专利名称：电动自行车的用于转矩检测的传动装置及电动自行车的用于转矩检测的所属方法
电动自行车的用于转矩检测的传动装置及电动自行车的用于转矩检测的所属方法
背景技术：
在本发明领域、即尤其是电动自行车及其所属的踏板力传感器的领域中，转矩检测机构已是公知的，以便借助操作踏板的转矩推算出骑车者的功率。该骑车者的功率或一个可与此相比拟的量被用作电动自行车的一个电动附加驱动装置的调节用的输入量。所使用的传感器可直接地设置在暴露的位置上及固定在传递所有转矩的部件上。由此它们对故障特别敏感。 除了其中通过踏板轴上的检测来直接地求得力或通过设置在踏板上的力传感器来检测力的方案外，还存在其它的方案，如在DE 6982041T2中所述的方案。在该公开文献中检测彼此可相对运动的两个轮之间的相位差，及它具有一个弹簧机构。但该检测需要如光学或磁性扫描的装置及伴随着一个“软”驱动装置，在其中转矩部分地转化成弹簧运动，而非转换成向前运动。此外必需的数据分析是必要的。
发明内容
因此本发明的任务在于设置一个简单的机构来检测转矩，而不必求助于容易发生故障或费劲的措施。该任务通过根据独立权利要求的装置及方法来解决。根据本发明待检测的踏板转矩被传递到相对踏板轴平行布置的传感器轴上。接着使该转矩再传递回一个同轴地、可转动地支承在踏板轴上的从动轴或延伸在踏板轴的延长部分上的从动轴上。因为对于这两个传递使用具有不同变速比-即参与的轮的不同尺寸-的传感器传动装置，所以得到一个作用在传感器轴上的合力，该合力借助一个力传感器来检测。该合力直接与变速比(它为常数)及待测量的转矩相联系。合力可借助以下的系统构思来推导出基于能量守恒，由两个传感器传动装置传递的转矩必然有区别，因为转速以相同的方式(仅反比)相区别(这里忽略摩擦)。在踏板轴与传感器轴之间由于不平衡得到一个合力，该合力作用在转矩传递的切向上(即传感器传动装置的转矩的切向运动)。因为传感器传动装置使旋转运动再传递到一个按照踏板轴的纵向延伸而延伸的空心轴上，根据本发明的传动装置可用简单的方式使用在由唯一的踏板轴出发的系统中，该踏板轴在相同的轴上既设有踏板也设有一个从动部件(例如链轮)。因此本发明可以简单的方式尤其是被集成或通过更换被引入到公知的系统中。从动轴构成这样的轴，即它由踏板轴(由踏板驱动装置驱动)的旋转运动由该轴通过传感器传动装置传递，其中从动轴被设置来连接到一个从动装置上。该从动轴优选被构造为空心轴，但也可由任意的(实心或空心的)、与踏板轴延伸在相同的旋转轴线上的轴来构成。在该说明中从动轴的概念部分地用作“空心轴”的同义词，因为该表达是最优选的，但一般地对于从动轴也可使用另外的轴，-只要其具有与从动轴相同的旋转轴线。本发明涉及电动自行车的用于检测对踏板轴加载的转矩的传动装置。该传动装置具有在其上作用转矩的踏板轴；及一个设置来与从动装置连接的空心轴，踏板轴穿过该空心轴同轴线地延伸。该延伸防止由径向错开产生的问题。空心轴相对踏板轴可转动地支承，优选通过空心轴内部的连接空心轴与踏板轴的滚动轴承来支承。该传动装置还包括一个相对踏板轴径向上错开的传感器轴。通过该错开将产生一个驱动侧上的力(及一个从动侧上的反力)，该力作用在传感器轴上。此外该传动装置包括一个与传感器轴连接的力传感器，它检测由传感器轴施加的力，该力相应于待检测的转矩。传感器轴与力传感器之间的连接可为间接的，例如通过使力传感器固定在传感器轴的一个轴承上或固定在一个支承传感器轴的框上。该传动装置还包括一个驱动侧传感器传动装置及一个从动侧传感器传动装置。驱动侧传感器传动装置使踏板轴与传感器轴连接及从动侧传感器传动装置使传感器轴与空心轴连接，以便传递旋转运动。空心轴被设置来与一个从动装置连接，例如借助空心轴端部上的连接区段来连接，在该连接区段上可安装一个链轮。驱动侧传感器传动装置具有一个变速比，该变速比与从动侧传感器传动装置的变速比不同。由此力及反向力不平衡并得到一个合力，该合力相对于所传递的转矩(例如相对踏板轴上的转矩)成固定的比例。该比例是在由力传感器检测的力与传递的转矩之间的严格单调的、尤其线性或正比的关系。该比例系数愈大，两个传感器传动装置的变速比之间的差别就愈大。 根据本发明的传动装置的一个实施形式在于驱动侧传感器传动装置具有一个驱动侧踏板轴轮及一个驱动侧传感器轴轮，驱动侧踏板轴轮被设置在踏板轴上并与其固定地连接，驱动侧传感器轴轮被设置在传感器轴上并与其固定地连接。驱动侧传感器轴轮与踏板轴轮相互啮合，以便按照齿轮传动装置使旋转运动从踏板轴传递到传感器轴上。通过该传递使旋转运动的旋转轴线由踏板轴的纵轴线径向向外地向着传感器轴的旋转轴线上偏移。从动侧传感器传动装置包括一个从动侧空心轴轮及一个从动侧传感器轴轮，从动侧空心轴轮被设置在空心轴上并与其固定地连接，从动侧传感器轴轮被设置在传感器轴上并与其固定地连接，或直接与驱动侧传感器轴轮固定地连接。从动侧传感器轮与空心轴轮相互啮合，以便使旋转运动从传感器轴传递到空心轴(即从动装置)上。根据本发明的传动装置的另一实施形式在于传动装置包括一个传感器框，在该传感器框中可转动地支承传感器轴。力传感器一方面与传感器框连接及另一方面与一个壳体部件间接或直接地连接，该壳体部件至少部分地支承踏板轴或空心轴。此外力传感器被设置在传感器框与一个面之间，该面也与踏板轴或空心轴形成传递力的连接。由此传感器可检测框上由不同变速比得到的力差。此外通过该支承可作到可使用退让的力传感器，它的位置在不同的力时改变(当力增大时弹簧行程增大)。因为框与传感器传动装置允许一定限度的偏差，而不会通过传动装置改变机械旋转运动传递的性能。根据本发明的传动装置可设置为驱动侧传感器传动装置、从动侧传感器传动装置或这两个传感器传动装置具有传动装置轮，这些传动装置轮被构成具有外齿部分的齿轮。变换地至少一个传动装置轮被设置成踏板轴、传感器轴或空心轴的外齿部分。该构型的其它可能性在于至少一个传动装置轮被构成踏板轴、传感器轴或空心轴的内齿部分。这些构型可以组合。一个传动装置轮被设置来使旋转运动从踏板轴传递到传感器轴或从传感器轴传递到空心轴，其中该传递可考虑间接地通过其它的轮连接。驱动侧传感器传动装置尤其可由一对相互啮合的具有外齿部分的齿轮构成及从动侧传感器传动装置可由一对相互啮合的齿轮构成。驱动侧或从动侧传感器传动装置可由一对相互啮合的外齿部分构成。这两对中的至少一对设置相互啮合的外齿部分作为直接地构成在踏板轴、传感器轴或空心轴的外侧上的一个齿部分。在该外齿部分中哨合一个齿轮的齿部分。变换地驱动侧传感器传动装置、从动侧传感器传动装置或这两个传感器传动装置各由一对齿部分构成。其中这对的一个齿部分是一个齿轮的外齿部分，踏板轴、传感器轴或空心轴的外齿部分，或空心轮的一个内齿部分。这对的另一齿部分是一个齿轮的外齿部分，该齿轮被安装在踏板轴、传感器轴或空心轴上，或是踏板轴、传感器轴或空心轴本身的外齿部分。这些构型能使构件的位置节省。根据本发明的传动装置的一个变型在于驱动侧传感器传动装置由一个安装在踏板轴上的驱动侧曲柄驱动轴轮及一个构成传感器轴的空心轴段的空心轮的第一内齿部分构成。从动侧传感器传动装置由一个安装在作为从动轴工作的空心轴上的从动侧空心轴轮及在轴向上与第一内齿部分错开的、空心轮的另一内齿部分构成。这些内齿部分通过空心轮相互连接。这些内齿部分具有不同的半径，它们导致不同的变速比。在该实施例中该空心轮取代了传感器轴及使在本发明其它实施例中共同位于传感器轴上的两个轮连接起来。驱动侧传感器传动装置的变速比可相应于从动侧传感器传动装置的变速比的倒数值，以致总变速比达到I。力传感器例如可为压电元件或对力敏感的半导体器件。此外力传感器可包括弹簧部件或扭转部件及所属的行程测量器或角度发送器，例如被设置在一个可弹性变形的体上的一个伸长测量带的形式。弹簧的弹簧行程还可由一个行程检测器来检测，例如由一个霍耳元件或一个光学传感器，并与磁或光类型的标记相组合。本发明还涉及用于检测对踏板轴加载的转矩的方法。该方法包括下列步骤使转 矩通过一个驱动侧传感器传动装置从踏板轴传递到一个传感器轴上，该传感器轴相对踏板轴平行地错开；及使一个相应的转矩通过一个从动侧传感器传动装置从传感器轴传递到一个与从动装置连接的空心轴上，该空心轴具有与传感器轴相同的旋转轴线。通过驱动侧传感器传动装置的传递设有一个变速比，该变速比与从动侧传感器传动装置的变速比不同。该方法还在于，借助一个力传感器检测作用在传感器轴上的力。这里该力传感器与传感器轴力传递地连接。检测到的力的值显示转矩的强度。根据本发明的方法还在于传递旋转运动的传感器轴可转动地支承在一个传感器框中。在此情况下检测力，其方式是力传感器支撑传感器框，以便检测基于传感器轴作用在传感器框上的力。最后该方法能够规定转矩通过传感器传动装置传递，即通过齿轮的相互啮合的外齿部分或由齿轮与一个轴的外齿部分传递。这些齿部分或齿轮构成传感器传动装置。这些齿部分为一个齿轮的外齿部分或这些轴中的一个的外齿部分，它们啮合在传感器轴设有的一个空心轮的内齿部分中。这些可能性也可组合地使用。与许多公知的传感器不同本发明也允许转矩的转向反向，而不会在测量中形成滞后。
在附图中表示出本发明的实施例及将在以下的说明中对其详细地描述。附图表示
图I :一个象征性表示的用于说明基本特征的本发明的实施形式；图2 :根据本发明的传动装置的第一构型；图3 :根据本发明的传动装置的第二构型；图4 :根据本发明的传动装置的第三构型；图5 :根据本发明的传动装置的第四构型 '及图6 :根据图5的构型的一个变型。
具体实施例方式图I为用于解释本发明的基本原理的一个透视图。图I中所示的传动装置包括一个踏板轴10，一个空心轴或从动轴20及一个传感器轴40。踏板轴10由旋转轴承30，32保持，而空心轴由踏板轴10上未示出的旋转轴承可转动地支承。轴踏板轴10上固定了一个驱动侧曲柄驱动轴轮50，它与一个驱动侧传感器轴轮52啮合，该驱动侧传感器轴轮52也如从动侧传感器轴轮62那样设置在传感器轴40上。驱动侧曲柄驱动轴轮50啮合在驱动侧传感器轴轮52中。从动侧传感器轴轮62也如传感器轴轮52那样设置在传感器轴40上。传感器轴轮62与从动侧空心轴轮60啮合，后者抗扭转地设置在空心轴20上。空心轴20可转动及同心地设置在踏板轴10上。原则上从动轴(即空心轴20)也可被构成具有连续横截面的轴(未示出)，这时从动轴将相对踏板轴平行地布置。但图I中所示的结构具有一个连续的踏板轴10的优点，该踏板轴从一个踏板延伸到另一踏板并也支撑着空心轴20。借助所示的轴轮50-62的直径可看出它们设有不同的变速比，这就是说，在轴轮50与52之间的第一变速比大于I及在轴轮62与60之间的第二变速比也大于I。轴轮50-62设有一个大于I的总变速比，普遍地说其中情况并非必定如此。而轮50与62或60与52 —般可具有不同尺寸及在此情况下显示出不同的单个变速比及总变速比。优选轮52与62具有不同的工作直径。传感器轴40与旋转轴承70，72连接，该传感器轴被支撑在踏板轴10的对面。旋转轴承70通过一个力传感器80与支撑它的面90连接。旋转轴承72通过另一力传感器82与支撑它的面90连接。面90是传动装置壳体的一部分。力传感器80，82也可不支撑在面90上而支撑在传动装置壳体的孔中或其它部件上。也可变换地仅是一个旋转轴承通过一个力传感器与支撑它的面连接，而对另一旋转轴承直接地、即不用力传感器地支撑。一个变换的支承用框70’通过虚线来表示。框70’通过旋转轴承70，72与传感器轴40连接。框70’通过一个力传感器80’及一个通向力传感器80’的连接部分76来支撑，其中属于该支撑的支承点相对传感器轴40径向错开地布置。连接部分76抗扭转地与力传感器80’连接。在该实施形式中框70’不被支撑在踏板的侧面。另一用框70’实施的变换支承(即对旋转轴承70，72不形成连接)在于在一个相对传感器轴40径向错开的支承点上设置了一个连接部分72”，该连接部分使框70’与一个旋转轴承74连接。力传感器80”被设置在连接部分72”与一个支撑之间，该支撑也是传动装置壳体90的一部分。力传感器80”检测当连接部分72”绕旋转轴承74转动时产生的力。在此情况下框70’不被支撑在踏板的侧面上，而框70’支承在旋转轴承74中。为了改善框70’的稳定性也可在框70’的各个不同位置上设置两个或更多旋转轴承74。通常也可用转动支承替代旋转轴承74来表达。
框70’围握在两个传感器传动装置50, 52与60,62上,但也可仅围握一个传感器传动装置，其中另一传动装置相对框轴向上错开地布置。此外框仅在侧面携带传感器轴并例如构成悬臂，传感器轴在径向上离开该悬臂地延伸，其中悬臂在侧面及可转动地支承传感器轴。图2表示根据本发明的传动装置的第一构型，它设有踏板100及踏板轴110，踏板轴通过轴承130，132可转动地支承，以便可按照箭头112进行转动。在踏板轴110上抗扭转地设有驱动侧的曲柄驱动轴轮150及可转动设有从动侧空心轴160。传感器轴140具有驱动侧传感器轴轮152及从动侧传感器轴轮162，它们与轮150或160啮合。框具有一个U形延伸形状，其中两个对立的腿具有旋转轴承170’，172’。传感器轴通过旋转轴承170’，172’可转动地支承在框170中。力将由一个未示出的力传感器来测量，框170通过该力传感器支承。一个未示出的支承——力传感器通过该支承保持着框——在切线方向(相对传 感器轴或踏板轴的转动来说)上接收力。从动侧传感器传动装置由轮160，162构成，及驱动侧传感器传动装置由轮150，152构成。从动侧传感器传动装置的变速比的倒数值不同于驱动侧传感器传动装置的变速比，由此在踏板轴110与从动轴120 (被构造为空心轴)之间得到一个(可选择的)总变速比。框围握着两个传感器传动装置。图3表示根据本发明的传动装置的第二构型，它设有一个踏板轴或曲柄轴210，在其端部上设有用于踏板的固定部件200。一个空心轴220通过旋转轴承222及222’可转动地支承在踏板轴210上。踏板轴在一侧上通过旋转轴承230支承及在另一侧上通过旋转轴承232支承，该轴承232位于空心轴上，其中通过空心轴220与踏板轴210之间的旋转轴承222也一起支承曲柄轴。空心轴220在一个端部上具有一个径向地延伸的凸缘224，它规定用于从动装置的固定部件(未示出)。一个框270通过旋转轴承275及275’固定在踏板上，该框通过旋转轴承271，272支承传感器轴240。在传感器轴240上固定着第一轮252 (驱动侧传感器轴轮)及一个第二轮262 (从动侧传感器轴轮)，其中仅一个轮(轮252)被框包围及另一轮262位于框的旁边，其中传感器轴由框也向侧向(即轴向)延伸，以便在那里可转动地支承另一轮262。传感器轴240的第一轮252与驱动侧的曲柄驱动轴轮250啮合，后者与踏板轴210抗扭转地连接。位于框外面的第二轮262与空心轴的齿部分260啮合。空心轴220的齿部分260构成一个齿轮，其中该齿部分设置在空心轴的外表面中。由此得到了部件的节省及齿部分260的小直径，该齿部分可被视为与空心轴260构成一体的从动侧空心轴轮。一个从动轮(即用于与自行车的转轮连接的链轮)224抗扭转地设置在空心轴220上。在空心轴220上还设有一个齿轮226形式的从动部件，通过该从动部件可使一个电动机的附加转矩施加到空心轴220上。为了检测力，框具有一个传感器框轴承273，在该传感器框轴承上产生重现所传递转矩的力。传感器框轴承273被构造为传感器框270的一个端部上的固定部件，该固定部件远离踏板轴。一个力传感器(未示出)与传感器框轴承273连接。传感器框轴承273相应于图I中所示的传动装置的轴承72”，76。图3中用虚线表示传感器框的一个变换的实施例。在该变换实施例中传感器框(虚线所示)包围着设置在传感器轴240’上的两个轮262，252，其中传感器轴240’由设置在框中的旋转轴承272’及272”可转动地支承。传感器轴240’比传感器轴240长及由一个框侧面延伸到另一框侧面。框包括转动点部件280’，这些转动点部件在框的在径向上远离曲柄轴的一侧上被设置在框的两个轴向侧。转动点部件280’与框构成一体。转动点部件280’为圆柱形(其中高度为半径的数量级)及可转动地支承在一个壳体中，该壳体也可间接地或直接地支承踏板轴(及空心轴)。该支承包括一个力传感器，该力传感器检测一个切向力(相对踏板轴而言)。当使用一个(具有弹簧行程的)弹性的力传感器时，则框在转动点部件280’给定的转动方向上稍微倾斜。这能作出补偿，不会使传动装置损坏。力传感器被固定在框旁的一个位置上。该位置在径向上(相对转动点部件280’给定的旋转轴线而言)相对转动点部件280’错开。变换地也可使用转矩传感器作为力传感器，该转矩传感器抗扭转地支承转动点部件280’。框相对齿轮226隔开地布置，以便能使轮226自由旋转及允许框绕轴210稍微地倾斜运动，该倾斜运动相应于不同负荷时力传感器的弹簧行程。框可相对轮在轴210的纵向上错开，以保证这些轮的自由运动。
图4表示根据本发明的传动装置的第三构型，它设有踏板轴或曲柄轴310，在其上在曲柄轴310的两个端部在固定位置300’上设有曲柄300。一个空心轴320通过轴向上相互错开的旋转轴承322，322’可转动地支承在曲柄轴310上。空心轴320在其一个与向着传感器传动装置的空心轴端部对立的端部上具有一个为驱动自行车后轮的链轮324的连接可能性(以一个凸缘324的形式)。在空心轴320上还设有一个齿轮326形式的从动部件，通过该从动部件可将一个电动机的附加转矩施加到空心轴320上。旋转轴承332在曲柄轴310的一个端部上支承空心轴320 (及由此也支承曲柄轴310)，及旋转轴承330在与此对立的曲柄轴310的端部上支承曲柄轴310。在曲柄轴310上设有一个与其固定连接的驱动侧曲柄驱动轴轮，该曲柄驱动轴轮哨合在一个内齿部分352中，该内齿部分可被视为驱动侧传感器轴轮。内齿部分352被设置在一个空心轮390的内侧上。该空心轮的内侧还具有一个内齿部分362，该内齿部分可被视为从动侧传感器轴轮。空心轴的向着传感器传动装置的端部具有一个外齿部分360，它起到从动侧空心轴轮的作用，及该外齿部分与内齿部分362相啮合。内齿部分352在轴向上相对内齿部分362错开地布置。内齿部分352与内齿部分362具有不同的直径。各内齿部分的半径及外齿部分360或齿轮350的半径可在宽的界限内自由选择，-只要可得到不同的变速比。在空心轴320的内侧与踏板轴的外侧之间具有一个连续的间隙，尤其在外齿部分360的高度上，该间隙允许相对踏板轴310的转动。在图4中尤其在图的上半部分可看到该间隙。内齿部分362及352相互抗扭转地连接，尤其通过与空心轮390构造为一体而相互连接。由此空心轮390也构成传感器轴，在这里该传感器轴以短空心轴的方式实施。空心轮390在其外侧上由两个相互错开的旋转轴承370，372相对空心轮轴承的一个外轴承套筒376支承。在轴承套筒375的外侧上设有一个框378，该框包围着轴承套筒及与它形成传递力的连接。在轴承套筒上设有力传感器380、380’，其中力传感器380是对力传感器380’的一个替换方案，反之亦然。通过不同的变速比产生出一个力，该力作用在径向(相对踏板的旋转轴线)上。该力与一个平面垂直地作用，传感器轴侧的齿部分与曲柄轴侧的齿部分(即传感器传动装置的齿部分)的接触线及曲柄轴(及从动轴)的旋转轴线位于该平面中。力传感器380或380’使一个外部支架(未示出)与框378 (间接地或直接地)连接，其中该支架也(间接地或直接地)与曲柄轴310或从动轴320的轴承330，332形成传递力的连接。
图5及图6中表示根据图I具有设置在连接部分72与一个支撑90之间的力传感器80”的方案的结构上的构型及对它的一个相应的变型。为了更好地理解在根据图5或图6的结构图中采用了图I中的标号。在传动装置壳体90中借助旋转轴承74及74’可转动地支承框70’。在框70’中还通过旋转轴承70”支承传感器轴40。如图I中已描述的，在传感器轴40上设有(传感器传动装置的)齿轮52，62，它们与位于踏板轴10上的(传感器传动装置的)齿轮50，60形成功能连接。齿轮52及62相互传递力地连接。力流由踏板轴10通过齿轮50，52，62及60进行到从动轴20。踏板轴10的支承通过旋转轴承30及32来实现。在图I中已表示的力传感器80”被这样地设置在框70’与传动装置壳体90之间，即它实现框70’对传动装置壳体90的支撑及由此在力作用时防止框70’绕旋转轴承74，74’的旋转轴线转动。这意味着力传感器80”被这样地设置在传动装置壳体90与框70’之间，即它以弯曲的形式检测这两个部件之间的相对运动。力传感器80”的弯曲可借助一个或多个霍耳元件来检测。但也可考虑所有其它的用于力检测的传感器。这里作为例子可列举惠斯登电桥。在图5中表示出力传感器80”布置在传感器轴40的旋转轴承的区域中框70’与传动装置壳体90之间。通过力传感器80”的该布置将产生相对大的弯曲及由此获得很好的测量信号。在此情况下力传感器80”尽可能远离框70’的旋转轴线69。根据安装情况对于力传感器80”也可考虑其它的位置。现在便可利用力传感器80”的传感器信号来调节或 控制电动机。这里传感器信号其本意是检测由骑车者产生的转矩并由此用来调节或控制电动机。图6中表示根据图5的一个变型。在图6中框70’直接地与传动装置壳体90固定地连接。这意味着，在这里不使用或构成图5或图I中所示的旋转轴承74及74’。在根据图6的视图中力传感器80”直接地设置在框70’上及对传动装置壳体90无连接。现在力传感器80”检测作用在框70’上的所谓内部力。它的检测信号也如图5中那样地被使用。不同附图的、除第一位数外(对于三位数的标号)相同的标号涉及相同的特征及部件，其中在该说明中描述的特性适用于用相同标号表征的所有部件。
权利要求
1.电动自行车的用于检测对踏板轴加载的转矩的传动装置，其中该传动装置具有踏板轴，转矩作用在该踏板轴上；一个设置用于连接到从动装置上的从动轴(20);—个相对踏板轴(10)平行地错开的传感器轴(40);及一个与传感器轴(40)连接的力传感器(80，82，80’，80”)，该力传感器检测由传感器轴(40)施加的力，该力相应于待检测的转矩，其中，该传动装置还包括一个驱动侧传感器传动装置(50，52)及一个从动侧传感器传动装置(60，62)，驱动侧传感器传动装置(50，52)使踏板轴(10)与传感器轴(40)连接及从动侧传感器传动装置(60，62)使传感器轴(40)与从动轴(20)连接，从动轴(20)被设置用于与一个从动装置连接，及驱动侧传感器传动装置(50，52 )具有一个变速比，该变速比与从动侧传感器传动装置(60，62)的变速比不同。
2.根据权利要求I的传动装置，其中，从动轴被构成空心轴(20)，踏板轴(10)穿过该空心轴同轴线地延伸，及空心轴相对于踏板轴(10)可转动地被支承。
3.根据权利要求I或2的传动装置，其中，驱动侧传感器传动装置具有一个驱动侧踏板轴轮(50)及一个驱动侧传感器轴轮(52)，驱动侧踏板轴轮被设置在踏板轴(10)上并与其固定地连接，驱动侧传感器轴轮(52)被设置在传感器轴(40)上并与其固定地连接，其中驱动侧传感器轴轮(52)与踏板轴轮(50)相互啮合，及从动侧传感器传动装置具有一个从动侧空心轴轮(60)及一个从动侧传感器轴轮(62)，从动侧空心轴轮被设置在从动轴或空心轴(20)上并与其固定地连接，从动侧传感器轴轮被设置在传感器轴(40)上并与其固定地连接，其中驱动侧传感器轴轮(52)与空心轴轮(60)相互啮合。
4.根据权利要求1、2或3的传动装置，其中，该传动装置包括一个传感器框(70’)，在该传感器框中可转动地支承传感器轴(40)，及力传感器(80，80”)在传感器框(70’)与一个支承部件之间并且间接或直接地与支承部件连接，该支承部件至少部分地支承踏板轴(10)或空心轴，或其中力传感器被设置在传感器框(70’)与一个面之间，该面也与踏板轴(10)或空心轴(20)形成传递力的连接。
5.根据权利要求1、2或3的传动装置，其中，该传动装置包括一个传感器框(70’)，该传感器框借助一个支承(74，74’)支承在传动装置的壳体(90)中及在传感器框(70’)中可转动地支承传感器轴(40)，其中力传感器(80”)被这样地设置在传感器框(70’)与传动装置的壳体(90)之间，即该力传感器检测作用在传感器框(70’)上的切向力并防止传感器框(70’)的旋转运动。
6.根据权利要求5的传动装置，其特征在于力传感器(80”)以一个距离远离传感器框(70’)的旋转轴线(69)布置。
7.根据权利要求1、2或3的传动装置，其中，该传动装置包括一个传感器框(70’)，在该传感器框中可转动地支承传感器轴(40)，及力传感器(80”)被设置在传感器框(70’)上，以致该力传感器检测作用在传感器框(70’)上的内部力。
8.根据权利要求7的传动装置，其中，该传感器框(70’)与传动装置的壳体(90)固定地连接。
9.根据以上权利要求中一项的传动装置，其中，驱动侧传感器传动装置、从动侧传感器传动装置或这两个传感器传动装置具有传动装置轮，这些传动装置轮被构成为具有外齿部分的齿轮；踏板轴、传感器轴或从动轴或空心轴的外齿部分；踏板轴、传感器轴或从动轴或空心轴的内齿部分；或它们的组合。
10.根据权利要求9的传动装置，其中，驱动侧传感器传动装置由一对相互啮合的具有外齿部分(150，152)的齿轮构成及从动侧传感器传动装置由一对相互啮合的齿轮(160，162)构成,驱动侧或从动侧传感器传动装置由一对相互哨合的外齿部分构成,其中两对相互哨合的外齿部分中的至少一对包括一个齿部分(260),该齿部分直接地构成在踏板轴、传感器轴或从动轴或空心轴的外侧上，在该齿部分中哨合一个齿轮(250)的齿部分,或其中驱动侧传感器传动装置、从动侧传感器传动装置或这两个传感器传动装置各由一对齿部分构成，其中这对的一个齿部分是一个齿轮(350)的外齿部分；踏板轴、传感器轴或从动轴或空心轴的外齿部分(360);或一个空心轮(390)的内齿部分(352，362)，及这对的另一齿部分是一个齿轮(350)的外齿部分,该齿轮被安装在踏板轴、传感器轴或从动轴或空心轴上，或是踏板轴、传感器轴或从动轴或空心轴本身的外齿部分(360 )。
11.根据权利要求9或10的传动装置，其中，驱动侧传感器传动装置由一个安装在踏板轴(10)上的驱动侧踏板轴轮(350)及一个作为空心轴段构成传感器轴的空心轮(390)的第一内齿部分(352)构成，及从动侧传感器传动装置由一个设置在作为从动轴工作的空心轴上的从动侧空心轴轮(360)及在轴向上与第一内齿部分(352)错开的、空心轮的另一内齿部分(362)构成，其中这些内齿部分通过空心轮(390)相互连接及这些内齿部分具有不同的半径。
12.根据以上权利要求中一项的传动装置，其中，驱动侧传感器传动装置的变速比相应于从动侧传感器传动装置的变速比的倒数值。
13.用于检测对踏板轴(10)加载的转矩的方法，包括下列步骤使转矩通过一个驱动侧传感器传动装置(50，52)从踏板轴(10)传递到一个传感器轴(40)上，该传感器轴相对踏板轴(10)平行地错开；使一个相应的转矩通过一个从动侧传感器传动装置(60，62)从传感器轴(40)传递到一个与从动装置连接的从动轴或空心轴(20)上，该从动轴或空心轴具有与踏板轴(10)相同的旋转轴线，其中通过驱动侧传感器传动装置的传递设有一个变速比，该变速比与从动侧传感器传动装置的变速比不同，其中该方法还在于，借助一个力传感器(70，72，80’，80”)检测作用在传感器轴(40)上的力，该力传感器与传感器轴(40)力传递地连接，其中检测到的力的值显示转矩的强度。
14.根据权利要求13的方法，其中，传感器轴(40)可转动地支承在一个传感器框(70’)中及检测力，其方式是力传感器支撑传感器框(70’)，以便检测通过传感器轴(40)作用在传感器框(70’)上的力。
15.根据权利要求13或14的方法，其中，转矩通过传感器传动装置通过以下部件传递到传感器轴设有的一个空心轮的内齿部分(352,362)中齿轮(50-62)的相互卩齿合的外齿部分或齿轮的外齿部分与这些轴中的一个轴的外齿部分(260，360)，其中，这些齿部分或齿轮构成传感器传动装置；齿轮(50-62)的外齿部分或这些轴中的一个轴的外齿部分；或以上部件的组合。
全文摘要
本发明涉及电动自行车的用于检测对踏板轴加载的转矩的传动装置。该传动装置具有踏板轴，转矩作用在该踏板轴上；一个设置用于连接到从动装置上的从动轴；一个相对踏板轴平行地错开的传感器轴；及一个与传感器轴连接的力传感器。该传动装置还包括一个驱动侧传感器传动装置及一个从动侧传感器传动装置。驱动侧传感器传动装置使踏板轴与传感器轴连接及从动侧传感器传动装置使传感器轴与空心轴连接。空心轴被设置用于与一个从动装置连接，及驱动侧传感器传动装置具有一个变速比，该变速比与从动侧传感器传动装置的变速比不同。本发明还通过一个相应的方法来实现。
文档编号B62M6/45GK102883946SQ201180022732
公开日2013年1月16日 申请日期2011年4月27日 优先权日2010年5月6日
发明者S·艾多干, M·兹林德拉, S·布劳恩 申请人:罗伯特·博世有限公司