CN115704429A - 笼式飞轮、轴-毂布置系统及电动自行车传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种笼式飞轮，用于特别是在电动自行车的传动装置中安装到轴和毂之间的夹紧间隙中，所述笼式飞轮具有夹紧体笼架，所述夹紧体笼架在第一实施方式中沿周向连续地布置有可摆动地设置在夹紧体笼架中的夹紧体，所述夹紧体沿接合方向被弹性加载。这里重要的是，沿周向相邻地在夹紧体笼架上设置支承盘。在第二实施方式中设定为，所述夹紧体笼架沿周向前后相继地既布置有轴承滚子(4)，也布置有夹紧体(5)。此外，本发明还涉及具有笼式飞轮的一种轴‑毂布置系统和一种电动自行车传动装置，所述笼式飞轮具有上述特征。

Description

笼式飞轮、轴-毂布置系统及电动自行车传动装置

技术领域

本发明涉及一种用于安装到轴和毂之间的夹紧间隙中的笼式飞轮、特别地，为在电动自行车的传动装置中的笼式飞轮，所述笼式飞轮具有夹紧体笼架，所述夹紧体笼架沿周向连续地布置有可摆动地设置在夹紧体笼架中的夹紧体，所述夹紧体沿接合方向被弹性加载。

背景技术

笼式飞轮以大量实施方式已知，例如见相同申请人的专利文件DE 10 2009 030614和DE 10 2011 108 413。具有上述特征的笼架环由DE 10 2019 218 785 A1已知。

原则上，飞轮需要外部的径向和周向支承结构，因为飞轮需要通过夹紧体的共同的正确定向才能确保定位。为了实现无倾斜地相对于毂支承轴，所述轴和毂必须在两个支承点处相对于彼此支承。如果将笼式飞轮装入轴和毂之间的夹紧间隙中，则在传统上在笼式飞轮的两侧需要设置滑动或滚动轴承，以便确保飞轮可靠的功能。这根据构件的负载设计要求，可能导致轴向结构尺寸相应较大。此外，需要三个单独的构件，即两个轴承和一个飞轮。

发明内容

在电动自行车传动装置的开发过程中认识到，不希望的是，传统的飞轮以及支承所需的外部的滚动或滑动轴承需要很大的安装空间。因为，踏板之间的间距会由此相对于传统的自行车加大，或者传动装置壳体的轴向结构空间加大。由此出发，本发明的目的是，开发一种夹紧体笼式飞轮，所述夹紧体笼式飞轮实现了一种沿轴向方向尽可能进程的轴/毂连接结构。

在前面所述类型的笼式飞轮中，根据本发明这样来实现所述目的，沿轴向相邻地在夹紧体笼架上设置支承盘。支承盘的外径和内径这里减去支承公差对应于轴承间隙的标称尺寸，从而支承盘因此可以用作轴和毂构件之间的滑动轴承。所述支承盘由此实现了，所述笼式飞轮能够在轴/毂连接结构中利用仅单侧的、与飞轮分离的支承结构安装。由于，优选位于所述飞轮的与外部的滚动轴承相对置的侧面上的所述支承盘能够形成第二支承点，并且由此尽管只使用了一个滚动轴承仍能够防止轴相对于毂发生倾斜。由于省去了第二个滚动轴承，由此，轴/毂连接结构能够沿轴向紧凑地构成，这此外还实现了经济和坚固的结构。

在第一实施方式中，环形的夹紧体笼架沿周向连续地布置有夹紧体，所述夹紧体装入夹紧体笼架的凹口或凹部结构中。由此，本发明采用了不同于例如DE 10 2019 218785 A1的途径，该文件提出了一种与滚动轴承组合的用于装入电动自行车传动装置中的飞轮，在所述飞轮中使用沿周向相继的夹紧体和轴承滚子。通过根据本发明沿周向持续地布置夹紧体，总体上提供了更大的夹紧面，从而与组合式的前后相继地布置有轴承滚子和夹紧体的飞轮相比，在飞轮在尺寸相同的情况下可以设计成用于更高的负载，或者在负载设计相同时可以设计成具有更小的尺寸。

所述支承盘与单独的、设置在飞轮单侧的滚动轴承相结合加宽了轴部件和毂部件之间的接触面，并且由此使得飞轮相对于倾斜力刚度更大，例如支承作为毂部件的斜齿轮时，如通常在电动自行车传动装置中使用的斜齿轮，会出现所述倾斜力。

在一个有利的设计方案中，所述支承盘经由至少局部地形锁合地且相互嵌接的卡锁连接结构与夹紧体笼架连接。支承盘和夹紧体笼架由此可以分开制造，并且以较为简单的方式通过卡锁连接结构相连接。这个实施方式的优点是，能够由不同的尽可能好地与相应功能相适配的材料，来制造支承盘和夹紧体笼架，例如由弹性塑料，如聚酰胺或聚醚醚酮(PEEK)制造笼架，并且由适当的金属，如黄铜的或硬化的钢制造支承盘。

在另一个有利的实施方式中，所述支承盘相对于夹紧体笼架能够转动，但沿轴向能够锁定。主要因为飞轮笼架在设置夹紧体时沿锁定方向相对于相互锁定的贴合面能够实施反向于夹紧体的摆动运动的相对运动。通过相对于飞轮笼架能转动的支承盘，由此所述相对转动不会传递到支承盘上，从而支承盘相对于一个所述贴合面能够不可转动地保持。

夹紧体笼架和支承盘的至少局部地形锁合地相互嵌接的卡锁连接结构的结构构成，能够向本领域技术人员提供了不同的可能性。这样，所述卡锁连接结构具有燕尾状、钩状的或蘑菇状的沿周向延伸的卡锁轮廓。

结构上特别有利的是，所述卡锁轮廓构造成同心连续的或局部中断的环。同样在结构上特别有利的是，所述卡锁连接结构具有凹口，所述凹口在支承盘中构成，并且沿支承盘的周向设计成连续的或者沿周向设计成分段的。例如，所述凹口可以具有分为60°的三个部段，这些部段在支承盘的周边上分布。

原则上适宜的是，所述卡锁轮廓在夹紧体笼架上构成，并且沿径向从内向外在后面搭接在支承盘的凹口上。

可以实现支承盘在轴或毂上的周向固定，此时，所述支承盘能相对于另一个部件自由转动，例如以滑动轴承的形式或者通过中间设置滚动轴承转动。

原则上同样适宜的是，所述支承盘构造成滑动轴承，特别是径向滑动轴承，优选构造成径向滑动轴承和轴向滑动轴承的组合

必要时在中间设置弹性保持元件的情况下，所述夹紧体优选不脱出地设置在夹紧体笼架中。使用者由此得到一种结构组件，所述结构组件能够简单地插入轴和毂之间的环形间隙中。支承盘的轴向锁定可以通过压配合方式在轴或毂上或通过螺纹连接建立。

此外，本发明涉及一种轴-毂布置系统，所述轴-毂布置系统具有毂、能相对于毂转动的轴和设置在所述轴和毂之间的夹紧间隙中的上述类型的笼式飞轮，在一侧与所述笼式飞轮相邻地设置有构造成径向轴承的滚动或滑动轴承，通过所述滚动或滑动轴承所述轴和毂相对于彼此支承。通过轴-毂布置系统的这种结构形式，相对于在飞轮两侧设置滚筒轴承的结构缩短了其沿轴向方向的结构长度，并且相应地特别是，可以在电动自行车的设置中沿轴向方向将驱动机构或传动装置壳体更窄地设计。

在结构上特别有利的是，所述笼式飞轮沿轴向贴合在滚动轴承上，优选在其背向支承盘的侧面上贴合。但也可以采用这样的布置形式，在这种布置形式中，支承盘沿轴向贴合在滚动轴承上。

同样可以将在笼架上形锁合地卡接两个支承部位。

同样在结构上特别有利的是，所述笼式飞轮的支承盘固定在所述轴或毂上，并且相对于相应的另一着能够转动。

在第二实施方式中设定，笼式飞轮的具有笼架环形式的飞轮笼架沿周向既配备有夹紧体，也配备有轴承滚子。由此，在夹紧体飞轮中集成了轴承滚子轴承，从而在轴部件和毂部件之间的环形间隙中可以不必设置附加的滚动轴承。由DE 10 2019 218 785 A1和DE10 2006 004 491 A1已知这样的夹紧体飞轮，在所述夹紧体飞轮中，夹紧体和轴承滚子沿周向交替地设置在共同的飞轮笼架中。

根据本发明，根据第二实施方式的飞轮笼架具有至少一个沿轴向凸出的轴向凸起，所述轴向凸起形锁合地嵌入沿轴向相邻的、且在轴向方向是固定的支承盘，以使得飞轮笼架能够相对于支承盘能够转动，但沿轴向方向能够锁定。飞轮笼架此时能相对于所述支承盘自由转动。

由此实现了以下目的，即，开发一种结构特别紧凑的夹紧体笼式飞轮，所述夹紧体笼式飞轮在具有高功率密度的同时，还实现正确地支承固定在其上的机器部件，即，所述夹紧体笼式飞轮能够承受所出现的径向、轴向和倾斜力。此外，这种新结构的突出之处在于，具有高运行可靠性和有利的制造成本。

换言之，本发明将配备有夹紧体和轴承滚子的笼架与一个径向/轴向轴承相结合，从而不再需要另外的笼式飞轮的轴向固定结构。由此实现了结构空间的明显节省。

所述支承盘不仅实现了笼式飞轮在轴部件和毂部件之间的夹紧间隙中的轴向固定，而且还加宽了轴部件和毂部件之间的接触面，并且由此使得飞轮相对于倾斜力具有更大的刚度，所述倾斜力例如在支承作为毂部件的斜齿齿轮、如在电动自行车传动装置中通常使用的齿轮时出现。

对于飞轮笼架的轴向凸起的结构上的构成，向本领域技术人员提供了不同的可能性。这样，所述轴向的凸起可以具有燕尾状、钩状的或蘑菇状的横截面，利用所述横截面，所述凸起能够沿径向从后面搭接支承盘的相应的凹口。也在本发明范围内的是，在所述凸起和支承盘之间进行运动学上的反转，例如其方式是，支承盘具有凸起，所述凸起从后面搭接飞轮笼架中的凹口。

结构上特别有利的是，所述飞轮笼架的所述至少一个轴向的凸起构造成同心连续的或局部中断的、例如开缝的环。支承盘中的设有侧凹的、从后边被搭接的凹口，可以沿周向连续地构成(即是没有中断的)。但出于制造技术上的原因，特别是当支承盘作为烧结件或铸件制成时，可能有利的是，支承盘上的凹口也是分段的。例如所述凹口可以具有三个分别为60°的部段，所述部段在支承盘的周边上分布。这种构成使得可以由制造工具容易地形成侧凹的区域。

原则上适宜的是，所述飞轮笼架的所述至少一个轴向的凸起沿径向从内向外在后面搭接所述支承盘中的凹口。这使得，可以容易地实现这样的可能性，即，特别是当飞轮笼架由塑料制成或者没有构造成闭合环时，通过弹性卡入实现所述背后搭接。同样可能并且也包含在本发明中的这样的变形方案，在所述变形方案中，所述飞轮笼架的轴向的凸起沿径向从外向内在后面搭接所述支承盘中的凹口，就是说，所述凸起卡入凹口中的部分向外指向。这提供了制造技术上的优点。

支承盘的轴向固定可以在轴部件或在毂部件上进行，此时，所述支承盘能相对于另一个的部件自由转动，例如以滑动轴承的形式或通过中间设置滚动轴承转动实现转动。

在沿接合方向对夹紧体弹性加载方面，已经证实特别有利的是，使用相对于飞轮笼架同心设置的弹簧环实现，所述弹簧环通过弹性的弹簧片沿接合方向对夹紧体加载。

优选地，夹紧体和轴承滚子在中间接入弹性保持元件的情况下，不脱出地并且优选地与用于轴向支撑的所述支承盘一起支承在飞轮笼架中。使用者由此得到一种结构组件，所述结构组件能够简单地插入轴和毂之间的环形间隙中。支承盘的轴向锁定可以通过压配合在轴或毂上，或通过螺纹连接建立。

最后在本发明范围内的是，所述飞轮笼架具有同心的支撑环，所述支撑环用于附加地支撑夹紧体和轴承滚子。飞轮笼架和支撑环由此形成两部分式的飞轮笼架。一方面，如果所述弹簧环是开放式的，两部分式的笼架就是沿周向在接头部位不是连接的，所述弹簧环不能弯曲，所述弹簧环分别弹性加载夹紧体，并且优选设计成冲压板件。另一方面，在飞轮笼架和支撑环不是机械上刚性地相互连接时，所述两部分式的笼架能够在接合夹紧体时提供优点。这两个能相对于彼此运动的笼架和支撑环在这种情况下实现了夹紧体接合运动的同步。

此外，本发明还涉及一种电动自行车传动装置，包括具有中轴支承的驱动轴、链轮和曲柄机构，所述驱动轴通过飞轮与齿轮连接，所述齿轮又经由减速器连接在电动机上，所述飞轮具有所述飞轮笼架沿周向前后相继地既布置有轴承滚子，也布置有夹紧体，并且夹紧体沿接合方向被弹性加载，所述飞轮笼架具有至少一个沿轴向凸出的轴向凸起，所述轴向凸起形锁合地嵌入沿轴向相邻的、在轴向方向上固定的支承盘，以使得飞轮笼架能够相对于支承盘能够转动，但沿轴向方向能够锁定。通过飞轮笼架的这种结构形式缩短了沿轴向方向的结构长度，并且相应地可以沿轴向方面紧密地构成曲柄机构(Kurbelgarnitur)。

附图说明

本发明的其他细节和特征由下面参考附图对四个实施例的说明得出；其中：

图1用径向剖视图具有装入轴和毂之间的夹紧间隙中的笼式飞轮和单侧滚动轴承的轴-毂布置系统；

图2用斜视图示出具有按径向轴承实施方式的卡接的支承盘的笼式飞轮的第一实施例；

图3用径向剖视图示出图2的笼式飞轮；

图4用斜视图示出具有按径向/轴向轴承实施方式的卡接的支承盘的笼式飞轮的第二实施例；

图5用径向剖视图示出图4的笼式飞轮；

图6用斜视图示出具有按径向轴承实施方式的卡接的支承盘的笼式飞轮的第三实施例；

图7用径向剖视图示出图6的笼式飞轮；

图8用斜视图示出具有按径向轴承实施方式的卡接的支承盘的笼式飞轮的第四实施例；

图9用径向剖视图示出图8的笼式飞轮；

图10用斜视图示出根据第二实施方式的前后相继地布置有夹紧体和轴承滚子的笼式飞轮的第一变形方案，其部件单独示出；

图11用径向剖视图示出根据图10的相同的部件；

图12示出根据图10和11的在轴/毂连接结构中组装的笼架环；

图13用斜视图示出根据第二实施方式的笼式飞轮的第二变形方案，其部件单独示出；

图14用径向剖视图示出根据图13的相同的部件；

图15示出根据图13和14的在轴/毂连接结构中组装的笼架环；

图16用斜视图示出根据第二实施方式的笼式飞轮的第三变形方案，其部件单独示出；

图17用径向剖视图示出根据图16的相同的部件；

图18示出根据图16和17的在轴/毂连接结构中组装的笼架环；

图19用斜视图示出根据第二实施方式的笼式飞轮的第四变形方案，其部件单独示出，在笼架环上设有分段构成的凸起；

图20用径向剖视图示出根据图19的相同的部件；

图21示出根据图19和20的在轴/毂连接结构中组装的笼架环；

图22示出第四变形方案的具有支承盘上的分段的凹口的改型；

图23示出第四变形方案的另一个改型，其中，在笼架环上分段地构成凸起，也在支承盘上分段地构成凹口；以及

图24示出电动自行车传动装置，所述电动自行车传动装置具有根据图10至23的笼式飞轮。

具体实施方式

图1示出轴-毂布置系统，所述轴-毂布置系统具有毂2、能相对于毂转动的轴1以及设置在轴和毂之间的夹紧间隙的笼式飞轮3(见图5和6)。支承盘7能随笼式飞轮3转动、但沿轴向刚性地连接在毂2上，并且支承盘7装入毂2的相应容纳部中并且相对于轴滑动支承。此外，所述支承盘能够在该示例中轴向支承笼式飞轮，以便由此通过沿轴向方向锁定固定夹紧体笼架而防止发生倾斜。径向支承结构在该实施方式中通过滚动轴承4和支承盘7的配合作用而构成。由此，通过滚动轴承4以及支承盘7尽管仅使用了一个滚动轴承4也实现了笼式飞轮的两侧支承。

在图2中可以看到这样的笼式飞轮，所述笼式飞轮具有扁平圆柱形环体形式的夹紧体笼架3，所述夹紧体笼架具有多个沿周向前后相继的凹部。所述笼式飞轮设置在轴部件和毂部件(在该图示中没有示出)之间。将夹紧体5装入夹紧体笼架3的所述凹部中。所述夹紧体5可以在其凹部中按本身已知的方式实施略微的倾斜运动，并且由此沿锁定方向实现轴部件和毂部件之间的转矩传递。为了能够传递高转矩，夹紧体笼架3布置尽可能多的夹紧体5。

夹紧体飞轮包括通常也称为夹紧块的夹紧体4，该夹紧提由于结构形式导致设计成非圆形的，就是说具有长的和短的横向延伸方向。在其长的横向延伸方向上，所述夹紧体构造成在接合时能够夹紧在由轴部件的外表面和毂部件的内表面形成的环形间隙中。

为了使夹紧体5可靠地接合，所述夹紧体通过环形环绕的弹簧环6、这里是沿周向围绕夹紧体排布设的螺旋弹簧而沿接合方向加载或预紧。为此，夹紧体在其外贴合面上具有环绕的槽，弹簧环6置入所述槽中。

本发明还能够利用额外的笼架结构、例如利用单独弹性加载的或利用环绕的板簧弹性加载的夹紧块。

夹紧体笼架3在侧边缘上具有轴向和径向凸出的、在轮廓上为钩状的第一卡锁元件3a(见图3)。所述第一卡锁元件3a局部地对应于支承盘7上的第二卡锁元件7a，所述第二卡锁元件构成凹口或侧凹，第一卡锁元件3a可以在所述侧凹的后面卡入，并从外向内在后面搭接所述侧凹。两个对应的卡锁元件3a、7a由此可以相互卡接，并且在支承盘7和夹紧体笼架3之间形成形锁合地相互嵌接的卡锁连接。

所述卡锁元件3a这里是分段的，即，沿周向构造成局部是中断的。由此，所述卡锁元件3a能够容易地相对于支承盘7的卡锁元件7a弹性地卡入。

卡锁元件3a这里构造成带有凸起的卡锁钩。所述卡锁钩在安装支承盘7时被略微向内推压，直至所述卡锁钩在同样构造成卡锁钩的卡接元件7a的后面卡入。夹紧体笼架3和支承盘7之间的卡锁连接的这个实施方式，能够以简单的方式安装，这对于很多应用场景均是有利的。

所述支承盘在其外周上构成相对于毂部件的滑动面。由此得到作为径向轴承的功能。在本发明的范围内的是，也可以实现轴承功能运动学上的反转，就是说相对于轴部件实现滑动支承。

图4至9分别示出变形的实施例。为了避免重复，下面仅详细说明与图2中示出的实施例的主要区别。相同的或相对应的元件这里设有相同的附图标记。

图4示出笼式飞轮的另一个实施方式。可以看到，支承盘具有沿径向方向延伸的法兰形式的区域7b(见图5)。通过这个法兰区域7b，支承盘7可以是沿轴向不可移动的，优选也能够不可相对转动地与轴部件连接。在这个实施方式中，通过支承盘7不仅实现了沿径向方向的支承，而且也实现了轴向支承。

夹紧体笼架3和支承盘7之间的卡锁连接沿轴向方向是形锁合的，但沿周向方向是能转动运动的。这有这样的优点，即，实现笼架环的有效固定并且不需要另外的轴向支撑。

图6示出笼式飞轮的另一个实施例，在这个实施例中，支承盘7具有径向轴承的功能。在这个实施例中重要的是，所述支承盘7在一个侧边缘上具有沿轴向和径向凸出的、环绕的卡锁元件3a(见图6)。所述卡锁元件7a局部地与夹紧体笼架3的卡锁元件3a相对应，并且从内向外在后面搭接所述卡锁元件。由此，在支承盘7和夹紧体笼架3之间构成形锁合地相互嵌接的卡锁连接。

在这种情况下，夹紧体笼架3上的卡锁元件3a也是分段的，就是说构造成局部中断的。由此可以使得，凸起7a较为容易地相对于夹紧体笼架3的卡锁元件3a弹性地卡入。

卡锁元件7a这里构造成带有凸起的卡锁钩。所述卡锁钩在安装在夹紧体笼架3上时略微向内推压夹紧体笼架的分段的卡锁元件3a，直至所述卡锁钩卡入同样构造成卡锁钩的卡锁元件3a的后面。夹紧体笼架3与支承盘7之间的卡锁连接的这个实施方式能够以简单的方式装配，这对于很多应用场景均是有利的。所述支承盘在这个示例中具有附加的倒棱，所述倒棱能够实现较为简单地装配。

图8示出笼式飞轮的另一个实施例。可以看到，支承盘具有沿径向方向延伸的区域7b(见图9)，所述区域相对于飞轮笼架具有加大的外径。由于支承盘7的这个在直径上加大的区域容纳在毂上的相应凹口中，支承盘7可以不能移动地、优选是不可转动地与毂部件连接。支承盘7此时附加于沿径向方向的滑动支承实现了轴向支承。如在图6中的实施例中，支承盘7可以看到的那样同样具有附加的倒棱，用于实现简单的装配。

夹紧体笼架的卡锁元件3a这里也是分段的，就是说，构造成局部中断的。由此，凸起3a能够容易地相对于支承盘7的卡锁元件3a弹性地卡入。

所述卡锁元件3a同样如在图6中的实施例中可见的那样具有带有凸起的卡锁钩。所述卡锁钩在装配支承盘时被略微向内推压，直至所述卡锁钩卡入支承盘7上的同样的构造成卡锁钩的卡锁元件7a的后面，并且从内向外在后面搭接所述卡锁元件。夹紧体笼架3与支承盘7之间的卡锁连接的这个实施方式能够以简单的方式装配，这对于很多应用场景均是有利的。

所有实施例的特征都在于极小的结构空间，因为通过笼架环与支承盘之间的形锁合的连接，并且将支承盘7构造成径向和必要时轴向的滑动轴承，可以省去用于使轴和毂相对于彼此支承的第二滚动轴承。

在根据图10的第二实施方式中可以看到内部的轴部件1和外部的毂部件2，在所述轴部件和毂部件之间装入笼式飞轮。所述笼式飞轮包括实际的笼架环3，所述笼架环的形式是具有多个沿周向相继设置的窗口3a的扁平圆柱环。在所述窗口3a中可以装入圆柱形的轴承滚子4或夹紧体5。轴承滚子4承担滚子轴承的功能，而夹紧体5在其窗口中按本身已知的方式实施略微的倾斜运动，并且由此实现在轴部件1和毂部件2之间的转矩传递。为了能够传递高转矩，给所述环3布置尽可能多的夹紧体5，相反，对于轴承滚子4，通常三个轴承滚子的最小数量就足够了。

为了可靠地接合夹紧体5，分别沿接合方向对所述夹紧体弹性加载。在该实施例中，这是通过环状环绕的弹簧环6实现的，所述弹簧环分别在夹紧体5的区域中具有弹簧片6a。

夹紧体飞轮包括通常也称为夹紧块的夹紧体5，该夹紧体由于结构形式设计成非圆形的，就是说具有一个长的横向延伸方向和一个短的横向延伸方向。在其长的横向延伸中，夹紧体比轴承滚子4的直径略宽，从而在接合时所述夹紧体夹紧在由轴部件1的外表面和毂部件2的内表面形成的环形间隙中。在其短的横向延伸方向上，夹紧体5略窄于轴承滚子4的直径，从而所述夹紧体沿接合方向朝环形间隙的工作面弹性加载，并沿所述工作面滑动。

现在重要的是，笼架环3在一个侧边缘上具有沿轴向和径向凸出的环绕的环3b(见图11)。所述凸出的环3b对应于沿轴向相邻的支承盘7中的侧凹形式的凹口7a。所述支承盘7沿轴向不能移动地，优选地，也不能转动地与毂部件2连接。在内周上，所述支承盘形成相对于轴部件1的滑动面。

图12以安装状态示出笼架环。特别是可以看到，笼架环的形成侧凹的轴向凸起3b近似于这样在其外周上定位，使得弹簧环6在笼架环3的内部延伸。

所述笼架环3的沿轴向和径向凸出的凸起3b沿轴向方向形锁合地、但沿周向可运动地嵌入沿轴向方向固定的支承盘7，所述沿轴向和径向凸出的凸起之间的形锁合嵌接能够具有这样的优点，即，实现沿两个轴向方向有效地固定笼架环，就是说在笼架环的另一个侧面上不需要另外的轴向支撑结构。

图13至15示出笼架环的第二备选方案。这个备选方案基本上包括相同的部件，仅笼架环14和支承盘17的凹口17a具有略小于第一备选方案的直径。由此，笼架环13不再在弹簧环6的外部，而是在弹簧环的内部延伸，见图15。

当弹簧环不随毂2，而随轴1环绕运行时，弹簧环13的这种内部的位置是适宜的。在这种情况下，支承盘17的固定在轴上进行，与此相反，所述支承盘17在其外周上能相对于毂5转动。

此外，在第二实施例中，凸起13b与凹口17a之间的形锁合嵌接不是如第一实施例中那样构造成燕尾状，而是构造成钩状。为此，所述凸起13b具有锥形延伸的外滑动面，在卡锁时，所述凸起在凹部17a的内周上的相应滑动面上沿该滑动面滑动。此时，构造成卡锁钩形式的凸起13b被略微向内推压，直到所述凸起卡入由凹部17a形成的侧凹后面。与第一实施例中的连接相比，笼架环13与支承盘7之间的卡锁连接的这个实施方式能够更为简单地装配并且更难拆卸，这对于很多应用是有利的。

图16至18，以及图19至21描述了笼架环的结构形式的第三和第四备选方案。这两个备选方案与前面说明的示例的区别仅在于，不是以单一的笼架环3或13工作，而还以附加的支撑环23或33工作。所述支撑环23或33与笼架环3或13类似地构成，就是说，特别是包含用于容纳轴承滚子和夹紧体所需的窗口23a或33a。所述支撑环有助于不脱出地将夹紧体5和轴承滚子4保持在笼架环3或13中，并且实现了夹紧体5的接合运动的同步。

在根据图16至18的结构形式中，支撑环23设置在笼架环3之外，相反，在根据图19至21的结构形式中，支撑环33设置在笼架环13之内，特别是见图18和21。

弹簧环6在两种情况下都设置在笼架环3或13与支撑环23或33之间。

笼架环3或13、弹簧环6以及还有支撑环23或33都可以由金属或塑料制成。

也在本发明的范围内的是，不是利用闭合的环，而是利用开口的、沿径向弹性的环工作。

如图19中所示，在这里示出的实施例中，凸起3b在作为分段的、即局部中断的环的笼架环3上构成。由此凸起3b可以容易地相对于支承盘17上的凹口17a弹性地卡入。

在图22中示出的变形方式中，替代笼架环3上的凸起3b，在支承盘17上的凹口17a或支承盘17的形成侧凹的、凸起的边缘分段地(即局部中断地)构成，而凸起3b如图10中那样构造成连续的环。当支承盘17制造成烧结件或注塑件时，分段侧凹的凹部17a如已经说明那样具有制造技术上的优点。

最后，在图23中示出组合式的变形方式，在这个变形方式中，笼架环3上的凸起3b以及支承盘17上的凹口17a都构造成分段的。

所有实施例的特征在于极小的结构空间，由于笼架环和支承盘之间的形锁合连接而不需要飞轮另外的轴向固定结构。

图24示出壳体取下的电动自行车传动装置。可以看出驱动轴1，所述驱动轴通常也称为中轴，所述中轴与链轮40和踏板支承机构41刚性地连接，所述踏板支承机构包括两个带有踏板的末端的曲柄。

此外，可以看到，中轴支承42通过所述中轴支承驱动轴支承在自行车的车架中。

此外，中轴1能通过斜齿齿轮43和减速器44由电动机45驱动。

为此，齿轮43与图10-12的毂部件2连接并且与这个毂部件2一起包围在图10-12中示出的笼式飞轮3。能与笼式飞轮3一起旋转、但沿轴向刚性连接的支承盘7压入毂部件2中相应的容纳部中，并且相对于中轴1滑动地支承。

Claims (27)

1.一种笼式飞轮，用于安装到轴和毂之间的夹紧间隙中，特别地，所述笼式飞轮为在电动自行车的传动装置中的笼式飞轮，所述笼式飞轮具有夹紧体笼架(3)，所述夹紧体笼架沿周向布置有可摆动地设置在夹紧体笼架(3)中的夹紧体(5)，所述夹紧体(5)沿接合方向被弹性加载，其特征在于，

沿轴向与所述夹紧体笼架(3)相邻地设置有支承盘(7)。

2.根据权利要求1所述的笼式飞轮，其特征在于，所述夹紧体笼架(3)沿周向连续地布置有可摆动地设置在夹紧体笼架(3)中的夹紧体(5)。

3.根据权利要求2所述的笼式飞轮，其特征在于，所述支承盘(7)和夹紧体笼架(3)通过至少局部形锁合地相互嵌接的卡锁连接结构连接。

4.根据权利要求3所述的笼式飞轮，其特征在于，所述支承盘(7)相对于所述夹紧体笼架(3)能够转动，但沿轴向能够锁定。

5.根据权利要求3或4所述的笼式飞轮，其特征在于，所述卡锁连接结构具有燕尾状、钩状或蘑菇状且沿周向延伸的卡锁轮廓。

6.根据权利要求5所述的笼式飞轮，其特征在于，所述卡锁轮廓构造成同心连续的或局部中断的环。

7.根据权利要求5或6所述的笼式飞轮，其特征在于，所述卡锁连接结构具有凹口，所述凹口在所述支承盘(7)中构成，并且沿所述支承盘(7)的周向设计成连续的或者沿周向设计成分段的。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的笼式飞轮，其特征在于，所述卡锁轮廓在所述夹紧体笼架(3)上构成，并且沿径向从内向外在后面搭接所述支承盘(7)的凹口。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的笼式飞轮，其特征在于，所述支承盘(7)固定在轴或毂上并且相对于相应的另一个部件能够转动。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的笼式飞轮，其特征在于，所述支承盘(7)构造成滑动轴承，特别是径向滑动轴承，优选构造成径向滑动轴承和轴向滑动轴承的组合。

11.根据权利要求2至10中任一项所述的笼式飞轮，其特征在于，所述夹紧体(5)不脱出地支承在夹紧体笼架(3)中。

12.一种轴-毂布置系统，所述轴-毂布置系统具有毂(2)、能相对于毂转动的轴(1)和设置在所述轴和毂之间的夹紧间隙中笼式飞轮，该笼式飞轮为根据上述权利要求中任一项所述的笼式飞轮，在一侧与所述笼式飞轮相邻地设置有构造成径向轴承的滚动或滑动轴承，通过所述滚动或滑动轴承，所述轴(1)和毂(2)相对于彼此支承。

13.根据权利要求12所述的轴-毂布置系统，其特征在于，所述笼式飞轮的所述支承盘(7)固定在所述轴(1)或毂(2)上，并且相对于相应的另一者能够转动。

14.根据权利要求1所述的笼式飞轮，其特征在于，所述夹紧体笼架(3、13)沿周向相继地既布置有轴承滚子(4)也布置有夹紧体(5)，并且所述夹紧体(5)沿接合方向被弹性加载。

15.根据权利要求14所述的笼式飞轮，其特征在于，所述飞轮笼架(3、13)具有至少一个沿轴向凸出的轴向凸起(3b、13b)，所述轴向凸起形锁合地嵌入沿轴向相邻的且在轴向方向固定的支承盘(7、17)，以使得所述飞轮笼架能够相对于所述支承盘能够转动，但沿轴向方向能够锁定。

16.根据权利要求15所述的笼式飞轮，其特征在于，所述飞轮笼架(3、13)的所述至少一个轴向凸起(3b、13b)具有燕尾状、钩状或蘑菇状的横截面，并且相应地沿径向从后面搭接所述支承盘(7、17)的相应的凹口(7a、17a)。

17.根据权利要求16所述的笼式飞轮，其特征在于，所述飞轮笼架(3、13)的所述至少一个轴向凸起(3b、13b)构造成同心连续的或局部中断的环。

18.根据权利要求16或17所述的笼式飞轮，其特征在于，所述支承盘(7、17)中的凹口(7a、17a)沿周向设计成连续的或者沿周向设计成分段的。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的笼式飞轮，其特征在于，所述飞轮笼架(3、13)的所述至少一个轴向凸起(3b、13b)沿径向从内向外在后面搭接所述支承盘(7、17)中的凹口(7a、17a)。

20.根据权利要求15至19中任一项所述的笼式飞轮，其特征在于，所述支承盘(7、17)固定在相邻的轴(1)或毂(2)部件上，并且相对于相应的另一者能够转动。

21.根据权利要求15至20中任一项所述的笼式飞轮，其特征在于，所述支承盘(7、17)构造成滑动轴承。

22.根据权利要求15至20中任一项所述的笼式飞轮，其特征在于，所述支承盘(7、17)经由滚动轴承可转动地支承在所述轴(1)或毂(2)上。

23.根据权利要求14至22中任一项所述的笼式飞轮，其特征在于，通过相对于飞轮笼架(3、13)同心设置的弹簧环(6)对所述夹紧体(5)进行弹性加载，所述弹簧环通过弹簧片(6a)沿接合方向对所述夹紧体(5)加载。

24.根据权利要求14至23中任一项所述的笼式飞轮，其特征在于，可选地在中间接入弹性保持元件的情况下，所述轴承滚子(4)和夹紧体(5)不脱出地、优选与所述支承盘(7、17)一起支承在飞轮笼架(3、13)中。

25.根据权利要求14至24中任一项所述的笼式飞轮，其特征在于，所述飞轮笼架(3、13)具有同心设置的支撑环(23、33)，所述支撑环用于附加地支撑所述夹紧体(5)和轴承滚子(4)。

26.一种电动自行车传动装置，包括具有中轴支承(42)的驱动轴(1)、链轮(40)和曲柄机构(41)，所述驱动轴(1)通过飞轮与齿轮(43)连接，所述齿轮经由减速器(44)连接在电动机(45)上，所述飞轮具有飞轮笼架(3)，所述飞轮笼架沿周向相继地既布置有轴承滚子(4)也布置有夹紧体(5)，并且所述夹紧体沿接合方向被弹性加载，

其特征在于，

所述飞轮笼架(3)具有至少一个沿轴向凸出的轴向凸起(3b)，所述轴向凸起形锁合地嵌入沿轴向相邻的且在轴向方向上固定的支承盘(7)，以使得所述飞轮笼架相对于所述支承盘能够转动，但沿轴向方向能够锁定。

27.根据权利要求26所述的电动自行车传动装置，所述电动自行车传动装置具有根据权利要求16至25中任一项所述的笼式飞轮。

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