专利名称：单向传动装置及其爪支撑体以及包括该装置的自行车轮毂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于自行车后轮轮毂的单向传动装置。本发明还涉及用于该装置的爪支撑体以及包括该装置的轮毂。
背景技术：
众所周知，自行车的后轮包括从轮毂上伸出的多个辐条，其中轮毂构成了用于与自行车车架连接的车轮的中心元件；以及轮缘，其中轮胎被安装在该轮缘上。
轮毂又包括大致管形的本体(具体称为轮毂本体)，其中自行车的辐条将被安装在该本体上；以及轴，该轴借助于轴承而与所述本体连接，并在该本体内纵向延伸。该轴在它的自由端处被固定在自行车车架的叉架上。
由于骑车人的踩踏板的动作，轮毂本体相对于所述轴旋转，从而拉动辐条和轮缘旋转。
从自行车链条到轮毂本体的传动借助于链轮支撑体和单向结合装置的啮合而产生，其中与链条啮合的链轮组件被一体安装在链轮支撑体上，而单向结合装置定位在链轮支撑体和轮毂本体之间，并在踩踏板的动作过程中允许轮毂本体与链轮支撑体被一体拉动旋转，以便使自行车向前运动，同时当骑车人并不踩踏板时，或者当骑车人较慢地踩踏板时，允许轮毂本体相对于链轮支撑体自由旋转，而且在任何情况下自行车都继续向前移动。
由链轮支撑体和单向结合装置组成的组件通常被称为飞轮。
链轮支撑体具有大致管形的形状，且在其外表面上具有多个花键，这些花键适合在所述链轮被安装在链轮支撑体上时与链轮的中心开口机械结合。
具体地说，单向结合装置包括单向传动装置，该单向传动装置与链轮支撑体一体连接；以及环形齿条，该环形齿条在轮毂本体的自由端上沿周向与该轮毂本体一体形成。单向传动装置又包括爪支撑体，该爪支撑体具有大致管形的形状，并与链轮支撑体一体旋转；以及多个爪，这些爪被装在沿周向并且在外部形成于所述爪支撑体上的若干特定座中，所述爪用于在踩踏板的动作过程中与前述齿条啮合，以使自行车向前移动，而且即使自行车继续向前移动，但当骑车人不踩踏板或者缓慢踩踏板时，这些爪与齿条脱开。具体而言，这些爪在它们相应的座内自由旋转，且其端部借助于特定的弹性装置而被朝着齿条推离爪支撑体(以便从该爪支撑体上突出)。
链轮支撑体、爪支撑体和轮毂本体具有中心通孔，其中，沿主轴线延伸的轴被插入该中心通孔中，主轴线与车轮的旋转轴线重合，并且该轴被固定在自行车车架的后叉架上。
链轮支撑体、爪支撑体和轮毂本体被彼此相邻地安装在该轴上。在轮毂本体和轴之间以及在链轮支撑体和轴之间设有特定的抗摩擦轴承，这些轴承适合于允许轮毂本体和链轮支撑体相对于轴自由旋转。
在用以使自行车向前运动的踩踏板的动作过程中，链轮支撑体、爪支撑体和轮毂本体彼此成一体旋转，并将运动传递到齿轮链条。在这种操作情况下，爪借助于设在爪支撑体中的特定弹性装置而被推到第一操作位置上，在该第一操作位置上，爪的自由端从爪支撑体处突出，并与齿条啮合，从而将运动从链轮支撑体传递到轮毂本体上。
另一方面，当骑车人并不踩踏板时，或者当骑车人缓慢地踩踏板、且自行车总是向前移动时，链轮支撑体和爪支撑体(总是彼此一体旋转)相对于轮毂本体自由旋转，角速度低于轮毂本体的角速度。在这种操作情况下，爪借助于齿条齿而被推到第二操作位置上，在该第二操作位置上，爪的自由端离开齿条移动，而不会啮合齿之间的空间，从而允许齿条相对于爪支撑体旋转。
本领域已知的所有单向传动装置都具有由较重材料(通常为钢或钛)制成的爪和爪支撑体。
具体而言，已知这样的单向传动装置，其中，爪支撑体和链轮支撑体构成由钢或钛制成的单个体，且爪也由钢或钛制成。
为了满足自行车和/或自行车部件制造商(尤其是在赛车的情况中)的不变的需要使自行车的重量减至最小，并从而使自行车的各部件的总重减至最小，过去已经提出一种技术方案，其中，爪支撑体和链轮支撑体被制造成单独和分离开的零件，然后使该零件例如通过螺钉连接而彼此一体结合。在这种方案中，链轮支撑有利地由重量轻的材料制成，尤其是铝合金，而爪支撑体和爪总是由较重材料制成，尤其是钢或钛。
发明内容
为了进一步减小自行车后轮的轮毂的总重量，申请人目前已设计和制造了一种单向传动装置，其中，爪支撑体由重量轻的材料制成。
因此，在第一方面，本发明涉及一种用于自行车后轮的轮毂的单向传动装置，它包括爪支撑体；多个爪，这些爪被装在形成于所述爪支撑体上的相应座中；
其中，所述爪支撑体由重量比所述多个爪的材料重量轻的材料制成。
有利的是，对爪支撑体和爪使用不同材料，具体而言，爪支撑体由重量比爪的材料轻的材料来制造，从而允许制造重量比现有技术的轻的单向传动装置，满足了制造商的、用以将自行车部件的总重量减至最小的需要。
在本发明的优选实施例中，爪支撑体由铝合金制造，而爪由钢或钛制造。不过，使用与铝合金不同的材料(例如镁或者带电荷或不带电荷的工业聚合物(technopolymer))也在本发明的范围内，只要所使用的材料总是比爪的材料重量轻就行。
在本发明的优选实施例中，本发明的单向传动装置包括耐磨材料的接触装置，该接触装置被插入所述多个爪中的每个爪和相应座之间。
有利的是，在爪和相应座之间的交界面处使用耐磨材料的所述接触装置将允许由于爪在相应座中的轻微旋转运动而引起的磨损减至最小，从而提高本发明的单向传动装置的可靠性和性能，并增加它的结构阻力。
在本发明单向传动装置的第一实施例中，所述接触装置包括爪容纳壳体，该爪容纳壳体与所述座连接成一体。
有利的是存在与爪和爪支撑体分开且不同的结构元件。这些结构元件将与在爪支撑体中形成的座以可拆卸的方式连接，从而当完成装配时，该结构元件完全与所述座成一体。
优选的是，各爪容纳壳体由与爪的材料相同的材料制成。更优选的是，所述材料为钢或钛。或者，爪容纳壳体可以由烧结材料、例如烧结钢制成，其中烧结材料借助于模压方法随后进行烧结获得，或者借助于金属注射成型(MIM)获得。优选地是，各爪容纳壳体的形状基本与相应座的至少一部分的形状相配，并且与相应爪的至少一部分的形状相配。这样，可以实现在座和爪容纳壳体之间及在爪和爪容纳壳体之间的准确结合，从而保证操作中的高度可靠性和性能。
更为优选的是，各爪容纳壳体包括大致圆柱形的侧表面部分，该侧表面部分被布置成与所述座的相应大致圆柱形侧表面部分相抵靠，并作为用于所述爪的相应大致圆柱形侧表面部分的抵靠表面；以及在其第一自由端处的第一基本扁平的前表面，该第一基本扁平前表面垂直于所述大致圆柱形侧表面部分的母线延伸，所述第一前表面被布置成与所述座的基本扁平前表面相抵靠，并作为用于所述爪的相应基本扁平第一前表面的抵靠表面。
有利的是，相对于被插入爪和相应座之间的本体部分，爪容纳壳体的形状与爪和相应座的形状完全相同并且互补。从而保证了非常高精确度的结合。
优选的是，各爪容纳壳体在其与所述第一自由端相对的第二自由端处包括基本扁平的第二前表面，该第二前表面与所述第一前表面平行，并在所述第一前表面的相对侧处从大致圆柱形侧表面部分上突出，其中，所述第二前表面被布置成与在所述爪支撑体的前表面上形成的相应抵靠表面相抵靠。
有利的是，爪容纳壳体的该第二前表面与所述第一前表面一起帮助保证使爪容纳壳体牢固结合在相应的座中。
在本发明单向传动装置的第一变化中，爪容纳壳体包括销，该销与在相应座上形成的开口机械结合。
或者，销可以在座上形成，而开口则在爪容纳壳体上形成。
不管销和开口的位置如何，销和开口之间的相互结合允许爪容纳壳体与相应的座一体结合。
优选的是，销形成于所述爪容纳壳体的第一前表面上(或者可选择的是，在座的第一前表面上)的偏心位置处，且所述开口形成于所述座的所述前表面上(或者可选择的是，在所述爪容纳壳体的前表面上)的偏心位置处。这样，除了可以将爪容纳壳体准确定心地装配在相应的座中，还可以防止爪容纳壳体和相应座之间的任何旋转运动。
在本发明单向传动装置的第二变化中，爪容纳壳体借助于插入粘接装置而与相应的座连接。根据该变化形式，并不需要在爪容纳壳体和/或相应的座上形成任何销或任何对应的开口。
优选的是且不管所选择的、用以使爪容纳壳体准确定心并牢固装配在相应的座中的具体实施里如何，本发明的单向传动装置的爪支撑体都为大致环形，且爪容纳壳体包括槽，该槽沿所述大致圆柱形侧表面部分的部分周向延伸，并定位在形成于所述爪上的相应槽处及形成于所述爪支撑体的外表面上的周向槽处。
有利的是，将所述槽设在爪容纳壳体中允许能够在以下槽中装入(传统类型的)单个环形弹性元件在所述爪支撑体上形成的周向槽、在所述爪容纳壳体上形成的槽；以及在各爪上形成的槽。所述弹性元件作用于所述爪，从而将所述爪保持在第一操作位置上，在该第一操作位置处，所述爪的端部被径向向外推。在该操作位置上，爪有利的是能够与在轮毂本体上形成的齿条啮合，从而拉动齿条旋转。
作为作用于所有爪的单个环形弹性元件的替代物，可以预计到使用多个弹性推动装置，各弹性推动装置被装在所述多个座中的相应的座内，并作用于相应的爪，从而将该相应爪推到前述第一操作位置上。
在本发明单向传动装置的第二实施例中，前述接触装置包括借助于表面沉积工艺而涂敷在所述座中的每一个上的耐磨材料涂层，以代替前述爪容纳壳体。
有利的是，在此情形中，借助于在各座上简单地进行局部表面硬化处理，使耐磨性获得了提高。
耐磨材料的涂层可以借助于以下工艺中的任意一种涂敷在各座上化学或电化学电镀沉积、金属粉末、陶瓷粉末或金属陶瓷粉末的热喷涂、燃烧喷涂技术、电弧丝喷涂(electric wire-arc)、等离子喷涂技术。
该涂层可以只涂敷在座上，或者涂敷在整个爪支撑体上。
优选的是，涂层的厚度在5和100μm之间的范围内。更优选是，涂层厚度在10和25μm之间的范围内。而且，在本发明单向传动装置的该实施例中，可以想到使用单个环形弹性元件，该环形弹性元件被装在形成于爪支撑体上的周向槽内和形成于各爪上的槽内，并作用于各爪，以便将所述爪保持在第一操作位置上，在该第一操作位置处，所述爪的一个端部从所述爪支撑体突出，或者可选择的是，使用多个弹性推动装置，各弹性推动装置被装在所述多个座的相应的座内，并作用于各爪，以便将各爪推到所述第一操作位置上。
在本发明单向传动装置的优选实施例中，不管使用爪容纳壳体还是使用座的表面涂层工艺，这些座都在所述爪支撑体的外表面上形成，且所述爪支撑体大致为环形，并且在各座处包括径向向内延伸的增厚区域。
有利的是，该增厚体部分恰好存在于形成前述座的区域中，这有助于提高爪支撑体的结构阻力。
而且，在本发明的优选实施例中，本发明的单向传动装置还包括链轮支撑体，该链轮支撑体与所述爪支撑体一体形成。
作为替代，爪支撑体包括连接装置(例如螺纹)，其用于使爪支撑体与链轮支撑体一体结合。
上述单向传动装置是单向结合装置的一部分，该单向结合装置除了包括前述单向传动装置外还包括齿条，该齿条与轮毂本体一体形成，而且当所述爪处于前述第一操作位置(在该第一操作位置上，爪的端部从爪支撑体突出)时，该齿条能够与所述爪啮合，从而被拉动旋转，而当齿条的角速度大于单向传动装置自身的角速度时，该齿条相对于单向传动装置自由旋转。
在本发明的第二方面中，本发明涉及一种用于自行车后轮轮毂的单向传动装置的爪支撑体，其特征在于，该爪支撑体由铝合金制成。
有利的是，该爪支撑体能够被用在上述类型的单向传动装置中，因此它能够获得上述与本发明单向传动装置有关的所有优点。
优选的是，本发明的爪支撑体包括多个座，用于容纳相应的爪；以及耐磨材料涂层，该耐磨材料涂层借助于表面沉积工艺而被涂敷在所述多个座的每个座上。
优选的是，所述涂层可以借助于以下工艺中的任意一种而涂敷在各座上化学或电化学电镀沉积、金属粉末、陶瓷粉末或金属陶瓷粉末的热喷涂、燃烧喷涂技术、电弧丝喷涂、等离子喷涂技术。
在本发明尤其优选的实施例中，本发明的爪支撑体包括大致环形的本体和链轮支撑体，该链轮支撑体与所述大致环形的本体一体形成。
而且，优选的是所述座在所述爪支撑体的外表面上形成，且所述爪支撑体为大致环形，并在各座处包括径向向内延伸的增厚区域。
在本发明的第三方面，本发明涉及一种用于自行车后轮的轮毂，它包括纵向轴和安装在该纵向轴上的轮毂本体，该轮毂本体具有大致管形的形状，并在其自由端上具有环形齿条和前述类型的单向传动装置，当所述爪处于第一操作位置(在该第一操作位置上，所述爪的自由端从爪支撑体突出并与齿条啮合)时，所述齿条与所述单向传动装置的爪支撑体一体旋转，不过，当齿条的角速度大于爪支撑体的角速度时，该齿条相对于所述爪支撑体自由旋转。
有利的是，包括上述类型的单向传动装置的轮毂能够获得与上述装置有关的所有优点。
优选的是，前述轮毂的纵向轴沿周向具有一个或多个凹陷区域，该凹陷区域在环形抵靠元件上形成。
通过下面参考附图作出的对本发明的一些优选实施例的详细说明，将更清楚本发明的优点和特征。在附图中图1是根据本发明第一实施例的单向传动装置的示意性分解透视图；图2是包括图1所示装置的单向结合装置处于装配结构时的示意性正视图；图3是图2中所示的单向结合装置的一个变化的示意性正视图；图4是图1所示的装置的零件的示意性透视图；图5是图4所示的零件的示意性正视图；
图6是包括根据本发明第二实施例的单向传动装置的单向结合装置的正视图；图7是图6所示的单向结合装置的一个变化的示意性正视图；图8是被用于图3所示的单向结合装置中的单向传动装置的优选实施例的示意性分解透视图；图9是被用于图7的单向结合装置中的单向传动装置的优选实施例的示意性分解透视图；图10是图8或9所示的装置面对轮毂本体的示意性透视图；图11是包括图8或9所示的装置和图10所示的轮毂本体的轮毂处于装配结构时的示意性透视图；图12是图11所示的轮毂的局部剖开的侧视图；图13是图11所示的轮毂的零件的示意性透视图。
具体实施例方式
在图1至3和图6至10中，以标号1表示本发明的单向传动装置。
该装置1包括爪支撑体10，该爪支撑体10大致为环形，其沿纵向轴线X—X延伸；以及三个爪，这三个爪都用标号20表示，这些爪是传统的类型，它们被装在相应的座中，所有的座都用标号30表示，这些座在爪支撑体10的外侧表面11上形成，并相互以120°的间隔角度布置(以完全传统方式)。
显然，在本发明的范围内，可以想到单向传动装置具有数量除了3之外的多个爪(和相对应的座)。
所述座30在爪支撑体10的第一前表面12和爪支撑体10的第二前表面13之间延伸，并在第二前表面13处向前敞开，同时这些座30在爪支撑体10的第一前表面12处具有前抵靠表面32。
所述座30包括第一支承部分30a，该第一支承部分30a适合于容纳爪20的对应支承部分20a；以及第二支承部分30b，该第二支承部分30b适合于容纳爪20的端部20b。
所述爪支撑体10由重量比爪20的材料轻的材料制成。具体而言，在本发明的装置1的优选实施例中，爪支撑体10由铝合金制成，而爪20则由钢或钛制成，或者由烧结材料制成。
在可选实施例中，爪支撑体10可以由镁制成，或者由带电荷或不带电荷的工业聚合物制成。在如附图中所提供的实例的实施例中，在爪20和相应的座30之间插入由耐磨材料制成的特定接触装置，以使由于爪20在相应座30中的轻微旋转而引起的磨损减至最小。该接触装置可以做成与座30分离开且不同的结构元件，或者做成涂敷在每个座上的涂层。
如图1、2、3和8所示，在本发明的单向传动装置1的第一实施例中，接触装置被做成与座分离开且不同的结构元件，并包括三个爪容纳壳体，所有的爪容纳壳体都用标号40表示，各爪容纳壳体被装在相应座30的支承部分30a中，并容纳相应爪20的支承部分20a。
所述爪容纳壳体40由重量重且耐磨损的材料制成，诸如例如钢或钛，或者，可选择的是，由诸如例如烧结钢的烧结材料制成，该烧结材料借助于模压方法且随后烧结而获得，或者借助于金属注射成型(MIM)而获得。在优选方案中，爪容纳壳体40和爪20由相同材料制成各爪容纳壳体40可以以可拆卸的方式与相应的座30连接，或者可以借助于插入粘接装置而与相应的座30牢固地连接。在任何情况下，爪容纳壳体40和座30之间的结合必须使得爪容纳壳体40牢固地固定在相应的座30上。
爪容纳壳体40的形状基本与相应座30的接触部分30a的形状相配，并与相应爪20的接触部分20a的形状相配。
具体而言，如图1和4所示，各爪容纳壳体40包括大致凸圆柱形的侧表面部分41，该侧表面部分41被布置成与相应座30的对应的大致凹圆柱形的侧表面部分31相抵靠，并作为用于相应爪20的相对应的大致凸圆柱形侧表面部分21的抵靠表面；以及在其自由端处的基本扁平第一前表面42，该第一前表面42沿与所述大致圆柱形表面部分41的母线垂直的方向延伸，并被布置成与相应座30的抵靠表面32相抵靠。各爪容纳壳体40的第一前表面42作为用于相应爪20的相对应的前表面22的抵靠表面。
在本发明的变化中，爪容纳壳体40的圆柱形侧表面部分可以是凹入的，而不是凸起的，并被布置成与相应座30的相对应的大致凸圆柱形侧表面部分相抵靠，并作为用于相应爪20的大致凹圆柱形侧表面部分的抵靠表面。有利的是，爪20的表面的凹形决定了构成爪的较重材料减少，并因此减小了爪的重量。
而且，各爪容纳壳体40在所述第一自由端的相对侧上包括基本扁平的第二前表面43，该第二前表面43平行于第一前表面42，并在第一前表面42的相对侧上从大致圆柱形侧表面部分41突出。各爪容纳壳40体的第二前表面43被布置成与在爪支撑体10的第二前表面13上形成的相对应的抵靠表面33相抵靠。
在各爪容纳壳体40的第一前表面42上形成有销44。在装配结构中，该销44被插入到在相应座30上形成的相对应的开口36中(在图1中只有一个开口36可见)。如图5所示，该销44形成于前表面42上的偏心位置处，以便于防止爪容纳壳体40在相应座30中的任何旋转运动，并使该容纳壳体40在被安装于相应座30中时能够准确地定心。
在未示出的替代性实施例中，销44形成于座30的前表面32上的偏心位置处，而开口36则形成于爪容纳壳体40的前表面42上的偏心位置处。
本发明的单向传动装置1包括环形弹性元件50(在图2中只部分可见)，该环形弹性元件50适合于将爪20的端部20b推到爪20的第一操作位置(在图2和3中示出)，在该第一操作位置上，这些端部20b从爪支撑体10上突出。该环形弹性元件50被装在了在爪支撑体10的外表面11上形成的周向槽18中。该环形弹性元件50还被装在了只沿各爪容纳壳体40的大致圆柱形侧表面部分41的一部分延伸的槽45中和在爪20内形成的相对应的槽25中。
环形弹性元件50将爪20的支承部分20a弹性地推向爪支撑体10的中心，且爪20的旋转使它们的端部20b移动至它们的第一操作位置。在该操作位置上，爪20能够与在轮毂本体102上形成的齿条103啮合，从而拉动齿条103旋转，如后面更清楚所述的。
作为使用作用于所有爪20上的单个环形弹簧元件50的替代性方案，可以使用多个弹性推动装置(未示出)，各弹性推动装置被装在相应座30内，并作用于各爪20，从而将各爪20推到第一操作位置。
在图3所示的优选实施例中，爪支撑体10在各座30处包括增厚区域55，该增厚区域55朝着爪支撑体10的中心径向延伸，并且适合于使爪支撑体10具有较大的结构阻力。增厚区域55的外形与座30的支承部分30a的外形相对应。
在上述单向传动装置1的优选实施例中，爪支撑体10以轻重量的材料(例如铝合金)与传统类型的链轮支撑体70做成单个部件，如图8所示。
图6、7和9显示了本发明单向传动装置1的第二实施例，该实施例与上述参考图1、2、3和7所述的单向传动装置1的区别仅在于在各座30和相应爪20之间设置了涂层60，代替了爪容纳壳体40。涂层60为耐磨材料，并借助于表面沉积工艺而被涂敷在各座30上。在附图中所示的涂层60的厚度纯粹是象征性的。
涂层60可以借助于以下工艺中的任意一种而涂敷在各座上化学或电化学电镀沉积、金属粉末、陶瓷粉末或金属陶瓷粉末的热喷涂、燃烧喷涂技术、电弧喷涂、等离子喷涂技术。
具体而言，这种涂层处理是利用镍电镀槽而进行的化学镀镍(Chemical Nichel)。涂层60的厚度被选择在从5至100μm的范围内，优选是在从10至25μm的范围内。
在本发明的其它变化中，可以想到除了对每个座30应用涂层处理外，对整个爪支撑体10应用涂层处理。
而且，在此情形中，如图7所示，爪支撑体10可以在各座30处包括增厚区域55，该增厚区域55朝着爪支撑体10的中心径向延伸，并且适合于使爪支撑体10具有较大的结构阻力。而且，如图9所示，爪支撑体10有利的是可以以轻重量的材料(例如铝合金)与传统类型的链轮支撑体70做成单个部件。在此情形中，可以想到除了对各座30和爪支撑体10应用涂层处理外，还对链轮支撑体70应用涂层处理。
或者，爪支撑体10可以包括连接装置，例如螺纹，用于使它与链轮支撑体70结合成一体。
在图8至12中所示的实例的链轮支撑体70包括沿爪支撑体10的纵向轴线X-X延伸的管形体71，并在其外表面上包括八个花键，用于装配链轮。这些花键72具有端部凸起73，其中具有最大直径的链轮被布置成抵靠在这些端部凸起73上。
上述单向传动装置1被用于与现有类型的自行车后轮轮毂100连接。如图12(图12示出了处于装配结构的、自行车后轮用的轮毂)所示，轮毂100包括纵向空心轴101(在图13中详细显示)和大致管形的轮毂本体102，该轮毂本体102在它对着爪支撑体10的自由端处具有适合于与本发明的单向传动装置1的爪20啮合的环形齿条103。在该自由端处，轮毂本体102还包括多个座104(图10-12中所示)，用于联接自行车轮的辐条。
由上述单向传动装置1和齿条103组成的组件构成了单向结合装置，该单向结合装置与链轮支撑体70一起构成通常被称为“飞轮”的部件。
借助于插入一对调节抗摩擦轴承110，轮毂本体102以可枢转的方式被安装在轴101上。以类似的方式，借助于插入一对轴承120，链轮支撑体70(在附图所示的实例中，该链轮支撑体70与本发明的单向传动装置1的爪支撑体10一体形成)以可枢轴转动的方式被安装在轴101上。轴承对120中的轴承通过柱形垫圈130而被分开。
齿条103与轮毂本体102形成一体。
轴101适合在其自由端101a和101b处与自行车车架的叉架连接，并沿车轮的旋转轴线延伸。如图13中所示，轴101在相对自由端部101a和101b处包括相应的外螺纹140a、140b，并且在它的中间部分包括抵靠表面141和截头圆锥形的环形区域142。
抵靠表面141具有非圆形截面，并且具有三个凹陷的周围区域143(在图13中只有其中两个可见)，在装配过程中，这些凹陷的周围区域143被定位在爪支撑体10的增厚区域55处。
在装配过程中，链轮支撑体70(与爪支撑体10形成一体)从端部140b装配在轴101上，并且在轴101的螺纹140b上旋上第一头部锁定环144b，将轴承对120和圆柱形垫圈130推到抵靠表面141上。
轮毂本体102从相对端140a装配在轴101上。在轴101的螺纹101a上旋上了第二头部锁定环144a，从而使轮毂本体102定心并挡在轴101上。最内侧的轴承110被布置成与轴101的截头圆锥形的环形区域142同轴并被布置在该截头圆锥形的环形区域142外侧。
头部锁定环144a和144b的外侧被滚花，从而提高了当轮毂100被固定在车架上时的对自行车车架的后叉架的夹紧。
在操作中，当骑车人踩踏板、以使自行车向前移动时，链轮支撑体70、爪支撑体10和轮毂本体102一体旋转，并将运动从链条传递给车轮。在该操作情形中，爪20被环形弹性元件50推到它们的第一操作位置上，在该第一操作位置上，爪20的端部20b从爪支撑体10上突出，并且与齿条103啮合，从而拉动齿条103旋转。
当骑车人不踩踏板，或者缓慢地踩踏板、且自行车总向前移动时，链轮支撑体70和爪支撑体10(它们总是成一体旋转)以比轮毂本体102自身的角速度低的角速度相对于轮毂本体102自由旋转。在该操作情形中，爪20被齿条103的齿径向并向内推动，并且离开齿条103，从而允许齿条103相对于链轮支撑体70自由旋转。
权利要求
1.一种用于自行车后轮轮毂的单向传动装置(1)，包括爪支撑体(10)；多个爪(20)，这些爪(20)被装入在所述爪支撑体(10)上形成的相应座(30)中；其特征在于所述爪支撑体(10)由重量比所述爪(20)的材料重量轻的材料制成。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述爪支撑体(10)由铝合金制成。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其还包括耐磨材料做的若干接触装置(40、60)，这些接触装置被插入所述多个爪的每个爪(20)和相应座(30)之间。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述接触装置(40、60)包括爪容纳壳体(40)，该爪容纳壳体与所述座(30)连接成一体。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述爪容纳壳体(40)具有与至少一部分所述座(30)和至少一部分所述爪(20)大致共轭的形状。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述爪容纳壳体(40)包括大致圆柱形的侧表面部分(41)，该侧表面部分(41)被布置成与所述座(30)的相应大致圆柱形侧表面部分(31)相抵靠，并作为用于所述爪(20)的相应大致圆柱形侧表面部分(21)的抵靠表面；以及在该爪容纳壳体(40)的第一自由端处的基本扁平的第一前表面(42)，该第一前表面(42)沿着与所述大致圆柱形侧表面部分(41)的母线垂直的方向延伸，所述第一前表面(42)被布置成与所述座(30)的基本扁平的前表面(32)相抵靠，并作为用于所述爪(20)的相应基本扁平的第一前表面(22)的轴向抵靠表面。
7.根据权利要求6所述的装置，其中；所述爪容纳壳体(40)包括在与所述第一自由端相对的第二自由端处包括基本扁平的第二前表面(43)，该第二前表面(43)与第一前表面(42)平行，并在所述第一前表面(42)的相对侧上从所述大致圆柱形侧表面部分(41)上突出，且所述第二前表面(43)被布置成与在所述爪支撑体(20)的前表面(13)上形成的相应抵靠表面(33)相抵靠。
8.根据权利要求4至7中任意一项所述的装置，其中所述爪容纳壳体(40)包括销(44)，该销(44)与在所述座(30)上形成的开口(36)通过机械方式结合。
9.根据引用权利要求6的权利要求8所述的装置，其中所述销(44)在所述第一前表面(42)上的偏心位置处形成，且所述开口(36)在所述座(30)的所述前表面(32)上的偏心位置处形成。
10.根据权利要求4至7中任意一项所述的装置，其中所述爪容纳壳体(40)借助于置入的粘接装置而与所述座(30)连接。
11.根据权利要求4至10中任意一项所述的装置，其中所述爪容纳壳体(40)由与所述爪(20)的材料相同的材料制成。
12.根据权利要求4至11中任意一项所述的装置，其中所述爪容纳壳体(40)由钢制成。
13.根据权利要求4至11中任意一项所述的装置，其中所述爪容纳壳体(40)由钛或烧结材料制成。
14.根据权利要求6至13中任意一项所述的装置，其中所述爪支撑体(10)基本上是环形的，且所述爪容纳壳体(40)包括槽(45)，该槽(45)沿所述大致圆柱形侧表面部分(41)的一部分周向延伸，并被布置于在所述爪(20)上形成的相应槽(25)处和在所述爪支撑体(10)的外表面(11)上形成的周向槽(18)处。
15.根据权利要求14所述的装置，其包括环形弹性元件(50)，该环形弹性元件(50)被装在形成于所述爪支撑体(10)上的周向槽(18)中、形成于所述爪容纳壳体(40)上的槽(45)中、以及形成于各爪(20)上的槽(25)中，并作用于各爪(20)，从而保持径向向外推所述爪(20)的端部部分(20b)。
16.根据权利要求3所述的装置，其中所述接触装置(40、60)包括借助于表面沉积工艺而涂敷在所述多个座中的每个座(30)上的涂层(60)。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述涂层被涂敷在整个爪支撑体(10)上。
18.根据权利要求16所述的装置，其中所述涂层(60)的厚度在5和100μm之间的范围内。
19.根据权利要求18所述的装置，其中所述涂层(60)的厚度在10和25μm之间的范围内。
20.根据权利要求16至19中任意一项所述的装置，其中所述涂层(70)借助于以下工艺中的任何一种而涂敷化学或电化学电镀沉积、金属粉末、陶瓷粉末或金属陶瓷粉末的热喷涂、燃烧喷涂技术、电弧丝喷涂、等离子喷涂技术。
21.根据权利要求1至13以及16-20中任意一项所述的装置，其包括弹性推动装置，该弹性推动装置被装在所述多个座中的每一个座(30)中，并且作用于所述爪(20)，从而保持径向向外推动所述爪(20)的一个端部(20b)。
22.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其中所述座(30)在所述爪支撑体(10)的外表面(11)上形成，且所述爪支撑体(10)大致是环形的，并且在每个座(30)处包括径向向内延伸的增厚区域(55)。
23.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其中所述爪支撑体(10)包括连接装置，其用于与一链轮支撑体(70)结合成一体。
24.根据权利要求1至22中任意一项所述的装置，其还包括链轮支撑体(70)，该链轮支撑体(70)与所述爪支撑体(10)一体形成。
25.一种用于自行车后轮轮毂的单向传动装置(1)的爪支撑体(10)，其特征在于，该爪支撑体(10)由铝合金制成。
26.根据权利要求25所述的爪支撑体(10)，其包括多个座(30)，这些座(30)用于容纳相应的爪(20)；以及耐磨材料涂层(70)，该耐磨材料涂层借助于表面沉积工艺而被涂敷在所述多个座中的每个座(30)上。
27.根据权利要求26所述的爪支撑体(10)，其中所述涂层(70)借助于以下工艺中的任意一种而涂敷化学或电化学电镀沉积、金属粉末、陶瓷粉末或金属陶瓷粉末的热喷涂、燃烧喷涂技术、电弧丝喷涂、等离子喷涂技术。
28.根据权利要求25至27中任意一项所述的爪支撑体(10)，其包括大致环形的本体和与所述大致环形的本体一体形成的链轮支撑体(70)。
29.一种用于自行车后轮的轮毂(100)，包括纵向轴(101)和安装在该纵向轴(101)上的轮毂本体(102)，该轮毂本体(102)大致为管形，并且在它的自由端上具有环形齿条(103)和根据权利要求1至24中任意一项所述的单向传动装置(1)，当所述爪(20)处于第一操作位置时，该齿条(103)与所述单向传动装置(1)的爪支撑体(10)一体旋转，而当该齿条(103)的角速度大于所述爪支撑体(10)的角速度时，所述齿条(103)相对于所述爪支撑体(10)自由旋转。
30.根据权利要求29所述的轮毂，其中所述纵向轴(101)在周向上具有一个或多个凹陷区域(143)，该凹陷区域(143)在所述环形抵靠元件(141)上形成。
全文摘要
一种用于自行车后轮轮毂的单向传动装置(1)，包括爪支撑体(10)和多个爪(20)，这些爪(20)被装入在所述爪支撑体(10)上形成的相应座(30)中。这些爪(20)由具有高结构阻力的材料制成，诸如例如钢或钛的材料，而爪支撑体(10)由重量比爪(20)的材料轻的材料制成，例如铝合金。这样，获得的装置(1)比现有技术的装置重量轻。为了使由于爪(20)在座(30)中的轻微旋转运动而引起的磨损减至最小，将若干由耐磨材料制成的接触装置(40、60)插入各爪(20)和其相应的座(30)之间。在第一实施例中，该接触装置(40、60)包括爪容纳壳体(40)，其由钢或者钛制成，并与相应座(30)连接成一体。在第二实施例中，该接触装置(40、60)包括耐磨涂层(60)，该耐磨涂层(60)借助于表面沉积工艺而涂敷在相应座(30)上。
文档编号F16D41/18GK1847684SQ20061005975
公开日2006年10月18日 申请日期2006年3月6日 优先权日2005年4月15日
发明者马里奥·梅焦兰 申请人:坎培诺洛有限公司