TWI803562B - 特別適用於自行車之輪轂 - Google Patents

Abstract

一種用於自行車的輪轂，所述輪轂包含：轂殼，所述轂殼相對於輪轂軸可旋轉地支撐；轉子，所述轉子相對於所述輪轂軸可旋轉地支撐；以及飛輪裝置，所述飛輪裝置具有兩個相互作用的飛輪元件，即輪轂側飛輪元件和轉子側飛輪元件。所述兩個飛輪元件各自包含軸向接合元件。所述輪轂側飛輪元件與所述轂殼不可旋轉地且軸向固定地連接。所述轉子側飛輪元件與所述轉子不可旋轉地連接，並且在相對於所述轉子和所述轂殼的軸向方向上在飛輪位置與接合位置之間可移動。滾動構件提供用於在所述輪轂側飛輪元件中的限定容納，以相對於所述輪轂軸支撐所述轂殼。所述輪轂側飛輪元件通過多個螺紋與所述轂殼連接，所述螺紋具有至少兩個單獨的軸向間隔開的螺紋槽。

Description

特別適用於自行車之輪轂

本發明涉及一種用於至少部分由人力驅動的車輛且具體用於自行車的輪轂，所述輪轂包含轂殼，具體而言所述轂殼借助於安置於轂殼的相對端區域上的兩個滾柱軸承相對於輪轂軸可旋轉地支撐。所述輪轂包含用於至少一個鏈輪的不可旋轉佈置的轉子，具體而言所述轉子借助於至少兩個轉子軸承相對於輪轂軸可旋轉地支撐。飛輪裝置設置在轉子與轂殼之間。

除了自行車之外，輪轂可以用於例如具有電力輔助驅動器的其它部分由人力驅動的車輛以及兩輪車中。具體而言，輪轂用於運動自行車中。在所有配置中，根據本發明的輪轂用於在正常和常規正確使用時至少部分由人力驅動的車輛且具體用於自行車中。

現有技術公開了包括飛輪的各種輪轂，使得踏板曲柄不會例如在下坡行駛期間保持旋轉。此飛輪還允許在後退時轂殼與轉子反向旋轉。

現有技術公開了具有棘齒飛輪的輪轂，其中棘爪可以在飛輪位置與接合位置之間徑向樞轉。這些輪轂 具有不同數目的棘輪爪並且傾向於示出對稱地分佈在圓周上的四個棘輪爪。在傳輸力時，棘輪爪與轉子中的齒接合。在重新開始踩踏板時傳輸旋轉力之前，相對較少數目的棘輪爪產生相對較大的旋轉角。

GB 668,943公開了一種用於自行車的飛輪輪轂，其示出擰入轂殼中的殼形部件，所述殼形部件的內表面形成滾珠軸承的滾珠的滾道，而徑向向外延伸壁具有在那裡形成的軸向齒，所述徑向向外延伸壁與軸向齒一起在轉子處形成軸向飛輪。由於軸向齒的較大齒數，當重新開始踩踏板時重新接合更快。此系統的缺點在於，當輪轂轉變到自由輪轉狀態和接合狀態時，轉子在軸向方向上移位。通過現今使用的系統，這可能導致換檔。此外，灰塵和濕氣可能進入飛輪和輪轂內部，從而阻礙或甚至完全禁用對騎乘者有危險的功能。

DE 94 19 357 U1公開了一種具有鋸齒盤式飛輪的輪轂，所述輪轂可靠地且非常快速地將驅動力從轉子傳輸到轂殼，而否則在使用者不啟動踏板時摩擦損耗相對較低。鋸齒盤式飛輪具有多個優點並且具體來說允許飛輪的快速回應。在此飛輪中，一對鋸齒盤傳輸轉子的前向旋轉力，而在後退時齒軸向脫離。已知輪轂本身的作用令人滿意並且用於體育運動和專業騎行領域。然而，存在以下缺點：例如在上坡騎行中作用於輪轂的高負載可能在輪轂中產生彎曲力矩以便使鋸齒盤略微傾斜，這導致經受較高力的齒產生更高磨損，因此耐久性受限並且鋸齒盤需要 儘早更換以避免故障。

DE 10 2010 033 268 A1公開了一種輪轂，其中兩個端齒元件形成軸向飛輪。在轂殼末端處的相鄰輪轂軸承對充當相對於輪轂軸的支架。缺點是相鄰輪轂軸承的高空間需求。此外，輪轂軸不具有任何徑向肩部，因此所述輪轂軸無法用於軸向地支撐輪轂組件。因此，為了軸向地支撐輪轂，軸向力在一側上借助於其滾動構件從滾柱軸承傳輸到轂殼中，並且在另一側上，所述軸向力經由安置於輪轂軸上的套筒元件通過滾柱軸承的滾動構件耗散。在以簡化圖示出的另一實施例中，一個或兩個輪轂軸承容納在端齒組件的內側上，並且在以簡化圖示出的又一實施例中，軸向飛輪的端齒在輪轂軸承的外軸承圈處一體地形成，以便能夠在僅適用一個輪轂軸承的情況下節省軸向安裝空間。然而，缺點在於軸向力必須再次通過軸承的滾動構件徑向傳輸到轂殼中。飛輪必須配置用於高達400Nm和更高的旋轉力。這表示在操作過程中，擰入轂殼中的端齒組件保持不斷被進一步推入轂殼中，以引起轂殼的局部高壓縮。高負載可以導致局部輪轂殼變形。變形還涉及軸承座或軸承殼的變形，這可能產生關於輪轂的耐久性的大量缺點並且還產生不利的騎行特性。由於轂殼的局部彎曲引起的重大變形可能導致轂殼破裂，或者壁厚需要加固，然而這樣會增加重量。

此外，公開了具有鋸齒盤飛輪的輪轂，所述輪轂具有帶有軸向齒的飛輪，其中軸向齒固定地集成在轉 子中並且鋸齒盤借助於一個或多個彈簧不可旋轉地且軸向可移位地容納在轂殼中，並且在朝向轉子中的齒的方向上軸向偏置。相反，還公開了一種輪轂，所述輪轂包含鋸齒盤飛輪並且具有固定地集成在轂殼中的鋸齒盤，並且其中另一個鋸齒盤借助於彈簧在轂殼的方向上偏置。同樣，提供用於僅一個鋸齒盤的軸向可移動性的這兩個輪轂類型顯示由於體育運動或專業騎行中的高負載引起的以下缺點：一些齒經受更高負載和更快磨損，因此建議定期儘早更換鋸齒盤、轉子或甚至轂殼以避免故障。

可行替代方案是通過採用更硬且因此更重的材料或通過採用將增加重量的更大壁厚來使具有鋸齒盤飛輪的輪轂的總體配置更硬。然而，由於在體育運動和專業騎行中每一克重量都計數，因此這無法提供所需解決方案。

EP 1 121 255 B1公開了一種輕質輪轂，所述輕質輪轂具有鋸齒盤飛輪並顯示可靠功能，其中鋸齒盤的齒更均勻地受到應力。此輪轂使用一對鋸齒盤，兩個鋸齒盤軸向可移動並且借助於彈簧從外部朝向彼此軸向推動。兩個鋸齒盤因此被浮動地支撐並且例如，在輪轂彎曲或給定其它類型的應力的情況下，兩個鋸齒盤可以顯示彼此更佳定位，以便提供對鋸齒盤的更均勻磨損和特別可靠的操作。然而，需要甚至更硬的輪轂。

因此，在現有技術的背景下，本發明的目標 是提供一種也輕質或又更輕質的輪轂，所述輪轂在操作時提供結構上微小或極小的變形並且具體而言在配置中更輕質且更硬。

此目標通過具有根據請求項1所述的特徵的輪轂解決。本發明的優選具體實施方式是附屬請求項的主題。本發明的其它優點和特徵可以從大體描述以及對示例性實施例的描述獲取。

根據本發明的輪轂提供用於(在正常和常規正確使用時)至少部分由人力驅動的車輛且具體用於兩輪車，且優選地自行車，並且包括轂殼，所述轂殼相對於輪轂軸且具體而言在輪轂軸上可旋轉地支撐(具體而言借助於安置於轂殼的相對端區域上的兩個滾柱軸承)。所述輪轂包括轉子，所述轉子相對於輪轂軸(且具體而言，借助於轉子軸承在輪轂軸上)可旋轉地支撐(具體而言借助於至少兩個轉子軸承)，並且在操作中特別優選地在軸向方向上固定或軸向固定安置，以不可旋轉地安置至少一個鏈輪。包括具有兩個相互作用的飛輪元件的飛輪裝置，即，輪轂側飛輪元件和轉子側飛輪元件。兩個飛輪元件各自包括用於彼此互相嚙合的軸向接合元件，並且兩個飛輪元件至少在飛輪位置與互相嚙合的接合位置之間在軸向方向上相對於彼此可移動。輪轂側飛輪元件(以及在那裡形成的軸向接合元件)與轂殼不可旋轉地且軸向固定地連接。轉子側飛輪元件(以及在那裡形成的軸向接合元件)與轉子不可旋轉地連接並且至少在飛輪位置與接合位置之間相對 於轉子和轂殼在軸向方向上可移動。輪轂側飛輪元件提供用於滾動構件的限定容納，以相對於輪轂軸支撐轂殼。輪轂側飛輪元件通過(多個)螺紋與轂殼連接，所述螺紋顯示至少兩個單獨的軸向間隔開的螺紋槽。

這表示輪轂側飛輪元件與轂殼之間的螺紋連接具有至少兩個單獨的軸向間隔開的螺紋槽。具體而言，輪轂側飛輪元件具有至少兩個單獨的軸向間隔開的螺紋槽，所述螺紋槽借助於配合的(形狀以及具體而言數目)螺紋槽擰入轂殼中。

在本發明的意義上，措辭“輪轂側飛輪元件提供用於滾動構件的限定容納”應理解成表示滾動構件間接地或直接地示出輪轂側飛輪元件中的限定容納。“限定容納”表示滾動構件的位置相對於輪轂側飛輪元件限定。例如，配備有滾動構件的滾柱軸承可以按壓或插入到輪轂側飛輪元件中，並且例如固定地附接到輪轂側飛輪元件。或者，可以提供滾動構件，以便在輪轂側飛輪元件的表面上進行限定滾動。

根據本發明的輪轂具有多個優點。具體而言，根據本發明的輪轂允許輕質和剛性的架構。通過在轂殼與輪轂側飛輪元件之間的螺旋連接中提供至少兩個螺紋槽來實現顯著優點。轂殼和輪轂側飛輪元件彼此擰緊，其中轂殼螺紋和/或輪轂側飛輪元件螺紋各自具有至少兩個單獨的軸向間隔開的螺紋槽。此結構實現增加的螺紋槽梯度。梯度角較大，因此在擰緊狀態下有效的軸向力較低。 因此，作用於轂殼的壓力較低。只要螺紋槽的形狀和配置匹配，就可以為輪轂側飛輪元件和轂殼提供不同數目的螺紋槽。例如，輪轂側飛輪元件可以示出具有兩個螺紋槽以及例如一個周向矩形槽的多個外螺紋，以便提供三個周向結構。即使僅兩個螺紋槽接合，此結構也擰入具有三個螺紋槽的內螺紋中，從而提供穩定性。

在所有配置中，至少一個螺紋槽優選地示出至少1.8mm或2.0mm或至少2.5mm，且具體而言至少3mm，以及優選地至少3.5mm或4mm或5mm或6mm或更多的梯度。具體而言，梯度大於螺紋槽數目乘以1.0mm以及優選地1.5mm。因此，給定兩個螺紋槽，梯度優選地大於2mm(3毫米)，並且給定三個螺紋槽，梯度優選地大於3mm(4.5mm)。

給定比現有技術中(例如，1mm)大的梯度(例如，1.5mm或2mm)，仍可以插入更精細螺紋，以便為轂殼中的螺紋環提供仍然更佳的引導。這允許增強飛輪元件的居中。此外，由於幾何條件改變，軸向力較低。

在操作中，驅動扭矩在螺旋方向上推動輪轂側飛輪元件，使得驅動力導致轂殼上以及轂殼內的壓力增加。然而，出於重量原因，轂殼通常由輕質材料製成。此外，壁厚盡可能減小，以減小重量和氣動阻力(較小截面面積)。

這兩個因素導致現有技術轂殼由於發生的負載而產生可能局部變形。在缺陷或太窄尺寸的情況下， 高負載可能導致現有技術轂殼破裂，進而導致高損傷可能性。更堅固材料的替代物引起重量增加或明顯更高成本。

本發明提供顯著優點，因為軸向作用力顯著減小。雙節距(或三節距)或n節距螺紋使梯度角加倍(三倍)，或將梯度角乘以“n”，同時節距保持不變。總體上，在軸向方向上軸向向內作用到轂殼中的力顯著較低，因此不會發生轂殼變形或發生至少顯著減小的變形。壁厚度可以減小，同時增加安全性。使軸承座變形的力較小。這樣在給定高負載情況下實現增強的騎行特徵。

減小了自保持性，這對於負載也是有利的。但是，螺紋的自保持性仍足夠。不必擔心自主分離。此外，當拆除或更換輪轂側飛輪元件時，分離顯著更簡單。

總體上，本發明減小總重量和氣動阻力，同時在負載下的穩定性增加。

具體而言，轂殼至少部分或全部由輕金屬合金，例如，鋁合金和/或鎂合金和/或碳和/或纖維增強塑膠組成。

優選地，轂殼包含(至少)一個附接部分和(至少)一個居中部分。具體而言，輪轂側飛輪元件包含(至少)一個附接區域和(至少)一個居中區域。隨後，附接區域與附接部分連接且具體而言擰入附接部分，並且居中區域居中於居中部分上。

此外，此具體實施例的顯著優點在於，輪轂側飛輪元件在轂殼中的限定容納。因此，組裝車輪以及更 換輪轂元件顯示顯著改進的可再現性。在其滾柱軸承座在飛輪元件上進行配置的輪轂的情況下，由申請人執行的試驗和測試表明，更換輪轂元件顯示出相當大的車輪居中誤差。考慮到例如制動鉗在制動墊塊與輪緣上的制動區域之間提供非常窄的間隙，此居中誤差可能具有相當嚴重的後果。

如果出於維護的目的，例如，限定容納在其中或壓入的輪轂側飛輪元件或滾珠軸承將更換，那麼整個車輪可能需要重新居中。例如，在擰入轂殼中的輪轂側飛輪元件的情況下，這些居中誤差的重要原因是螺旋連接無法確保精確居中。輪轂側飛輪元件的精確徑向位置一般來說取決於製造公差，且確切地說，還取決於製造類型和螺紋類型。因此，給定基本相同的輪轂側飛輪元件，螺紋可以由於螺紋梯度而在略微偏移處開始。當擰入不同(儘管本身相同地製造)輪轂側飛輪元件時，這可能此外導致略微徑向偏移，以及任選地略微不同定向。由於輪轂側飛輪元件和轂殼的徑向不同尺寸，徑向位置可以不同，即使輪轂側飛輪元件例如牢固地擰入轂殼中。

由於輪轂(相應地輪轂側飛輪元件)和車輪的不同直徑，這些差異(即使最小)顯著增強，其中這些差異相應地導致增強的偏轉，這可能由於例如輪轂內部中的部件更換而引起車輪的不充分居中。這可能需要完全重新居中或拆除，然後重新組裝。

因此，本發明借助於將飛輪元件的附接區域 與輪轂的附接部分連接，以及通過在輪轂的居中部分上引導或居中飛輪元件的居中區域來提供有利解決方案。這允許在組裝和更換輪轂部件時顯著減小偏差。

將滾動構件或滾柱軸承集成在輪轂側飛輪元件中允許選擇滾柱軸承的橫向軸向距離，用於支撐比迄今為止常見的轂殼顯著大的轂殼。這樣還允許顯著改進配備其的車輪的橫向剛度。

轉子以及轂殼安置於飛輪位置和接合位置兩者中的相同軸向位置中。在接合位置中，驅動旋轉方向上的驅動扭矩可以從轉子傳輸到轂殼。在飛輪位置中，轉子和轂殼優選地彼此分離，其中隨後在飛輪位置中，在轂殼與轉子之間不傳輸旋轉力或傳輸不顯著旋轉力。

具體而言，軸向接合元件軸向突出和/或在軸向方向上作用。

輪轂側飛輪元件是單獨部件並且不與轂殼一體地形成，因為轂殼傾向於由輕質材料，或例如輕金屬或纖維複合材料的若干輕質材料的一個或多個元件組成，而飛輪元件至少部分由(至少)一/一個更堅固且因此通常更硬的材料製成。例如，鋼是用於飛輪元件的合適材料。

當依序安裝輪轂側飛輪元件的兩個零件時(例如，在維護期間)，隨後徑向定位通過居中部分限定並且很大程度上相同。如果零件不同，那麼實現相同徑向定位。因此，很大程度上避免在定向上或居中車輪上的差異。即使在更換輪轂側飛輪元件和/或滾動構件或滾柱軸承 之後，車輪可以立即使用並且不需要重新居中或甚至拆除。

輪轂側飛輪元件與轂殼之間的徑向公差或徑向間隙優選地在附接部分中比在居中部分中大。徑向公差還理解為包含間隙。因此，取決於公差和製造，可以在附接部分(不存在居中部分)中產生徑向不同位置。

在組裝狀態下，由於輪轂側飛輪元件與轂殼固定地連接，因此不存在實際間隙。然而，產生的實際徑向定位取決於安裝之前的給定公差，相應地間隙。取決於所使用的組合件和元件(在可容許的製造公差內)，可以產生不同徑向定位，儘管顯示微小的絕對偏差，但是所述不同徑向定位可以顯示由於充分利用而顯著增加的效果。

在優選配置中，在居中部分處在輪轂側飛輪元件與轂殼之間的徑向公差(徑向間隙)小於在附接部分處的徑向公差的一半。具體而言，居中部分中的徑向公差小於附接部分中的徑向公差的1/4。

在優選的具體實施例中，居中部分顯示小於20μm徑向公差或間隙，且具體而言，小於10μm並且優選地小於5μm或甚至小於3μm的徑向公差的自由配合。

在特別優選的配置中，在居中部分和居中區域中形成過渡配合。這表示取決於當前的製造，可以提供鬆散的自由配合或(優選地鬆散的)過盈配合。取決於實際尺寸，可能存在略微的尺寸不足或尺寸過大。

“居中區域”和“附接區域”應理解成表示主體的具體物理部分或部件。

在其它優選實施例中，在居中部分和居中區域中配置過盈配合或過大配合。內部部件總是大於外部部件。在組裝時，外部部件(通常轂殼)略微延長。優選地，提供在0μm與約20μm之間的範圍中，具體而言，大致5μm+/-5μm的尺寸過大。

過盈配合(以及過渡配合)允許實現輪轂側飛輪元件的精確限定定向，以及因此還分別實現滾柱軸承或滾動構件的精確限定定向。即使在拆除並隨後使用相同或更換元件重新組裝輪轂之後，居中也不需要任何修整工作。具體而言，在更換元件的情況下，防止輪緣軸向移位十分之幾或可能少至1/10或2/10毫米。

在特別優選的配置中，附接部分和附接區域各自具有螺紋，所述螺紋具有兩個、三個或更多個匹配螺紋槽用於螺旋連接。優選地，附接區域顯示(多個)外螺紋以擰入(多個)內螺紋中，所述內螺紋擰入轂殼的附接部分中。或者，飛輪元件可以內部帶螺紋，以擰入轂殼短柱上。在所有配置中，螺紋槽特別優選地與在軸向方向上交替的第一螺紋槽和第二螺紋槽平行延伸且彼此相鄰。

在所有配置中，輪轂側飛輪元件優選地包括軸向主體部分。

優選地，轂殼包含用於支撐輪轂側飛輪元件和/或滾柱軸承的至少一個肩部。優選地，墊圈安置於轂殼中的肩部與輪轂側飛輪元件之間。

特別優選地，墊圈與轂殼的接觸面大於墊圈 與輪轂側飛輪元件的接觸面。與轂殼的接觸面比與輪轂側飛輪元件的接觸面大優選地至少25%，以及優選地至少50%，以及特別優選地至少75%。這允許在轂殼上實現有效的壓力分佈，這樣明顯減少轂殼上的局部負載。

為此目的，墊圈優選地由比轂殼的材料更硬的材料和/或比鋁更硬的材料組成。墊圈優選地至少部分或完全由例如鋼的材料組成。

在優選的具體實施例中，附接區域具有比居中區域大的外徑。具體而言，給定此配置，輪轂側飛輪元件可以優選地包括從軸向主體部分(徑向或傾斜)向外延伸的向外突出附件。隨後，居中區域優選地形成於(徑向向外)附件上。

隨後，具體而言止動器形成於附件的軸向內表面上，所述附接在安裝時緊靠轂殼的徑向肩部。

軸向主體部分的前表面也可以具有止動器，所述止動器在安裝狀態下擱置在轂殼的肩部(徑向肩部)上。

包含止動器的這些配置的顯著優點在於，當按預期組裝時，輪轂側飛輪元件分別緊靠轂殼的徑向肩部。即使在擰入輪轂側飛輪元件時，這也在轂殼中實現足夠穩定的支撐。此配置可靠地防止輪轂側飛輪元件在操作中進一步不斷穿透轂殼。

具體而言，輪轂側飛輪元件包括從軸向主體部分向內延伸的環形凸緣。環形凸緣的軸向外表面優選地 具有具體而言呈軸向齒形狀的接合元件。

在有利的具體實施例中，輪轂側飛輪元件包括軸向主體部分，所述軸向主體部分具有內部中心接納空間以及在那裡形成的軸承座和在那裡接納的滾柱軸承，以可旋轉地支撐轂殼。滾柱軸承隨後包括滾動構件。優選地，滾柱軸承擱置在墊圈上。

在替代方案中，外軸承環還可以分別在軸向主體部分的內側上直接在輪轂側飛輪元件中形成。隨後，輪轂側飛輪元件的內周表面形成滾柱軸承的外環以及因此形成滾道。輪轂側飛輪元件形成顯示滾柱軸承的限定容納的軸承座以可旋轉地支撐轂殼的事實允許軸承的橫向距離增加若干毫米，以相對於輪轂軸支撐轂殼。這已實現輪轂的顯著增加剛度。在踩踏板期間作用的任何彎曲力矩顯著減小。用於傳輸驅動扭矩的施力表面與軸承位置之間的橫向軸向距離顯著短於現有技術，因為滾柱軸承徑向向內容納在輪轂側飛輪元件中。所述距離甚至可以減半。此外，轂殼的滾柱軸承的橫向軸向距離顯著增加。用於相對於輪轂軸支撐轂殼的滾柱軸向可以成為轂殼軸承。同時，輪轂側飛輪元件處的向外突出附件在操作時顯示限定的緊靠轂殼中的肩部，所述向外突出附件允許提供特別穩定且可靠的輪轂。

另一優點是還可以放大兩個轉子軸承之間的距離，以便在此處實現增加的剛度。輪轂的架構更簡單也是非常有利的。輪轂軸不需要增厚來增加剛度。

同時，本發明允許整體明顯更輕質的輪轂架構，此外結合了更高剛度。通過輪轂側飛輪元件的更輕質配置實現重量優勢。通過將轂殼，相應地輪轂套筒分別配置有較薄壁來實現另一重量優勢。提供已知現有技術，以使轂殼將滾柱軸承以及與其相鄰的鋸齒盤包圍在轂殼中。然而，必須遵守轂殼的最小壁厚以確保所需穩定性。在已知現有技術中，與本發明相比，這導致轂殼在明顯更大的軸向區域上顯示出相當大的壁厚。因此，本發明實現更高剛度以及更低重量。另外，所需部件的數目較少，以便簡化架構以及組裝和維護。此外，徑向向外突出附件可以將轂殼中的輪轂側飛輪元件的接觸壓力分配在較大直徑上，因此實現減小的表面壓力。徑向向外突出附件有助於輪轂側飛輪元件更深地進入轂殼中。

通過本發明節省軸向安裝空間。已從EP 1 121 255 B1已知的現有技術的情況相比，轂殼和轉子可以具有更寬的軸向支架。

在本發明中，輪轂側飛輪元件具有內部和中心接納空間，所述內部和中心接納空間具有軸承座以及在那裡接納的滾柱軸承，以可旋轉地支撐轂殼以便加固輪轂。本發明允許增加轂殼的滾柱軸承的軸向距離。轂殼可以總體上支撐在明顯更寬的基礎上，因此顯著改進配備其的車輪的橫向剛度。

在優選的具體實施例中，兩個飛輪元件通過至少一個偏置裝置在接合位置中偏置。飛輪元件優選地各 自包括配置在前表面上的接合元件(在兩個飛輪元件處)，所述接合元件在接合位置中彼此嚙合。以此方式，在接合位置中，接合元件將驅動方向上的旋轉運動從轉子傳輸到轂殼。在飛輪位置中，飛輪元件相對於彼此的旋轉以及因此轂殼相對於轉子的旋轉是可能的。具體而言，轉子側飛輪元件在輪轂側飛輪元件的方向上通過偏置裝置推動。

在所有配置中，飛輪元件優選地各自包括軸向齒。具體而言，飛輪裝置被配置為鋸齒盤飛輪。隨後，接合元件優選地通過軸向齒提供，所述軸向齒具體而言通過至少一個彈簧或多個彈簧或彈簧構件偏置到接合位置。每個飛輪元件上的接合元件的數目具體而言在16與80之間，且具體而言在18與72之間。這允許非常快速的回應。

優選地，轉子側飛輪元件不可旋轉地且軸向可移動地容納在轉子上，並且輪轂側飛輪元件不可旋轉地且具體而言還軸向固定地與轂殼耦合。轉子側飛輪元件具體而言配置為，或包括鋸齒盤，並且其前表面顯示軸向齒。

在優選的具體實施例和配置中，輪轂側飛輪元件的軸向主體部分，相應地軸向主體部分的至少一部分在設計上是管狀的，並且可以被稱為管狀主體部分。在優選配置中，軸向或管狀主體部分具有圓形外部截面。隨後，圓形外部截面具體而言具有外螺紋，當組裝時，軸向(管狀)主體部分優選地通過所述外螺紋擰入轂殼的內螺紋中。隨後，軸向(管狀)主體部分軸向固定地且不可旋轉地與轂殼連接。管狀主體部分優選地配置成基本上圓柱形。

在優選實施例中，配置軸向主體部分，使得具有向外突出附件和向內突出環形凸緣的軸向主體部分顯示(至少基本上)T形截面。隨後，環形凸緣和附件可以軸向重疊，或至少大致位於相同軸向位置中。還可設想S或Z形截面。在T形截面的情況下，“T”的橫杆以及因此環形凸緣和附件優選地軸向向外安置，而軸向或管狀主體部分進一步向內延伸到轂殼中，相應地延伸到輪轂中。此配置以及例如此T形截面允許緊湊結構以及在負載下的高穩定性。環形凸緣的軸向外表面(相對於輪轂)配備有接合元件。附件的軸向內表面(相對於輪轂)提供止動器，所述止動器(在組裝狀態下)擱置在轂殼中的徑向肩部上。這在轂殼中提供更大量的材料，用於可靠地傳輸作用於轂殼的力以便提供輕質但穩定的輪轂。

軸承座優選地配置在軸向和/或管狀主體部分上，且具體而言，從軸向和/或管狀主體部分徑向向內配置。

在徑向部分中的另一配置中，輪轂側飛輪元件的截面優選地基本上是L形，其中“L”的一個支腿形成軸向或管狀主體部分，並且L的另一個支腿在徑向方向上(徑向向內)延伸並且配備有接合元件。具體而言，在不存在徑向向外附件的情況下，存在此L截面。

優選地，輪轂側飛輪元件容納多於2/3的滾柱軸承的軸向寬度。具體而言，滾柱軸承的相當大部分，相應地最重要部分顯示在輪轂側飛輪元件的軸承座上的限 定容納。優選地，輪轂側飛輪元件容納多於50%以及特別優選地多於75%的滾柱軸承的軸向寬度。在優選配置中，輪轂側飛輪元件容納大致80%與90%之間或80%與99.5%之間，且具體而言90%與99.5%之間的滾柱軸承的軸向寬度。優選地，在軸向主體部分的軸向向內前表面與轂殼之間存在淨距離(在軸向方向上)。淨距離在軸向主體部分的軸向向內前表面與轂殼之間產生間隙，並且具體而言所述間隙大於0.02mm，以及優選地在0.03mm與1.5mm之間，具體而言在0.05mm與0.6mm之間，以及優選地在0.08mm與0.35mm之間。在優選配置中，淨距離在容納在輪轂側飛輪元件上的滾柱軸承的軸向長度的0.5%與5%之間。如果存在徑向向外附件，則具體而言相應地此配置是優選的。淨距離引起由徑向向外突出附件限定的軸向主體部分的軸向位置，並且防止軸向主體部分進一步不斷擰入。具體而言，輪轂側飛輪元件的徑向向外突出附件徑向向外突出軸向主體部分，並且當安裝時，所述徑向向外突出附件擱置在轂殼的徑向肩部上。這樣實現輪轂側飛輪元件的軸向限定位置。向外突出附件可以被配置為單個附件，或者提供(對稱地)分佈在圓周上的若干附件。或者，附件可以被配置為周向凸緣，所述軸向凸緣具體而言從軸向主體部分的軸向向外端徑向向外延伸。

在所有配置中，輪轂側飛輪元件優選地包括環形凸緣，所述環形凸緣的前表面(軸向向外)提供有接合元件。具體而言，環形凸緣在軸向主體部分的軸向向外 端上徑向向內延伸。隨後，如上所述，環形凸緣形成T或L的向內突出的徑向支腿。

優選地，徑向軸承肩部形成於轂殼中，用於容納在輪轂側飛輪元件中的滾柱軸承的限定軸向對準。滾柱軸承，相應地滾柱軸承的外環具體而言位於轂殼中的徑向軸承肩部與環形凸緣之間的軸向限定位置中。優選地，在一個軸向側上提供限定間隙，並且在另一軸向側上安置滾柱軸承而沒有間隙。因此，防止了不利的過度限定。優選地，容納在輪轂側飛輪元件中的滾柱軸承(具體來說，其外環)與環形凸緣的軸向內表面之間形成自由距離。自由距離提供軸向間隙。具體而言，自由距離大於0.02mm或0.05mm。自由距離優選地大於0.1mm或大於0.2mm，並且可以高達以及大於0.5mm或1mm。具體而言，在環形凸緣的軸向內表面與用於轂殼的飛輪側滾柱軸承的外環之間提供自由距離。在優選配置中，自由距離在0.02mm與0.35mm之間。

轂殼的飛輪側滾柱軸承的外環抵靠於轂殼中的徑向軸承肩部，或具體而言通過其軸向進一步向內末端抵靠墊圈，以便引起滾柱軸承的限定對準。可以在軸向主體部分的軸向向內前表面與轂殼之間配置淨距離(在軸向方向上)，並且在容納在輪轂側飛輪元件中的滾柱軸承與環形凸緣的軸向內表面之間形成自由距離。優選地，淨距離和自由距離大致相同。由於組成部件的現有公差以及製造和安裝公差，淨距離和自由距離可以配置為不同的。 淨距離和自由距離各自防止安裝輪轂中的過度限定。

在輪轂側飛輪元件的軸向主體部分在其軸向向內端處擱置在轂殼中的(徑向)肩部上以及優選地不配置徑向向外突出附件的配置中，滾柱軸承特別優選地完全(100%)容納在輪轂側飛輪元件內。如上所述，在滾柱軸承的軸向向外端與輪轂側飛輪元件的環形凸緣的軸向向內壁之間存在較小間隙。在此配置以及其更多具體實施例中，容納在輪轂側飛輪元件中的滾柱軸承的(外環的)軸向向內端擱置在轂殼中的徑向肩部上，輪轂側飛輪元件的軸向主體部分的軸向向內端(止動器)擱置在所述徑向肩部上。優選地，如上所述，墊圈安置於轂殼中的徑向肩部與滾柱軸承和軸向主體部分的軸向向內止動器之間。墊圈可以將軸向壓力分佈在較大表面上。

在有利配置中，偏置裝置容納在轉子側飛輪元件中。偏置裝置可以包括彈簧或若干彈簧，例如，一個(或多個)螺旋彈簧和/或通過磁力作用的至少一個彈簧。具體而言，偏置裝置基本上完全以及特別優選地完全容納在轉子側飛輪元件的內部。這樣關於軸向安裝空間提供相當大的優點，因為轉子側飛輪元件不會或僅極少在軸向方向上延伸，以便允許節省軸向安裝空間。這允許進一步增加輪轂剛度。偏置裝置同樣可以磁性地操作並且根據吸引或排斥磁力的原理工作。隨後，偏置裝置的一部分可以安置在轉子外部。

具體而言，轉子側飛輪元件包括特別是圓柱 形的引導部分，所述圓柱形引導部分具有與轉子中的匹配或適配非圓形內部輪廓嚙合的非圓形外部輪廓，以實現轉子側飛輪元件相對於轉子的軸向可移動性並且提供轉子與轉子側飛輪元件之間的不可旋轉耦合。

在優選配置中，轉子側飛輪元件的前表面端被配置為具有安置在那裡(在前表面上)的接合元件的轉子側環形凸緣。

優選地，具有引導部分以及安置於前表面上的轉子側環形凸緣的轉子側飛輪元件顯示在徑向方向上大致L形的截面。通過引導部分形成軸向對準的支腿。通過轉子側環形凸緣的前表面形成徑向對準支腿。

優選地，偏置裝置通過接合元件在輪轂側飛輪元件的方向上推動轉子側環形凸緣的前表面。隨後，偏置裝置優選地擱置在轉子側環形凸緣的內側上。

轉子側環形凸緣和(圓柱形)引導部分優選地基本上形成轉子側飛輪元件。引導部分和轉子側環形凸緣特別優選地整體地製造。

特別優選地，偏置裝置相對於轉子軸承軸向向外(緊密地)支撐，以可旋轉地支撐轉子。隨後，偏置裝置特別優選地直接和緊密地支撐在轉子軸承的外部軸承環上。

在所有配置中，用於支撐轂殼的軸承以及用於支撐轉子的轉子軸承優選地被配置為滾柱軸承，且具體而言配置為深槽滾珠軸承，包括外部軸承環(還稱為外環)、 內部軸承環(還稱為內環)以及具體而言安置於滾動構件保持架中的滾動構件。

例如，如果圓盤安置於轉子軸承與偏置裝置之間，則偏置裝置可以間接地支撐在轉子軸承上。將偏置裝置緊密地支撐在轉子軸承上允許特別節省空間的架構，無論如何，偏置裝置被配置成圓柱形螺旋彈簧。在其它配置中，還可以採用支撐在轉子軸承或其它元件的外部上的多個單彈簧。

優選地，密封裝置設置在轉子與轂殼之間。具體而言，密封裝置包括至少轉向一次的非接觸式曲徑間隙。此外，密封裝置優選地包括具體而言在曲徑間隙下游的至少一個接觸密封唇。具體而言，密封裝置盡可能廣泛地且具體而言最廣泛地防止水和灰塵進入飛輪裝置。密封唇優選地設置在比曲徑間隙進一步向內的位置。

在所有配置中，特別優選的是，轉子以及優選地輪轂提供用於在很大程度上或完全無工具拆卸。轂殼優選地插入，限動器具體而言插入(插入或優選地推入)，並且輪轂任選地與輪轂側飛輪元件間隔開，優選地提供用於完全無工具拆卸。輪轂側飛輪元件可以同樣提供用於無工具拆卸。這樣有助於組裝和拆卸以及因此還有助於維護或維修。

當組裝時，輪轂的夾持力優選地通過轂殼的滾柱軸承的內環以及轉子軸承的內環支撐。具體而言，至少一個套筒主體各自安置用於在轂殼的飛輪側滾柱軸承與 飛輪側轉子軸承之間以及在兩個轉子軸承之間進行夾持力的形狀配合力傳輸。以此方式，提供形狀配合以及確切地說穩定的輪轂。軸承的滾動構件不需要在框架或車叉子中傳輸輪轂的軸向夾持力。

優選地，在輪轂軸上配置兩個且具體而言恰好兩個徑向凸起。兩個徑向凸起優選地配置在滾柱軸承的區域中以支撐轂殼。優選地，徑向凸起在軸向向內面上示出壁厚的(連續或逐漸或均勻或階梯式)增加，並且肩部各自配置在軸向向外側上。這些肩部可以充當用於滾柱軸承的內軸承殼體的止動器以支撐轂殼。任選地，例如圓盤或套筒的間隔件可以插入止動器與滾柱軸承之間。在所有這些配置中，力可以通過輪轂軸和間隔件，例如，圓盤、套筒主體以及滾柱軸承的內軸承殼體傳輸。

特別優選地，輪轂軸配置成圓柱形，並且除了滾柱軸承擱置在其上以支撐轂殼的徑向凸起之外，輪轂軸顯示基本恒定直徑以及基本恒定壁厚度，其中直徑和壁厚度的變化小於25%以及優選地小於15%。輪轂軸內部的配置特別優選地是圓柱形。

優選地，安置於轂殼的相對端區域上的滾柱軸承通過其相應內環軸向向內擱置在輪轂軸的徑向凸起上。輪轂軸因此用於形式配合力傳輸。

特別優選地，滾柱軸承和/或轉子軸承中的至少一個被配置成深槽滾珠軸承，且具體而言配置成可商購和/或標準化深槽滾珠軸承。滾柱軸承和/或轉子軸承中的 至少一個優選地具有滾動構件保持架和/或軸承密封件，所述軸承密封件直接附接到滾柱軸承並且防止水和/或灰塵進入滾柱軸承的內部。

在所有配置中，輪轂優選地設計用於與通軸一起使用。優選地，輪轂包括通軸。

優選地提供推動到軸或輪轂軸上或插入輪轂軸中的限動器。可以提供可更換的限動器，其中一組限動器被配置成容納通軸，並且另一組限動器提供用於容納例如快速釋放。後一組限動器顯示軸向向外圓柱形肩部，所述軸向向外圓柱形肩部被配置成接納在框架的凹部中，並且所述軸向向外圓柱形肩部的外徑在輪轂軸的中心區中優選地小於輪轂軸的內徑。當輪轂提供有兩組限動器時，用戶可以選擇是否將限動器與通軸或快速釋放一起使用。稍後改裝也是可能的。

所有配置可以具有多於兩個滾柱軸承來支撐轂殼。隨後，無論如何(至少)一個滾柱軸承安置於兩個末端區域中的每個末端區域上。同樣，可以採用多於兩個轉子軸承。

在另一配置中，根據本發明的用於至少部分由人力驅動的車輛且具體用於自行車的另一輪轂包括相對於輪轂軸可旋轉地支撐的轂殼、可旋轉支撐的轉子以及飛輪裝置，所述飛輪裝置具有兩個相互作用的飛輪元件，即輪轂側飛輪元件和轉子側飛輪元件。兩個飛輪元件各自包括用於彼此嚙合的軸向接合元件。輪轂側飛輪元件與轂殼 不可旋轉地且軸向固定地連接。轉子側飛輪元件不可旋轉地與轉子連接，並且在相對於轉子和轂殼的軸向方向上至少在飛輪位置與接合位置之間可移動。輪轂側飛輪元件通過螺紋與轂殼連接，所述螺紋包括至少一個螺紋槽，所述螺紋槽顯示至少2.5mm，且具體而言3mm，以及優選地至少3.5mm或4mm或5mm或6mm或更多的梯度。輪轂側飛輪元件提供用於滾動構件的限定容納，以相對於輪轂軸支撐轂殼。

此輪轂同樣非常有利，因為較低軸向力作用於轂殼。優選地，轂殼通過安置於轂殼的相對端區域上的兩個滾柱軸承可旋轉地支撐在輪轂軸上，並且轉子通過兩個轉子軸承可旋轉地支撐在輪轂軸上。優選地，螺紋具有多個並且包括兩個或更多個單獨螺紋槽。在所有配置中，此輪轂可以顯示上述輪轂的至少一個特徵(或許多或所有特徵)。

1:輪轂

2:轂殼

2a:附接部分

2b:居中部分

2c:內螺紋

2e:螺紋槽

2f:螺紋槽

3、4:末端區域

5:輪轂軸

6、7:轉子軸承

8:轉子

9:飛輪裝置

10:輪轂側飛輪元件

10a:附接區域

10b:居中區域

10c:外螺紋

10d:軸向齒

10e、10f:螺紋槽

11:接納空間

12:軸承座

13:軸向主體部分

13a:軸向向內前表面

13b:淨距離

13d:止動器

14:滾柱軸承

14a:軸向向內端

14b:軸向向外端

15a:公差、間隙

15b:公差、間隙

16:軸向寬度

16a:距離

17:附件

17c:軸向內表面

17d:止動器

18:環形凸緣

18b:軸向外表面

18c:軸向內表面

19:18的內表面

20:轉子側飛輪元件

20d:軸向齒

21:外部輪廓

22:10、20的前表面

23:圓柱形引導部分

24:滾柱軸承

25:通軸

26:軸承距離14、24

27:軸承距離6、7

28:轉子側環形凸緣

29:28的內表面

30:軸向方向

31:接合位置

32:偏置裝置

33:接合元件

35:2中的徑向肩部

36:2中的徑向軸承肩部

37:8中的內部輪廓

38:密封裝置

39、40:限動器

41、42:套筒主體

43、44:徑向凸起

45:T形

46:39的雙凸緣

47:40的密封凸緣

48:O型環

49:快速釋放

50:14的外環

51:24的外環

52:內環

53:滾動構件

55:50處的滾道

56:導槽

57:密封單元

58:密封環

60:6、7的外環

61:6、7的內環

62:墊圈

63:飛輪位置

70:內部輪廓

100:自行車

101:車輪、前輪

102:車輪、後輪

103:框架

104:車叉子、避震叉

105:後輪阻尼器

106:把手

107:車座

109:輪輻

110:輪緣

112:踏板曲柄

P:螺距

R:梯度

本發明的其它優點和特徵可以從將參考附圖在下文描述的示例性實施例中獲得。

圖中示出：圖1係山地車的示意性圖示；圖2係比賽自行車的示意圖示；圖3係根據本發明的輪轂的部分；圖4係圖3中的部分的放大細節；圖5係輪轂側飛輪元件的透視圖示； 圖6係根據圖5的輪轂側飛輪元件的部分；圖7係根據圖3的輪轂的分解圖；圖8係根據本發明的另一輪轂的部分；圖9係根據圖8的輪轂的輪轂側飛輪元件的透視圖示；圖10係根據圖9的輪轂側飛輪元件的部分；圖11係根據本發明的另一輪轂的部分；圖12a係圖11的放大細節；圖12b係圖11的輪轂側飛輪元件的側視圖；圖12c係圖11的輪轂側飛輪元件的透視圖；圖13圖12中的細節的示意性概略圖；圖14係根據本發明的另一輪轂的部分；圖15係來自圖14的放大細節；圖16係圖15中的細節的示意性概略圖。

圖1和2分別說明配備有根據本發明的輪轂1的山地車或比賽自行車100。山地車或比賽自行車100具有前輪101和後輪102。根據本發明的輪轂1用於後輪102。兩個車輪101、102具有輪輻109和輪緣110。可以提供常規制動鉗或其它制動器，例如盤式制動器。

自行車100包括框架103、把手106、車座107、車叉子或避震叉104，並且在山地車的情況下，可以提供後輪阻尼器105。具有踏板的踏板曲柄112用於驅動。任選地，踏板曲柄112和/或車輪可以具有電輔助驅動器。車輪的輪轂1可以通過通軸25或快速釋放49附接到框架。

圖3在部分中示出根據圖1和2的插入自行車中的後輪102中的輪轂1。

根據本發明的輪轂1包括轂殼2，所述轂殼分別借助於滾柱軸承24、14可旋轉地支撐在軸向端區域3和4中，以相對於輪轂軸5可旋轉並且當前緊密地位於輪轂軸5上。這表示滾柱軸承14、24各自直接安置於輪轂軸5上。

輪轂還包括轉子8，至少一個鏈輪安置於所述轉子上。具體而言，可以推動和附接或佈置鏈輪組。飛輪裝置9提供於轉子8與轂殼2之間，包括輪轂側飛輪元件10和轉子側飛輪元件20。為了防止水和灰塵滲透到輪轂1的內部且具體而言防止水和灰塵進入飛輪裝置9，密封裝置38配置在轉子8與轂殼2之間，包括曲徑狀密封間隙以及下游唇形密封件，所述下游唇形密封件接觸轉子並且可靠地防止飛輪中進入灰塵和水。

限動器39和40被推到輪轂軸的兩端上，在配備其的車輪未夾持在框架中時，所述限動器通過O型環48固定在輪轂軸上。限動器39和40各自具有密封凸緣46或47，從而防止輪轂1的末端中進入灰塵和水。此轉子側限動器40具有徑向密封凸緣47，而另一限動器39具有雙凸緣46，所述雙凸緣由一對徑向密封凸緣形成，在所述對徑向密封凸緣之間形成軸向距離和自由空間。

用於可旋轉地支撐轂殼2的滾柱軸承14、24擱置在輪轂軸5的凸起43、44中的徑向肩部上。凸起43和44各自從軸承14、24軸向向內定位。

在輪轂1的所有配置中，凸起43、44優選地示出輪轂軸5的略微較大徑向壁厚度。具體而言，此區域中的徑向壁厚度是其它區域中的徑向壁厚的約1.5倍與3倍之間。除了凸起43、44之外，輪轂軸5的配置基本上是空心圓柱體，並且顯示優選地小於25%，且具體而言小於15%或小於10%或小於5%或小於2%的壁厚度差。優選地，輪轂軸(包含凸起)的最大外徑與輪轂軸的最小內徑的關係小於2.0，且具體而言小於1.75以及優選地小於1.6。優選地，輪轂軸的最大外徑與輪轂軸的最小內徑的關係大於1.25，且具體而言大於1.4。

轉子8通過一對轉子軸承6和7可旋轉地(以及緊密地)支撐在軸5上。

滾柱軸承14在軸承座12上的限定位置中容納在中心接納空間11中的輪轂側飛輪元件10內。這樣允許節省相當大的軸向安裝空間，使得輪轂的穩定性和剛度可以增加。此外，輪轂1的總重量顯著減小。每個飛輪元件的重量以及轂殼的重量兩者都可以減小，因為在轂殼2的轉子側末端區域4中的壁厚度可以減小。

圖4示出圖3的放大細節，其中飛輪裝置9再次在接合位置31中示出，其中接合元件33(參看圖5)具體而言設計為飛輪元件10的軸向齒10d、20d(參看圖7)，並且飛輪元件20彼此不可旋轉地接合。配置接合元件33(參看例如圖5)，使得給定驅動方向上的旋轉方向，旋轉力可靠地傳輸到轂殼2，而給定相反旋轉方向，飛輪元件20 被軸向向外反向推動到偏置裝置32的偏置力，直到接合元件33鬆開，以便實現轉子相對於轂殼的旋轉。轉子側飛輪元件20具有引導部分23，所述引導部分示出非圓形外部輪廓21。非圓形外部輪廓21與轉子8中的匹配非圓形內部輪廓37嚙合，並且平行於轉子8中的軸向方向30軸向可移位。

此飛輪元件10在徑向截面上示出大致T形配置，其中軸向主體部分13在附接區域10a中具有多個外螺紋10c，所述外螺紋擰入轂殼中的附接部分2a中的內螺紋2c中，使得飛輪元件10與轂殼2軸向固定地以及(在驅動方向上)不可旋轉地連接。

以緊密配合方式將輪轂側飛輪元件10的居中區域10b接納在其中的居中部分2b用於輪轂側飛輪元件10以及容納在其中的滾柱軸承14的限定徑向定位。具體而言，配合幾乎不具有間隙。可以提供過盈配合，使得輪轂側飛輪元件10被壓入轂殼2中(在擰入期間)。此居中區域10b配置在環形附件17上。

圓柱形軸承座12從軸向主體部分徑向向內形成，其中容納轉子側滾柱軸承14以可旋轉地支撐轂殼2。當安裝滾柱軸承14時，所述滾柱軸承形狀配合地容納在軸向方向上，其具有在凸起44與套筒主體41之間的內環。

通過轉子軸承7的內環、套筒主體42、轉子軸承6的內環、套筒主體41、滾柱軸承14的內環在軸向方向30上從限動器40實現壓入配合，並且所述壓入配合隨後通過徑向凸起44引入到輪轂軸5中，所述壓入配合通過徑向 凸起43從所述輪轂軸傳輸到滾柱軸承24的內環，夾持力最終通過限動器39從所述內環耗散。

在安裝狀態下，向外突出以及周向配置的輪轂側飛輪元件10的附件17擱置在轂殼2內的徑向肩部35上。輪轂側飛輪元件10的位置通過轂殼中的徑向肩部35限定。

用於支撐轂殼的滾柱軸承14容納在中心接納空間11中的軸承座12上，並且通過輪轂側飛輪元件10和徑向軸承肩部36的環形凸緣18的內表面19在軸向方向上佔據轂殼2中的限定位置。優選地在環形凸緣18的內表面19與滾柱軸承14的外環50之間存在較小軸向間隙，同時滾柱軸承14擱置在轂殼2中的徑向軸承肩部36上而沒有間隙。

滾柱軸承14優選地具有用於密封滾柱軸承的密封單元57。同樣，另一滾柱軸承24和轉子軸承6和7優選地各自具有用於在兩側上密封的此密封單元57。

如可以從圖4中左下方或圖5中的放大細節獲得，輪轂側飛輪元件10具有多個外螺紋10c，所述外螺紋目前具有兩個螺紋槽10e和10f。因此，轂殼具有匹配的多個內螺紋2c，所述內螺紋目前具有兩個螺紋槽2e和2f。與顯示相同螺距的單螺紋螺旋連接相比，轂殼與輪轂側飛輪元件10之間的多個螺紋連接對轂殼施加較低軸向力。原因在於螺紋槽的梯度角度相當大，因此產生較小軸向力。由於自保持性較低，因此也促進了拆卸。由於較低軸向力， 因此轂殼經受較低負載。當耐久性增加時，壁厚度可以減小。

轉子側飛輪元件20在其前表面22上包括轉子側環形凸緣28，接合元件33配置在所述轉子側環形凸緣上。具體而言，轉子側環形凸緣28與轉子側飛輪元件20的圓柱形引導部分23整體地配置。在飛輪元件20的內部中，具體而言配置為螺旋彈簧的偏置裝置32優選地壓靠前面內表面29，使得飛輪元件20在接合位置31偏置。螺旋彈簧32在另一端優選地支撐在轉子軸承6的外環上。這樣實現最小軸向安裝空間，其中輪轂的剛度可以總體顯著增加。

如在圖3中所說明，實現用於可旋轉地支撐轂殼的滾柱軸承14和24之間的軸向距離26，所述軸向距離明顯大於現有技術中的軸向距離。這允許顯著增加輪轂的剛度和穩定性。軸向距離26的這種顯著增加幾毫米允許消除飛輪元件10和20的雙端浮動軸向支撐，同時仍提供輪轂的增加剛度。具體而言配置為鋸齒盤的飛輪元件10、20顯示均勻磨損並且實現安全功能。此外，輪轂的重量可以明顯減小。與現有技術相比，用於支撐轂殼的滾柱軸承的內環之間的軸向距離26可以擴大超過5或甚至6mm。轉子軸承之間的軸向距離27同樣可以增加超過1mm，因此在輪轂1的負載下的穩定性增加並且橫向剛度可以顯著增加。

圖5和6以透視圖和截面圖示出輪轂側飛輪元件10。很明顯，輪轂側飛輪元件允許緊湊結構。環形附件17允許輪轂側飛輪元件10在轂殼2中的限定軸向定位。 輪轂側飛輪元件10通過附接區域10a以及配置在其中的外螺紋10c擰入轂殼2中。居中區域10b以及轂殼2中的居中部分2b確保輪轂側飛輪元件10的限定徑向安置。當更換滾柱軸承14或輪轂側飛輪元件10時，也實現可重複安置。

接合元件33形成於環形凸緣18的前表面22上的軸向外表面18b上，所述軸向外表面具體而言從軸向以及當前管狀主體部分13徑向向內延伸。

在徑向截面中，可以看到大致T形結構45，其中軸承座12徑向向內形成，其中滾柱軸承14顯示限定容納。

具有兩個螺紋槽10e和10f的多個外螺紋10c實現增加的耐久性。與單螺紋相比，雙梯度R具有相同螺距，因此自保持和軸向力減小。

滾柱軸承14具有軸向寬度16並且跨越大部分(目前在80%與90%之間)其軸向寬度在附接區域10a的長度上支撐在軸承座12上的軸向主體部分13中。此外，滾柱軸承14略微軸向向內突出的事實可以確保精確限定的軸向佈置。避免了軸向過度限定。

滾柱軸承14具有外環50和內環52，滾動構件53在所述外環與所述內環之間安置於導槽56中。密封單元57在兩個軸向方向上密封滾柱軸承14。

為了更清楚起見，在圖5的底部部分中省略滾柱軸承14的圖示。當安裝滾柱軸承14時，所述滾柱軸承通過擰入轂殼中的飛輪元件10軸向固定在轂殼中。

圖7示出根據本發明的輪轂1的基本部件的圖示。在左側示出限動器39，在安裝滾柱軸承24或將滾柱軸承24插入到輪轂套筒2中之後，所述限動器可以被推動到輪轂軸5上。輪轂軸5顯示徑向凸起43和44。在轂殼2的轉子側上，滾柱軸承14容納在輪轂側飛輪元件10的軸承座12上並且與飛輪元件10一起擰入轂殼2中。居中部分2b和居中區域10b確保限定的徑向定位。此後，插入密封裝置38並且推動套筒主體41。

其間具有套筒主體42的轉子軸承6和7插入到轉子8中。偏置裝置32和轉子側飛輪元件20插入到轉子8中，並且轉子8被推動到輪轂軸5上。隨後，推動限動器40。

圖8到10說明略微修改的示例性實施例。參考標號相同，因此除了少數偏離部件之外，可以相同地參考前一示例性實施例的說明，並且其再次用於描述此示例性實施例。下文將論述顯著差異以及偏離前一示例性實施例的大量部件。

圖8示出整個輪轂的部分，圖9示出輪轂側飛輪元件10的透視圖示，而圖10示出圖9的部分。

與在前一示例性實施例中不同，此輪轂1不具有徑向周向輪輻凸緣，但是輪轂1配備有用於安裝所謂的“直拉式”輪輻的容納部。隨後，轂殼因此可以被配置成容納例如筆直的非彎曲輪輻(“直拉式輪輻”)。然而，根據圖8的輪轂1可以如根據圖3的輪轂1那樣配備有傳統的以及周向的輪輻凸緣等。

根據圖3的輪轂1的另一差異在於，圖8和圖10兩者明確地示出可識別的自由距離16a。自由距離16a提供足夠的軸向間隙。容納在飛輪元件10中的滾柱軸承14擱置在軸向向內端14a上，從而示出轂殼2中的軸承肩部36上的外軸承環，相應地外環50以提供滾柱軸承14的限定對準。

通過與前一示例性實施例中相同的方式，輪轂側飛輪元件10的外表面配置有具有螺紋槽10e和10f的雙外螺紋10c。螺紋槽10e和10f軸向偏移螺距P延伸並且平行於彼此配置。這表示在軸向方向上，第一螺紋槽10e(在圖6和10中示出白色截面)和第二螺紋槽(在圖6和10中示出黑色截面)交替。

滾柱軸承14的軸向向外端14b示出其本身與環形凸緣18的軸向內表面18c之間的自由距離16a，相應地間隙或間隔。具體而言，自由距離16a大於0.01mm，並且優選地多於0.1mm，具體而言大致0.2mm。根據圖3的示例性實施例還包括在附圖的比例中不可識別的(更窄)自由距離16a。

圖10示出形成於附件17的軸向內表面17c上的止動器17d。在安裝狀態下，止動器17d擱置在轂殼中的徑向軸承肩部36上。止動器17d以及徑向軸承肩部36防止輪轂側飛輪元件進一步不斷擰入轂殼2中。在不存在此邊界的情況下，作用於軸向齒的任何旋轉力將隨時間引起不斷增加的擰入。因此，在不存在止動器17d的情況下，由於 飛輪配置用於傳輸高達400Nm或更多的旋轉力，因此轂殼可能膨脹且甚至爆裂。

另一促成作用是由於(在軸向方向上)配置在軸向主體部分的軸向向內前表面與轂殼之間的淨距離13b目前在大致0.08mm與0.35mm之間。這是為了確保軸向主體部分13擰入轂殼中，直到支撐在轂殼上的止動器17d。

輪轂1的拆卸和維護因此簡單，並且可以在用於例如越野地形或在長途公路騎行之後隨時手動執行，以清潔輪轂。這樣能夠確保總是可靠的功能。

根據圖8到10的轂殼還具有附接區域2a、居中部分2b以及用於輪轂側飛輪元件10的多個外螺紋10c擰入的多個內螺紋2c，同時通過居中部分2b中的居中區域10b的配合來實現引導和/或居中。

同樣，居中區域10b中的徑向公差或間隙顯著小於附接區域10a中，以便實現部件和元件的可重複組裝和可重複更換。更精確定位還允許增加可靠性和耐久性。

圖11到13以及圖14到16各自示出略微修改的示例性實施例。參考標號同樣相同，因此前述示例性實施例的描述除了若干偏離部件之外相同地適用，並且還用於描述這些示例性實施例，這是描述不完整地重複並且可以根據需要插入的原因。下文將論述顯著差異以及偏離前一示例性實施例的大量部件。

圖11示出整個輪轂1的部分，圖12a示出圖11 的放大細節。圖12b和12c示出輪轂側飛輪元件10的側視圖和透視圖。圖13示出圖12a中的細節的不按比例的簡化、極簡概略圖。

與根據圖8的示例性實施例的顯著差異在於，輪轂側飛輪元件10幾乎不包括任何徑向附件17或甚至根本不包括任何徑向附件17。輪轂側飛輪元件10的軸向主體部分13示出大致一致的徑向直徑。具有多個外螺紋10c的附接區域10a朝向軸向主體部分13的軸向向內端延伸，同時朝向軸向向內端延伸居中區域10b，所述居中區域與居中部分2b一起確保精確限定的配合以及因此確保輪轂側飛輪元件10的精確限定的徑向定位和定向。居中區域10b中的徑向公差或徑向間隙顯著小於附接區域10a中。在此配置中，輪轂側飛輪元件10可以首先配置為具有居中區域10b的直徑的圓柱形，並且此後可以僅在軸長的一部分上切斷或分接多個螺紋10c，以便形成附接區域10a。附接區域10a中的外徑還可以略微減小，以促進穿過居中部分2b。

此輪轂1還防止附接元件10過度擰入轂殼2中，因為軸向主體部分13的軸向向內前表面13a擱置在轂殼中的徑向肩部35上。

同樣，輪轂側飛輪元件10的外螺紋10c具有兩個螺紋槽10e和10f，所述螺紋槽被擰到轂殼2中的適配內螺紋2c的螺紋槽2e和2f。圖12b以虛線示出具有三螺紋的變體，包括為單螺紋尺寸的三倍的梯度R2。

另一差異在於，薄的墊圈62安置於輪轂側飛輪元件10與轂殼2之間的軸向接觸面上。墊圈62具有接觸面，與朝向輪轂側飛輪元件10相比，所述接觸面朝向轂殼較大。這允許增強所產生力的耗散和分佈。墊圈62由顯示出比轂殼更高負載電阻的材料，例如合適鋼組成。

圖13示出圖12的極簡細節，所述圖示未按比例以更佳地示出原理。在居中部分2b和居中區域10b重疊的情況下，存在徑向公差15b或徑向間隙，同時在附接區域10a和附接部分2a中提供顯著較大公差15a。這實現了輪轂側飛輪元件10以及因此滾柱軸承14的明顯更佳且更好地可重複的徑向定位，所述滾柱軸承將輪轂1的一側可旋轉地支撐在輪轂軸5上。即使微小徑向變化也可以顯示對輪緣的主要軸向影響。每個螺紋槽10e和10f的齒顯示不同陰影線以更清楚地示出各種螺紋槽2e和2f。

根據圖11到13的此實施例允許輪轂1的特別細長的配置。此外，通過減小轂殼中的壁厚度可以進一步減少重量。與構造類似的輪轂相比，總重量可以減少5克或甚至10克或更多，其中滾柱軸承不容納在飛輪元件上的軸承座中，而是直接插入轂殼中。這引起大約5%的顯著減少，還增加了穩定性。更細長配置還減小空氣阻力。

圖13還在輪轂側飛輪元件10的徑向內部示出工具輪廓70，所述工具輪廓用於通過適配工具促進打開。工具輪廓70優選地在所有配置和示例性實施例中進行配置。工具輪廓70可以示出不同形狀，例如，所示輪廓。 或者可設想內部多邊形或合適的凹陷部分。

圖14示出根據另一示例性實施例的輪轂1的部分，圖15示出圖14的放大細節，而圖16最終示出圖15中的細節的不按比例的簡化、極簡概略圖。與根據圖11到13的示例性實施例不同，居中部分2b和居中區域10b軸向向內定位元，而附接部分2a和附接區域10a軸向向外更遠地安置。

示意性地可識別具有相關螺紋槽10e、10f和2e、2f的互相嚙合雙螺紋10c和2c。兩個螺紋槽10e、10f示出圖15和16中的不同陰影線。

簡單製造同樣是可能的。軸向向內端13a形成軸向主體部分13的止動器13d，並且擱置在轂殼2中的徑向肩部35上且防止輪轂側飛輪元件10過度擰入。輪轂側飛輪元件10的居中區域10b目前鄰近於軸向向內端13a安置。

圖16示出圖15的極簡細節並且如上圖13所示，示出在居中區域10b中提供小於附接區域10a中的徑向公差15b，相應地徑向間隙。

圖14到16中的另外細節基本上對應於前述示例性實施例。

在所有配置中，輪轂允許增加的橫向剛度、增加的抗彎剛度以及仍安全的操作和更容易的維護。同時可以減少重量，這在體育運動和專業用途領域特別重要。

另一優點是轂殼的截面較小，因此在空氣動力學上更佳。部件的數量較少，以便於維修、組裝和拆卸。 製造輪轂也更容易。

相當大的優點通過多個螺紋實現，以便產生轂殼上的減小負載以及減小的自保持性。

在所有配置中，優選的是採用滾柱軸承中的接地內軸承環。還可以採用接地外環，以便獲得非常低的摩擦值。

2:轂殼

2a:附接部分

2b:居中部分

2c:內螺紋

2e:螺紋槽

2f:螺紋槽

5:輪轂軸

6、7:轉子軸承

8:轉子

9:飛輪裝置

10:輪轂側飛輪元件

10b:居中區域

10c:外螺紋

10e、10f:螺紋槽

12:軸承座

13:軸向主體部分

14:滾柱軸承

17:附件

18:環形凸緣

19:18的內表面

20:轉子側飛輪元件

21:外部輪廓

23:圓柱形引導部分

27:軸承距離6、7

28:轉子側環形凸緣

29:28的內表面

30:軸向方向

31:接合位置

32:偏置裝置

35:2中的徑向肩部

36:2中的徑向軸承肩部

37:8中的內部輪廓

38:密封裝置

40:限動器

41、42:套筒主體

44:徑向凸起

47:40的密封凸緣

48:O型環

57:密封單元

61:6、7的內環

62:墊圈

Claims (20)

1. 一種用於至少部分由人力驅動的車輛且具體用於自行車(100)的輪轂(1)，包含相對於一輪轂軸(5)可旋轉地支撐之一轂殼(2)、一可旋轉地支撐的轉子(8)，以及一飛輪裝置(9)，所述飛輪裝置具有兩個相互作用的飛輪元件(10,20)，即，一輪轂側飛輪元件(10)和一轉子側飛輪元件(20)，其中所述兩個飛輪元件(10,20)各自包含用於彼此互相嚙合的軸向接合元件(33)，其中所述輪轂側飛輪元件(10)與所述轂殼不可旋轉地且軸向固定地連接，其中所述轉子側飛輪元件(20)與所述轉子不可旋轉地連接，並且可在軸向方向(30)上至少在一飛輪位置與一接合位置(31)之間相對於所述轉子和所述轂殼移動，其特徵在於：所述輪轂側飛輪元件(10)通過顯示至少兩個單獨的軸向間隔開的螺紋槽的多個螺紋與所述轂殼連接，並且其中所述輪轂側飛輪元件(10)提供用於滾動構件(53)的限定容納，以相對於所述輪轂軸(5)支撐所述轂殼(2)，並且其中一附接部分(2a)和一居中部分(2b)配置在所述轂殼(2)中，並且其中一附接區域(10a)和一居中區域(10b)配置在所述輪轂側飛輪元件(10)上，並且其中所述附接區域(10a)擰入到所述附接部分 (2a)上，並且所述居中區域(10b)居中位於所述居中部分(2b)上，並且其中，所述附接部分(2a)上的所述輪轂側飛輪元件(10)與所述轂殼(2)之間的徑向公差(15a)係大於所述居中部分(2b)上的所述輪轂側飛輪元件(10)與所述轂殼(2)之間的徑向公差。
2. 根據請求項1所述的輪轂(1)，其中所述居中部分(2b)和所述居中區域形成小於20μm的公差(15b)的自由配合。
3. 根據請求項1所述的輪轂(1)，其中所述居中部分(2b)和所述居中區域形成過渡配合或過盈配合。
4. 根據請求項1所述的輪轂(1)，其中所述附接部分(2a)和所述附接區域(10a)各自具有擰入到彼此的至少兩個螺紋槽(2e,2f,10e,10f)。
5. 根據請求項1所述的輪轂(1)，其中所述附接區域(10a)的外徑大於所述居中區域(10b)的外徑。
6. 根據請求項1所述的輪轂(1)，其中所述螺紋槽平行地以及彼此鄰近地延伸。
7. 根據請求項1所述的輪轂(1)，其中所述附接區域(10a)具有帶有所述螺紋槽的一外螺紋(10c)，所述外螺紋(10c)在所述轂殼(2)的所述附接部分(2a)上擰入到具有螺紋槽的一內螺紋(2c)中。
8. 根據請求項1所述的輪轂(1)，其中一墊圈(62)安置於所述轂殼中的一肩部(35,36)與所述輪轂側飛 輪元件(10)之間，其中所述墊圈具有與所述轂殼接觸的一接觸面，所述接觸面大於與所述輪轂側飛輪元件(10)接觸的接觸面，以及其中所述墊圈(62)由比鋁更硬的一材料組成。
9. 根據請求項1所述的輪轂(1)，其中所述輪轂側飛輪元件(10)具有一軸向主體部分(13)，所述軸向主體部分(13)具有一內部中心接納空間(11)以及形成在所述內部中心接納空間(11)的一軸承座(12)和接納在所述內部中心接納空間(11)中的一滾柱軸承(14)，以可旋轉地支撐所述轂殼(2)。
10. 根據請求項9所述的輪轂(1)，其中一墊圈(62)安置於所述轂殼中的一肩部(35,36)與所述輪轂側飛輪元件(10)之間，其中所述墊圈具有與所述轂殼接觸的一接觸面，所述接觸面大於與所述輪轂側飛輪元件(10)接觸的接觸面，其中所述墊圈(62)由比鋁更硬的一材料組成，以及其中所述滾柱軸承擱置在所述墊圈(62)上。
11. 根據請求項9所述的輪轂(1)，其中所述輪轂側飛輪元件(10)包含從所述軸向主體部分(13)向外突出的一附件(17)，其中配置所述居中區域(10b)，並且其中一止動器(17d)形成於所述附件(17)的軸向內表面(17c)上，所述止動器(17d)在安裝時擱置在所述轂殼(2)的一徑向肩部(35)上，和/或其中一止動器(13d)形成於所述軸向主體部分(13)的一前表面(13a)上，所述止動器(13d)在安裝狀態下時擱置在所述轂殼(2)的一徑向肩部(35)上。
12. 根據請求項1所述的輪轂(1)，其中所述輪轂側飛輪元件(10)包含向內突出的一環形凸緣(18)，並且其中所述接合元件(33)配置在所述環形凸緣(18)的軸向外表面(18b)上。
13. 根據請求項1所述的輪轂(1)，其中所述轉子側飛輪元件(20,20)通過至少一個偏置裝置(32)在所述接合位置(31)偏置，並且其中所述接合元件(33)各自配置在一前表面上。
14. 根據請求項11所述的輪轂(1)，其中所述輪轂側飛輪元件(10)包含向內突出的一環形凸緣(18)，並且其中所述接合元件(33)配置在所述環形凸緣(18)的軸向外表面(18b)上，以及其中具有所述向外突出的附件(17)和所述向內突出的環形凸緣(18)的所述軸向主體部分(13)顯示T、S或Z形截面，和/或其中具有所述向內突出環形凸緣(18)的所述軸向主體部分(13)顯示L形截面。
15. 根據請求項11所述的輪轂(1)，其中所述輪轂側飛輪元件(10)的所述軸向主體部分(13)配置為管狀。
16. 根據請求項9所述的輪轂(1)，其中一徑向軸承肩部(36)形成於所述轂殼(2)中，用於容納在所述輪轂側飛輪元件(10)中的所述滾柱軸承(14)的限定軸向對準。
17. 根據請求項12所述的輪轂(1)，其中所述 輪轂側飛輪元件(10)具有一軸向主體部分(13)，所述軸向主體部分(13)具有一內部中心接納空間(11)以及形成在所述內部中心接納空間(11)的一軸承座(12)和接納在所述內部中心接納空間(11)中的一滾柱軸承(14)，以可旋轉地支撐所述轂殼(2)，以及其中在容納在所述輪轂側飛輪元件(10)中的所述滾柱軸承(14)與所述環形凸緣的所述軸向內表面(18c)之間配置一自由距離(16a)，和/或其中在所述軸向主體部分(13)的一內部軸向前表面與所述轂殼之間配置一淨距離(13b)。
18. 根據請求項13所述的輪轂(1)，其中所述偏置裝置(32)包含至少一個螺旋彈簧和/或至少一個磁力彈簧。
19. 根據請求項1所述的輪轂(1)，其中所述轉子側飛輪元件(20)包含一引導部分(23)，所述引導部分具有與所述轉子(8)中的一適配非圓形內部輪廓(37)嚙合的一非圓形外部輪廓(21)，以實現所述轉子側飛輪元件(10)相對於所述轉子(8)的軸向可移動性，並且提供所述轉子(8)與所述轉子側飛輪元件(20)之間的不可旋轉耦合。
20. 一種用於至少部分由人力驅動的車輛且具體用於自行車(100)的輪轂(1)，所述輪轂(1)包含相對於一輪轂軸(5)可旋轉地支撐之一轂殼(2)、一可旋轉地支撐的轉子(8)，以及一飛輪裝置(9)，所述飛輪裝置(9)具有兩個相互作用的飛輪元件(10,20)，即一輪轂側飛輪元件(10)和一轉子側飛輪元件(20)， 其中所述兩個飛輪元件(10,20)各自包含用於彼此互相嚙合的軸向接合元件(33)，其中所述輪轂側飛輪元件(10)與所述轂殼不可旋轉地且軸向固定地連接，其中所述轉子側飛輪元件(20)與所述轉子不可旋轉地連接，並且可在軸向方向(30)上至少在一飛輪位置與一接合位置(31)之間相對於所述轉子和所述轂殼移動，其特徵在於：所述輪轂側飛輪元件(10)通過一螺紋與所述轂殼連接，所述螺紋包含顯示至少3mm的一梯度的至少一個螺紋槽，並且所述輪轂側飛輪元件(10)提供用於滾動構件(53)的限定容納，以相對於所述輪轂軸(5)支撐所述轂殼(2)，並且其中一附接部分(2a)和一居中部分(2b)配置在所述轂殼(2)中，並且其中一附接區域(10a)和一居中區域(10b)配置在所述輪轂側飛輪元件(10)上，並且其中所述附接區域(10a)擰入到所述附接部分(2a)上，並且所述居中區域(10b)居中位於所述居中部分(2b)上，並且其中，所述附接部分(2a)上的所述輪轂側飛輪元件(10)與所述轂殼(2)之間的徑向公差(15a)係大於所述居中部分(2b)上的所述輪轂側飛輪元件(10)與所述轂殼(2)之間的徑向公差。

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