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_2

文档序号:8779911阅读:来源:国知局
动装置的壳体或驱动模块的壳体与自行车的套筒相互配合实现对驱动模块插装入的套筒空间的封闭。
[0032]自行车的套筒为管状结构。具有闭合的截面形状的套筒可理解为本发明意义上的管状套筒。所述套筒涉及的是自行车中轴单元的轴套。作为驱动模块结构的驱动装置的优点是,特别是在增装过程中可以简便和迅速地实现驱动装置在自行车套筒内的安装和拆卸。还有一个特别的优点是,可以在空间以及时间上单独对驱动模块进行预安装,对预安装组件进行储存并根据需要进行安装。
[0033]驱动装置特别可以为模块结构,且可以包括例如一电机-传动-模块。
[0034]根据一优选的实施方式,驱动装置具有一电子单元,所述电子单元根据一独立的发明构思特别是由至少一电子模块构成。
[0035]电子单元具有作为诸如扭矩传感器的一个传感器。另外,电子单元具有一功率单元、一存储器和一控制装置等。设有独立于驱动模块的电子模块或多个相互连接的电子模块,其优点在于,在电子单元失效时不必拆卸整个驱动装置,而是仅需拆卸电子模块即可。
[0036]最好电子模块单独作为独立的结构单元,所述结构单元包含有完全封装好的电子部件,以此方式对电子模块进行制作并储存。电子模块与在自行车上安装时才进行相互连接的分立的电子元件相比更便于操作处理。
[0037]另外尤为特别有益的是,电子模块(如果存在多个电子模块的话,其中至少一个电子模块)还包括诸如作为用于对轴旋转设置的轴承的机械构件。
[0038]特别有益的是,电子模块(如果存在多个电子模块的话,则为复数个电子模块)具有诸如电气接插件或机械导轨或止挡等与其它的部件和/或与其它的模块电气和/或机械接口。对所述电气接口和/或机械接口优选进行设计和定位,使在插装电子模块(或插装复数个电子模块)时自动地建立机械和/或电气连接。采取此方式在制作具有驱动装置的自行车时避免了在狭窄的结构空间内进行费时和费力的安装作业。电子模块能够通过接口与设置在驱动模块上的部件连接。
[0039]电子模块例如可与驱动电机连接。当用于控制驱动电机的控制装置没有集成在电子模块内时,则电子模块可与控制装置连接,所述控制装置根据一独立的发明构思同样也为模块结构。特别是可以上述的方式通过插接件建立该连接,当所述两个模块被置于安装位置时,即可实现所述插接件的触接。
[0040]所述电子模块具有自己的电子模块壳体,电子模块壳体完全和/或部分包覆和/或环围电子零部件。尤其是还可以将电子模块的零部件嵌入塑料内,特别注塑入塑料中,且塑料至少构成电子模块壳体的一部分。
[0041]特别是在插装时,优选电子模块利用导轨和/或止挡已经自动地防扭固定在壳体内。因此有益地节省了为固定采取的工步。此点例如特别在维修时将大大便于拆卸。
[0042]特别有益的是,电机-传动-模块和电子模块可从不同侧装入,特别是插装入自行车套筒内,特别插装入中轴单元轴套内,和/或在套筒的相对的两侧进行设置。因此保证了对电子模块的简便的安装和拆卸。
[0043]另外有益的是,电机-传动-模块和/或电子模块分别具有一个用于拴锁套筒的锁栓。特别是分别有一用于拴锁套筒的锁栓与电机-传动-模块和/或电子模块结合在一起。替代上述方案或附加于上述方案,电机-驱动-模块和/或电子模块必要时通过其锁栓起着对驱动装置的至少一个轴的轴挡作用。
[0044]电子模块可包括一个轴承,特别是用于对轴,尤其是对中轴单元曲轴旋转设置的旋转轴承。根据一尤为特别有益的实施方式,所述轴承嵌入,特别是注塑入塑料内。替代上述方案或附加于上述方案,可将电子模块的至少两个部件一起嵌入,特别是注塑入塑料内。尤其是例如可以将至少一个轴承和至少一个电子单元,特别是一个传感器嵌入塑料内。
[0045]根据一独立的特别有益的发明构思,以如下方式实现驱动装置的模块结构,例如在制作驱动装置时将诸如电机-传动-模块、电子模块和必要时的其它模块等多个模块组合在一起,其中分别根据和共同根据有待制作的驱动装置的要求选取具体模块,所述模块分别由预先制备好的相同的模块类型的多个不同的模块构成。例如在制作具有不同的驱动功率的驱动装置时可以从多个预先制备好的电机-传动-模块中选取出不同的电机-传动-模块,并分别与一个适用的,同样从多个预先制备好的电子模块中选取出的电子模块组合在一起。为此,一种模块类型的所有模块的接口优选始终相同,从而可以实现各种组合方案。另外,一种模块类型模块最好具有相同的外观形状和/或占用相同的安装空间,以便例如当中轴单元轴套内仅有预定的结构空间供使用时,也能确保实现模块的组合。
[0046]根据本发明一独立的发明构思,驱动装置可以具有一空间集成的控制装置,所述控制装置用于采集传感器信号和/或用于控制驱动电机,特别是用于对驱动电机的转换进行控制。所述控制装置特别是可以集成在电子单元中和/或电子模块中。所述控制装置可以直接地设置在电子单元壳体上或电子模块壳体上。由于控制装置设置在电子模块内,因而可以保证以简便的方式,例如通过对整个模块的更换实现对例如失效的控制装置的调换。
[0047]由于控制装置设置在驱动装置内,因而除了用于传输驱动电力的线路外不必从驱动装置引出附加的控制线路。
[0048]驱动装置具有,特别是驱动装置的电子单元具有至少一个转速传感器和/或至少一个扭矩传感器。对扭矩传感器进行设计,使其根据磁致伸缩原理工作。
[0049]特别是扭矩传感器直接地或间接地对作用在一个轴上,特别是作用在一个中轴单元曲轴上,或作用在这类轴的局部上的扭矩进行检测。对扭转的测量可以实现对作用在可与曲柄连接的或与曲柄连接的中轴单元曲轴的扭矩的间接测量。
[0050]有益的是,也可以对一种非空心轴结构的轴的扭转进行测量。特别是根据一独立的发明构思,这样的一个轴也可以具有多个部件。可以采用有源或无源的传感器实现对转速的检测。特别是在测量转速时可采用感应传感器或一个霍尔传感器,所述传感器对旋转轴的周期性的磁场变化进行采集,所述旋转轴在其外周面上具有诸如槽、凸起或磁体等磁
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[0051]根据一独立的发明构思,驱动装置设置在一空间内,特别是设置在一管状的中轴单元轴套的空间内。在所述空间内替代控制装置可以设置中轴单元曲轴,或在所述空间内替代中轴单元曲轴可以设置控制装置。控制装置在上述空间内的设置例如是针对那些非曲柄驱动并因此不具有中轴单元曲轴的自行车(所谓的电动车)的情况。就此而言,可对上面描述的模块构思做进一步设计,分别根据所采用的驱动装置的具体要求,将原来用于安装中轴单元曲轴的安装空间改作它用。在曲柄驱动并因此具有中轴单元曲轴的自行车上,可以将控制装置设置在电子模块内或其它位置处。
[0052]通过该方式在采用相同的其余部件和/或模块情况下既可实现对具有蹬踏辅助的自行车(在这种情况下在所述空间中设置中轴单元曲轴),又可以对不具有蹬踏辅助的自行车(在这种情况下在所述空间中设置控制装置)的制作。
[0053]传动机构的轴承例如可以对传动输出件进行支承设置。替代上述方案或附加于上述方案可以将中轴单元曲轴通过两个顺序设置的轴承支承在驱动装置的壳体上或支承在自行车的一特别是管状的套筒上,尤其是支承在自行车的中轴单元的轴套上。如上所述最好通过轴承还可以实现对其它的部件进行的支承设置。
[0054]根据一特别的实施方式,驱动电机可以具有一个作为空心轴的输出轴,该输出轴是传动机构的输入轴。空心轴可与中轴单元曲轴同轴。特别是空心轴至少部分环围中轴单元曲轴。基于该同轴设置,输出轴对中轴单元曲轴的环围实现了驱动装置紧凑的结构设计。
[0055]根据本发明的另一方面,为具有上述的驱动装置的自行车设有中轴单元。所述中轴单元具有一个轴,所述轴可间接地或直接地与曲柄防扭连接,或间接地或直接地与曲柄防扭连接。此外,中轴单元具有一个扭矩传感器,所述扭矩传感器对轴的扭转进行采集。
[0056]特别是并根据一个独立的发明构思,所述轴不是空心轴,而是由多个部件构成的实心轴。由于所述的轴不是空心轴,所以可改进扭矩采集的精度,对此在下面还将做简要的说明。
[0057]例如所述轴可以具有作为各单个构件的外传动轴、中间段和内中轴单元曲轴,其中各个部件优选相互同轴。优选外传动轴由一种磁性的或可磁化的材料制成,而中间段优选由非磁性的材料构成并且优选至少局部相对于传动轴和/或中轴单元曲轴可移动地设置。其可移动性至少应使传动轴可不受中轴单元曲轴的影响进行扭转。由于传动轴通过中间段支承在中轴单元曲轴上,并因此没有加有弯曲载荷或加有很少的弯曲载荷,所以传动
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