用于脚踏支持系统的安装装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于两轮车的驱动装置（200）、尤其是脚踏支持系统的安装装置，包括一个固定装置和一个用于接收驱动装置的适配器，其特征在于，所述固定装置被设置用于固定在两轮车的一个框架元件（606，608）上。
【专利说明】用于脚踏支持系统的安装装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于固定脚踏力支持系统的安装组件。
【背景技术】
[0002]由现有技术已知大量的电动驱动器，例如脚踏支持系统。为了安装脚踏支持系统，由现有技术已知了不同的变型方案。它的例子尤其是W003/064243A1、DE202008001881U1、DE4027365A1 以及 DE29904342U1。
[0003]大多数脚踏支持系统共同地具有问题，即分别需要一个适合于该系统地设计的自行车框架。因此，具有脚踏支持系统的自行车的制造者/使用者非常受限并且对于由很多自行车部件组成的确定组合是不合适的。制造者/使用者必须使用预给定的组合，它们几乎始终不完全地对应于其正确的预想。
[0004]为此出现以下问题，即可安装的脚踏支持系统限于很少的运行模式。因此，例如由现有技术已知的可安装的脚踏支持系统既没有不受支持的运行模式、支持脚踏运动的运行模式，也没有与脚踏运动无关的运行模式。
【发明内容】
[0005]本发明的任务是提供一种脚踏支持系统，它解决了现有技术的问题并且尤其是可安装在具有不同自行车部件组合的很多不同的自行车框架上。此外按照本发明的脚踏支持系统应当允许很多不同的运行模式，从而制造者/使用者在他的脚踏支持的自行车的设计方面具有大的自由度。
[0006]该任务通过根据以下实施方式的可安装的脚踏支持系统解决。
[0007]设置用于安装的驱动装置，例如脚踏支持系统具有一个具有脚踏轴承轴的脚踏轴承单元、一个具有输入轴和输出轴的脚踏支持单元和一个具有输入轴的后轮单元。此外该脚踏支持单元包括一个驱动器，其中，一个作用在输入轴上的转矩通过驱动器支持或者提高并且能够输出到它的输出轴上。按照本发明设置一个安装装置，它允许将脚踏支持单元设置在很多位置上或者说在自行车的很多部件上、尤其是在底管或鞍座管上。在此，脚踏支持单元的驱动器可以安装在相应的部件的一侧或另一侧上。例如，脚踏支持单元被这样地安装，使得驱动器位于底管下方，即位于面向前轮的侧上，或者位于底管上方，即位于面向鞍座的侧上。优选地，脚踏支持单元这样地安装在底管上，使得驱动器一免受外界影响地——位于面向鞍座的侧上。脚踏支持单元的安装装置可以为此以不同的方式构成。一方面安装装置可以被构造为夹紧装置，其中，该夹紧装置可借助螺栓固定在一个连同脚踏支持单元在内的管上。另一方面脚踏支持单元可以具有可更换的安装适配器，它们分别被构造用于确定的自行车类型。最后也提供了不同的其它安装技术，即例如旋紧、焊接、粘接和其它这样的安装技术。
[0008]按照本发明的脚踏支持系统的优点是，不需要适合于该系统地设计的自行车框架。因此，具有脚踏支持系统的自行车的制造者/使用者具有大的自由度并且能够适合于与它的正确的预想相当的由很多自行车部件组成的自行车部件组合。
[0009]按照本发明的脚踏支持单元可以设置(安装等)在自行车的不同的位置上，由此提出这样的问题，即作用在脚踏轴承轴上的转矩首先必须被传递到脚踏支持单元的输入轴上。因此，脚踏轴承轴和脚踏支持单元的输入轴按照本发明作用连接，确切地说优选通过一个第一传动装置作用连接。该第一传动装置可以是任何类型的传动装置，例如是具有齿轮的传动装置、行星齿轮传动装置和齿条传动装置。但是优选该第一传动装置是链条传动装置、按照传统地在自行车中用于在脚踏轴承轴和后轮轴之间传递力的链条传动装置。通过第一传动装置将作用在脚踏轴承轴上的转矩传递到脚踏支持单元的输入轴上。
[0010]典型地，脚踏轴承单元是一个原始地不提供脚踏支持系统的自行车的改进的脚踏轴承单元。在第一传动装置是链条传动装置的情况下，原始的脚踏轴承单元可以这样地改进，使得尽管脚踏轴承轴的已有的齿轮用于第一传动装置，但是链条引入和引出的方向根据脚踏支持单元的相对位置被适配。如果脚踏支持单元例如安装在底管上，那么链条引入和引出的方向沿着自行车的底管定向。相应地，链条抛掷器的结构必须改进。这是有利的，因为原始没有脚踏支持的自行车的很多部件可以被继续使用并且仅需执行最小程度的改型。
[0011]最后，脚踏支持单元的输出轴也必须这样地与后轮单元的输入轴作用连接，使得作用在输出轴上的转矩被传递到后轮单元的输入轴上。因此这本身已经是有利的，因为他在该实施方式中除了原始没有脚踏支持的自行车的少量改型之外不需要任何改型。因此，整个具有后轮轴承、后轮轴连同齿轮在内的后轮单元可以被接受。
[0012]附加地但是也可以在后轮单元中安装第二传动装置。在此尤其是一个行星齿轮传动装置或者甚至一个无级的行星齿轮传动装置(例如纽芬奇(Nuvinci)传动装置)。但是也可想到，具有大量在后轮单元的输入轴上以及在脚踏支持单元的输出轴上的齿轮以及相应安装的链条抛掷器的链条传动装置。
[0013]当转矩在脚踏支持单元的输出轴和后轮单元的输入轴之间通过一个链条和安装到相应轴上的齿轮传递时，链条在它的向前和向后路程中通过转向装置通向脚踏轴承单元。转向装置可以例如是两个或更多的转向齿轮。一个、两个或更多转向齿轮可以按照功能安装在脚踏轴承单元附近。转向装置因此是有利的，因为他们可以被这样地使用，使得脚踏支持系统也可以安装在原始没有脚踏支持的、具有后轮摇杆的自行车上。其中即在脚踏支持单元和后轮单元之间的错误导向时出现问题，即由于后轮相对于自行车的其余部分的运动，链条的张紧可以这样地增加和减小，使得链条断裂或者离开它的导向装置并且从齿轮跳开。即转向装置被这样地安装，使得链条在它的从脚踏支持单元到后轮轴承的路径尽可能从后轮摇杆的旋转轴线旁经过。这直接导致，链条的张紧在后轮轴线的运动中仅仅很小地改变，并且间接地导致，脚踏支持系统也可以安装在原来没有脚踏支持的自行车上。
[0014]脚踏支持单元本身可以在技术方面以不同的方式实现。在功能上不同的实施方式具有以下共同点:作用在输入轴上的转矩(它典型地通过第一传动装置传递到输入轴上)直接地、通过转矩传感器和/或通过第三传动装置传递到输出轴上。换言之，也没有第三传动装置地发生从输入轴到脚踏支持单元的输出轴上的传递。然而可以附加地(和自然也没有作用在输入轴上的转矩地)将驱动器的支持转矩加载到输出轴上。驱动器可以例如是电动驱动器，但是也可以是任何其它类型的驱动器。在一种优选的实施方式中，驱动器通过电子调节装置控制。在一种特别优选的实施方式中，脚踏支持单元具有一个转矩传感器，它确定作用在输入轴上的转矩并且将转矩测量值作为第一输出传送到电子调节装置上。此外或变换地，使用者输入可以作为第二输入通过一个使用者接口传输到电子调节装置上。电子调节装置根据第一和/或第二输入来确定驱动器的输出功率并且由此确定用于对输出轴(附加地或完全地)加载的转矩。
[0015]在驱动器是电动驱动器的情况下，脚踏支持系统具有至少一个蓄电池。蓄电池中的一个可以安装在鞍座管中，确切地说这样地安装，使得蓄电池至少部分地沉入到鞍座管中。蓄电池中的一个可以相应地安装在受脚踏支持的自行车的底管或者任何其它部件中。
[0016]脚踏支持系统的其它的改型、尤其是不同的运行模式由在下面描述的实施方式说明。
[0017]其它的优点由以下对实施例的说明或者由从属权利要求给出。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1示出按照本发明的脚踏支持系统的第一实施方式的示意侧视图；
[0019]图2示出按照本发明的脚踏支持系统的第一实施方式的示意俯视图的一部分；
[0020]图3示出按照本发明的脚踏支持系统的第二实施方式的示意侧视图；和
[0021]图4示出按照本发明的脚踏支持系统的第二实施方式的示意立体图的一部分。
【具体实施方式】
[0022]图1示出一个根据本发明的用于脚踏支持系统的安装装置的第一实施方式。其中脚踏支持系统用在具有后轮摇杆的自行车中。在该视图中容易看出一个脚踏轴承单元100、一个电动的脚踏支持单元200和一个后轮单元300。
[0023]脚踏支持单元200在该实施例方式中安装在自行车的底管606上。在鞍座管608或自行车框架的任何其它元件上的安装同样是可以的。优选为了安装脚踏支持单元200使用一个安装装置150。它可以被这样地构成，使得它允许以多种多样的方式和方法将脚踏支持单元200安装到不同的自行车框架上。例如，安装装置可以具有一个适配的具有螺栓152的夹紧装置150。变换地，安装装置可以具有一个可更换的适配器元件，其中，这时可更换的适配器元件分别通过制造者或者与相应的自行车架的制造者协商提供。
[0024]脚踏轴承单元100在当前情况中具有一个脚踏轴承壳体，它与鞍座管608和底管606连接。一个脚踏轴承104相对于由鞍座管608和底管606撑开的平面垂直地延伸穿过脚踏轴承壳体，该脚踏轴承又接收一个沿着第一轴线101延伸的脚踏轴承轴。在脚踏轴承轴的两个端部上分别固定一个具有踏板(未示出)的脚踏曲柄612。通过在向前和向后方向上操作踏板，第一传动装置驱动。第一传动装置在该实施方式中被实施为换挡传动装置，尤其是链条系统，并且包括安设在脚踏轴承轴上的第一组齿轮和安设在脚踏支持单元200的输入轴上的第二组齿轮，它们通过第一链条502相互作用连接。当在向前和向后方向上操作踏板(即在向前和向后方向上施加转矩到踏板上)时，第一组齿轮被驱动并且转矩通过第一链条502被传递到第二组齿轮上。传动比可以例如通过以下方式改变，其方式是第一链条借助两个分别安装在第一组齿轮和第二组齿轮上的链条抛掷器各与另一个由第一和第二组齿轮上的两个齿轮组成的组合配合。两个链条投掷器中的一个也可以作为链条张紧器用于张紧第一链条。优选第二组齿轮不是直接地、而是通过一个第一空转装置与输入轴连接。当使用者间接地通过踏板将转矩施加到第二组齿轮上时并且当第一脚踏轴具有与第一组齿轮相同的回转速度时，第一空转装置使第二组齿轮与输入轴在向前方向上耦合。在其它情况下，脚踏轴和第一组齿轮通过第一空转装置的作用相互解耦。
[0025]脚踏支持单元200的输入轴与脚踏支持单元的输出轴同轴地设置。在这里，输入轴和输出轴优选连续地构成。然而输入轴具有一个转矩传感器。如果转矩在向前方向上作用在输入轴上，那么由转矩传感器连续地(即始终重复和在需要时以规则的间隔)测定转矩的测量值并且将测量值作为第一使用者输入被传送给一个电子调节装置，它要么是脚踏支持单元200的集成部分要么从脚踏支持单元移出。另外电子调节装置可以通过使用者接口获得第二使用者输入，使用者接口例如可以通过一个气体踏板、气体旋转把手和/或车载电脑实现。电子调节装置处理第一和第二使用者输入并且基于它们来控制脚踏支持单元200的电驱动器。电动的脚踏支持单元通过一个第二空转装置与输出轴201连接，该第二空转装置与第一空转装置相应地工作，从而仅当电驱动器将转矩在向前方向上施加到输出轴上时，电驱动器与输出轴201耦合。在其他情况下，电驱动器与输出轴201解耦。
[0026]一个第一齿轮又不可相对转动地被安装在输出轴201上。第一齿轮通过一个第二链条504与一个安装在后轮单元300的换挡传动装置的传动装置输入轴301上的第二齿轮作用连接。优选地，第二链条504通过转向装置614、615这样地转向，使得第二链条504的张紧在自行车的后轮摇杆611偏转时基本上不改变。为此第二链条504从第一齿轮到第二齿轮的最短距离或者说从第二齿轮往回到第一齿轮的最短距离不会显著改变。这在当前通过以下方式实现，即转向装置614、615，例如两个转向齿轮614、615被这样地设置，使得第一链条504尽可能近地从后轮摇杆的旋转轴线旁经过。在图1中所示的自行车中，旋转轴线靠近第一轴线101。
[0027]换挡传动装置此外还具有一个传动装置输出轴，它又与后轮轴和设置在后轮轴上的后轮604作用连接。然而在传动装置输出轴和后轮之间安设一个第三空转装置，它与第一和第二空转装置相应地作用，从而仅当传动装置输出轴将转矩在向前方向上施加到后轮轴上时，转矩才由传动装置输出轴施加到后轮轴上。在其他情况中，传动装置输出轴与后轮轴解率禹。
[0028]根据电子调节装置，电动的脚踏支持装置可以在很多不同的运行模式中使用。基本上这些不同的运行模式允许被归纳为三种一般的运行模式:在第一运行模式中完全不通过电动驱动单元支持脚踏。通过使用者施加的转矩从踏板经由脚踏曲柄612、脚踏轴承轴104、第一组齿轮、第一链条502、第二组齿轮、第一空转装置、输入轴、输出轴201、第一齿轮、第二链条504、转向装置614、615、第二齿轮、传动装置输入轴301、换挡传动装置、传动装置输出轴、第三空转装置和后轮轴传递到后轮604上。在此尤其是第二空转装置是有利的，因为它在该运行模式中使位于脚踏支持单元200中的输出轴201的运动与电驱动器解耦。换言之，使用者不必对后轮附加地也将电驱动器置于运动中。引入到踏板上的转矩和输出到后轮上的转矩的效率因此较高。
[0029]在第二运行模式中，脚踏运动通过电动驱动单元支持。正如在第一运行模式中那样，通过使用者施加到踏板上的转矩被传递到后轮上。然而该转矩以在下面说明的方式还通过电动驱动单元被提高。首先通过转矩传感器测量由使用者施加的转矩。转矩的测量值作为输入被连续地传输到电子调节装置。此外可以通过使用者接口将使用者输入作为第二输入传输给电子调节装置。电子调节装置处理第一和第二使用者输入并且基于它们控制脚踏支持单元的电驱动器。以该方式能够例如动态地调节电驱动器，使得通过电驱动器施加的转矩相对于由使用者施加的转矩成比例，其中，比例系数可以通过使用者输入被调节。另外的第三输入一它们可以被传输给电子调节装置并且可以用于控制电驱动器一例如是行驶数据，例如速度、加速度和倾斜，它们可以通过相应的传感器被采集并且可以被传输给电子控制装置。根据第二运行模式的很多不同的运行模式是可能的，它们与可供使用的传感器、电子调节装置的编程和大量其它因素有关。
[0030]在第三运行模式中，自行车后轮上的转矩仅仅通过脚踏支持单元提供。在该情况中，使用者通过使用者接口、尤其是气体手把确定通过电驱动单元施加的转矩。对于该运行模式，尤其是第一空转装置是有利的，因为它使输出轴与第二组齿轮解耦并且由此与踏板和脚踏曲柄解耦，输入轴通过输出轴和转矩传感器被电驱动器伴随驱动。换言之，使用者不必在第三运行模式中带动踏板。使用者可以放松并且在踏板不动的情况下仅仅通过脚踏支持单元承担自行车的驱动。
【权利要求】
1.用于两轮车的驱动装置(200)、尤其是脚踏支持系统的安装装置，包括: 一个固定装置；和 一个用于接收驱动装置的适配器； 其特征在于，所述固定装置被设置用于固定在两轮车的一个框架元件(606，608)上。
2.根据权利要求1所述的安装装置，其特征在于，所述固定装置具有一个夹紧装置，借助该夹紧装置能够将安装装置固定夹紧在框架的一个管上，其中，尤其是夹紧装置具有一个管形的留空。
3.根据权利要求1或2所述的安装装置，其特征在于，所述固定装置借助旋紧、焊接或粘接固定在框架元件上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的安装装置，其特征在于，所述适配器是可更换的，其中，尤其是所述适配器随着固定装置在框架元件的固定而牢固地通过安装装置固定。
5.两轮车，尤其是自行车，包括: 一个驱动装置；和 一个根据权利要求1至4中任一项所述的安装装置； 其特征在于，所述安装装置固定在两轮车的框架上。
6.根据权利要求5所述的两轮车，其特征在于，自行车具有一个脚踏轴承单元，该脚踏轴承单元具有一个用于通过驾驶者驱动两轮车的脚踏曲柄，其中，所述驱动装置具有一个传动装置，借助该传动装置实现驱动装置在脚踏轴承单元上的驱动。
7.根据权利要求6所述的两轮车，其特征在于，所述脚踏轴承单元具有至少三个运行模式，其中，第一运行模式能够实现通过驾驶者的驱动，第二运行模式能够实现通过驾驶者和驱动装置的组合式驱动，并且第三运行模式能够实现通过驱动装置的驱动。
【文档编号】B62M6/55GK103507909SQ201310239546
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月17日 优先权日:2012年6月20日
【发明者】T·齐默尔曼 申请人:罗伯特·博世有限公司