TW202210361A

TW202210361A - 用於具有鏈式換擋裝置的自行車的多層小齒輪組件和後輪組件

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Publication number: TW202210361A
Application number: TW110132109A
Authority: TW
Inventors: 塞巴斯汀海納
Original assignee: 德商矢倫德國股份有限公司
Priority date: 2020-09-01
Filing date: 2021-08-30
Publication date: 2022-03-16
Also published as: US20220063761A1; EP3960606A1; CN114104184A; US20240158044A1; US11840314B2

Abstract

一種用於具有鏈式換擋裝置的自行車的後輪組件的多層小齒輪組件包括多層小齒輪配置和螺旋塞配置。所述多層小齒輪配置適於與所述後輪組件的傳動裝置以傳遞轉矩的方式耦合，且包括齒數不同的至少11個小齒輪。所述多層小齒輪組件以某種方式構建，使得在安裝完畢後，所述最小的小齒輪中的至少兩個通過所述螺旋塞配置軸向固定在所述傳動裝置上。所述螺旋塞配置具有用於容置所述至少兩個最小的小齒輪中的至少一個的桿段，其中所述桿段在其一個端區上配設有軸向外止擋區段，且其中所述桿段在其相反的端區上分配有至少一個外螺紋，所述螺旋塞配置可以借助於所述外螺紋旋入對應的內螺紋以固定所述螺旋塞配置。分配給所述桿段的外螺紋具有外徑，所述外徑大於所述桿段在容置有所述至少兩個最小的小齒輪中的至少一個的區域內的外徑。

Description

用於具有鏈式換擋裝置的自行車的多層小齒輪組件和後輪組件

發明領域

本發明涉及一種用於具有鏈式換擋裝置的自行車的多層小齒輪組件，所述多層小齒輪組件包括多層小齒輪配置以及螺旋塞配置。本發明還涉及一種用於具有鏈式換擋裝置的自行車的後輪組件，所述後輪組件具有多層小齒輪組件。

發明背景

用於具有鏈式換擋裝置的自行車的後輪配置通常包括多層小齒輪配置，其通過傳動裝置與後輪轂耦合或者可以通過傳動裝置與後輪轂耦合。多層小齒輪配置的小齒輪與傳動裝置以傳遞轉矩的方式連接。為了固定小齒輪以防止發生軸向移動，傳統方式是應用封閉環。這種封閉環在一個端區上具有外螺紋，且在相反的端區上具有沿徑向延伸的伸出部分。在後輪組件安裝完畢後，封閉環的外螺紋卡入傳動裝置的內螺紋，使得此伸出部分抵靠在最小的小齒輪的外側面上。此封閉環以這種方式將多層小齒輪配置的小齒輪固定以防止發生軸向移動。

此傳動裝置通過單向離合器與後輪轂以傳遞轉矩的的方式卡合，並且能夠在旋轉方向(傳動方向)上實現轉矩傳遞，而傳動裝置在另一方向上通過單向機構與後輪轂旋轉解耦。在組裝狀態下，後輪轂與後輪軸連接，此後輪軸在其相反的末端上安裝在自行車車架的相應叉端上。因此，自行車車架限定了在其兩個叉端之間的安裝寬度和這些叉端之間的的內間距以使所有組件能夠緊固在後輪轂上，這些組件例如是車輪、傳動裝置、多層小齒輪配置、輪轂端蓋以及例如用於安裝後變速器的可能的其他組件。

近年來，鏈式換擋裝置日趨成熟，其中在腳踏曲柄的區域內僅設有單獨一個鏈輪。這一發展與馬達輔助自行車的廣泛應用是攜手並進的。但這一發展是通過以下理念所推動：消除多個鏈輪和對應的前變速器的大重量配置。通過這一發展，需要在後多層小齒輪配置(飛輪)上提供足夠多的擋位來提供更大的傳動比延伸度。但是，由於使所有組件能夠安裝在後輪轂上的受限且大多為標準化的安裝寬度和市售鏈條的預設寬度，無法簡單地通過為多層小齒輪配置增加任意多個小齒輪來滿足對更多擋位並因此對更多小齒輪的日益增長的需求。可用結構空間(安裝寬度)與常規鏈條的寬度和各小齒輪的相應寬度相抵觸而作為限制因素。儘管如此，為了以有限的小齒輪數目改進傳動比，需要增大最大與最小的小齒輪間的傳動比範圍。對專業自行車運動或業餘運動的使用者而言，擁有盡可能小的擋位(最大的小齒輪)和盡可能大的擋位(最小的小齒輪)是特別重要的，這樣一方面能夠舒適地騎上陡峭的斜坡，另一方面，在踏頻相同的情況下實現較大的速度。多層小齒輪配置間的小齒輪必須相應地相互匹配。相鄰小齒輪之間可能產生較大的傳動級差，但通常應避免。

傳統解決方案中的傳動裝置的幾何形狀對提供用於盡可能大的擋位的較小的小齒輪的需求造成限制。小齒輪以傳統方式緊固在傳動裝置的徑向外周上，由此，小齒輪的最小內徑(齒根圓)已由傳動裝置的外徑預設。在應用市場上常見的傳動裝置時，基於傳動裝置的幾何形狀，剛好可以將一個具有11個齒的最小的小齒輪安裝在小齒輪配置上，並且通過封閉環軸向固定以防止發生軸向移動。

但自行車運動中仍需要極小的小齒輪，也就是具有10個或以下的齒的小齒輪。為了滿足這個需求，現有技術中的方案是，應用不同於標準傳動裝置的新傳動裝置，此傳動裝置可以通過適宜的設計特色來安裝齒數小於11的小齒輪。但與標準解決方案相比，這類專用解決方案因產量較小而成本較高，此外，大多與傳統後輪組件的部件和市售的傳動裝置不相容。此外，這類專用解決方案難以投放市場。

文獻EP 1 342 657 B1揭示過一種專門用於容置較小的小齒輪的傳動裝置。此傳動裝置具有第一管狀元件，此元件可以用單向機構緊固在自行車輪轂上。可以將直徑更小的第二管狀元件耦合在第一管狀元件的軸向外部末端上。第二管狀元件所具有的外徑小於第一管狀元件，且能夠將具有10個齒的小齒輪緊固並徑向支撐在第二管狀元件上。在一個實施例中示出將三個小齒輪容置並且徑向支撐在第二管狀元件上。為了軸向固定與傳動裝置耦合的小齒輪，配設有內螺紋的封閉環與第二管狀元件的外螺紋卡合，使得此封閉環抵靠在最小的小齒輪的外側面上。

專利申請公開案DE 10 2017 004 853 A1揭示過另一應用兩個內徑小於傳動裝置的外徑的小齒輪的方案。兩個直徑較小的小齒輪通過第一連接區段相連，且通過另一連接區段與佈置在傳動裝置上的最小的小齒輪連接。在一個實施例中，內徑較小的兩個小齒輪以自承式方式形成。設有將小齒輪固定以防止軸向移動的鎖止元件。此鎖止元件包括可以與傳動裝置的內螺紋卡合的外螺紋、容置有直徑較小的兩個小齒輪的桿段，和在徑向上延伸的伸出部分。此鎖止元件適於容置直徑較小的小齒輪，具體方式是，桿段的外徑大於外螺紋的標稱直徑，且伸出部分徑向向外地延伸成使其抵靠在最小的小齒輪上並且可以吸收這個小齒輪所施加的軸向力。

發明概要

本發明的目的是，提供一種多層小齒輪組件和一種後輪組件，所述後輪組件以簡單的方式提供改進的傳動比，並且還能與傳統的傳動裝置類型耦合。

本發明用以達成上述目的的解決方案為具有請求項1的特徵的一種用於具有鏈式換擋裝置的自行車的後輪組件的多層小齒輪組件。此外，本發明用以達成上述目的的解決方案為具有請求項24的特徵的一種用於具有鏈式換擋裝置的自行車的後輪組件。

本發明的其他實施方式參閱從屬申請專利範圍。

根據本發明的第一方面，用於具有鏈式換擋裝置的自行車的後輪組件的多層小齒輪組件包括多層小齒輪配置以及螺旋塞配置。多層小齒輪配置適於與後輪組件的傳動裝置以傳遞轉矩的方式耦合，且包括齒數不同的至少11個小齒輪。多層小齒輪組件的構建方式是，使得在傳動裝置與多層小齒輪組件安裝完畢後，最小的小齒輪中的至少兩個通過螺旋塞配置軸向固定在傳動裝置上。螺旋塞配置具有用於容置至少兩個最小的小齒輪中的至少一個的桿段。桿段在其一個端區上配設有軸向外止擋區段。此外，桿段在其相反的端區上分配有至少一個外螺紋，螺旋塞配置可以借助於該外螺紋旋入對應的內螺紋以固定該螺旋塞配置。根據本發明的解決方案，分配給桿段的外螺紋具有外徑，該外徑大於桿段在容置有至少兩個最小的小齒輪中的至少一個的區域內的外徑。

根據本發明的解決方案，最小的小齒輪中的至少兩個，也就是齒數最小的小齒輪中的至少兩個通過螺旋塞配置被固定或可以被固定在多層小齒輪配置的其餘小齒輪上。由此，與將小齒輪緊固在傳動裝置的外周面上的傳統緊固相比，所述多層小齒輪配置可以包括更多的小齒輪。此外，本發明的解決方案能夠至少針對至少一個被容置在螺旋塞配置的桿段上的小齒輪克服傳動裝置的外周所引起的對最小的小齒輪的內徑的限制。就此而言，桿段具有比傳動裝置的外徑更小的外徑。分配給桿段的外螺紋用於將螺旋塞配置固定在傳動裝置上或多層小齒輪配置上，該外螺紋可以卡入傳動裝置的內螺紋且優選構建為環形元件。也就是說，分配給桿段的外螺紋用作桿段與傳動裝置的內螺紋之間的連接件。這樣就能利用傳動裝置的內螺紋來將螺旋塞配置固定在傳動裝置上。因此，可以借助於本發明的解決方案增大鏈式換擋裝置的傳動比。

在本發明的一種實施方式中，被容置在桿段上的至少兩個最小的小齒輪中的至少一個可以自承式方式形成。也就是說，在桿段與被容置在桿段上的至少一個小齒輪或者被容置在桿段上的所有小齒輪之間可以存在徑向距離。

本申請中，如果提到最小的小齒輪，則指的是齒數最小的小齒輪。如果提到多個最小的小齒輪，則指的是齒數最小的相鄰小齒輪。在本發明的一種實施方式中，最小的小齒輪具有例如10個齒。但最小的小齒輪也可以具有9或8個齒。在最大的小齒輪保持不變的情況下，齒數越小，可以借助於多層小齒輪配置實現的鏈式換擋裝置傳動比就越大。最小齒數受與所應用的自行車鏈條相關的最小小齒輪的最小可能的內徑限制。本發明的多層小齒輪組件可以包括具有12個小齒輪甚至13個或更多小齒輪的多層小齒輪配置。最大的小齒輪可以具有至少48個、特別是50、51或52個齒的齒數。

軸向外止擋區段適於吸收沿軸向向外地作用於螺旋塞配置的力。沿軸向向外的方向被定義為從自行車中心平面出發朝向更靠近多層小齒輪配置的車架叉端的方向，該自行車中心平面與多層小齒輪配置的旋轉軸正交且穿過自行車車架的兩個相對的車架叉端之間的中心點。沿軸向向內的方向與沿軸向向外的方向相反。沿徑向向外的方向與多層小齒輪配置的旋轉軸正交且背離這個旋轉軸地延伸。沿徑向向內的方向與沿徑向向外的方向相反。

可以供分配給桿段的外螺紋卡入以固定螺旋塞配置的內螺紋可以佈置在傳動裝置上。在一種替代實施方式中，這個內螺紋可以佈置在多層小齒輪配置的徑向內區域上。相嚙合的螺紋設計成使得有足夠的重疊來傳遞工作中所產生的力。

根據本發明的一種改進方案，在桿段上容置有至少一個小齒輪連同分配給這個小齒輪的連接區段。根據一個替代實施方案，兩個小齒輪以及將這兩個小齒輪連接在一起的連接區段可以被容置在桿段上。為此，從分配給桿段的外螺紋的內表面指軸向外止擋區段的內表面的長度可以為3.2 mm至5.0 mm。連接區段可以為法蘭區段或保持栓。連接區段可以與鄰接的小齒輪一起整體製成或被附加至這個小齒輪。

一般而言，螺旋塞配置的軸向長度可以小於四個或三個相鄰的小齒輪之間的距離，該距離從四個或三個小齒輪中最大的一個的內側面至四個或三個小齒輪中最小的一個的外側面所測得。

根據本發明的一種改進方案，軸向外止擋區段的外徑小於、剛好等於或大於分配給桿段的外螺紋的外徑。當然，止擋區段的較小實施方案較為節省空間，但仍應足夠穩定以吸收工作中所產生的軸向力。軸向外止擋區段的外徑還可以大於桿段的外徑。這樣就會在螺旋塞配置的外周上產生底切。就本發明而言，底切是指存在某個區域，其外周面受直徑較大的兩個軸向止擋限制。底切的構建使得螺旋塞配置能夠同時提供尺寸足夠大的外螺紋、直徑小於傳動裝置的外徑的桿區域，並且能夠以極為節省空間的實施方案來軸向固定被容置在桿段上的小齒輪。

根據本發明的一種改進方案，分配給桿段的外螺紋整體式成型在桿段上或與這個桿段一起整體製成。軸向外止擋區段同樣可以整體式成型在桿段上或與這個桿段一起整體製成。在至少兩個最小的小齒輪中的至少一個已被容置在桿區域內或桿區域上之後，外螺紋和止擋區段中的至少一個可以在安裝多層小齒輪組件期間成型。可以借助於雷射焊接、摩擦焊接、釺焊、黏合、壓制、銷接和/或折邊來實施成型。也就是說，螺旋塞配置可以具有例如借助於前述成型工藝形成的至少一個接合點。接合點可以與多層小齒輪配置的旋轉軸正交或平行。替代地，可以採用增材製造工藝，例如本發明的3D列印工藝。

替代地，軸向外止擋區段和/或分配給桿段的外螺紋可以與桿段一起整體製成或改型而成。通過改型，軸向外止擋區段和/或外螺紋的直徑相對於桿段有所增大。經過改型的分配給桿段的外螺紋和/或軸向外止擋區段具有大於桿段在容置有至少兩個最小的小齒輪的區域內的外徑的外徑。

為此，在第一步驟中，整體地與桿段一起且以相同的外徑製造軸向外止擋區段。在第二步驟中，將軸向外止擋區段和/或螺紋區段改型，使其外徑增大且同時軸向長度減小。待改型材料被從軸向擠壓至徑向。例如可以通過卷邊來實施改型。這樣也能以較低的成本製造分配給桿段的外螺紋。在改型後，在第三步驟中，僅需為分配給桿段的外螺紋的增大的外徑配設外螺紋。當製造軸向外止擋區段和/或分配給桿段的外螺紋時，在實施改型前將至少兩個最小的小齒輪推至桿段上。在改型後，通過軸向外止擋區段和/或分配給桿段的外螺紋的增大的外徑將至少兩個最小的小齒輪沿軸向固定在桿段上。在這個實施方案中，有利地，既不需要額外的部件又不需要接合點。

在另一替代技術方案中，軸向外止擋區段可以由分佈在螺旋塞配置的外周邊上的多個卡扣形成，其中桿段或/和卡扣具有某種彈性，使得內徑小於卡扣的外徑的小齒輪或多個小齒輪配置可以被推至卡扣上，從而使得這個小齒輪或多個小齒輪配置被容置在桿段的區域內。在應用卡扣時，螺旋塞配置可以在安裝多層小齒輪組件之前就已整體形成。這就簡化了多層小齒輪組件的安裝工藝。

在本發明的另一替代技術方案中，軸向外止擋區段可以與桿段分離並且以鎖固元件的形式構建，該鎖固元件可以與桿段連接，例如卡入構建在桿段的端區內的槽。鎖固元件可以為環形元件，例如扣環。在安裝多層小齒輪組件時，可以先將多層小齒輪配置的所有小齒輪容置在桿段的區域內，再將鎖固元件插入槽以軸向固定多層小齒輪配置。

替代地，螺旋塞的直徑較大的螺紋區段和/或止擋區段可以構建為分段的。螺旋塞和至少最小的小齒輪的分段構建方案能夠在最小的小齒輪與螺旋塞之間形成卡口連接形式的連接。通過插接在一起並且相對彼此扭轉來將這兩個部件連接在一起。

同樣可以將軸向外止擋區段和分配給桿段的外螺紋的上述技術方案組合在一起，例如螺旋塞的一個軸向末端可以通過成型工藝製成，另一軸向末端可以通過改型製成。同樣地，已提到的技術方案可以與下文的實施方案，如兩分式螺旋塞的實施方案組合在一起。所有組合的關鍵在於，分配給桿段的外螺紋的外徑大於桿段在容置有至少兩個最小的小齒輪中的至少一個的區域內的外徑。

本發明的另一實施方案涉及一種兩分式的螺旋塞配置，其包括第一和第二部件。兩個部件可以相互分離。在一種實施方式中，分配給桿段的外螺紋可以與該桿段分離。可能的連接構件包括螺旋連接件、插式連接件、卡扣機構和其他可分離的連接構件。

在本發明的一種改進方案中，第一部件可以具有第一工具介面，第二部件可以具有第二工具介面。工具介面可以徑向向內地佈置在第一或第二部件的內周面上。這兩個工具介面可以是相同的，或互不相同，以供相同的或兩個不同的工具卡入。這樣就能借助於相應的工具相互獨立地處理這兩個部件。例如可以在安裝時將部件中的一個與傳動裝置連接在一起，隨後，將這兩個部件連接在一起。替代地，可以先將兩個部件連接在一起，再將這兩個部件一起與傳動裝置連接。當然，可以以相同的方式將部件從傳動裝置拆除。有利地，工具介面能夠在多層小齒輪配置的小齒輪並非以自承式方式與傳動裝置耦合的狀態下，無損地安裝這兩個部件或從傳動裝置拆除這兩個部件。

分配給桿段的外螺紋可被第一部件包圍，軸向外止擋區段可被第二部件包圍。第一和第二部件例如可以相互螺接。這個兩分式的螺旋塞配置簡化了多層小齒輪組件的安裝，因為該螺旋塞配置使得能夠用簡單的機械工具來連接兩個部件。

例如現有技術中已知的外徑大於22 mm的飛輪工具可以以傳遞轉矩的方式卡入兩分式或一體式螺旋塞配置的工具介面。

具體而言，第一部件可以具有第一連接螺紋，該連接螺紋適於卡入第二部件的互補的第二連接螺紋。連接螺紋可以佈置在不同的位置上，例如佈置在桿段和分配給這個桿段的外螺紋之間，或佈置在桿段的區域內，或佈置在桿段與止擋區段之間。第一部件的連接螺紋可以為外螺紋，第二部件的互補連接螺紋可以為內螺紋。替代地，第一部件的第一連接螺紋可以為內螺紋，第二部件的互補的第二連接螺紋可以為外螺紋。

無論螺旋塞配置構建為一體式還是兩分式，這個螺旋塞配置均適於以分配給桿段的外螺紋卡入內螺紋。內螺紋可以佈置在傳動裝置上，在傳動裝置的外周面上佈置有多層小齒輪配置的小齒輪。在將螺旋塞配置卡入或旋入傳動裝置時，至少一個被容置在旋塞配置上的小齒輪相對佈置在多層小齒輪配置的外周面上的小齒輪具有任意角位。但在價格較高的自行車換擋機構中，恰好需要安裝完畢後的小齒輪上的齒形相互間具有預定的角度定位，以確保自行車鏈條在各小齒輪間的換擋過程靈活且幾乎無法被自行車騎行者察覺到，由此確保盡可能連續的轉矩傳遞。

一般而言，特別是在非大量製造的產品中，螺紋連接使得相互螺接的元件之間無法具有精確的角度定位。此外，在自行車技術中，有時出於維護或維修目的會將組件相互分離，這使得在重新組裝後重新在各螺紋連接之間實施精確的角度定位的難度進一步增大。因此，根據本發明的一種改進方案，在螺旋塞配置與傳動裝置的螺紋連接中，被容置在桿段上的最小的小齒輪或最小的兩個小齒輪的角位可以與螺紋位置無關地設定。這表明，最小的小齒輪或最小的兩個小齒輪可以相對螺旋塞配置的桿段旋轉。例如可以在將螺旋塞配置旋入傳動裝置之前、之時或之後，通過適宜的固定構件來確定最小的小齒輪，優選至少兩個最小的小齒輪相對於與傳動裝置直接耦合的小齒輪的角位。固定構件例如可以將螺旋塞配置所容置的小齒輪與多層小齒輪組件的其他小齒輪以抗旋的方式耦合在一起。與傳動裝置耦合的最小小齒輪和螺旋塞配置所容置的相鄰的第二小小齒輪例如可以分別具有一個帶齒和槽口的凸緣，這些齒和槽口可以相互嚙合並且確定小齒輪間的期望角位。

為了確保被容置在桿段上的至少一個小齒輪的相對運動，在本發明的一種實施方式中，分配給桿段的外螺紋的外徑大於多層小齒輪配置的最小小齒輪的內徑。桿段適於容置一個或兩個內徑為27.0 mm至28.2 mm，優選27.2 +/- 0.2 mm的小齒輪。替代地，桿段適於容置內徑為約24 mm的小齒輪。桿段還可以包括階部，使得這個桿段適於容置具有給定的較大或較小內徑的兩個小齒輪。具有給定的內徑的小齒輪適於具有10個或9個齒，這些齒間的距離適於嚙合進自行車鏈條。

多層小齒輪配置的兩個最小的小齒輪在安裝完畢後可以整體相連。這樣就能確定這兩個最小的小齒輪間的角度定位。可以通過將這兩個最小的小齒輪一體成型或者通過將小齒輪成型至彼此上來實施整體連接，為此，可以應用前述一體成型工藝來實施成型。替代地，可以採用增材製造工藝，例如本發明的3D列印工藝。優選地，在小齒輪之間佈置有連接區段。一體成型中所產生的接合點可以與多層小齒輪配置的旋轉軸平行或正交，並且可佈置成與將兩個小齒輪連接在一起的連接區段鄰接。在本發明的一種改進方案中，多層小齒輪配置的三個最小的小齒輪也可以在安裝完畢後整體相連。接合點可以設在桿段的區域內、桿段與對應的外螺紋之間以及/或者桿段與軸向外止擋區段之間。

在多層小齒輪配置的一個替代實施方案中，多層小齒輪配置的兩個或三個最小的小齒輪可以以可分離的方式相連，且具有相嚙合的齒和對應的槽口。在齒與對應的槽口相嚙合的狀態下，小齒輪以抗旋的方式相連。在安裝完畢後，以可分離的方式相連的小齒輪通過例如螺旋塞配置與傳動裝置的連接來軸向固定。

為了將螺旋塞配置安裝在例如傳動裝置上，螺旋塞配置可以具有供工具以傳遞轉矩的方式卡入的徑向內工具介面。工具介面的內徑可以為22.6 mm至23.6 mm，優選21.6 +0.4/-0.6 mm。

為了提供軸向長度較小的多層小齒輪組件，多層小齒輪配置的最小的小齒輪可以在其軸向外端側上具有徑向和軸向凹槽，該凹槽構建的建構方式是使得軸向外止擋區段可以卡入這個凹槽。如果軸向外止擋區段與徑向和軸向凹槽在多層小齒輪組件安裝完畢後卡合在一起，那麼最小的小齒輪的外側面可以在軸向上比軸向外止擋區段的端側更靠外佈置。替代地，最小的小齒輪的外側面可以與軸向外止擋區段的端側對齊。根據另一替代方案，軸向外止擋區段可以從最小的小齒輪的外側面沿軸向向外伸出小於最大0.5 mm，優選小於0.2 mm。當然，前文的闡述同樣適用於軸向外止擋區段的所有實施方式。

在本發明的一種改進方案中，可以在最小的小齒輪與螺旋塞配置之間的凹槽的區域內嵌入中間元件，例如金屬板環或塑膠環，以減少在接觸點上產生的摩擦。

在本發明的另一實施方式中，螺旋塞配置可以實施為一體式，並且作為具有被容置在桿段上的至少一個小齒輪的3D列印部件提供。這樣螺旋塞配置就能整體製成，並且可以將小齒輪列印在螺旋塞配置的徑向外部，使得這些小齒輪被容置在桿段的區域內。也就是說，螺旋塞配置和其所容置的小齒輪可以整體製成。當然，多層小齒輪配置的其他小齒輪也可以作為3D列印部件製成。

根據本發明的另一方面，用於具有鏈式換擋裝置的自行車的後輪組件包括可以佈置在自行車車架的兩個相對的車架區段之間的後輪轂、可旋轉地與所述後輪轂耦合的傳動裝置，以及根據前述實施方案所構建的多層小齒輪組件。多層小齒輪組件的多層小齒輪配置與傳動裝置抗旋耦合或可以與傳動裝置抗旋耦合。

與多層小齒輪組件耦合或可以與多層小齒輪組件的傳動裝置可以指現有技術中已知的標準傳動裝置，其在市場上以名稱Hyperglide®傳動裝置或簡稱HG傳動裝置銷售。也就是說，本發明的多層小齒輪組件可以與傳統類型的傳動裝置一起使用，傳統類型的傳動裝置因產量較大且被廣泛使用而可以以較低的成本快速獲得。

下面對傳動裝置的可行技術方案進行闡述。傳動裝置可以在其徑向外表面的第一傳動裝置區域上具有傳動件輪廓，該傳動件輪廓沿從傳動裝置止擋沿軸向向外的第一軸向傳動裝置長度佈置。第一軸向傳動裝置長度小於從傳動裝置止擋延伸至傳動裝置的軸向外端側的第二軸向傳動裝置長度。傳動裝置在其徑向外表面的第二傳動裝置區域上可以不具有傳動件輪廓，該第二傳動裝置區域與傳動裝置的軸向外端側相鄰。此外，傳動裝置可以具有開口，該開口從傳動裝置中心軸沿徑向向外延伸並且從傳動裝置的軸向外端側沿軸向向內延伸，其中該開口可以在其徑向內表面上具有內螺紋。

傳動裝置的特徵尺寸如下。傳動裝置的從傳動裝置止擋至傳動件輪廓的末端的第一軸向傳動裝置長度可以大於32.9 mm，優選為33.2 +/-0.4 mm。傳動裝置的從傳動裝置止擋至傳動裝置的軸向外端側的第二軸向傳動裝置長度可以大於34.2 mm，優選為34.9 +/-0.3 mm。傳動裝置的在沿傳動裝置的第一軸向傳動裝置長度的第一傳動裝置區域內的第一傳動裝置外徑可以大於34.2 mm，優選為34.5 +/- 0.2 mm。傳動裝置的在與傳動裝置的軸向外端側相鄰的第二傳動裝置區域內的第二傳動裝置外徑可以大於31.4 mm，優選為32.1 +0.4/-0.2 mm。傳動裝置的與其軸向外端側在軸向上相鄰的第一傳動裝置標稱直徑可以大於29.8 mm，優選為30.6 +/- 0.2 mm。

此外，所述多層小齒輪組件可以構建成使得在安裝完畢後，沿軸向從傳動裝置止擋至最小小齒輪的外側面的第一距離大於38.0 mm，優選大於39.1 mm，進一步優選為39.9 +/- 0.2 mm。作為補充或替代方案，沿軸向從傳動裝置的軸向外端側至最小小齒輪的外側面的第二距離大於4.0 mm，優選為5.0 +/- 0.2 mm。

借助於本發明的螺旋塞配置，就能在應用齒數盡可能大的多層小齒輪配置的情況下，特別有利地利用可用於多層小齒輪組件的安裝寬度。這個有利的空間充分利用體現在下文所定義的第一和第二空間利用係數中，這些空間利用係數使得傳動裝置的尺寸與安裝在傳動裝置上的螺旋塞配置和被容置在該螺旋塞配置上的至少一個小齒輪所產生的相應尺寸相關聯。待緊固在後輪轂上的所有組件的可用安裝寬度為至少142 mm。安裝寬度是指從與車架區段相鄰的左輪轂端蓋的外側到與車架區段相鄰的右輪轂端蓋的外側的距離。

由第二傳動裝置長度與第二距離之比得出的第一空間利用係數可以在5至10的範圍內。由第一傳動裝置長度與第二距離之比得出的第二空間利用係數可以在5至10的範圍內。

本發明還涉及一種安裝後輪組件的方法。這種安裝後輪組件的方法可以包括以下步驟：將多層小齒輪配置的齒數最小的至少兩個小齒輪相互連接在一起的步驟、將至少兩個相連的小齒輪與螺旋塞連接在一起從而使得所述至少兩個小齒輪以可以繞螺旋塞的中心軸旋轉的方式支承的步驟、通過將螺旋塞配置的外螺紋卡入傳動裝置的內螺紋來將螺旋塞緊固在傳動裝置上的步驟、將兩個連接的小齒輪相對與傳動裝置連接的齒數最大的小齒輪對準的步驟，以及通過緊固構件將兩個對準且相連的小齒輪固定在與傳動裝置連接的小齒輪上的步驟。

可以將前述發明方面和實施方式中的多層小齒輪組件和後輪組件的全部特徵相結合。

較佳實施例之詳細說明

圖1示出佈置在兩個車架區段1、2之間的後輪組件3以及佈置在車架區段中的一個車架區段1上的與自行車鏈條5卡合的後換擋機構4的透視圖。用於固定後換擋機構4的B轉向節6環扣車架區段1的車架叉端8並且借助於插接軸7固定在這個車架叉端上，該插接軸被容置在這個車架叉端8以及另一車架區段2的車架叉端中。在B轉向節6上可偏轉地安裝有P轉向節9，其中P轉向節9的偏轉至少會改變其相對於B轉向節6的軸向位置。

後輪組件3包括多層小齒輪組件10，所述多層小齒輪組件又包括多層小齒輪配置12和螺旋塞配置14。為清楚起見，圖1僅以示出小齒輪的相應外周的方式示意性地示出多層小齒輪配置12的小齒輪。在圖1中，由未示出的前傳動小齒輪驅動的自行車鏈條5與多層小齒輪配置12的小齒輪以及與後換擋機構4的兩個鏈條滾子15卡合在一起。當然，後換擋機構4特別是P轉向節9的偏轉會改變自行車鏈條5相對於小齒輪的位置，使得自行車鏈條5可以卡入相鄰的下一個或再下一個小齒輪。

圖2a-b示出包括多層小齒輪配置12和螺旋塞配置14的多層小齒輪組件10。多層小齒輪組件10與傳動裝置16連接並且與這個傳動裝置一起形成後輪組件3。後輪組件3佈置在後輪轂11上，該後輪轂在兩個相對的車架區段1、2之間延伸並且借助於後輪軸19緊固或可緊固在車架區段1、2上。在車架區段1與後輪組件3之間佈置有變速吊耳22，該變速吊耳用於安裝後換擋機構4並且供後輪轂11穿過。

所示多層小齒輪配置12具有十二個小齒輪R1-R12。圖2a示出一種多層小齒輪配置12，其中四個最大的小齒輪R1-R4與星形輪13連接，從而使得轉矩經由星形輪13傳遞至傳動裝置16。在這個節省空間的實施方案中，這四個最大的小齒輪在徑向上與傳動裝置16有所間隔。六個中等小齒輪R4-R9分別與間隔段17在軸向上相互間隔，並且以傳遞轉矩的方式直接卡入傳動裝置16。兩個最小的小齒輪R11、R12與螺旋塞配置14通過第三小的小齒輪R10以傳遞轉矩的方式連接。

圖2b示出一種替代的多層小齒輪配置12，其中小齒輪以銷件/螺栓19相連。僅最大的小齒輪R1以傳遞轉矩的方式與傳動裝置16連接，也就是徑向延伸至傳動裝置16。其餘的小齒輪R2-R12在徑向上與傳動裝置16有所間隔。三個最小的小齒輪一體成型，例如焊接在一起，並且通過第三小的小齒輪R10以傳遞轉矩的方式與傳動裝置16連接，並通過螺旋塞配置14軸向固定。

此外，圖2a-b示出可用於將組件緊固到後輪轂11上的安裝寬度D0，該安裝寬度為至少142 mm。安裝寬度是指從左輪轂端蓋23的與車架區段2相鄰的外側到右輪轂端蓋25的與車架區段1相鄰的外側之間的距離。

在多層小齒輪配置的這兩個替代實施方案中，第三小的小齒輪R10佈置在傳動裝置16的外周面24上並且徑向支撐在傳動裝置16上。此外，第三小的小齒輪R10卡入佈置在傳動裝置16的外周面24上的傳動件輪廓26，從而使得第三小的小齒輪R10與傳動裝置16抗旋地耦合。兩個最小的小齒輪R11、R12至少局部地佈置在傳動裝置16的軸向外部並且與第三小的小齒輪R10相鄰。圖3示出安裝在傳動裝置16上並通過螺旋塞配置14軸向固定的最小的三個小齒輪R10-R12的放大圖。

如圖4a所示，本申請中所應用的軸向是就自行車中心平面30和車架區段1、2而言。軸向朝內的方向A_i 被定義為從車架區段1、2中的一個朝自行車中心平面30的方向，而軸向朝外的方向A_a 被定義為從自行車中心平面朝車架區段1的方向。因此，軸向方向R_i 和R_a 彼此反向。而如果提到徑向朝外的方向R_a ，則指的是與多層小齒輪配置12的旋轉軸32正交且背離這個旋轉軸的方向。徑向朝內的方向R_i 與徑向朝外的方向R_a 相反，且為朝向多層小齒輪配置12的旋轉軸32的方向。多層小齒輪配置3的旋轉軸32平行於後輪轂且與後輪轂的旋轉軸或縱軸重合。圖3示出所提到的方向說明。

圖3所示佈置在車架區段1上的後輪組件3在圖4a中以後視圖且在圖4b中以側視圖示出。從圖4b可以最佳地看出，後輪組件3安裝在自行車車架的車架區段1的車架叉端8上。

傳動裝置16在其安裝完畢後的軸向外側上具有佈置有內螺紋34的開口。螺旋塞配置14可以卡入內螺紋34。

圖5示出根據本發明的一種實施方式的螺旋塞配置14以及容置在其上的至少兩個最小小齒輪R11、R12的詳圖。將該至少兩個最小的小齒輪R11、R12容置在桿段36上。桿段36在其端區上配設有軸向外止擋區段38。在桿段36的相反端區上佈置有分配給桿段的外螺紋40。螺旋塞配置的外螺紋40可以卡入傳動裝置16的內螺紋34。在此情形下，外螺紋40用作傳動裝置16與桿段36之間的直徑處於中間的環形元件。因此，在後輪組件3安裝完畢後，外螺紋在軸向上佈置在傳動裝置16的內螺紋34內部並且與螺旋塞配置14的桿段36相鄰。止擋區段38的外徑d1和外螺紋40的外徑d2在適於容置至少兩個最小的小齒輪R11、R12中的至少一個的區域內大於桿段36的外徑d3。這樣就產生具有底切的螺旋塞配置14。

分配給桿段的外螺紋40的外徑d2可以為30.1 mm至30.6 mm，優選為30.5 +/- 0.2 mm。桿段36在容置有至少兩個最小的小齒輪R11、R12中的至少一個的區域內的外徑d3可以為26.0 mm至27.5 mm，優選為26.8 +/- 0.2 mm或替代地為約24 mm。在一個未示出的實施方案中，桿段可以包括階部，因此這個桿段具有相應的區域，該區域具有給定的替代內徑。

分配給桿段的外螺紋40的內側面42與止擋區段38的內側面44之間的底切的軸向長度L1為3.2 mm至5.0 mm。螺旋塞配置14的軸向長度L2例如為7.5 mm至10.3 mm，優選為9.0 +/- 0.2 mm。為了確保在多層小齒輪配置上存在足夠的軸向預應力用於傳遞負荷，分配給桿段的外螺紋40的軸向長度L3可以為2.5 mm至3.5 mm之間，優選為3.0 +/- 0.2mm。

在圖5所示實施例中，桿段36將多層小齒輪配置12的兩個最小的小齒輪R11、R12容置在內。至少兩個最小的小齒輪R11、R12在徑向上以自承式方式形成，也就是在徑向上在桿段36與兩個最小的小齒輪R11、R12之間存在距離。至少兩個最小的小齒輪R11、R12的在徑向上自承式的設計通過以下方式實現：這些小齒輪例如借助於接合工藝或通過卡扣機構相互連接並且與相鄰的更大小齒輪R10連接。與傳動裝置耦合的最小小齒輪R10和被容置在螺旋塞配置上的相鄰的第二小小齒輪R11例如分別具有一個帶齒和槽口的凸緣，這些齒和槽口可以相互嚙合並且確定小齒輪間的期望角位。

最小的小齒輪R12以軸向外區域抵靠在止擋區段38上，從而在後輪組件3安裝完畢後軸向固定多層小齒輪配置12。為了實現特別節省空間的實施方案，最小的小齒輪R12徑向向內且軸向向外地具有供止擋區段38卡入的凹槽41。如圖5所示，該卡合例如可以使得止擋區段38至少部分地被容置在凹槽41中。在一種替代實施方式中，最小的小齒輪R12的外側面46可以與止擋區段38的端面48重合。

為了安裝後輪組件3，將螺旋塞配置14以其外螺紋40旋入傳動裝置16的內螺紋34。可以借助工具將所需的旋轉力傳遞至螺旋塞配置14。為此，螺旋塞配置14在內周面上具有工具介面50，工具可以以傳遞轉矩的方式卡入該工具介面。

螺旋塞配置14的內周面可以確定桿段36的內徑d4，該內徑為23.8 mm至25.0 mm，優選為24.0 +/- 0.2 mm。被容置在螺旋塞配置14上的最小小齒輪R12的內徑d5大於桿段36的外徑d3，使得螺旋塞配置14可以相對容置在其上的小齒輪旋轉。

為了將兩個最小的小齒輪R11、R12中的至少一個容置在螺旋塞配置14的底切的區域內，根據一種實施方式，這個螺旋塞配置配設有接合點。圖6示出螺旋塞配置14的可能的接合點52、54、56。這些接合點處於桿段36與軸向外止擋區段38之間、桿段56與對應的外螺紋40之間的區域內，或/和桿段36的區域內。螺旋塞配置14具有這些接合點52、54、56中的至少一個。在安裝多層小齒輪組件10時，可以在將螺旋塞配置14附加在接合點52、54、56中的至少一個上之前，將小齒輪R11、R12容置在桿段38的區域內。

在一種實施方式中，小齒輪R10、R11、R12可以借助於接合點58相連。圖7a-e示出最小的三個小齒輪R10、R11、R12之間可能的接合點58。接合點58鄰接連接區段60，該連接區段佈置在兩個相鄰小齒輪之間並且定義小齒輪間的距離。最小的小齒輪R12例如被附加至最小與第二小的小齒輪R12、R11之間的連接區段60上，參見圖7a。替代地，第二小的小齒輪R11可以與兩個相反的連接區段60一體成型，且最小的小齒輪R12可以被附加至連接區段60中的一個上，參見圖7c。替代地，最小的小齒輪R12可以與連接區段60一體成型，且第二小的小齒輪R11可以被附加至最小的小齒輪R12的連接區段60上，參見圖7d。如圖7e所示，接合點58可以與多層小齒輪配置12的旋轉軸32平行或正交。如圖7c所示，接合點58可以存在軸向偏移。

圖8a-c分別示出被容置在螺旋塞配置14上的與自行車鏈條5嚙合的最小小齒輪R12。自行車鏈條5由未示出的前齒盤驅動，並且可以使得多層小齒輪配置12繞其旋轉軸32旋轉。通過自行車鏈條5傳遞至最小小齒輪R12的轉矩從該最小小齒輪R12傳遞至較大的小齒輪R10，該較大的小齒輪R10以傳遞轉矩的方式與傳動裝置16連接。佈置在小齒輪間的連接區段60、64同樣有助於小齒輪R10、R11、R12之間的轉矩傳遞。在連接區段60、64的區域內可以設有用於轉矩傳遞的卡扣機構，如相嚙合的齒和槽口。

圖9a-c示出螺旋塞配置14的一種替代實施方式，其中軸向外止擋區段38由多個卡扣66形成。卡扣66分佈在螺旋塞配置14的外周邊上且相互間隔。這個實施方式實現螺旋塞配置14的整體式構建。亦即，可以不設置接合點。為此，卡扣66和可能的桿段36具有某種彈性，從而將螺旋塞配置14沿圖9a中標出的方向68推入待容置的小齒輪，直至最小的小齒輪R12的凹槽41如圖9c所示地與卡扣66卡合在一起。在所示實施方案中，凹槽41通過最小小齒輪R12上的徑向向內突出的突出部69而擴大。

圖10a-b示出螺旋塞配置14的一種替代實施方式，其中軸向外止擋區段38由例如作為環形元件的鎖固元件68形成。鎖固元件68既卡入最小小齒輪R12的凹槽41，又卡入構建在桿段36的端區內的槽70。由此，鎖固元件68對容置在桿段上的小齒輪提供軸向固定。在安裝多層小齒輪組件10時，螺旋塞配置被沿箭頭72的方向推入待容置的小齒輪R12、R11，直至這些小齒輪佈置在桿段的區域內。隨後，將鎖固元件68與凹槽41和槽70卡合在一起。

圖11a-b和圖12a-b分別示出後輪組件3在某個狀態下的剖視圖，在該狀態下，多層小齒輪組件10與傳動裝置16靠近彼此佈置，但並未相互耦合。在圖11a-b所示的多層小齒輪配置12的實施方式中，兩個最小的小齒輪R11、R12相連且可以相對螺旋塞配置旋轉。可以在將螺旋塞配置14旋入傳動裝置16之時或之後，實施被容置在桿段上的小齒輪R11、R12相對於另一小齒輪R10的期望角度定位，該另一小齒輪R10與傳動裝置16抗旋耦合。此舉是可行的，因為被容置在桿段上的小齒輪R11、R12實施為在徑向上是自承式的，也就是並非徑向地支撐在這個桿段上，並且可以相對螺旋塞配置14旋轉。可以借助於卡扣機構來徑向固定兩個最小的小齒輪R12、R11，例如在第二小和第三小的小齒輪之間設有具有齒和槽口的卡扣結構。替代地，可以選擇與卡扣不同的接合工藝來進行接合。前述實施方式在多層小齒輪配置的製造成本方面得到優化。

在圖12a-b所示實施方式中，被容置在桿段上的兩個最小的小齒輪R12、R11與第三小的小齒輪R10連接。也就是說，三個最小的小齒輪間的角位在將螺旋塞配置14旋入傳動裝置16之前就已確定。在將螺旋塞配置14旋入傳動裝置16期間，可以如此地調整三個最小的小齒輪的角位，使得第三小的小齒輪R10可以卡入傳動裝置16的傳動件輪廓26，從而確定多層小齒輪配置12的三個最小的小齒輪相對於另一小齒輪的角位。前述實施方式能夠簡單地安裝多層小齒輪配置的需要通過螺旋塞配置安裝的小齒輪。

下面描述一種實施方式，其中螺旋塞配置14實施為兩分式，且包括第一和第二部件74、76。兩個部件74、76可以相互隔開。圖13a-d和圖14a-d所示的兩個部件74、76借助於佈置在桿段36的區域內的相嚙合的連接螺紋78、79相連。分配給桿段的外螺紋40佈置在第一部件74上，且軸向外止擋區段38佈置在第二部件76上。兩個部件74、76具有供相同的工具83卡入的相應工具介面80、82。工具介面80、82分別徑向向內地佈置在第一和第二部件的內周面上。圖15示出兩分式的螺旋塞配置14和其處於同一軸線上的兩個部件74、76。

為了安裝具有兩分式螺旋塞配置14的多層小齒輪組件10，工具83選擇性地卡入兩個部件74、76中的一個(參見圖16a-b)或卡入這兩個部件74、76(參見圖17)。可以先將第一部件74旋入傳動裝置16，再將第二部件76旋入第一部件74。在這個佈置方案中，第一部件74用作直徑處於中間的環形元件。替代地，可以在將兩個部件旋入傳動裝置16之前，先將這些部件74、76連接在一起。在這兩個情形下，在螺接兩個部件74、76之前，將該至少一個待容置的最小小齒輪R12、R11容置在兩個部件74、76中的一個的桿段36的區域內。在安裝時，可以先將兩個部件74、76螺接在一起直至止動。隨後，可以回轉部件74、76中的一個，直至兩個部件74、76的工具介面80、82相互對齊。在工具的卡合點足夠且螺紋78、79較小的情況下，回轉應形成小幅的軸向偏移，例如在採用12個卡合點的情況下，角度為約29°。

多層小齒輪組件10與傳動裝置16耦合或者可以耦合。因被廣泛應用而在專業領域中也被稱為“標準傳動裝置”的傳動裝置16在圖18a-c中繪示為標記有選定的特徵尺寸的獨立部件。該部件在其徑向外周面上具有從傳動裝置基面沿徑向向外延伸的傳動件輪廓26。傳動件輪廓26包括傳動件突出部或所謂的花鍵84。花鍵84中的至少一個的尺寸與傳動件輪廓26的其餘花鍵不同。待緊固在傳動裝置16上的小齒輪通常具有內輪廓，該內輪廓與傳動裝置16的傳動件輪廓26互補地構建。這樣具有相應內輪廓的小齒輪與傳動裝置16就能以傳遞轉矩的方式卡合。花鍵的數目例如大於或等於8，優選大於或等於9。花鍵的數目同樣可以小於或等於22。

傳動裝置16在其徑向外表面的第一區域上具有傳動件輪廓26，該區域沿第一軸向長度LA1從傳動裝置止擋86軸向向外A_a 地延伸。一般而言，傳動裝置止擋86是指傳動裝置16的一部分，緊固在傳動裝置上的多層小齒輪配置12被止擋在該部分上，且可以通過該部分來確定多層小齒輪配置12相對於傳動裝置16的位置。傳動裝置16的這個第一軸向長度LA1優選大於32.9 mm，優選為33.2 +/-0.4 mm。在這個第一區域內在傳動件輪廓26的徑向外表面上測得的外徑dA1例如大於34.2 mm，優選為34.5 +/- 0.15 mm。

如圖18a-c所示，具有傳動件輪廓26的第一區域連接有相對較短的第二區域，在該第二區域內，傳動裝置16的徑向外表面不具有傳動件輪廓，因而為光滑的。傳動裝置16的第二軸向長度LA2從傳動裝置止擋86延伸至傳動裝置16的軸向外端側88，且為33.9 mm至35.9 mm，但優選為34.9 +/- 0.3 mm。第二區域的外徑dA2可以大於31.4 mm，優選為32.1 +0.4/-0.2 mm。

此外，傳動裝置16具有與其軸向外端側88相鄰的朝向徑向內部的內螺紋34。內螺紋34優選具有大於29.8 mm的標稱直徑dA3，優選為約30.6 mm。傳動裝置的內螺紋的優選螺距為24 TPI，使得根據已知的標注尺寸，可以將螺紋表徵為M 30.6×24 TPI。

在應用具有傳動裝置16的多層小齒輪組件10時，參照圖3對後輪組件3在兩個相對的車架區段1、2之間安裝完畢後所產生的特徵尺寸進行說明。在安裝完畢後，沿軸向產生從傳動裝置止擋86至最小小齒輪R12的外側面46的第一距離D1大於38 mm，例如大於39.1 mm，進一步優選為39.9 +/- 0.2 mm。沿軸向從傳動裝置16的軸向外端側88至最小小齒輪R12的外側面46的第二距離D2大於4.0 mm，優選為5.0 +/- 0.2 mm。沿軸向從最小小齒輪R12的外側面46至車架區段1的周面90或後叉端8的第三距離D3小於8.2 mm，優選為7.2 +/- 0.2 mm。在某些情形下，車架區段1或其叉端8具有用於容置變速吊耳22的凹陷表面92。沿軸向從最小小齒輪R12的外側面46至凹陷表面92的第四距離D4可以小於12.2 mm，優選為11.2 +/- 0.2 mm。

圖19和圖20示出的以下實施方案涉及的是分段的螺旋塞。這些段設在螺旋塞配置的外周面的一個或兩個軸向末端138、240上。螺旋塞的段包括外徑交替地較大和較小的區段，並且與最小小齒輪的同樣為分段的內周面相匹配。最小小齒輪上的內周面上的段同樣包括外徑交替地較小和較大的區段。分段的螺旋塞和分段的小齒輪可以通過互相插接而機械連接在一起並且重新分開，這也就是卡口連接原理。

圖19a和b示出分段的螺旋塞114的第一實施方案的視圖。在這個實施方案中，螺旋塞配置114具有桿段36、分段的止擋區段138和外螺紋140。止擋區段138上的段包括具有較大外徑d1和較小外徑d3的區段。外徑較大的區段的外徑d1大於桿段36的外徑d3。外徑較小的區段的外徑d3相當於桿段36的外徑d3。螺紋140具有大於桿段36的外徑d3的外徑d2。

最小的小齒輪R112具有帶凹槽148的分段內周面。螺旋塞114的段138與最小小齒輪R112的段148相匹配。最小的小齒輪R112具有內徑d5和沿內周分佈的凹槽148。沿凹槽148的假想直徑大於最小小齒輪R112的內徑d5，且同樣大於螺旋塞114的段138的外徑d1。將這兩個最小的小齒輪如此地相對螺旋塞114定向，使得螺旋塞114的段138可以通過最小小齒輪R112的內周上的凹槽148。在小齒輪R11和R112被插上螺旋塞114上並且被定位在桿段36中的情況下，將小齒輪相對螺旋塞114扭轉，使得螺旋塞114的直徑較大的段138從後面卡住最小小齒輪R112並將其軸向鎖固——這一點特別是參閱圖19b。被容置在螺旋塞配置114上的最小小齒輪R11、R112的內徑d5大於桿段36的外徑d3，使得螺旋塞配置114可以相對小齒輪旋轉。小齒輪構建為自承式的。

此外，鎖固元件168可以將小齒輪R11和R112沿軸向鎖固在螺旋塞114上。鎖固元件168在組裝完畢後沿軸向佈置在最小的小齒輪R112與分段的止擋區段138之間。鎖固元件168可以構建為扣環。最小的小齒輪R112可以具有用於容置扣環168的槽141。最小的小齒輪R11和R112沿軸向固定在直徑較大的螺紋140和直徑較大的段138連同扣環168之間。

圖20示出分段的螺旋塞214的一種替代實施方式。其中螺旋塞214的外周面具有分段的螺紋區段240。螺旋塞214包括止擋區段38、桿段36和分段的螺紋240。工作原理遵循前述實施方式。

在此情形下，外螺紋240構建為分段的，且交替地包括三個直徑較大的螺紋區段和三個直徑較小的無螺紋區段。螺紋區段240具有大於桿段36的外徑d3的外徑d2。止擋區段38也具有大於桿段36的外徑d1——這一點同樣參閱圖5的實施方案。

最小的小齒輪R212具有帶凹槽248的分段內周面。螺旋塞214的段240與最小小齒輪R212的段248相匹配。最小的小齒輪R212具有內徑d5和沿內周分佈的凹槽248。沿凹槽248的假想內徑大於最小小齒輪R212的內徑d5，且同樣大於螺旋塞214的止擋區段38的外徑d1。將這兩個最小的小齒輪R211、R212如此地相對螺旋塞214定向，使得螺旋塞214的段240可以通過最小小齒輪R112的內周上的凹槽248。在小齒輪R211和R212被插上螺旋塞214上並且被定位在桿段36中的情況下，將小齒輪相對螺旋塞214扭轉，使得螺旋塞214的直徑較大的螺紋段240從後面卡住最小小齒輪R212並將其軸向鎖固——這一點特別是參閱圖19b。

有利地，在這個實施方案中既不需要額外的部件(如扣環)，又不需要接合技術。一旦最小的小齒輪被安裝在螺旋塞配置214上，由於存在軸向止擋區段38，就無法再將這些小齒輪沿軸向向外抽出。如果在下一步驟中通過螺紋段240將具有小齒輪R211、R212的螺旋塞配置214與傳動裝置的內螺紋34螺接在一起，那麼小齒輪也被軸向向內地固定。

在圖21a、21b所示實施方式中，首先一體式或整體式製造螺旋塞，並且在另一處理步驟中通過改型來在一個或兩個軸向末端上增大外徑。這樣就能在不採用額外的部件或接合工藝的情況下實現低成本的製造。可以通過改型，例如通過卷邊來增大軸向止擋區段和/或螺紋區段的外徑。

圖21a示出一體成型的螺旋塞314的剖視圖，其具有螺紋40、桿段36和連接該桿段且尚未改型的軸向末端。軸向末端和桿段36具有相等的外徑d3。圖21b示出具有更大的外徑d1的經過改型的止擋區段338。通過改型，軸向外止擋區段338的外徑d1相對於桿段36的外徑d3有所增大。替代地，也可以通過改型來製造直徑更大的螺紋區段40。隨後，可以實施其他加工步驟，如螺紋(再)切割。

即使前述實施例針對的是具有12個小齒輪的多層小齒輪配置，同樣也可以將本發明應用於具有其他齒數，例如具有11或13個小齒輪的多層小齒輪配置。

1:車架區段 2:車架區段 3:後輪組件 4:換擋機構 5:自行車鏈條 6:B轉向節 7:插接軸 8:車架叉端 9:P轉向節 10:多層小齒輪組件 11:後輪轂 12:多層小齒輪配置 13:星形輪 14,114,214,314:螺旋塞配置;螺旋塞;螺釘 15:鏈條滾子 16:傳動裝置 17:間隔段 19:後輪軸 22:變速吊耳 23:左輪轂端蓋 24:外周面 25:右輪轂端蓋 26:傳動件輪廓 30:自行車中心平面 32:旋轉軸 34:內螺紋 36:桿段 38,138,338:止擋區段 40,140:外螺紋 41,141:凹槽;槽 42:內側面 44:內側面 46:外側面 48:端面 50:工具介面 52:接合點 54:接合點 56:接合點 58:接合點 60:連接區段 64:連接區段 66:卡扣 68,168:方向;鎖固元件;扣環 69:突出部 70:槽 72:箭頭 74:第一部件 76:第二部件 78:連接螺紋 79:連接螺紋 80:工具介面 82:工具介面 83:工具 84:花鍵 86:傳動裝置止擋 88:端側 90:周面 92:凹陷表面 138:末端;段 148,248:凹槽;段 240:末端;螺紋區段;螺紋;外螺紋 A_a :軸向向外的方向 A_i :軸向向內的方向 d1:外徑 dA1:外徑 d2:外徑 dA2:外徑 d3:外徑 dA3:標稱直徑 d4:內徑 d5:內徑 D0:安裝寬度 D1:第一距離 D2:第二距離 D3:第三距離 D4:第四距離 L1:軸向長度 LA1:軸向長度 L2:軸向長度 LA2:軸向長度 L3:軸向長度 R_a :徑向朝外的方向 R_i :徑向朝內的方向 R1-R12:小齒輪 R211:小齒輪 R112,R212:小齒輪

下面結合附圖對本發明的例示性實施方式進行詳細說明。其中：圖1為根據本發明的一種實施方式的佈置在兩個車架區段之間的後輪組件以及佈置在這些車架區段中的一個上的後換擋機構的透視圖；圖2a-b為根據本發明的一種實施方式的後輪組件的相應剖視圖，所述後輪組件緊固在佈置在兩個車架區段之間的後輪轂上；圖3為緊固在車架上的後輪組件的剖視圖，該剖視圖示出圖2a-b的多層小齒輪組件的一個放大局部；圖4a-b為圖3的後輪組件的後視圖(圖4a)和側視圖(圖4b)；圖5為圖3的多層小齒輪組件的螺旋塞配置以及佈置在所述多層小齒輪組件上的小齒輪的橫截面；圖6為根據本發明的一種實施方式的多層小齒輪組件的螺旋塞配置的剖視圖，以及對接合點的說明；圖7a-e為多層小齒輪配置的剖視圖，以及對接合點的相應說明；圖8a-c為不同視角的後輪組件，其中多層小齒輪配置的最小小齒輪與自行車鏈條嚙合；圖9a-c為根據本發明的另一實施方式的具有螺旋塞配置的多層小齒輪組件的剖視圖；圖10a-b為根據本發明的另一實施方式的具有螺旋塞配置的多層小齒輪組件的剖視圖(圖10a)和側視圖(圖10b)；圖11a-b、12a-b為某個狀態下的後輪組件的剖視圖，在該狀態下，本發明的實施方式中的多層小齒輪組件與傳動裝置靠近彼此佈置，但並未相互耦合；圖13a-d、14a-d、15為根據本發明的另一實施方式的多層小齒輪組件的兩分式螺旋塞配置的第一和第二部件；圖16a-b為與根據本發明的圖13-15所示的實施方式的多層小齒輪組件的兩分式螺旋塞配置的第二部件卡合的工具的橫截面圖(圖16a)和側視圖(圖16b)；圖17為與根據本發明的圖13-15所示的實施方式的多層小齒輪組件的兩分式螺旋塞配置卡合的工具的橫截面圖；圖18a-c為所述傳動裝置的橫截面圖(圖18a)、前視圖(圖18b)和透視圖(圖18c)；圖19a-b為根據本發明的另一實施方式的分段螺旋塞配置和小齒輪的視圖；圖20為具有分段螺紋的螺旋塞配置和小齒輪另一實施方式；圖21a-b為根據另一實施方式的改型螺旋塞的視圖。

1:車架區段

8:車架叉端

10:多層小齒輪組件

14:螺旋塞配置；螺旋塞；螺釘

16:傳動裝置

19:後輪軸

22:變速吊耳

24:外周面

26:傳動件輪廓

32:旋轉軸

34:內螺紋

50:工具介面

86:傳動裝置止擋

90:周面

92:凹陷表面

A_a:軸向向外的方向

A_i:軸向向內的方向

D1:第一距離

D2:第二距離

D3:第三距離

D4:第四距離

R_a:徑向朝外的方向

R_i:徑向朝內的方向

R10-R12:小齒輪

Claims

一種用於具有鏈式換擋裝置的自行車的後輪組件的多層小齒輪組件，所述多層小齒輪組件包括多層小齒輪配置和螺旋塞配置， - 其中所述多層小齒輪配置 - 適於與所述後輪元件的傳動裝置以傳遞轉矩的方式耦合，且 - 包括齒數不同的至少11個小齒輪， - 其中所述多層小齒輪組件構建的方式是，使得在安裝完畢後，所述最小的小齒輪中的至少兩個通過所述螺旋塞配置軸向固定在所述傳動裝置上， - 其中所述螺旋塞配置具有用於容置所述至少兩個最小的小齒輪中的至少一個的桿段，其中所述桿段在其一個端區上配設有軸向外止擋區段，且其中所述桿段在其相反的端區上分配有至少一個外螺紋，所述螺旋塞配置可以借助於所述外螺紋旋入對應的內螺紋以固定所述螺旋塞配置， - 其中分配給所述桿段的外螺紋具有外徑，所述外徑大於所述桿段在容置有所述至少兩個最小的小齒輪中的至少一個的區域內的外徑。
如請求項1所述的多層小齒輪組件，其中在所述桿段上容置有至少一個小齒輪連同分配給所述小齒輪的連接區段，優選容置有兩個小齒輪以及佈置在其間的連接區段。
如上述請求項中任一項所述的多層小齒輪組件，其中被容置在所述桿段上的所述至少兩個最小的小齒輪中的至少一個被構建成自承式。
如上述請求項中任一項所述的多層小齒輪組件，其中 - 分配給所述桿段的外螺紋整體式成型在所述桿段上或與所述桿段一起整體製成，或者/以及 - 所述軸向外止擋區段整體式成型在所述桿段上或與所述桿段一起整體製成。
如上述請求項中任一項所述的多層小齒輪組件，其中 - 所述螺旋塞配置具有至少一個接合點，且 - 所述至少一個接合點與所述多層小齒輪配置的旋轉軸特別是正交或平行。
如請求項1至3中任一項所述的多層小齒輪組件，其中所述軸向外止擋區段可以與所述桿段分離並且以鎖固元件的形式構建，所述鎖固元件可以與所述桿段連接，優選卡入所述桿段的槽。
如上述請求項中任一項所述的多層小齒輪組件，其中所述軸向外止擋區段由分佈在所述螺旋塞配置的外周邊上的多個卡扣形成，其中所述桿段或/和所述卡扣具有彈性，使得小齒輪或多個小齒輪所形成的配置配設有內徑，所述內徑小於所述卡扣的外徑且可以被推至所述卡扣上，從而使得所述小齒輪或所述配置被容置在所述桿段的區域內。
如上述請求項中任一項所述的多層小齒輪組件，其中 - 所述螺旋塞配置包括可以相互分離的第一和第二部件， - 分配給所述桿段的所述外螺紋被所述第一部件包圍，且 - 所述軸向外止擋區段被所述第二部件包圍。
如請求項8所述的多層小齒輪組件，其中所述第一和所述第二部件可以相互螺接。
如請求項8或9所述的多層小齒輪組件，其中所述第一部件具有第一工具介面，所述第二部件具有第二工具介面，其中所述兩個工具介面適於供相同的工具或兩個不同的工具卡入。
如請求項10所述的多層小齒輪組件，其中所述第一部件還具有第一連接螺紋，所述連接螺紋適於卡入所述第二部件的互補的第二連接螺紋，其中所述連接螺紋 - 佈置在所述桿段與分配給所述桿段的所述外螺紋之間，或者 - 佈置在所述桿段的區域內，或者 - 佈置在所述桿段與所述止擋區段之間。
如請求項11所述的多層小齒輪組件，其中所述第一部件的連接螺紋為外螺紋，所述第二部件的互補的連接螺紋為內螺紋，或者其中所述第一部件的連接螺紋為內螺紋，所述第二部件的互補的連接螺紋為外螺紋。
如上述請求項中任一項所述的多層小齒輪組件，其中被容置在所述桿段上的所述至少一個小齒輪可以相對所述螺旋塞配置旋轉。
如上述請求項中任一項所述的多層小齒輪組件，其中分配給所述桿段的所述外螺紋的外徑大於所述多層小齒輪配置的最小的小齒輪的內徑。
如上述請求項中任一項所述的多層小齒輪組件，其中所述多層小齒輪配置的最小的小齒輪在其外側面上具有徑向和軸向凹槽，所述凹槽的構建方式是，使得所述軸向外止擋區段可以卡入所述凹槽。
如請求項15所述的多層小齒輪組件，其中在所述軸向外止擋區段卡入所述多層小齒輪配置的最小小齒輪的所述徑向和軸向凹槽的情況下， - 所述最小的小齒輪的外側面在軸向上比所述軸向外止擋區段的端側更靠外佈置，或者 - 所述最小的小齒輪的外側面與所述軸向外止擋區段的端側對齊，或者 - 所述軸向外止擋區段從所述最小的小齒輪的外側面沿軸向向外伸出小於最大0.5 mm，優選小於0.2 mm。
如上述請求項中任一項所述的多層小齒輪組件，其中所述螺旋塞配置實施為一體式，並且作為具有被容置在所述桿段上的至少一個小齒輪的3D列印部件提供。
如上述請求項中任一項所述的多層小齒輪組件，其中： - 所述傳動裝置在其徑向外表面的第一傳動裝置區域上具有傳動件輪廓，所述傳動件輪廓沿從所述傳動裝置止擋沿軸向向外的第一軸向傳動裝置長度佈置， - 其中所述第一軸向傳動裝置長度還小於從所述傳動裝置止擋延伸至所述傳動裝置的軸向外端側的第二軸向傳動裝置長度， - 其中所述傳動裝置還在其徑向外表面的與所述傳動裝置的軸向外端側相鄰的第二傳動裝置區域上不具有傳動件輪廓， - 其中所述傳動裝置還具有開口，所述開口從傳動裝置中心軸沿徑向向外延伸並且從所述傳動裝置的軸向外端側沿軸向向內延伸，且 - 其中所述開口在其徑向內表面上具有所述內螺紋。
如請求項18所述的多層小齒輪組件，其中 - 所述傳動裝置的從所述傳動裝置止擋至所述傳動件輪廓的末端的所述第一軸向傳動裝置長度大於32.9 mm，優選為33.2 +/-0.4 mm，或者/以及 - 所述傳動裝置的從所述傳動裝置止擋至所述傳動裝置的軸向外端側的所述第二軸向傳動裝置長度大於34.2 mm，優選為34.9 +/-0.3 mm，或者/以及 - 所述傳動裝置的在沿所述傳動裝置的第一軸向傳動裝置長度的第一傳動裝置區域內的第一傳動裝置外徑大於34.2 mm，優選為34.5 +/- 0.2 mm，或者/以及 - 所述傳動裝置的在與所述傳動裝置的軸向外端側相鄰的第二傳動裝置區域內的第二傳動裝置外徑大於31.4 mm，優選為32.1 +0.4/-0.2 mm，或者/以及 - 所述傳動裝置的與其軸向外端側在軸向上相鄰的第一傳動裝置內徑大於29.8 mm，優選為30.6 +/- 0.2 mm。
如請求項18至19中任一項所述的多層小齒輪組件，其中所述多層小齒輪組件構建的方式是，使得在安裝完畢後，以下情形適用： - 沿軸向從所述傳動裝置止擋至所述齒數最小的小齒輪的外側面的第一距離大於38.0 mm，優選大於39.1 mm，進一步優選為39.9 +/-0.2 mm，或者/以及 - 沿軸向從所述傳動裝置的軸向外端側至所述最小小齒輪的外側面的第二距離大於4.0 mm，優選為5.0 +/- 0.2 mm。
如請求項19和20所述的多層小齒輪組件，其中由所述第二傳動裝置長度與所述第二距離之比得出的第一空間利用係數在5至10的範圍內。
如請求項21或者如請求項19和20所述的多層小齒輪組件，其中由所述第一傳動裝置長度與所述第二距離之比得出的第二空間利用係數在5至10的範圍內。
如請求項18至22中任一項所述的多層小齒輪組件，其中所述傳動件輪廓在其外周面上包括從所述外周面徑向突出的花鍵，其中所述花鍵的數目大於或等於8，優選大於或等於9。
一種用於具有鏈式換擋裝置的自行車的後輪組件，包括： - 可以佈置在自行車車架的兩個相對的車架區段之間的後輪轂， - 可旋轉地與所述後輪轂耦合的傳動裝置，以及 - 根據上述任一項請求項所述的多層小齒輪組件， - 其中所述多層小齒輪組件的多層小齒輪配置與所述傳動裝置抗旋耦合或可以與所述傳動裝置抗旋耦合。