特别适用于自行车的轮毂的制作方法

本发明是有关于适用于至少部分地人力驱动的车辆且特别是自行车的轮毂，该轮毂包含一轮毂壳体，该轮毂壳体借由设置在该轮毂壳体之相反端区域上的二滚子轴承而相对于一轮毂轴可旋转地被支撑。该轮毂包含用于不可旋转地配置至少一链轮的转子，该转子借由至少二转子轴承相对于该轮毂轴可旋转地被支撑。一飞轮装置设置在该转子与该轮毂壳体之间。

背景技术：

除了在自行车中以外，该轮毂亦可使用在例如具有一电动辅助驱动器之其他部分地人力驱动的车辆及二轮车辆中。该轮毂特别使用在运动自行车中。

现有技术已揭露包含一飞轮之各种轮毂，使得踏板曲柄例如在骑下坡时不会保持旋转。这飞轮亦容许该轮毂壳体及该转子在向后踩踏时反转。

现有技术已揭露具有棘轮飞轮之轮毂，其中棘爪在一空转位置(freewheelposition)与一接合位置之间能径向地枢转。这些轮毂具有不同数目之棘轮棘爪且倾向于具有对称地分布在圆周上之四棘轮棘爪。当力传送时，所述棘轮棘爪接合在该转子中的齿。在重新踩踏传送旋转力之前，所述数目比较少之棘轮棘爪产生比较大角度之旋转。

gb668,943已揭露一种用于自行车的飞轮轮毂，其具有螺入该轮毂壳体中的壳形部件，且该壳形部件之内侧表面形成该滚珠轴承的滚珠的滚道，同时一向外径向延伸壁上形成有一轴向齿，且该轴向齿与一轴向齿一起在该转子形成一轴向飞轮。由于轴向齿之较多数目齿，当重新踩踏时重新接合较快。这系统之缺点是当该轮毂转换至该空转状态及该接合状态时该转子朝轴向位移。若现今使用所述系统，这可能会产生一齿轮换挡。此外，脏污及水份可能会进入该飞轮及该轮毂内部，因此妨碍功能或甚至使功能完全丧失，这对骑车者是危险的。

de9419357u1已揭露具有一有齿圆盘飞轮的一轮毂，该有齿圆盘飞轮可靠地且非常快速地由该转子传送驱动力至该轮毂壳体，而当使用者未致动所述踏板时摩擦损失非常低。有齿圆盘飞轮具有许多优点且容许该飞轮特别快地反应。在这飞轮中，一对有齿圆盘传送该转子之向前旋转力，而在反向踩踏时该齿轴向地分离。该已知轮毂本身的功能令人满意且使用在运动领域中且亦使用于职业自行车运动中。但是，缺点是例如在骑上坡时作用在该轮毂之高负载会在该轮毂中产生弯矩并使该有齿圆盘稍微倾斜，因此在受到较大力之齿上产生较多磨损使得耐用性有限且所述有齿圆盘需要提早更换以避免故障。

de102010033268a1揭露一轮毂，其中两个端齿组件形成一轴向飞轮。在所述轮毂壳体端之多对相邻轮毂轴承作为相对于该轮毂轴之支撑件。缺点是相邻轮毂轴承需要大空间。此外，该轮毂轴没有任何径向肩部使得它无法用于轴向地支撑所述轮毂组件。因此，为轴向地支撑该轮毂，该轴向力在一侧由一滚子轴承传送进入该轮毂壳体且在另一侧它透过设置在该轮毂轴上之套筒元件通过一滚子轴承外传。在一简化图中所示之另一实施例中，一或二轮毂轴承被收纳在端齿组件内，且在一简化图中所示之又一实施例中，该轴向飞轮的端齿一体地形成在该轮毂轴承之外轴承环上以便在只使用一轮毂轴承时可节省轴向安装空间。但是，缺点是所述轴向力必须再径向地传送通过该轴承进入该轮毂壳体。一飞轮必须组配成用于高达等于或大于400nm之旋转力。这表示在操作过程中螺入该轮毂壳体中之该端齿组件不断更进一步被推入该轮毂壳体中并加压该轮毂壳体。这些高负载会导致轮毂壳体破裂或该壁厚度需要补强，但是补强会增加重量。

此外，已揭露了具有有齿圆盘飞轮之轮毂，其设有具有轴向齿的飞轮，其中轴向齿固定地整合在该转子中且一有齿圆盘借由一或多个弹簧不可旋转地且可轴向位移地收纳在该轮毂壳体中并且在朝向该转子中之该齿的方向上被轴向地偏压。相反地，已揭露一轮毂，其包括一有齿圆盘飞轮且具有固定地整合在该轮毂壳体中的有齿圆盘并且其中另一有齿圆盘被一弹簧朝该轮毂壳体之方向偏压。此外，由于在某些齿受到较高负载且较快磨损之运动或职业自行车运动中的高负载，只为其中一有齿圆盘提供轴向移动性的这两种轮毂具有缺点，因此所述有齿圆盘、该转子或甚至该轮毂壳体最好依据一般标准提早更换以避免故障。

一可行替代方式是借由使用较硬且因此较重材料或借由使用较大壁厚度，获得具有一有齿圆盘飞轮的轮毂的一整体较硬构态，但这会增加重量。但是，由于在运动及职业自行车运动中考虑到每克重量都很重要，这并不能提供所需的解决方法。

ep1121255b1已揭露一轻量轮毂，其具有一有齿圆盘飞轮且展现可靠功能，其中所述有齿圆盘之齿受到更均匀之应力。该轮毂使用一对有齿圆盘，该对有齿圆盘可轴向移动且由外侧被一弹簧轴向地相向推动。因此两个有齿圆盘被浮动地支撑且例如在该轮毂弯曲或赋予其他种类之应力的情形中它们会展现较佳之相互定位以提供在所述有齿圆盘上之更均匀磨损及一特别可靠操作。但是，仍需要一更硬之轮毂。

技术实现要素：

鉴于现有技术之背景，因此本发明之目的是提供轻量或更轻量且或许构态更硬的轮毂。

这目的是借由一种具有请求项1之特征的轮毂来达成。本发明之较佳特定实施例是所述依附项之标的物。本发明之其他优点及特征可由该一般性说明及所述示范实施例之说明了解。

依据本发明的轮毂是用于至少部分人力车辆且特别是自行车并且包含一轮毂壳体，该轮毂壳体(特别借由设置在该轮毂壳体之相对端区域上的两个滚子轴承)相对于且特别在一轮毂轴上可旋转地被支撑。该轮毂包含一转子，该转子通过至少两个转子轴承相对于且特别在该轮毂轴上可旋转地被支撑且特佳地设置成在操作时固定或轴向地固定在该轴向上以便不可旋转地设置至少一链轮。具有两个互相作用的飞轮组件的飞轮装置包含，即，一轮毂侧飞轮组件及一转子侧飞轮组件。所述两个飞轮组件各包含多个轴向接合元件且它们可朝该轴向至少在一空转位置与一互相啮合之接合位置间相对移动。该轮毂侧飞轮组件设置成界定地收纳该等滚动构件以便相对于该轮毂轴支撑该轮毂壳体。该轮毂壳体包括(至少)一附接部分及(至少)一定心部分。该轮毂侧飞轮组件包括(至少)一附接区域及(至少)一定心区域。该附接区域与该附接部分连接且该定心区域定心在该定心部分上。

在本发明之意义上，该轮毂侧飞轮组件设置成界定地收纳该等滚动构件之用语应理解为表示所述滚动构件间接地或直接地在该轮毂侧飞轮组件中显示出被界定地收纳(被限定地收纳)。「界定地收纳」表示所述滚动构件之位置是相对于该轮毂侧飞轮组件被界定。例如，装设有滚动构件的滚子轴承可压入或插入且例如固定地附接在该轮毂侧飞轮组件上。或者，所述滚子轴承可被设置成在该轮毂侧飞轮组件的表面上进行限定的滚动。

依据本发明之轮毂具有许多优点。依据本发明之轮毂特别具有一轻量及坚硬架构。此外，一明显优点包含该轮毂侧飞轮组件界定地收纳在该轮毂壳体中。因此，组装一车轮及更换轮毂组件具有大幅改善之再现性。在轮毂之滚子轴承座形成在该飞轮组件上的情形中，由申请人实行之试验及测试显示更换轮毂组件具有相当大之车轮定心误差。考虑例如夹钳刹车在该刹车垫片与在该轮缘上之刹车区域间提供一非常窄之间隙，该定心误差会有非常大之影响。若为维修例如轮毂侧飞轮组件或界定地收纳于其中或压入的滚子轴承，则整个车轮必须重新定心。例如在轮毂侧飞轮组件螺入该轮毂壳体之情形中，产生这些定心误差之主要原因是螺接未确保准确定心。该轮毂侧飞轮组件之精确径向定位通常取决于制造公差且亦特别取决于制造之种类及螺纹之种类。因此，在基本相同之轮毂侧飞轮组件的情形中，该螺纹会由于螺距而在开始时稍微偏移。当螺入不同(但本质上相同地制造)之轮毂侧飞轮组件时，这会特别产生一稍微径向偏移且选择地产生一稍微不同方位。由于该轮毂侧飞轮组件及该轮毂壳体之径向不同尺寸，即使该轮毂侧飞轮组件是例如牢固地螺入该轮毂壳体，所述径向位置亦不同。

这些差异即使很小，它们亦会由于该轮毂(或轮毂侧飞轮组件)及该车轮之不同直径而被大幅加大，因此它们造成加大弯曲，且所述加大弯曲会因为更换例如在该轮毂内部部件而造成一车轮之定心不足。因此必须在重新组合后全部重新定心或拆卸。

本发明借由连接该飞轮组件的附接区域与该轮毂之附接部分及借由引导或定心该飞轮组件的定心区域在该轮毂之该定心部分上来为此提供一有利解决方法。这可在组装及更换轮毂部件时大幅减少偏差。

将所述滚动构件或一滚子轴承整合在该轮毂侧飞轮组件中允许选择用于支撑轮毂壳体且比目前一般大很多的所述滚子轴承的横轴向距离。这亦可大幅增加其装设的车轮的横向劲度。

特别优选地，该转子及特别是该轮毂壳体在该空转位置中与在该接合位置中都设置在相同轴向位置中。在该接合位置中，朝该驱动旋转之方向的一驱动矩可由该转子传送至该轮毂壳体。在该空转位置中，该转子及该轮毂壳体优选地互相解耦，因此在该空转位置中，没有旋转力或一轻微旋转力在该轮毂壳体与该转子间传送。

所述轴向接合元件特别轴向地突出及/或在该轴向上作用。

因为当该飞轮组件至少部分地由(至少)一/一个较强且因此较重材料制成时，一轮毂壳体希望包含如轻金属或纤维复合材的轻量材料或数个轻量材料的一或多个组件，所以该轮毂侧飞轮组件是一分开部件且未与该轮毂壳体一体地形成。例如，钢是一种适合用于该飞轮组件之材料。

当依序安装轮毂侧飞轮组件之二物件时(例如维修时)，该径向定位是由该定心部分限定且大致上相同。若所述物件不同，可达成一相同径向定位。因此，可基本上避免方位或定心一车轮之差异。即使在更换轮毂侧飞轮组件及/或滚动构件或滚子轴承后，亦可立即使用一车轮且不需要重新定心或甚至拆卸。

在该轮毂侧飞轮组件与该轮毂壳体间的径向公差或径向游隙优选地在该附接部分中比在该定心部分中大。径向公差亦应理解为包括游隙。因此，依据所述公差及制造，径向不同位置可在该附接部分中产生(不在该定心部分)。

在组装状态中，没有真正之游隙，因为该轮毂侧飞轮组件与该轮毂壳体固定地连接。但是，该产生之真正径向定位取决于在安装前之既定公差或该游隙。依据该组装及所使用之组件(在该可容许制造公差内)，可产生不同径向定位，且虽然该不同径向定位只有微小绝对偏差，但可由于杠杆作用而产生相当大影响。

在较佳构态中，在该定心部分中在该轮毂侧飞轮组件与该轮毂壳体间之径向公差(该径向游隙)小于在该附接部分之径向公差的一半。特别地，在该定心部分中之径向公差小于在该附接部分中之径向公差的1/4。

在较佳特定实施例中，该定心部分具有小于20μm径向公差或游隙的自由配合及特别是小于10μm且优选地小于5μm或甚至小于3μm的径向公差。

在特佳构态中，一过渡配合形成在该定心部分及该定心区域中。这表示依据目前之制造，可提供一松弛、自由配合或一松弛干涉配合。依据真实大小，可具有一稍微过小尺寸或过大尺寸。

一「定心区域」及一「附接区域」应理解为表示一本体之具体、实体部分或部分。

在其他较佳实施例中，一干涉配合(过盈配合)或一过大尺寸配合形成在该定心部分及该定心区域中。内部部分总是大于外部部分。在组装时，该外部部分(通常是该轮毂壳体)稍微扩张。较佳地，一过大尺寸是给定在0μm与大约20μm间，特别是大约5μm+/-5μm之范围内。

一干涉配合(及一过渡配合)允许实现该轮毂侧飞轮组件的精确界定定向，并且因此也分别实现该滚子轴承或各滚动构件的精确界定定向。即使在拆卸及接着用相同或更换组件重新组装该轮毂后，定心亦不需要任何修整作业。特别地，在更换组件之情形中，防止该轮缘轴向移动少量的十分之几或尽可能小地移动1/10或2/10毫米。

在特佳构态中，该附接部分及该附接区域各具有用于螺接之螺纹。较佳地，该附接区域具有外螺纹用于螺入该轮毂壳体的附接部分的内螺纹。或者，该飞轮组件可具有可螺接在一轮毂壳体螺桩上之内螺纹。

在所有构态中，该轮毂侧飞轮组件宜包含一轴向本体段。

在较佳特定实施例中，该附接区域具有比该定心区域之外径大的一外径。特别在该构态中，该轮毂侧飞轮组件可以或较佳地包含由该轴向本体段(径向地或倾斜地)向外地延伸的向外突出附件。此外，该附接区域宜(径向向外地)形成在该附件上。

此外，一挡件特别形成在该附件之轴向内侧表面上且在安装时抵靠该轮毂壳体的径向肩部。

该轴向本体段的前面亦可具有在安装状态中抵靠该轮毂壳体的径向肩部的一挡件。

包括一挡件之这些构态的一明显优点包含当依需要组装时，该轮毂侧飞轮组件抵靠该轮毂壳体的径向肩部。即使当该轮毂侧飞轮组件螺入时，这亦可在该轮毂壳体中达成一足够稳定支撑。这构态可靠地防止该轮毂侧飞轮组件在操作时更进一步进入该轮毂壳体。

该轮毂侧飞轮组件特别包含由该轴向本体段向内延伸的环状凸缘。该环状凸缘之轴向外侧表面宜具有特别呈一轴向齿形状之接合元件。

在有利特定实施例中，该轮毂侧飞轮组件包含具有一内中央收容空间的轴向本体段、形成在该内中央收容空间的轴承座及收容在该轴承座的滚子轴承以便旋转地支撑该轮毂壳体。此外，该滚子轴承包含多个滚动构件。在另一实施例中，该外轴承环亦可直接地形成在该轮毂侧飞轮组件中并各自形成在该轴向本体段之内侧。另外，该轮毂侧飞轮组件的内周边表面形成该滚子轴承之外环及因此形成滚道。该轮毂侧飞轮组件形成具有界定地容纳一滚子轴承以便旋转地支撑该轮毂壳体的轴承座的事实容许所述轴承之横向距离增加数毫米来相对于该轮毂轴支撑该轮毂壳体。这可使该轮毂之刚性大幅增加。在踩踏时起作用的任何弯矩大幅地减少。因为该滚子轴承被收纳在该轮毂侧飞轮组件径向内部，所以在用于传送该驱动扭矩之施力表面与该轴承位置间的横轴向距离比在现有技术中短很多。该距离甚至可减半。此外，该轮毂壳体之滚子轴承的横轴向距离明显地增加。用于相对于该轮毂轴支撑该轮毂壳体之滚子轴承可称为轮毂壳体轴承。同时，在操作时界定地抵靠在该轮毂壳体中的肩部的在该轮毂侧飞轮组件之向外突出附件允许提供特别稳定及可靠之轮毂。

另一个优点是在所述二转子轴承间之距离亦可加大以便获得更大刚性。亦非常有利的是该轮毂之架构更简单。该轮毂轴不需要加厚以增加刚性。

同时，本发明容许进一步具有更高刚性之明显更轻量的整体轮毂架构。借由该轮毂侧飞轮组件的更轻量架构可获得一重量好处。借由使该轮毂壳体或轮毂套筒形成为具有较薄壁可获得另一重量好处。现有技术让该轮毂壳体可环绕该滚子轴承及与其相邻地收纳在该轮毂壳体中之有齿圆盘。但是，必须保持该轮毂壳体的最小壁厚度以确保所需稳定性。在现有技术中，这产生相较于本发明在一明显较大轴向区域上具有一大很多之壁厚度。因此，本发明具有较高刚性及一较低重量。此外，所需部件数目较少以便简化架构与组装及维护。另外，该径向向外突出附件将在该轮毂壳体中之轮毂侧飞轮组件的接触压力分散在一较大直径上且因此获得一较小表面压力。该径向向外突出附件防止该轮毂侧飞轮组件在它具有外螺纹且螺入该轮毂壳体时更深地进入该轮毂壳体中。

借由本发明可减少轴向安装空间。该轮毂壳体及该转子可具有比ep1121255b1之现有技术的情形宽的轴向支撑。

在本发明中，该轮毂侧飞轮组件具有一内与中央收容空间，且该内与中央收容空间具有一轴承座及收容在该轴承座的滚子轴承以便旋转地支撑该轮毂壳体并加强该轮毂。本发明容许增加该轮毂壳体之所述滚子轴承的轴向距离。该轮毂壳体可以整体上在明显较宽的基础上被支撑，从而显著地改善配备有轮毂的车轮的横向劲度。

在一较佳特定实施例中，所述二飞轮组件被至少一偏压装置朝该接合位置偏压。所述飞轮组件宜各包含形成在前面且在该接合位置互相啮合之多个接合元件。依此方式，在该接合位置中，所述接合元件将驱动方向上的旋转运动由该转子传递至该轮毂壳体。在该空转位置中，所述飞轮组件可相对旋转且因此该轮毂壳体亦可相对该转子旋转。

在所有构态中，所述飞轮组件宜各包含一轴向齿。该飞轮装置特别形成为一有齿圆盘飞轮。此外，所述接合元件宜由多个轴向齿提供，且所述轴向齿特别被至少一弹簧或多个弹簧或弹簧元件偏压至该接合位置。在各飞轮组件上之接合元件的数目是特别在16与80之间且特别在18与72之间。这容许非常快速之响应。

较佳地，该转子侧飞轮组件不可旋转地且可轴向移动地收纳在该转子上且该轮毂侧飞轮组件不可旋转地且特别亦轴向固定地与该轮毂壳体耦合。该转子侧飞轮组件特别形成为或包含一有齿圆盘且其前方具有一轴向齿。

在较佳特定实施例及构态中，该轮毂侧飞轮组件之轴向本体段或该轴向本体段之至少一部分是管状结构且可称为一管状本体段。在较佳构态中，该轴向或管状本体段具有一圆形外横截面。此外，该圆形外横截面特别具有一外螺纹，借此当组装时该轴向(管状)本体段宜螺入该轮毂壳体的内螺纹。另外，该轴向(管状)本体段轴向固定地且不可旋转地与该轮毂壳体连接。该管状本体段宜形成为大致圆柱形。

在较佳实施例中，该轴向本体段是组配成使得具有该向外突出附件及该向内突出环状凸缘之该轴向本体段具有一(一至少大致)t形横截面。亦可想到一s或z形横截面。在一t形横截面之情形中，该「t」之横杆及因此该环状凸缘及该附件宜轴向向外地设置，同时所述轴向或管状本体段进一步向内延伸进入该轮毂壳体或进入该轮毂。这构态及这例如t形横截面可提供一紧密结构及在负载下之高稳定性。该环状凸缘之该轴向外侧表面(相对于该轮毂)装设有所述接合元件。所述附件之该轴向内侧表面(相对于该轮毂)提供(在组装状态下)抵靠在该轮毂壳体中之径向肩部的一挡件。这在该轮毂壳体中提供一较大量的材料以便可靠地传送作用在该轮毂壳体上的力并提供一轻量但稳定的轮毂。

或者，该轴向或管状本体段之外横截面可为或较佳为非圆形。该轴向本体段可例如具有一多边形外横截面。此外，该轴向本体段之(非圆形)外横截面是特别适合该轮毂壳体之配合非圆形内横截面。或者，可为齿状结构(外齿及内齿)，其中该轴向本体段宜轴向地固定在该轮毂壳体上。该轴向位置可依据该轮毂壳体轴承之内环轴向界定定位在该轮毂侧飞轮组件上或中来决定。

或者，该轴向或管状本体段之外横截面可为圆形或非圆形且不能借由一外圆周形式夹具与该轮毂壳体不可旋转地耦合。或者，例如，可设置耦合销(couplingpins)或耦合螺丝(couplingscrews)以便不可旋转地且亦选择地轴向固定地连接该轮毂侧飞轮组件与该轮毂壳体。

该轴承座宜形成在该轴向及/或管状本体段上且特别在其径向内部。

在径向截面中，该轮毂侧飞轮组件之横截面宜为大致l形，其中该「l」之其中一腿形成该轴向或管状本体段且该l之另一腿朝径向延伸并配置有所述接合元件。该横截面特佳地为「t」形，其中该环状凸缘及该附件轴向地重叠或至少大致设置在相同轴向位置中。

较佳地，该轮毂侧飞轮组件收纳该滚子轴承之轴向宽度的2/3以上。特别地，该滚子轴承的大部分或最大部分界定地收纳在该轮毂侧飞轮组件之轴承座上。较佳地，该轮毂侧飞轮组件收纳该滚子轴承之轴向宽度之50％以上且特佳是75％以上。在较佳构态中，该轮毂侧飞轮组件收纳该滚子轴承之轴向宽度的大约80％与90％之间或80％与99.5％之间且特别是90％与99.5％之间。较佳地，在该轴向本体段之轴向向内前面与该轮毂壳体之间有一净距(在轴向上)。该净距在该轴向本体段之轴向向内前面与该轮毂壳体之间产生一游隙且它特别大于0.02mm且它宜在0.03mm与1.5mm之间，特别是在0.05mm与0.6mm之间并且宜在0.08mm与0.35mm之间。在较佳构态中，该净距是在收纳在该轮毂侧飞轮组件上之该滚子轴承之轴向长度的0.5％与5％之间。该净距延伸至由该径向向外突出附件界定之轴向本体段的一轴向位置并防止该轴向本体段更进一步螺入。该轮毂侧飞轮组件之径向向外突出附件特别径向向外地突出超过该轴向本体段且当安装时它抵靠在该轮毂壳体之径向肩部上。这可轴向界定地定位该轮毂侧飞轮组件。该向外突出附件可形成为一单一附件或在圆周上(对称地)分布数个附件。或者，该附件可形成为特别由该轴向本体段之轴向向外端径向向外地延伸的一圆周凸缘。

该轮毂侧飞轮组件包含一环状凸缘，其前面(径向向外地)设有所述接合元件。该环状凸缘在该轴向本体段之轴向向外端上特别径向向内地延伸。此外，该环状凸缘如上所述地形成该t或一l之该向内突出径向腿。

较佳地，一径向轴承肩部形成在该轮毂壳体中用于界定地轴向对齐收纳在该轮毂侧飞轮组件中之滚子轴承。该滚子轴承是特别设置在该轮毂壳体中之该径向轴承肩部与该环状凸缘间的一轴向界定位置中。较佳地，一界定游隙设置在一轴向侧且该滚子轴承在另一轴向侧设置成没有游隙。因此可防止不利的过度界定。较佳地，一自由距离形成在收纳在该轮毂侧飞轮组件中之滚子轴承与该环状凸缘之轴向内侧表面间。该自由距离提供轴向游隙。该自由距离特别大于0.02mm或0.05mm。该自由距离宜大于0.1mm或大于0.2mm且最多可大于0.5mm或1mm。该自由距离特别设置在该环状凸缘之轴向内侧表面与该轮毂壳体之该飞轮侧滚子轴承的外环间。在一较佳构态中，该自由距离是在0.02mm与0.35mm之间。

该轮毂壳体之该飞轮侧滚子轴承的外环特别借由其轴向进一步向内端抵靠该轮毂壳体中之径向轴承肩部以便界定地对齐该滚子轴承。特佳地，一净距(在轴向上)存在该轴向本体段之轴向向内前面与该轮毂壳体间，且一自由距离形成在收纳于该轮毂侧飞轮组件中之滚子轴承与该环状凸缘之轴向内侧表面间。较佳地，该净距与该自由距离大致相同。由于组件部件存在公差及制造与安装公差，该净距及该自由距离可不同。该净距及该自由距离各防止在安装的轮毂中的过度界定。

在有利构态中，该偏压装置收纳在该转子侧飞轮组件中。该偏压装置是特别大致完全地且特佳地完全地收纳在该转子侧飞轮组件内部。这对于该轴向安装空间提供非常大之好处，因为该转子侧飞轮组件没有或仅有非常少地朝轴向延伸以便减少轴向安装空间。这可进一步增加轮毂刚性。

该转子侧飞轮组件特别包含一特别圆柱形引导段，该引导段具有与在该转子中的配合非圆形内轮廓啮合的一非圆形外轮廓以使该转子侧飞轮组件可相对于该转子轴向移动及提供在该转子与该转子侧飞轮组件间之不可旋转耦合。

在较佳构态中，该转子侧飞轮组件之前面端形成为一垫圈且所述接合元件设置在该垫圈上(在该前面)。

较佳地，具有该引导段及设置在该前面端之垫圈的转子侧飞轮组件在径向上具有一大致l形之横截面。一轴向对齐腿由该引导段形成。一径向对齐腿由该前面垫圈形成。

较佳地，该偏压装置朝该轮毂侧飞轮组件之方向推动具有所述接合元件之前面垫圈。此外，该偏压装置宜抵靠该垫圈之内侧。

该垫圈及该(圆柱形)引导段宜大致形成该转子侧飞轮组件。该引导段及该垫圈特佳地的是一体地制成。

特佳地，该偏压装置被轴向向外地(紧接地)支撑抵靠一转子轴承以便旋转地支撑该转子。此外，该偏压装置特佳的是被直接地且紧接地支撑在该转子轴承的外轴承环上。

在所有构态中，用于支撑该轮毂壳体之轴承及用于支撑该转子之轴承宜形成为滚子轴承且特别是形成为深槽滚珠轴承，该深槽滚珠轴承包含一外轴承环(亦称为外环)、一内轴承环(亦称为内环)及在其间之特别设置在一滚动构件保持架中之多个滚动构件。

例如，若一圆盘设置在一转子轴承与该偏压装置之间，则该偏压装置可被间接地支撑在该转子轴承上。至少借由形成为一圆柱形螺旋弹簧之偏压装置，将该偏压装置紧接地支撑在该转子轴承上可产生一特别节省空间架构。在其他构态中，亦可使用被支撑在该转子轴承外侧之多个单一弹簧或其他组件。

较佳地，一密封装置设置在该转子与该轮毂壳体之间。该密封装置特别包含至少转向一次的非接触迷宫式间隙。此外，该密封装置宜包含特别在该迷宫式间隙下游之至少一接触密封唇部。该密封装置特别尽可能广泛地且特别可能最广泛地防止水及灰尘进入该飞轮装置。该密封唇部宜设置成比该迷宫式间隙更径向地向内。

在所有构态中，特佳的是该转子且较佳的是该轮毂可设置成用于大体上或完全无工具拆卸。该轮毂壳体宜被插入，该限制挡件特别被插上(插入或最好推上)且该轮毂宜(选择地由该轮毂侧飞轮组件分开)设置成用于完全无工具拆卸。该轮毂侧飞轮组件可类似地设置成用于完全无工具拆卸。这有助于组装及拆卸且因此亦有助于维护或修理。

当组合时，该轮毂的夹持力宜透过该轮毂壳体之滚子轴承的内环及所述转子轴承之内环来支撑。特别地，至少一套筒本体各设置成用于在该轮毂壳体之飞轮侧滚子轴承与该飞轮侧转子轴承之间及在所述两个转子轴承之间形状配合地传送该夹持力。依此方式可提供一形状配合且特别稳定之轮毂。

较佳地，而且特别正好两个径向凸起形成在该轮毂轴上。所述两个径向凸起宜形成在所述滚子轴承之区域中以便支撑该轮毂壳体。较佳地，所述径向凸起在该轴向向内面显现该壁厚度的(连续或逐渐或无段或阶段的)增加且一肩部各形成在该轴向向外侧上。这些肩部可作为所述滚子轴承之内轴承环的挡件以便支撑该轮毂壳体。或者，如一圆盘或一套筒的分隔件可插在该挡件与该滚子轴承之间。在所有这些构态中，力可通过该轮毂轴及如圆盘、套筒本体之分隔件及所述滚子轴承之内轴承环进行传递。

特佳地，该轮毂轴形成为圆柱形且，除了用以支撑所述该轮毂壳体的滚子轴承抵靠的径向凸起以外，它具有一大致固定直径及一大致固定壁厚度，其中该直径及该壁厚度变化小于25％且宜小于15％。该轮毂轴之内部构态特佳地为圆柱形。

较佳地，设置在该轮毂壳体之相反端区域上的所述滚子轴承借由各自的内环轴向向内地抵靠该轮毂轴之径向凸起。该轮毂轴因此可用于形状配合地传送力。

特佳地，所述滚子轴承及/或所述转子轴承中之至少一轴承形成为一深槽滚珠轴承且特别形成为一市售及/或标准深槽滚珠轴承。所述滚子轴承及/或所述转子轴承中之至少一轴承宜具有直接附接在该滚子轴承上且防止水及/或灰尘进入该滚子轴承内部的滚动构件保持架及/或轴承密封件。

在所有构态中，该轮毂宜设计成供一贯通轴使用。较佳地，该轮毂包含一贯通轴。

最好提供被推至该轴或轮毂轴上或插入该轮毂轴中之多个限制挡件。可提供多个可互换限制挡件，且一组限制挡件组配成可收纳一贯通轴而另一组限制挡件设置成可收纳例如一快拆。后者之限制挡件组具有多个轴向向外圆柱形肩部，所述轴向向外圆柱形肩部是组配成被收容在车架的后叉端中且其外径宜比在该轮毂轴的中心区域中的该轮毂轴的内径小。当用两组限制挡件传送该轮毂时，使用者可选择与该贯通轴或与一快拆一起使用它们。亦可进行后来之改装。

所有构态可具有两个以上滚子轴承以便支撑该轮毂壳体。此外，最少(至少)一滚子轴承设置在所述两端区域之各端区域上。亦可类似地使用两个以上之转子轴承。

附图说明

本发明之其他优点及特征可由以下参照添附图式说明之示范实施例了解。

在所述图中：

图1显示一山地自行车之示意图；

图2显示一比赛用自行车之示意图；

图3显示依据本发明的轮毂的截面图；

图4显示图3中之截面的放大图；

图5显示该轮毂侧飞轮组件之立体图；

图6显示依据图5之轮毂侧飞轮组件的截面图；

图7显示依据图3之轮毂的分解图；

图8显示依据本发明之另一轮毂的截面图；

图9显示依据图8之轮毂的轮毂侧飞轮组件的立体图；

图10显示依据图9之轮毂侧飞轮组件的截面图；

图11是依据本发明之另一轮毂的截面图；

图12是图11之放大图；

图13是图12的局部放大示意图；

图14是依据本发明之另一轮毂的截面图；

图15是图14的局部放大图；及

图16是图15的局部放大示意图。

具体实施方式

图1与2分别显示装设有依据本发明的轮毂1的一山地自行车或比赛用自行车100。该山地自行车或比赛用自行车100具有一前轮101及一后轮102。依据本发明之轮毂1是与该后轮102一起使用。所述车轮101、102具有轮辐109及一轮缘110。亦可设置现有的夹钳刹车或如碟刹的其他刹车。

一自行车100包含一车架103、一手把106、一座垫107、一前叉或悬吊前叉104且在山地自行车的情形中，可设置一后轮缓冲器105。具有踏板的踏板曲柄112是用以驱动。或者，该踏板曲柄112及/或所述车轮可具有一电动辅助驱动器。所述车轮之轮毂1可借由一贯通轴25或一快拆49附接在该车架上。

图3显示插入依据图1与2之自行车后轮102中的轮毂1的截面图。

依据本发明之轮毂1包含一轮毂壳体2，该轮毂壳体2分别被所述滚子轴承24或14可旋转地支撑在所述轴向端区域3与4中而可相对于且在此紧接地在一轮毂轴5上旋转。这表示所述滚子轴承14、24各自直接设置在该轮毂轴5上。

该轮毂更包含一转子8，以便在该转子8上设置至少一链轮。特别地，可推上并附接或配置一链轮组。一飞轮装置9设置在该转子8与该轮毂壳体2之间，且包含轮毂侧飞轮组件10及转子侧飞轮组件20。为防止水及灰尘进入该轮毂1之内部且特别是水及灰尘进入该飞轮装置9，一密封装置38形成在该转子8与该轮毂壳体2之间且包含一迷宫状密封间隙及一下游唇部密封，该下游唇部密封接触该转子且可靠地防止灰尘及水进入该飞轮装置9。

限制挡件39与40被推至该轮毂轴之两端上且当装设之车轮未被夹持在该车架中时被o环48固定在该轮毂轴上。所述限制挡件39与40各具有防止灰尘及水进入该轮毂1之两端的一密封凸缘46或47。这转子侧限制挡件40具有一径向密封凸缘47，而另一限制挡件39具有由一对径向密封凸缘构成的双凸缘46，且一轴向距离及自由空间形成在该对径向密封凸缘之间。

用于旋转地支撑该轮毂壳体2之滚子轴承14、24靠抵在该轮毂轴5之凸起43、44中的径向肩部上。所述凸起43与44各自轴向地设置在所述轴承14、24之内部。

在该轮毂1之所有构态中，所述凸起43、44宜具有该轮毂轴5的稍大径向壁厚度。特别地，在这区域中之径向壁厚度是在其他区域中之径向壁厚度的大约1.5倍与3倍之间。除了所述凸起43、44以外，该轮毂轴5在结构上基本上是空心圆柱体且具有宜小于25％且特别是小于15％或小于10％或小于5％或小于2％之壁厚度差。较佳地，该轮毂轴(包括凸起)之最大外径对该轮毂轴之最小内径的比值关系小于2.0且特别是小于1.75并且最好小于1.6。较佳地，该轮毂轴之最大外径对该轮毂轴之最小内径的比值关系大于1.25且特别是大于1.4。

该转子8被一对转子轴承6与7可旋转地(且紧接地)支撑在该轮毂轴5上。

该滚子轴承14在该轮毂侧飞轮组件10内部被收纳在一轴承座12上的界定位置中的一中央收容空间11中。这可减少大量轴向安装空间使得该轮毂之稳定性及刚性可增加。此外，该轮毂1之总重量大幅减少。由于在该轮毂壳体2之转子侧端区域4中的壁厚度可减少，各飞轮组件之重量及该轮毂壳体之重量可减少。

图4显示图3之放大图，且该飞轮装置9再次示出在该接合位置31，其中特别设计为该轮毂侧飞轮组件10及该转子侧飞轮组件20之轴向齿10d、20d的所述接合元件33(请参见图5)互相不可旋转地接合。所述接合元件33是组配成使得(请参见例如图5)在驱动方向所给予的旋转方向的旋转力可靠地传送至该轮毂壳体2，而在给予相反旋转方向时该转子侧飞轮组件20对抗该偏压装置32之偏压力被轴向向外地推动直到所述接合元件33分离为止以使该转子可相对于该轮毂壳体旋转。该转子侧飞轮组件20具有一引导段23，且该引导段23具有一非圆形外轮廓21。该非圆形外轮廓21与在该转子8中的配合非圆形内轮廓37啮合且可与该轴向30平行地在该转子8中轴向地位移。

这飞轮组件10具有大致t形构态的径向横截面，其中一轴向本体段13在一附接区域10a中具有一外螺纹10c，该外螺纹10c螺入在该轮毂壳体之该附接部分2a的内螺纹2c使得该飞轮组件10被轴向地固定且(在该驱动方向上)与该轮毂壳体2不可旋转地连接。

以一紧密配合方式收容该轮毂侧飞轮组件10之定心区域10b的定心部分2b用于界定地径向定位该轮毂侧飞轮组件10及收纳于其中之滚子轴承14。特别的是该配合几乎没有游隙。一干涉配合可设置成使得该轮毂侧飞轮组件10被压入该轮毂壳体2(当它被螺入时)。这定心区域10b形成在该环状附件17上。

一圆柱形轴承座12径向地形成在该轴向本体段13内部且其中收纳该轮毂侧滚子轴承14以便旋转地支撑该轮毂壳体2。当安装该滚子轴承14时，它朝该轴向被形状配合地收纳且其内环在该凸起44与套筒本体41之间。

力配合(force-fit)是在该轴向30上由该限制挡件40透过该转子轴承7之内环、套筒本体42、转子轴承6之内环、该套筒本体41、该滚子轴承14之内环进行且它接着透过该径向凸起44被导入该轮毂轴5并且它由此透过该径向凸起43传送至该滚子轴承24之内环，而夹持力由此最后透过该限制挡件39分散。

在安装状态中，向外突出且圆周地形成的该轮毂侧飞轮组件10之附件17抵靠在该轮毂壳体2内的径向肩部35。该轮毂侧飞轮组件10之位置是由在该轮毂壳体中之径向肩部35界定。

用于支撑该轮毂壳体的滚子轴承14被收纳在轴承座12上的中央收容空间11中且位于借由该轮毂侧飞轮组件10之环状凸缘18的内表面19及该径向轴承肩部36在该轴向上且在该轮毂壳体2中限定的一位置。当该滚子轴承14无游隙地抵靠在该轮毂壳体2中之径向轴承肩部36时，在该环状凸缘18之内表面19与该滚子轴承14之外环50间较佳的具有一小轴向游隙。

该滚子轴承14宜具有用于密封该滚子轴承的密封单元57。类似地，另一滚子轴承24及所述转子轴承6与7宜各在两侧具有用于密封之所述密封单元57。

该转子侧飞轮组件20在其前面22包含一垫圈28，且所述接合元件33形成在该垫圈28上。该垫圈28特别与该转子侧飞轮组件20的圆柱形引导段23一体地形成。在该转子侧飞轮组件20之内部，特别形成为一螺旋弹簧之该偏压装置32宜压抵该前面内表面29使得该飞轮组件20被偏压在该接合位置31中。该螺旋弹簧32被支撑在另一端，优选地支撑在该转子轴承6之外环上。这可产生一最小轴向安装空间，借此可显著地增加该轮毂之整体刚性。

如图3所示，在用于旋转地支撑该轮毂壳体之所述滚子轴承14与24间产生明显比现有技术大的一轴向距离26。这可大幅增加该轮毂之刚性及稳定性。大幅增加该轴向距离26数毫米可免除所述飞轮组件10与20的双端、浮动轴向支撑同时仍然提供该轮毂更高刚性。特别形成为有齿圆盘之飞轮组件10、20能显示均匀的磨损且具有一安全功能。此外，该轮毂之重量可明显地降低。相较于现有技术，在用于支撑该轮毂壳体之所述滚子轴承的内环间的轴向距离26可增加大于5或甚至6mm。在所述转子轴承间之轴向距离27可类似地增加大于1mm使得该轮毂1在负载下之稳定性增加且可大幅增加横向劲度。

图5与6以立体图及截面图显示该轮毂侧飞轮组件10。可了解的是该轮毂侧飞轮组件可有一紧密架构。该环状附件17可将该轮毂侧飞轮组件10界定地轴向定位在该轮毂壳体2中。该轮毂侧飞轮组件10借由该附接区域10a与形成在其上的外螺纹10c螺入该轮毂壳体2。该定心区域10b与在该轮毂壳体2中之定心部分2b一起确保该轮毂侧飞轮组件10的界定径向定位。当更换该滚子轴承14或该轮毂侧飞轮组件10时亦达成可再现定位。

所述接合元件33形成在该环状凸缘18之前面22上的该轴向外侧表面18b上，且该环状凸缘18特别由该轴向且在此是管状本体段13径向向内地延伸。

在径向横截面中可看到该大致t形结构45，其中该轴承座12径向向内地形成且其中该滚子轴承14显示一界定收纳。

该滚子轴承14具有一轴向宽度16且在该轴向本体段13中被支撑在该轴承座12上并且在该长度18a上通过其轴向宽度之大部分，在此是在80％与90％之间。该滚子轴承14稍微轴向向内地突出之事实可进一步确保一准确界定之轴向配置。因此可避免一轴向过度界定。

该滚子轴承14具有一外环50及一内环52，且在该外环50与该内环52间所述滚动构件53设置在引导槽56中。密封单元57在轴向两端方向上密封该滚子轴承14。

为了更清楚显示，在图5之底部中未显示该滚子轴承14。当安装该滚子轴承14时，它被螺入该轮毂壳体中之飞轮组件10轴向地固定在该轮毂壳体中。

图7显示依据本发明轮毂1之主要部件的图。在左边显示在该滚子轴承24安装于或插入该轮毂壳体2中后可被推至该轮毂轴5上的限制挡件39。该轮毂轴5具有凸起43与44。在该轮毂壳体2之转子侧，该滚子轴承14被收纳在该轮毂侧飞轮组件10之轴承座12上且与该飞轮组件10一起被螺入该轮毂壳体2。该定心部分2b及该定心区域10b确保界定地径向定位。然后，插入该密封装置38且推上该套筒本体41。

该套筒本体42位于其间之所述转子轴承6与7被插入该转子8中。该偏压装置32及该转子侧飞轮组件20被插入该转子8中且该转子8被推至该轮毂轴5上。最后推上该限制挡件40。

图8至10显示一稍微修改之示范实施例。符号是相同的，因此除了少数不同部件以外，可同样地参照前述示范实施例之说明且它再用于说明这示范实施例。以下将说明与上述示范实施例不同之实质差异及实质部件。

图8显示该完成轮毂之截面图，图9显示该轮毂侧飞轮组件10之立体图且图10显示图9之截面图。

与前述示范实施例不同，这轮毂1未设置径向圆周轮辐凸缘，但该轮毂1装设有用于安装所谓「直拉(straightpull)」轮辐之收纳部。因此该轮毂壳体可相应地组配成适应安装例如，直线、非弯曲轮辐(「直拉轮辐」)。但是，依据图8之轮毂1可如依据图3之轮毂1装设传统的及圆周的轮辐凸缘等。

与依据图3之轮毂1的另一差异是图8与图10都明确示出了可辨识的自由距离16a。该自由距离16a提供足够之轴向游隙。收纳在该飞轮组件10中之滚子轴承14以外轴承环或外环50的该轴向向内端14a抵靠在该轮毂壳体2中的径向轴承肩部36以便界定地对齐该滚子轴承14。

该滚子轴承14之轴向向外端14b具有该自由距离16a或该游隙或在它本身与该环状凸缘18之轴向内侧表面18c间的间隙。该自由距离16a特别大于0.01mm且它宜大于0.1mm，特别是大约0.2mm。依据图3之示范实施例亦包含在图之比例中无法辨识的一(较窄)自由距离16a。

图10显示形成在该附件17之轴向内侧表面17c上的挡件17d。在安装状态中，该挡件17d抵靠在该轮毂壳体中之径向肩部35。该挡件17d与该径向肩部35一起防止该轮毂侧飞轮组件更进一步螺入该轮毂壳体2。在缺少该边界之情形下，作用在该轴向齿上的任何旋转力在一段时间后产生更进一步之螺入。因此，在缺少该挡件17d的情况下，因为该飞轮是形成为用于传送高达400nm或更大的旋转力，因此该轮毂壳体会膨胀且甚至破裂。

另一作用是由于可以产生形成在该轴向本体段之轴向向内前面与该轮毂壳体间且在此是在大约0.08mm与0.35mm间之净距13b。这是为确保该轴向本体段13螺入该轮毂壳体最多到该挡件17d且此时它被支撑在该轮毂壳体上。

该轮毂1之拆卸及维护因此简单且可在任何时间手动地进行以便在例如越野地形中使用后或在一长时间公路骑乘后清洁该轮毂。这可确保一永远可靠之功能。

依据图8至10之轮毂壳体亦具有一附接部分2a、一定心部分2b及用于该轮毂侧飞轮组件10的外螺纹10c的一内螺纹2c，同时借由在该定心部分2b中之定心区域10b的配合达成一引导及/或定心。

此外，一径向公差或游隙在该定心区域10b中比在该附接区域10a中小很多，以便再现地组装及再现地更换部件及组件。该更准确定位亦可增加可靠性及耐用性。

图11至13及图14至16各显示稍微修改之示范实施例。符号亦是相同的，因此除了少数不同部件以外，可同样地参照前述示范实施例之说明且它再用于说明这些示范实施例并且未全部重复。以下将说明与上述示范实施例不同之实质差异及实质部件。

图11显示整个轮毂1之截面图，图12显示图11之放大图，且图13显示图12中之放大部之不成比例的简化的简单示意图。

与依据图8之示范实施例的一实质差异是该轮毂侧飞轮组件10几乎不包含任何径向附件17或甚至完全没有。该轮毂侧飞轮组件10之轴向本体段13具有大致一致的径向直径。具有该外螺纹10c之附接区域10a朝向该轴向本体段13之轴向向内端延伸同时该定心区域10b朝向轴向向外端延伸，且该定心区域10b与该定心部分2b一起确保该轮毂侧飞轮组件10的准确界定配合及因此一准确界定定位与定向。径向公差或该径向游隙在该定心区域10b中比在该附接区域10a中小很多。在这构态中，该轮毂侧飞轮组件10可先形成为具有该定心区域10b之直径的圆柱形且可接着只在轴向长度的部分上切割或攻出一螺纹以便产生该附接区域10a。在该附接区域10a中之外径亦可稍微减少以便通过该定心部分2b。

因为该轴向本体段13之轴向向内前面13a抵靠在该轮毂壳体中之径向肩部35，所以这轮毂1防止该飞轮组件10螺入该轮毂壳体2太深。

图13显示图12的简化的局部细节放大图，且该图未按照成比例绘制以便更佳地显示原理。当该定心部分2b与该定心区域10b重叠时，存在径向公差15b或径向游隙，同时一大很多之公差15a设置在该附接区域10a及该附接部分2a中。这达成该轮毂侧飞轮组件10及在该轮毂轴5上旋转地支撑该轮毂1一侧的滚子轴承14的一明显较佳及较佳可重复的径向定位。即使微小径向变化亦可在轮缘上产生大轴向影响。

依据图11至13的实施例允许轮毂1具有特别细的构态。借由减少在该轮毂壳体中的壁厚度，亦可进一步减轻重量。相较于该滚子轴承未收纳在该飞轮组件上的轴承座中而是直接插入该轮毂壳体的类似构造轮毂，总重量可减少5克或甚至10克或10克以上。本发明的构态使得总重量大幅减少约5％以及使得稳定性增加。该较细构态亦减少空气阻力。

图14显示依据另一示范实施例之轮毂1的截面图，图15显示图14的局部放大图，且图16最终示出图15中的未按比例的局部放大的简化示意图。与依据图11至13之示范实施例不同，该定心部分2b及该定心区域10b轴向地设置在内侧而该附接部分2a及该附接区域10a轴向地设置在更外侧。

亦可简单地制造。该轴向本体段13之轴向向内端13d抵靠在该轮毂壳体2中之径向肩部35且防止该轮毂侧飞轮组件10螺入太深。

图16显示图15的局部放大简化图且如以上图13地显示在该定心区域10b中提供小于在该附接区域10a中的一径向公差15b或径向游隙。

图14至16中之其他细节大致对应于前述示范实施例。

在所有构态中，该轮毂可增加横向劲度，增加弯曲劲度，且更安全地操作，并且容易维修。同时重量可减少，这在运动之领域中及供职业使用时特别重要。

另一优点是该轮毂壳体之较小横截面，因此空气动力学上较佳。部件数量较小，使维修、组装及拆卸更容易。制造该轮毂亦更容易。

在所有构态中，宜在所述滚子轴承中使用经磨削的内轴承环。亦可使用一经磨削的外环以获得非常低的摩擦值。