在链轮26a的径向内侧表面上形成的内部形状联接轮廓。由突出部32形成的该联接轮廓具有与由链轮承载体14的径向外周表面上的凹槽16形成的联接轮廓的形状对应的形状。因此，在安装中，一体式套件26部分地开槽到链轮承载体14上，其中，突出部32接合在凹槽16中，而一体式套件26的最小链轮26b和26c保持轴向悬置。在链轮承载体14的径向外周表面上进行的这种设置确保了整个一体式套件26(并因此所有其链轮26a、26b和26c)制成为以稳定和牢固的方式与链轮承载体14作为一个单元旋转；因此，排除了联接的任何不确定性(即，一体式套件26相对于链轮承载体14的角度微位移的任何可能性)，该不确定性将使得使用子组件2对变速器的操作不精确。
[0041]
一体式套件26在由突出部32形成的内部形状联接轮廓处具有基本环形的轴向邻接表面27。邻接表面27与对应的链轮承载体的轴向邻接表面17邻接接合，因此用作对一体式套件26的轴向定位的参考，以防止其轴向滑动。
[0042]
在轴向方向上朝向内侧(即，朝向轮毂10)，整个变速盘20(即，一体式套件21、22和26以及链轮23-25)由端部止动件18保持；在轴向方向上朝向外侧，变速盘20由环形螺母28保持，插到销11上，并借助于环形螺母28的外螺纹部29和链轮承载体14的径向内螺纹部30而拧到链轮承载体14。环形螺母28具有凸缘31，该凸缘31轴向邻接抵靠一体式套件26的外侧表面。利用由凸缘31和端部止动件18施加在变速盘20上的轴向压力，环形螺母28的夹紧确保整个变速盘20被锁定在链轮承载体14上。
[0043]
在使用中，由于突出部32在凹槽16中的接合，一体式套件26与链轮承载体14的联接特别坚固，并且因此确保高精度的致动。
[0044]
如上所述，图1至图5所示的一体式套件26包括变速盘20的三个最小链轮26a、26b和26c。然而，根据本发明，一体式套件的链轮的数量也可以更高，至多为6。例如，图6至图8示出了一体式套件126(四联件)，该一体式套件将分别具有12个、11个、10个和9个齿的四个最小链轮126a、126b、126c和126d成组到一起。
[0045]
在一体式套件126中，在两个最大链轮126a和126b处形成有径向内侧突出部132。通常，当成组为一体式套件的最小链轮的数量增加时，能够确保在多于一个链轮处形成径向内侧突出部，以便增加联接的坚固性。如果成组为一体式套件的最小链轮的数量变得特别高(例如5个或6个)，则无疑优选的是，在多于一个链轮(例如2个或3个)处形成径向内侧突出部，以便减少一体式套件的悬置部分的轴向延伸部，因此增加一体式套件本身的抗扭刚度；这种设置还有利于使用该子组件的变速器的致动精度。

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