CN103723236A - 固定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于将复合齿轮盘组固定在自行车后轮毂上的固定装置。齿轮盘组和独立构成的环形件利用螺纹件被轴向夹紧，其中在齿轮盘组和环形件之间设有转动限制机构。在螺纹件和环形件之间的滚花齿结构防止螺纹件松脱。通过独立构成该环形件和该齿轮盘组，可以针对这两个部件采用各自最合适的制造方法，并且在利用切削加工法制造齿轮盘组的情况下，环形件上的滚花件也可通过改形法来成本低廉且精确地制造。

Description

固定装置
技术领域
本发明涉及用于将复合链轮固定在自行车后轮毂上的固定装置。该复合链轮具有大小不同的齿环用以接纳链条和用以将由链条传递到轮毂上的周向力，可以通过变速换档机构将链条从一个齿环转换至另一个齿环。
背景技术
在传统类型的复合链轮中，由具有多个不同直径的齿环构成的飞轮安装在轮毂的传动件上。每个齿环的齿在变速换挡机构操作时与链条相互啮合并将来自骑车人脚蹬力的转矩通过将齿环与传动件抗扭地相连的结构传递至传动件。因而，每个所述齿环单独将力矩传递至传动件，由此一来，齿环不仅在接合部的结构上的接合区内而且在齿环上因由大多未对齐的链条所造成的侧向作用力而必须比较厚重地构成。
为了实现例如在自行车比赛中希望结构越来越轻型的不同要求，或者因为与档位数量进一步增加相关的更高的精度要求，复合齿轮盘组件的装配变为一体式结构。
因而EP1972539公开了一种复合齿轮盘组件，其中多个单独齿轮布置在一个锥形支承结构中，在锥形支承结构中管状部和盘形部呈阶梯形交替并且这些单独齿轮通过盘形部和设于盘形部周边的用于与滚子链啮合的齿构成。支承结构可以形成有很薄的壁厚，该壁厚主要是由加工误差来界定下限。
在由多个单独齿轮构成的复合齿轮盘组件中，多个单独齿轮也是每个都抗扭地地与传动件连接。为此采用转矩传递齿结构，该齿结构产生单独齿轮和传动件之间的形状配合接合。另外，多个相邻的单独齿轮能通过螺钉相互连接成一个齿轮盘组，其中定距环用于保持单独齿轮之间的轴向规定间距。由此简化了将齿轮盘组推装到齿结构上的操作，这在齿轮上的齿结构磨损且须换上新齿轮的情况下是必需的。与此同时，单独的最小齿轮就可靠固定于传动件上而言的面临着特殊任务。
为了轴向固定该齿轮盘组，总是分别地使用紧固螺钉，它以其外螺纹被拧入传动件上的内螺纹中。紧固螺钉上的工具面用于工具嵌接，以便能为了拧紧和拧松该紧固螺钉而对紧固螺钉施以转矩。
在驱动情况下，传动件和齿轮盘组在接合链条的齿轮处以相同的移动角度转动经过，并且在传动件和齿轮的接合处，链条张力作用于齿轮盘组的力作用点总是在变。
齿轮盘组的内径必须大于传动件的外径，以便能通过轴向推装到传动件上来实现齿轮盘组的安装。因此，当齿轮盘组相对于传动件转动时，齿轮盘组在传动件的外周面上滚动且同时倾向于以比传动件小的角度转动。因为通过齿轮盘组上的接合凸起防止齿轮盘组和传动件之间的转动，故出现齿轮盘组相对于传动件的来回挤压运动。该挤压运动可以促成紧固螺钉松脱，由此，紧固螺钉被旋松而无法再保持齿轮盘组和传动件之间的期望的接合。紧固螺钉和最小齿轮上的滚花件被证明适合作为应对措施，所述滚花件以关于齿轮转动轴线径向延伸的方式布置并且因为在传动件上的止挡和紧固螺钉头之间的轴向偏压而相互咬合。更确切地说，现在最小齿轮相对于传动件的挤压运动到了由该齿结构规定的极限，紧固螺钉无法再松脱。相反，紧固螺钉随着在所述挤压运动中的最小齿轮的来回运动而运动，这是因为所述滚花件抑制最小齿轮和紧固螺钉之间的继续运动。
这些滚花件根据最小齿轮和紧固螺钉之间的要阻止的转动运动，沿径向取向。在利用冲压成形来制造最小齿轮的情况下，成形件被同时压制形成，为此在相应的冲压模上存在形状互补的成形件。成形件的制造在一定程度上是顺带进行的，不用进行不利地影响到加工成本的附加加工步骤。
对于由切削加工法形成的齿轮盘组，做法就不同了。那么，首先执行通过车削加工步骤和随后的铣削作业来成形的加工步骤，此时还不可能顺带出现滚花齿结构的成形件。相反，须进行其它的附加加工步骤，伴随以额外的加工时间和加工成本。此时特别不利的是，滚花齿结构的成形件因其径向取向而恰好完全没有迁就铣削作业，并且越发没有迁就车削加工的可能性。
因此，对于通过切削加工制造法形成的齿轮盘组，存在以下任务，提供一种用于提供在紧固螺钉和齿轮盘组之间的抗扭转连接的成本低廉的可能方式。该任务将通过将齿轮盘组分成至少两个组成部分来完成，即，分成一个单独的环形件还有已有的齿轮盘组。这两个组成部分利用转动连接件抗扭转相连，在其中一个组成部分上形成滚花齿结构，该滚花齿结构不必在齿轮盘组的切削加工范围内被同时加工形成，而是借助成本低廉的方法例如利用压制法来加工形成。
起到转动接合件作用的上述滚花件的制造虽然也带来附加制造成本，但事实表明该成本相对于利用就齿轮盘组加工而言是最佳的切削加工法制造滚花齿结构是较低的。因此，也无法排除在相对于齿轮盘组分离出的组成部分上利用针对该组成部分被优化的切削作业来进行滚花制齿，这是因为首先取决于分为多个组成部分，每个组成部分本身可被单独最佳地加工。
在FR1195874中示出了在用于自行车齿环的环形件上的花纹结构。
在EP0766014中公开了在用于自行车拉索的钳紧位置上的具有取向不同的多个凸起的盘。
发明内容
本发明提供一种用于将齿轮盘组固定在自行车的自行车后轮毂的传动件上的固定装置；该固定装置具有该齿轮盘组、环形件和螺纹件以及在所述环形件上的第一滚花件和在所述螺纹件上的第二滚花件，其中这些滚花件共同构成滚花齿结构；其中该齿轮盘组和该环形件在轴向上通过该螺纹件而相对于彼此夹紧；其特征在于，在该环形件和该齿轮盘组之间设有转动限制机构，该转动限制机构由在该环形件上的第一转动限制件和在该齿轮盘组上的第二转动限制件构成，它们相互咬合而限制该环形件和该齿轮盘组之间的可转动性。
最小齿轮与该齿轮盘组一体连接。
该环形件具有径向外凸的用于啮合滚子链的齿轮齿。
该环形件具有盘形主体并且该第一转动限制件相对于该盘形主体轴向突出。
该齿轮盘组具有端盘。
附图说明
图1示出了一体式齿轮盘组，其借助切削加工法来产生且设置用于本发明解决方案的应用。
图2示出了根据本发明的连同具有滚花件的环形件的齿轮结构的构造。
图3示出了本发明的包括滚花的环形件的优选实施方式。
图4示出了本发明的包括滚花的环形件的优选实施方式的细节。
附图标记说明
1齿轮盘组；2环形件；3螺纹件；4滚花齿结构；5第一滚花件；6第二滚花件；7第一转动限制件；8第二转动限制件；9盘形主体；10转动限制机构；11齿轮齿；12弹性垫圈；13端盘；14定距套；15接合凸起；16接合销；17最小齿轮；18工具面。
具体实施方式
图1示出了一体式齿轮盘组1、端盘13和定距套14以及单独的最小齿轮17形成的组件，该最小齿轮可相对于未示出的毂轴转动地安装在自行车后轮毂的也未示出的传动件上。为了转动接合，端盘13上的接合凸起15和最小齿轮17上的第一转动限制件7都咬入设于传动件上的凹槽中。同样为了转动接合，齿轮盘组1上的接合销16也插入端盘13上的对应的孔中。通过在图中从最小齿轮17的右侧安装的未示出的紧固螺钉，最小齿轮17、齿轮盘组1、定距套14和端盘13被偏压到传动件的轴环上。此时，齿轮盘组1的阶梯结构在轴向上被略微压缩，直到定距套14在消除了轴向间隙之后抵接最小齿轮17和端盘13。最小齿轮17具有环形件2并且具有第一滚花件5，环形件2具有径向外凸的齿轮齿11。
在驱动链条从最小齿轮17被拨移至齿轮盘组1上的相邻较大的单独齿轮以变速换档的过程中，各齿轮齿11之间的规定的对应关系就其围绕传动件转动轴线的相对角度位置而言对于拨链过程有着决定性意义。在进入该相对角度位置的过程中，齿轮盘组1及最小齿轮17都相对于传动件按照一角度来定向。在这里并不存在像在齿轮盘组1的单独齿轮之间所存在的按照一角度准确相互布置所具有的有利之处。
最小齿轮17的直径和其齿数也由传动件的外径来界定下限。
图2示出了用于安装在自行车后轮毂的传动件上的齿轮盘组1、环形件2和螺纹件3的组件。齿轮盘组1利用切削加工法如车削和铣削而一体制成且还包括最小齿轮17。加入最小齿轮17是很有利的，因为由此也能实现很小的齿数。否则，因为在内周侧须设置与传动件或其它相似的连接件相接合的接合件，该接合件必须对应于传动件的直径，单独的最小齿轮尤其在齿数很小的情况下是很纤弱的结构。因此，齿轮齿11在常见的直径状况下是可行性的极限。
通过具有第二滚花件6的螺纹件3，包括最小齿轮17的齿轮盘组1和环形件2经受轴向力并相对于彼此被夹紧。环形件2上的第一滚花件5咬入螺纹件3上的第二滚花件6之间的间隙，以防止螺纹件3转松。在所示的实施例中，在第一滚花件5和第二滚花件6之间的轴向空间中还设有弹性垫圈12，其对应于滚花件地被轴向压弯并减轻滚花件5、6的锁止作用。因齿轮盘组1沿轴向有弹性从而也可以省掉弹性垫圈12。在螺纹件3的内周面上的工具面18用于工具嵌接。
螺纹件3以其外螺纹被拧入传动件上的内螺纹中。在相应的直径比例下，也可以在螺纹件3上设置内螺纹，用于拧装到传动件的外螺纹上。
图3示出了完整的环形件2，而图4示出了其细节。沿轴向从盘形主体9突出多个第一转动限制件7。在安装状态下，第一转动限制件与齿轮盘组1上的第二转动限制件8接合并阻止环形件2相对于齿轮盘组1转动，这在紧固螺钉3被拧紧时是必需的。在齿轮盘组1制造时简单地增设呈在齿轮盘组1内的凹槽形式的转动限制件8。作为替代方式，也可以想到凸出的成形件。
在环形件2上的呈花纹状但必须精确制造的大量的第一滚花件5表明了利用切削加工法的制造意味着高成本。根据本发明，该问题将通过设置相对于齿轮盘组1不能转动的单独环形件2来解决，对于该环形件，考虑采用其它更有利的制造方法，例如像通过冲切和压制。
事实表明，随着第一和第二转动限制件7、8的布置而附加出现的成本是比较低的。

Claims (5)

1.一种用于将齿轮盘组(1)固定在自行车的自行车后轮毂的传动件上的固定装置；
该固定装置具有该齿轮盘组(1)、环形件(2)和螺纹件(3)以及在所述环形件(2)上的第一滚花件(5)和在所述螺纹件(3)上的第二滚花件(6)，其中这些滚花件(5,6)共同构成滚花齿结构(4)；
其中该齿轮盘组(1)和该环形件(2)在轴向上通过该螺纹件(3)而相对于彼此夹紧；
其特征在于，
在该环形件(2)和该齿轮盘组(1)之间设有转动限制机构(10)，该转动限制机构由在该环形件(2)上的第一转动限制件(7)和在该齿轮盘组(1)上的第二转动限制件(8)构成，它们相互咬合而限制该环形件(2)和该齿轮盘组(1)之间的可转动性。
2.根据权利要求1所述的固定装置，其特征在于，
最小齿轮(17)与该齿轮盘组(1)一体连接。
3.根据权利要求1或2所述的固定装置，其特征在于，
该环形件(2)具有径向外凸的用于啮合滚子链的齿轮齿(11)。
4.根据权利要求2或3所述的固定装置，其特征在于，
该环形件(2)具有盘形主体(9)并且该第一转动限制件(7)相对于该盘形主体(9)轴向突出。
5.根据权利要求1所述的固定装置，其特征在于，
该齿轮盘组(1)具有端盘(13)。
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