TWI828869B - 用於自行車之轉矩傳遞總成 - Google Patents

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Abstract

本發明有關於一種用於自行車之轉矩傳遞總成。該轉矩傳遞總成包括一適配器裝置和至少一驅動體，其可以轉矩傳遞方式剛性連接至該適配器裝置。該適配器裝置具有至少三個以一徑向方向分量延伸的支撐臂，且該驅動體具有相應數量的支撐切口。該等支撐臂能夠被容納在該等支撐切口中，而在每個情況下形成壓配合。該轉矩傳遞總成的特徵在於，該等支撐臂和支撐切口的壓配合具有兩個配合平面，其彼此平行，並且平行於一個包含該總成的轉軸的假想平面。在這種情況下，該支撐臂與支撐切口之間沿該徑向方向分量有一間隙。

Description

用於自行車之轉矩傳遞總成
發明領域
本發明係有關於一種根據申請專利範圍請求項1的前言的用於自行車之轉矩傳遞總成，以及根據申請專利範圍請求項17的用於製造轉矩傳遞總成之方法。
發明背景
在動力傳動系統中以及在自行車的其他位置上，例如在碟剎的區域中，需要傳遞轉矩，並且轉矩在某種程度上或有時會變得非常高。因此，在自行車的例子中，於輪轂的區域中產生的驅動轉矩或制動轉矩可以容易地達到中等到高的三位數牛頓米範圍。高轉矩也會根據騎乘者的體重和位置，在曲柄和齒盤之間的連接處的中軸(bottom bracket)的區域產生。
這些轉矩導致相應高的力被傳遞，特別是在旋轉負載組件之間的界面處，例如在鏈輪和蛛足架之間的過渡處、在自行車曲柄和配置在那裡的齒盤蛛足架之間的過渡處、在鏈輪或鏈輪蛛足架與後輪的相關聯飛輪驅動器之間的過渡處、在碟剎盤和承載碟剎盤的蛛足架之間的過渡處，或在碟剎盤蛛足架和自行車輪轂之間的過渡處。
在此，待傳遞的力自然地越大，各個旋轉負載組件之間的對應界 面的直徑則會越小。因此，從現有技術中已知的是，將較軟及/或較薄的材料用於更為徑向外配置的部件，例如蛛足架或鏈輪，因為相應較低的力和負載會沿徑向向外產生。類似地，將相應較硬及/或較厚的材料用於更為徑向內配置的部件，例如蛛足架的徑向內部區域中的部件。
特別是在部件或部件區域之間的這種過渡區域中存在著高負載和相應的高度要求，在此過渡區域中，較薄和/或較軟的部件與較厚和/或較硬的部件鄰接，或者其中此類部件會須要連接在一起。
例如在文獻EP3064425B1的圖1d中，公開了轉矩傳遞總成，其是以具有適配器的自行車鏈輪形式。其中，該鏈輪的材料相對較薄，而與鏈輪相比，該適配器由與鏈輪分開且不同的材料製造且具有較高的材料厚度。在此已知的現有技術中，該適配器通過如下方式連接到鏈輪，是將圍繞一假想節圓的圓周配置在適配器上的圓柱鉚釘凸體壓入鏈輪上的相應孔中，其中該等鏈輪孔是圍繞與適配器上的凸體相同的節圓圓周配置。
然而，在那種情況下，在製造過程中，可能會出現這樣的問題，即在其圓周上配置適配器的鉚釘凸體的節圓直徑與在其圓周上配置鏈輪的孔的節圓直徑會無意地不同。這可能例如由於鏈輪和/或適配器的製造公差而發生，或者例如由於例如在適配器的硬化期間可能出現的翹曲或收縮而發生。
在任何情況下，鏈輪和/或適配器的節圓(分別在其圓周上配置有鉚釘凸體和孔)直徑的這種差異，或者這些節圓之一或兩者的圓度誤差都可能導致鏈輪和適配器之間的連接未達到所需的強度。類似地，在鏈輪和適配器壓接期間會出現過高的壓入力形式的問題，並且最終由此產生的不希望的徑向變形力會導致由鏈輪和適配器構成的單元之翹曲，因而相應地損害了鏈輪的實際運轉。所有的這些都會增加生產成本或在生產過程中產生更多的廢品。
從此現有技術進行，本發明的目的是提供一種用於以轉矩傳遞方 式連接自行車上的旋轉部件之總成，利用此總成克服了現有技術的上述缺點。此目的分別藉由具有申請專利範圍請求項1的特徵之轉矩傳遞總成和具有申請專利範圍請求項17的特徵之方法來實現。
較佳的實施例是申請專利範圍從屬項的主題。
發明概要
為了實現上述目的，所提出的轉矩傳遞總成包括一適配器裝置，該適配器裝置的功能可以被認為類似於上述文獻EP3064425B1中的適配器，以及至少一以轉矩傳遞方式可剛性地連接至該適配器裝置的驅動體。上面從文獻EP3064425B1討論的鏈輪可以用作非限制性的示例，僅用於增加對驅動體的理解。
在這種情況下，該適配器裝置具有多個至少三個支撐臂，每個支撐臂均以一徑向方向分量延伸，且該至少一驅動體具有對應數量的多個支撐切口，其位置和形狀與該適配器裝置的支撐臂互補。因此，在各種情況下該適配器裝置的一支撐臂能夠被納置在該驅動體的一支撐切口中，而形成一壓配合。以此方式，該適配器裝置和驅動體可藉壓接在一起牢固地連接。
根據本發明，該轉矩傳遞總成的特徵在於由該支撐臂和支撐切口形成的壓配合具有兩個配合平面，其彼此平行且與包含該轉矩傳遞總成的轉軸的一假想平面平行，其中在該支撐臂與支撐切口之間沿著該徑向方向分量具有一間隙。這意味著該適配器裝置與該至少一驅動體之間的壓配合，以及因此該支撐臂和支撐切口的相對位置，是僅在環周方向上，相對於該總成轉軸，以形狀配合的方式固定。反之，由於上述間隙，該支撐臂和支撐切口有關於徑向方向分量上的位置沒有固定。
換言之，該適配器裝置與該至少一驅動體之間的壓配合並不依靠 於相應節圓是否符合，如一開始所述的現有技術那樣。這裡使用“徑向方向分量”表述是因為該適配器裝置的支撐臂不必為了實現本發明而嚴格地徑向定向，而是也可以例如以杯形，或相對於該徑向方向稍微螺旋形或傾斜方式配置。在這些情況下，每個支撐臂的縱軸，除了徑向方向分量之外，還可以具有相對於該總成的轉軸，軸向和/或在環周方向上延伸的方向分量。
藉由該間隙，當該適配器裝置和驅動體被壓接在一起時，至少沿著該徑向方向分量的任何不準確性，例如在一個或兩個部件的製造和/或熱處理過程中可能發生的，都不再與現有技術一樣，具有這種會導致待壓接在一起的部件發生不利或不精確的覆蓋之作用，並產生上述不希望的後果，例如，壓接在一起的部件的壓力或翹曲大大增加。
所提出的轉矩傳遞總成並不限於僅在自行車動力傳動系統的不同部件之間傳遞驅動轉矩，而是還可以例如用於在自行車剎車，尤其是碟剎的不同部件或組件之間傳遞制動轉矩。
根據一較佳實施例，該上述包含該總成轉軸的假想平面不僅平行於該支撐臂和支撐切口的配合平面或配合表面，而且代表一相對於由這些配合表面所定義的該兩配合平面之中心平面。換句話說，這意味著該等支撐臂是相對於該總成的轉軸實質地在徑向方向上延伸，因此，在該實施例中，例如不以相對於該轉軸之傾斜或螺旋方式延伸。然而，在該實施例中，該適配器裝置和/或驅動體仍然可為任何杯形，並可選地包括在該等支撐臂的區域中。
根據另一較佳實施例，該適配器裝置是形成一體，並且包括一進一步徑向內配置的承載體，及與該承載體一體地形成的支撐臂。在此例中，該等支撐臂徑向向外突出在該承載體的外環周的區域中。因此，在本實施例中，該等支撐臂被組構及配置成使得它們可以銜接在一驅動體進一步徑向外配置的相應支撐切口中，從而在該適配器裝置和驅動體之間建立了牢固且轉矩傳遞之 連接。
在另一較佳實施例中，該適配器裝置是形成一體，並且包括一進一步徑向外配置的承載體，及與該承載體一體形成的支撐臂。在此例中，該等支撐臂徑向向內突出在該承載體的內環周的區域中。因此，在本實施例中，該等支撐臂被構形和配置成使得它們可以銜接到一驅動體進一步徑向內配置的相應的支撐切口中。在此實施例中，這也產生了該適配器裝置與驅動體之間的牢固且轉矩傳遞之連接。
該適配器裝置，尤其是一件式適配器裝置，也可以構形成使得該等支撐臂既在區域徑向向外突出又在區域徑向向內突出。以此方式，舉例來說，即可以在各情況下將一驅動體相對於該適配器裝置在徑向內和徑向外配置，並且連接到該適配器裝置。
根據另一較佳實施例，該適配器裝置的支撐臂是至少沿其長度的一部分配置在一承載表面上，並且較佳地是與其一體形成。該承載表面可以代替上述承載體，或者外加於此承載體之外。
以此方式，可強化該等支撐臂，並且在該至少一驅動體和該適配器之間產生額外的抵接。藉此，可以改善實際運行，並且可以吸收該驅動體與適配器之間的更高的傾斜力矩。這在自行車上，當必須考慮例如特別是變速器齒輪系統的齒輪產生的鏈偏斜時，是很重要的。除了該鏈輪與適配器之間連接的旋轉負載外，鏈偏斜還會產生相當大的傾斜力矩，其中這些傾斜力矩的基準軸與旋轉所引入的轉矩軸成直角。
根據另一較佳實施例，該轉矩傳遞總成具有兩個驅動體，即第一驅動體和第二驅動體，它們彼此同軸地配置，或者在彼此內外配置，並且彼此之間具有一徑向間隔，並且分別設有上述該至少三個支撐切口。同時，在此實施例中，該適配器裝置為多個單獨的長方體銷體的形式，使得每個長方體銷體 以第一端銜接在可徑向內部配置的該第一驅動體的一支撐切口中，並且每個長方體銷體以另一端銜接在可徑向外部配置的該第二驅動體的一支撐切口中。
在此，該等長方體銷體不必嚴格地是長方體，而是足以以實質上棱柱形的方式形成即可，或者具有至少兩個彼此相對的平行表面，它們形成配合平面或配合表面，其被與該等驅動體的對應配合表面壓接在一起。
在上述實施例的變化態樣中，該可徑向內配置的驅動體是用於自行車後輪轂的飛輪驅動器。當在上述實施例中具有一件式適配器裝置及徑向向內突出的支撐臂，設置了一飛輪驅動器作為驅動體時，則產生類似的變化態樣。因此在這些變化態樣中，在適配器與自行車後輪轂的飛輪驅動器之間可產生直接，轉矩傳遞和牢固之連接。
在上述實施例的替代實施例中，該適配器裝置具有一徑向配置在內部的轉矩傳遞界面，例如一齒或花鍵。經由該轉矩傳遞界面，該適配器裝置可以轉矩傳遞的方式，連接至例如自行車後輪轂的飛輪驅動器。其他在內部具有轉矩傳遞界面的適配器裝置的潛在應用存在於例如中軸曲柄的區域中，或者在剎車碟盤與自行車的前輪或後輪的自行車輪轂的連接處。
在另一實施例中(在一體式適配器裝置的例子中)，該適配器裝置是以杯形方式形成，使得該承載體和該適配器裝置的支撐臂的假想中心平面(以正交於該總成轉軸配置)以沿該總成轉軸彼此間隔開的方式配置。該實施例特別有利於，當使用一驅動體是以實質上平坦的方式形成在該等支撐切口的區域中並且具有在環周上閉合的支撐切口，如以下進一步敘述。
根據另一較佳實施例，該至少一驅動體是以杯形方式形成，使得該等驅動體配合平面和該等驅動體支撐切口的徑向內側末端是沿該總成轉軸彼此間隔開的方式配置。該實施例採用在特別當要將一實質上平坦的適配器與具有環周上封閉的支撐切口之驅動體一起使用時，如下所述。
本發明還可以提供一種以杯狀方式形成的適配器裝置與同樣以杯狀方式形成的驅動體之組合。
根據另一種較佳實施例，該至少一驅動體的支撐切口在環周上是封閉的。如上所述，較佳地，該實施例與一以杯形方式形成在該等支撐切口的區域中的驅動體或與一以杯形方式形成的適配器組合。該至少一驅動體的環周封閉的支撐切口特別是在該等支撐切口的區域內該驅動體具有明顯更大的剛度，因此具有更大的轉矩傳遞能力的優點。
在另一種較佳實施例中，一相對於該適配器裝置徑向外配置的驅動體是一蛛足架，用於容納自行車動力傳動系統的至少一鏈輪。這可以是例如一盒式蛛足架，其用於自行車變速器齒輪系統的鏈輪盒的大鏈輪處。該蛛足架同樣可以是一曲柄蛛足架，用於在自行車曲柄的區域中傳遞轉矩。
根據另一較佳實施例，一相對於該適配器裝置徑向外配置的驅動體是一自行車動力傳動系統的鏈輪。因此，在此實施例中，可以將自行車動力傳動系統的鏈輪或齒盤直接與一適配器壓接在一起，而無需在該鏈輪和該適配器之間徑向配置蛛足架。
較佳地，該適配器裝置具有五個支撐臂，並且該至少一驅動體相應地具有五個支撐切口。已經發現，數量為五個的支撐臂和支撐切口特別有效地滿足了定心效果、可製造性和轉矩傳遞方面的要求，其中，同時，能與現有的蛛足架良好地相符合，其通常即是以五臂的方式實施。
在另外的較佳實施例中，該適配器裝置和驅動體的材料硬度，至少在該等配合平面或配合表面的區域中是不同的。在這種情況下，該驅動體可以比該適配器裝置硬，或者相反，該適配器裝置可以比該驅動體硬。這樣，當將該適配器裝置和驅動體壓接在一起時，由於在壓接操作期間總是在兩個部件之一上以限定的方式進行預期材料的去除，因此可以實現高度的製程可靠性。
本發明還有關於一種用於製造如上所述的轉矩傳遞總成之方法。所述方法包括下面列出的方法步驟。
首先，在初始方法步驟中，製造至少一驅動體和一適配器裝置，使得該等支撐臂的配合平面，與該等驅動體支撐切口的配合平面，一起形成一干涉配合至少在一公差帶範圍(tolerance zone range)S-Z中。對該干涉配合的這種要求是由於需要確保，當將該適配器裝置與該至少一驅動體壓接在一起時，由於過大尺寸，至少在兩個配合元件之一上會產生了限定的沖壓動作或切屑結構形成。
然後在另一方法步驟中，將該適配器裝置和驅動體一個沿該總成轉軸的軸向定位在另一個上，以使該等支撐臂覆蓋該等支撐切口。
最後，在另一方法步驟中，沿該總成轉軸將該適配器裝置和驅動體壓接在一起，其中，在該等配合平面或配合表面的區域中產生了預期的毛邊或切屑結構形成。
根據本發明的方法的優點在於，在此，該兩個待壓接一起的部件中的至少一個，即該適配器裝置或該驅動體，同時形成一沖壓或摩擦工具，用以加工完成各自另一部件的配合表面。
換句話說，當將該兩個部件壓接在一起時，同時進行最後的沖壓或摩擦作動，其中，該較硬的部件以配合的方式精確地加工完成各個較軟的部件的配合表面，以致於可達到所要的壓配合以及因而產生該兩部件之間以在尺寸和位置上都精確的方式牢固之連接。
在此，同時有利的產生待壓接一起的兩個部件或組件之自動的自我定心，而不管它們是否在壓緊操作之前，相對於彼此精確地相對於該總成轉軸在徑向方向上之定位，並且也不管該等支撐臂或支撐切口的形狀，方向和/或尺寸是否有任何不準確之處。因此，根據本發明的方法是特別容錯的 (fault-tolerant)，但是同時仍確保了待壓接一起的部件在被壓接在一起之後始終精確地同軸定向。
1:自行車
A,B,C:動力傳動系統，剎車總成
2:鏈輪盒
3:中軸曲柄
4:齒盤蛛足架
5:齒盤
6:剎車碟
7:剎車碟蛛足架
8:自行車輪轂
9:轉矩傳遞總成
10:鏈輪，鏈輪
11:鉚接件
12a,12a/b:驅動體
13:適配器裝置，適配器
14,D/E/F:支撐臂
15,15a/b:支撐切口
16:承載體
16a:承載面
17:轉矩傳遞輪廓
18:配合平面，配合表面
19:轉軸
20:假想平面
21:位移，連接公差
22:配合平面，配合表面
23:徑向分量，徑向方向
24:支撐臂底座區域
25,25a/b:間隙
26:毛邊結構，切屑結構
27:相對定位
28:承載體表面區域
在下文中僅參考示意圖通過示例的方式顯示說明本發明的各個實施例。
於圖式中：圖1顯示在動力傳動系統和剎車總成中具有轉矩傳遞總成的自行車；圖2是以斜前視圖顯示轉矩傳遞總成的示例性實施例，轉矩傳遞總成具有適配器裝置(以下以簡化的方式稱為“適配器”)、驅動體及鏈輪；圖3是以斜後視圖顯示根據圖2的轉矩傳遞總成；圖4是以單獨的圖示顯示根據圖2和3的適配器；圖5顯示根據圖2至圖4的轉矩傳遞總成的驅動體和適配器之放大細節圖；圖6顯示根據圖2至圖5的轉矩傳遞總成的驅動體的支撐切口之再放大圖；圖7顯示根據圖6的支撐切口之更放大圖，使適配器的支撐臂配置於其中；圖8是以各種視圖顯示具有驅動體和碟狀適配器的轉矩傳遞總成的另一示例性實施例；圖9是顯示具有適配器及外驅動體的轉矩傳遞總成的實施例之示意圖；圖10是顯示具有適配器及內驅動體的轉矩傳遞總成的實施例之示意圖；圖11是顯示具有適配器及兩個驅動體的轉矩傳遞總成的實施例之示意圖；及圖12是顯示具有適配器和兩個驅動體的轉矩傳遞總成的另一實施例之示意圖。
較佳實施例之詳細說明
圖1顯示本質已知的自行車，在此例中是以全懸架山地自行車為例。
眾所周知，在自行車中，在某種程度上會產生非常高的轉矩，並且需要在動力傳動系統中以及在其他點例如在碟剎的區域中傳遞轉矩。因此，在輪轂的區域中產生的驅動轉矩和制動轉矩，即在圖1中的“A”和“C”處，有時達到中等到高的三位數牛頓米範圍。在中軸“B”的區域中，尤其是在曲柄和齒盤之間的連接區域中也會產生非常高的轉矩，其取決於騎乘者的體重和騎行狀況。
這些轉矩會以相應的方式引起很高的力必須要傳遞，特別是在旋轉負載的轉矩傳遞總成之間的界面處，例如在自行車的“A”、”B”及“C”區域中。這種轉矩傳遞總成中的界面包括，例如，在鏈輪盒2上的鏈輪10和承載鏈輪10的鏈輪蛛足架12之間的過渡(參見圖2/3)，在自行車曲柄3和齒盤蛛足架4之間的過渡，或是在齒盤蛛足架4和齒盤5之間的過渡，在鏈輪盒2的鏈輪10或鏈輪蛛足架12與相關的飛輪驅動器12a之間(參見圖12)的過渡，在剎車碟6和剎車碟蛛足架7(其承載該剎車碟6且可選地與該剎車碟6分離)之間的過渡處，或者在剎車碟蛛足架7和自行車輪轂8之間。
在此例中，在所討論的轉矩傳遞總成中用於傳遞剎車或驅動轉矩所需的力自然變得越大，例如上述旋轉加載的部件之間的對應界面的直徑越小。
圖2和圖3顯示根據本揭示的轉矩傳遞總成9的示例性實施例。首先，可見鏈輪10，在此例中其是用於自行車1的多鏈輪盒2(參見圖1)的一鏈輪10。該鏈輪10藉由鉚接件11固定在一驅動體12上，其中該驅動體12本質上在此對應於眾所周知的鏈輪蛛足架(sprocket spider)。
除了該驅動體12之外，還可以看到一適配器13。該適配器13具有五個實質上徑向延伸的支撐臂14，所述支撐臂14納置於該驅動體12的互補形狀的支撐切口15中，從而在該適配器13和驅動體12之間產生傳遞轉矩的剛性連接。
在圖4中，分開顯示適配器13及其五個支撐臂14。顯然該適配器13是一體地形成，並且除了該等支撐臂14之外，還具有實質上環形的承載體16。在此例中，該承載體16在其徑向內側具有一轉矩傳遞輪廓17，其例如用於將驅動轉矩傳遞到自行車1的後輪轂8的飛輪驅動器12a(在此未示出)(參見圖12)。
該適配器13的支撐臂14分別具有兩個配合平面或配合表面18。在此例中，每個支撐臂14的該兩個配合表面18，或由該等配合表面18所界定的假想配合平面相互平行，並平行於包含該適配器13的轉軸19(其對應於該轉矩傳遞總成9的轉軸19，參見圖2、3和12)的一假想平面20。該假想平面20在圖4中以虛線表示，在此例中，其是在該兩個配合平面18之間的一中心平面，即與該兩個配合平面18中的每一個都平行且與該兩個配合表面18中的每一個都具有相同距離的平面。
圖5顯示在該驅動體12和適配器13連接或壓接在一起之前不久的情況下的適配器13和驅動體12(即，在當前例子中，例如根據圖2/3的鏈輪盒2的鏈輪蛛足架)的放大細節圖。顯然，該適配器13的支撐臂14的端部已經隨即配置在該驅動體12的支撐切口15的區域中。
在圖5的圖示中，該適配器13有意地不與該驅動體12同心配置，而是沿水平方向，在相反於圖中的箭頭方向21的方向上向右移位一些。為了清楚起見，以高度誇張的方式示出了位移的大小。
圖5中示出的位移21旨在要示出在將該驅動體12和適配器13壓在一起之前，在該驅動體12和適配器13的同心定位期間，在接合過程之前或期間時該驅動體12和適配器13之間產生的不準確度或公差。
考慮到在實際連接過程中的公差或位移21比圖5所示的要小得多，該驅動體12和適配器13在壓接操作期間如何自動彼此同心地定向是很清楚的。
這是因為，在將該驅動體12和適配器13壓接在一起的過程中，該等支撐臂14的配合表面18被壓在相應的對應配合表面22之間(參見圖6)，其結果是該適配器13以箭頭方向21移動並因此帶至與該驅動體12的最終準確同心位置。
在這種情況下，在圖5中用字母“D”表示的支撐臂14，及在小程度上，用字母“F”表示的支撐臂14就運動或力的產生共同協作，至圖式的左邊，以對該位移21所須。相反的，在所示的示例中，特別是由字母“E”表示的支撐臂14，及在小程度上也由字母“F”表示的支撐臂14為了在該驅動體12和適配器13之間進行平行引導而作用。這種平行引導產生方式是，該適配器13的各個支撐臂14的配合表面18可以沿著相應的對應配合表面22滑動(參見圖6)。
這種連接在根據圖6和7的放大圖中變得更加明顯。圖6和7分別顯示根據圖5的放大圖，其中，與圖5的示圖相比，圖6和7中的觀看方向對應於向後方向。
在此例中，圖6首先顯示了驅動體12的五個支撐切口15中的一個(即，例如根據圖2/3的鏈輪盒2的鏈輪蛛足架)。很明顯的該支撐切口15在其內側上具有對應的配合表面22，所述對應的配合表面22被構形為收納配置在該適配器的支撐臂14上的側向配合表面18(參見圖4/5)。圖7是以更放大的細節顯示與圖6相同的示圖細節，其中，該適配器13是顯示相對於圖7中的驅動體12，處於其最終的壓接位置。
從圖7明顯可見，相對於該轉矩傳遞總成9(參見圖2/3)的轉軸19(參見圖4)，在該支撐臂14和支撐切口15之間在徑向方向23上存在有一間隙25。該間隙25具有的結果是，在該驅動體12和適配器13之間的壓接將獨立於一特定的節圓直徑，在一開始的現有技術中，即敘述該等配合表面必須始終以準確對應的方式配置在其該節圓上。
當然，然而，根據本揭示的驅動體12和適配器13的配合表面也位於具有不同尺寸或非圓形的節圓上，這可能由於例如在一個或兩個零件上的製造公差或硬化翹曲而在任何時候出現，而不會影響連接過程，連接品質或被連接零件的實際運行。更確切的說，由於該間隙25，在壓接操作之前和期間，該支撐臂14和支撐切口15在該間隙25的範圍內可以自由可變的相對定位27。
在此例中，該徑向方向23是該適配器13的支撐臂14的唯一方向分量，因為該等支撐臂14除了其偏置或以杯狀方式延伸的基部區域24之外，是配置在一共同平面上，尤其是從圖4中也可以明顯看出。換句話說，在所示的實施例中，該等支撐臂14，除了其基部區域24外，是以相對於該總成9的轉軸19的徑向方向延伸，且於此例中，尤其具有非軸向和/或環周延伸的方向分量，例如在以杯形或有點螺旋方式延伸的支撐臂中就是這種情況，這種支撐臂同樣被本揭示所涵蓋。
從圖7還明顯可見，在所示的示例性實施例中，已經選擇了在該驅動體12的支撐切口15的配合表面22(圖6)與該適配器13容納在其中的支撐臂14的配合表面18(圖4)之間的壓配合，使得在將該驅動體12和適配器13壓接在一起時會出現大量的毛邊結構26，這尤其可見於圖7中由虛線標出的點26處。換句話說，此毛邊結構26意味著，在將該適配器13的支撐臂14壓入該驅動體12的支撐切口15中的同時，進行減除材料的去除控制。
這特別是在該驅動體12和適配器13具有不同的材料硬度時以可再製的方式進行。因此，例如對於該驅動體12，例如當其是鏈輪盒的鏈輪蛛足架時，可以由比該適配器13更軟的材料構成，該適配器13可以例如由硬化鋼構成。在這種情況下，該適配器13在被壓入該驅動體12的支撐切口15中的同時可附加地作用如一沖壓或摩擦工具，其在與壓接操作同時完成該驅動體12的支撐切口15的配合表面22。
此反之亦然，即當該驅動體12的材料硬度大於該適配器13的材料硬度時。在這種情況下，該驅動體12的支撐切口15的配合表面22形成一沖壓或摩擦工具，其在壓接操作期間再次完成該適配器13的支撐臂14的配合表面18。
此在分別其他部件上配合表面的相互加工是有利的，因為這對於兩個部件中的至少一個之製造或裝配精度的要求，以及由此的製造成本可以降低。同理，這導致該驅動體12和適配器13之間的壓配合特別良好的可再製性，從而在製造期間減少了浪費，並且還減少了在隨後的操作期間可能失效的部件。
從一併參見圖7及圖2至圖4還可以看出，於此例中該適配器13具有杯形形狀，因為該承載體16的一假想中心平面是配置成與該等支撐臂14沿該總成轉軸19的一假想中心平面相距一定距離。這導致該等支撐臂14和該驅動體12的支撐切口15，在該驅動體12和適配器13的壓接狀態下是相對於該總成轉軸19位於實質上相同平面上，而該適配器13的承載體16，以及在此例中配置在該承載體16的內側上的轉矩傳遞輪廓17，則是位於此支撐臂14和支撐切口15共同平面的外部。
這從圖7的示圖中可以明顯看出，該適配器13的承載體16在圖中位於該驅動體12的表面區域28下方，而壓入於該等支撐切口15中的支撐臂14在圖中是定位於實質上與該驅動體12的表面區域28相同的高度。
該適配器13的這種杯形設計是有利的，因為它可以以完全閉合的方式構形該驅動體12的支撐切口15，這在圖6和7中特別明顯看出，而在圖3中也可見。該驅動體12的支撐切口15的這種完全閉合的構造顯著提高了該驅動體12在支撐切口15的區域中的結構剛度，並且因此，特別容許了該適配器13和驅動體12的配合表面18和22之間的高表面壓力，如此又可導致該適配器13和驅動體12高度可負載之壓接。
圖8顯示了轉矩傳遞總成9根據圖2至圖7的實施例的替代實施例以 不同視圖的極示意性示圖。在此，同樣可見一驅動體12和一適配器13，其中該驅動體12也具有支撐切口15，且該適配器13亦具有支撐臂14。與根據圖2至圖7的上述實施例的主要區別在於，在根據圖8的本實施例中，該適配器13的支撐臂14幾乎不從該適配器13的承載體區域16突出，而是配置成與該承載體區域16相同，從該總成的中心或轉軸19的實質上相同徑向距離範圍內。但是，不然，根據圖8的實施例在功能上對應於根據圖2至7的實施例，特別是在自動定心方面，其因為有間隙27藉由該等支撐臂14在該等支撐切口15的可變徑向相對定位27可以變化，以及關於該驅動體12和適配器13被壓接時，該驅動體12和適配器13的節圓獨立性。
並且，根據圖8的轉矩傳遞總成9，類似於根據圖2至7的轉矩傳遞總成的適配器13(參見圖4)，同樣具有一轉矩傳遞輪廓17，例如通過該轉矩傳遞輪廓17，從該驅動體12引入的轉矩可以通過該適配器13傳遞到相鄰的部件上，例如傳遞到一飛輪驅動器(參見圖12)，自行車曲柄或自行車輪轂(參見圖1)。
在根據圖8的實施例中，還存在額外的支撐作用，是因為該適配器13的一承載表面16a直接抵靠在該驅動體12的相關聯的對應表面上，在這一點上例如在圖8中用虛線表示的16a處明顯看出。這可以增加或進一步改善該驅動體12和適配器13之間的連接的負載能力以及該轉矩傳遞總成9以此方式形成的實際運轉。
圖9和圖10高度示意方式顯示了轉矩傳遞總成9的另外實施例，其亦分別包括一驅動體12和一適配器13，其中，在這些實施例中，該驅動體12和適配器13兩者皆以一全扁平方式形成。如在上述實施例中一樣，該適配器13在這裡也具有多個徑向延伸的支撐臂14，並且該驅動體12具有多個與支撐臂14位置和形狀互補的支撐切口15。
該等支撐臂14亦被壓入到該等支撐切口15中，其中在各例中該支撐臂14和支撐切口15之間在徑向方向23上分別存在間隙25，如以上特別參照圖7所述。同樣，由於該等支撐臂14在支撐切口15中的可變的徑向相對定位27的可能性，以及該驅動體12和適配器13之間的壓接的節圓獨立性的結果，因此亦實現了自動定心。
顯然，根據圖9和圖10的實施例之間的區別在於，在根據圖9的實施例中，該驅動體12相對於該適配器13徑向地配置在外側，而在根據圖10的實施例中，該驅動體12相對於該適配器13徑向地配置在內側。然而，在兩種例子中，該驅動體12和適配器13的壓接部件形成了根據本揭示的轉矩傳遞總成9。
根據圖11和12的同樣以示意方式顯示的實施例在設計和功能原理方面就主要特性而言，都與上述實施例相對應，特別是根據圖9和10的實施例。顯然首先也是一驅動體12、適配器支撐臂14、驅動體支撐切口15以及在徑向方向23上該支撐臂14的端部與相關的支撐切口15的末端(runout)之間的間隙25。
在此例中，與上述實施例的主要區別在於，在根據圖11和圖12的實施例中，存在兩個驅動體，而不是一個驅動體，特別是一為內驅動體12a和一為外驅動體12b。這意味著，在根據圖11和12的實施例中的適配器或適配器裝置13不是如上述實施例中那樣一件式，而是以多個最初鬆散的長方體銷體形式。換句話說，在此例中，本質上鬆散的長方體銷體不僅形成該等支撐臂14，而且同時形成整個適配器13。
在根據圖11和12的實施例中，在該等徑向內配置的支撐切口15a與形成該等支撐臂14的長方體銷體的局部端部之間，以及在該等徑向外配置的支撐切口15b與形成該等支撐臂14的長方體銷體的局部端部之間分別存在有間隙25a和25b。
以此方式，如以上尤其參考圖7所述，在根據圖11和圖12的實施例 中，還可能在該適配器裝置13與該等驅動體12a和12b的連接或壓接期間容易地補償任何尺寸公差，例如硬化翹曲等。
上面特別參照圖5至圖7描述的自動定心作用，在壓接操作期間(這裡關於該內驅動體12a以及關於該外驅動體12b兩者)，以及該等支撐臂14的配合表面18或該等支撐切口15的配合表面22(參見圖6)可作為沖壓或摩擦工具的雙重功能，藉此該等相應的對應配合表面可在沖壓操作的同時完成與其加工，亦可在根據圖11和12的實施例中呈現。這是因為，儘管形成該等支撐臂14且在此例中是鬆散的每個長方體銷體且因該間隙25a/b的尺寸是本來就可以該徑向方向23自由地可變方式來配置，但在該等驅動體12a，12b與形成該適配器13的長方體銷體之間的相對位置，其恆由該等配合表面18(圖11/12)和22(參見圖6)在環周方向上準確界定，在此也將使得該內驅動體12a和外驅動體12b必然精確的同心配置。
在根據圖12的實施例中，該徑向內驅動體12b是用於自行車1(參見圖1)上的後輪轂8的飛輪驅動器。很明顯的看出，以這種方式，一驅動體12b，其可為例如盒式鏈輪10或鏈輪蛛足架12(參見圖2/3)，能以轉矩傳遞方式牢固地連接至飛輪驅動器12a。如上述實施例中一樣，該連接也具有容錯功能(fault-tolerant)及低張力，並且，由於上述的自動定心功能，即使當該總成的零件因熱處理而有製造公差或翹曲時，該連接原則上仍是正確的。
9:轉矩傳遞總成
12:驅動體
13:適配器裝置，適配器
14,D/E/F:支撐體
15:支撐切口
16:承載體
18,22:配合平面，配合表面

Claims (19)

  1. 一種用於自行車(1)之轉矩傳遞總成(9)，其包含一適配器裝置(13)及至少一驅動體(12)，該驅動體(12)是可以轉矩傳遞方式剛性地連接至該適配器裝置(13)，該適配器裝置(13)具有至少三個的多個支撐臂(14)，其各以一徑向方向分量(23)延伸，該至少一驅動體(12)包含對應數量的多個支撐切口(15)，其位置和形狀與該等支撐臂(14)互補，其中在每個情況下，該適配器裝置(13)的一支撐臂(14)能夠被納置在該至少一驅動體(12)的一支撐切口(15)中，而形成一壓配合，其特徵在於該支撐臂(14)和該支撐切口(15)的壓配合具有兩個配合平面(18、22)，其彼此平行且與包含該總成(9)的轉軸(19)之一假想平面(20)平行，其中在該支撐臂(14)與該支撐切口(15)之間沿著該徑向方向分量(23)具有一間隙(25)。
  2. 根據請求項1所述的轉矩傳遞總成(9)，其特徵在於該假想平面(20)相對於該等配合平面(18、22)形成一中心平面。
  3. 根據請求項1或2所述的轉矩傳遞總成(9)，其特徵在於該適配器裝置(13)是一件式形成並且包含一徑向內配置的承載體(16)，及數個支撐臂(14)，其中該等支撐臂(14)以徑向向外突出的方式配置在該承載體(16)的外環周之區域中。
  4. 根據請求項1或2所述的轉矩傳遞總成(9)，其特徵在於該適配器裝置(13)是一件式形成並且包含一徑向外配置的承載體(16)，及數個支撐臂(14)，其中該等支撐臂(14)以徑向向內突出的方式配置在該承載體的內環周之區域中。
  5. 根據請求項1所述的轉矩傳遞總成(9)，其特徵在於該適配器裝置(13)的該等支撐臂(14)是至少沿其長度的一部分配置在一承載表面(16a)上。
  6. 根據請求項1或2所述的轉矩傳遞總成(9)，其特徵在於包含兩個驅動體(12a、12b)，其可以彼此之間具有一徑向間隔彼此同軸配置，並且各具有數個支撐切口(15a、15b)，其中，該等支撐臂(14)為一長方體銷體形式，且其中，每個長方體銷體以第一端銜接在可徑向內配置的該驅動體(12a)的一支撐切口(15a)中，且每個長方體銷體以另一端銜接在可徑向外配置的該驅動體(12b)的一支撐切口(15b)中。
  7. 根據請求項4所述的轉矩傳遞總成(9)，其特徵在於該可徑向內配置的驅動體(12a)是一自行車後輪轂的飛輪驅動器。
  8. 根據請求項6所述的轉矩傳遞總成(9)，其特徵在於該可徑向內配置的驅動體(12a)是一自行車後輪轂的飛輪驅動器。
  9. 根據請求項1所述的轉矩傳遞總成(9)，其特徵在於該適配器裝置(13)具有徑向配置在內部上的一轉矩傳遞界面(17)。
  10. 根據請求項3所述的轉矩傳遞總成(9)，其特徵在於該適配器裝置(13)是以杯形的方式形成，使得該承載體(16)和該等支撐臂(14)的假想中心平面是沿該總成轉軸(19)彼此間隔開地配置。
  11. 根據請求項4所述的轉矩傳遞總成(9)，其特徵在於該適配器裝置(13)是以杯形的方式形成，使得該承載體(16)和該等支撐臂(14)的假想中心平面是沿該總成轉軸(19)彼此間隔開地配置。
  12. 根據請求項1所述的轉矩傳遞總成(9)，其特徵在於該至少一驅動體(12)是以杯形的方式形成，使得該驅動體的該等配合平面(22)和該等支撐切口(15)的徑向內側末端(runout)是沿該總成轉軸(19)彼此間隔開地配置。
  13. 根據請求項1所述的轉矩傳遞總成(9)，其特徵在於該至少一驅動體(12)的該等支撐切口(15)是在環周上封閉。
  14. 根據請求項1所述的轉矩傳遞總成(9)，其特徵在於一相對於該 適配器裝置(13)徑向外配置的驅動體(12、12b)是一蛛足架，用以容納一自行車動力傳動系統的至少一鏈輪(10)。
  15. 根據請求項1所述的轉矩傳遞總成(9)，其特徵在於一相對於該適配器裝置(13)徑向外配置的驅動體(12、12b)是一自行車動力傳動系統的鏈輪(10)。
  16. 根據請求項1所述的轉矩傳遞總成(9)，其特徵在於該適配器裝置(13)具有五個支撐臂(14)，並且該至少一驅動體(12)相應地具有五個支撐切口(15)。
  17. 根據請求項1所述的轉矩傳遞總成(9)，其特徵在於該適配器裝置(13)的材料硬度至少在該等配合平面(18、22)的區域中是大於該驅動體(12)的材料硬度。
  18. 根據請求項1所述的轉矩傳遞總成(9)，其特徵在於該適配器裝置(13)的材料硬度至少在該等配合平面(18、22)的區域中是低於該驅動體(12)的材料硬度。
  19. 一種製造根據請求項1的轉矩傳遞總成(9)之方法，所述方法包含以下方法步驟：a)製造至少一驅動體(12)和一適配器裝置(13)，使得該等支撐臂(14)的該等配合表面(18)，與該驅動體的該等支撐切口(15)的該等配合表面(22)，形成至少在一公差帶範圍(tolerance zone range)S到Z中的一干涉配合(interference fit)；b)沿該總成轉軸(19)定位該適配器裝置(13)和該驅動體(12)，而將一個軸向地定位在另一個上，以使該等支撐臂(14)覆蓋該等支撐切口(15)；c)沿著該總成轉軸(19)將該適配器裝置(13)和該驅動體(12)壓接在一起，在該等配合表面(18、22)上有毛邊或切屑結構(26)形成。
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