用于自行车的电力辅助设备和装配有所述设备的自行车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于自行车的电力辅助设备和装配有所述设备的自行车。
【背景技术】
[0002]在该领域中，已知市售的具有多种设备。
[0003]这些设备中的一些使用置于自行车车轮之一的轮毂中的电机。该电机直接或通过减速系统驱动车轮。这种类型的设备的缺点是有很大质量，这些质量件还位于车轮处，使得自行车手非常容易看到。此外，当必须拆卸车轮时，例如更换轮胎或修补穿孔，由于存在为电机提供动力所需的电连接件以及传递马达转矩所需的用于轮毂的特定的固定件，车轮的移除变得复杂。
[0004]其它设备使用齿轮马达来驱动自行车的踏板并且因此可以使用现有的自行车传动装置。这种类型的设备的缺点是对自行车架构的显著影响，以致特别需要对自行车框架进行特殊设计从而接收这些设备。
[0005]文献DE-20314210-U1描述了通过电动马达驱动自行车的原理，其中驱动小齿轮与齿状物互相啮合，所述齿状物与自行车前轮的轮辋成为一体并且为内齿结构，即齿朝向车轮的轮轴。该系统的一个缺点是轮辋的齿状物容易夹持石块。
【发明内容】
[0006]本发明的目的因此是提供解决上述所有或部分缺点的用于自行车的电力辅助设备和装配有所述设备的自行车。
[0007]为此，本发明提供用于自行车的电力辅助设备，所述设备包括:
[0008]-电机，所述电机包括转子，
[0009]-用于固定所述电机的装置，
[0010]-电池，所述电池为所述电机提供动力，
[0011]-用于控制所述电机的装置，
[0012]-驱动小齿轮，所述驱动小齿轮通过所述电机的转子驱动，和
[0013]-支撑结构，
[0014]所述设备的特征在于，所述驱动小齿轮能够与互补齿状物相切地啮合，所述互补齿状物与自行车的后轮的轮胎成为一体，并且所述固定装置被所述支撑结构支承，所述支撑结构包括臂，所述臂能够固定至自行车的后轮的轮轴。
[0015]优选地，所述用于控制所述电机的装置也被所述支撑结构支承。
[0016]还优选地，所述电池也被所述支撑结构支承。
[0017]优选地，所述固定装置连同所述电机形成子组件，所述子组件能够手动地从所述支撑结构中分离。
[0018]还优选地，能够手动地从所述支撑结构中分离的子组件还包括用于控制所述电机的装置。
[0019]还优选地，能够手动地从所述支撑结构中分离的子组件还包括所述电池。
[0020]还优选地，所述电池也能够独立于所述子组件手动地从所述支撑结构中分离。
[0021]优选地，所述子组件由框架承载，所述框架在基本上水平的平面中延伸，所述子组件能够从所述支撑结构中水平地(优选横向地)分离。
[0022]优选地，所述支撑结构包括快速电连接件，用于将所述子组件连接至与自行车成为一体的界面。
[0023]优选地，所述支撑结构还构成行李架。
[0024]优选地，所述固定装置包括摇臂，所述摇臂相对于被所述支撑结构支承的底座围绕轴线铰接，所述轴线基本上平行于所述电机的轴线。
[0025]优选地，所述摇臂包括铰接件，所述铰接件允许所述电机朝向所述子组件折叠。
[0026]本发明还涉及用于自行车的电力辅助组件，包括上述电力辅助设备，所述电力辅助组件还包括轮胎，所述轮胎为包括所述互补齿状物的充气轮胎。
[0027]本发明最后涉及包括所述电力辅助组件的具有电力辅助的自行车。
【附图说明】
[0028]通过优选实施方案的描述，本发明的其它特征和优点将变得明显。附图分别显示了:
[0029]-图1:根据本发明的第一个实施方案的具有电力辅助的自行车的(局部)侧视图。
[0030]-图2:根据一个优选实施方案的子组件的细节图。
[0031]-图3:图2的子组件的仰视图。
[0032]-图4:图1的电力辅助设备和具有电力辅助的自行车的更大比例的细节图。
[0033]-图5:特别显示图1的电力辅助设备的支撑结构的细节图。
[0034]-图6:从图1的具有电力辅助的自行车的另一侧观察的与图4相似的图。
[0035]-图7:与图1相似的图，显示了本发明的设备的另一个优选实施方案。
[0036]-图8:与图7相同的图，其中已经移除了电池。
[0037]-图9:图7和8的设备的细节图。
[0038]-图10:图8的设备的更进一步的细节图。
[0039]-图11:装配至图7和8的设备的电池的图。
[0040]-图12:根据第二个优选实施方案的变体形式的子组件的一般视图。
[0041]-图13:图解截面图，显示了根据本发明的具有电力辅助的自行车的电机与轮胎的协同作用。
[0042]-图14:根据本发明的一个优选实施方案的驱动小齿轮与轮胎的齿状物的啮合的截面细节图。
[0043]-图15:图14的驱动小齿轮的齿状物的细节的图解截面图。
[0044]-图16:根据本发明的轮胎的优选实施方案的齿状物的细节的图解截面图。
[0045]-图17:根据本发明的设备的一个优选实施方案的具有螺旋状齿状物的驱动小齿轮的侧视图。
[0046]-图18:装配至根据本发明的自行车的充气轮胎的截面立体图。
[0047]-图19:根据本发明的第三个实施方案的具有电力辅助的自行车的(局部)侧视图。
[0048]-图20和21:图19的子组件的细节图。
【具体实施方式】
[0049]附图显示了根据本发明的电力辅助设备和具有电力辅助的自行车的优选实施方案的组件和细节的各个视图。在不同的附图中，相同或相似的元件带有相同的附图标记。附图标记在每个图中不对称地显示，从而易于理解附图。
[0050]图1显示了根据本发明的具有电力辅助的自行车的主要元件。电机2靠近轮胎5 (在此为靠近后轮61的轮胎)固定。驱动小齿轮3与齿状物51相切地啮合，所述齿状物51与轮胎成为一体，因此可以向轮胎5传递驱动力从而辅助自行车手。电机优选为具有永磁体的三相、无刷、同步马达。还优选地，转子为如图中所示的外转子。电池7为电机提供动力。
[0051]用于固定电机的装置4由支撑结构10支承，所述支撑结构10本身固定至自行车的框架11。支撑结构的臂101、102、103、104固定至车轮的轮轴612。杆116阻止支撑结构围绕车轮轴线的旋转。支撑结构固定至车轮的轮轴，允许简单的组装同时保证使驱动小齿轮3相对于轮胎的齿状物51定位的高的精确度和再现性。
[0052]优选地，如图所示，电池在此也被支撑结构支承。替代性地，电池可以以本身已知的方式固定至自行车的另一部分。
[0053]优选地，用于控制电机的装置8 (即控制电子设备和动力电子设备)也被支撑结构支承。优选地，可分离子组件20通过固定装置、电机和控制装置形成。还优选地，该子组件可以手动地(即不使用工具)与支撑结构分离。
[0054]在电池7被支撑结构支承的实施方案中，可分离子组件还可以包括所述电池，如图2中所示。应理解，从支撑结构移除所述子组件20的行为允许使用自行车而没有电力辅助，但是也没有与所述电力辅助相关的额外重量。
[0055]在此处显示的实施方案中，控制装置8包括开关81和旋钮82，所述开关81允许自行车手开启或停止动力辅助设备，所述旋钮82用于调节动力辅助的水平。这些控制器也可以设置在自行车的车把上或者通过遥控器或安装在自行车手的移动电话中的应用而进行远程控