[发明专利]组合链轮机构以及具有这种组合链轮机构的后轮轴组件

说明书

技术领域

本发明涉及具有多个齿数不同的链轮的、用于安装在自行车后轮轴上的组合链轮机构，其包括其上设有多个链轮的至少一部分的主体和传递力矩地与该主体连接的或可与之连接的支撑环。本发明还涉及具有这种组合链轮机构的自行车后轮轴组件。

背景技术

在现有技术中公开了各异的、将自行车变速器的组合链轮机构安装在后轮轴上的系统。在一个广泛流传的系统中，传动轴套通过轴承机构可转动地支承在自行车后轮轴上。传动轴套通过空程离合器与毂套可传递力矩地接合并允许在一个转向(驱动方向)上传递力矩，而在另一个方向上与毂套转动分离开，以提供空程。通常，这样的传动轴套在其外周面具有楔槽齿或类似凹凸结构，以便可传递力矩地将多个链轮或由多个独立链轮组成的组件安装于其上。例如在现有技术文献DE19915436A1中示出这样的解决方案。还在文献JP59-165293、GB2177628A或EP0277576A2中示出类似的解决方案。

虽然该系统已广为流传，但逐渐遇到其限制并有明显的缺点。因此，就是在高度发展的自行车行业中，像暂时应用在专业自行车运动和休闲运动中那样，链轮数量一直在增加。在此，有时采用相对大的层级结构，但尤其也采用相对窄的层级结构，用于例如在平缓地域或者在以恒定步频分组骑行时实现最佳的传动比。在这两种情况下，即当传动比变化小的窄层级结构时，或者当要提供大的传动比变化时，人们越来越需要很小的链轮，即齿数不超过10的链轮。但这样的小链轮可能无法再安装于常规类型的传动轴套上，结果，需要辅助结构，该辅助结构大多需要附加构件，因而结构复杂且难以安装。

另外，伴随经典的传动轴套解决方案而来的是关于传力路线的另一个基本问题。即要考虑的是，分别被驱动链条绕行的链轮在驱动过程中遇到大的横向力，该横向力沿着链条作用。横向力必须通过传动轴套的轴承由后轮轴承受。换句话说，在已知的解决方案中，横向力传递至传动轴套并从那里经轴承机构传递至后轮轴。但同时，力矩也必须传递至传动轴套。这意味着由链条力决定的横向力和驱动力矩必须通过同一个“交接点”在链轮或者说链轮组和传动轴套之间传递。该交接点通常是在传动轴套的外周面上构成的楔槽齿。事实表明这是不利的，因为由于所出现的横向力而出现个别链轮的夹紧，这可能不利地影响到力矩传递。

在现有技术中已知的是，虽然其流传广泛，但具有单独构成的且其上安装有若干链轮或链轮组的传动轴套的常规解决方案是有缺点的。因此缘故，人们在找寻替代方式。

因此，例如文献DE202008005971示出一种装置，其中，链轮组与一个管件一体构成。管件本身用于支承在后轮轴上并具有功能部分，在该功能部分上，力矩通过自由轮机构传递至毂套。此解决方案虽然能就有链轮组支承方面的优点，但它带来以下主要问题，传力路线从最大链轮经整个链轮组到达最小链轮并从这里经管子到达空程离合器。这意味着整个链轮组、尤其还有小链轮必须相对粗厚地构成，以便能长久耐受该传力路线。在该链轮组内的支承管也必须相应坚硬地构成。这造成该解决方案必须相对粗厚且因而较重地构成。

文献DE102009006101A1也尝试绕过制有外齿的独立传动轴套的传统解决方案。在此解决方案中又设置了具有相对许多链轮的主链轮组，它必须相应粗厚地构成以便传递力。此外，可以将一个副链轮组旋拧到主链轮组上。但又表明尤其从受力大的大直径链轮开始的整个传力路线延伸经过齿轮组的相对长的部分，结果，整个链轮组也必须在较小链轮的区域内相应粗厚地构成，这导致已经如上所述的装置总重大的问题。另外，在此解决方案中看不到实际上已考虑了安装很小的链轮的问题。具有相当小的链轮且被旋拧到主链轮组上的副链轮组是如此构成的，它在径向上形成在主链轮组的管段之外。就是说，出现了与在常见的传动轴套中相似的情况。

最后，文献FR896001示出一种制成的由许多零件组成的链轮机构。但该机构原则上又遵循以下构想，尤其是小链轮设置在一种传动轴套上，这在其齿数较少时的尺寸设定方面存在困难。

发明内容

本发明的任务是提供上述类型的组合链轮机构和借此构成的后轮轴组件，它们考虑了以上提出的问题并且解决了在常见系统中已知的传力路线方面的问题。

该任务将通过上述类型的组合链轮机构来完成，在此规定，该主体和该支撑环在其径向内侧区域中分别形成有一个径向靠内的支承部分用于可转动支承在自行车后轮轴上，该支撑环具有至少一个除支承部分外附加构成的接合结构，用于将力矩从组合链轮机构传递至后轮的轮毂体。