TW201711871A - 用於腳踏車之輪轂 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關於一種用於腳踏車的輪轂，其具有一輪轂軸管、經由軸承配置可旋轉地裝在該輪轂軸管上的一輪轂襯套、經由軸承配置可旋轉地裝在該輪轂軸管上且可以傳遞轉矩方式耦合至該至少一輪轂襯套的一驅動器，其中該軸承配置有至少一軸向內軸承與至少一軸向外軸承。根據本發明，提供至少一緊固元件，其藉由局部或部份擴大該輪轂軸管的橫截面至少使該軸承配置之該內軸承固定於它在該輪轂軸管上的預定位置。

Description

用於腳踏車的輪轂
本發明係有關於一種用於腳踏車的輪轂，其具有一輪轂軸管、經由軸承配置可旋轉地裝在該輪轂軸管上的至少一輪轂襯套、經由軸承配置可旋轉地裝在該輪轂軸管上且可以傳遞轉矩方式耦合至該至少一輪轂襯套的一驅動器，其中該軸承配置有至少一內軸承與至少一外軸承。
背景
此類腳踏車輪轂為先前技術所習知且揭示於例如德國專利第DE 10 2012 016 949 A1號。該文獻揭示一種有輪轂主體及驅動裝置的輪轂。該輪轂主體經安裝成經由軸承對於固定軸管可旋轉。該驅動裝置經安裝成同樣經由軸承對於固定軸管可旋轉。裝在用於安裝驅動裝置的軸承之間的是從一軸承之軸承內環傳遞夾緊力至另一軸承之軸承內環的間隔物襯套。
德國專利第DE 10 2012 016 945 A1號揭示一種輪轂，其具有經安裝成經由軸承對於固定輪轂軸管可旋轉的輪轂主體。驅動裝置經安裝成同樣經由軸承對於輪轂軸管可旋轉。在這些軸承之間，或在這些軸承的軸承內環之 間，設有間隔物襯套。
在先前技術的上述文獻中，軸承經由間隔物襯套定位且在各種情形下由軸承內環經由間隔物襯套傳遞軸向夾緊力至下一個軸承的軸承內環。由於在軸承內環、輪轂軸管之間有(徑向)餘隙，軸承及軸管可能由於軸承的磨擦增加而發生磨損現象。
發明概要
本發明的目標是要提供一種可快速輕易地裝入軸承且可防止輪轂軸管及軸承之磨損現象的輪轂。
達成此目標是用具有如請求項1所述之特徵的輪轂。
本發明的其他具體實施例具體說明於隨附附屬項。
根據本發明，該輪轂有至少一緊固元件。該至少一緊固元件藉由局部或部份擴大該輪轂軸管的橫截面至少使該軸承配置之該內軸承軸向固定於它在該輪轂軸管上的預定位置。
在本發明輪轂中，在該輪轂軸管與該等軸承的內環之間，該等軸承可以有適合組裝的餘隙配合(clearance fit)的方式插在該軸管上。接下來，經由該緊固元件或該輪轂軸管之橫截面由該至少一緊固元件造成的局部或部份擴大，至少使該軸承配置的內軸承固定於它在該輪轂軸管上的預定位置。在本發明輪轂中，因此有可能免除間隔物襯套及 其類似者用於設定軸承配置之該等軸承的該等軸承內環之間的軸向間距。
本發明輪轂允許快速輕易地安裝該軸承配置以及該等軸承不會由於操作員錯誤而能夠發生不正確的定位。
當經由該至少一緊固元件至少固定該軸承配置之該內軸承於其預定位置使得有可能免除間隔物襯套時，該等軸承之間的間距在軸向不可能改變，例如因為沒有間隔物襯套可能由於夾緊力而被壓縮。該軸承配置之兩個軸承的軸向間距，或該等軸承之兩個內環的間距因此不會改變或縮短。因此，可避免由軸承內環間距縮短引起的軸承損壞。
根據本發明之一具體實施例，該至少一緊固元件可在該輪轂軸管與該至少一內軸承之間建立一壓入配合(press fit)。換言之，在該等軸承與該輪轂軸管之間適合組裝及公差的餘隙配合可經由該至少一緊固元件至少轉換成該內軸承與該輪轂軸管的壓入配合，該壓入配合保證該內軸承永久地位在它的預定位置。
該至少一緊固元件可經組配成它可將沿著該輪轂軸管起作用的一力轉換成該至少一輪轂軸管之橫截面的徑向擴大。因此，在軸向起作用的一力可施加於該至少一緊固元件，該力被該至少一緊固元件轉換成該輪轂軸管之橫截面在徑向的一局部或部份擴大。該輪轂軸管之橫截面的此一徑向擴大用來至少使該內軸承固定於它在該輪轂軸 管上的預定位置。
該至少一緊固元件可容納於該輪轂軸管中以便可軸向移動。可用實質管狀的方式組配該至少一緊固元件。該管狀緊固元件可隨著其外圓周沿著該輪轂軸管的內圓周而延伸。
該至少一緊固元件可經組配成：它在軸向能經由至少一封閉元件夾在該輪轂軸管中。該至少一封閉元件可施加在軸向起作用的一力於該至少一緊固元件。在軸向起作用的此力可被該至少一緊固元件轉換成橫截面的徑向擴大。該至少一封閉元件可用來緊固該至少一驅動器及/或該軸承配置之軸向外軸承於該輪轂軸管上。
該至少一緊固元件的軸向末端中之一者可接觸該至少一封閉元件。
根據一具體實施例，該輪轂軸管在其內周表面之至少一部份上可具有一預定外形。該預定外形可與該至少一緊固元件互動，例如以湊配形體(form-fitting)方式，以便至少固定該內軸承。該至少一封閉元件可使該至少一緊固元件夾在它與該至少一預定外形之間，藉此可以此方式建立該至少一輪轂軸管之橫截面的擴大。該至少一緊固元件可具有經組配成與在該輪轂軸管內周表面上之外形對應(亦即，至少部份以湊配形體方式)的至少一部份。該至少一部份例如可為該至少一緊固元件的一端部。該端部可鄰接該至少一緊固元件的一管狀部份以及對面為該緊固元件能夠與該至少一封閉元件接觸的軸向末端。
該緊固元件中經組配成可對應至內周表面之外形的至少一部份可具有一傾斜對接面(inclined abutment surface)。該傾斜對接面可與在該內周表面上之該至少一外形互動以便擴大該輪轂軸管的橫截面。
有該傾斜對接面的該部份可使該至少一緊固元件的橫截面徑向變窄。該至少一部份因此以錐形方式形成。
根據一具體實施例，在該輪轂軸管之內周表面上的預定外形可為有一傾斜配對對接面的一徑向向內突出突出部。該配對對接面可與在該至少一緊固元件上的對接面互動以便擴大該輪轂軸管的橫截面。為此目的，可使該至少一緊固元件的對接面與在該輪轂軸管上之突出部的配對對接面接觸。在對接面頂著配對對接面下，該至少一封閉元件在軸向可夾住該至少一緊固元件，結果該輪轂軸管的橫截面會被擴大從而使該內軸承固定在它的預定位置。該至少一緊固元件中有該傾斜對接面的部份可具有增加的壁厚。為了能夠擴大該輪轂軸管的橫截面，該緊固元件必須以相對剛性的方式形成，特別是對於擴大橫截面有決定性的部份。增加具有傾斜對接面之區域的壁厚，可達成此事。
根據一具體實施例，在未被夾住狀態下，該至少一緊固元件可從該輪轂軸管軸向突出一段預定部份。該至少一緊固元件中由該輪轂軸管突出的此部份可與該至少一封閉元件互動以便產生擴大該輪轂軸管之橫截面所需的力。經由該軸向突出部份，該至少一緊固元件可用該封閉元件 推入該輪轂軸管以便以此方式擴大橫截面。該至少一封閉元件例如可用它的突出部份頂著該內周表面的徑向向內突出突出部推擠該緊固元件。在此情形下，該至少一緊固元件進一步軸向移動進入該輪轂軸管。在該至少一緊固元件上的對接面係沿著在該輪轂軸管之突出部上的該至少一配對對接面行進。
該至少一緊固元件可具有用來擴大橫截面的邊緣。該邊緣可形成於該緊固元件的傾斜對接面與管狀部份之間。該邊緣可沿著該配對對接面行進以及推擠該配對對接面的區域徑向向外。這則保證該輪轂軸管的橫截面會加寬從而至少固定該內軸承。以此方式，在該輪轂軸管與該軸承內環(至少該軸承配置的內軸承)之間建立壓入配合。可用該邊緣造成該加寬，因為施加於該至少一緊固元件的力可沿著在該輪轂軸管之突出部上的配對對接面行進。
根據本發明之一具體實施例，在該至少一輪轂襯套與該驅動器之間可提供具有耦合至該輪轂襯套之一第一離合環與耦合至該驅動器之一第二離合環的至少一飛輪裝置。本發明輪轂因此可為飛輪輪轂。
10‧‧‧飛輪輪轂
12‧‧‧輪轂軸管
14、16‧‧‧滾動軸承
18‧‧‧輪轂襯套
20、22‧‧‧輪輻凸緣
24‧‧‧驅動器襯套
26、28‧‧‧滾動軸承
30‧‧‧突出部
32‧‧‧封閉元件
34‧‧‧台階
36‧‧‧徑向向內突出突出部
38‧‧‧緊固元件
40、42‧‧‧封閉元件
44‧‧‧(內螺紋)部份
46‧‧‧徑向向內突出突出部/對接面
48‧‧‧端部
50‧‧‧傾斜對接面
52‧‧‧飛輪裝置
54‧‧‧封閉元件
56‧‧‧密封環
58‧‧‧第一離合環
60‧‧‧第二離合環
62‧‧‧解耦環
64‧‧‧徑向向外突出突出部
66‧‧‧孔穴
68‧‧‧磁鐵
70‧‧‧凹部
72‧‧‧另一凹部
74‧‧‧引導襯套
76‧‧‧彈性元件
78‧‧‧磁鐵
80‧‧‧凹部
82‧‧‧解耦裝置
84‧‧‧壓入配合部份
86‧‧‧管狀部份
88‧‧‧邊緣
90‧‧‧部份
92‧‧‧徑向向外突出突出部
94‧‧‧徑向外齒圈
96‧‧‧徑向內齒圈
98‧‧‧軸向齒部
100‧‧‧齒部
102、104‧‧‧滑動表面
106‧‧‧引導部
108‧‧‧緊固部
110‧‧‧凹部
112、114‧‧‧徑向齒圈
116‧‧‧肩部
118‧‧‧對接面
120‧‧‧消音元件
122、124‧‧‧凹部
210‧‧‧飛輪輪轂
ES‧‧‧接合位置/箭頭
FS‧‧‧飛輪位置/表面部份/箭頭
LSx‧‧‧軸承座
M‧‧‧飛輪輪轂10的縱軸/軸線
sx‧‧‧預定間隙
下文參考附圖描述數個本發明示範具體實施例。
圖1根據本發明第一具體實施例圖示包括軸線的飛輪輪轂剖面圖；圖2為圖1飛輪輪轂之輪轂軸管的剖面圖； 圖3為圖2中之細部III的放大詳細視圖；圖4根據本發明第一具體實施例圖示離合器裝置的部份截開透視圖；圖5為圖4中之細部V的放大視圖；圖6根據本發明第一具體實施例圖示飛輪輪轂的部份截開透視圖；圖7為圖6中之細部VII的放大視圖；圖8根據本發明第一具體實施例圖示飛輪輪轂的剖面圖；圖9為圖8中之細部IX的放大視圖；圖10至圖12的剖面圖根據本發明第一具體實施例圖示在從接合位置過渡到釋放位置期間處於不同位置的飛輪輪轂之飛輪裝置；圖13至圖15的放大視圖圖示在從接合位置過渡到飛輪位置期間由解耦環及兩個離合環形成的總成；圖16根據本發明第二具體實施例圖示飛輪輪轂的前視圖；圖17根據本發明第二具體實施例圖示飛輪輪轂的剖面圖；圖18根據本發明第二具體實施例圖示飛輪輪轂的另一剖面圖；以及圖19圖示吸引力的分布曲線圖。
較佳實施例之詳細說明
圖1根據本發明第一具體實施例圖示包括軸線的飛輪輪轂剖面圖，其中飛輪輪轂整體以元件符號10表示。飛輪輪轂10的縱軸以元件符號M表示。飛輪輪轂10包含用速動夾緊機構可插入軸管(未圖示)的輪轂軸管12，輪轂軸管12經由軸管能夠固定至腳踏車框架。
輪轂襯套18經由兩個滾動軸承14、16可旋轉地裝在輪轂軸管12上。輪轂襯套18有兩個輪輻凸緣20、22，輪輻可以本身為眾所周知的方式附接至輪輻凸緣20、22。此外，驅動器24或驅動器襯套24經由滾動軸承26及28可旋轉地裝在輪轂軸管12上。
軸承14支撐於形成於輪轂軸管12上的突出部30上。軸承14經由插在輪轂軸管12上的封閉元件32壓抵突出部30。另一突出部或台階34形成於軸管12上。軸承16及26中之一者支撐於此台階34的軸向兩側上。用來使軸承26及28支撐或定位於輪轂軸管12上的徑向向內突出突出部36裝設在驅動器襯套24上。容納於輪轂軸管12中的是在軸線M方向可移位且特別用來使軸承26經由壓入配合固定於預定位置的緊固元件38。在說明圖2時，會更詳細地再度描述緊固元件38及輪轂軸管12。驅動器襯套24用軸承26及28經由封閉元件40、42緊固至輪轂軸管12。為此目的，封閉元件40插在輪轂軸管12上以及用快拆鉗(quick-release clamp)夾緊。可識別有內螺紋的部份44是在驅動器襯套24上，該部份用來使小齒輪配置(未圖示於圖1)緊固至輪轂襯套24。
如果封閉元件40插在輪轂軸管12上，緊固元件38 會沿著軸線M移到在輪轂軸管12上的徑向向內突出突出部46且壓抵此突出部。突出部44有對軸線M傾斜或非直角地延伸且實質指向封閉元件40的對接面46。緊固元件38有窄化或收緊緊固元件38之直徑的端部48。端部48因此以錐形的方式形成。設於此端部48上的是傾斜對接面50，可使它與輪轂軸管12突出部40上的對接面46接觸。突出部44的對接面46形成緊固元件38之對接面50的的配對對接面。在封閉元件40與輪轂襯套12旋在一起時，緊固元件38頂著突出部44或對接面46夾緊。緊固元件38因此可將軸向施加於緊固元件38上的力轉換成輪轂軸管12之橫截面的徑向擴大。結果，取決於支承面46及50的傾斜角度，輪轂軸管12的橫截面部份地或在徑向的數點處擴大或加寬。由於有此加寬，輪轂軸管的外徑會增加。輪轂軸管12增加直徑或外徑的結果是可在軸承26與輪轂軸管12的外圓周之間建立壓入配合。結果，軸承26固定於在輪轂軸管12上的徑向預定位置。軸承26由於有建立的壓入配合而無法鬆開以及軸承26、28的間距可永久固定而在組裝期間不必採取特定措施以維持該間距。特別是，軸承26、28之間有可能免除先前技術所習知的間隔物襯套。由於軸承26、軸承28在輪轂軸管上的間距永久固定，可避免軸承損壞和軸管及軸承的磨損現象。
可識別飛輪裝置52在驅動器襯套24、輪轂襯套18之間。飛輪裝置52經由在輪轂襯套18、驅動器襯套24之間延伸的封閉元件54與環境隔離，以及也經由密封環56封閉。飛輪裝置52容納於輪轂襯套18中。飛輪裝置52包含第一離 合環(first clutch ring)58與第二離合環60。第二離合環60連接至解耦環(decoupling ring)62。例如，經由閂鎖連接或按扣動作連接(snap-action connection)，可建立解耦環62與第二離合環60的連接。解耦環62可由塑膠材料製成。解耦環62係準備來防止離合環58及60在軸向打擊輪轂襯套。輪轂襯套18有此打擊可能造成不合意的振盪以及產生噪音。解耦環62因此在軸向的震動或聲學上使離合環58、60與輪轂襯套18解耦。第一離合環58和它在第二離合環60及解耦環62上的內圓周可一起以相對方式軸向及周向移動。換言之，第一離合環58和它在解耦環62及第二離合環60上的內圓周一起滑動。解耦環62有徑向向外突出突出部64，第一離合環58係經由突出部64保持在解耦環62及第二離合環60上。
第一離合環58、第二離合環60及解耦環62形成配置成可在輪轂襯套18上移動的獨立總成。連接至解耦環62的第二離合環60可與解耦環62一起在軸向對於第一離合環58移動。如前述，第一離合環58對於第二離合環60及解耦環62也可移動。
第一離合環58有以階狀方式形成輪廓且經由階狀輪廓插入及固持磁鐵68的數個孔穴66。磁鐵68可組配成為圓柱或條形磁鐵。孔穴66的形式與磁鐵68的形狀匹配。磁鐵68在輪轂襯套18的凹部70中部份地延伸。容納於輪轂襯套18之另一凹部72中的是經由彈性元件76彈性安裝於輪轂襯套18之凹部72中的引導襯套74。引導襯套74可由常用於普通軸承的材料製成。磁鐵78容納於引導襯套74中。磁 鐵78同樣可組配成為圓柱或條形磁鐵。第一離合環58有用於部份地接受引導襯套74的凹部80。第一離合環58裝在引導襯套74上以便可軸向移位。經由引導襯套74的引導和第一離合環58與輪轂襯套18經由引導襯套74的連接確保飛輪裝置52與輪轂襯套18在軸向及徑向的聲學解耦，因為經由引導襯套74可設定輪轂襯套18與第一離合環58在徑向的預定間距。
引導襯套74與解耦環62一起形成使飛輪裝置52與輪轂襯套18在震動上解耦的解耦裝置82。引導襯套74及解耦環62防止飛輪裝置52的離合環58、62在軸向打擊輪轂襯套18。在處於飛輪輪轂10的飛輪模式時，特別是，引導襯套74防止第一離合環58在徑向及周向打擊輪轂襯套18。
圖2圖示具有緊固元件38之輪轂軸管12的剖面圖。
可識別用於對接飛輪輪轂10(參考圖1)之軸承14、16、26的徑向向外突出突出部30及34在輪轂軸管12上。可識別用於緊固軸承14(參考圖1)的軸承座LS1在突出部30的軸向左邊。同樣可識別用來緊固軸承16及26的軸承座LS2及LS3在突出部或台階34的軸向左右邊。可識別另一軸承座LS4在壓入配合部份(press-fit portion)84的軸向左邊。在軸承座LS1至LS4的區域中，輪轂軸管12相較於彼之其餘部份有稍微擴大的外徑。
緊固元件38容納於輪轂軸管12中以便在軸線M方向可移位。緊固元件38有沿著輪轂軸管12之內周表面延 伸的管狀部份86。形成於從管狀部份86過渡到端部48之處的是邊緣88，它與緊固元件48的對接面50一起加寬在輪轂軸管12突出部44上之對接面46區域的輪轂軸管12橫截面。緊固元件38用對於軸線M傾斜延伸的對接面50抵頂徑向向內突出突出部44在輪轂軸管12上對於軸線M傾斜延伸的對接面46。端部48以錐形方式形成。相較於緊固元件38在管狀部份86中的其餘壁厚，端部48有增加的壁厚。此增加壁厚以及端部48有較大的相關剛性確保，經由端部48，輪轂襯套18的外圓周在軸承座LS3區域中可增加。如果軸向作用力經由封閉元件40施加於緊固元件38上，緊固元件38用對接面50壓抵突出部44的配對對接面46。由於有該軸向力，緊固元件38和它的錐形端部48或對接面50在軸向沿著配對對接面46行進。在緊固元件38的邊緣86到達配對對接面46的區域時，在軸承座LS3區域中的輪轂軸管12橫截面就會徑向加寬。結果，在輪轂軸管12與軸承26的內環之間建立壓入配合。
圖3為圖2中之細部III的放大視圖。
從圖3清楚可見，緊固元件38的部份90在卸載狀態下由輪轂軸管12沿著軸向突出一段預定距離。這是必要的，使得軸向力經由封閉元件40(參考圖1)可施加於緊固元件38上，緊固元件38用該軸向力在軸向推頂在輪轂軸管12內周表面上的突出部44。經由封閉元件40施加於緊固元件38上的力經由緊固元件38的端部48用配對對接面50傳遞至突出部44的對接面46，以及轉換成輪轂軸管12在軸承座LS3 區域的圓周徑向加寬。
圖4為飛輪輪轂10的部份截開視圖。
輪轂襯套18有輪輻凸緣20及22。圖示在輪轂襯套18、驅動器襯套24之間的是設於輪輻凸緣22在輪轂襯套18內之區域中的飛輪裝置52。
可識別允許軸向滑配小齒輪配置(未圖示)的徑向向外突出突出部92在驅動器襯套24上。此外，在圖4中可識別係準備來用於緊固小齒輪配置(未圖示)的內螺紋部份44。
同樣在圖4中可識別第一離合環58及第二離合環60。徑向外齒圈94設在第一離合環58上，以及輪轂襯套18有對應徑向內齒圈96。
圖5為圖4中之細部V的放大視圖。
在圖5中可識別飛輪裝置52。飛輪裝置52包含第一離合環58與第二離合環60。第一離合環58及第二離合環60都有向著對方的軸向齒圈。第一離合環58上的軸向齒圈有軸向齒部98。第二離合環60上的軸向齒圈有軸向齒部100。齒部98及100各有滑動表面102及104，在第一離合環58與第二離合環60相對旋轉時，齒部98及100在滑動表面102及104可頂著對方滑動。根據圖5，飛輪裝置52處於接合位置，亦即，第一離合環58與第二離合環60以傳遞轉矩方式互相接合。這可特別在箭頭ES所示的位置可識別，其係圖示第一離合環58與第二離合環60之齒部100接合的齒部98。
第一離合環58有用於接受磁鐵68的孔穴66。磁鐵 68在輪轂襯套18的凹部70中部份地延伸。
此外，第一離合環58有用於接受引導襯套74之引導部106的另一凹部80。引導襯套74的緊固部108鄰接引導部106。緊固部108經由彈性元件76彈性接受於輪轂襯套18的凹部72中。可組配例如環形的彈性元件76。
此外，第二離合環60有在離合環60上提供周向分布的數個凹部110。
圖6也圖示離合器裝置10的部份截開透視圖，其係實質對應至上述圖4。在細部VII可看見圖4與圖6的本質差異。下文參考圖7詳述細部VII。
圖7為圖6中之細部VII的放大視圖。
圖7之細部VII與圖5之細部V的本質差異在於第一離合環58與第二離合環60已發生相對旋轉。由於此相對旋轉，第一離合環58與第二離合環60分離，以及根據圖7，此時都在飛輪位置，特別是，在箭頭FS所示的位置處可看見。
第一離合環58的齒部98與第二離合環60的齒部100不再互相接合，使得飛輪輪轂處於飛輪模式，此時附接輪子的輪轂襯套18與驅動器襯套24可發生相對旋轉。在處於飛輪模式時，附接輪子的輪轂襯套18經常比驅動器襯套24更快地旋轉。
圖8圖示飛輪輪轂10的剖面圖。
在圖8中可識別第一離合環58與輪轂襯套18中在驅動方向以傳遞轉矩方式互相接合的徑向齒圈94及96。第 二離合環60的齒部100與第一離合環58的齒部98接合。在第一離合環58的齒部98中，只可識別滑動表面102的數個部份。第二離合環60有與在驅動器襯套24上之徑向齒圈114以傳遞轉矩方式接合的徑向齒圈112。第一離合環58的徑向齒圈94與輪轂襯套18的徑向齒圈96在周向震動方面互相解耦。為此目的，設定在處於飛輪模式時徑向齒圈94與96之間的空氣間隙。用引導襯套(未圖示於圖8)設定此空氣間隙。在驅動方向，徑向齒圈94及96的齒部互相抵頂用以傳遞轉矩，如圖8所見的。
圖9為圖8中之細部IX的放大視圖。
第二離合環60的齒部100與第一離合環58的齒部98接合。驅動器襯套24及第二離合環60的徑向齒圈112及114同樣以傳遞轉矩方式互相接合。
下文參考圖10至圖12描述飛輪裝置52從接合位置到飛輪位置的轉移。
圖10圖示處於接合位置的飛輪裝置52或飛輪輪轂，亦即，離合環58及60以傳遞轉矩方式互相接合。形成於引導襯套74或其引導部104上的是肩部116。在此肩部116與第一離合環58之間，設定離合環58及60處於接合位置時的預定間隙s1。在處於接合位置時，連接至第二離合環60的解耦環62抵頂引導襯套74的對接面118。解耦環62用它的內圓周在輪轂襯套18上滑動。
在處於圖示於圖10的位置時，只有磁鐵68「起作用」。這意謂只有磁鐵68的吸引力作用於離合環58及60。
為了激發飛輪裝置從接合位置到飛輪位置的轉移，輪轂襯套18與驅動器襯套24必須發生相對移動或相對旋轉。由於輪轂襯套18與驅動器襯套24之間的此一相對旋轉，可使離合環54及60互相分離。
圖11圖示飛輪裝置52在接合位置、飛輪位置之間的中間位置。在處於此中間位置時，離合環58及60的齒部仍有某一程度的重疊。
在圖11中，間隙s1(圖10)已閉合而且第一離合環58抵頂肩部116。解耦環62仍抵頂對接面118。相較於圖10，第一離合環58因此已向左移動以便與肩部116對接。造成第一離合環58移到左邊用以與引導襯套74上之肩部116對接係藉由第一離合環58與第二離合環60的相對移動，在此期間，離合環58及60之齒部98及100的滑動表面102及104頂著對方滑動(圖4至圖7)。由於此滑動，第一離合環58向左移位，因為第二離合環60經由解耦環62與引導襯套74的對接面1181由於引導襯套74中之磁鐵78的吸引力而保持對接。發生第一離合環58與第一離合環58中之磁鐵68吸引力相反地移到左邊，因為磁鐵68企圖用吸引力使離合環58、60向對方拉扯。由於第一離合環58移到左邊，可設定第一離合環58與第二離合環60的間隙s2，亦即，離合環58及60已在軸向部份分離。
圖12圖示處於飛輪位置的飛輪裝置52，亦即，第一離合環58與第二離合環60不會以傳遞轉矩方式接合。
相較於圖11，第一離合環58與第二離合環60的軸 向間距已進一步增加。在圖12中，較大間距此時以s3表示。第一離合環58及第二離合環60的軸向齒圈98、100已完全互相分離，圖中只圖示第二離合環60的齒部100。
在比較圖11與圖12時，顯而易見，在圖12中，相對於第一離合環58，第二離合環60已用解耦環62移到右邊。第一離合環58仍在引導襯套74的肩部116上，但是解耦環62不再抵頂對接面118。結果，可設定第一離合環58與第二離合環60的間距s3。
此外，在圖10至圖12中可識別解耦環62上的徑向突出部64，該徑向突出部64用來使第一離合環58保持在由第二離合環60及解耦環62形成的單元上而且決不允許用解耦環62使第一離合環58與第二離合環60相對移動。突出部64與第二離合環60圍封第一離合環58於其間。
此外，由圖10至圖12顯而易見，引導襯套74用其肩部116和對接面118防止離合環58及60在過渡到飛輪位置以及回到接合位置期間能夠直接打擊輪轂襯套18。為此目的，引導襯套74也與可支撐於對接面118上的解耦環62互動。這防止在離合環過渡到飛輪位置或回到接合位置期間發生的振盪或震動能夠傳遞至輪轂襯套18。
圖19圖示磁鐵68及78的吸引力，該等吸引力的變化取決於離合環58及60的角度位置。
圖示於圖19的個別曲線取決於圖10至圖12之位置的吸引力可分派給離合環58及60之磁鐵68、磁鐵78和兩個磁鐵68及78。
在圖示於圖10的位置中，只有第一離合環58上的磁鐵68用它的吸引力作用於第二離合環60以及使離合環58及60初始保持頂著對方。磁鐵68及78之加總吸引力的曲線因此在圖19的「圖10」部份中只對應至磁鐵68所提供的吸引力，因此磁鐵78的磁力尚未作用於離合環58及60。
如果離合環58及60在過渡到飛輪位置期間互相相對旋轉，作用於第二離合環60的磁鐵68吸引力變弱。
在圖示於圖11的中間位置中，離合環58及60已互相相對旋轉使得磁鐵78用相對大吸引力(參考圖19的「圖11」區域)作用於離合環58及60。因此，兩個磁鐵68及78所提供的吸引力在「圖11」部份中也初始相對大。磁鐵68及78的吸引力則相對大幅地變弱，不過，離合環58及60進一步互相相對旋轉。離合環58及60用兩個磁鐵68及78保持頂著對方，然而第一離合環58已向圖11的左邊移位而且抵頂肩部116。結果，形成第一離合環58與第二離合環60的間隙s2(圖11)。離合環58及60因此已在軸向部份分離(參考間隙s2)。
如果離合環58及60進一步互相相對旋轉從而增加兩個離合環58及60的軸向間距(間隙s3)，磁鐵68的吸引力與磁鐵78的吸引力會減少，這可識別圖19中標示為「圖12」的部份。磁鐵68及78的吸引力進一步對應地變弱直到離合環58及60到達預定的相對角度位置。在處於離合環58及60的此一預定角度位置時，離合環58及60在軸向也完全分離。這對應至圖示於圖12的狀態。在圖12中，解耦環62已升高離開引導襯套74的對接面118，藉此形成離合環58及60的間 隙s3。在圖12中，這兩個離合環已完全互相分離。因此，飛輪裝置52處於飛輪位置。
由圖19顯而易見，磁鐵68及78吸引力彼此相對變化取決於離合環58及60的角度位置。
飛輪裝置52保證使離合環58及60保持頂著對方的高磁性吸引力，但是在同時，由於磁鐵68及78(參考圖19)之吸引力隨著離合環58及60之角度位置改變而大幅變弱允許離合環58及60在過渡到飛輪位置時迅速分離。
在此應考量以下事實，在處於也取決於離合環58及60相對於彼此之角度位置的飛輪位置(圖12)時，圖示於圖19的高吸引力實質作用於第二離合環60，其中該等吸引力由於該等離合環在飛輪位置時的軸向間距而有點低於圖示吸引力。由於這些相對大吸引力，離合環58及60也可從飛輪位置轉移回到接合位置，此時它們以傳遞轉矩方式互相接合。換言之，在離合環58及60彼此有預定角度相對位置時，有大吸引力作用於第二離合環60，以及在其他預定角度位置時有較低吸引力。給定在飛輪位置之離合環58及60的連續相對旋轉，其效果是在處於飛輪位置時，圖示於圖19的曲線或類似吸引力曲線在離合環58及60彼此可相對旋轉時陸續大量地出現。
圖13至圖15圖示第一離合環58與第二離合環60和解耦環62在由接合位置過渡到釋放位置期間的視圖。離合環58及60在圖13至圖15中的位置實質對應至飛輪裝置52在圖10至圖12中的位置。
在圖13中可識別有數個磁鐵68的第一離合環58。磁鐵68容納於第一離合環58的孔穴66中。在第一離合環58中的兩個相鄰齒部98之間形成孔穴66。第一離合環58齒部98的運行不會受損於孔穴66及磁鐵68。
第二離合環60連接至解耦環62。解耦環62有使第一離合環58保持在由解耦環62及第二離合環60構成的單元上的周向突出部64。
第一離合環58的齒部98有滑動表面102。第二離合環60的齒部100同樣有滑動表面104。在處於圖13的接合位置時，齒部98或100的滑動表面102、104實質跨越在兩個相鄰齒部98或100之間的中間空間。齒部100因此也用它的滑動表面104跨越被在兩個相鄰齒部98間之孔穴66暴露的磁鐵68表面部份FS。換言之，容納於孔穴66中之磁鐵68被孔穴66暴露的表面部份FS在面積上實質對應至第二離合環60之齒部100的滑動表面104。
圖14圖示在接合位置、飛輪位置之間的中間位置。
根據圖14，第一離合環58與第二離合環60已發生軸向相對移動以及同時發生相對旋轉。例如，這在有第一離合環58的輪轂襯套18(圖1)比有第二離合環60的驅動器襯套24(圖1)更快地旋轉時發生。換言之，在大多數的情形下，此時飛輪輪轂10變成飛輪模式，沒有力經由鏈條驅動傳遞至驅動器襯套24，該鏈條驅動係靜止不動，其中該輪轂襯套繼續隨著第一離合環58旋轉。由於第一離合環58與第二 離合環60有此相對旋轉，齒部98及100的滑動表面102及104頂著對方滑動。由於滑動表面102及104的傾斜，離合環58及60在對應相對旋轉期間軸向分離以及滑動表面102及104頂著對方滑動。第一離合環58與第二離合環60的軸向間距增加，如圖14的s2所示。在圖示於圖14的位置，第二離合環60沒有齒部100位在磁鐵68表面部份FS的軸向前面。由第一離合環58之磁鐵68施加於第二離合環60的磁性吸引力因此很低。如果齒部100以其滑動表面104在表面部份FS正前面的方式定位，磁鐵68施加於齒部100的磁性吸引力相對大。由此可看出，由第一離合環58之磁鐵68施加於第二離合環60的磁性吸引力隨著第一離合環58與第二離合環60的相對角度位置而改變。其原因在於磁鐵68磁場的場力線可以從表面部份FS只在第二離合環60方向無阻礙地出射。在所有其他區域，磁場首先必須傳播通過離合環58的相鄰齒部98，因此比較弱。
圖15圖示處於飛輪位置的第一離合環58及第二離合環60。相較於圖14的間距s2，第一離合環58與第二離合環60的間距s3已進一步增加。第一離合環58實質抵頂解耦環62上的徑向突出部64。滑動表面102及104已頂著對方進一步滑動，結果第一離合環58與第二離合環60在軸向已更遠地隔開(參考s3)。由圖15顯而易見，第二離合環60的齒部100在軸向位於磁鐵68表面部份FS前面，雖然它們在軸向彼此隔開。在離合環58及60處於此位置時，由磁鐵68施加於齒部100的磁性吸引力再度為極大，由於齒部100或其滑動表 面104實質完全重疊被孔穴66暴露的磁鐵68表面部份FS。在此情形下，源於表面部份FS的磁場可直接作用於第二離合環60的齒部100。
這有以下優點，從圖示於圖15的飛輪位置過渡到圖示於圖13的接合位置可迅速發生，因為由磁鐵68施加於第二離合環60齒部100的高吸引力。如果第一離合環58與第二離合環60發生相對旋轉，可打開及切斷作用於第二離合環60的磁鐵68吸引力。如上述，其原因在於磁場可隨著第一離合環58相對於第二離合環60的角度位置不同而改變。在離合環58及60處於圖15的角度位置時，大吸引力作用於第二離合環的齒部100，因為齒部100完全重疊表面部份FS以及磁場可直接作用於齒部100。在此角度位置的強大吸引力確保，如果第一離合環58與第二離合環60發生反向相對旋轉，第一離合環58與第二離合環60的軸向間距閉合，以及齒部98及100快速通過以及可靠地互相接合。
如果以相反的順序考量圖13至圖15，圖13至圖15也從圖15飛輪位置到圖13接合位置的過渡。換言之，如果發生反向相對旋轉，離合環58及60會被磁鐵68拉開。齒部98及100的滑動表面102及104頂著對方滑動直到它們以傳遞轉矩方式完全接合。
圖16根據本發明第二具體實施例圖示飛輪輪轂210的部份截開透視圖。
與使用於第一具體實施例之組件同類型或有相同效果的元件用相同的元件符號表示。
飛輪輪轂210有輪轂襯套18與驅動器襯套24。飛輪裝置52設在輪轂襯套18、驅動器襯套24之間。飛輪裝置52包含第一離合環58與第二離合環60。驅動器襯套24經由它的徑向齒圈112與第二離合環16的徑向齒圈114以傳遞轉矩方式接合。輪轂襯套18與第一離合環58也一樣。輪轂襯套18有徑向向內的徑向齒圈96，它與第一離合環58的徑向向外徑向齒圈94以傳遞轉矩方式接合。
輪轂襯套18也有數個凹部72。消音元件(sound-reducing element)120容納於圖18的凹部72中。消音元件120可為吸音元件或隔音元件。吸音元件120可輕易壓入凹部72。
圖17圖示飛輪輪轂210的剖面圖。在圖17的視圖中，再度可識別容納於輪轂襯套18之凹部72的吸音或隔音元件120。用於隔音或吸音的元件120緊鄰在從飛輪位置轉到接合位置期間可能發出令人不悅之噪音的第一離合環58及第二離合環60。此噪音會被吸音或隔音元件120吸收或消除，因此不會向外傳遞而對驅動器及其環境有負面影響。
圖18的前視圖圖示有輪輻凸緣22設於其上的輪轂襯套18。輪轂襯套18有各種凹部122及124。凹部122以橢圓形方式形成。凹部124以環形方式形成。與特定凹部之形狀匹配的吸音或隔音元件120壓入凹部122及124。
10‧‧‧飛輪輪轂
12‧‧‧輪轂軸管
14、16‧‧‧滾動軸承
18‧‧‧輪轂襯套
20、22‧‧‧輪輻凸緣
24‧‧‧驅動器襯套
26、28‧‧‧滾動軸承
30‧‧‧突出部
32‧‧‧封閉元件
34‧‧‧台階
36‧‧‧徑向向內突出突出部
38‧‧‧緊固元件
40、42‧‧‧封閉元件
44‧‧‧(內螺紋)部份
46‧‧‧徑向向內突出突出部/對接面
48‧‧‧端部
50‧‧‧傾斜對接面
52‧‧‧飛輪裝置
54‧‧‧封閉元件
56‧‧‧密封環
58‧‧‧第一離合環
60‧‧‧第二離合環
62‧‧‧解耦環
64‧‧‧徑向向外突出突出部
66‧‧‧孔穴
68‧‧‧磁鐵
70‧‧‧凹部
72‧‧‧另一凹部
74‧‧‧引導襯套
76‧‧‧彈性元件
78‧‧‧磁鐵
80‧‧‧凹部
82‧‧‧解耦裝置
88‧‧‧邊緣
M‧‧‧飛輪輪轂10的縱軸/軸線

Claims (13)

  1. 一種用於腳踏車的輪轂，其包含：一輪轂軸管，經由一軸承配置可旋轉地裝在該輪轂軸管上的一輪轂襯套，經由一軸承配置可旋轉地裝在該輪轂軸管上且可以傳遞轉矩方式耦合至該至少一輪轂襯套的一驅動器，其中該軸承配置有至少一軸向內軸承與至少一軸向外軸承，其特徵在於：提供至少一緊固元件，該至少一緊固元件藉由該輪轂軸管的橫截面之一局部或部份擴大，至少使該軸承配置之該內軸承固定於它在該輪轂軸管上的預定位置。
  2. 如請求項1所述之輪轂，其中該至少一緊固元件在該輪轂軸管與該至少一內軸承之間建立一壓入配合。
  3. 如請求項1或2所述之輪轂，其中該至少一緊固元件經組配成可將沿著該輪轂軸管起作用的一力轉換成該至少一輪轂軸管之橫截面的徑向擴大。
  4. 如請求項1至3中之任一項所述的輪轂，其中該至少一緊固元件容納於該輪轂軸管中，以便可軸向移動。
  5. 如請求項1至4中之任一項所述的輪轂，其中該至少一緊固元件經組配成：它在軸向經由至少一封閉元件夾在該輪轂軸管中。
  6. 如請求項1至5中之任一項所述的輪轂，其中該輪轂軸管在其內周表面之至少一部份上有一預定外形，該外形係與該至少一緊固元件互動。
  7. 如請求項6所述之輪轂，其中該至少一緊固元件具有至少一部份，其以對應至在該輪轂軸管內周表面上之該外形之方式組配。
  8. 如請求項7所述之輪轂，其中該緊固元件中對應至在該內周表面上之該外形的該至少一部份有一傾斜對接面。
  9. 如請求項6至8中之任一項所述的輪轂，其中該預定外形為有一傾斜配對對接面的一徑向向內突出突出部。
  10. 如請求項8或9所述之輪轂，其中有該傾斜對接面的該部份有一增加的壁厚。
  11. 如請求項1至10中之任一項所述的輪轂，其中該至少一緊固元件經組配成：在未被夾住狀態下，它由該輪轂軸管突出一預定部份。
  12. 如請求項1至11中之任一項所述的輪轂，其中該緊固元件有至少一邊緣，其係準備來擴大該輪轂軸管之橫截面。
  13. 如請求項1至12中之任一項所述的輪轂， 其中在該至少一輪轂襯套與該驅動器之間提供至少一飛輪裝置，其具有耦合至該輪轂襯套之一第一離合環及耦合至該驅動器之一第二離合環。
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