自行车多齿轮飞轮制造技术

一种可安装到轮毂的自行车多齿轮飞轮，该飞轮包括截头的锥形壳体，所述锥形壳体具有靠近小壳体基部的第一开口和靠近大壳体基部的第二开口。所述开口与所述壳体的轴线同轴。在所述壳体上布置有多个有齿的链轮，所述多个有齿链轮具有不同数量的齿并关于所述中心轴线径向延伸。转矩载荷传递齿廓配置在所述壳体上靠近所述小壳体基部和大壳体基部中的一个壳体基部。径向载荷传递齿廓配置在所述壳体上靠近所述小壳体基部和大壳体基部中的一个壳体基部。所述壳体、链轮和载荷传递齿廓形成为一体部件。所述转矩载荷传递齿廓形成用于与所述轮毂摩擦接合的无特征表面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自行车多齿轮飞轮(multi-gear cassette),更具体地，本 专利技术涉及一种包括截头锥形壳体、设置在所述锥形壳体上的多个有齿的 链轮、转矩载荷传递齿廓、和径向载荷传递齿廓的多齿轮飞轮，其中所 述壳体、链轮和载荷传递齿廓形成为一体部件。
技术介绍
在传统的多齿轮自行车飞轮中，多个分体的直径不同的链轮关于轮 毂的轴线径向布置。每个链轮具有绕其外周间隔开的用于和自行车链条 接合的多个齿。所述链轮可安装到轮毂以从自行车链条向轮毂传递踩踏 板的力。在传统的设计中，每个链轮可以包括与轮毂上的对应齿廓相配 合的转矩和径向载荷传递齿廓。这种设计的一个缺点在于，在从位于一 端的链条将踩踏板载荷传递到位于另一端的轮毂的过程中，所述链轮单 独地起作用，这使得所述链轮易于屈曲(buckling),从而需要比所期望 的链轮更厚更重的链轮。在其他的装置中，各个链轮可以附接到中间承载件的多个承载臂， 所述多个臂从链轮接收加载并将加载传递到轮毂。虽然所述承载件可以 为链轮提供一些横向支撑，但承载臂在加载的作用下自身可能会扭曲和 弯曲，这也会导致屈曲。具有更高刚性的臂的承载件提供额外的抗屈曲 能力，但这会带来重量方面的不利。除了抗屈曲之外，承载件和不基于 承载件的多齿轮飞轮必须具有充足的刚性以抵抗由于高冲击性踩踏板的力而产生的过大扭曲和弯曲，以向轮毂提供前向和直接的载荷传递。在上述的承载件飞轮中，所述分体的链轮利用螺栓、匹配的螺纹、 联结突起等附接到承载臂。这些机械连接件不仅需要配合件上的额外材 料(这使得链轮组件更重)，而且还引入孔和螺纹特征，这会削弱配合部， 从而会在链轮和承载件上形成可能的疲劳和断裂失效点。最后，由于这 些机械连接件在加载的作用下会扭曲和变形，因此这些机械连接件还引 入的额外的不利的柔性，从而软化了从链条到轮毂的载荷传递。因此根据本专利技术的一体式飞轮通过提供从链条到轮毂的刚性、抗屈 曲性能、轻型的载荷传递路径而避免了这些设计局限。在具有分体链轮 的现有装置中，不管有或没有中间承载件，使用者都可以选择性地替换 一个或多个单独的链轮以定制飞轮的传动比。而且，在具有分体链轮的 飞轮设计中，在链轮表面上的复杂凹口和挖切特征以及精确斜切(chamfered)齿特征可以在组装成飞轮之前通过被压制到单个链轮上而 更容易更经济地形成。本专利技术实现了与这些现有装置的教导相反的刚性 且轻型的设计。通过采用忽略分体链轮技术方面要求的一体式截头中空 锥体设计，本专利技术提供的远不仅仅是与这些现有装置的结构差别。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种从自行车链条向轮毂刚性地传递载荷的 轻型一体式多齿轮飞轮。本专利技术提供一种自行车多齿轮飞轮，该飞轮一般包括截头的锥形 壳体；多个有齿的直径不同的链轮；转矩载荷传递齿廓；和径向载荷传 递齿廓，其中，所述壳体、链轮和载荷传递齿廓形成为一体部件。所述 转矩传递齿廓形成无特征(featureless)的接触表面以与所述轮毂摩擦接 合。所述链轮设置在所述壳体上并关于所述壳体轴线径向延伸。所述壳 体具有靠近小壳体基部的第一开口和靠近大壳体基部的第二开口。所述 第一和第二开口与所述壳体的轴线同轴。在壳体上的小壳体基部处、大 壳体基部处或壳体上靠近所述小壳体基部或大壳体基部的轴向内部位置 (或者它们的任意组合)处配置有转矩载荷传递齿廓。同样，在小壳体基部处、大壳体基部处或壳体上的靠近所述小壳体基部或大壳体基部的 轴向内部位置(或者它们的任意组合)处配置有径向载荷传递齿廓。所 述径向和转矩载荷传递齿廓定位在所述壳体上，以在飞轮安装在轮毂上 时稳定地支撑所述飞轮。在本专利技术的一个实施方式中，所述壳体可以具有包括多个不同直径 的沿所述壳体轴线延伸的同轴环状圆筒和多个不同直径的关于所述壳体 轴线径向延伸的同轴环状盘的阶梯式结构。所述圆筒和盘以阶梯式顺序 交替布置。在轴向最外面的圆筒或盘、或靠近该轴向最外面的圆筒或盘 (或它们的任意组合)处配置有转矩载荷传递齿廓。同样，在轴向最外 面的圆筒或盘、或靠近该轴向最外面的圆筒或盘(或它们的任意组合) 处配置有径向载荷传递齿廓。所述圆筒、盘、链轮和载荷传递齿廓形成 为一体部件。在本专利技术的另一个实施方式中，所述壳体可以具有这样的锥形结构， 即，其包括连接所述有齿链轮的多个锥体段。所述锥体段中的一个或多个优选朝向与所述壳体轴线成大于45度的角的方向。所述锥体段、链轮和载荷传递齿廓形成为一体部件。在本专利技术的另一个实施方式中，所述自行车多齿轮飞轮可以包括盖 子构件，所述盖子构件连结到所述大壳体基部或靠近所述大壳体基部， 并关于所述壳体轴线径向延伸。所述盖子构件包括与所述壳体轴线同轴 的用于接收毂驱动机构的第三开口。靠近所述小壳体基部的第一开口配 置成用于接收所述毂驱动机构。所述转矩传递齿廓配置在第一开口和/或 第三开口处，用于将转矩载荷传递到毂驱动机构。所述径向载荷传递齿 廓配置在第一开口和/或第三开口处，用于将径向载荷传递到所述毂驱动 机构。通过以下结合附图对本专利技术的一个或多个实施方式的说明可以更彻 底地理解本专利技术的这些和其他特征和优点。附图说明图中图1为根据本专利技术的一个实施方式的自行车多齿轮飞轮的前视立体图；图2为图1的自行车多齿轮飞轮的后视立体图； 图3为图1的自行车多齿轮飞轮和配合轮毂的分解后视立体图； 图4a为图1的自行车多齿轮飞轮的分解剖视图； 图4b为包括可附接到壳体内部的盖子构件的本专利技术的另一实施方 式的分解剖视图；图5为具有锥形壳体的自行车多齿轮飞轮的另一实施方式的分解剖视图；图6为与图5的自行车多齿轮飞轮的链轮齿接合的自行车链条的详 细剖视图；图7为与图1的自行车多齿轮飞轮的链轮齿接合的自行车链条的详 细剖视图；图8为根据本专利技术的另一实施方式的自行车多齿轮飞轮和配合轮毂 的分解后视立体图；以及图9为根据本专利技术的另一实施方式的多齿轮飞轮的壳体和链轮的局 部剖视图。具体实施方式图1至图4a和图7示出了根据本专利技术一个实施方式的自行车多齿轮 或多链轮飞轮10。所述链轮飞轮10 —般包括壳体12、多个有齿的链轮 14、转矩和径向载荷传递齿廓30、 38、 46，其中壳体12、有齿的链轮14 和载荷传递齿廓30、 38、 46形成为一体部件。该一体结构可以通过多种 制造工艺实现，这些制造工艺例如包括成形、铸造、锻造或机械加工。 有齿的链轮14具有不同的直径，并相对于壳体轴线18径向布置在壳体 12上。每个链轮14包括多个围绕链轮14的圆周间隔开的齿48，这些齿 48用于与自行车链条50 (图6和图7)接合，每个链轮的齿数不同。在所示的实施方式中，壳体12呈阶梯式结构；但壳体可以采取适当 定位有齿链轮的任何线性或非线性的形状。在所示的阶梯式实施方式中，壳体12包括多个沿壳体轴线18延伸且直径不同的同轴环状圆筒16和多 个沿壳体轴线径向延伸的直径不同的同轴环状盘20。这些圆筒16和盘 20以阶梯式顺序交替布置以形成锥状壳体12。每个环状圆筒16的厚度 均小于相邻链轮14的基部15的厚度，且每个环状盘20的厚度均小于相 邻链轮14的基部的厚度。壳体12还包括位于小壳体基部24处的第一开口 22和位于大壳体基 部28处的第二开口 26。所述第一开口 22和第二开口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可安装到轮毂的自行车多齿轮飞轮，该飞轮包括：　　　　截头的锥形壳体，所述锥形壳体在靠近小壳体基部处具有第一开口，在靠近大壳体基部处具有第二开口，这些开口与所述壳体的轴线同轴；　　　　多个有齿的链轮，所述多个链轮具有不同数量的齿，设置在所述壳体上且关于中心轴线径向延伸；　　　　转矩载荷传递齿廓，该转矩载荷传递齿廓配置在所述壳体上、靠近所述小壳体基部和所述大壳体基部中的一个壳体基部；以及　　　　径向载荷传递齿廓，该径向载荷传递齿廓配置在所述壳体上、靠近所述小壳体基部和所述大壳体基部中的一个壳体基部，　　　　其中，所述壳体、链轮和载荷传递齿廓形成为一体部件，　　　　其中，所述转矩载荷传递齿廓形成用于和所述轮毂摩擦接合的无特征接触表面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：亨里克布雷特，
申请(专利权)人：什拉姆公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]