阅读说明：本技术 用于自行车的带有前离合器的自由轮组件 (Freewheel assembly with front clutch for a bicycle ) 是由 恩里科·菲德尔法蒂 基斯·约瑟夫·韦克厄姆 于 2019-07-03 设计创作，主要内容包括：一种用于自行车的带有前离合器的自由轮组件(10),包括：轮毂套筒(11),其能够在轮毂销上旋转,和盒(25),该盒以可旋转的方式安装在轮毂销上；第一环形体(15),其能够在轮毂销上旋转并且包括第一冠状齿轮；第二环形体(16),其与轮毂套筒相关联并且包括面向第一冠状齿轮的匹配的第二冠状齿轮。第一环形体(15)能够相对于第二环形体(16)在传动构造和自由轮构造之间轴向移动,并且联接部件(28)在第一环形体和盒之间操作。当第一环形体为自由轮构造时,盒相对于第一环形体的旋转迫使联接部件(28)使第一环形体朝向第二环形体轴向平移,并且磁性部件(38)在第一环形体上起作用并且被构造成阻止第一环形体相对于轮毂销(13)的旋转。(Freewheel assembly (10) with front clutch for a bicycle, comprising: a hub sleeve (11) rotatable on the hub pin, and a cassette (25) rotatably mounted on the hub pin; a first ring body (15) rotatable on the hub pin and comprising a first crown gear; a second annular body (16) associated with the hub sleeve and comprising a matching second crown gear facing the first crown gear. The first annular body (15) is axially movable with respect to the second annular body (16) between a transmission configuration and a free-wheel configuration, and a coupling member (28) operates between the first annular body and the cassette. When the first annular body is in a free-wheel configuration, rotation of the cartridge relative to the first annular body forces the coupling member (28) to axially translate the first annular body towards the second annular body, and the magnetic member (38) acts on the first annular body and is configured to prevent rotation of the first annular body relative to the hub pin (13).)

用于自行车的带有前离合器的自由轮组件

技术领域

本发明涉及一种用于自行车的带有前离合器的自由轮。

背景技术

自行车的传动系统包括：一对踏板曲柄，骑车者在该对踏板曲柄上施加推进推力；一个或多个驱动齿轮，该一个或多个驱动齿轮通过与踏板曲柄直接联接而被设定为旋转；和多个具有不同尺寸的从动齿轮(也被称为链轮)，该多个从动齿轮通过传动链由驱动齿轮设定为旋转。

链轮通过盒与自行车的后轮联接，该盒以可旋转的方式与轮毂套筒联接。轮毂套筒通过辐条作为一个单元与自行车的轮缘一起旋转，并且以可旋转的方式装配到相对于自行车的框架固定的轮毂销上。盒(以及因此链轮)通过技术术语中被称为“自由轮”的机构与轮毂套筒联接。

当链轮的转速等于后轮的转速时，自由轮允许将链轮的旋转传递到后轮，而当链轮的转速与车轮的转速不同时，自由轮允许将链轮和后轮之间的运动脱离。

因此，只有当链轮被设定为在后轮的旋转方向上并且以与车轮相同的速度旋转时，自由轮才允许链轮(和盒)和后轮作为一个单元运动，而当链轮被设定为在相反的方向上或者对于比车轮更低的转速旋转时，自由轮不会对后轮产生任何影响，该后轮通过惯性继续其旋转，并且不会迫使骑车者保持腿部移动以辅助后轮的旋转。

一种类型的自由轮提供与盒(并且因此与链轮)作为一个单元旋转的环形体，和与后轮(并且因此与轮毂套筒)作为一个单元旋环的形体转。该两个环形体绕相同的旋转轴线旋转，该旋转轴线基本上与后轮的轮毂套筒的旋转轴线一致。

在带有前离合器的自由轮中，该两个环形体具有分别的相互面向的轴向齿部。这种齿部被成形为使得，当彼此轴向接合时，当链轮在第一角度方向上旋转时，它们将驱动转矩从被约束到盒的环形体传递到被约束到后轮的环形体，因此当骑车者在踏板上施加推进动作时将链轮的旋转传递到后轮。当链轮在第一角度方向上的转速小于后轮的角速度时或当链轮在第二角度方向上旋转时，轴向齿部不在该两个环形体之间传递任何驱动转矩，因此当骑车者停止他/她在踏板上的推进动作时或当他/她在与推进方向相反的方向上致动踏板时允许后轮的自由旋转。

通常，轴向齿部根据周向路径成形，该周向路径包括由基本上轴向的平面分离的一系列倾斜平面，以形成基本上“锯齿波”的几何形状。在第一角度方向上的旋转期间，固定地连接到链轮的环形体的轴向平面抵靠固定地连接到后轮的环形体的轴向平面，从而将链轮的运动传递到后轮。在链轮在第二角度方向上的旋转期间或当链轮在第一角度方向上的旋转速度小于后轮的角速度时，固定地连接到链轮的环形体的倾斜平面在固定地连接到后轮的环形体的倾斜平面之上滑动，从而中断在链轮和后轮之间的运动传递。

在倾斜平面之间的滑动之后，该两个环形体轴向地移动分开并且轴向齿部失去彼此接触。

为了使轴向齿部彼此重新联接(将运动从链轮传递到后轮所必需的条件)，自由轮通常包括被布置在由环形体中的一个所占据的径向空间中的弹性或磁性元件，并且该弹性或磁性元件在环形体中的一个上朝向另一个环形体施加恒定的或间歇的轴向推动动作。

当骑车者重新开始推进动作时，这种轴向推动动作允许重新联接环形体。

在文献US 2014/0062164和US 2017/0015137中描述了磁性返回部件的实例。

本申请人已经注意到，当骑车者停止施加推进动作时，上述自由轮的使用导致后轮的动能消散，在约50Km/h的速度下，该动能消散甚至能够达到约为2瓦特的量级。

这种动能的消散对骑车者的表现具有负面影响，从而迫使他/她做出更大的努力来补偿所消散的动能。

本申请人已经证实，这种动能的消散能够是由于当骑车者已经停止他的推进动作时，环形体的轴向齿部的倾斜平面在另一个环形体的轴向齿部的倾斜平面上的基本上连续并且恒定的滑移而引起的。

本申请人认为，在轴向齿部之间的这种滑移是由于弹性或磁性元件在一个环形体上朝向另一个环形体施加的轴向推动动作引起的。

本申请人已经确实证实了这种轴向推动动作触发了重复过程(该重复过程仅在骑车者再次开始施加推进动作时才停止)，在该重复过程期间，每个使该两个环形体轴向分开的运动都伴随有该两个环形体立即返回到一起，在此期间，该两个环形体的倾斜平面在彼此之上滑动，从而消散能量。

发明内容

因此，本发明涉及一种用于自行车的，带有前离合器的自由轮组件，包括：

轮毂套筒，该轮毂套筒绕旋转轴线以可旋转的方式安装在轮毂销上；和盒，该盒以可旋转的方式安装在轮毂销上；

第一环形体，该第一环形体能够沿第一角度方向和第二角度方向绕旋转轴线旋转，该第一环形体以可旋转的方式插在轮毂销上，并且包括第一冠状齿轮；

第二环形体，该第二环形体与所述轮毂套筒旋转联接，并且包括与所述第一冠状齿轮匹配且轴向面向所述第一冠状齿轮的第二冠状齿轮；

所述第一环形体能够相对于第二环形体在传动构造和自由轮构造之间轴向移动，在该传动构造中，第一冠状齿轮与第二冠状齿轮联接，在该自由轮构造中，第一冠状齿轮被从第二冠状齿轮分离，并且第一环形体不向第二环形体传输运动；

联接部件，该联接部件在第一环形体和盒之间操作；

其中，当第一环形体为自由轮构造时，盒相对于第一环形体的旋转迫使所述联接部件将第一环形体朝向第二环形体轴向平移，

并且其中磁性部件被构造成阻止第一环形体相对于轮毂销的旋转。

当第一环形体处于传动构造中并且骑车者施加推进动作时，施加到盒的旋转被传递到第一环形体，该第一环形体将第二环形体并且因此将轮毂套筒设定为沿第一角度方向旋转。

当骑车者中断推进动作时，第二环形体在轴向向外方向上推动第一环形体(通过在该两个环形体的冠状齿轮之间的干涉)，从而将盒从第二环形体(并且因此从轮毂套筒)脱离。因此，第一环形体达到自由轮构造。

本申请人已经认识到，通过在盒相对于第一环形体旋转的情况下布置使第一环形体朝向第二环形体轴向平移的联接部件，第一环形体稳定地保持在自由轮构造中(并且不倾向于回到传动构造中)，直到发生这种相对旋转的时刻。

本申请人已经发现，通过布置阻止第一环形体相对于轮毂销的旋转的磁性部件，第一环形体仅在骑车者再次开始推进动作时才朝向第二环形体(并且因此朝向传动构造)轴向移动。

实际上，当第一环形体由于骑车者已经停止踩踏板而处于自由轮构造中时，盒是静止的并且第一环形体也是静止的。因此，盒相对于第一环形体的相对速度为零。

当骑车者再次开始推进动作时，盒相对于轮毂销旋转。第一环形体将倾向于被盒拖动而旋转，但通过磁性部件被制动，该磁性部件阻止第一环形体相对于轮毂销的旋转。最终效果是盒相对于第一环形体旋转。

以这种方式，当推进动作在自行车的踏板上再次开始时，第一环形体朝向第二环形体轴向平移。

这避免了当没有推进动作被施加到自行车的踏板时第一环形体抵靠第二环形体的连续或间歇接触，并且当推进动作再次开始时防止了第一环形体接合第二环形体。

自由轮组件的构件被构造成绕与自行车的后轮的旋转轴线一致的旋转轴线旋转。这种旋转轴线是形成本发明一部分的元件的主参考轴线；方向等的所有指示，诸如“轴向”、“径向”、“周向”和“直径”将相对于这种旋转轴线给出。参考径向方向的指示“向外”、“外侧”和“向内”和“内侧”应分别被解释为远离旋转轴线或朝向旋转轴线。参考轴向方向的指示“向外”、“外侧”和“向内”和“内侧”应分别被解释为远离自行车的车轮的径向中间平面或朝向这样的径向平面(当车轮在使用时)。相对于旋转轴线，限定了两个相反的旋转方向，特别是第一角度方向(第一角度方向优选地与允许自行车向前移动的后轮的角度旋转方向一致)和第二角度方向。

本发明能够包括单独或组合使用的一个或多个以下优选特征。

优选地，所述磁性部件在轮毂销和第一环形体之间起作用。

以这种方式，磁性部件直接在轮毂销和第一环形体之间施加它们的作用。

优选地，磁性部件是“无接触的”，即它们在轮毂销和第一环形体之间施加它们的作用而在这两个元件之间没有任何物理接触或者没有任何元件或任何辅助体直接与轮毂销和第一环形体接触。

优选地，磁性部件被构造成施加阻力转矩，该阻力转矩阻止第一环形体相对于轮毂销的旋转。优选地，这种阻力转矩小于预定的驱动转矩，该预定的驱动转矩适于使第一环形体相对于轮毂销旋转。

由磁性部件施加的转矩是制动转矩。换句话说，由磁性部件施加的转矩的大小小于在推进动作期间骑车者通常传递到盒的驱动转矩。

换句话说，当由骑车者施加在踏板上并传递到盒的驱动转矩小于预定的阈值时，磁性部件防止第一环形体相对于轮毂销旋转。当由骑车者施加的驱动转矩高于这样的预定的阈值时，第一环形体相对于轮毂销旋转，因为磁性部件不能阻止这种旋转。

这样的预定的阈值是基本上恒定的(在自行车的使用期间它基本上没有变化)，并且这样的预定的阈值被构造成取决于自行车的类型、必须由其进行的使用和可能的其它因素或参数。

在任何情况下，这样的预定的阈值都被选择为不影响骑车者的表现，即避免磁性部件的制动作用对于骑车者而言是可感知的(或尽可能无法察觉的)。

例如，这样的预定的阈值能够具有以下值，该值包括在1N/m和50N/m之间、优选地包括在5N/m和35N/m之间、更优选地包括在10N/m和25N/m之间、更优选地约20N/m。

不限于具体实例，已经估计在爬升期间骑车者能够施加高达600N/m的驱动转矩；据估计，在爬升期间由磁性部件提供约20N/m的阻力转矩，骑车者实际上并未感觉到该阻力转矩。此外，在平坦地形上的推进动作期间，这种值也极少被察觉到。

优选地，第一环形体具有预定的轴向尺寸；所述磁性部件在第一环形体的一部分上起作用，当第一环形体处于自由轮构造中时，该部分具有所述预定的轴向尺寸的至少25％的轴向延伸。

换句话说，优选地，磁性部件能够至少对于将第一环形体从自由轮构造移动到传动构造的轴向运动的初始部分在第一环形体上施加所引用的转矩。

优选地，联接部件包括多个引导件，该多个引导件具有在第一环形体和盒之间操作的涡形或螺旋形延伸。

以这种方式，在盒和第一环形体之间的相对旋转期间，第一环形体相对于盒轴向移动。

在不受任何理论约束的情况下，本申请人已经认识到，当骑车者再次开始推进动作时，联接部件的涡形延伸触发第一环形体朝向第二环形体的运动。当骑车者再次开始推进动作时，盒被设定为以与后轮相同的角速度旋转。由于由磁性部件施加的转矩(在这种情况下是制动转矩)，第一环形体不与盒作为一个单元旋转，而是遵循由联接部件给出的涡形或螺旋形轨迹。这种轨迹具有周向分量和轴向分量。轴向分量确定第一环形体朝向第二环形体的平移，该平移继续直到骑车者施加他/她的推进动作并且直到第一环形体接触第二环形体(传动构造)。

在该两个环形体的冠状齿轮之间的接触产生了对第一环形体的运动的进一步的约束，并且特别地防止第一环形体在轴向向内方向上进一步平移。因此，第一环形体与盒作为一个单元旋转。

优选地，所述涡形引导件在轴向方向上的延伸大于或等于当第一环形体处于自由轮构造中时在第一冠状齿轮和第二冠状齿轮之间的轴向距离。

以这种方式，第一环形体能够沿着将第一环形体从第二环形体分离的整个最大距离由联接部件引导轴向地平移。

优选地，自由轮组件包括保持磁体，该保持磁体在第一环形体上轴向地操作，以将第一环形体保持在自由轮位置中。

保持磁体防止第一环形体例如由于自行车的车轮在使用期间受到的振动或冲击而意外地朝向第二环形体平移。

保持磁体的磁力被选择为当骑车者再次开始推进动作时允许第一环形体朝向第二环形体移动。

优选地，所述磁性部件包括至少一个由所述第一环形体的铁磁材料制成的部分和至少一个永磁体。

在本发明的第一优选实施例中，第一环形体至少部分地由铁磁材料制成。

优选地，由第一环形体的铁磁材料制成的部分至少部分地由钢合金或铁-镍-铝合金或铁-硅合金或铁-镍合金或它们的组合制成。

优选地，磁性部件还包括磁化体，该磁化体固定地连接到轮毂销，径向面向第一环形体的径向内部并且轴向面向第一环形体的轴向外部，从而形成穿过所述第一环形体的磁路。

磁路穿过磁化体并在第一环形体中闭合。

优选地，所述磁化体包括多个凸起，该多个凸起径向指向第一环形体，并且其中第一环形体包括径向指向磁化体的多个凸起；在第一环形体的所述凸起和磁化体的所述凸起之间的径向距离限定了所述磁路中的间隙(或气隙)。

间隙将第一环形体从磁化体分离，使得第一环形体能够相对于磁化体旋转和平移。

优选地，第一环形体的第一多个凸起中的凸起具有相同的径向和周向延伸，并且以相同的距离彼此周向分离，并且磁化体的第一多个凸起中的凸起具有相同的径向和周向延伸并且以相同的距离彼此周向分离。

根据第一环形体相对于磁化体的角位置，间隙(或气隙)具有不同的高度(在径向方向上)。凸起(并且因此间隙)在周向方向上的交替在第一环形体和磁化体之间产生一种齿槽转矩，并且特别是在最小高度的每个间隙处的齿槽转矩。这种齿槽转矩实现了所引用的阻止第一磁性体相对于轮毂销的旋转的转矩。

优选地，永磁体磁化所述磁化元件。

永磁体的类型和强度是根据在第一环形体的凸起和磁化体的凸起之间的距离和期望的齿槽转矩的强度而选择的。

优选地，所述保持磁体与磁性部件的所述永磁体一致。

在本发明的另一优选实施例中，所述磁性部件包括第一磁体和至少一个第二磁体，该第一次提被固定地连接到轮毂销，该至少一个第二磁体与第一环形体作为一个单元旋转并且与所述第一磁体磁性相互作用。

在第一磁体和该至少一个第二磁体之间的相互作用产生了所引用的阻止第一环形体相对于轮毂销的旋转的转矩。

优选地，第一磁体和所述至少一个第二磁体具有径向指向的极化。换句话说，第一和第二磁体的磁极沿径向方向对准。

优选地，第一磁体彼此跟随并且在周向方向上彼此间隔开；两个周向相邻的第一磁体的极性相反。换句话说，两个周向相邻的第一磁体在径向向内方向上并且因此在径向向外方向上具有相反的磁极。因此，两个径向相邻的第一磁体具有分别的磁场，它们的磁场线径向地进入并径向地离开磁体。

这样，当第一环形体相对于轮毂销旋转时，第二磁体进入第一磁体的磁场，从而被其吸引并趋向于阻止第一环形体的进一步旋转(实现所引用的阻止第一环形体相对于轮毂销的旋转的转矩)。当第一环形体进一步旋转时，第二磁体进入相邻的第一磁体的磁场，从并且在以下方向上被该磁场排斥，该方向是具有再次吸引第二磁体的磁场的下一个周向相邻的第一磁体的方向。

第一和第二磁体的类型和强度以及在两个周向相继的第一磁体之间的周向距离是根据希望获得的阻止第一环形体的旋转的转矩的强度而选择的。

优选地，在两个周向相继的第一磁体之间的距离被包括在第一磁体的周向延伸的约0.1和4倍之间。

优选地，提供了具有相同极性并且优选彼此相同的多个第二磁体。第二磁体优选地在周向方向上彼此等距间隔，并且将第二磁体从周向相继的第二磁体分离的距离是将两个周向相邻的第一磁体分离的距离的整数倍。

附图说明

通过参考附图对本发明的优选实施例的以下描述，本发明的其它特征和优点将变得更加清楚。在这些绘图中：

图1是根据本发明的自由轮组件的第一部分的透视图；

图2是第一实施例中根据本发明的自由轮组件的第二部分的透视截面图；

图3是第一实施例中根据本发明的自由轮组件的透视截面图，其中一些部分被移除以更好地突出其它部分；

图4是第一实施例中根据本发明的自由轮组件的透视截面图；

图5是第二实施例中根据本发明的自由轮组件的截面图；

图6是处于不同操作配置中的图5的自由轮组件的截面图；

图7是图6的自由轮组件的一部分的透视截面图；并且

图8是图6的自由轮组件的另一个部分的透视截面图。

具体实施方式

根据本发明的带有前离合器的自由轮组件整体用10指示。

自由轮组件10包括轮毂套筒11，轮毂套筒11通过一个或多个辐条保持凸缘12与自行车的后轮作为一个单元旋转，该一个或多个辐条保持凸缘12被轮毂套筒11约束或与轮毂套筒11成一体。

例如通过滚动轴承14，轮毂套筒11绕轮毂销13以可旋转的方式安装，以便沿第一角度方向A和与第一角度方向A相反的第二角度方向B旋转。第一角度方向A与当自行车向前移动时自行车的后轮的旋转方向一致。

轮毂销13优选地与将轮毂销13固定地连接到自行车的框架的轮毂销(未示意)相交叉。因此，轮毂套筒11能够绕与自行车的后轮的旋转轴线一致的旋转轴线X旋转。

自由轮组件10包括第一环形体15和第二环形体16，第二环形体16相对于第一环形体15被布置在轴向向内位置中并总是在轴向向内位置中起作用。

第一环形体15以可旋转的方式安装在轮毂销13上，并且包括第一冠状齿轮17(在图2和图8中示意)，第一冠状齿轮17具有朝向第二环形体16指向轴向向内方向的齿18。

齿18具有“锯齿波”轮廓，即它们包括一系列第一部分，该第一部分是基本上平坦的并且相对于轴向方向倾斜，该第一部分被第二部分间隔，该第二部分在平行于旋转轴线X的平面中是基本平坦的。

第二环形体16被构造成与自行车的后轮作为一个单元旋转，并且被约束成相对于轮毂套筒11旋转。

第二环形体16在轴向上比第一环形体15更向内并且与第一环形体15轴向对准。

在本发明的优选实施例中，如在图1中示意的，第二环形体16***辐条保持凸缘12的周向凹部19中以与辐条保持凸缘12作为一个单元旋转。

对此，辐条保持凸缘12的周向凹部19包括限定齿条的径向内齿部20(在图3中更好的示意)，并且第二环形体16配备有具有齿部22(在图7中示意)的径向外表面21，齿部22与辐条保持凸缘12的齿部20配对地成形。

在辐条保持凸缘12的齿部20和第二环形体16的齿部22之间的联接防止第二环形体16相对于辐条保持凸缘12和轮毂套筒11的相对旋转。

第二环形体16还包括第二冠状齿轮23，第二冠状齿轮23具有轴向朝向第一环形体15指向的并且与第一冠状齿轮17的齿18匹配的齿24。

齿24具有“锯齿波”轮廓，即它们包括一系列第一部分，该第一部分是基本上平坦的并且相对于轴向方向倾斜，该第一部分被第二部分间隔，该第二部分在平行于旋转轴线X的平面中是基本平坦的。

第一环形体15能够相对于第二环形体16在轴向方向上在传动构造和自由轮构造之间移动。

特别地，当第一环形体处于传动构造中时，第一环形体15向第二环形体16传递沿第一角度方向A的旋转，而在自由轮状态下，第一环形体15不向第二环形体16传递任何旋转。

换句话说，在传动构造中，第一环形体15在第一角度方向A上的角速度等于第二环形体16在第一角度方向A上的角速度。

对此，第一环形体15的齿18和第二环形体16的齿24被构造成使得当第一冠状齿轮17与第二冠状齿轮23接触时，第一环形体15能够向第二环形体16传递沿第一周向方向A的旋转，而不能向第二环形体16传递沿第二周向方向B的旋转。

对于第一环形体15相对于第二环形体16在第二角度方向B上的相对旋转，齿18、24的分别的第一部分在彼此之上滑动而分别的第二部分不能在彼此之上邻接，因此允许第一环形体15相对于第二环形体16自由旋转。

应该注意的是，第一环形体15的齿18在第二环形体16的齿24上的滑动确定了第一环形体15在轴向向外方向上相对于第二环形体16的轴向滑动。

在自由轮构造中，第二环形体16的轴向位置与第二环形体16在传动构造中所占据的轴向位置相同。

在自由轮构造中，第一环形体15到达相对于当处于传动构造中时由第一环形体15所占据的轴向位置的更向外的轴向位置。

第一环形体15与盒25相关联，使得当第一环形体15处于传动构造中时，盒25在第一角度方向A上的旋转被传输到第二环形体16并因此被传输到自行车的后轮。

盒25被构造成支撑齿轮组(cogset)(未示意)并且被该齿轮组旋转。

盒25能够是基本上筒形的主体，配备有多个轴向指向的凹槽，齿轮组被装配在该凹槽上并且由环形螺母轴向保持，或者筒25能够是整体齿轮组被刚性地连接于此的小的主体。在其它实施例中，盒25能够被集成在齿轮组中，即它能够与齿轮组成一体。

在任何情况下，盒被齿轮组的链轮设定为绕旋转轴线X旋转，以可旋转的方式安装在轮毂销13上并且被轴向约束到轮毂销13而不能相对于轮毂销13平移。

在附图示意的实施例中，盒25包括径向外部26和径向内部27。径向内部27与轮毂销13作为一个单元旋转，并且径向外部26通过滚动轴承27a安装在径向内部27上，滚动轴承27a允许径向外部26相对于径向内部27绕旋转轴线X旋转。齿轮组与盒25的径向外部26作为一个单元一起旋转。

因此，在传动构造(在图6中示意)中，第一环形体15能够将沿着齿轮组的第一角度方向A的旋转运动传输到第二环形体16。

为了允许第一环形体15的在轴向方向上相对于第二环形体16平移，自由轮组件10包括在第一环形体15和盒25之间操作的联接部件28。

联接部件28包括第一部分29(图7)和第二部分30(图3)，第一部分29被布置在第一环形体15的径向外表面30上，第二部分30被布置在盒25的径向内表面31上。

盒的径向内表面31在盒25的轴向面向第一环形体15的基本上筒形的周向凹部32中形成。

如在图3中表示的，盒25的径向内表面31包括与第一多个凸起34交替的第一多个凹部33。

第一环形体15的径向外表面30是环形的并且包括与第二多个凹部36交替的第二多个凸起35，该第二多个凸起35和该第二多个凹部36分别与盒25的径向内表面31的第一多个凹部33和第一多个凸起34相匹配。

第一多个凸起34***第二多个凹部36中，并且第二多个凸起35***第一多个凹部33中。

第一33和第二多个凹部36与第一34和第二多个凸起35具有基本上螺旋形或涡形的延伸，并形成引导件37(图2)，引导件37具有用于在盒25和第一环形体15之间的相对运动的螺旋形或涡形延伸。

以这种方式，在盒25和第一环形体15之间的相对旋转也产生第一环形体15的轴向平移。

换句话说，在盒25和第一环形体15之间的相对运动是旋转平移。

特别地，具有螺旋形延伸的引导件37被定向成使得盒25在第一角度方向A上相对于第一环形体15的旋转对应于第一环形体15在轴向向内方向上的平移，而盒25在第二角度方向B上相对于第一环形体15的旋转对应于第一环形体15在轴向向外方向上的平移。

应当注意的是，当第一冠状齿轮17的齿18接合第二冠状齿轮23的齿24(传动构造)时，第一环形体15在轴向向内方向上的平移被中断，因为第二环形体16和盒25在轴向上被固定，换言之，它们不能够移动。

对此，为了允许联接部件28轴向引导第一环形体15直到第一环形体15与第二环形体16形成接触从而达到运动传递状态，引导件37的沿着轴向方向的延伸大于或者等于以下在轴向方向上的距离，该距离使得当处于自由轮状态中时第一环形体15的位置和当处于运动传递状态中时第一环形体15的位置分离。

在本发明的优选实施例中，在第一环形体15的径向外表面30上形成的第二多个凸起35和第二多个凹部36在轴向方向上的延伸大于或等于以下在轴向方向上的距离，该距离使得当处于自由轮状态中时第一环形体15的位置和当处于运动传递状态中时第一环形体15的位置分离。在第一环形体15的径向外表面30上形成的第二多个凸起35和第二多个凹部36在轴向方向上的延伸进而小于在盒25的径向内表面31上形成的第一多个凹部33和第一多个凸起34在轴向方向上的延伸。

为了沿第一角度方向A触发盒25相对于第一环形体15的旋转，自由轮组件10包括磁性部件38，磁性部件38在第一环形体15上起作用并且被构造成在第一环形体上施加阻止第一环形体15相对于轮毂销13的旋转的转矩。

磁性部件38作用在第一环形体15上，以抵抗盒25拉动第一环形体15旋转的趋势，即防止盒25和第一环形体15作为单个主体旋转(当第一环形体15处于自由轮构造中时)。

磁性部件38不能防止盒25相对于轮毂销13绕旋转轴线X旋转。

特别地，磁性部件38在第一环形体15上施加的制动转矩比由骑车者所施加的并且适于使第一环形体15相对于轮毂销13旋转的预定的驱动转矩低。这样的预定的驱动转矩能够具有以下值，该值包括在1N/m和50N/m之间、优选地包括在5N/m和35N/m之间、更优选地包括在10N/m和25N/m之间、更优选地约20N/m。当第一环形体处于自由轮构造中时，磁性部件38在第一环形体15的一部分上起作用，该部分具有第一环形体15的总轴向尺寸的至少25％、优选至少35％、进而更优选至少50％、进而更优选至少65％、进而更优选至少80％、进而更优选100％的轴向延伸。

在本发明的优选实施例中，磁性部件38在轴向方向上的路径的在从自由轮构造到传动构造的通道中的由第一环形体15跟随的一部分上起作用。在轴向方向上的这种路径的一部分具有由第一环形体15跟随的在轴向方向上的整个路径的至少25％、优选至少35％、进而更优选至少50％、进而更优选至少65％、进而更优选至少80％、进而更优选100％的延伸。

在本发明的第一实施例中(在图2至图4中更好的示意)，磁性部件38包括被固定地连接到轮毂销13的磁化体39。磁化体39能够是装配到轮毂销13上的***件或者磁化体39能够与轮毂销13成一体。在任何情况下，磁化体是绕轮毂销13周向延伸的环形体。磁化体39包括第一部分40和第二部分41(图2)，第一部分40基本上平行于轮毂销13延伸，第二部分41基本上垂直于第一部分40，从第一部分40的轴向外端延伸。

磁性部件38还包括由铁磁材料制成的第一环形体15的至少一个部分15a、15b。

特别地，如在图2中表示的，第一环形体15包括径向内部15a和轴向外部15b，径向内部15a径向面向磁化体39的第一部分40，轴向外部15b轴向面向磁化体的第二部分41。

在该实施例中，第一环形体15的径向内部15a和/或轴向外部15b形成所引用的由铁磁材料制成的第一环形体15的至少一个部分。优选地，第一环形体15基本上完全由铁磁材料制成，使得磁路穿过磁化体39和第一环形体15。

特别地，第一环形体15至少部分地由钢合金，或铁-镍-铝合金或铁-硅合金或铁-镍合金或它们的组合制成。

第一环形体15的径向内部15a包括彼此周向分离的多个凸起42(图4)，该多个凸起42径向指向磁化体39的第一部分40。

磁化体39的第一部分40包括周向彼此间隔开的多个凸起43，该多个凸起43径向指向第一环形体15。

第一环形体15的该多个凸起42和磁化体39的该多个凸起43在径向方向上的高度是为了避免在第一环形体15和磁化体39之间的机械干涉，从而允许第一环形体15相对于磁化体39旋转。

第一环形体15的该多个凸起42中的凸起42在径向和周向方向上具有相同的延伸，并且以相同的距离沿周向彼此分离。

磁化体39的该多个凸起43中的凸起43在径向和周向方向上具有相同的延伸，并且以相同的距离沿周向彼此分离。

环形体15的凸起42的周向延伸和周向距离与磁化体39的凸起43的周向延伸和周向距离相同。

第一环形体15的该多个凸起42和磁化体39的该多个凸起43在磁路中限定了多个间隙。

根据由第一环形体15相对于磁化体39占据的角位置，并且因此根据由第一环形体15的该多个凸起42相对于磁化体39的凸起43占据的角位置，形成了不同尺寸的间隙。

特别地，当第一环形体15的凸起42与磁化体39的凸起43径向对准时，在磁路中的间隙具有最小尺寸，而当第一环形体15的凸起42在径向上不与磁化体39的凸起43对准时，在磁路中的间隙具有最大尺寸。

第一环形体15的凸起42在轴向方向上在第一环形体15的一部分上延伸第一环形体15的总轴向尺寸的至少25％、优选至少35％、进而更优选至少50％、进而更优选至少65％、进而更优选至少80％、进而更优选100％。

磁化体39的凸起43在轴向方向上的路径的在从自由轮构造到传动构造的通道中的由第一环形体15跟随的一部分上沿着轴向方向延伸。在轴向方向上的这种路径的一部分具有由第一环形体15跟随的在轴向方向上的整个路径的至少25％、优选至少35％、进而更优选至少50％、进而更优选至少65％、进而更优选至少80％、进而更优选100％的延伸。

第一环形体15相对于磁化体39的旋转确定了在穿过磁化体39和第一环形体15的磁路中的一种“齿槽效应”，该齿槽效应倾向于保持第一环形体15的凸起42与磁化体39的凸起43径向对准，从而制动第一环形体15的旋转。

磁化体39由铁磁材料制成，并且受到永磁体44的磁化作用，该永磁体44优选地与磁化体39直接接触。

在本发明的优选实施例中，永磁体44相对于第一环形体15被布置在轴向外部位置中并且具有轴向指向的极性，即磁体的磁极在轴向方向上对准。

以这种方式，永磁体44以及磁化的磁化体39在轴向向外方向上轴向地吸引第一环形体15，从而形成用于第一环形体15的保持磁体。

在本发明的第二实施例中(在图5至图8中更好地示意)，磁性部件38包括被固定地连接到轮毂销13的第一磁体45。第一磁体45沿着轮毂销13的整个周向延伸沿周向彼此间隔开(如在图7中示意的)。

第一磁体45在径向方向上极化，即它们具有极***替的在径向方向上对准的磁极。

换句话说，两个周向相邻的第一磁体45具有相反的极性，使得第一磁体45具有沿径向向内方向(进入轮毂销13中)定向的磁场，并且另一个周向相邻的第一磁体45具有沿径向向外方向(从轮毂销13离开)定向的磁场。

第一磁体45具有彼此相同的尺寸。

第一磁体45在轴向方向上的路径的在从自由轮构造到传动构造的通道中的由第一环形体15跟随的一部分上沿轴向方向延伸。在轴向方向上的这种路径的一部分具有由第一环形体15跟随的在轴向方向上的整个路径的至少25％、优选至少35％、进而更优选至少50％、进而更优选至少65％、进而更优选至少80％、进而更优选100％的延伸。

在两个周向相继的第一磁体45之间的周向距离被包括在第一磁体45的周向延伸的约0.1和4倍、优选0.2和3倍、更优选0.3和2.5倍、更优选0.5和1.5倍之间，更优选约1倍。

在该实施例中，磁性部件38还包括第二磁体46，第二磁体46与第一环形体15作为一个单元旋转并且与第一磁体45磁性地相互作用(在图7中更好地示意)。

第二磁体46被布置在第一环形体15的径向内部15a上，并且优选地径向面向第一磁体45。

第二磁体46在第一环形体15上轴向延伸第一环形体15的一部分，该部分是第一环形体15总轴向尺寸的至少25％、优选至少35％、进而更优选至少50％、进而更优选约65％。

优选地，多个第二磁体46被设置成彼此沿周向等距间隔开。第二磁体46在第一环形体15上的周向位置使得当第二磁体与第一磁体45径向对准时，其它第二磁体46也与分别的第一磁体45径向对准。特别地，当第二磁体46与第一磁体45径向对准时，所有第二磁体与具有相同极性的(即全部具有径向进入轮毂销13的极性或者全部具有径向离开轮毂销13的极性)分别的第一磁体45径向对准。

类似于第一磁体45，第二磁体46的极性径向地指向。第一磁体45和第二磁体46能够由钕制成。

当第一环形体15相对于轮毂销13旋转时，第二磁体46进入到第一磁体45的磁场中并且被第一磁体45吸引。因此，第一环形体15的进一步旋转受到第一磁体46和第二磁体46之间的磁性相互作用的阻碍。当第一环形体15克服了第一45和第二磁体46之间的吸引力而进一步旋转时，第二磁体46进入相邻的第一磁体45的磁场中，并在以下方向上被该磁场排斥，该方向是具有再次吸引第二磁体46的磁场的下一个周向相邻的第一磁体45的方向。

同样在该实施例中，永磁体47被设置成布置在相对于第一环形体15的轴向外部位置中，并且具有轴向指向的极性，即磁体47的磁极在轴向方向上对准。

以这种方式，永磁体形成了用于第一环形体15的保持磁体47。

在使用中，带有前离合器的自由轮组件10如下文所述地操作。

在骑车者的推进蹬踏期间，如在图6中示意的，第一环形体15处于传动构造中并且与第二环形体16以可旋转的方式联接。

在这种情况下，第一环形体15的第一冠状齿轮17与第二环形体16的第二冠状齿轮23接合，并且第一环形体15向第二环形体16传递沿第一角度方向A的旋转运动。

在该配置中，第一环形体15与盒25作为一个单元旋转(沿第一角度方向A)，因为第一环形体15由于由第二环形体16提供的约束而不能在轴向向内方向上平移。

应当注意的是，在盒在第一角度方向A上的旋转期间，引导件37允许第一环形体15仅在轴向向内方向上执行可能的轴向平移。

当骑车者停止或减慢他/她的推进动作时，第二环形体16(第二环形体16被固定地连接到后轮)在第一角度方向A上的角速度大于第一环形体15的在相同角度方向上的角速度。

在这种情况下，第一17的齿18和第二冠状齿轮23的齿24在彼此之上滑动。这种滑动趋向于使第一环形体15轴向远离第二环形体16移动并将第一环形体15带入到外部轴向位置中。

第一环形体15的运动由联接部件28伴随(并由联接部件28允许)。由联接部件28限定的引导件37沿着螺旋轨迹向第一环形体15施加运动，该螺旋轨迹使第一环形体15向外轴向平移并且使第一环形体15相对于盒25沿第二角度方向B旋转几度。

当第一17和第二冠状齿轮23不再彼此干涉时，第一环形体15的轴向运动被中断。

在该位置中，第一环形体15到达在图4和图5中示意的自由轮构造。

在这种情况下，第二环形体16独立于第一环形体15旋转，而在它们之间不存在机械干扰(并且因此不存在能量的消散)。

第一环形体15也通过保持磁体44、47而保持在自由轮构造中。

当骑车者通过将盒在第一角度方向A上以与后轮相同的角速度旋转而开始再次施加推进动作时，盒25倾向于拉动第一环形体15旋转。

磁性部件38，无论它们是如关于第一实施例还是第二实施例所述那样配置，都阻止第一环形体15相对于轮毂销13的旋转，从而倾向于相对于盒25制动第一环形体15。

由联接部件28，并且特别是由引导件37实现的在盒25和第一环形体15之间的约束迫使第一环形体15跟随盒25在第一角度方向A上相对于环形体15的旋转而在轴向向内方向上平移。

因此，第一环形体15离开自由轮构造以再次到达传动构造。

当然，本领域技术人员可以对上述发明作出多种改型和变型，以满足特定和偶然的要求，所有这些在任何情况下都被如由所附的权利要求书限定的本发明的保护范围所涵盖。