专利名称：马达传动装置单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种依据权利要求1的前序部分所述的用于自行车的马达传动装置单元和自行车的驱动单元。
背景技术：
在这类马达传动装置单元中已公开了用于其紧固的各种方式。DE 20 2008 001 881 Ul示出了用于自行车的辅助驱动装置，其中，马达和传动装置相互分开地紧固在车架的不同位置上。DE 697 29 611 T2示出了用于自行车的辅助驱动装置，其中中轴轴承与马达和传动装置一起布置在壳体中。这种马达传动装置单元不能被紧固在相应自行车的已有中轴轴承上，确切地说中轴轴承必须与马达传动装置单元一起制造或者说装配并紧固在自行车的车架上。特别在改装带有已装配的中轴轴承的自行车时会给出该缺点。
发明内容
与之相对，本发明基于如下任务，即，创建一种马达传动装置单元，其中能实现特别简单的、在自行车或者说它的标准化部件上的装配。这个任务通过一种按照权利要求1所述的马达传动装置单元或通过一种按照权利要求25所述的用于自行车的驱动单元来解决。依据本发明的马达传动装置单元被设计用于优选直接紧固在自行车的与车架固定的五通、特别是标准化五通上。在此，五通布置在马达传动装置单元和齿盘之间。由此能实现马达传动装置单元在具有五通、特别是标准化五通上的装配或改装，而无需改建或者说更换五通、特别是标准化五通。此外有优点的是，在此在车架上无需其它的针对依据本发明的马达传动装置单元的紧固点或者说容纳点。依据本发明的马达传动装置单元因此设计用于紧固在自行车的五通、特别是标准化五通的与自行车至少一个齿盘背离的侧上。由此，本发明优选地涉及标准化五通，但也覆盖与此偏离的五通。本发明的其它有利的设计方案在从属权利要求中描述。优选的是，在自行车行驶方向上看马达传动装置单元布置在五通的左边并且齿盘布置在五通的右边。在优选的扩展方案中马达传动装置单元通过其壳体紧固或以法兰连接在五通上。在优选的扩展方案中马达传动装置单元设计用于根据目前广泛流行的《国际标准链条导板安装》(International Standard Chain Guide Mount) (ISCG)来紧固在标准化五通上。优选地，依据本发明的单元的马达是电动马达。该电动马达不会引起在自行车方面的排放且是小噪声的。在此，电动马达可以是外转子装置，该外转子装置的转子围绕定子。因此可以产生比较高的转矩。或者电动马达可以是内转子装置，该内转子装置的定子围绕转子。因此可以实现比较好的热排散。依据本发明的单元的马达可以是电子换向无电刷交流同步马达。依据本发明的单元的马达也可以是特别扁平构建的盘式转子装置或永磁体同步马达(PMSM)。依据本发明的马达传动装置单元的优选的扩展方案具有转矩传感器用于检测能由骑车者和/或由依据本发明的单元的马达所驱动的曲柄轴的转矩。优选可以由依据本发明的单元的马达依赖于由转矩传感器获知的转矩地将马达转矩传递到曲柄轴上。这个马达转矩可以是支持性的或者独自在曲柄轴上起作用。马达转矩向由骑车者施加的转矩的特别精细调节的补充或者说助力是可能的，如果马达转矩也在曲柄轴的回转期间能依赖于该曲柄轴的由骑车者施加的转矩来调节的话。因此由骑车者施加的转矩的波动或者说系统上的不均匀性可以被均衡化。马达转矩向由骑车者施加的转矩的特别精细调节的补充或者说助力也是可能的，如果马达转矩能依赖于曲柄轴的转动角度来调节的话。因此基于脚蹬曲柄的不同效率的系统上的不均匀性可以被均衡化。因为一般地电动马达的转速是大于自行车的曲柄轴的转速的，故优选地，传动装置是减速传动装置。在第一优选变型方案中该减速传动装置是摆线传动装置(Zykloidgetriebe)。为了平衡偏心的质量和产生均匀的转动而优选的是，该摆线传动装置具有两个相对彼此错开的摆线盘和相应的两个相对彼此错开的偏心件。在摆线传动装置的特别优选的扩展方案中它的钝齿结构(Triebstockverzahnung)构造在内齿圈上并通过该内齿圈紧固在壳体上且不转动,而摆线传动装置的多个销栓能通过至少一个摆线盘驱动。在摆线传动装置的另外的特别优选的扩展方案中它的销栓紧固在壳体上且不转动，而内齿圈能通过它的钝齿结构和通过至少一个摆线盘来驱动。在第二优选的变型方案中减速传动装置是单级的或多级的行星齿轮传动装置。在第三优选的变型方案中减速传动装置是谐波传动装置(Harmonic-Drive-Getriebe)、特别是滑楔传动装置(Gleitkeilgetriebe)或应变波传动装置(Spannungswellengetriebe)。优选的是，减速传动装置具有至少3/1的减速比。优选地设置有曲柄轴相对依据本发明的单元的马达的飞轮或在曲柄轴和马达之间的离合装置，优选自动地激活的离合装置，从而使得骑车者可以无支持地行驶或者说驱动，而他在此不必带动转动所述单元。优选地，中轴轴承整合在依据本发明的马达传动装置单元中或其上。在第二优选的扩展方案中标准化五通符合五通国际标准(InternationalStandard for Bottom Bracket Shells) (BB30)。因此可以省去轴承半壳。依据本发明的驱动单元设置用于自行车并具有五通、特别是标准化五通。在五通的第一侧上紧固有前述的马达传动装置单元，而在五通的与第一侧对置的第二侧上布置有一个或多个齿盘。由此可以实现马达传动装置单元在具有五通、特别是标准化五通的自行车上的装配或改装，而不必改建或更换该五通、特别是标准化五通。此外有优点的是，在此在自行车车架上无需其它的针对依据本发明的马达传动装置单元的紧固点或者说容纳点。由此，本发明优选地涉及标准化五通，但也覆盖与此偏离的五通。
下面借助附图详细描述本发明的各种实施例。其中:图1以剖视图示出了依据本发明的马达传动装置单元的第一实施例；图2在一个视图中示出了依据本发明的马达传动装置单元的第二实施例；图3以剖视图示出了依据本发明的马达传动装置单元的第二实施例；图4以示意立体图示出了依据本发明的马达传动装置单元的第三实施例的电动马达；图5以示意视图示出了根据图4的电动马达的定子的截段。
具体实施例方式图1以剖视图示出了依据本发明的马达传动装置单元的第一实施例。它的壳体4通过符合《国际标准链条导板安装》(ISCG)的连接来紧固在五通I上。五通I和壳体4由曲柄轴34贯穿，在该曲柄轴的端部区段上紧固了脚蹬曲柄(未示出)。曲柄轴34通过中轴轴承支承在五通I中，对于这些中轴轴承在图中只示出了一个中轴轴承32。在壳体4中，在(图1中的)下面的区域中布置有电动马达，该电动马达构造为外转子装置。在电动马达的与五通I背离的侧上(图1中上面)布置有减速传动装置，该减速传动装置构造为摆线传动装置。电动马达具有在壳体4上或者说在中轴轴承I上紧固的定子保持件3，该定子保持件承载着定子2，在其外周边上布置有大量(例如28个)永久磁体。对于永久磁体在图中只示出了两个彼此对置的永久磁体14a、14b。这些永久磁体紧固在转子13上，该转子在电动马达的运行中与永久磁体14a、14b —起旋转。在转子13上紧固有两个偏心盘或者说偏心件17a、17b，它们的偏心率或者说偏心度彼此相反。因此，(在图1中)上面的偏心件17a(在图1中)向左错开，而下面的偏心件17b则与其相反地向右错开。围绕偏心件17a、17b的摆线盘15a、15b布置在每个偏心件17a、17b的外周边上并通过各一个轴承支承在偏心件17a、17b上。在两个摆线盘15a、15b的外周边上均匀地分配了大量突起和凹座，从而使得在两个摆线盘15a、15b的各自的外周边上构造了均匀的波纹形状。在壳体4的内周边上形成有类似的突起和凹座。在此，在摆线盘15a、15b上形成的突起数量要比在壳体4上形成的凹座数量小I。在依据本发明的马达传动装置单元的第一实施例的运行中将两个偏心件17a、17b由电动马达以比较高的转速驱动，其中，两个摆线盘15a、15b通过它们的在外周边上形成的突起环绕地绕在壳体4的内周边上形成的凹座沉入。由此，摆线盘15a、15b实施比较慢的转动。其中在图里仅示出了四个带动销栓16a_d的多个带动销栓容纳在摆线盘15a、15b的相应的贯通凹座中，其中在图中只示出了两个贯通凹座。带动销栓16a_d和贯通凹座布置在圆形轨迹上，其中，带动销栓16a_d的直径小于凹座的直径。由此，摆线盘15a、15b的转动通过其凹座和通过带动销栓16a_d被传递到带动件28上,该带动件抗相对转动地与曲柄轴34连接。因此所示出的双重的摆线盘传动装置构造了减速传动装置，该减速传动装置将转子13的比较高的转速减低到曲柄轴34的比较小的转速。在此，依据本发明的马达传动装置单元尽可能地旋转对称地相对曲柄轴34布置并紧固在前述的具有ISCG-容纳部的五通I上。图2在一个视图中示出了具有依据本发明的马达传动装置单元的第二实施例的驱动单元。该马达传动装置单元的壳体104通过符合《国际标准链条导板安装》(ISCG)的连接来紧固在五通101上。壳体104与输出盖128 —起将整个马达传动装置单元封装。五通101、壳体104和输出盖128由曲柄轴134贯穿，在该曲柄轴的(在图2中上面和下面的)端部区段上紧固了脚蹬曲柄(未示出)。图3以剖视图示出了具有依据本发明的马达传动装置单元的第二实施例的驱动单元。该曲柄轴134通过两个中轴轴承支承在五通101中，关于这两个中轴轴承在图中只示出了 一个中轴轴承132。在壳体104中布置有电动马达，该电动马达构造为内转子装置。该电动马达具有紧固在壳体104上的定子102。此外，该电动马达具有转子113，在该转子的外周边上布置有永久磁体,其中在图3中只示出了两个彼此对置的永久磁体114a、114b。在电动马达的与五通101背离的侧上(图3中上面)布置有摆线传动装置。该摆线传动装置的向曲柄轴134的输出通过缓慢转动的输出盖128来进行。在输出盖128和曲柄轴134的径向阶梯部之间插入有止推盘。该输出盖128与离合主导装置136通过梯形螺纹以如下方式连接，即，当电动马达在驱动方向上开动时，离合主导装置136被推移到离合锥体130上。当电动马达不开动时，离合装置103、136就被松开并当电动马达短时间向后转动时该离合装置被主动地打开。离合锥体130与曲柄轴134抗相对转动地连接。在离合主导装置136和壳体104的不进行转动的区段之间布置有带两个O形环142a、142b的旋转基准142。转子113通过转子轴承144支承在壳体104的该区段上。在转子113上紧固有摆线传动装置的两个偏心盘或者说偏心件117a、117b，它们的偏心率或者说偏心度彼此相反。因此，上偏心件117a向右错开，而下偏心件117b与之相反地向左错开(分别在图3的图示中)。围绕该偏心件117a、117b的摆线盘115a、115b布置在每个偏心件117a、117b的外周边上并通过各一个摆线盘轴承119a、119b支承在偏心件117a、117b上。在每个摆线盘115a、115b和输出盖128之间设置有钝齿结构。为此在各自的摆线盘115a、115b的外周边上均匀分配大量突起和凹座，从而使得在摆线盘115a、115b的各自的外周边上构造了均匀的波纹形状。在壳体104的内周边上构造有类似的突起和凹座。在此，在摆线盘115a、115b上形成的突起数量比在壳体104上形成的凹座数量小I。均匀地在定子102的周边上与壳体固定地并抗相对转动地保持的、其中在图3中只示出了两个带动销栓116a、116b的多个带动销栓容纳在摆线盘115a、115b的相应的贯通凹座中，其中在图3中相应地只示出了两个贯通凹座。带动销栓116a、116b和凹座布置在圆形轨迹上，其中，带动销栓116a、116b的直径小于凹座的直径。在依据本发明的马达传动装置单元的第二实施例的运行中将两个偏心件117a、117b由电动马达以比较高的转速驱动，其中，两个摆线盘115a、115b通过其在外周边上形成的突起环绕地绕在壳体104的内周边上形成的凹座沉入。由此，输出盖128由摆线盘115a、115b比较缓慢地转动地来驱动。该输出盖128可以通过离合装置130、136与曲柄轴134抗相对转动地进行连接。因此也在第二实施例中该双重摆线盘传动装置构造了减速传动装置，该减速传动装置将转子113的比较高的转速减低为曲柄轴134的比较小的转速。轴密封装置138在没有激活曲柄轴134通过马达传动装置单元的驱动的情况下容许在静止的输出盖128和进行转动的曲柄轴134之间的转速差，而在激活的驱动的情况下轴密封装置140尽管在静止的壳体104和进行转动的输出盖128之间的转速差也将这两个壳体部件密封。依据本发明的马达传动装置单元的第二实施例也尽可能相对曲柄轴134旋转对称地布置并紧固在具有ISCG-容纳部的前述的五通101上。图4以示意立体图示出了依据本发明的马达传动装置单元的第三实施例的电动马达。该电动马达是在轴向方向上特别节省空间的并可以设置代替根据图1或根据图2的电动马达。在呈盘形的转子213上呈星形地布置有大量永磁体246，这些永磁体中在图4中只可以看出在转子213的外周边上的端侧。与永磁体间隔开地(在图4中在永磁体246之上)呈星形地布置有大量线圈248，这些线圈中在图4中只可以看出在与壳体固定的定子202的外周边上的端侧。图5以示意视图示出了根据图4的具有大量线圈248的电动马达的定子202的截段。与所示出的实施例偏离地，依据本发明的马达传动装置单元也可以设置在由手动自行车操作者的臂力所驱动的手动自行车中，其中，在曲柄轴34的端部区段上紧固有手动曲柄。所公开的是一种用于自行车的马达传动装置单元，该马达传动装置单元直接紧固或以法兰连接在五通上、特别是标准化五通上。在此，该标准化五通布置在马达传动装置单元和齿盘之间。该马达传动装置单元的与车架固定的部件，特别是壳体，可以按照《国际标准链条导板安装》(ISCG)紧固或以法兰连接在标准化五通上。附图标记列表I; 101五通
2； 102； 202定子
3定子保持件
4； 104壳体
13； 113； 213转子
14a、14b； 114a、114b永久磁体
15a、15b； 115a、115b摆线盘
16a、16b、16c、16d； 116a、116b带动销栓
17a、17b； 117偏心件
28带动件
32； 132中轴轴承
33止动爪34； 134曲柄轴
118a、118b钝齿结构
119a、119b摆线盘轴承
128输出盖
130离合锥体
136罔合王导装置
138轴密封装置
140轴密封装置
142旋转基准
142a、142bO 形环
144转子轴承
246永磁体
248线圈
权利要求
1.用于自行车的马达传动装置单元，所述马达传动装置单元设计用于紧固在五通、特别是标准化五通(I ；101)上，其特征在于，所述五通(I ；101)布置在所述马达传动装置单元和齿盘之间。
2.按权利要求1所述的马达传动装置单元，所述马达传动装置单元通过壳体(4；104)紧固在所述五通、特别是标准化五通(I ;101)上。
3.按权利要求1或2所述的马达传动装置单元，所述马达传动装置单元设计用于按照《国际标准链条导板安装》(ISCG)来紧固在所述标准化五通(I ；101)上。
4.按前述权利要求之一所述的马达传动装置单元，所述马达传动装置单元的马达是电动马达(2,13 ;102、113)。
5.按权利要求4所述的马达传动装置单元，其中，所述电动马达(2、13)是外转子装置，所述外转子装置的转子(13)围绕定子(2)，或其中，所述电动马达是内转子装置，所述内转子装置的定子(102)围绕转子(113)。
6.按前述权利要求之一所述的马达传动装置单元，所述马达传动装置单元的马达是电子换向无电刷交流同步马达。
7.按权利要求1至4之一所述的马达传动装置单元，所述马达传动装置单元的马达是盘式转子装置，所述盘式转子装置的转子(213)轴向地布置在定子(202)旁。
8.按权利要求1至4之一所述的马达传动装置单元，所述马达传动装置单元的马达是永磁体同步马达(PMSM)。
9.按前述权利要求之一所述的马达传动装置单元，带有转矩传感器以检测能由骑车者和/或由马达所驱动的曲柄轴(34 ；134)的转矩。
10.按权利要求9所述的 马达传动装置单元，其中，能由马达依赖于转矩地将马达转矩传递到所述曲柄轴(34;134)上。
11.按权利要求10所述的马达传动装置单元，其中，马达转矩在所述曲柄轴(34;134)的回转期间是能调节的。
12.按权利要求10所述的马达传动装置单元，其中，马达转矩能依赖于所述曲柄轴(34; 134)的转动角度来调节。
13.按前述权利要求之一所述的马达传动装置单元，其中，所述传动装置是减速传动装置。
14.按权利要求13所述的马达传动装置单元，其中，所述减速传动装置是摆线传动装置(15a、15b、16a、16b、16c、16d、17a、17b、28 ;115a、115b、116a、116b、117、128)。
15.按权利要求14所述的马达传动装置单元，其中，所述摆线传动装置(15a、15b、16a、16b、16c、16d、17a、17b、28 ; 115a、115b、116a、116b、117、128)具有两个相对彼此错开的摆线盘(15a、15b ;115a、115b)和两个相对彼此错开的偏心件(17a、17b ;117)。
16.按权利要求14或15所述的马达传动装置单元，其中，所述摆线传动装置的钝齿结构布置在内齿圈中并与壳体固定，并且其中，所述摆线传动装置的销栓(16a、16b、16c、16d)是能驱动的。
17.按权利要求14或15所述的马达传动装置单元，其中，所述摆线传动装置的销栓(116a、116b)是与壳体固定的，并且其中，内齿圈能通过所述摆线传动装置的钝齿结构(118a、118b)来驱动。
18.按权利要求13所述的马达传动装置单元，其中，所述减速传动装置是单级或多级的行星齿轮传动装置。
19.按权利要求13所述的马达传动装置单元，其中，所述减速传动装置是谐波传动装置。
20.按权利要求13所述的马达传动装置单元，其中，所述减速传动装置具有至少3/1的减速比。
21.按前述权利要求之一所述的马达传动装置单元，带有所述曲柄轴相对所述马达的飞轮。
22.按权利要求1至20之一所述的马达传动装置单元，带有离合装置(130、136)，所述离合装置在动力流中布置在所述马达和所述曲柄轴(134)之间。
23.按前述权利要求之一所述的马达传动装置单元，带有整合的中轴轴承(32;132)。
24.按前述权利要求之一所述的马达传动装置单元，其中，所述标准化五通(I；101)符合五通国际标准(BB30)。
25.用于自行车的驱动单元，带有五通、特别是标准化五通(I;101)，在所述五通的第一侧上紧固有按前述权利要求之一所述的马达传动装置单元，并且在所述五通的第二侧上布置 有齿盘。
全文摘要
本发明公开了一种用于自行车的马达传动装置单元，其直接紧固或以法兰连接在五通(1)、特别是标准化五通上。在此，该五通布置在马达传动装置单元和齿盘之间。马达传动装置单元的与车架固定的部件，特别是壳体，可以按照《国际标准链条导板安装》(ISCG)紧固或以法兰连接在标准化五通上。
文档编号B62M6/55GK103153772SQ201180020484
公开日2013年6月12日 申请日期2011年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者弗洛里安·勒夫尔, 安德烈亚斯·费尔斯 申请人:B-莱博斯股份公司