用于驱动自行车的驱动装置、中轴单元以及自行车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于驱动自行车的驱动装置，具有驱动电机，所述驱动电机与传动机构有效连接，并具有中轴单元曲轴，所述中轴单元曲轴可与曲柄连接或与曲柄连接。
【背景技术】
[0002]根据现有技术已知有多种不同结构的用于驱动自行车的驱动装置。
[0003]CN202449162U披露了一种具有电机和谐波减速器的自行车，其中可对自行车仅用电机驱动或者仅由骑行人人工蹬踏驱动，或者由上述两种驱动方式的组合驱动。
[0004]CN101857063A披露了一种具有谐波减速器的自行车，其中在传动输出件和链轮之间设置有相互套装的双超越离合器。在CN101121427A和CN2894047Y中分别描述了一种类似的装置。
[0005]CN20138575IY披露了一种具有谐波驱动机构的电动自行车，所述电动自行车具有柔性钵体。且CN2714417Y披露了一种具有谐波传动减速器的电动自行车。
[0006]CN2312173Y描述了一种具有电机、谐波传动减速器和电子控制机构的电动助力车。电机和传动机构相互连接。
[0007]DE102007062156A1披露了一种具有扭矩传感器的中轴单元。所述中轴单元包括至少一个曲柄和一个轴，所述轴与至少一个曲柄抗扭连接。另外还包括一个用于采集轴范围内扭矩的采集装置。扭矩采集装置包括一第一磁化件和一传感器，其中传感器对基于输入轴内的扭矩导致的第一磁化件的变化进行采集。
[0008]CN200988539Y披露了一种具有谐波减速器的自行车。所述自行车既可以由电机驱动，也可以通过骑行者的蹬踏驱动。在骑行者蹬踏时霍尔传感器对磁场的变化进行测量并向电机控制机构发送一个信号，以便对电机的功率进行适配调整。因此始终可以使由电机功率和骑行者的踏踏力构成的合成驱动能量保持恒定不变。
[0009]W02012/010344A1披露了一种自行车的中轴单元。所述中轴单元包括一个中轴和一个中轴的轴套，所述中轴的轴套具有两个设置在中轴的轴套两端的滚动轴承，所述滚动轴承用于对中轴进行支承设置。另外还包括一设置在中轴轴套内的扭矩传感器，所述扭矩传感器用于对加在中轴上的扭矩进行采集。扭矩传感器包括一霍尔传感器，一永磁铁和铁磁性的金属探针，其中永磁铁和金属探针在径向上相互间隔地设置在中轴上。在由于扭矩的加载而导致中轴扭转时，霍尔传感器对永磁铁与金属探针之间的位置变化进行检测。
[0010]CN101879929A披露了一种电动助力车的谐波减速器，所述电动助力车既可以由电机驱动，又可以由骑行者人工蹬踏驱动。谐波减速器具有一钵状的柔性花键件。
[0011]在DE102010028667A1中披露了一种电动助力车的传动装置。所述传动装置包括一中轴单元曲轴，一电动驱动轮和一输出轮。另外，传动装置还具有一与中轴单元曲轴平行的曲柄驱动变速轴，以及一输出轴，所述输出轴环围曲轴。在曲轴上设置一个曲柄驱动轮。曲柄驱动轮与一第一变速轮啮合，第一变速轮设置在曲柄驱动变速轴上。在曲柄驱动变速轴上设置有一第二变速轮，所述第二变速轮与一第一输出收集轮啮合，所述第一输出收集轮设置在输出轴上。所述曲柄驱动变速轴与电驱动轮在曲柄轴的圆周向上相互错位。第一和第二变速轮在曲柄轴的轴向上对应于电动驱动轮错位。
[0012]在CN101508324A中披露了一种电动自行车的超越离合器，所述超越离合器将电机的动力通过一个内超越离合器传递给驱动链条，同时还将踏板的动力传递给驱动链条。
【发明内容】
[0013]本发明的目的在于提出一种驱动装置，与公知的驱动装置相比对所述驱动装置做了改进。
[0014]通过一种驱动装置实现了本发明的目的，所述驱动装置的特征在于，中轴单元曲轴不是直接地，而是通过传动机构和/或通过传动机构的轴承间接地支承在驱动装置的壳体上或支承在自行车的特别是管状的套筒上，尤其是支承在自行车的中轴轴套上。
[0015]本发明充分利用了如下事实，在电机驱动总成中势必设有轴承，用协同的方式，通过该(无论如何是必要的)轴承和/或采用该轴承可实现对中轴单元曲轴的设置。采用该方式既节省了结构空间，又节省了材料。
[0016]特别是没有仅将中轴单元曲轴直接支承在中轴单元轴套上的轴承，而此直接支承通常在不是由驱动电机驱动的自行车领域几十年来一直如此。
[0017]根据一特别的实施方式，传动输出件与旋转方向无关与牵引件载体防扭连接。
[0018]传动输出件直接地或间接地与牵引件载体连接。上述传动输出件与牵引件载体的防扭连接保证了传动输出件与牵引件载体的旋转方向无关的与牵引件载体的同向旋转。
[0019]本发明的优点是，通过上述传动输出件与电机侧的驱动总成的连接可以省去超越离合器或从一开始就不需要超越离合器，由此简化了驱动装置的技术结构设计，且使驱动装置的结构设计更为紧凑。特别是通过本发明有益地实现了直接在牵引件载体之前驱动电机产生的扭矩与骑行者通过蹬踏所施加的扭矩的结合。其中在曲柄侧的驱动总成中存在超越，以便避免在骑行者不蹬踏时曲柄被电机驱动联动。
[0020]当然不排除在电机侧的驱动总成上也设置一个超越离合器。确切地说，根据一特殊的发明构思，在电机侧的传动总成中设有一超越离合器，或设有一可离合控制的离合器，通过该离合器可使传动机构与牵引件载体和骑行者侧的传动总成断开连接，优选自动断开连接。此点实现的特别的优点是，在驱动电机断开时踏踏的骑行者不会对传动机构逆驱动。在这种情况下，甚至可以采用一自行制动的减速器。
[0021]根据一优选的实施方式，传动机构是一非自行制动的减速器。由此保证了在驱动电机断开时传动输出件可以旋转。特别是保证了，当两者之间不设有离合器的情况下，传动输出件通过一部分由骑行者的蹬踏施加的扭矩可与牵引件载体相同的方向上旋转。
[0022]牵引件载体具有用于作为牵引件的链条的轮盘。特别是牵引件载体也可以具有多个尺寸不同的轮盘。作为上述的替代方案，牵引件载体可以是皮带轮，且牵引件是皮带，例如是三角皮带、齿带、多筋皮带或扁平皮带。优选在自行车的一车轮上设有至少另一牵引件载体，该另一牵引件载体通过牵引件与在先所述的牵引件载体有效连接。
[0023]传动机构可以具有一谐波减速器，所述谐波减速器特别是带有一钵状柔性花键件，或具有一行星减速器，或具有一摆旋减速器。
[0024]特别是传动机构可以具有一个不带有柔性钵的谐波减速器。替代上述方案或附加于上述方案，传动机构可具有一谐波减速器。其柔性花键件特别是仅为环状结构。这种传动机构的优点是，驱动装置的结构特别紧凑并且可为诸如驱动电机或电子模块等其它部件，或为扭矩传感器和/或转速传感器提供更大的安装空间。因此根据本发明这种谐波减速器特别适用于自行车领域，例如适用于自行车的中轴单元，在所述中轴单元内只有很小的空间供安装减速器。
[0025]传动输出件可具有一动态花键件和/或环形花键件。
[0026]这类构件特别是可以是具有内齿的内齿轮，所述内齿轮与一柔性的减速器部件的外齿啮合。该减速器部件(柔性花键件)可弹性变形。
[0027]牵引件载体与其旋转方向无关地与特别是谐波减速器的动态花键件或环形花键件抗扭连接。减速器的动态花键件或环形花键件可相对于驱动装置的壳体或自行车的套筒，特别是中轴单元的轴套位置固定地设置。这意味着，两个部件中的任一个部件在工作时是不旋转的。通过利用诸如螺钉等连接件对动态花键件或环形花键件与套筒的连接可实现该位置固定的设置。当然也可以采用任何其它的连接方式。例如可以将动态花键件或环形花键件压入套筒内。
[0028]上述方案的替代方案或附加于上述方案，传动机构的动态花键件或环形花键件与驱动装置的壳体或自行车的套筒，特别是中轴单元的轴套一体构成。因此可以以简单的方式实现由驱动装置的驱动马达，特别是电机向牵引件载体的精确无间隙的扭矩传递。
[0029]根据一独立的发明构思，驱动装置为驱动模块结构，所述驱动模块插装入自行车的套筒内，优选插装入中轴单元的轴套内，或插装入自行车的车架或法兰内。但也可以将驱动模块法兰连接在自行车车架上。
[0030]特别是在插装时，优选利用导轨和/或止挡自动实现驱动模块在壳体内的抗扭固定。因此有益地节省了用于附加固定的工步。且例如在维修时也非常便于拆卸。
[0031]将驱动模块置入自行车的套筒内任何可能的方式都可以理解为本发明意义的对驱动模块的插装。其中驱