CN106347020B - 用于自行车的轮毂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于自行车的轮毂。该轮毂具有：轮毂轴；轮毂套，该轮毂套经由轴承装置以可旋转的方式安装在所述轮毂轴上；驱动器，该驱动器经由轴承装置以可旋转的方式安装在所述轮毂轴上并且能以扭矩传递方式联接至至少一个轮毂套，其中所述轴承装置具有至少一个轴向内轴承和至少一个轴向外轴承。根据本发明，设置至少一个紧固元件，该至少一个紧固元件通过所述轮毂轴的横截面的局部或部分扩大而将所述轴承装置的至少内轴承在所述轮毂轴上固定在其预定位置。

Description

用于自行车的轮毂
技术领域
本发明涉及一种用于自行车的轮毂，该轮毂具有：轮毂轴；至少一个轮毂套，该轮毂套经由轴承装置可旋转地安装在该轮毂轴上；驱动器，该驱动器经由轴承装置可旋转地安装在该轮毂轴上并且可以扭矩传递方式联接至所述至少一个轮毂套，其中所述轴承装置具有至少一个内轴承和至少一个外轴承。
背景技术
这种自行车轮毂从现有技术中已知并且例如在DE 10 2012 016949A1中公开。所述文献公开了具有轮毂本体和驱动装置的轮毂。该轮毂本体经由轴承相对于固定轴被可旋转地容纳。该驱动装置同样经由轴承相对于该固定轴被可旋转地安装。设置在用于安装驱动装置的轴承之间的是间隔套，该间隔套将夹紧力从一个轴承的轴承内圈传输至另一个轴承的轴承内圈。
DE 10 2012 016 945 A1公开了一种具有轮毂本体的轮毂，该轮毂本体经由轴承相对于固定轮毂轴可旋转地安装。驱动装置同样经由轴承相对于轮毂轴可旋转地安装。在这些轴承之间或这些轴承的轴承内圈之间，设置有间隔套。
在以上描述的现有技术文献中，轴承经由间隔套定位并且将轴向夹紧力从轴承内圈经由间隔套传输到在每种情况下的下一个轴承的轴承内圈。由于在轴承内圈和轮毂轴之间存在(径向)间隙，因此由于轴承摩擦增加而会在轴承和轴上发生磨损现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种轮毂，其中能够快速容易地安装轴承，并且能够防止轮毂轴和轴承上的磨损现象。
该目的通过第一方面的轮毂实现。
本发明的其他实施方式在其它方面中详细描述。
根据本发明，所述轮毂具有至少一个紧固元件。该至少一个紧固元件通过所述轮毂轴的横截面的局部或部分放大而将所述轴承装置的在轴向方向上的至少内轴承在所述轮毂轴上固定在其预定位置。
在根据本发明的轮毂中，能够将所述轴承插入在轴上，在轮毂轴和轴承的内圈之间存在受组装影响的间隙配合。接下来，借助于所述紧固元件或者由所述至少一个紧固元件产生的所述轮毂轴的横截面的局部或部分扩大而将轴承装置的至少内轴承在轮毂轴上固定在其预定位置。在根据本发明的轮毂中，因而可以省去用于在轴承装置的轴承的轴承内圈之间设置轴向间隔的间隔套等。
根据本发明的轮毂允许快速容易地安装轴承装置，而不会由于操作者错误而发生轴承的不正确定位。
当借助于至少一个紧固元件将轴承装置的至少内轴承固定在其预定位置时，这使得可以省去间隔套，从而轴承之间的间隔在轴向方向上无法改变，这是因为例如没有间隔套会由于夹紧力而被压缩。轴承装置的两个轴承之间的轴向间隔或轴承的两个内圈之间的间隔因而不会改变或缩短。因而，能够避免由于轴承内圈间隔缩短而引起的轴承损坏。
根据本发明的一个实施方式，所述至少一个紧固元件能够在所述轮毂轴和所述至少一个内轴承之间产生压配合。换言之，轴承和轮毂轴之间的受组装和公差影响的间隙配合能够借助于至少一个紧固元件转换成至少内轴承和轮毂轴之间的压配合，所述压配合确保内轴承永久定位在其预定位置。
所述至少一个紧固元件可以被构造成使得其将沿着所述轮毂轴作用的力转换成所述至少一个轮毂轴的横截面的径向扩大。因而，在轴向方向上作用的力能够被施加在至少一个紧固元件上，所述力通过该至少一个紧固元件转换成所述轮毂轴的横截面在径向方向上的局部或部分扩大。轮毂轴的横截面的这种径向扩大用来将至少内轴承在轮毂轴上固定在其预定位置。
所述至少一个紧固元件可以被容纳在所述轮毂轴中从而可在所述轴向方向上移动。所述至少一个紧固元件可以以基本管状方式构造。管状的紧固元件能够利用其外圆周沿着轮毂轴的内圆周延伸。
所述至少一个紧固元件可以被构造成使能借助于至少一个关闭元件在轴向方向上被支承在轮毂轴中。所述至少一个关闭元件能够将在轴向方向上作用的力施加在所述至少一个紧固元件上。该在轴向方向上作用的力能够通过至少一个紧固元件转换成所述横截面在径向方向上的扩大。所述至少一个关闭元件能够用来将所述至少一个驱动器和/或所述轴承装置的轴向外轴承固定在轮毂轴上。所述至少一个紧固元件能够在其轴向端中的一端处与所述至少一个关闭元件接触。
根据一个实施方式，所述轮毂轴可以在其内圆周表面的至少一部分上具有预定轮廓。所述预定轮廓能够(例如以形状配合方式)与所述至少一个紧固元件相互作用，以便固定至少所述内轴承。所述至少一个关闭元件能够将所述至少一个紧固元件支承在其自身和至少一个预定轮廓之间，从而使得能够以这种方式产生所述至少一个轮毂轴的横截面的扩大。所述至少一个紧固元件可以具有以与所述轮毂轴的内圆周表面上的轮廓对应的方式(即至少部分地以形状配合方式)构造的至少一个部分。所述至少一个部分例如可以为所述至少一个紧固元件的端部。所述端部可以毗连所述至少一个紧固元件的管状部分，并且与所述紧固元件的能够与所述至少一个关闭元件接触的轴向端相反。
所述紧固元件的被构造成与所述内圆周表面上的轮廓对应的至少一个部分可以具有倾斜抵靠表面。该倾斜抵靠表面能够与所述内圆周表面上的至少一个轮廓相互作用，以便扩大所述轮毂轴的横截面。
具有所述倾斜抵靠表面的部分能够使所述至少一个紧固元件的横截面在径向方向上变窄。所述至少一个部分因而可以以圆锥形方式形成。
根据一个实施方式，所述轮毂轴的内圆周表面上的预定轮廓可以是具有倾斜配对抵靠表面的径向向内突出的突起。该配对抵靠表面能够与所述至少一个紧固元件上的抵靠表面相互作用以便扩大所述轮毂轴的横截面。为此，所述至少一个紧固元件的抵靠表面能够与所述轮毂轴上的突起的配对抵靠表面进行接触。所述至少一个关闭元件能够通过其抵靠表面靠着所述配对抵靠表面而在轴向方向上支承所述至少一个紧固元件，结果将所述轮毂轴的横截面扩大，因而将内轴承固定在其预定位置。所述至少一个紧固元件的带有所述倾斜抵靠表面的部分可以具有增加的壁厚。为了能够扩大轮毂轴的横截面，紧固元件必须以相对刚硬的方式形成，特别是在对于扩大横截面来说关键的部分中。这可以通过增大带有倾斜抵靠表面的区域中的壁厚来实现。
根据一个实施方式，在未支承状态下，所述至少一个紧固元件可以在轴向方向上从所述轮毂轴突出预定部分。所述至少一个紧固元件的从所述轮毂轴突出的该部分能够与所述至少一个关闭元件相互作用，以便产生扩大所述轮毂轴的横截面所必需的力。借助于轴向突出部分，能够通过所述关闭元件将所述至少一个紧固元件推到所述轮毂轴内，以便以这种方式扩大所述横截面。所述至少一个关闭元件能够通过其突出部分例如抵靠在所述内圆周表面的径向向内突出的突起上而推动该紧固元件。在这种情况下，所述至少一个紧固元件在轴向方向上进一步移动到所述轮毂轴内。所述至少一个紧固元件上的抵靠表面沿着所述轮毂轴的突起上的至少一个配对抵靠表面行进。
所述至少一个紧固元件可以具有边缘，该边缘旨在扩大所述轮毂轴的横截面。该边缘可以形成在所述紧固元件的倾斜抵靠表面和管状部分之间。该边缘能够沿着所述配对抵靠表面行进并径向向外推动该配对抵靠表面的区域。这因而确保了轮毂轴的横截面被加宽，并因而确保固定至少所述内轴承。这样，在轮毂轴和轴承装置的至少内轴承的轴承内圈之间产生了压配合。这种加宽能够通过所述边缘产生，由于施加在所述至少一个紧固元件上的力，该边缘能够沿着轮毂轴上的突起的配对抵靠表面行进。
根据本发明的实施方式，可以在所述至少一个轮毂套和所述驱动器之间设置有至少一个飞轮装置，该至少一个飞轮装置具有联接至所述轮毂套的第一离合器环和联接至所述驱动器的第二离合器环。根据本发明的轮毂因而能够成为飞轮轮毂。
附图说明
在下文中参照所附附图描述本发明的示例性实施方式，其中：
图1示出了根据本发明的第一实施方式的飞轮轮毂的含有轴线的剖视图；
图2示出了根据图1的飞轮轮毂的轮毂轴的剖视图；
图3示出了图2中的细节III的放大图；
图4示出了根据本发明的第一实施方式的离合器装置的部分剖开的立体图；
图5示出了图4中的细节V的放大图；
图6示出了根据本发明的第一实施方式的飞轮轮毂的部分剖切的立体图；
图7示出了图6中的细节VII的放大图；
图8示出了根据本发明的第一实施方式的飞轮轮毂的剖视图；
图9示出了图8中的细节IX的放大图；
图10至12示出了在从接合位置转换到释放位置的过程中根据本发明的第一实施方式的飞轮轮毂的飞轮装置的不同位置的剖视图；
图13至15示出了在从接合位置转换到飞轮位置的过程中由分离环两个离合器环形成的组件的放大视图；
图16示出了根据本发明的第二实施方式的飞轮轮毂的前视图；
图17示出了根据本发明的第二实施方式的飞轮伦图的剖视图；
图18示出了根据本发明的第二实施方式的飞轮轮毂的另一个剖视图；
图19示出了吸引力的分布曲线的图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的飞轮轮毂的包含轴线的剖视图，其中该飞轮轮毂标有总体标记10。飞轮轮毂10的纵向轴线标有总体标记M。该飞轮轮毂10包括轮毂轴12，一轴(未示出)可通过速动夹紧机构插入该轮毂轴12内，通过该速动夹紧机构，轮毂轴12能够被固定至自行车框架。
轮毂套18经由两个滚动轴承14、16以可旋转的方式安装在轮毂轴12上。轮毂套18具有两个轮辐凸缘20、22，轮辐可以本身已知方式附装至该轮辐凸缘。此外，驱动器24或驱动套24经由滚动轴承26和28可旋转地安装在轮毂轴12上。
轴承14被支撑在形成在轮毂轴12上的突起30上。轴承14经由插入在轮毂轴12上的关闭元件32压靠突起30。另一个突起或台阶34形成在轴12上。在该台阶34的每个轴向侧上支撑着轴承16和26中的一个轴承。用于将轴承26和28支撑或定位在轮毂轴12上的径向向内突出的突起36设置在驱动套24上。容纳在轮毂轴12中的是紧固元件38，该紧固元件38可在轴线M的方向上移位，并且特别地用来经由压配合将轴承26固定在其预定位置中。下面将参照图2再次更详细地讨论紧固元件38和轮毂轴12。驱动套24经由关闭元件40、42与轴承26和28一起固定至轮毂轴12。为此，将关闭元件40插在轮毂轴12上并且利用快速释放夹具夹紧。在驱动套24上可辨别出具有内螺纹的部分44，所述部分用于将小齿轮装置(图1中未示出)紧固至轮毂套24。
如果将关闭元件40插入到轮毂轴12上，则使紧固元件38沿着轴线M移位到轮毂12上的径向向内突出的突起46并压靠该突起。突起44具有以倾斜或歪斜方式延伸到轴线M并基本指向关闭元件40的抵靠表面46。紧固元件38具有窄化或限制紧固元件38的直径的端部48。端部48因而以圆锥形方式形成。设置在该端部48上的是倾斜抵靠表面50，该抵靠表面50能够与轮毂轴12的突起40上的抵靠表面46接触。突起44的抵靠表面46形成了用于紧固元件38的抵靠表面50的配对抵靠表面。当将关闭元件40与轮毂套12旋拧在一起时，紧固元件38被夹紧在突起44或抵靠表面46上。紧固元件38因而能够将沿轴向施加在紧固元件38上的力转换成轮毂12的横截面的径向扩大。结果，根据抵靠表面46和50的倾斜角度，轮毂轴12的横截面在径向方向上在多个部分或点处被扩大或加宽。由于这种加宽，轮毂轴的外部直径增大。轮毂轴12的直径或外部直径的增大带来的结果是在轴承26和轮毂轴12的外圆周之间建立了压配合。结果，轴承26在径向方向上在轮毂轴12上被固定在其预定位置。轴承26由于所建立的压配合而不会变松，并且轴承26和28之间的间隔能够永久固定，而无需在组装过程中采取任何特定措施来维持该间隔。尤其是，可以省去现有技术已知的在轴承26和28之间的间隔套。由于轮毂轴上的轴承26和轴承28之间的间隔的永久固定，因此避免了对于轴和轴承的轴承损坏和磨损现象。
在驱动套24和轮毂套18之间可辨别出飞轮装置52。该飞轮装置52经由在轮毂套18和驱动套24之间延伸的关闭元件54而从环境隔离，并且还经由密封环56而被密封。飞轮装置52被容纳轮毂套18中。飞轮装置51包括第一离合器环58和第二离合器环60。第二离合器环60被连接至分离环62。分离环62和第二离合器环60之间的连接可以例如可以借助于闭锁连接或卡合动作连接来建立。分离环62可以由塑料材料制成。分离环62旨在防止离合器环58和60在轴向方向上撞击轮毂套。轮毂套18的这种撞击会导致不期望的振荡并产生噪音。分离环62因而在轴向方向上在振动或声音方面将离合器环58和60从轮毂套18分离。第一离合器环58能够利用其内圆周在第二离合器环60和分离环62上沿轴向方向和圆周方向以相对方式移动。换言之，第一离合器环58能够利用其内圆周在分离环62和第二离合器环60上滑动。分离环62具有径向向外突出的突起64，第一离合器环58经由该突起64保持在分离环62和第二离合器环60上。
第一离合器环58、第二离合器环60和分离环62形成了单独组件，该单独组件以可动方式布置在轮毂套18上。连接至分离环62的第一离合器环60能够在轴向方向上相对于第一离合器换58而与分离环62一起移动。如以上已经提到的，第一离合器换58还能够相对于第二离合器换60和分离环62移动。
第一离合器环58具有轮廓为台阶方式的孔口66，磁体68插入该孔口66内并借助于台阶状轮廓而保持在该孔口66内。磁体68能够被构造成圆柱形或条形磁体。孔口66的形式与磁体68的形状匹配。磁体68在轮毂套18中的凹部70中以多个部分延伸。容纳在轮毂套18的另一个凹部72中的是引导套74，该引导套74经由弹性元件76弹性地安装在轮毂套18中的凹部72中。引导套74可以由通常用于平面轴承的材料制成。磁体78被容纳在引导套74中。磁体78同样可以被构造成圆柱形或条形磁体。第一离合器环58具有用于在多个部分收纳引导套74的凹部80。第一离合器环58安装在引导套74上从而可在轴向方向上移位。经由引导套74进行的引导以及第一离合器环58和轮毂套18之间经由引导套74进行的连接确保了在轴向和径向方向上飞轮装置52和轮毂套18之间的声学分离，这是因为经由引导套74可以在轮毂套18和第一离合器环58之间在径向方向上设置预定间隔。
引导套74和分离环62一起形成了分离装置82，该分离装置82在振动方面将飞轮装置52从轮毂套18分离。引导套74和分离环62防止飞轮装置52的离合器环58、62在轴向方向上撞击轮毂套18。在飞轮轮毂10的飞轮模式中，特别是引导套74防止第一离合器环58在径向方向上和圆周方向上撞击轮毂套18。
图2示出了具有紧固元件38的轮毂轴12的剖视图。
在轮毂轴12上可辨别出供飞轮轮毂10(参见图1)的轴承14、16、26抵靠的径向向外突出的突起30和34。在轴向方向上突起30的左侧可辨别出用于紧固轴承14(参见图1)的轴承座LS1。在轴向方向上突起或台阶34的左侧和右侧同样可辨别出用于紧固轴承16和26的轴承座LS2和LS3。在轴向方向上的压配合部分84的左侧可辨别出另一个轴承座LS4。在轴承座LS1至LS4的区域中，轮毂轴12与其其余部分相比具有略微扩大的外部直径。
紧固元件38被容纳在轮毂轴12中从而可在轴线M的方向上移位。紧固元件38具有沿着轮毂轴12的内圆周表面延伸的管状部分86。形成在从管状部分86到端部48的过渡处的是边缘88，该边缘88与紧固元件48的抵靠表面50一起将轮毂轴12的横截面在轮毂轴12的突起44上的抵靠表面46的区域中扩大。紧固元件38利用其相对于轴线M以倾斜方式延伸的抵靠表面50抵靠在轮毂轴12上的径向向内突出的突起44的相对于轴线M以倾斜方式延伸的抵靠表面46上。端部48以圆锥形方式形成，与管状部分86中的紧固元件38的其余壁厚度相比，端部48具有增大的壁厚。端部48的这种增大的壁厚以及相关的更大刚度确保了通过端部48能在轴承座LS3的区域中增大轮毂套18的外圆周。如果在轴向方向上作用的力经由关闭元件40施加在紧固元件38上，则紧固元件38通过其抵靠表面50抵靠在突起44的配对抵靠表面46上而被挤压。由于该轴向力，紧固元件38沿着配对抵靠表面46在轴向方向上与其圆锥形端部48或抵靠表面50一起行进。一旦紧固元件38的边缘86到达配对抵靠表面46的区域，则在轴承座LS3的区域中在径向方向上将轮毂轴12的横截面加宽。结果，在轮毂轴12和轴承26的内圈之间形成了压配合。
图3示出了图2中的细节III的放大图。
从图3可以清楚，紧固元件38的部分90在未加载状态下在轴向方向上从轮毂轴12突出预定距离。这是必需的，以便能够经由关闭元件40(参见图1)在紧固元件38上施加轴向力，紧固元件38通过所述轴向力而在轴向方向上被推靠在轮毂轴12的内圆周表面上的突起44上。经由关闭元件40施加在紧固元件38上的力利用其配对抵靠表面50经由紧固元件38的端部48传递至突起44的抵靠表面46，并且在轴承座LS3的区域中转换成轮毂轴12的圆周的径向加宽。
图4示出了飞轮轮毂10的部分剖开视图。
轮毂套18具有轮辐凸缘20和22。在轮毂套18和驱动套23之间示出的是飞轮装置52，该飞轮装置52在轮毂套18中设置在轮辐凸缘22的区域中。
在驱动套24上可辨别出允许小齿轮装置(未示出)在轴向方向上滑动的径向向外突出的突起92。此外，在图4中可辨别出用于紧固小齿轮装置(未示出)的内螺纹部分44。
在图4中同样可辨别出第一离合器环58和第二离合器环60。径向外齿状部94设置在第一离合器环58上，轮毂套18具有对应的径向内齿状部96。
图5示出了图4中的细节V的放大图。
在图5中可辨别出飞轮装置52。飞轮装置52包括第一离合器环58和第二离合器环60。第一离合器环58和第二离合器环60均具有指向彼此的轴向齿状部。第一离合器环58上的轴向齿状部具有轴向齿98。第二离合器环60上的轴向齿状部具有轴向齿100。齿98和100均具有滑动表面102和104，一旦第一离合器环58和第二离合器环60之间发生相对旋转，齿98和100就在滑动表面102和104上抵靠彼此滑动。根据图5，飞轮装置52位于其接合位置，即第一离合器环58和第二离合器环60以扭矩传递方式彼此接合。尤其在由箭头ES表示的位置处可辨别出这种接合，其示出了第一离合器环58的齿98与第二离合器环60的齿100接合。
第一离合器环58具有用于接纳磁体68的孔口66。磁体68在轮毂套18的凹槽70内以多个部分延伸。
第一离合器环58此外还具有用于收纳引导套74的引导部分106的另一个凹部80。引导套74的紧固部分108毗连引导部分106。紧固部分108经由弹性元件76弹性地收纳在轮毂套18中的凹部72中。弹性元件76可以例如以环状方式构造。
第二离合器环60此外具有以在圆周方向上分布的方式设置在离合器环60上的凹部110。
图6再次示出了离合器装置10的部分剖开的立体图，该立体图与以上描述的图4基本对应。图4和图6之间的主要不同可以在细节VII中看出。在下文中参照图7详细讨论细节VII。
图7示出了图6中的细节VII的放大图。
图7中所示的细节VII和图5中所示的细节V之间的主要区别是在第一离合器环58和第二离合器环60之间发生相对旋转，由于该相对旋转，第一离合器环58和第二离合器环60被分离，并且根据图7，现在位于飞轮位置，如尤其能够在箭头FS表示的位置处看到的。
第一离合器环58的齿98和第二离合器环60的齿100不再彼此接合，从而使飞轮轮毂处于飞轮模式，在该模式中，在轮毂套18(其中车轮被附装至该轮毂)与驱动套24之间能够发生相对旋转。在飞轮模式中，附装有车轮的轮毂套18通常比驱动套24更快地旋转。
图8示出了飞轮轮毂10的剖视图。
在图8中可辨别出在驱动方向上以扭矩传递方式彼此啮合的第一离合器环58和轮毂套18的径向齿状部94和96。第二离合器环60的齿100与第一离合器环58的齿98啮合。在第一离合器环58的齿98当中，滑动表面102的只有一些部分可被辨别出。第二离合器环60具有以扭矩传递方式与驱动套24上的径向齿状部114啮合的径向齿状部112。第一离合器环58的径向齿状部94和轮毂套18的径向齿状部96在圆周方向上在振动方面彼此分离。为此，在飞轮模式中在径向齿状部94和96之间设置空气间隙。该空气间隙通过引导套(在图8中示出)来设置。在驱动方向上，径向齿状部94和96的齿彼此抵靠以便进行扭矩传递，如能够在图8中看到的。
图9示出了图8中的细节IX的放大图。
第二离合器环60的齿100与第一离合器环58的齿98啮合。驱动套24和第二离合器环60的径向齿状部112和114同样以扭矩传递方式彼此啮合。
在下文中，参照图10至图12描述飞轮装置52从接合位置转换到飞轮位置。
图10示出了位于接合位置的飞轮装置52或飞轮轮毂，即离合器环58和60以扭矩传递方式彼此接合。形成在引导套74或其引导部分104上的是肩部116。在该肩部116和第一离合器环58之间，在离合器环58和60的接合位置中设置预定间隙s1。在接合位置，连接至第二离合器环60的分离环62抵靠引导套74的抵靠表面118。分离环62利用其内圆周在轮毂套18上滑动。
在图10所示的位置中，只有磁体68“作用”。这意味着只有磁体68的吸引力作用在离合器环58和60上。
为了触发飞轮装置从接合位置到飞轮位置的转换，轮毂套18和驱动套24之间必须发生相对运动或相对旋转。由于轮毂套18和驱动套24之间的该相对旋转，离合器环54和60能够彼此分离。
图11示出了位于接合位置和飞轮位置之间的飞轮装置52的中间位置。在该中间位置，离合器环58和60的齿仍然一定程度地重叠。
在图11中，间隙s1(图10)已经被关闭，并且第一离合器环58抵靠肩部116。分离环62仍然抵靠在抵靠表面118上。与图10相比，第一离合器环58已经相应向左移动，以便与肩部116进行抵靠。第一离合器环58向左移位以与引导套74上的肩部116进行抵靠是通过第一离合器环58和第二离合器环60之间的相对运动引起的，在该相对运动过程中，离合器环58和60的齿98和100的滑动表面102和104抵靠彼此滑动(图4至7)。由于该滑动运动，第一离合器环58向左移位，这是因为第二离合器环60由于引导套74中的磁体78的吸引力而借助于分离环62保持与引导套74的抵靠表面118进行抵靠。第一离合器环58与第一离合器58中的磁体68的吸引力相反地向左移位，这是因此磁体68通过它们的吸引力试图将离合器环58和60拉向彼此。由于第一离合器环58向左的运动，在第一离合器环58和第二离合器环60之间设置间隙s2，即离合器环58和60已经在轴向方向上部分分开。
图12示出了位于飞轮位置的飞轮装置52，即第一离合器环58和第二离合器环60没有以扭矩传递方式进行接合。
与图11相比，第一离合器环58和第二离合器环60之间的轴向间隔已经进一步增大。在图12中，该更大间隔现在表示为s3。第一离合器环58和第二离合器环60的轴向齿状部98、100已经彼此完全分开，其中仅示出了第二离合器环60的齿100。
当比较图11和图12时，可以清楚地看到，在图12中，具有分离环62的第二离合器环60已经相对于第一离合器环58向右移动。第一离合器环58仍然位于引导套74的肩部116上，但是分离环62不再抵靠在抵靠表面118上。结果，在第一离合器环58和第二离合器环60之间设置了间隔s3。
此外，在图10至12中可辨别出分离环62上的径向突起64，所述径向突起64用来将第一离合器环58保持在由第一离合器环60和分离环62形成的单元上，然而仍然允许第一离合器环58和具有分离环62的第二离合器环60之间进行相对运动。突起64和第二离合器环将第一离合器环58包围在彼此之间。
此外，从图10至图12可以清楚地看到，引导套74利用其肩部116和抵靠表面118来防止离合器环58和60在向飞轮位置转换以及还有返回到接合位置的过程中直接撞击轮毂套18。为此，引导套74还与分离环62相互作用，该分离环62能够被支撑在抵靠表面118上。这防止了在离合器环向飞轮位置转换或返回到接合位置的过程中发生的振荡或振动传递至轮毂套18。
图19示出了磁体68和78的吸引力的图，所述吸引力根据离合器环58和60的角位置改变。
根据图10至图12中所示的离合器环58和60的位置，可以将图19中所示的各个曲线分配给磁体68的吸引力、磁体78的吸引力以及两个磁体68和78的吸引力。
在图10所示的位置，只有第一离合器环58上的磁体68利用其吸引力作用在第二离合器环60上，并且使离合器环58和60初始保持彼此抵靠。磁体68和78的和吸引力的曲线因而在根据图19的图的部分“图10”中仅仅对应于由磁体68提供的吸引力，这是因为磁体78的磁力还没有作用在离合器环58和60上。
如果离合器环58和60在向飞轮位置转换的过程中相对于彼此旋转，则磁体68作用在第二离合器环60上的吸引力下降。
在图11所示的中间位置，离合器环58和60已经相对于彼此旋转成使得磁体78以相对较大的吸引力(参见图19中的区域“图11”)作用在离合器环58和60上。因而，由两个磁通68和78提供的吸引力再次在部分“图11”中也是初始相对较大。然而，离合器环58和60相对于彼此旋转得越远，磁体68和78的吸引力因而将相对更大地下降。离合器环58和60通过两个磁体68和78保持彼此抵靠，不过第一离合器环58已经在图11中向左侧移位并抵靠在肩部116上。结果，在第一离合器环58和第二离合器环60之间形成间隙s2(图11)。离合器环58和60因而已经在轴向方向上部分地分开(参见间隙s2)。
如果离合器环58和60相对于彼此进一步旋转并且两个离合器环58和60之间的轴向间隔(间隙s3)因而增加，则如可在根据图19的图的标记“图12”的部分中辨别出的，磁体68的吸引力和磁体78的吸引力都减小。磁体68和78的吸引力以对应方式进一步下降，直到离合器环58和60相对于彼此到达预定角位置。在离合器环58和60的该预定角位置，离合器环58和60在轴向方向上也完全分离。这对应于图12中所示的状态。在图12中，分离环62已经从引导套74上的抵靠表面118抬起，从而在离合器环58和60之间形成间隙s3。在图12中，两个离合器环已经从彼此完全分开。因而，飞轮装置52位于飞轮位置。
从图19中清楚地看到，磁体68和78的吸引力根据离合器环58和60的角位置而相对于彼此改变。
飞轮装置52确保高磁性吸引力，该高磁性吸引力保持离合器环58和60靠着彼此，但是同时，由于磁体68和78(参见图19)的吸引力随着离合器环58和60的改变角位置而剧烈下降，允许离合器环58和60在转换到飞轮位置时快速分离。
这里，应该考虑到如下事实：在飞轮位置(图12)，也是根据离合器环58和60相对于彼此的角位置，图19中所示的高吸引力几乎作用在第二离合器环60上，其中由于在飞轮位置时离合器环之间的轴向间隙而使得所述吸引力略微低于图示的吸引力。由于这些相对较大的吸引力，离合器环58和60也可以快速地从飞轮位置转移回到接合位置，在该接合位置，它们以扭矩传递方式与彼此接合。换言之，在离合器环58和60相对于彼此的预定角位置中，较大吸引力作用在第二离合器环60上，而在其他预定角位置，较低吸引力作用在第二离合器环60上。假定在飞轮位置中离合器环58和60进行连续的相对旋转，则这具有如下效果，即：当离合器环58和60在飞轮位置相对于彼此旋转时，吸引力的如图19中所示的曲线或类似曲线接连地大量发生。
图13至图15是示出了在从接合位置转换到释放位置的过程中第一离合器环58和具有分离环62的第二离合器环60的视图。图13至图15中的离合器环58和60的位置基本对应于飞轮装置52的在图10至图12中所示的位置。
在图13中可辨别出带有磁体68的第一离合器环58。磁体68被容纳在第一离合器环58中的孔口66中。孔口66形成在第一离合器环58的两个相邻齿98之间。第一离合器环58的齿98的功能不会受到孔口66和磁体68的削弱。
第二离合器环60连接至分离环62。分离环62具有圆周突起64，圆周突起64将第一离合器环58保持在由分离环62和第二离合器环60构成的单元上。
第一离合器环58的齿98具有滑动表面102。第二离合器环60的齿100同样具有滑动表面104。在图13所示的接合位置，齿98或100的滑动表面102、104基本跨越两个相邻的齿98或100之间的中间空间。齿100因而也利用其滑动表面104跨越磁体68的通过两个相邻的齿98之间的孔口66暴露的表面部分FS。换言之，容纳在孔口66中的磁体68的被孔口66暴露出的表面部分FS在面积方面基本对应于第二离合器环60的齿100的滑动表面104。
图14示出了接合位置和飞轮位置之间的中间位置。
根据图14，在第一离合器环58和第二离合器环60之间已经发生轴向方向上的相对运动，并且同时已经发生了相对旋转。例如，当带有第一离合器环58的轮毂套18(图1)比带有第二离合器环60的驱动套24(图1)更快速地旋转时，就会发生这种情况。换言之，在大多数情况(其中飞轮轮毂10进入飞轮模式)下，没有力经由链条驱动器(链条驱动器是静止的)传递至驱动套24，其中轮毂套与第一离合器环58继续旋转。由于第一离合器环58和第二离合器环60之间的该相对旋转，齿98和100的滑动表面102和104抵靠彼此滑动。由于滑动表面102和104的倾角，在滑动表面102和104抵靠彼此的对应相对旋转和滑动过程中，离合器环58和60在轴向方向上分离。在图14中再次将第一离合器环58和第二离合器环60之间的增大轴向间隔表示为s2。在图14中所示的该位置，没有第二离合器环60的齿100在轴向方向上位于磁体68的表面部分FS的前方。由第一离合器环58中的磁体68施加在第二离合器环60上的磁性吸引力因而较低。如果齿100以其滑动表面104直接位于表面部分FS的前方，则磁体68的作用在齿100上的磁性吸引力相对较大。由此清楚的是，由第一离合器环58中的磁体68作用在第二离合器环60上的磁性吸引力根据第一离合器环58和第二离合器环60相对于彼此的角位置而改变。其原因在于，磁体68的磁场的磁场线只能从表面部分FS在第二离合器环60的方向上以不受阻碍的方式出现。在所有其它区域中，磁场首先必须传播通过离合器环58的相邻齿98，因而相应地更弱。
图15示出了位于飞轮位置的第一离合器环58和第二离合器环60。第一离合器环58和第二离合器环60之间的间隔s3与根据图14的间隔s2相比已经进一步增加。第一离合器环58实际上抵靠在分离环62的径向突起64上。滑动表面102和104已经靠着彼此进一步滑动，结果使得第一离合器环58和第二离合器环60在轴向方向上进一步间隔开(参见s3)。从图15清楚地看到，第二离合器环60的齿100尽管在轴向方向上彼此间隔开，但是在轴向方向上位于磁体68的表面部分FS的前方。在离合器环58和60的该位置，由磁体68施加在齿100上的磁性吸引力再次变得非常大，这是因为齿100或其滑动表面104几乎完全与磁体68的被孔口66暴露的表面部分FS重叠。在这种情况下，来自表面部分FS的磁场能够直接作用在第二离合器环60的齿100上。
这具有的优点是，由于由磁体68作用在第二离合器环60的齿100上的高吸引力而能够快速地从图15中所示的飞轮位置转换到图13中所示的接合位置。在第一离合器环58和第二离合器环60相对旋转的情况下，可以说磁体68的作用在第二离合器环60上的吸引力能够接通和断开。如上所述，其原因在于，磁场能够由于第一离合器环58相对于第二离合器环60的不同角位置而改变。在图15中所示的离合器环58和60的角位置中，较大的吸引力作用在第二离合器环的齿100上，这是因为齿100与表面部分FS完全重叠，并且磁场能够直接作用在齿100上。该角位置的较强吸引力确保在第一离合器环58和第二离合器环68之间在相反方向上进行相对旋转的情况下使第一离合器环58和第二离合器环60之间的轴向间隔关闭，从而齿98和100快速且可靠地与彼此进行啮合。
如果以相反顺序考虑图13至图15，则图13至图15也示出了从根据图15的飞轮位置到根据图13的接合位置的转换。换言之，在相反相对旋转的情况下，离合器环58和60被磁体68拉开。齿98和100的滑动表面102和104抵靠彼此滑动，直到它们以扭矩传递方式完全接合。
图16示出了根据本发明的第二实施方式的飞轮轮毂210的部分剖开立体图。
使用与第一实施方式中相同的附图标记用于具有相同类型或具有相同作用的部件。
飞轮轮毂210具有轮毂套18和驱动套24。飞轮装置52设置在轮毂套18和驱动套24之间。飞轮装置52包括第一离合器环58和第二离合器环60。驱动套24以扭矩传递方式经由其径向齿状部112而与第二离合器环60的径向齿状部114接合。轮毂套18和第一离合器环58同样如此。轮毂套18具有径向向内指向的径向齿状部96，该径向齿状部96以扭矩传递方式与第一离合器环58的径向向外指向的径向齿状部94接合。
轮毂套18还具有凹部72。声音减小元件120容纳在图18中的凹部72中。声音减小元件120可以是吸声元件或消声元件。吸声元件120可以被容易地挤压到凹部72内。
图17示出了飞轮轮毂210的剖视图。在根据图17的视图中，可以再次辨别出容纳在轮毂套18中的凹部72中的吸声或消声元件120。用于消声或吸声的元件120位于第一离合器环58和第二离合器环60的中间附近，第一离合器环58和第二离合器环60在从飞轮位置向接合位置转换的过程会发出令人不悦的噪音。该噪音通过吸声或消声元件120吸收或减弱，因而不会向外传送而对驾驶者及其环境带来负面影响。
图18示出了上面设置有轮辐凸缘22的轮毂套18。轮毂套18具有各种凹部122和124。凹部122以卵形方式形成。凹部124以环状方式形成。与具体凹部的形状匹配的吸声或消声元件120被挤压在该凹部122和124内。

Claims (9)

1.一种用于自行车的轮毂(10)，该轮毂包括：
轮毂轴(12)；
轮毂套(18)，该轮毂套(18)经由轴承装置(14，16)以可旋转的方式安装在所述轮毂轴(12)上；
驱动器(24)，该驱动器(24)经由轴承装置(26，28)以可旋转的方式安装在所述轮毂轴(12)上并且能以扭矩传递方式联接至至少一个轮毂套(18)，其中所述轴承装置(26，28)具有至少一个轴向内轴承(26)和至少一个轴向外轴承(28)，
其特征在于，设置有至少一个紧固元件(38)，该至少一个紧固元件(38)通过所述轮毂轴(12)的横截面的局部或部分扩大而至少将所述轴承装置(26，28)中的内轴承(26)在所述轮毂轴(12)上固定在其预定位置(LS3)，
其中，所述轮毂轴(12)在其内圆周表面的至少一部分上具有预定轮廓，所述轮廓与所述至少一个紧固元件(38)相互作用，
所述至少一个紧固元件(38)具有以与所述轮毂轴(12)的内圆周表面上的轮廓对应的方式构造的至少一个部分(48)，
所述紧固元件(38)的与所述内圆周表面上的所述轮廓对应的所述至少一个部分(48)具有倾斜抵靠表面(50)，并且
其中，所述预定轮廓是具有倾斜配对抵靠表面(46)的径向向内突出的突起(44)。
2.根据权利要求1所述的轮毂(10)，其中，所述至少一个紧固元件(38)在所述轮毂轴(12)和所述至少一个内轴承(26)之间产生压配合。
3.根据权利要求1或2所述的轮毂(10)，其中，所述至少一个紧固元件(38)被构造成使得所述至少一个紧固元件将沿着所述轮毂轴(12)作用的力转换到至少一个轮毂轴(12)的横截面的径向扩大部中。
4.根据权利要求1或2所述的轮毂(10)，其中，所述至少一个紧固元件(38)被容纳在所述轮毂轴(12)中从而能够在轴向方向上移动。
5.根据权利要求1或2所述的轮毂(10)，其中，所述至少一个紧固元件(38)被构造成使得所述至少一个紧固元件能够借助于至少一个关闭元件(40)在轴向方向上被支承在所述轮毂轴(12)中。
6.根据权利要求1所述的轮毂(10)，其中，具有所述倾斜抵靠表面(50)的所述至少一个部分(48)具有增加的壁厚。
7.根据权利要求1或2所述的轮毂(10)，其中，所述至少一个紧固元件(38)被构造成使得在未支承状态下，所述至少一个紧固元件以预定部分(90)从所述轮毂轴(12)突出。
8.根据权利要求1或2所述的轮毂(10)，其中，所述紧固元件(38)具有至少一个边缘(88)，所述至少一个边缘(88)旨在扩大所述轮毂轴(12)的横截面。
9.根据权利要求1或2所述的轮毂(10)，其中，在所述至少一个轮毂套(18)和所述驱动器(24)之间设置有至少一个飞轮装置(52)，所述至少一个飞轮装置(52)具有联接至所述轮毂套(18)的第一离合器环(58)和联接至所述驱动器(24)的第二离合器环(60)。
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