CN111003098A - 自行车后轮齿轮装置 - Google Patents

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Abstract

一种能够围绕齿轮旋转轴线旋转的自行车后轮齿轮装置，其包括关于齿轮旋转轴线同轴的具有不同齿数的多个齿轮，所述多个齿轮被布置成彼此之间具有轴向间隔，并且用于与自行车链条形状锁合，其中自行车后轮齿轮装置具有通过具有最大直径的齿轮的齿数除以具有最小直径的齿轮的齿数而形成的档位级别商数以及通过自行车后轮齿轮装置中的齿轮的数量除以轴向最外齿轮彼此之间以毫米为单位测量的轴向间隔而形成的堆积密度商数。自行车后轮齿轮装置具有由档位级别商数和堆积密度商数的乘积而形成的档位级别堆积系数，档位级别堆积系数大于1.25，优选地大于1.3，特别优选地大于1.35，极端优选地大于1.4。

Description

自行车后轮齿轮装置
本申请是申请号为201610191430.5、发明名称为“自行车后轮齿轮装置”并且申请日为2016年3月30日的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种可以围绕齿轮旋转轴线旋转的自行车后轮齿轮装置，该自行车后轮齿轮装置包括关于所述齿轮旋转轴线同轴的具有不同齿数的多个齿轮，所述多个齿轮被布置成彼此之间具有轴向间隔，并且用于与自行车链条形状锁合，其中所述齿轮装置具有通过具有最大直径的齿轮的齿数除以具有最小直径的齿轮的齿数而形成的档位级别商数(gear range quotient)以及通过齿轮装置中的齿轮的数量除以轴向最外齿轮彼此之间以毫米为单位测量的轴向间隔而形成的堆积密度商数(packing density quotient)。
背景技术
这样的自行车后轮齿轮装置一般被称为自行车部件。它们用在旅行自行车、赛车自行车和山地自行车行业中的将变速器机构齿轮设置在自行车中的地方，以便实现从胎面曲柄(tread crank)到后轮的不同传动比。在这种情况下，后轮上的齿轮数随着时间的推移一直增加，以便越来越精细地划分传动比。这种精细划分甚至进一步通过增加胎面曲柄上的链环数而得到支撑。
最近，已经觉察到再次减少直接连接到胎面曲柄的链环数的发展趋势。这可能导致仅有单个链环设置在胎面曲柄上的所谓的一倍变速器机构。在减少链环数的情况下，后轮齿轮装置的齿轮数及其齿数划分假定产生期望的传动比越来越重要。
针对一倍变速器机构的泛型类型的自行车后轮齿轮装置，可采取举例的方式参考Morse的出版物US 3,748,916A。该出版物公开了总计具有5个齿轮的自行车后轮齿轮装置，其中最小可具有9个齿且最大可具有45个齿。所以，该齿轮装置具有45：9＝5auf的档位级别商数。所以，针对可以用齿轮装置产生的传动比的带宽，测量出档位级别商数。档位级别商数的值越大，可以产生的传动比的带宽越大。
在一倍变速器机构领域中技术最先进的现有技术目前可能是SRAM销售的名为"XX1"的系统。具有包括11个齿轮的后轮齿轮装置的该系统的档位级别商数为4.2auf。
作为附加现有技术进一步参考Campagnolo的EP 2 022 712 A，其公开了12倍齿轮装置，最小齿轮具有11个齿且最大齿轮具有27个齿。该齿轮装置的档位级别商数为2.45，略少于前面讨论的美国专利的齿轮装置的一半。
作为多个齿轮装置的另一极端示例可参考Shimano的US 5,954,604 A，其陈述了具有14个齿轮的齿轮装置。该出版物的图13示出了齿轮装置的最小齿轮具有11个齿且最大齿轮具有39个齿的实施方式。因此，该已知齿轮装置的档位级别商数为3.54。
以更易于理解的方式，齿轮装置的齿轮数给出了可以用后轮齿轮装置实现的传动比的精细划分的测量值。齿轮数越高，可调节的传动比的划分可能越精细。
然而，对于后轮齿轮装置在后轮毂上的布置，仅可得到有限的结构空间，使得齿轮装置的齿轮数无法自由增加。因此，上文中提到的堆积密度商数直接给出了存在于后轮毂上的结构空间如何有效地用于布置齿轮的测量值。间接地，堆积密度商数还是涉及精细划分可实现的传动比的测量值，因为它包含关于后轮齿轮装置的齿轮数的计数器信息。再次，以下适用：堆积密度商数越高，使用结构空间来布置齿轮越有效。类似于档位级别商数，堆积密度商数是无量纲数值，为建立该堆积密度商数，仅应该使用轴向最外齿轮之间以毫米为单位测量的间隔的数值。
从US 3,748,916 A已知的5倍齿轮装置例如占用约26mm的轴向结构空间。所以，单纯作为该齿轮装置的数值变量的堆积密度商数为0.192。
相比下，EP 2 022 712 A在最有利公开的情况下用于12倍齿轮，其实施没有表现在该出版物中，然而，陈述了40.5mm的轴向结构空间要求。这导致堆积密度商数为0.296。
同一申请人的上述1倍变速器系统“XX1”具有0.286的堆积密度商数，在38.4mm的结构空间中具有11个齿轮。
最后，作为附加比较可参考上述US 5,954,604 A，其中齿轮装置的14个齿轮用最外齿轮的轴向间隔(轴向测量约为50mm)接收，导致堆积密度商数约为0.28。
明显地，现代后轮齿轮装置具有略低于0.3的堆积密度商数。陈述了后轮毂上的轴向结构空间应用的当前状态。
在建立堆积密度商数期间，重要方面是轴向最外齿轮彼此的轴向间隔的建立方式，也就是说，一般为具有最大直径的齿轮与具有最小直径的齿轮彼此的轴向间隔。原则上，可以将正交于齿轮旋转轴线的齿轮中心平面用作建立间隔的基准平面。
因为为了在后轮齿轮装置中产生切换操作，棘轮相对于后轮齿轮的定位应关于各个齿轮的前表面进行取向，该前表面在组装状态下远离自行车纵向中心平面，然而，各个齿轮的轴向前表面优选地用作建立间隔的基准面。在这种情况下，在与下一较小齿轮相对的侧面处，前表面应该用在具有最大直径的齿轮处。在具有最小直径的齿轮处，应该使用远离具有最大直径的齿轮的前表面。出于为装配它而设置的结构空间的最有效使用可能的原因，如果齿轮在后轮毂处设置有成角度的部分，最靠近齿轮齿环的前表面部应该是决定性的。因此，轴向最外齿轮彼此之间的间隔优选是这些齿轮的前表面彼此之间的轴向间隔。
在有疑问的情况下，该前表面应该被确定为齿轮的使相关侧面处的齿轮定位在平面基板上的表面或表面部。如果齿轮的各个齿轴向伸出前表面，例如作为切换支撑齿，则当建立前表面时不应该考虑这些齿。例如，从EP 1 671 880 A中已知轴向伸出前表面的此类“异常齿”。
上面陈述的不同现有后轮齿轮装置的概述显示出，或者现有齿轮装置提供较大带宽的传动比，但它们然后以相对粗糙的方式划分并分布在相对较大的轴向结构空间上；或者现有齿轮装置为相对较窄带宽的传动比提供非常精细的划分，但然后非常有效地使用可用的轴向结构空间。
用于自行车后轮的现有齿轮装置在每种情况下不再符合加诸其上的日益增加的需求。鉴于如上文描述的自行车部件的发展的最近技术趋势，仅以非常粗糙的方式不再足够划分传动比的带宽或者仅提供小带宽的传动比。特别是，但不仅仅是，在仅具有一个链环的一倍变速器机构的情况下，以相对精细的方式划分并在常规自行车构造中具有空间的大带宽的传动比对后轮是需要的。为此目的，需要一类新的自行车后轮齿轮装置。
通过提供上文提到类型的自行车后轮齿轮装置使本发明满足现代的自行车后轮齿轮装置的这些要求，根据本发明，该自行车后轮齿轮装置具有大于1.25的档位级别堆积系数。
在这种情况下，档位级别堆积系数是上面已经讨论的档位级别商数和堆积密度商数的乘积。档位级别堆积系数是为此设置了传动比的带宽的测量值，用此划分来使用后轮毂上的轴向结构空间。档位级别堆积系数越高，传动比的带宽越大而且该带宽的划分越精细，并且为产生齿轮装置需要的轴向结构空间越小。
通过比较的方式，从US 3,748,916 A已知的齿轮装置的档位级别堆积系数约为0.96。从EP 2 022 712 A已知的12倍齿轮装置的档位级别堆积系数约为0.72。从US 5,954,604 A已知的且具有14个齿轮的后轮齿轮装置的档位级别堆积系数约为0.991。
“XX1”系统的档位级别堆积系数为1.20。
发明内容
利用一类新的后轮齿轮装置，其中档位级别堆积系数大于1.25，可以在后轮齿轮装置上以相对精细划分的方式提供大带宽的传动比，在小的轴向结构空间中具有大量的齿轮。因此，根据本发明的齿轮装置的档位级别堆积系数优选地甚至大于1.3，特别优选地甚至大于1.35。容易看到，在增加此处讨论的系数值的情况下，由相应齿轮装置提供的乘坐舒适也关于传动比带宽和划分得到提高，使得结合申请人进行的测试，具有大于1.4的档位级别堆积系数的齿轮装置是特别优选的。如下面参考实施方式陈述的，目前首选1.48的档位级别堆积系数。
利用档位级别堆积系数大于1.25的根据本发明的后轮齿轮装置，进一步满足了减少链条负载的先决条件，也就是说，更精确地是链条拉伸负载，这发生在操作设置有后轮齿轮装置的自行车期间。有利效果与链条拉伸负载的减少相关，诸如减少作用在自行车链条内或者还有作用在自行车链条与接合元件(齿轮、链环)之间的摩擦以及发生在自行车链条和接合元件上的磨损。此外，由于随胎面曲柄的转动而周期性改变的链条拉伸负载，最大链条拉伸负载的减少实现了自行车框架在操作期间的变形的减少。
这是因为档位级别堆积系数大于1.25的后轮齿轮装置主要使用具有最大直径和非常高齿数的齿轮来实现，使得具有最大直径的这些齿轮的负载臂大于现有和已知齿轮装置的可比较齿轮的负载臂。对于导入后传动轮中的相同扭矩，更小的力(也就是说，更小的链条负载)需要更大的负载臂。
具有更大直径的后轮齿轮允许使用具有更大直径的链环，而不会使胎面曲柄相对于后轮的传动比弄得更糟。恰恰相反：例如，与现有1倍变速器系统相比之下，相对于具有最大直径的齿轮的直径增加，由于还是链环的直径的子比例增加，不仅可以使发生在操作期间的链条负载减少，而且同时从胎面曲柄到后轮的扭矩传递的带宽可以增加。
在增加档位级别堆积系数的值的情况下，关于齿轮装置的结构问题可得到解决，这将在下面更详细地讨论。例如，具有最大直径的齿轮可占用这样的直径，即，由自行车链条施加到齿轮的负载导致齿轮的值得注意的弯曲负载。这施加到甚至更大的程度，其中在具有最大直径的齿轮上延伸的自行车链条可具有相对于自行车纵向中心平面的给定倾斜位置，因为具有最大直径的齿轮是根据本发明的齿轮装置的轴向最外齿轮。
类似地，再次由于在具有最小直径的齿轮上延伸的自行车链条的倾斜位置，用该齿轮使自行车链条逼向下一较大齿轮直到链条的磨料接触可在具有最小直径的齿轮上克服。这样的问题可能出现，但不是一定会出现。
为了提供自行车后轮齿轮装置的传动比的最充足的带宽可能，有利的是，齿轮装置的档位级别商数大于或等于4.2。档位级别商数越大，由齿轮装置提供的传动比范围越大。因此，档位级别商数优选地大于或等于4.5。
为了避免在操作(诸如上述这些操作)期间由齿轮装置的构造产生的困难，有利的是，档位级别商数不超过值6。如果档位级别商数不大于5.5，则在操作齿轮装置期间的困难可以以甚至更大的概率避免。
如果齿轮装置的堆积密度商数的值大于或等于0.286，则可用于接收齿轮装置的齿轮的结构空间的最佳可能用途可以实现。出于提到的原因，该值优选地大于或等于0.290。
结合如堆积密度商数描述的齿轮装置的构造，在操作齿轮装置期间的困难还可能发生在堆积密度商数的值过高的情况下，诸如，使齿轮与相邻齿轮啮合的自行车链条的非期望接触，例如因为它们已一起轴向移动达到过度的程度。为了在操作期间避免这样的困难，堆积密度商数应该有利地不大于0.36，其中在堆积密度商数不超过0.33时，避免操作困难的可能性甚至更大。
为了能够提供从胎面曲柄到后传动轮最有利的可能扭矩传递以便克服梯度，考虑到前链环的具体的必要最小尺寸，具有齿轮装置的最大直径的齿轮应该不必少于45个齿。更大的梯度可以用具有最大直径且不少于48个齿的齿轮克服。在山地自行车领域，具有最大直径且不少于50个齿的齿轮可以是有利的，以便克服骑车人遇到的挑战。
关注的是齿轮装置的轴向纵向端的爬坡应用，该端更靠近具有最大直径的齿轮；关注的是相对轴向纵向端的快骑应用，该端定位有具有最小直径的齿轮。为了能够提供在这种情况下与胎面曲柄的至少一个链环协作的充足的传动比，有利地设置：具有最小直径的齿轮不必多于12个齿。由于甚至将肌肉力量更大地传递为速度的更高行进速度可以由具有最小直径且不多于11个齿的齿轮实现。以极端的优选方式，具有最小直径的齿轮不多于10个齿，以便能够实现甚至奇高的峰值速度。
除传动比的带宽之外，关注的是总共由后轮齿轮装置设置的带宽的划分。鉴于由档位级别商数表现的上述较大带宽，在这种情况下讨论的后轮齿轮装置应该基于轴向最外齿轮提供至少八个附加阶段，使得根据本发明的后轮齿轮装置优选地具有多于8个齿轮。精细划分还随着齿轮数的增加而提高，使得在这种情况下讨论的后轮齿轮装置根据本发明的有利发展具有多于10个齿轮，并且以特别首选的方式甚至多于11个齿轮。
根据本发明的有利发展，从根据本发明的后轮齿轮装置的一个齿轮到下一较大齿轮，一直相对于考虑两个齿轮中的较小齿轮，齿数的百分比变化不超过20％。在这种情况下，有利的是，齿数的两个最大百分比变化出现在具有最小直径的齿轮到下一较大齿轮的过渡处，并且出在从第二较大齿轮到具有最大直径的齿轮的过渡处。有利地，齿数的最大百分比增加出现在具有最小直径的齿轮到下一较大齿轮的过渡处。然后，齿数的第二最大百分比变化可位于从第二较大齿轮到具有最大直径的齿轮的过渡处。为了在具有最小直径的齿轮与具有最大直径的齿轮之间的齿轮范围内实现可实现的传动比的最均匀的可能划分，可进一步有利的是，此齿轮组的两个相邻齿轮之间的齿数的百分比变化不小于12％且不多于17％。从一个齿轮到下一较大齿轮的齿数百分比变化值最初可以一再降低，然后再次从具有最小直径的齿轮增加到具有最大直径的齿轮。
在具有最大直径的齿轮的上述外围条件下，齿轮可达到相对较大的质量，以与之相连的方式达到相对较大的重量。因为齿轮是旨在加速和减速的自行车质量的一部分，然而，期望的是具有最大直径和最小可能质量的齿轮。为了确保由骑车人在胎面曲柄处导入的肌肉力量可以以可靠耐用的方式传递到后传动轮，具有最大直径的齿轮优选地在径向外侧具有用于将来自自行车链条的力传递到齿轮的齿环区域。类似地，具有最大直径的齿轮优选地在径向内侧具有用于将来自齿轮的扭矩传递到后轮毂的毂区域，在此处接收后轮齿轮装置。为了减少移动的质量，然后有利的是，在齿环区域与毂区域之间径向地设置有多个齿轮辐条，以传递扭矩的方式连接这些区域。
然后，具有最大直径的齿轮可以有利地设置有最小可能质量和尺寸稳定性，这样使下面具有最大直径这样的齿轮操作起来充足，所述齿轮具有径向更向外定位的外辐条区域并且具有径向更向内定位的内辐条区域，其中所述外辐条区域具有比所述内辐条区域更大数量的齿轮辐条。在这种情况下，例如，所述齿轮辐条可以被构造在所述内辐条区域中，以具有与所述外辐条区域中的齿轮辐条大约相同的横截面面积。
为了在外辐条区域和内辐条区域中支撑不同数量的齿轮辐条，在本发明的有利发展中，在周向方向上为实心的中间环区域可以被构造在外辐条区域与内辐条区域之间。所述内辐条区域的齿轮辐条的径向外端和所述外辐条区域的齿轮辐条的径向内端可以支撑在该实心的中间环区域上。
有利地，上述齿环区域也被构造为实心的，也就是说，在齿环区域的齿上和/或之间切出的材料没有中断，以便可能在从自行车链条到齿轮装置的扭矩传递的周向方向上提供最均匀的条件。出于可能从齿轮装置到后轮毂的最均匀扭矩传递的相同原因，上述毂区域也优选地被构造为实心方式。
在对于后轮齿轮装置的切换操作决定性的轴向最外齿轮的齿环区域之间，为了能够提供比用于装配齿轮的后轮毂本身更大的轴向间隔，至少具有最大直径的齿轮可被构造成具有成角度的部分。为此，具有最大直径的齿轮优选地形成有角度，使得与具有最大直径的齿轮的径向更向内的成角度的齿轮区域相比，具有最大直径的齿轮的齿环区域与具有最小直径的齿轮之间的轴向间隔更大。出于稳定性的原因，该成角度的部分然后优选地被构造在实心的中间环区域的径向部分中。至少所述成角度的部分可以在径向方向上与中间环区域重叠。然而，所述成角度的部分优选地完全位于所述中间环区域中。
此外，具有最大直径的齿轮的弯折稳定性可以通过这样的成角度的部分来提高，所述成角度的部分关于围绕与齿轮的旋转轴线正交的弯曲轴线进行弯曲。
所述实心的中间环区域优选地被构造成至少在径向部中为圆形，也就是说，存在中间环区域的实心径向部，其在周向方向的每个点处距齿轮旋转轴线的径向间隔相同。
为了加强具有最大直径的齿轮，可进一步规定，用作连接辐条的每隔一个齿轮辐条由连接支柱连接到在预定的旋转方向上紧邻该连接辐条的齿轮辐条，所述连接支柱径向地位于外辐条区域的齿轮辐条的纵向两端之间(至少在外围的一部分中，优选地在整个外围上)。所以，成对的齿轮辐条可以由所述连接支柱彼此连接。该连接支柱可以在本发明的有利发展中用于将具有最大直径的齿轮连接到轴向紧邻的下一较小齿轮。因此，优选地，可以将至少一个连接支柱在径向上布置在与轴向相邻的下一较小齿轮径向重叠的区域中，以便在轴向紧邻的下一较小齿轮上提供足够的材料来产生关于具有最大直径的齿轮的连接支柱的物理连接，而不会由于物理连接而妨害自行车链条与该齿轮的接合。
已经令人惊奇地发现，如果仅以上述方式将每隔一个齿轮辐条构造为连接辐条，则对于具有最大直径的齿轮的有利附加加强以及对于具有最大直径的齿轮关于轴向相邻的下一较小齿轮的充足物理连接均是足够的。为了获得具有最大直径的齿轮的最低的可能总重量，因此，这样的连接支柱优选地不设置在连接辐条和与其在与预定旋转方向相反的旋转方向上相邻的齿轮辐条之间。
优选地，多个连接支柱，优选地大多数连接支柱，特别优选地所有连接支柱与齿轮旋转轴线间隔开相同的程度。
如上面指出的，具有最大直径的齿轮可以在连接支柱的区域中物理连接到下一较小齿轮。为此提出的连接支柱可以位于具有最大直径的齿轮的径向非常外部位置中，例如，轴向相邻的下一较小齿轮的齿环径向稍内侧。所述连接支柱优选地布置在具有最大直径的齿轮的径向第三靠外中。在这种情况下，从齿轮旋转轴线到径向最外齿尖(即使齿轮居中地具有凹部)来测量具有最大直径的齿轮的总径向范围。
提到的连接的构造使具有最大直径的齿轮的操作相当更容易，因为具有最大直径的齿轮与轴向相邻的下一较小齿轮在连接支柱上的这种物理连接增加了具有最大直径的齿轮在负载的情况下围绕正交于齿轮旋转轴线的弯曲轴线弯曲的弯折刚性。
就结构而言，可以通过在连接支柱与下一较小齿轮之间延伸用于桥接轴向间隙的连接装置来实现连接支柱与下一较小齿轮的物理连接，该轴向间隙存在于具有最大直径的齿轮与下一较小齿轮之间。所述连接装置的连接是为了将扭矩传递到连接支柱和下一较小齿轮这两者。为了增加自行车后轮齿轮装置总体的刚性和尺寸稳定性，所述连接装置优选地连接为还将轴向力传递到连接支柱和下一较小齿轮这两者。
为了扭矩从胎面曲柄到具有最大直径的齿轮的最有效可能传递，具有最大直径的齿轮优选地被构造成使得针对至少一个齿轮辐条，优选地针对辐条区域的所有齿轮辐条，特别优选地针对具有最大直径的齿轮的所有齿轮辐条，它是这种情况，即：其径向纵向内端在齿轮装置的驱动旋转方向上位于同一齿轮辐条的径向纵向外端的前方。
为了防止非期望的剪切应力峰值并且为了在扭矩传递期间至少一个齿轮辐条的最均匀可能负载分布，所述至少一个齿轮辐条优选地被构造成围绕与齿轮旋转轴线平行的弯曲轴线弯曲，使之当在驱动旋转方向上观察时以凹的方式弯曲并且当逆着驱动旋转方向观察时以凸的方式弯曲。具有最大直径的齿轮的辐条区域的齿轮辐条优选地被构造成基本相同，除了借助连接腹板连接到在旋转方向上紧邻的齿轮辐条的上述连接辐条。
为了增加根据本发明的齿轮装置的稳定性，特别是尺寸稳定性，根据本发明的发展可提供与具有最大直径的齿轮轴向紧邻的齿轮，使该齿轮与具有最大直径的齿轮分开构造但在远离具有最大直径的齿轮的那一侧与轴向相邻齿轮成一体。与具有最大直径的齿轮轴向紧邻的齿轮优选地被构造成与布置在远离具有最大直径的齿轮的那一侧的多个齿轮成一体。
非常笼统而言，它可以是这样的情况，即：两个轴向相邻齿轮(具体是具有最大直径的齿轮和与之轴向紧邻的齿轮)被彼此分开构造并被连接为传递扭矩，优选地还由桥接存在于相邻齿轮之间的轴向间隙的多个连接装置传递轴向力。所述连接装置可被构造为与两个轴向紧邻齿轮均分开的分离式连接装置，并且可能已连接到这些齿轮中的每一个。替代地或另外地，一些或所有的连接装置可被构造成与两个轴向紧邻齿轮中的一个成一体，并且可能已连接到另一个齿轮。
可以获得特别坚实和稳定的齿轮装置，原因在于至少两个轴向紧邻的齿轮(具体是小于具有最大直径的齿轮的齿轮和与之轴向紧邻的齿轮)被构造成彼此一体并被连接为传递扭矩，优选地还由多个连接装置(采取桥接存在于相邻齿轮之间的轴向间隙的腹板的形式)传递轴向力。在这种情况下，所述腹板可被构造为均关于两个轴向紧邻的齿轮采取一体的材料凝聚方式的连接装置。所述腹板可由形成齿轮的材料件例如通过切割方法而形成，特别是通过铣削而形成。
以有利的方式，所述齿轮装置可以以甚至更稳定的方式形成，进一步，连接装置径向向外地布置。将所述连接装置布置在尽可能径向外部的位置中的先决条件可以实现，原因在于，在齿位于两个轴向相邻的齿轮中的较小齿轮上的位置，将所述连接装置沿周向方向连接到两个轴向相邻的齿轮中的较小齿轮。因为所述齿比同一齿轮的齿环的中间齿空间区域径向伸出得更远，所以促进所述齿(例如，齿根的一部分)的材料可以用于将所述连接装置连接到两个相邻的齿轮中的较小齿轮，而与所述连接装置关于两个齿轮中的较小齿轮是否被一体地或分开地构造无关。
如果一直经由具有最大直径的齿轮进行从自行车链条到后传动轮的扭矩传递，则所述连接装置不论是与其所连接的齿轮分开构造还是成一体，都可以被构造成特别薄，前提是其更靠近具有更大直径的齿轮的纵向端在齿轮装置的驱动旋转方向上位于在具有更小直径的齿轮中更靠近轴向紧邻的齿轮的相对纵向端的前方。
所述齿轮装置中的具有最大直径的齿轮的之前描述构造是如此有利的，以致于申请人保留申请单独保护自行车后轮齿轮装置的权利，所述自行车后轮齿轮装置能围绕齿轮旋转轴线旋转并包括关于齿轮旋转轴线同轴的具有不同齿数的多个齿轮，所述多个齿轮布置成彼此之间具有轴向间隔并且用于与自行车链条形状锁合，具有以上方面中的一个或多个方面的特征部分所述的特征。为了实施这些方面提到的具有最大直径的齿轮的优点，重要方面并非是实施上文提到的档位级别堆积系数。相反，使用具有最大直径并在上述方面的特征部分的特征中描述的齿轮更容易实施具有档位级别堆积系数提到的值的自行车后轮齿轮装置。因此，本发明还涉及一种可以围绕齿轮旋转轴线旋转且包括具有不同齿数的多个齿轮的自行车后轮齿轮装置，所述多个齿轮关于齿轮旋转轴线同轴且布置成彼此之间具有轴向间隔，用于与自行车链条形状锁合，其中所述齿轮装置具有以上方面中的一个或多个方面的特征部分的特征。
本发明进一步涉及一种自行车后轮驱动装置，其具有构造为如上面描述并具有自行车链条的自行车后轮齿轮装置。
如上面已经指出的，由于链条(诸如，链条的摩擦)在轴向相邻的下一较大齿轮上的倾斜位置，可在具有最小直径的齿轮处产生非期望效果。在这种情况下，链条的轴向引导以及因此链条在具有最小直径的齿轮上的轴向方向移动的限制是特别关注的。链条在具有最小直径的齿轮上的这种轴向引导可以得到改进，因此可以限制链条在齿轮上的轴向可移动性，原因在于所述自行车后轮齿轮装置的至少具有最小直径的齿轮的齿环被构造成具有沿周向方向在齿和与之紧邻的中间齿空间之间的外围变化的轴向齿轮厚度。所以，可以在齿轮上构造然后当自行车链条与具有最小直径的齿轮啮合时轴向引导自行车链条的轴向较厚区域。然而，在齿轮的轴向较薄区域中，可在自行车链条与齿轮部之间设置轴向游隙，以便保持作用在自行车链条与较小齿轮之间的摩擦效果。因为自行车链条在纵向链条方向上具有周期结构，可变的轴向齿轮厚度优选地还被构造成周期性可变的。
为了允许在为此目的设置的自行车链条的中间空间中尽可能损失小地导入齿轮齿，并且为了以类似无损失的方式使齿轮齿退出这些中间空间，齿轮在中间齿空间的区域中的轴向厚度有利地大于在齿的区域中的轴向厚度。以该方式构造的齿轮有利地仅在中间齿空间的区域中轴向地引导自行车链条，而在自行车链条的链板对之间与自行车链条进行力传递接合的齿轮的齿仅用于自行车链条的滚子与齿轮之间的力传递。
所述自行车链条可以是已知本身并具有多个滚子的滚子链条，所述多个滚子在纵向链条方向上以等距方式进行布置并且具有平行的滚子旋转轴线，该滚子经由成对平行的内链板和外链板彼此交替地连接，其中沿滚子旋转轴线的方向在与之连接的滚子的区域中将每个内链板布置在滚子与外链板之间。
在这样的自行车链条中，出于外链板和内链板两者的重量原因，已经有利的是在纵向中央部中具有比其纵向端部更小的高度。
为了连接两个轴向紧邻的齿轮，有利地，可以在尽可能径向向外的位置中进行上述连接装置的布置，前提是所述连接装置被径向连接在使两个轴向相邻的齿轮中的较小齿轮尽可能向外的位置中，使得在自行车链条与两个轴向相邻的齿轮中的较小齿轮进行啮合期间，内链板和/或外链板的纵向端区域的径向内边缘比连接装置的径向外边缘更靠近齿轮旋转轴线。
为了至少在基本穿过齿轮的中间齿空间区域的具有最小直径的齿轮处最精确可能轴向引导自行车链条(自行车链条在齿轮上的可能轴向移动游隙最小)，至少对于具有最小直径的齿轮，有利的是这种情况，即：齿轮的滚子支撑面的轴向宽度相对于外滚子面(该外滚子面被构造成与滚子支撑面抵接)的轴向尺寸从外滚子面的轴向尺寸偏离不多于10％，该滚子支撑面被构造成在中间齿空间的区域中与自行车链条的滚子抵接。齿轮的滚子支撑面及其对应毗邻的外滚子面的轴向尺寸越好，在齿轮上可以越精确地引导自行车链条。优选地，因此，滚子支撑面的轴向宽度从外滚子面的轴向尺寸偏离不多于5％，特别优选地不多于3％。
在与至少一个齿轮(特别是具有最小直径的齿轮)啮合期间，内链板对一般具有内部内链板和外部内链板，所述内部内链板沿轴向更靠近齿轮装置的存在具有最大直径的齿轮的轴向端，所述外部内链板沿轴向更靠近齿轮装置的存在具有最小直径的齿轮的轴向端。然后，内链板对的内部内链板和外部内链板的纵向中央部沿纵向链条方向位于直接连接到该内链板对的两个滚子之间，其中在从自行车链条到与之啮合的齿轮的扭矩传递期间，齿的导入部被导入纵向中央部之间，并且再次退出。
为了防止齿的导入部与自行车链条之间的非期望摩擦，特别是在轴向更靠近内链板对的内部的链板的区域中，根据有利本发明的发展可设想，对于至少具有最小直径的齿轮的至少一个齿，优选地对于多个齿，特别优选地对于所有齿，它是这种情况，即：至少一个齿的导入部的轴向宽度小于外部内链板和内部内链板的纵向中央部的彼此轴向净宽，使得在扭矩传递期间，关于导入纵向中央部之间的导入部而远离具有最大直径的齿轮的端面被布置成与内链板对的外部内链板的纵向中央部分离轴向间隙，该内链板与之轴向相对。
为了确保至少具有最小直径的齿轮沿轴向引导仅在直接连续齿(中间齿空间)之间的外围部中与相应齿轮啮合的自行车链条，并且为了进一步防止非期望摩擦及因此在骑车期间的功率损耗，齿根区域中的轴向齿轮宽度优选地在导入部的径向内侧小于纵向中央部的一个或每个内链板对的平行内链板的边缘之间的轴向净宽，该边缘面对齿轮旋转轴线，使得外部内链板的纵向中央部的边缘(该边缘面对齿轮旋转轴线)也被布置为在扭矩传递期间与导入其间的导入部的齿根分开一间隙。
为了实现结合具有最小直径的齿轮的有利效果，重要方面不是使用之前描述的具有最大直径的齿轮并实施上文描述的档位级别堆积系数的值，使得本发明还涉及一种具有自行车后轮齿轮装置并具有自行车链条的自行车后轮驱动装置，其中所述自行车后轮齿轮装置的至少具有最小直径的齿轮的齿环被构造成使轴向齿轮厚度在齿和与之紧邻的中间齿空间之间沿周向方向的外围上变化(特别是周期性变化)，其中齿轮在中间齿空间的区域的轴向厚度中大于在齿的区域中的轴向厚度，适用于包括以上方面中的一个或多个方面的表现特征。
本发明进一步涉及一种具有自行车后轮齿轮装置或自行车后轮驱动装置(具体是如上面描述的具有后轮齿轮装置和/或具有如上面描述的后轮齿轮装置并且正好具有更靠近胎面曲柄的一个前链环)的自行车驱动装置，其中前链环的技术有效齿数介于30和40之间，优选地介于34和36之间，包括提到的极限值。在链环直接连接到胎面曲柄的情况下，“有效”齿数是链环本身的齿数。然而，如果经由齿轮传动装置(例如，行星齿轮)将链环连接到胎面曲柄，则考虑到齿轮传动装置(设置在胎面曲柄与链环的齿环之间的力路径中)的传动比，链环的有效齿数由链环的实际齿数产生。借助齿轮传动装置连接到胎面曲柄的链环的有效齿数为直接连接(因此，没有插置齿轮传动装置)到胎面曲柄并实现从胎面曲柄到同一后轮齿轮的相同扭矩传递的链环将具有的齿数。
利用所述后轮齿轮装置，也就是说，利用其中存在的一定数量的齿轮及其相应数量的齿，针对行进操作以最优化的方式(可能是，诸如，可能传递带宽和各个可调节传动比的划分)来设置目标技术情况。
然而，各个骑车人的物理/个体特征是极端不同的。甚至具有基本相同胎面动力的骑车人可能产生不同的胎面频率和不同的胎面力而输出相同的胎面动力。
所以通过将考虑相应骑车人的物理偏好的链环与后轮齿轮装置关联有利地进行由后轮齿轮装置提供的目标技术传递情况的个性化适配。所以，对于根据本发明的上述后轮齿轮装置，具有30和40之间的技术有效齿数的链环形成不同骑车人的大量个人喜好，诸如胎面频率等。所以，自行车可以通过以下手段非常容易地构造，即，原则上针对传动比的具体带宽和类似确定其间的划分来提供根据本发明的后轮齿轮装置，并通过为相应类型的骑行者仅选择合适的链环而被个性化。
例如，与目前领先的1倍链切换系统“XX1”相比，根据本发明的齿轮装置的具有最大直径的后轮齿轮可具有多于八个齿，并且链环可具有至少多于四个齿。所以，不仅在胎面曲柄与后轮之间实现了甚至更小的传动比，而且，此外，自行车链条发生的最大拉伸负载可以通过使用一般具有更大直径的齿轮和链环而大幅减少，驱动动力以其它方式相同。
此外，在具有最小直径的不变齿轮的情况下，与现有技术相比下，由于链环关于现有技术("XX1")的齿数的上述增加，甚至更大的最大传动比也可以调节。
附图说明
下面参考附图更详细地解释本发明，其中：
图1是根据本发明的自行车后轮齿轮装置的实施方式在包含齿轮旋转轴线的截面中的纵向截面图；
图2是图1的齿轮装置的轴向正视图；
图3是图1和图2的齿轮装置的轴向后视图；
图4是图1至图3的齿轮装置的具有最小直径的齿轮的轴向图；
图5是图4的具有最小直径的齿轮沿包含齿轮旋转轴线的截面V-V截取的纵向截面图；以及
图6是图4的具有最小直径的齿轮沿包含齿轮旋转轴线的截面VI-VI截取的纵向截面图。
具体实施方式
在图1至图3中，根据本发明的实施方式的自行车后轮齿轮装置总体上被指定为10。在示出的示例中，齿轮装置10具有被指定为12至34的12个齿轮。在这种情况下，具有最大直径的齿轮具有附图标记12，在齿轮轴线R的方向上紧随其后的下一较小齿轮具有附图标记14至34，其中齿轮装置10的具有最小直径的齿轮被指定为34。
在这种情况下，以材料一致的一体方式将齿轮14至34构造为齿轮拱顶36。齿轮拱顶36被支撑在拱顶载体38上，该拱顶载体38可以连接到未示出的自行车毂。仅具有最大直径的齿轮12是与其余11个齿轮14至34分开构造而成的。
具有最小直径的齿轮34具有10个齿，具有最大直径的齿轮12具有50个齿。从具有最小直径的齿轮34到具有最大直径的齿轮12，齿轮装置10的齿轮具有以下齿数：10-12-14-16-18-21-24-28-32-36-42-50。所以，齿数增加的最大百分比发生在从最小齿轮34到下一较大齿轮32时。齿数相对于具有最小直径的齿轮34的齿数的这种增加是20％。从一个齿轮到下一较大齿轮的齿数的所有其余增加就百分比而言小于20％。从而实现了可以设置有齿轮装置10的传动比的精细划分。
齿轮装置10的档位级别商数所以是50:10＝5。
将在下面参考轴向紧邻的齿轮24和26以举例的方式解释齿轮拱顶36的一体构造：
由腹板39桥接的轴向间隙37设置在齿轮24和26之间。腹板39与齿轮24和齿轮26这两者一体地构造。腹板39可例如通过去除(例如，通过铣削)最初在周向方向上位于腹板之前和之后的材料区域而留下腹板来进行构造。
如特别在齿轮26的示例中可以看到的，其中图1的截面切割穿过齿，在外围位置将腹板39(有利地还有齿轮拱顶36的所有其余腹板39)连接到较小的齿轮26(也构造有齿)。这允许腹板39的构造位于径向尽可能向外的位置，这一般会增加齿轮拱顶36的刚性。齿轮拱顶36的以相同的方式一体地一致的所有齿轮14至34都具有实心齿环35，在该实心齿环上构造有相应齿轮的齿和腹板39。
如对于齿轮典型的，具有最大直径的齿轮12还在径向最外位置中具有在周向方向上优选实心的齿环40，并且在径向最内位置中具有在周向方向上也优选实心的毂区域42。齿环40被构造成以本身已知的方式与自行车链条啮合，以便借助自行车链条(在图1至图3中未示出)将扭矩从自行车的胎面曲柄(也未示出)传递到齿轮装置10。
毂区域42用于将扭矩从齿轮装置10传递到后轮毂(图中未示出)，因此传递到自行车(未示出)的后传动轮。
为了改变与自行车链条(未示出)啮合的齿轮，齿轮装置10以本身已知的方式与棘轮(图中也未示出)协作。棘轮在这种情况下沿着在齿轮旋转轴线R的方向上具有轴向分量的行进路径移动，超出齿轮装置10的轴向长度范围。棘轮相对于齿轮装置10的轴向位置(使棘轮保持靠近链条引导齿轮)朝向齿轮的所谓的“前表面”取向。在本示例中，前表面相对于齿轮旋转轴线R正交地取向，其中径向最外前表面旨在用在每个齿轮上。在这种情况下，前表面是齿轮的径向最外前表面部，该部正交于齿轮旋转轴线R并且位于朝向下一较小齿轮的前侧处，或者在具有最小直径的齿轮34的情况下，位于远离具有最大直径的齿轮12的前侧处。
在具有最大直径的齿轮12的情况下，前表面44被构造在朝向具有最小直径的齿轮34的齿环40的前侧处。在具有最小直径的齿轮34的情况下，其前表面46被构造在远离具有最大直径的齿轮12的齿轮34的前侧的齿面处。
在示出的示例中，具有最大直径的齿轮12或具有最小直径的齿轮34的前表面44和46的之间的轴向间隔A为40.5mm。
因此，齿轮装置10的堆积密度商数为12:40.5＝0.296。
因此，齿轮装置10的档位级别堆积系数为5×0.296＝1.48。
因此，利用齿轮装置10，可以管理位于胎面曲柄上的甚至位于山地自行车(被构造用于非常陡的梯度)上的仅单个链环。在这种情况下，优选地使用具有从30个到40个齿的范围内的有效齿数的单个链环。所以，从链环到具有最大直径的齿轮12实现了速度下降，并且从链环到具有最小直径的齿轮34实现了速度上升。由于始终有效节能，从链环到具有最大直径的齿轮12使扭矩上升，并且关于具有最小直径的齿轮34下降。上升和下降在本申请中总称为“传递”。
为了能够在齿轮12至34的齿环的区域中产生前表面44和46之间的上述间隔A，而非必须设置为在后轮毂(也就是说，例如齿轮12的毂区域42)的区域中组装齿轮装置10的类似较大轴向间隔，具有最大直径的齿轮12在示出的示例中具有基本位于其径向中心(一直从齿轮旋转轴线R测量)的区域中的成角度的部分47。因此，与具有最大直径的齿轮12的位于成角度的部分47的径向外侧的齿轮区域相比，具有最大直径的齿轮12的位于成角度的部分47的径向内侧的齿轮区域更靠近具有最小直径的齿轮34。
如图1可以进一步看到的，具有最大直径的齿轮12将其前表面44支撑在与之轴向紧邻的下一较小齿轮14的轴向突出48上。轴向突出48在示出的示例中以与齿轮14一体材料凝聚的方式进行构造。然而，不必一定是这种情况。代替一体的轴向突出48，在齿轮12和14之间还可设置有轴向间隔器，所述轴向间隔器与齿轮12和14分开构造，以便桥接存在于这些齿轮之间的轴向间隙50。
图2是沿着齿轮旋转轴线R朝向图1的齿轮装置10的观察方向上的正视图。所以，观察者在图2中朝向具有最大直径的齿轮12或具有最小直径的齿轮34的前表面44和46并且朝向其余齿轮14至32的所有前表面(但在图2中未更详细地指出)观看。图2示出了具有最大直径的齿轮12的前表面44的前端缩进或凹部52。在从齿轮14切换到较大齿轮12期间，这些凹部52用作辅助切换装置。
图3是与图2的观察方向相反的观察方向的后视图。因此，图3示出了具有最大直径的齿轮12的结构配置的一些细节，其细节推动了表现的档位级别堆积系数的齿轮装置10的构造。
如图2已经示出的，使用骨架构造(也就是说，实心径向的外齿环)产生齿轮拱顶36的齿轮14至34，在所述骨架构造上形成了齿和中间齿空间，并具有位于齿环径向内侧的辐条状腹板39。
由此，具有最大直径的齿轮12还径向外部地形成在实心齿环40与类似实心的毂区域42(径向内部以具有齿轮辐条)之间，以便减轻具有最大直径的齿轮12的重量而不会大幅损失刚性。
在本示例中，具有最大直径的齿轮12具有径向内部辐条区域54和径向外部辐条区域56。径向内部辐条区域54具有比径向外部辐条区域56数量更少的齿轮辐条58。由实心的中间环区域60界定径向内部辐条区域54和径向外部辐条区域56彼此之间的界线，实心的中间环区域60优选地以围绕齿轮旋转轴线R的环形方式进行构造。中间环区域60的构造允许不同数量的齿轮辐条位于辐条区域54和56中。
比较彼此示出的图1和图3，成角度的部分47被构造在实心的中间环区域60中，使得成角度的部分被完全构造在实心材料的径向区域中。齿轮辐条从而可能被构造在成角度的部分47的两侧或中间环区域60的两侧作为平面齿轮辐条，这对其在负载下的刚性和尺寸稳定性是有利的。
为了区别于径向内部辐条区域54的齿轮辐条58，径向外部辐条区域56的齿轮辐条被指定为62和64。
齿轮装置10及因此具有最大直径的齿轮12的驱动旋转方向在图2和图3中被指定为M。
在这种情况下，外辐条区域56的每隔一个齿轮辐条62均由连接支柱66连接到在驱动旋转方向M上刚好位于该齿轮辐条62的前方的齿轮辐条64。相对于与之相关的重量增加，具有最大直径的齿轮12的刚性因为连接支柱66而得到了超比例的增加。所以，齿轮辐条62是上文的介绍和描述的意义上的连接辐条。为了避免不必要的重量增加，齿轮辐条64没有用连接支柱连接到在驱动旋转方向M上刚好位于该齿轮辐条64的前方的齿轮辐条62。
连接支柱66优选地位于中心为齿轮旋转轴线R的圆上。连接支柱66进一步位于径向最外位置的齿轮12上，但位于轴向紧邻的下一较小齿轮14的径向长度范围内。下一较小齿轮14并且利用它使齿轮拱顶36可以从而在连接支柱66处机械连接到具有最大直径的齿轮12。
之前结合图1提到的轴向突出48优选地将其远离齿轮14的端面支撑在连接支柱66的面对它们的侧面上。以特别有利的方式，优选地与轴向突出48一体地形成的销68在示出的示例中延伸穿过连接支柱66。借助作为连接装置的这些销68，具有最大直径的齿轮12被连接为将扭矩和轴向力传递到下一较小齿轮14并因此传递到整个齿轮拱顶36。
如图3中可以非常清楚地看到的，具有最大直径的齿轮12的所有齿轮辐条58、62和64被构造在此齿轮12上，使得在驱动旋转方向M上，这些齿轮辐条的径向纵向内端位于同一齿轮辐条的径向纵向外端的前方。在从自行车链条到后轮毂的扭矩传递期间，从而实现了各个齿轮辐条58、62和64的优势压力负载。
不仅齿轮辐条的径向纵向内端位于同一辐条的径向纵向外端，而且，另外地，齿轮辐条58、62和64被优选地构造成不是直的但反而是弯曲的。在这种情况下，围绕弯曲轴线实现齿轮辐条58、62和64的曲率，所述弯曲轴线与齿轮旋转轴线R平行并且在驱动旋转方向M上遵循弯曲的齿轮辐条。因此，齿轮辐条58、62和64当在驱动旋转方向M上观察时以凹方式弯曲，并且当逆着驱动旋转方向M观察时以凸方式弯曲。由于该曲率，在将扭矩从齿环40传递到毂区域42并因此传递到后轮毂的情况下，在齿轮辐条58、62和64中实现了主要由压应力形成的特别有利的应力负载。齿轮辐条的压力阻力比拉伸阻力或剪切阻力大许多倍。
此外，提到的曲率造成角度α，切线70位于齿轮辐条58、62或64的齿轮12的齿轮平面中，包围切线72，切线72也位于基准圆74(以齿轮旋转轴线R作为中心)的齿轮平面上，基准圆的半径越小而越来越大。优选地，辐条切线与基准圆切线之间的所有角度对于同一个基准圆具有相同的大小，所有齿轮辐条由该基准圆切割。原则上，在这种情况下描述的角度条件还可以符合采取多边形的形式的齿轮辐条。然而，齿轮辐条的上述弯曲构造是具有优选的，以便防止采取多边形的形式的齿轮辐条的角区域或弯曲区域的应力峰值。
图4是当在轴向方向上观察时的具有最小直径的齿轮34的正视图。所以，齿轮旋转轴线R正交于图4的平面，并且具有最大直径并在图4中未示出的齿轮12以及所有其它齿轮14至32位于图4的平面后面。
图4示出了自行车链条76的与具有最小直径的齿轮34啮合的部分。自行车链条76以本身已知的方式具有外链板对78和内链板对82(在其轨道上采取交替的方式)。在图4中，观察者朝向外部的外链板80观看，也就是说，链板进一步远离具有最大直径的齿轮12。类似地，观察者朝向内链板对82中的外部内链板84观看。此外，以本身已知的方式，在纵向链条方向上以交替的方式连续的外链板对78和内链板对82彼此连接，以便能相对于彼此围绕链节轴线K旋转。连续的外链板对78和内链板对82之间的每个连接的链节轴线K在与齿轮34啮合期间理想地与齿轮旋转轴线R平行。此外，链节轴线K是滚子86的旋转轴线，滚子86被接收在相应的链板对78和82之间。然而，滚子86在图4中相应地被外链板80和84隐藏，并且仅可以在图5和图6中看到。
齿轮齿88被布置成等距地分布在齿轮34的外围处，接合在纵向链条方向上连续的两个滚子86之间的中间空间，以便在自行车链条76与后传动轮之间传递扭矩。在这种情况下，滚子86被定位在周向方向上刚好连续的齿88之间的中间齿空间90的区域中的齿轮34上。
对于齿88，仅导入部94在与自行车链条76啮合期间被导入同一个链板对的两个链板之间的中间空间并再次从中退出。如将结合以下图5和图6进一步详细示出的，导入部94被构造成在轴向方向上比位于导入部的径向内侧的齿轮34的支撑部95更窄。在轴向较厚的支撑部95与轴向较窄的导入部94之间的过渡处，存在轴向台阶92，其进一步指出相应齿根的位置。轴向台阶92可被构造为在轴向方向上远离具有最大直径的齿轮12朝向齿轮旋转轴线R倾斜的倾斜部。
图4指出了位于内链板对82上的内链板对82的纵向中央部L，因此外部内链板84和内部内链板在轴向方向上与之相对。
内链板对82和外链板对78的链板在其纵向中央部L上具有比其纵向端部区域E更小的链板高度h。所以，用于在齿88的外围地方连接到(由图4中的虚线矩形39指出的)下一较大齿轮32的腹板39可设置在这样的径向外位置，即，其径向外边缘39a比位于纵向端部区域E的区域中的链板的边缘97更远离齿轮旋转轴线R，该边缘97面对齿轮旋转轴线R。
图5是齿轮34与位于包含齿轮旋转轴线R的截面V-V中的链条76的接合情形的横截面。图5示出的横截面进一步延伸穿过链节轴线K并因此穿过自行车链条76的滚子86。
图5示出了齿轮34的支撑部95如何轴向引导中间齿空间90的区域中的自行车链条76，所以限制其沿着齿轮旋转轴线R的轴向可移动性。在这种情况下，滚子86优选地将其外表面86a定位在支撑部95的沿着径向方向的对应支撑面95a上，其中支撑部95(至少位于其支撑面95a的支撑区域中，被构造成抵接外滚子面86a)从滚子86(在就其轴向宽度而言接合的情况下抵接它)的轴向宽度偏离不多于10％，优选地不多于5％，特别优选地不多于3％。滚子86的轴向宽度是百分比偏差的参考变量。
图5的视图示出了内部内链板85的一部分，其轴向保持滚子86在内链板对82连同外部内链板84之间。沿着滚子86的滚子轴线(与链节轴线K重合)形成的链节包括链条铆钉87，链条铆钉87将在链节处彼此遇到并包括外链板对78和内链板对82的链板对沿轴向方向彼此连接，但允许围绕链节轴线K相对旋转仅作为相对运动。
内链板84和85均在图5的纵向截面中具有由滚子86围绕的轴向构件84a和85a，并具有将滚子86轴向包含在其间的径向构件84b和85b(未示出)。所以，内链板84和85的径向构件84b和85b与滚子86的前侧相反。内链板84和85的径向构件84b和85b还实现了与支撑部95一起将自行车链条76轴向固定到齿轮34。就其三维形状而言，径向构件是盘，并且轴向构件是套筒。
图6是包含齿轮旋转轴线R的截面VI-VI的纵向截面。截面与内链板对82的纵向中央部L相交并与导入该纵向中央部L的齿轮34的齿88相交。
图6示出的滚子86毗邻引导图6的切割齿88并传递扭矩的齿。出于扭矩传递的目的毗邻图6的切割齿88的滚子位于图6的平面前面并因此未示出。
如图6可以看到的，齿88的导入部94的轴向宽度具有比内链板对82的纵向中央部L的净宽更小的尺寸，使得导入部94的具有前表面46的侧面(也就是说，远离具有最大直径的齿轮12的侧面)从与之相对的内链板对82的外部内链板84具有间隔。所以，轴向间隙96设置在导入部94和与之轴向相对的外部内链板84之间。该轴向间隙96确保自行车链条76需要的轴向可移动性，以便切换至下一较大齿轮。因此，关于与中间齿空间90中的自行车链条76的上述轴向引导协作的链条76实现了足够进行切换的可移动性，由于链条76的过度倾斜延伸而不会产生链条76与下一较大齿轮的非期望的摩擦接触。
图6进一步示出的是，朝向齿轮旋转轴线R的外部内链板84的边缘97被布置成距台阶92有间隔，使得在台阶92与外部内链板84的更靠近齿轮旋转轴线R的边缘97之间也存在间隙99。所以，内链板对82的至少外部内链板84与在内链板对82之间接合的齿88没有接触。所以，齿88有利地仅用于或几乎仅用于在自行车链条76与齿轮34之间传递扭矩，而中间齿空间90可以主要用于或甚至仅用于在齿轮34上轴向引导自行车链条76。
由于该结构配置，自行车链条76可以在齿轮34上以轴向拉紧的方式引导，使得甚至在胎面曲柄侧及关联的倾斜位置仅存在单个链环的情况下，自行车链条76也不碰触与齿轮34轴向紧邻的下一较大齿轮32。这甚至是更值得注意的，因为，在以举例的方式示出的12倍齿轮装置10中，齿轮32和34之间的前表面间隔非常小，例如可能仅约为3.6mm。

Claims (14)

1.一种能够围绕齿轮旋转轴线(R)旋转的自行车后轮齿轮装置(10)，所述自行车后轮齿轮装置包括关于所述齿轮旋转轴线(R)同轴的具有不同齿数的多个齿轮(12，14，16，18，20，22，24，26，28，30，32，34)，所述多个齿轮被布置成彼此之间具有轴向间隔，并且用于与自行车链条(76)形状锁合，其中所述自行车后轮齿轮装置(10)具有通过将具有最大直径的齿轮(12)的齿数除以具有最小直径的齿轮(34)的齿数而形成的档位级别商数，以及通过将所述自行车后轮齿轮装置(10)中的齿轮(12，14，16，18，20，22，24，26，28，30，32，34)的数量除以轴向最外齿轮彼此之间以毫米为单位测量的轴向间隔(A)而形成的堆积密度商数，
其中，所述自行车后轮齿轮装置(10)具有由所述档位级别商数和所述堆积密度商数的乘积而形成的档位级别堆积系数，所述档位级别堆积系数大于1.25，
其特征在于，所述具有最小直径的齿轮(34)包括齿(88)和与所述齿(88)紧邻的中间齿空间(90)，其中，所述齿(88)的仅导入部(94)在与所述自行车链条(76)啮合期间被导入，并且所述导入部(94)被构造成在轴向方向上比所述齿轮(34)的位于所述导入部的径向内侧的支撑部(95)更窄。
2.根据权利要求1所述的自行车后轮齿轮装置(10)，其中，在轴向较厚的所述支撑部(95)与轴向较窄的所述导入部(94)之间的过渡处，存在轴向台阶(92)，所述轴向台阶(92)被构造为在轴向方向上远离所述具有最大直径的齿轮(12)朝向所述齿轮旋转轴线(R)倾斜的倾斜部。
3.根据权利要求1或2所述的自行车后轮齿轮装置(10)，
其中，所述档位级别堆积系数大于1.3，优选地大于1.35，特别优选地大于1.4。
4.根据权利要求1或2所述的自行车后轮齿轮装置(10)，
其中，所述自行车后轮齿轮装置的所述档位级别商数的值大于或等于4.2，优选地大于或等于4.5，其中所述档位级别商数不大于6，特别是不大于5.5。
5.根据权利要求1或2所述的自行车后轮齿轮装置(10)，
其中，所述自行车后轮齿轮装置的所述堆积密度商数的值大于或等于0.286，优选地大于或等于0.290，其中所述堆积密度商数不大于0.36，特别是不大于0.33。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的自行车后轮齿轮装置(10)，
其中，所述具有最大直径的齿轮(12)不少于45个齿，优选地不少于48个齿，以极端优选的方式不少于50个齿。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的自行车后轮齿轮装置(10)，
其中，所述具有最小直径的齿轮(34)不多于12个齿(88)，优选地不多于11个齿，以极端优选的方式不多于10个齿(88)。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的自行车后轮齿轮装置(10)，
其中，所述自行车后轮齿轮装置(10)具有多于8个，优选地多于10个，特别优选地多于11个齿轮(12，14，16，18，20，22，24，26，28，30，32，34)。
9.一种能够围绕齿轮旋转轴线(R)旋转的自行车后轮齿轮装置(10)，所述自行车后轮齿轮装置包括关于所述齿轮旋转轴线(R)同轴的具有不同齿数的多个齿轮(12，14，16，18，20，22，24，26，28，30，32，34)，所述多个齿轮被布置成彼此之间具有轴向间隔，并且用于与自行车链条(76)形状锁合，其中所述自行车后轮齿轮装置(10)具有通过将具有最大直径的齿轮(12)的齿数除以具有最小直径的齿轮(34)的齿数而形成的档位级别商数，以及通过将所述自行车后轮齿轮装置(10)中的齿轮(12，14，16，18，20，22，24，26，28，30，32，34)的数量除以轴向最外齿轮彼此之间以毫米为单位测量的轴向间隔(A)而形成的堆积密度商数，
其中，所述自行车后轮齿轮装置(10)具有由所述档位级别商数和所述堆积密度商数的乘积而形成的档位级别堆积系数，所述档位级别堆积系数大于1.25，
其特征在于，所述自行车后轮齿轮装置(10)的至少所述具有最小直径的齿轮(34)的齿环(40)被构造为具有这样的轴向齿轮厚度，即，该轴向齿轮厚度在齿(88)和与所述齿紧邻的中间齿空间(90)之间在外围上沿周向方向变化，尤其是周期性变化，其中，所述具有最小直径的齿轮(34)的轴向厚度在所述中间齿空间(90)的区域中比在所述齿(88)的区域中大。
10.根据权利要求9所述的自行车后轮齿轮装置(10)，其中，所述自行车链条(76)是本身已知并具有多个滚子(86)的滚子链条，所述多个滚子沿纵向的链条方向以等距的方式进行布置并且具有平行的滚子旋转轴线(K)，所述多个滚子(86)交替地经由成对(78，82)的平行的内链板(84，85)和外链板(80)连接到彼此，其中，在所述滚子旋转轴线(K)的方向上，在与之连接的滚子(86)的区域中，每个内链板(84，85)均被布置在所述滚子(86)与外链板(80)之间，
至少对于所述具有最小直径的齿轮(34)来说，所述具有最小直径的齿轮(34)的滚子支撑面(95a)的轴向宽度相对于外滚子面(86a)的轴向尺寸而言从所述外滚子面(86a)的轴向尺寸偏离不多于10％，优选地不多于5％，尤其优选地不多于3％，所述滚子支撑面被构造用于在中间齿空间(90)的区域中与所述自行车链条(76)的滚子(86)抵接，所述外滚子面(86a)被构造用于与所述滚子支撑面(95a)抵接。
11.根据权利要求10所述的自行车后轮齿轮装置，其中，在与至少一个齿轮(34)啮合期间，内链板对(82)具有轴向更靠近所述自行车后轮齿轮装置(10)的带有所述具有最大直径的齿轮(12)的轴向端的内部内链板(85)，并且具有轴向更靠近所述自行车后轮齿轮装置(10)的带有所述具有最小直径的齿轮(34)的轴向端的外部内链板(84)，其中，所述内链板对(82)的所述内部内链板和所述外部内链板(84)的纵向中央部(L)沿纵向的链条方向位于直接连接到所述内链板对(82)的两个滚子(86)之间，其中，在扭矩从所述自行车链条(76)传递到与之啮合的齿轮期间，齿的导入部(94)被导入所述纵向中央部(L)之间并且再次退出，
对于至少一个齿(88)来说，优选地对于多个齿(88)来说，特别优选地对于至少所述具有最小直径的齿轮(34)的所有齿(88)来说，所述至少一个齿(88)的所述导入部(94)的轴向宽度小于所述外部内链板(84)和所述内部内链板(85)的所述纵向中央部(L)彼此之间的轴向净宽，使得在扭矩传递期间，相对于导入所述纵向中央部(L)之间的所述导入部(94)来说远离所述具有最大直径的齿轮(12)的端面被布置成与所述内链板对(82)的所述外部内链板(84)的所述纵向中央部(L)分开一轴向间隙(96)，该内链板与所述端面轴向相对。
12.根据权利要求11所述的自行车后轮齿轮装置，
其中，与所述内链板对(82)的所述纵向中央部(L)之间的轴向净宽相比，所述导入部(94)的径向内侧的齿根区域中的轴向的齿轮宽度更小，使得所述外部内链板(84)的所述纵向中央部(L)的面对所述齿轮旋转轴线(R)的边缘(97)还被布置成在扭矩传递期间与导入其间的导入部(94)的齿根分开一间隙(99)。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的自行车后轮齿轮装置(10)，
其中，所述档位级别堆积系数大于1.3，优选地大于1.35，特别优选地大于1.4。
14.一种自行车驱动装置，该自行车驱动装置具有根据前述权利要求中的任一项所述的自行车后轮齿轮装置(10)，并且所述自行车驱动装置具有更靠近胎面曲柄的正好一个前链环，其中所述前链环的技术有效齿数介于30和40之间，优选地介于34和36之间，包括所提到的极限值。
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