CN114104185A - 用于自行车的后轮组件的多层小齿轮配置以及后轮组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于具有链式换挡装置的自行车的后轮组件的多层小齿轮配置，其中所述多层小齿轮配置具有旋转轴且适于与所述后轮组件的传动装置抗旋地耦合，其中所述多层小齿轮配置包括齿数不同的至少11个小齿轮。每个小齿轮均在其齿的区域内具有内侧面和外侧面以及处于所述内侧面与所述外侧面之间且与所述旋转轴正交的小齿轮中心平面。所述多层小齿轮配置是如此地设计，使得在安装完毕后，齿数最小的至少两个小齿轮实施为在径向上自我支撑，并且通过齿数更大的至少另一小齿轮与所述传动装置耦合，且所述齿数最小的三个小齿轮的布置方式是使得所述多层小齿轮配置的齿数第三小的小齿轮的小齿轮中心平面在所述传动装置的轴向端面的区域内或所述传动装置的轴向外部延伸。

Description

用于自行车的后轮组件的多层小齿轮配置以及后轮组件
技术领域
本发明涉及一种用于具有链式换挡装置的自行车的后轮组件的多层小齿轮配置，所述多层小齿轮配置适于安装在自行车的后轮毂上。本发明还涉及一种用于具有链式换挡装置的自行车的后轮组件，所述后轮组件具有多层小齿轮配置。此外，本发明还与用于具有链式换挡装置的自行车的一种后轮组件以及一种自行车车架有关，其中所述后轮组件安装在后轮毂上，且所述后轮毂与所述自行车车架连接。
背景技术
用于具有链式换挡装置的自行车的后轮组件通常包括多层小齿轮配置，其通过传动装置与后轮毂耦合或者可以通过传动装置与后轮毂耦合。此传动装置通过单向离合器与后轮毂处于传递转矩的卡合，并且能够在旋转的一个方向(传动方向)上实现转矩传递，而传动装置在另一方向上通过单向机构与后轮毂旋转解耦。在后轮组件与自行车车架的组装状态下，后轮毂与后轮轴连接，此后轮轴在其相反的末端上安装在自行车车架的相应叉端上。因此，自行车车架在其两个叉端之间界定了一个安装宽度与在这两个叉端之间的内部距离，以供例如用于安装后变速器的所有组件，如车轮、传动装置、多层小齿轮配置、轮毂端盖以及可能的其他组件，紧固在后轮毂上。
近年来，在脚踏曲柄的区域内仅设有单独一个链轮的链式换挡装置日趋成熟。这一发展与马达辅助自行车的广泛应用是携手并进的。但这一发展是通过以下理念所推动：消除多个链轮和对应的前变速器的大重量配置。通过这一发展，需要在后部多层小齿轮配置(卡式飞轮)上提供足够多的挡位来提供更大的传动比延伸度。但由于有限的安装宽度和市售链条的预设宽度，无法简单地通过为多层小齿轮配置增加任意多个小齿轮来满足对更多挡位以及更多小齿轮的日益增长的需求。常规链条的宽度和各小齿轮的相应宽度是可用结构空间(安装宽度)的限制因素。尽管如此，为了以有限的小齿轮数目改进传动比，需要增大最大的小齿轮与最小的小齿轮间的传动比范围。对专业自行车运动或休闲自行车运动的使用者而言，拥有尽可能小的挡位(最大的小齿轮)和尽可能大的挡位(最小的小齿轮)是特别重要的，这样一方面能够舒适地骑上陡峭的斜坡，另一方面，在踏频相同的情况下实现较大的速度。多层小齿轮配置的中间小齿轮必须相应地相互匹配。相邻小齿轮之间可能产生较大的传动级差，但通常应避免。
在传统解决方案中，传动装置的几何形状对提供用于尽可能大的挡位的小齿轮的需求造成限制。小齿轮以传统方式紧固在传动装置的径向外周上，由此，小齿轮的最小内径(齿根圆)已由传动装置的外径预设。在应用市场上常见的传动装置时，传动装置的几何形状正好可以将一个具有11个齿的最小的小齿轮安装在小齿轮配置上。
但自行车运动中需要极小的小齿轮，也就是具有10个或以下的齿的小齿轮。为了满足这个需求，现有技术中的方案是，应用不同于第一类传动装置的新传动装置，此传动装置可以通过适宜的设计特色来安装齿数小于11的小齿轮。但与标准解决方案相比，这类专用解决方案因产量较小而成本较高，此外，大多与传统后轮组件的部件和市售的传动装置不兼容。此外，这类专用解决方案难以投放市场。
文献EP 1 342 657 B1揭示过一种专门用于容置较小的小齿轮的传动装置。此传动装置具有第一管状元件，此元件可以用单向机构紧固在自行车轮毂上。可以将直径更小的第二管状元件耦合在第一管状元件的轴向外部末端上。第二管状元件所具有的外径小于第一管状元件，且能够将具有10个齿的小齿轮紧固并径向支撑在该外径上。在一个实施例中示出将三个小齿轮容置并且径向支撑在第二管状元件上。
专利申请公开案DE 102017 004 853 A1揭示过另一种应用两个内径小于传动装置的外径的小齿轮的方案。两个直径较小的小齿轮通过第一杆段相连且以另一杆段与布置在传动装置上的最小的小齿轮连接，并且通过锁止元件固定以防止轴向移动。此锁止元件所具有的外径能够使得此锁止元件卡入传动装置的径向内区域。在一个实施例中，内径较小的两个小齿轮实施为自我支撑的。
发明内容
本发明的目的是，提供一种多层小齿轮配置，其相对于现有技术中的解决方案有所简化，且在更好地利用预设安装宽度的情况下也能够与传统类型的传动装置耦合。
本发明用以达成上述目的的解决方案为：具有权利要求1、13、14和21的特征的一种用于具有链式换挡装置的自行车的后轮组件的多层小齿轮配置。此外，本发明用以达成上述目的的解决方案为：具有权利要求30的特征的用于具有链式换挡装置的自行车的一种后轮组件和一种自行车车架。
本发明的其他实施方式参阅从属权利要求。
根据本发明的第一方面，用于具有链式换挡装置的自行车的后轮组件的多层小齿轮配置具有旋转轴，且适于与所述后轮组件的传动装置抗旋地耦合。所述多层小齿轮配置包括齿数不同的至少11个小齿轮，其中每个小齿轮均在其齿的区域内具有内侧面和外侧面以及处于内侧面与外侧面之间且与旋转轴正交的小齿轮中心平面。
小齿轮中心平面指的是：与后轮毂的中心轴正交且穿过小齿轮，优选穿过径向上的最外小齿轮顶端的平面。小齿轮中心平面与小齿轮的两个轴向侧面之间的距离优选相等，但不是必须相等。小齿轮的这两个侧面被称为内侧面和外侧面。在后轮组件与自行车车架组装完毕后，内侧面朝向自行车中心平面之方向，该自行车中心平面与多层小齿轮配置的旋转轴正交且穿过自行车车架的车架叉端之间的中心点。小齿轮的外侧面与内侧面相对布置且朝向自行车车架的后车架叉端之方向，该后车架叉端在组装完毕后更靠近传动装置。
在安装完毕后，所述多层小齿轮配置的构建方式是使得齿数最小的至少两个小齿轮实施为在径向上自我支撑，也就是并非径向地被支撑，并且通过齿数更大的至少另一小齿轮与传动装置耦合。在本发明的解决方案中，齿数最小的三个小齿轮的布置方式是使得多层小齿轮配置的齿数第三小的小齿轮的小齿轮中心平面在传动装置的轴向端面的区域内或传动装置的轴向外部延伸。也就是说，在本发明的解决方案中，根据所述第一发明方面，在安装完毕后，至少两个小齿轮完整地且另一小齿轮至少部分地布置在传动装置的轴向端面与自行车的后叉端之间。一般而言，多层小齿轮配置在安装完毕后与传动装置耦合，使得转矩可以从多层小齿轮配置传递至传动装置。
根据本发明的解决方案，多层小齿轮配置的最小的三个小齿轮，也就是齿数最小的三个小齿轮在安装完毕后在传动装置的轴向外部的布置方式是使得第三小的小齿轮的小齿轮中心平面处于传动装置的轴向端面外部，或者与这个轴向端面在几何上刚好重合。这样就能使得至少两个最小的小齿轮，也就是至少两个齿数最小的小齿轮完全布置在传动装置的轴向外部，也就是处于这个传动装置前方，因此，至少对这两个最小的小齿轮而言，传动装置的外径不必再被视为限制因素。由此，多层小齿轮配置的最小的小齿轮可以构建得比迄今为止的现有技术中的更小。此外，还能使得在大多数挡位中，与现有技术相比，在前链轮与卡式飞轮之间移动的自行车链条就自行车纵向而言歪斜较少。这使得运转更加平稳，且传动部件的组件上的磨损较少。
一般而言，“最小的小齿轮”、“第二小的小齿轮”和“第三小的小齿轮”是指多层小齿轮配置的齿数最小、齿数第二小和齿数第三小的相应小齿轮。
根据本发明的一种改进方案，在安装完毕后，至少齿数最小的三个小齿轮的布置方式是使得齿数第三小的小齿轮的沿内侧面延伸的小齿轮内平面在传动装置的轴向端面的区域内或传动装置的轴向外部延伸。换言之，在本发明的这个实施方式中，在安装完毕后，第三小的小齿轮的小齿轮内平面与传动装置的轴向端面重合，甚至布置在传动装置的轴向外部。在本发明的这个实施方式中，至少三个小齿轮完全布置在传动装置的轴向端面与自行车的后叉端之间。这样就能进一步增强前述效果，如运转更加平稳且传动部件的组件上的磨损更少。
在本发明的一种改进方案中，传动装置的轴向外端面与旋转轴在一个平面内正交。优选将与旋转轴正交并且形成传动装置在轴向上向外突出最远的表面的端面视为传动装置的端面。
根据本发明的一种改进方案，后轮组件的设计方式是使得转矩从齿数最小的小齿轮经由相邻的齿数第二小的小齿轮传递至齿数第三小的小齿轮，并且从这个第三小的小齿轮传递至传动装置。换言之，三个最小的小齿轮在安装完毕后以传递转矩的方式相连。
在一种实施方式，齿数最小的两个小齿轮在安装完毕后以可分离的方式相连，具体方式例如为，这些小齿轮以传递转矩的互补结构(直齿轮等)相互啮合，并且确定两个小齿轮相互间的预定义旋转定向。例如采用可分离的连接，例如小齿轮借助于一个小齿轮上的扣齿和紧邻的小齿轮上的对应凹槽的啮合。例如可以通过以下方式来实现预定义的旋转定向：扣齿中的一个扣齿与相应凹槽具有不同于其他扣齿和凹槽的尺寸，使得这个扣齿刚好仅能卡入与其对应的这个凹槽。齿形在小齿轮上的旋转定向的可调节性可以实现灵活的换挡过程，从而提高骑行舒适度。
替代地，根据本发明的另一实施方案，齿数最小的两个小齿轮在安装完毕后以不可分离的方式相连。可以在整体式构建中来实施不可分离的连接，或分开构建时通过应用接合工艺，例如通过焊接、粘合等来实施不可分离的连接。此外，也可以替代地应用3D打印技术，用来将两个或两个以上的小齿轮作为整体部件一起打印出来。在这种3D打印工艺中，小齿轮例如仅能通过破坏而分离。也可以通过其他工艺，如切削工艺，例如车削加工，来整体式制成两个小齿轮。
为了实现链节的啮合，多层小齿轮配置的两个相邻的小齿轮可以在轴向上相互间隔，并且还通过连接构件相连或可以通过连接构件连接。可以设置平行于后轮轴延伸的法兰区段或保持栓，来作为小齿轮与相邻小齿轮的连接构件。法兰区段例如可以为环形元件。这些连接构件可以在朝向彼此的两个小齿轮面之间延伸。替代地，多层小齿轮配置的所有或若干小齿轮可以与连接构件整体式构建。在这两个替代方案中，小齿轮间的距离可以通过连接构件确定。连接构件的设计方式也可以是使得该连接构件可以在其所连接的小齿轮之间传递转矩。连接构件可以布置在直径更小或更大的待连接小齿轮的小齿轮内周上。例如，这样就能确定该连接构件所连接的小齿轮中的至少一个的内径。此外，相邻的小齿轮也可以具有相同的内径。例如，齿数最小的两个小齿轮可以共同具有相同的内径。
上文所主张的将至少两个小齿轮布置在传动装置前方的布置方案使得齿数最小的这两个小齿轮，优选三个小齿轮，可以至少局部地在端侧上跨越传动装置，也就是说，沿轴向观察时布置在传动装置前方，并且在这个观察方向上至少局部地覆盖这个传动装置。优选还通过以直接或间接传递转矩的方式安装在传动装置上的小齿轮来如上所述地跨越传动装置。
根据本发明的一种改进方案，至少两个在径向上自我支撑的小齿轮在安装完毕后被轴向固定以防止相对于传动装置发生轴向移动。为此，可以设有例如构建为螺旋塞的封闭元件，其适于以外螺纹卡入传动装置的内螺纹。
根据本发明的一种改进方案，为了尽可能节省空间地布置封闭元件，本发明提出，齿数最小的小齿轮在其外侧面上具有优选呈环形的轴向和径向凹槽，该凹槽适于在轴向和径向上容置封闭元件的至少一个区段。封闭元件可以在轴向末端上具有伸出部分或法兰，该伸出部分或该法兰在安装完毕后完全或部分地卡入凹槽。因此，伸出部分和齿数最小的小齿轮在轴向上齐平。替代地，伸出部分可以部分地从凹槽轴向地伸出，进而从齿数最小的小齿轮轴向地伸出，例如伸出最多2mm，优选伸出最多1.7mm。伸出部分例如可以从凹槽伸出1.55mm+/-0.20mm。
根据本发明的一个实施方案，齿数最小的小齿轮的内径等于或小于传动装置的内螺纹的内螺纹直径，而该内螺纹适于容置封闭元件的外螺纹。上述螺纹为封闭元件与传动装置的一个可行连接，借此，将至少两个自我支撑的小齿轮轴向固定。
一般而言，特别是在大量制造的产品中，螺纹连接使得相互螺接的元件之间无法具有精确的角度定位。此外，在自行车技术中，有时出于维护或维修目的会将组件相互分离，这使得在重新组装后重新在各螺纹连接之间实施精确的角度定位的难度进一步增大。但在价格较高的自行车换挡机构中，恰好需要安装完毕后的小齿轮相互间具有预定的角度定位，以确保小齿轮间的自行车链条的换挡过程灵活且几乎无法被自行车骑行者察觉到，由此确保尽可能连续的转矩传递。因此，根据本发明的一种改进方案，在封闭元件与传动装置有螺纹连接时，布置在传动装置前方的至少两个小齿轮的旋转定向与螺纹位置无关。因此，根据本发明的一种改进方案，至少所述最小的小齿轮可以相对封闭元件旋转。替代地，至少两个最小的小齿轮也可以相对封闭元件旋转。最小的小齿轮，优选至少两个最小的小齿轮，相对于齿数更大的小齿轮的旋转定向可以以这种方式与封闭元件与传动装置之间的螺纹位置无关地设定。例如可以在将封闭元件与传动装置连接在一起之前、之时或之后，通过适宜的固定构件来确定最小的小齿轮，优选至少两个最小的小齿轮的旋转定向。通过两个相邻小齿轮间的定义的旋转定向，将小齿轮的齿形相互对准，使得自行车链条容易地从与一个小齿轮的啮合中分离出来并且与相邻的小齿轮啮合，也就是使得换挡灵活。
根据本发明的一种实施方式，本发明的多层小齿轮配置能够使得多层小齿轮配置包括至少12个小齿轮。在本发明的一种改进方案中，所述多层小齿轮配置甚至可以包括至少13个小齿轮。最大的小齿轮可以具有至少48个、特别是50、51或52个齿的齿数。最小的小齿轮所具有的齿数可以为10。根据本发明，较小的小齿轮可以具有小于10个齿，例如9个或8个齿。最小齿数是受限于与所应用的链条相关的最小的小齿轮的最小可能的内径。
与第一类传动装置(“标准传动装置”)的耦合
根据本发明的另一方面，用于具有链式换挡装置的自行车的后轮组件的多层小齿轮配置具有旋转轴，且适于与所述后轮组件的传动装置抗旋地耦合。所述多层小齿轮配置包括齿数不同的至少11个小齿轮，其中每个小齿轮均在其齿的区域内具有内侧面和外侧面以及处于内侧面与外侧面之间且与旋转轴正交的小齿轮中心平面。
特别是，这个多层小齿轮配置的构建方式是使其与第一类传动装置耦合或者能与第一类传动装置耦合。其中，多层小齿轮配置的构建方式是，使得在安装完毕后，在第一类传动装置的从传动装置止挡部至轴向外端侧的轴向长度在34.5mm至35.9mm范围内，优选34.9+/-0.3mm的情况下，以下情形适用：沿轴向从传动装置止挡部至齿数最小的小齿轮的外侧面的第一距离大于38mm。为了更好地利用可用的安装宽度，第一距离优选大于39.1mm，进一步优选为39.9+/-0.2mm。作为替代或补充方案，在第一传动装置类型中，沿轴向从第一类传动装置的轴向外端侧至齿数最小的小齿轮的外侧面的第二距离大于4.0mm，优选为5.0+/-0.2mm。传动装置的轴向外端侧可以指在安装完毕后更靠近齿数最小的小齿轮的传动装置端面。
现有技术中和市场上广泛使用的第一类传动装置例如以名称
Figure BDA0003237962280000081
传动装置或简称HG传动装置销售。
根据本发明的一个实施方案，第一类传动装置可以在其径向外表面的第一区域上具有传动件轮廓，该传动件轮廓沿从传动装置止挡部朝外的第一轴向长度布置。传动件轮廓适于与多层小齿轮配置的内周面上的互补轮廓卡合在一起。传动件轮廓可以包括传动件突出部或所谓的花键，这些传动件突出部或花键可以分布在传动装置的径向外表面的周边。传动件突出部或花键中的至少一个可以与其他的不同，该传动件突出部或花键例如可以在周向上构建得更宽或更窄，其中在此情形下，与这个传动件突出部或花键共同起作用的互补轮廓必须具有相应互补的几何尺寸。这样就能确保多层小齿轮配置的紧固在该互补轮廓上的小齿轮的期望旋转定向。传动件轮廓可以包括8个、9个或22个传动件突出部/花键，其中优选采用数目为9或以上的花键。
此外，根据本发明的一个实施方案，在第一传动装置类型中，该第一轴向长度可以小于从传动装置止挡部延伸至传动装置的轴向外端侧的第二轴向长度。第一类传动装置在其径向外表面的与轴向外端侧相邻的第二区域上可以不具有传动件轮廓，例如形式为光滑的圆柱形外周面。此外，第一类传动装置可以具有开口，该开口从传动装置中心轴沿径向向外延伸并且从传动装置的轴向外端侧沿轴向向内延伸。该开口可以在其径向内表面上具有内螺纹。
上述封闭元件例如可以以其外螺纹旋入第一类传动装置的内螺纹。这样就形成特别简单且可靠的安装方案。
在本发明的另一实施方式中，第一类传动装置的从传动装置止挡部至传动件轮廓的末端的第一轴向长度大于32.9mm，优选为33.2mm，传动件轮廓沿该第一轴向长度布置在传动装置上。作为替代或补充方案，传动装置的从传动装置止挡部至传动装置的端侧的第二轴向长度大于34.2mm，优选为34.9+/-0.2mm。
此外，第一类传动装置的外径确定了待容置在其上的小齿轮的最小内径。第一类传动装置在沿第一类传动装置的第一轴向长度的第一区域内的第一外径大于34.2mm，优选为34.5+/-0.15mm。作为替代或补充方案，第一类传动装置在与第一类传动装置的端侧相邻的第二区域内的第二外径大于31.4mm，优选为32.1+/-0.2mm。在另一替代方案中或作为前述直径的补充，第一类传动装置的与其端侧在轴向上相邻的内螺纹的第一外径大于29.8mm，优选为30.6+/-0.2mm。上述外径也被称为标称直径。第一类传动装置的内螺纹的优选螺距为24TPI，使得根据已知的标注尺寸，可以将螺纹表征为M 30.6×24TPI。
可以将前述发明方面和实施例中的多层小齿轮配置的特征相结合。
与第二类传动装置(“微型花键传动装置”)的耦合
根据本发明的另一方面，用于具有链式换挡装置的自行车的后轮组件的多层小齿轮配置具有旋转轴，且所述多层小齿轮配置适于与所述后轮组件的传动装置抗旋地耦合。所述多层小齿轮配置包括齿数不同的至少11个小齿轮，其中每个小齿轮均在其齿的区域内具有内侧面和外侧面以及处于内侧面与外侧面之间且与旋转轴正交的小齿轮中心平面。
特别是，这个多层小齿轮配置的构建方式是使其与第二类传动装置耦合或者能与第二类传动装置耦合。其中，多层小齿轮配置的构建方式是使得在安装完毕后，在第一类传动装置的从传动装置止挡部至轴向外端侧的轴向长度在25mm至27mm范围内，优选26.0+/-0.2mm的情况下，以下情形适用：沿轴向从传动装置止挡部至齿数最小的小齿轮的外侧面的第一距离大于34mm，优选为35.0+/-0.2mm。作为替代或补充方案，以下情形适用：在第二传动装置类型中，沿轴向从第二类传动装置的轴向外端侧至齿数最小的小齿轮的外侧面的第二距离大于8.0mm，优选为9.0+/-0.2mm。
根据这个发明方面，每个小齿轮均在其齿的区域内具有内侧面和外侧面以及处于内侧面与外侧面之间且与后轮毂正交的小齿轮中心平面。所提及的表面和平面的定义参阅前文对本发明的阐述。
现有技术中广泛使用的第二类传动装置例如以名称“微型花键”销售。
第二类传动装置可以在其径向外表面的第一区域上具有传动件轮廓，该传动件轮廓沿从传动装置止挡部朝外的第一轴向长度布置。该传动件轮廓可以与前文对第一传动装置类型的阐述对应地设计。第二类传动装置的传动件轮廓可以包括8个、9个或22个传动件突出部/花键，其中优选采用数目为9个以上的花键。替代地，优选采用数目为刚好22的花键。在第二传动装置类型中，该第一轴向长度也可以小于从传动装置止挡部延伸至第二类传动装置的端侧的第二轴向长度。第二类传动装置在其径向外表面的与传动装置的端侧相邻的第二区域上可以不具有传动件轮廓，例如形式为圆柱形周面。此外，第二类传动装置可以具有开口，该开口从传动装置中心轴沿径向向外延伸并且从外侧沿轴向向内延伸。该开口可以在其径向内表面上具有内螺纹。
根据本发明的一种改进方案，上述封闭元件例如可以以其外螺纹旋入第二类传动装置的内螺纹。
根据一种实施方式，第二类传动装置的从传动装置止挡部至传动件轮廓的末端的第一轴向长度大于24.7mm，优选为25.7+/-0.2mm，传动件轮廓沿该第一轴向长度布置在第二类传动装置上。作为替代或补充方案，第二类传动装置的从传动装置止挡部至第二类传动装置的端侧的第二轴向长度大于25.0mm，优选为26.0+/-0.2mm。
此外，传动装置的外径确定了待容置在其上的小齿轮的最小内径。第二类传动装置在沿第二类传动装置的第一轴向长度的第一区域内的第一外径大于31.6mm，优选为32.60+0.05/-0.1mm。该第一外径由传动件轮廓的径向延伸度确定。连接传动件轮廓的基面的直径可以通过传动件轮廓的高度来减小，且优选为30.1+/-0.2mm。作为替代或补充方案，第二类传动装置在与传动装置的轴向外端侧相邻的第二区域内的第二外径大于28.5mm，优选为29.5+/-0.1mm。在另一替代方案中或作为前述直径的补充，第二类传动装置的与其端侧在轴向上相邻的内螺纹的第一标称直径大于25.2mm，优选为26mm+/-0.2mm。
与第三类传动装置(“XD传动装置”)的耦合
根据本发明的另一方面，用于具有链式换挡装置的自行车的后轮组件的多层小齿轮配置具有旋转轴，且所述多层小齿轮配置适于与所述后轮组件的传动装置抗旋地耦合。所述多层小齿轮配置包括齿数不同的至少11个小齿轮，其中每个小齿轮均在其齿的区域内具有内侧面和外侧面以及处于内侧面与外侧面之间且与旋转轴正交的小齿轮中心平面。
特别是，这个多层小齿轮配置的构建方式，是使其与第三类传动装置耦合或者能与第三类传动装置耦合。其中，多层小齿轮配置的构建方式是，使得在安装完毕后，在第一类传动装置的从传动装置止挡部至轴向外端侧的轴向长度在28.5mm至30.5mm范围内，优选29.5+/-0.2mm的情况下，以下情形适用：沿轴向从传动装置止挡部至齿数最小的小齿轮的外侧面的第一距离大于38mm。在第一距离优选大于39.1mm，进一步优选为39.9+/-0.2mm的情况下，可以更有利地利用可用的安装宽度。作为替代或补充方案，在第一类传动装置中，沿轴向从第一类传动装置的轴向外端侧至齿数最小的小齿轮的外侧面的第二距离大于9.1mm，优选为10.4+/-0.2mm。第一和第二距离的前述大小使得能够更高效地利用可用于后轮组件的安装宽度。例如，可以应用具有更多个小齿轮的多层小齿轮配置，或者将所述多层小齿轮配置放置在轴向上更靠外的位置以减少链条歪斜。
所提及的表面和平面的定义参阅前文对本发明的阐述。这个发明方面涉及的是一种多层小齿轮配置，其与不同于第一类和第二类传动装置的传动装置耦合或者能与不同于第一类和第二类传动装置的传动装置耦合，且在下文中被称为第三类传动装置。
第三类传动装置指的是例如以名称XDTM传动装置主体销售的传动装置。
根据另一发明方面，第三类传动装置实施为多组件式，且在本发明的一种实施方式中包括传动装置本体和容置体。传动装置本体可以在其外周面的与传动装置止挡部相邻的区域上具有外螺纹。容置体在其内周面上具有内螺纹，该内螺纹适于卡入传动装置本体的外螺纹。
在多组件式的传动装置安装完毕后，容置体可以布置在传动装置本体的径向外部，并且以其轴向外端部轴向向外地在传动装置本体上延伸。容置体的轴向外端部的内径可以小于传动装置本体的外径。
在一个实施方案中，第三传动装置类型的多组件式的传动装置为后轮组件的部分，且第三类传动装置与多层小齿轮配置耦合或者可以与多层小齿轮配置耦合。多层小齿轮配置的齿数最小的至少两个小齿轮优选以在径向上自我支撑的方式布置在传动装置本体的径向外部前方。容置体可以在至少两个小齿轮的径向内部延伸，并且将这些小齿轮固定以防止发生轴向移动。
为了轴向固定多层小齿轮配置，容置体可以在其轴向外端部上具有槽，该槽适于容置例如形式为环形元件的锁固元件。在第三类传动装置组装完毕后，锁固元件可以被容置在槽中，并且与多层小齿轮配置中的凹槽啮合，优选齿数最小的小齿轮中的凹槽啮合。
此外，在安装完毕后，多层小齿轮配置的轴向外端侧，优选齿数最小的小齿轮的外侧面与容置体的轴向端侧齐平。替代地，容置体的轴向端侧从多层小齿轮配置伸出最多0.9mm。
为实施从多层小齿轮配置至第三类传动装置的转矩传递，传动装置本体可以在其与传动装置止挡部相邻布置的外周面上具有传动件轮廓。传动件轮廓可以卡入多层小齿轮配置的互补轮廓。例如，传动件轮廓的构建方式是，使其仅卡入多层小齿轮配置的最大的小齿轮的互补轮廓。传动件轮廓可以包括8个、9个或22个传动件突出部/花键，其中优选采用数目为9或以上的花键。
容置体可以布置在传动装置本体的径向外部。容置体可以不同于传动装置本体的圆柱形几何形状并且轴向向外地一端渐细。因此，特别是在与较小的小齿轮相邻的区域内，容置体的径向尺寸尽可能小，可以将内径较小的小齿轮布置在该区域内。容置体的内径或外径在其内螺纹与其突出的轴向外端部之间的区域内可以逐渐呈锥形。
在一种实施方式中，容置体在一个区域内配设有热塑性的塑料，例如聚甲醛(POM)，或者弹性体。热塑性塑料或弹性体例如可以作为定位体被注塑至容置体上。配设有塑料或弹性体的区域可以用于在轴向和径向上相对于传动装置本体来定位容置体。在传动装置安装完毕后，定位体可以设在容置体与传动装置本体之间的接口，也就是传动装置本体接口的区域内，以及设在传动装置本体与多层小齿轮配置之间的接口，也就是多层小齿轮配置接口的区域内。定位体可以环形地包覆这两个接口，并且既抵靠在容置体的外周面上又抵靠在内周面上。
容置体接口优选可以在径向上比多层小齿轮配置接口更靠内地布置。接口之间可能存在轴向偏移。其优点在于，热塑性塑料或弹性体的制造公差并非相同地作用于这两个接口。确切而言，接口以这种方式在空间上相互隔开，从而在一定程度上解耦。
为了将容置体安装在传动装置本体上，容置体可以在其径向内表面上，优选在其轴向外端部上具有工具接口。
在自行车出现故障的情形下，链条可能会与小齿轮分离并且朝多层小齿轮配置的最小的小齿轮方向运动。在不利的情形下，链条在工作期间可能会夹在容置体与车架的后叉端之间，且在此情形下难以从这个夹紧脱离。为了防止出现这种不利情形，多组件式的传动装置可以包括链条脱落保护装置，该链条脱落保护装置被紧固在容置体或多层小齿轮配置上，或者可以被紧固在容置体或多层小齿轮配置上。链条脱落保护装置可以径向朝外地具有伸出部分。链条脱落保护装置的伸出部分的径向外表面可以为倾斜表面，该表面在安装完毕后朝齿数最小的小齿轮方向下倾。
在安装完毕后，伸出部分所具有的外径可以小于齿数最小的小齿轮的外径。为了紧固链条脱落保护装置，它可以包括弹性的紧固元件，这些紧固元件适于径向向内地卡入容置体或多层小齿轮配置。链条脱落保护装置的弹性保持元件例如可以卡入容置体的工具接口。需要指出的是，第三类传动装置如此地设计为具有上文所定义的距离，使得当第三类传动装置应用于后轮组件时，仍存在足够的用于第三类传动装置的结构空间。
根据前述实施例，前述的所有传动件轮廓均在其外周上包括了所谓的传动件突出部或花键的轮廓。花键特别是指相应传动装置的外周面上的楔形凸起。花键可以主要在轴向上延伸。优选地，花键的数目小于10，优选小于9。花键可以在其高度或/和宽度或/和长度上具有不同的尺寸。
本发明的多层小齿轮配置在后轮组件中的应用
根据另一方面，本发明涉及一种用于具有链式换挡装置的自行车的后轮组件，所述后轮组件包括可以布置在自行车车架的两个相对的车架区段之间的后轮毂、可旋转地安装在所述后轮毂上的传动装置，以及根据前述发明方面中的一个的与所述传动装置抗旋耦合或可以与所述传动装置抗旋耦合的多层小齿轮配置。
根据现有技术，使用轮毂端盖来设定轴向的后轮毂间隙。根据本发明，本发明的后轮组件同样可以具有这种轮毂端盖，该轮毂端盖在后轮组件于后轮毂上的组装完毕后，朝外地在轴向上与传动装置相邻布置。此外，后轮组件可以包括另一轮毂端盖，该轮毂端盖与远离传动装置的车架区段相邻地布置在后轮毂上。这些轮毂端盖的轴向外端侧之间，也就是轮毂端盖的两个轴向上相互背离的端侧之间的轮毂端盖距离可以为至少142mm，优选至少148mm，进一步优选至少157mm。轮毂端盖间的上述距离也被称为安装宽度。也就是说，如果本案中提到安装宽度，这个安装宽度指的就是轮毂端盖距离。
在后轮组件包括第一传动装置类型的传动装置的情况下，传动装置止挡部与轮毂端盖的轴向外端侧之间的第三距离可以大于42.5mm，优选为44.1+1.0/-0.3mm。在一种替代实施方式中，在后轮组件包括第二传动装置类型的传动装置的情况下，该第三距离可以大于38.1mm，优选为39.7+/-0.2mm。在另一替代方案中，在后轮组件包括第三传动装置类型的传动装置的情况下，该第三距离可以大于42.5mm，优选为44.1+1.0/-0.2mm。
本发明的后轮组件和自行车车架
另一发明方面涉及用于具有链式换挡装置的自行车的一种后轮组件和一种自行车车架。所述后轮组件包括了布置在自行车的两个相对的车架区段之间的后轮毂、可旋转地安装在所述后轮毂上的传动装置，以及具有齿数不同的至少11个小齿轮的与所述传动装置抗旋耦合或可以与所述传动装置抗旋耦合的多层小齿轮配置。
每个小齿轮均在其齿的区域内具有内侧面和外侧面以及处于内侧面与外侧面之间且与后轮毂正交的小齿轮中心平面。所提及的表面和平面的定义参阅前文的阐述。
在后轮组件包括第一传动装置类型的传动装置的情况下，在后轮组件在自行车车架上组装完毕后，在轴向上从齿数最小之小齿轮的外侧面至自行车车架的后叉端上的周面(所述周面与后轮组件相邻且最靠近这个后轮组件)的第四距离小于8.2mm，优选为7.2+/-0.2mm。如果后轮组件包括第二传动装置类型的传动装置，则该第四距离小于8.7mm，优选为7.7+/-0.2mm。如果后轮组件包括第三传动装置类型的传动装置，则该第四距离小于8.35mm，优选为7.35+/-0.15mm。对所提到的传动装置而言，上述距离能够实现对后轮组件可用的安装宽度的高效利用。
作为替代或补充方案，根据一个发明方面，在后轮组件包括第一传动装置类型的传动装置的情况下，在后轮组件与自行车车架组装完毕后，在轴向上从齿数最小的小齿轮的外侧面至自行车车架的后叉端上的凹陷表面(所述表面与后轮组件相邻且与后轮毂正交)的第五距离小于12.2mm，优选为11.2+/-0.2mm。如果后轮组件包括第二传动装置类型的传动装置，则该第五距离小于12.7mm，优选为11.7+/-0.2mm。如果后轮组件包括第三传动装置类型的传动装置，则该第五距离小于11.5mm，优选为10.55+/-0.15mm。
前述第四和第五距离实现了最佳地利用可用结构空间(安装宽度)的后轮组件。为此，多层小齿轮配置轴向向外地位移尽可能远的距离，从而更靠近车架叉端。当然，在自行车的驱动前齿盘或链轮以这种方式相应地布置的情况下，同样可以减少链条歪斜。
根据本发明的一种改进方案，在后轮组件与自行车车架组装完毕后，齿数最小的小齿轮的外侧面与轮毂端盖之间定义有第六距离，且由第五距离和第六距离的商所形成的空间系数小于3且大于2.2，优选在2.7与2.4之间，进一步优选为2.5。第六距离例如为4.2mm+/-0.2mm。
此外，在自行车车架的后叉端上可以安装有变速器吊耳，或者变速器吊耳可以安装在自行车车架的后叉端上。变速器吊耳用于在后换挡机构受力的情形下，例如当摔倒时，保护后换挡机构和车架以防受损。在本发明的一种改进方案中，在后轮组件与自行车车架组装完毕后，安装在自行车车架的叉端上的变速器吊耳与轮毂端盖接触从而保持在一个位置上，而可在该位置上导引后轮轴穿过变速器吊耳和后轮毂。变速器吊耳还可以具有用作后轮毂的定位辅助件的结构。
安装后轮组件的方法
本发明还涉及一种安装后轮组件的方法。这种安装后轮组件的方法可以包括以下步骤：将多层小齿轮配置的齿数最小的至少两个小齿轮相互连接在一起的步骤、将至少两个相连的小齿轮与螺旋塞连接在一起从而使得所述至少两个小齿轮以可以绕螺旋塞的中心轴旋转的方式支承的步骤、通过将螺旋塞的外螺纹卡入传动装置的内螺纹来将螺旋塞紧固在传动装置上的步骤、将两个连接的小齿轮相对与传动装置连接的齿数最大的小齿轮对准的步骤，以及通过紧固构件将两个对准且相连的小齿轮固定在与传动装置连接的小齿轮上的步骤。
可以将前述发明方面和实施方式中的多层小齿轮配置和后轮组件的全部特征相结合。
附图说明
下面结合附图对本发明的例示性实施方式进行详细说明。其中：
图1为根据本发明的实施方式的布置在两个车架区段之间的后轮组件以及布置在这些车架区段中的一个上的后换挡机构的透视图；
图2a-b为根据本发明的实施方式的后轮组件的相应剖视图，所述后轮组件紧固在布置在两个车架区段之间的后轮毂上；
图3为后轮组件的后视图，包括根据本发明的第一实施方式的多层小齿轮配置和第一类传动装置；
图4a-b为图3所示紧固在车架上的后轮组件的侧视图(图4a)以及图3所示变速器吊耳的侧视图(图4b)；
图5a-c为所述后轮组件的第一类传动装置的横截面(图5a)、前视图(图5b)以及透视图(图5c)，所述传动装置可以与根据本发明的第一实施方式的多层小齿轮配置耦合；
图6为图3所示后轮组件的剖视图；
图7a-b为后轮组件的剖视图，包括根据本发明的第二实施方式的多层小齿轮配置和第二类传动装置；
图8a-b为所述后轮组件的第二类传动装置的侧视图(图8a)以及后轮组件的前视图(图8b)；
图9为安装在车架叉端上的图7a所示后轮组件的放大图；
图10为后轮组件的剖视图，包括根据本发明的第三实施方式的多层小齿轮配置和第三类传动装置；
图11a-b为后轮组件的剖视图，包括根据本发明的第三实施方式的多层小齿轮配置和第三类传动装置(图11a)，以及后轮组件的放大局部(图11b)；
图12a-b为后轮组件的剖视图，包括根据本发明的第三实施方式的多层小齿轮配置和第三类传动装置(图12a)，以及后轮组件的放大局部(图12b)；
图13a-d为第三类传动装置的容置体的透视图(图13a)和前视图(图13b)，以及沿图13b所示剖面线的两个不同的剖视图(图13c和图13b)；
图14a-b为后轮组件，其中根据本发明的第四实施方式的多层小齿轮配置安装在第三类传动装置上(图14a)，以及后轮组件的放大局部(图14b)；
图15a-b为链条脱落保护装置的透视图(图15a)，以及链条脱落保护装置连同布置在其上的小齿轮的横截面(图15b)。
具体实施方式
图1示出布置在两个车架区段12、14之间的后轮组件10的透视图，其中布置在车架区段中的一个车架区段14上的后换挡机构1与自行车链条5卡合在一起。用于固定后换挡机构1的B转向节6环扣车架区段14的车架叉端18并且借助于插接轴7固定在这个车架叉端上，该插接轴被容置在这个车架叉端18以及另一车架区段12的车架叉端中。在B转向节6上可偏转地安装有P转向节9，其中P转向节9的偏转至少会改变其相对于B转向节6的轴向位置。
后轮组件10包括传动装置16(未示出)和多层小齿轮配置26。为清楚起见，图1仅以示出小齿轮的相应外周的方式示意性地示出多层小齿轮配置26的小齿轮。在图1中，由未示出的前传动小齿轮驱动的自行车链条5与多层小齿轮配置26的小齿轮以及与后换挡机构1的两个链条滚子8卡合在一起。当然，后换挡机构1的偏转(特别是P转向节9的偏转)会改变自行车链条5相对于小齿轮的位置，使得自行车链条5可以卡入相邻的下一个或再下一个小齿轮。
附图的一般性说明
附图示出具有不同实施例的多层小齿轮配置26；126；1026的后轮组件10、100、1000，这些后轮组件适于具有链式换挡装置的自行车。每个后轮组件10、100、1000均包括可以布置在两个相对的车架区段12、112、1012；14、114、1014之间的后轮毂17；1017(参见图2a-b、图11a-b)和可旋转地安装在该后轮毂上的传动装置16、116、1016。传动装置布置在车架区段14、114、1014、较佳其叉端18、118、1018与自行车中心平面20、120、1020之间。为了确定自行车中心平面20、120、1020，将这两个车架区段12、112、1012；14、114、1014用作基准点，其中自行车中心平面20、120、1020居中地在这些基准点之间且与后轮毂17、1017，例如后轮毂的旋转轴或纵轴正交地延伸。后轮轴15、115、1015被导引穿过后轮毂17、1017以将这个后轮毂紧固在自行车车架上。后轮轴15、115、1015为适于具有超过11个小齿轮的多层小齿轮配置的插接轴。
本申请中所应用的轴向是就自行车中心平面20、120、1020和车架区段14、114、1014而言。轴向朝内的方向Ai被定义为朝向自行车中心平面20、120、1020的方向，而轴向朝外的方向Aa被定义为朝向车架区段14、114、1014的方向。因此，轴向方向Ai和Aa彼此反向。而如果提到径向朝外的方向Ra，则指的是背离多层小齿轮配置26、126、1026的旋转轴24、124、1024的方向。径向朝内的方向Ri与径向朝外的方向Ra相反，且为朝向多层小齿轮配置26、126、1026的旋转轴24、124、1024的方向。多层小齿轮配置26、126、1026的旋转轴24、124、1024平行于后轮毂17、1017且与后轮毂17、1017的旋转轴或纵轴重合。
此外，附图所示的后轮组件10、100、1000中的每个后轮组件皆具一个与传动装置16、116、1016耦合或可耦合的具有至少11个小齿轮R1-R11的多层小齿轮配置26，126，1026，这些小齿轮的齿数互不相同。每个小齿轮均在其齿的区域内具有内侧面28、128、1028和外侧面30、130、1030，以及处于内侧面28、128、1028与外侧面30、130、1030之间且与后轮毂正交的小齿轮中心平面31、131、1031。三个齿数最小的小齿轮的外侧面28例如在图4a的侧视图中可见。最佳如图7b所示，小齿轮中心平面31、131、1031可以穿过相应小齿轮的中心地延伸，也就是被居中定义在内侧面28、128、1028与外侧面30、130、1030之间。
图2a-b结合两个构建方式不同的多层小齿轮配置26示出具有十二个小齿轮R1-R12的多层小齿轮配置26。图2a示出一种多层小齿轮配置26，其中四个最大的小齿轮R1-R4与星形轮13连接，从而使得转矩经由星形轮13传递至传动装置16。在这个节省空间的实施方案中，这四个最大的小齿轮在径向上与传动装置16有所间隔。六个中等小齿轮R4-R9分别与间隔段17在轴向上相互间隔，并且直接以传递转矩的方式卡入传动装置16。两个最小的小齿轮R11、R12借助于螺旋塞46通过第三小的小齿轮R10以传递转矩的方式与传动装置16连接。
图2b示出一种替代的多层小齿轮配置26，其中小齿轮以销件/螺栓19相连。仅最大的小齿轮R1以传递转矩的方式与传动装置16连接，也就是延伸至传动装置16。其余的小齿轮R2-R12在径向上与传动装置16有所间隔。三个最小的小齿轮一体成型，例如相互焊接，并且通过第三小的小齿轮R10以传递转矩的方式与传动装置16连接，并通过螺旋塞46轴向固定。
此外，图2a-b示出可用于待紧固在后轮毂17上的组件的安装宽度D0，该安装宽度为至少142mm。安装宽度是指左轮毂端盖3的与车架区段12相邻的外侧5与右轮毂端盖2的与车架区段14相邻的外侧4之间的距离。
第一实施例
图2、3和6示出具有根据本发明的第一实施方式的多层小齿轮配置的后轮组件10。后轮组件10包括下文中称作第一类传动装置16的传动装置，因其被广泛应用，在专业领域也被称为“标准传动装置”。在图5a-c中，第一类传动装置16为标记有选定的特性尺寸的独立部件。该部件在其外周面上具有从基面34沿径向向外抬起的传动件轮廓32。传动件轮廓32可以包括传动件突出部或所谓的花键。花键32'中的至少一个的尺寸与轮廓32的其余花键不同。待紧固在传动装置16上的小齿轮通常具有内轮廓，该内轮廓与传动装置16的传动件轮廓32互补地构建。这样具有相应内轮廓的小齿轮与传动装置16就能以传递转矩的方式卡合。
传动装置16例如可以在其径向外表面的第一区域上具有传动件轮廓，该区域沿第一轴向长度L1从传动装置止挡部40轴向向外Aa地延伸。针对全部实施例而言，一般将传动装置16、116、1016的一个区段称为传动装置止挡部，紧固在传动装置上的多层小齿轮配置26、126、1026被止挡部在该区段上，且可以通过该区段来确定多层小齿轮配置26、126、1026相对于传动装置16、116、1016的位置。第一类传动装置的这个第一轴向长度L1优选大于32.9mm，优选为33.2+/-0.2mm。在这个第一区域内在传动件轮廓32、32'的径向外表面上测得的外径d1优选大于34.2mm，优选为34.5+/-0.15mm。
如图5a-c所示，具有传动件轮廓32的第一区域连接有相对较短的第二区域，在该第二区域内，传动装置16的径向外表面不具有传动件轮廓，因而为光滑的。传动装置16的第二轴向长度L2从传动装置止挡部40延伸至传动装置16的轴向外端侧42，且为34.5mm至35.9mm，但优选为34.9+/-0.3mm。第二区域的外径d2可以大于31.4mm，优选为32.1+/-0.2mm。
此外，传动装置16与其轴向外端侧40相邻地具有朝向径向内部的内螺纹38。内螺纹38优选具有小于29.8mm的标称直径d3，优选为约30.6mm。传动装置的内螺纹的优选螺距为24TPI，使得根据已知的标注尺寸，可以将螺纹表征为M 30.6×24TPI。
如图6所示，在后轮组件10中，不仅可以在第一类传动装置16的外周区域内，还可以在第一类传动装置16的轴向外部，也就是在轴向上在传动装置16前方安装多层小齿轮配置26的多个小齿轮。由此，如图6所示地产生沿轴向从传动装置止挡部40至最小的小齿轮R12的外侧面28的第一距离D1，该距离大于38.0mm。当然，在这个第一距离D1尽可能大，例如大于39.1mm或更好地为39.9+/-0.2mm的情况下，可用的安装宽度可以被最佳地利用以布置尽可能多数目的小齿轮。
在图6所示实施方式中，齿数最小的两个小齿轮R12、R11在轴向上布置在第一类传动装置16前方。这两个小齿轮所具有的内径小于传动装置16的外径。此外，较小的小齿轮R12、R11的内径同样小于传动装置16的内螺纹的标称直径d3。以这两个布置在传动装置16外部的小齿轮R12、R11产生沿轴向从第一类传动装置16的轴向外端侧42至齿数最小的小齿轮R12的外侧面28的第二距离D2。这个第二距离D2大于4.0mm，优选为5.0+/-0.2mm。
布置在第一类传动装置16之前或轴向外部的这两个小齿轮R12、R11实施为在径向上自我支撑，但与多层小齿轮配置26的另一小齿轮R10连接。亦即，实施为自我支撑的小齿轮R12、R11本身并非支撑在其径向内周上，而是与径向支撑在第一类传动装置上的小齿轮R10连接，该小齿轮卡入第一类传动装置16的外周上的传动件轮廓32。为了将两个自我支撑的最小的小齿轮R12、R11相互连接在一起，并且将这些小齿轮与紧固在传动装置16上的相邻小齿轮R10连接在一起，设有连接构件44，这些连接构件在小齿轮之间且平行于后轮毂或平行于多层小齿轮配置26的旋转轴24地延伸。如图6所示，连接构件44安装在小齿轮的齿根圆的区域内。连接构件44可以指法兰或其他环形紧固元件。也可以替代地将与两个相邻小齿轮连接的保持栓用作连接构件44。
在径向上自我支撑地布置的小齿轮R12、R11借助于封闭元件轴向固定。在图6中封闭元件构建为螺旋塞46，其在安装完毕后以布置在其外周上的外螺纹卡入第一类传动装置16的内螺纹。此外，图6所示的螺旋塞46在其朝向轴向外部的端侧上具有伸出部分48。伸出部分48适于抵靠在最小的小齿轮R12的端面上并且在轴向上吸收施加至这些小齿轮R12、R11的力。确切而言，轴向朝外Ra地起作用的力被封闭元件46的伸出部分48吸收。因此，封闭元件46在轴向上固定两个自我支撑的小齿轮R12、R11。为了节省空间地布置，伸出部分48如此地卡入最小的小齿轮R12的凹槽49，使得伸出部分49与最小的小齿轮R12的外侧面28齐平，或从这个外侧面伸出最多2mm，优选伸出0.9mm。
为将螺旋塞46简单地旋入传动装置16，这个螺旋塞在其内周的区域内具有工具接口50。
封闭元件46适于容置两个最小的小齿轮中的一个或两个。为此，封闭元件46具有用于小齿轮容置的区域47，该区域构建为底切且具有缩小的外径。底切的外径小于第一类传动装置16的外径。因此，被容置在底切的区域内的一或多个小齿轮可以具有一个内径，使得例如能够容置具有10个齿和相应较小的齿根圆的小齿轮。底切是指，存在一个区域，其外周面被直径较大的两个轴向止挡部包围。
两个自我支撑的小齿轮R12、R11通过连接构件44'相连。其可以指可分离的连接，或者例如仅能通过破坏而再次分离的接合连接。在安装封闭元件46的情况下，两个自我支撑的小齿轮R12、R11可以绕封闭元件44'的中心轴旋转。亦即，可以与小齿轮R12、R11的旋转定向无关地将封闭元件48旋入第一类传动装置16。这使得只有在确定期望的旋转定向的情况下，才相对于被容置在第一类传动装置16上的小齿轮R10来紧固自我支撑的小齿轮R12、R11。
当然，特别是可以在所容置的小齿轮R12、R11的内径相当于或仅略大于具有底切的区域47的外径的情况下，将自我支撑的小齿轮R12、R11容置在具有底切的封闭元件48上。为此，封闭元件48例如可以实施为两件式的，且在将自我支撑的小齿轮R12、R11布置在具有底切的区域47内后才例如借助于接合连接或螺旋连接来连接在一起。替代地，封闭元件48可以具有弹性区域，使得在封闭元件48具有底切的情况下，仍可以借助于弹性区域将自我支撑的小齿轮R12、R11推往弹性区域上具有底切的区域47。替代地，可以采用增材制造工艺，例如本发明的3D打印工艺。
因此，前述后轮组件10能够将施加至自我支撑的小齿轮R12、R11的转矩传递至第一类传动装置16上。例如，如果通过自行车链条将转矩施加至最小的小齿轮R12，就能经由最小的小齿轮R12与第二小的小齿轮R11之间的连接构件44'而实施从最小的小齿轮R12至第二小的小齿轮R11的转矩传递。第二小的小齿轮R11同样不与第一类传动装置16直接连接，因此，转矩乃进一步经由第二小的小齿轮R11与小齿轮R10之间的连接构件44来传递至第一类传动装置16，而小齿轮R10与第二小的小齿轮R11相邻且与第一类传动装置16连接。当然，将施加至第二小的小齿轮R11的转矩同样经由连接构件44朝与第一类传动装置16连接的小齿轮R10传递，进而传递至第一类传动装置16。
图6示出安装在自行车轮毂上的后轮组件10的局部剖面图，该自行车轮毂借助于保持螺钉52被容置在车架区段14的叉端18中。为了最佳地利用结构空间，即可用于后轮组件10的安装宽度，在轴向上从最小的小齿轮R12的外侧面28至车架区段14或自行车车架的后叉端18的周面54的第四距离D4尽可能小。这个第四距离D4例如小于8.2mm，优选为7.2+/-0.2mm。在某些情形下，车架区段14或其叉端18具有用于容置变速器吊耳58的凹陷表面56。为了在车架区段14或其叉端18与后轮组件10之间提供足够的用于安装变速器吊耳58的结构空间，在轴向上从最小的小齿轮R12的外侧面28至车架区段14或其叉端18上的凹陷表面56的第五距离D5小于12.2mm，且优选为约11.2+/-0.2mm。
如前文所述，变速器吊耳58布置在已述及的在轴向上处于最小的小齿轮R12与车架区段14之间的区域内。变速器吊耳58适于承载后换挡机构。为此，该变速器吊耳紧固在后轮轴15上且在第一区域60内具有通孔62，该通孔最佳在图4a-b中可见且用于紧固后换挡机构。图6所示变速器吊耳58还具有与第一区域60相对布置的第二区域64。第二区域64与后轮毂连接且在图6中具有与最小的小齿轮R12相邻的突出部66。此外，变速器吊耳58具有图4b所示的车轮安装槽59。车轮安装槽59由变速器吊耳58的第一区域60与第二区域64之间的偏移定义。车轮安装槽59具有2mm至3mm、优选2.5+/-0.2mm的宽度61。第一区域60可以由热弹性塑料制成，第二区域64可以由金属材料制成。具有给定宽度61的车轮安装槽59的前述实施方案能够形成某个多层小齿轮配置，其中最小的小齿轮可以定位在尽可能远的轴向方向上。这样就能减少链条歪斜并且特别高效地利用安装宽度。
因此，所述及的车轮安装槽59有助于使得最小的小齿轮R12的外侧面28与变速器吊耳58的第二区域64的突出部66的朝向这个小齿轮的表面之间的第七距离D7为至少2.2mm。这样就能在变速器吊耳58的突出部66与啮合最小的小齿轮R12的链条之间提供足够的自由空间。但就尽可能最佳地利用可用的结构空间而言，第七距离D7应小于3.2mm。
第二实施例
下面对具有根据本发明的第二实施方式的多层小齿轮配置的后轮组件100进行描述。已在第一实施方式中描述过并且相应地包含在第二实施方式中的元件配设有数值增加100的参考符号，且下文中仅对不同于前文描述的技术方案或功能进行描述。
根据本发明的第二实施方式，后轮组件100包括第二类传动装置116，在安装完毕后，在该第二类传动装置上，齿数最小的至少两个小齿轮R12、R11实施为在径向上自我支撑，并且通过齿数更大的至少另一小齿轮R10与第二类传动装置连接。从图7b的放大局部可以最佳地看出，齿数最小的三个小齿轮R12、R11、R10的布置方式是使得齿数第三小的小齿轮R10的小齿轮中心平面131在第二类传动装置的轴向端面142的区域内或在第二类传动装置的轴向外部延伸。线200代表第二类传动装置116的轴向端面142的延长，以说明小齿轮中心平面131与第二类传动装置116的轴向端面142之间的轴向偏移。
后轮组件100同样具有封闭元件146，该封闭元件类似于第一实施方式中的封闭元件46。如图7b所示，封闭元件作为螺旋塞146配设有用于卡入第二类传动装置的内螺纹的外螺纹以及伸出部分148。即使伸出部分148在图7b中绘示在最小的小齿轮R12的轴向外部，在替代实施方案中，最小的小齿轮R12也可以在其轴向外端侧与其内周面之间的过渡区上具有凹槽，螺旋塞146的伸出部分148可以卡入该凹槽。
在图7a-b所示实施方式中，齿数最小的小齿轮R12的内径与第二类传动装置116的适于容置封闭元件146的内螺纹的内螺纹直径(标称直径)相等。
第二类传动装置的特点在于其几何尺寸，下面参照图8a-b对这些几何尺寸进行详细说明。
第二类传动装置116同样在其径向外周面的第一区域上具有传动件轮廓132、132'，该传动件轮廓沿第一轴向长度L1从传动装置止挡部140轴向向外Aa地延伸。这个第一轴向长度L1大于24.7mm，优选为25.7+/-0.2mm。在这个第一区域内在传动件轮廓32、32'的径向外表面上测得的外径d1优选大于31.6mm，优选为32.6+0.05/0.1mm。
如图8a所示，具有传动件轮廓32、32'的第一区域连接有第二区域，在该第二区域内，第二类传动装置的径向外表面不具有传动件轮廓。第二类传动装置116的第二轴向长度L2从传动装置止挡部140延伸至第二类传动装置116的轴向外端侧142，且为25mm至27mm，但优选为26.0+/-0.2mm。第二区域的外径d2可以大于31.4mm，优选为29.5+/-0.1mm。
本发明的多层小齿轮配置126同样以相对于现有技术而言有利的方式利用可用的结构空间，也就是图2a-b所示安装宽度。为此，如前文所述，小齿轮R12、R11、R10在轴向上布置在第二类传动装置前方。沿轴向产生从传动装置止挡部140至最小的小齿轮R12的外侧面128的第一距离D1，该距离大于34mm，优选为35.0+/-0.2mm。
根据本发明的第二实施方式，沿轴向从第二类传动装置的轴向外端侧42至齿数最小的小齿轮R12的外侧面128的第二距离D2大于4.0mm，优选为5.0+/-0.2mm。
图9示出安装在自行车轮毂上的后轮组件100，该自行车轮毂借助于保持螺钉152被容置在车架区段114的叉端118中。为设定轴向轮毂间隙，设有轮毂端盖202，其布置在自行车轮毂的外周面上且径向环绕式地包围这个外周面。在安装完毕后，传动装置止挡部140与轮毂端盖202的朝向轴向外部的端侧204之间的第三距离D3大于38.1mm，优选可以为39.7+/-0.2mm。
如图2a-b所示，后轮组件包括另一轮毂端盖203，该轮毂端盖与远离传动装置的车架区段112相邻地布置在后轮毂上。轮毂端盖的轴向外端侧204、205之间的轮毂端盖距离D0可以为至少142mm，优选至少148mm，进一步优选至少157mm。针对全部实施例而言，将所述及的轮毂端盖的轴向外端侧之间的轮毂端盖距离D0称为安装宽度。
为了最佳地利用结构空间，即可用于后轮组件的安装宽度，在轴向上从最小的小齿轮R12的外侧面128至车架区段114或自行车车架的后叉端118的周面154的第四距离D4尽可能小。这个第四距离D4例如小于8.7mm，优选为7.7+/-0.2mm。此外，在轴向上从最小的小齿轮R12的外侧面128至车架区段114或其叉端118上的凹陷表面156的第五距离D5小于12.7mm，且优选为约11.7+/-0.2mm。此外，齿数最小的小齿轮R12的外侧面128与轮毂端盖的朝向径向外部的端侧204之间的第六距离D6可以为4.7+/-0.2mm。
与第一实施方式中的变速器吊耳58对应的变速器吊耳158布置在车架区段114与第二类传动装置116之间。正如针对本发明的第一实施方式所描述的那样，变速器吊耳158具有包含用于安装后换挡机构的通孔的第一区域160以及包含与最小的小齿轮R12相邻的突出部166的第二区域164。此外，变速器吊耳158具有第一实施方式中所述及的车轮安装槽59，其宽度61为2.0mm至3.0mm、优选2.5+/-0.2mm。最小的小齿轮R12的外侧面128与变速器吊耳158的第二区域164的突出部166的朝向这个小齿轮的表面之间的第七距离D7可以为至少2.7mm。这样就确保在变速器吊耳158的突出部166与啮合最小的小齿轮R12的链条之间存在有足够的自由空间。但就尽可能最佳地利用可用的结构空间而言，第七距离D7应小于3.2mm。
第三实施例
下面对根据本发明的第三实施方式的后轮组件1000进行描述。已在第一或第二实施方式中描述过并且相应地包含在第三实施方式中的元件配设有数值增加1000的参考符号，且下文中仅对不同于前文描述的技术方案或功能进行描述。
图10-12根据本发明的第三实施方式的多层小齿轮配置1026与第三类传动装置116耦合或可以与该第三类传动装置耦合，其中在耦合状态下，齿数最小的至少两个小齿轮R12、R11实施为在径向上自我支撑，并且通过齿数更大的至少另一小齿轮R10与第三类传动装置耦合。从图11b的放大局部可以最佳地看出，齿数最小的三个小齿轮R12、R11、R10的布置方式是使得齿数第三小的小齿轮R10的小齿轮中心平面1032在第三类传动装置的轴向外端面1042的轴向外部延伸。此外，在第三类传动装置中，如第三类传动装置1016的小齿轮内表面/小齿轮内平面1030与轴向外端面1042之间用附图标记1300标出的距离所示，甚至第三小的小齿轮R10的小齿轮内表面/小齿轮内平面1030也布置在第三类传动装置1016的轴向外端面1042的轴向外部。
第三类传动装置1016与第一类和第二类传动装置16、116的不同之处在于，这个第三类传动装置包括传动装置本体1302和容置体1304。传动装置本体1302具有传动装置止挡部1040和与这个传动装置止挡部相邻的区域，该区域在其外周面上具有外螺纹1306。而容置体1304在其内周面上具有内螺纹1308，该内螺纹适于在第三类传动装置1016组装完毕后卡入传动装置本体1302的外螺纹1306。
在具有第三类传动装置的多层小齿轮配置安装完毕后，容置体1304以其轴向内末端止动在多层小齿轮配置1026的最大的小齿轮R1上，使得最大的小齿轮R101既止动在传动装置本体1302的传动装置止挡部1040上又止动在容置体1304。在容置体1304的相对的轴向外末端上，容置体1304以轴向外端部1309轴向向外Aa地从传动装置本体1302延伸出来。因此，容置体1304也能将布置在传动装置本体1302外部的小齿轮轴向固定，下文还将更加详细地说明这一点。为此，容置体1304包括与其轴向外末端邻接的锁固元件1310，该锁固元件轴向固定多层小齿轮配置1026，从而防止小齿轮发生轴向移动。此外，如图10或11所示，容置体1310以锁固元件1310卡入最小的小齿轮R12的凹槽1049。锁固元件1310可以为锁固环1310，其被容置在靠近容置体1304的轴向外末端的槽1312中。也就是锁固元件1310可以以可分离的方式与容置体1304连接。
即使在容置体1304未被称为封闭元件的情况下，这个容置体也可以执行这种封闭元件的功能，例如小齿轮的轴向固定。
如图11b所示，如果锁固元件1310与最小的小齿轮R12的凹槽1049卡合，那么最小的小齿轮R12的轴向外端侧1315与容置体1304的轴向外端侧1316齐平。在一个替代实施方案中，容置体1304的轴向外端侧1316从最小的小齿轮R12的外侧面1028小幅伸出，但最多伸出0.9mm。因此，锁固元件1310当然可以布置在最小的小齿轮R12的凹槽1049中。也就是说，锁固元件1310轴向向内Ai地与最小的小齿轮R12的外侧面1028错开。
容置体1304的轴向外端部1309的内径小于传动装置本体1302的外径。因此，可以将内径小于传动装置本体1302的外径的小齿轮R12、R11容置在传动装置本体1302的轴向外部。
图10示出已在上述实施方式中述及的距离。沿轴向从传动装置止挡部1040至齿数最小的小齿轮R12的外侧面1028的第一距离D1可以大于37.4mm。第一距离D1还可以大于38.0mm，甚至优选为39.9mm。沿轴向从传动装置本体1302的轴向外端侧1042至齿数最小的小齿轮R12的外侧面1028的第二距离D2可以小于9.1mm，优选为7.1+/-0.12mm。
此外，后轮组件1000包括轮毂端盖1202，该轮毂端盖既止动在传动装置1016的轴承上，又止动在变速器吊耳1058上。在后轮组件1000与自行车车架组装完毕后，传动装置止挡部1040与轮毂端盖1202的径向外端侧1204之间的第三距离D3可以大于42.5mm。第三距离D3进一步优选为约44.1+1.0/-0,3mm。最小的小齿轮R12的外侧面1028与车架区段1014或其叉端1018的周面之间的第四距离D4可以大于8.35mm。为了高效地利用结构空间或可用于后轮组件1000的结构空间，第四距离D4优选可以为7.35+/-0.15mm。沿轴向从齿数最小的小齿轮R12的外侧面1028至自行车车架的后叉端1018上的凹陷表面1056的第五距离D5可以小于11.5mm。但为特别高效地利用结构空间，第五距离D5优选可以为10.5+/-0.15mm。此外，齿数最小的小齿轮R12的外侧面1028与轮毂端盖的朝向径向外部的端侧1204之间的第六距离D6可以为4.7+/-0.2mm。
变速器吊耳1058对应于第一实施方式中所阐述的变速器吊耳58。最小的小齿轮R12的外侧面1028与变速器吊耳1058的突出部1066的轴向内表面之间的第七距离D7例如为2.35mm。此外，可以应用最小的小齿轮R12的外侧面1028与变速器吊耳1058的金属部分1312的轴向外侧面之间的第八距离D8，来表征根据本发明的第三实施方式的后轮组件的位置。第八距离D8例如为9.35mm。在此，即假设应用具有金属部分1312的变速器吊耳1058，例如图4b所示变速器吊耳。这个金属部分1312在变速器吊耳1058的第二区域1064内用塑料注塑包封。第二区域1064和其突出部1066例如由塑料形成。用于容置后换挡机构的第一区域1060和用于安装至后轮毂1017的区域例如可以为金属的。
此外，从传动装置止挡部1040至后叉端1018上的凹陷表面1056的第九距离D9例如为51.1mm。
通过相连的小齿轮1026将转矩，即施加至多层小齿轮配置1026的小齿轮R2-R12的转矩传递至最大的小齿轮R1。为此，例如多层小齿轮配置1026的所有小齿轮均以传递转矩的方式相连。例如，除最大的小齿轮R1之外，所有的小齿轮均整体相连。原则上可以采用借助于3D打印制成的多层小齿轮配置1026。替代地，该连接可以借助于连接元件，如法兰或保持栓形成。此外，小齿轮也可以整体链接。为了将转矩从最大的小齿轮R1传递至第三类传动装置1016，传动装置本体1302在其与传动装置本体1302的轴向内端面相邻的外周面上具有传动件轮廓1032，最大的小齿轮R1的内周面上的互补传动件轮廓以传递转矩的方式卡入该传动件轮廓。此外，最大的小齿轮R1在布置有传动件轮廓1032的区域1314内径向支撑在传动装置本体1302上。
图12a-b示出安装在自行车车架上的具有本发明的多层小齿轮配置1026的后轮组件1000。在图12a-b所示的后轮组件1000的例子中，后换挡机构借助于也被称为B转向节1006的结构元件1006与旋转轴1024共轴地安装在车架区段1014的后叉端1018上。也就是说，根据本发明的第四实施方式，未设置用于安装后换挡机构的变速器吊耳，确切而言，承载后换挡机构的结构元件1006以构建为插接轴的后轮轴1015被紧固在车架区段1014上。
下面参照图13a-d对第三类传动装置1016的容置体1304进行详细描述。
图13a-d示出具有轴向外端部1309的容置体1304，该端部在第三类传动装置组装完毕后在轴向上径向向外Ra地伸出传动装置本体1302。此外，在图13c和13d的横截面图A-A和B-B中可以看见内螺纹1308，该内螺纹可以卡入传动装置本体1302的外螺纹。在传动装置本体1302的中间区域1318内，传动装置本体1302在内螺纹1308与轴向外端部1309之间轴向向外地逐渐变成锥形。
此外，在图13a、13c-d中可以看见槽1312，锁固元件1310可以卡入该槽以轴向固定多层小齿轮配置1026。锁固元件1310也可以被定义为传动装置1302的部分或容置体1304的部分。
如图13a所示，容置体1304具有环绕其周边分布的通孔1320。通孔1320布置在中间区域1318内且与容置体1304的轴向外端部1309相邻。通孔适于以一种使得热塑性塑料如POM或弹性体穿过通孔1320并且沿在径向外部和径向内部所连接的区域延伸的方式来容置热塑性塑料或弹性体。图13c示出容置体1304在一个区域内的横截面A-A，在该区域内未设置通孔且热塑性塑料或弹性体1322处于容置体1304的径向外部以及径向内部。图13d的横截面图B-B示出热塑性塑料或弹性体1322在通孔1320的区域内的形式。也可以将热塑性塑料或弹性体所形成的区域称为定位体1322。可以在注塑工艺中围绕容置体1304注射定位体1322。
定位体1322形成传动装置本体1302和多层小齿轮配置1026的接口1324、1326。图14示出传动装置本体接口1324，也就是容置体1304的径向内区域在传动装置本体1304上的抵靠部。此外，图14还示出多层小齿轮配置接口1326，也就是容置体1304的径向外区域在多层小齿轮配置1026上的抵靠部。这两个接口1324、1326在径向上错开布置，其中传动装置本体接口1324在轴向上优选比多层小齿轮配置接口1326更靠内布置。在一个未示出的替代实施方案中，接口1324、1326在径向上重叠。
定位体1322能够将多层小齿轮配置1026在径向和轴向上支撑在传动装置本体1302上。在图14中，第三小的小齿轮R10径向支撑在容置体1304上，而两个最小的小齿轮R12和R11实施为自我支撑。
容置体1304在轴向外端部1309的内周面上具有工具接口1323。工具可以卡入这个工具接口，且容置体可以如此地旋转，使其内螺纹1308卡入传动装置本体1302的外螺纹1306，从而使得二者固定相连。
图15a-b示出链条脱落保护装置1326，其在图中被紧固在容置体1304上。替代地，链条脱落保护装置1326也可以被紧固在多层小齿轮配置1026上，但这一点未示出。链条脱落保护装置1326包括：保持元件1328，以便卡入容置体1304或多层小齿轮配置1026；以及径向向外的伸出部分1330。链条脱落保护装置1326的伸出部分的径向外表面1332构建为倾斜表面，如图15a所示，该表面在安装完毕后朝齿数最小的小齿轮R12方向下倾。在安装完毕后，伸出部分1326所具有的外径小于齿数最小的小齿轮的外径。
为了紧固链条脱落保护装置1326，保持元件1328构建为弹性的且适于卡入容置体1304或多层小齿轮配置1026。在容置体1304的轴向外端部1309区域内卡入容置体。链条脱落保护装置的保持元件例如可以卡入容置体1304的工具接口1323。
即使前述实施例针对的是具有12个小齿轮的多层小齿轮配置，同样也可以将本发明应用于具有其他齿数，例如具有11或13个小齿轮的多层小齿轮配置。在11个小齿轮的情形中，两个最小的小齿轮在本发明表示法中用R11和R10表示，第三小的小齿轮用R9表示。最大的小齿轮可以与小齿轮的总数目无关地被称为R1。同样地，在13个小齿轮的情形中，两个最小的小齿轮在本发明表示法中用R13和R12表示，第三小的小齿轮用R11表示。最小的小齿轮可以与小齿轮数目无关地具有10个或以下的齿。
本申请中，如果提到最小或最大的小齿轮，那么这个表述是指齿数最小的小齿轮或齿数最大的小齿轮。当然，第二小或第三小的小齿轮表示齿数第二小或齿数第三小的小齿轮。
至少两个自我支撑的小齿轮的布置使得能够应用齿根圆小于传动装置的外径的小齿轮。这样多层小齿轮配置就能包括例如具有10个以下的齿的小齿轮。
并且，在轴向上布置在传动装置外部前方的小齿轮还能最佳地利用自行车车架的叉端间的可用于安装传动装置和多层小齿轮配置的安装宽度。由此，不仅能够将多个小齿轮安装在传动装置上或传动装置前，还能使得整个多层小齿轮配置在轴向上进一步朝外位移。这种位移能够减少前方的驱动小齿轮与后方的多层小齿轮配置的小齿轮之间的链条的非期望的链条歪斜。这一点在仅应用一个前驱动小齿轮的情况下特别有利。也就是说，减少链条歪斜可以整体上改进传动效率并且减少链条磨损。此外，令骑行者不适的链条噪音减少。
通过至少两个小齿轮在径向上自我支撑的实施方案来实现后轮组件的节省空间且节省材料的设计。这表明，传动装置优选不需要附加的保持元件来在径向上支撑在轴向上布置在传动装置前方的小齿轮。自我支撑的小齿轮与齿数更大的另一小齿轮的连接用于将自行车的工作中所产生的转矩充分传递至传动装置进而传递至后轮毂，该齿数更大的小齿轮又与传动装置耦合或可以与传动装置耦合。当然，不设置附加保持元件的节省材料的设计也有助于传动装置的重量减少。
如果齿数最小的三个小齿轮的布置方式是使得多层小齿轮配置的齿数第三小的小齿轮的小齿轮中心平面在传动装置的轴向端面的区域内或传动装置的轴向外部延伸，就能特别高效地利用可用于后轮毂的安装宽度。相较于现有技术中已知的解决方案，本发明的解决方案能够使得可用于布置多层小齿轮配置的安装宽度增大至多2.5mm。

Claims (35)

1.一种用于具有链式换挡装置的自行车的后轮组件的多层小齿轮配置，其中所述多层小齿轮配置具有旋转轴且适于与所述后轮组件的传动装置抗旋地耦合，其中所述多层小齿轮配置包括：
齿数不同的至少11个小齿轮，
其中每个小齿轮均在其齿的区域内具有内侧面和外侧面以及处于所述内侧面与所述外侧面之间且与所述旋转轴正交的小齿轮中心平面，
其中所述多层小齿轮配置的构建方式是使得在安装完毕后：
齿数最小的至少两个小齿轮实施为在径向上自我支撑，并且通过齿数更大的至少另一小齿轮与所述传动装置耦合，且
齿数最小的三个小齿轮的布置方式是使得所述多层小齿轮配置的齿数第三小的小齿轮的小齿轮中心平面在所述传动装置的轴向端面的区域内或所述传动装置的轴向外部延伸。
2.根据权利要求1所述的多层小齿轮配置，其中至少齿数最小的所述三个小齿轮的布置方式是使得所述齿数第三小的小齿轮的沿所述内侧面延伸的小齿轮内平面在所述传动装置的轴向端面的区域内或所述传动装置的轴向外部延伸。
3.根据权利要求1或2所述的多层小齿轮配置，其中转矩可以从所述齿数最小的小齿轮经由相邻的所述齿数第二小的小齿轮传递至所述齿数第三小的小齿轮，并且从所述第三小的小齿轮传递至所述传动装置。
4.根据上述权利要求中任一项所述的多层小齿轮配置，其中所述齿数最小的两个小齿轮在安装完毕后以可分离的方式相连，优选具体方式为，所述小齿轮以互补结构相互啮合，并且确定所述两个小齿轮相互间的预定义旋转定向。
5.根据上述权利要求中任一项所述的多层小齿轮配置，其中所述齿数最小的两个小齿轮以不可分离的方式相连，优选具体方式为，所述小齿轮接合在一起或者例如借助于3D打印而整体式制成。
6.根据上述权利要求中任一项所述的多层小齿轮配置，其中所述齿数最小的两个小齿轮，优选三个小齿轮，至少局部地在端侧上跨越所述传动装置。
7.根据上述权利要求中任一项所述的多层小齿轮配置，其中所述至少两个在径向上自我支撑的小齿轮可以通过封闭元件轴向固定。
8.根据权利要求7所述的多层小齿轮配置，其中所述齿数最小的小齿轮在其外侧面上具有优选呈环形的轴向和径向凹槽，所述凹槽适于在轴向和径向上容置所述封闭元件的至少一个区段。
9.根据权利要求7或8所述的多层小齿轮配置，其中所述齿数最小的小齿轮的内径等于或小于所述传动装置的内螺纹的内螺纹直径，而所述内螺纹适于容置所述封闭元件的外螺纹。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的多层小齿轮配置，其中至少所述最小的小齿轮，优选所述至少两个自我支撑的小齿轮，可以相对所述封闭元件旋转。
11.根据上述权利要求中任一项所述的多层小齿轮配置，其中所述多层小齿轮配置包括至少12个小齿轮，优选至少13个小齿轮。
12.根据上述权利要求中任一项所述的多层小齿轮配置，其中所述最小的小齿轮具有10个或以下的齿数。
13.一种优选根据权利要求1至12中任一项所述的用于具有链式换挡装置的自行车的后轮组件的多层小齿轮配置，其中所述多层小齿轮配置具有旋转轴且适于与所述后轮组件的传动装置抗旋地耦合，其中所述多层小齿轮配置包括：
齿数不同的至少11个小齿轮，
其中每个小齿轮均在其齿的区域内具有内侧面和外侧面以及处于所述内侧面与所述外侧面之间且与所述旋转轴正交的小齿轮中心平面，
其中所述多层小齿轮配置的构建方式是使得在安装完毕后，在所述传动装置的从传动装置止挡部至轴向外端侧的轴向长度在34.5mm至35.9mm范围内，优选34.9+/-0.3mm的情况下，以下情形适用：
沿轴向从所述传动装置止挡部至所述齿数最小的小齿轮的外侧面的第一距离大于38mm，优选大于39.1mm，进一步优选为39.9+/-0.2mm，
或者/以及
沿轴向从所述传动装置的轴向外端侧至所述齿数最小的小齿轮的外侧面的第二距离大于4.0mm，优选为5.0+/-0.2mm。
14.一种优选根据权利要求1至12中任一项所述的用于具有链式换挡装置的自行车的后轮组件的多层小齿轮配置，其中所述多层小齿轮配置具有旋转轴且适于与所述后轮组件的传动装置抗旋地耦合，其中所述多层小齿轮配置包括：
齿数不同的至少11个小齿轮，
其中每个小齿轮均在其齿的区域内具有内侧面和外侧面以及处于所述内侧面与所述外侧面之间且与所述旋转轴正交的小齿轮中心平面，
其中所述多层小齿轮配置的构建方式是使得在安装完毕后，在所述传动装置的从传动装置止挡部至轴向外端侧的轴向长度在25mm至27mm范围内，优选26.0+/-0.2mm的情况下，以下情形适用：
沿轴向从所述传动装置止挡部至所述齿数最小的小齿轮的外侧面的第一距离大于34mm，优选为35.0+/-0.2mm，
或者/以及
沿轴向从所述传动装置的轴向外端侧至所述齿数最小的小齿轮的外侧面的第二距离大于8.0mm，优选为9.0+/-0.2mm。
15.根据权利要求13或权利要求14所述的多层小齿轮配置，其中
所述传动装置在其径向外表面的第一区域上具有传动件轮廓，所述传动件轮廓从所述传动装置止挡部沿轴向向外的第一轴向长度布置，
所述第一轴向长度小于从所述传动装置止挡部延伸至所述传动装置的轴向外端侧的第二轴向长度，
所述传动装置在其径向外表面的与所述传动装置的端侧相邻的第二区域上不具有所述传动件轮廓，
所述传动装置具有开口，所述开口从传动装置中心轴沿径向向外延伸并且从所述轴向外端侧沿轴向向内延伸，以及
所述开口在其径向内表面上具有内螺纹。
16.根据权利要求15所述的多层小齿轮配置，其中
所述传动装置的供所述传动件轮廓布置在所述传动装置上的从所述传动装置止挡部至所述传动件轮廓的末端的所述第一轴向长度
在所述多层小齿轮配置根据权利要求13来构建的情况下，大于32.9mm，优选为33.2+/-0.2mm，或者
在所述多层小齿轮配置根据权利要求14来构建的情况下，大于24.7mm，优选为25.7+/-0.2mm。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的多层小齿轮配置，其中
所述传动装置的从所述传动装置止挡部至所述传动装置的端侧的所述第二轴向长度
在所述多层小齿轮配置根据权利要求13来构建的情况下，大于34.2mm，优选为34.9+/-0.2mm，
在所述多层小齿轮配置根据权利要求14来构建的情况下，大于25.0mm，优选为26.0+/-0.2mm。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的多层小齿轮配置，其中
所述传动装置在沿所述传动装置的第一轴向长度的第一区域内的第一外径
在所述多层小齿轮配置根据权利要求13来构建的情况下，大于34.2mm，优选为34.5+/-0.15mm，或者
在所述多层小齿轮配置根据权利要求14来构建的情况下，大于32mm，优选为32.60+0.05/-0.1mm。
19.根据权利要求13至18中任一项所述的多层小齿轮配置，其中
所述传动装置在与所述传动装置的端侧相邻的第二区域内的第二外径
在所述多层小齿轮配置根据权利要求13来构建的情况下，大于31.4mm，优选为32.1+/-0.2mm，或者
在所述多层小齿轮配置根据权利要求14来构建的情况下，大于28.5mm，优选为29.5+/-0.1mm。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的多层小齿轮配置，其中
所述传动装置的与其端侧在轴向上相邻的内螺纹的第一标称直径
在所述多层小齿轮配置根据权利要求13来构建的情况下，大于29.8mm，优选为30.6+/-0.2mm，或者
在所述多层小齿轮配置根据权利要求14来构建的情况下，大于25.2mm，优选为26+/-0.2mm。
21.一种优选根据权利要求1至12中任一项所述的用于具有链式换挡装置的自行车的后轮组件的多层小齿轮配置，其中所述多层小齿轮配置具有旋转轴且适于与所述后轮组件的传动装置抗旋地耦合，其中所述多层小齿轮配置包括：
齿数不同的至少11个小齿轮，
其中每个小齿轮均在其齿的区域内具有内侧面和外侧面以及处于所述内侧面与所述外侧面之间且与所述旋转轴正交的小齿轮中心平面，
其中所述多层小齿轮配置的构建方式是使得在安装完毕后，在所述传动装置的从传动装置止挡部至轴向外端侧的轴向长度在28.5mm至30.5mm范围内，优选29.5+/-0.2mm的情况下，以下情形适用：
沿轴向从所述传动装置止挡部至所述齿数最小的小齿轮的外侧面的第一距离大于37.4mm，优选大于38.0mm，进一步优选为39.9+/-0.2mm，
或者/以及
沿轴向从所述传动装置的轴向外端侧至所述齿数最小的小齿轮的外侧面的第二距离大于9.1mm，优选为10.4+/-0.2mm。
22.根据权利要求21所述的多层小齿轮配置，其中
所述传动装置包括：
传动装置本体，所述传动装置本体在其外周面的与所述传动装置止挡部相邻的区域上具有外螺纹，以及
容置体，所述容置体在其内周面上具有内螺纹，所述内螺纹适于卡入所述传动装置本体的外螺纹，
在所述传动装置安装完毕后，所述容置体布置在所述传动装置本体的径向外部，并且以其轴向外端部轴向向外地在所述传动装置本体上延伸，且
所述容置体的轴向外端部的内径小于所述传动装置本体的外径。
23.根据权利要求22所述的多层小齿轮配置，其中所述多层小齿轮配置的轴向外端侧，优选所述齿数最小的小齿轮的外侧面，与所述容置体的轴向端侧齐平，或者，所述容置体的轴向外端侧伸出最多0.9mm。
24.根据权利要求22或23所述的多层小齿轮配置，其中所述容置体的内径在其内螺纹与其突出的轴向外端部之间逐渐呈锥形。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的多层小齿轮配置，其中所述容置体与所述传动装置本体之间的接口，在轴向上比所述容置体与所述多层小齿轮配置之间的接口更靠内布置。
26.根据权利要求22至25中任一项所述的多层小齿轮配置，其中所述传动装置本体在与其传动装置止挡部相邻布置的外周面上具有传动件轮廓。
27.根据权利要求15至20中任一项或根据权利要求26所述的多层小齿轮配置，其中所述传动件轮廓包括花键，所述花键的数目为8、9或22。
28.一种用于具有链式换挡装置的自行车的后轮组件，包括：
可以布置在自行车车架的两个相对的车架区段之间的后轮毂，
可旋转地安装在所述后轮毂上的传动装置，以及
根据上述权利要求中任一项所述的与所述传动装置抗旋耦合或可以与所述传动装置抗旋耦合的多层小齿轮配置。
29.根据权利要求28所述的后轮组件，还包括与所述传动装置在轴向上相邻地朝外地布置在所述后轮毂上的轮毂端盖，和更远离所述传动装置而与所述车架区段相邻地布置在所述后轮毂上的另一轮毂端盖，其中所述轮毂端盖和所述另一轮毂端盖的轴向外端侧之间的轮毂端盖距离为至少142mm，优选至少148mm，进一步优选至少157mm。
30.根据权利要求29所述的后轮组件，其中
所述传动装置止挡部与所述轮毂端盖的轴向外端侧之间的第三距离
在所述多层小齿轮配置根据权利要求13来构建的情况下，大于42.5mm，优选为44.1+1.0/-0.3mm，或者
在所述多层小齿轮配置根据权利要求14来构建的情况下，大于38.1mm，优选为39.7+/-0.2mm，或者
在所述多层小齿轮配置根据权利要求21来构建的情况下，大于42.5mm，优选为44.1+1.0/-0.3mm。
31.用于具有链式换挡装置的自行车的一种后轮组件和一种自行车车架，其中所述后轮组件包括：
布置在所述自行车的两个相对的车架区段之间的后轮毂，
可旋转地与所述后轮毂耦合的传动装置，以及
具有齿数不同的至少11个小齿轮的与所述传动装置抗旋耦合或可以与所述传动装置抗旋耦合的多层小齿轮配置，其中每个小齿轮均在其齿的区域内具有内侧面和外侧面以及处于所述内侧面与所述外侧面之间且与所述后轮毂正交的小齿轮中心平面，
其中在所述后轮组件在所述自行车车架上组装完毕后，
在轴向上从所述齿数最小之小齿轮的外侧面至所述自行车车架的后叉端上的与所述后轮组件相邻且最靠近所述后轮组件的周面的第四距离
在所述多层小齿轮配置根据权利要求13、15至20中任一项来构建的情况下，小于8.2mm，优选为7.2+/-0.2mm，或者
在所述多层小齿轮配置根据权利要求14至20中任一项来构建的情况下，小于8.7mm，优选为7.7+/-0.2mm，或者
在所述多层小齿轮配置根据权利要求21至27中任一项来构建的情况下，小于8.35mm，优选为7.35+/-0.15mm，或者/以及
在轴向上从所述齿数最小之小齿轮的外侧面至所述自行车车架的后叉端上的与所述后轮组件相邻且与所述后轮毂正交的凹陷表面的第五距离
在所述多层小齿轮配置根据权利要求13、15至20中任一项来构建的情况下，小于12.2mm，优选为11.2+/-0.2mm，或者
在所述多层小齿轮配置根据权利要求14至20中任一项来构建的情况下，小于12.7mm，优选为11.7+/-0.2mm，或者
在所述多层小齿轮配置根据权利要求21至27中任一项来构建的情况下，小于11.5mm，优选为10.55+/-0.15mm。
32.根据权利要求31所述的后轮组件和自行车车架，其中在所述后轮组件与所述自行车车架组装完毕后，
齿数最小的小齿轮的外侧面与所述轮毂端盖之间定义有第六距离，且
由所述第五距离与所述第六距离的商所形成的空间系数小于3且大于2.2，优选在2.7与2.4之间，进一步优选为2.5。
33.根据权利要求32所述的后轮组件和自行车车架，其中
所述第六距离为4.7+/-0.2mm。
34.根据权利要求31至33中任一项所述的后轮组件和自行车车架，还包括变速器吊耳，所述变速器吊耳被安装在或可以安装在所述自行车车架的后叉端上，并且在组装完毕后与所述轮毂端盖接触从而保持在一个能导引后轮轴穿过所述变速器吊耳和所述后轮毂的位置上。
35.根据权利要求31至34中任一项所述的后轮组件和自行车车架，其中所述后轮组件的多层小齿轮配置根据权利要求1至27中任一项来构建。
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