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CN103958338B - 用于自行车的电辅助驱动装置 - Google Patents

用于自行车的电辅助驱动装置 Download PDF

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CN103958338B CN201280058947.7A CN201280058947A CN103958338B CN 103958338 B CN103958338 B CN 103958338B CN 201280058947 A CN201280058947 A CN 201280058947A CN 103958338 B CN103958338 B CN 103958338B
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Abstract

在用于自行车的电辅助驱动装置(1)中，行星齿轮系(11)径向地完全位于电动机(10)的转子(19)的内部。行星齿轮系(11)、电动机(10)和用于对驱动小齿轮(13)进行驱动的踏板轴(9)全部位于壳体(14)内部。因此电辅助驱动装置(1)的结构特别紧凑并且制造成本低。

Description

用于自行车的电辅助驱动装置
技术领域
本发明涉及一种用于自行车的电辅助驱动装置，该辅助驱动装置具有电动机、行星齿轮系、具有踏板的踏板轴和驱动小齿轮，其中，驱动小齿轮可由电动机和踏板共同或分开驱动。
背景技术
这种辅助驱动装置可以用来辅助踏板的驱动并且以智能电动车为人熟知。
在DE102009045447A1中一种该类辅助驱动装置为人熟知，在该辅助驱动装置中电动机同心地包围着踏板轴。行星齿轮系在轴向上挨着电动机布置并且对驱动小齿轮进行驱动。驱动小齿轮则通过链条驱动自行车的后轮。与踏板相连接的踏板轴驱动行星齿轮系的行星齿轮的支架。
已知辅助驱动装置的缺点为，在电动机关闭仅通过踏板对自行车进行驱动时行星齿轮系也必须运动。这使得，当通过踏板驱动自行车时需要消耗更多的气力。此外由于电动机和行星齿轮系的布置，电辅助驱动装置在沿轴向上需要很大的结构空间。这种较大的结构空间使得，无法并排布置多个驱动链条的驱动小齿轮。
发明内容
本发明以下述问题为基础，尽可能对开头所述类型的电辅助驱动装置进行构造，使之结构特别紧凑并且尽量避免在驱动小齿轮的范围内有造成干扰的组件。
根据本发明上述问题通过如下方法解决，即电动机的定子在轴向上的宽度至少具有行星齿轮系的宽度并且行星齿轮系径向地完全布置在电动机的内部。
通过上述构造方式可以避免在轴向并且邻近电动机出现电辅助驱动装置的造成干扰的组件。这样可以在自行车中通常并排地布置两个或三个用于驱动自行车链条的驱动小齿轮。通过将行星齿轮系沿径向地布置在电动机内部，依据本发明的电辅助驱动装置的结构特别紧凑。此外电动机的结构非常宽并且具有高效性。
当行星齿轮系和电动机具有共用的壳体并且当该壳体包围着踏板轴时，可以对依据本发明的电辅助驱动装置的安装进行简化。因此具有依据本发明的电辅助驱动装置的自行车仅需要用于壳体的紧固装置。
当壳体上具有踏板轴的所有的轴承时，使得依据本发明的电辅助驱动装置的安装进一步简化。通过这种结构方式可以将电动机、行星齿轮系和踏板与壳体组成预安装结构单元。该预安装结构单元可以被作为自行车的已知踏板轴承的替代品被安装。
根据本发明的其他优选方案，当行星齿轮系通过自由轮与踏板轴相连接时，可以避免无电动机驱动时行星齿轮系发生运动，其中，在电动机工作时自由轮使行星齿轮系与踏板轴相连接并且在断开驱动时通过踏板松开在踏板轴处的连接。通过上述结构方式，当电动机停机时电动机和行星齿轮系的所有组件全部静止并且在纯踏板驱动时无需随之运动。因此通过踏板驱动，装有依据本发明的电辅助驱动装置的自行车运动起来非常舒适。
当自由轮与行星齿轮系的行星齿轮架相连接时，电辅助驱动装置在径向上的结构非常紧凑。因此电动机的功率由行星轮直接传送至踏板轴。
根据依据本发明的其他优选方案，当内齿轮与壳体相连接并且太阳轮与发动机的转子相连接时，可以简单地对给定的电动机与踏板轴的传动比进行调整。
根据依据本发明的其他优选方案，当行星齿轮系的太阳轮被安装在踏板轴上时，可以避免对电动机的转子单独支承。通过上述结构方式，只要转子与太阳轮之间为刚性连接，转子便支承在踏板轴上。在最有利的情况下时，转子与太阳轮无需另外的轴承。此外依据本发明的电辅助驱动装置包括极少的需要安装的组件并且可以以低成本进行制造。
当壳体、电动机、带有自由轮的行星齿轮系、壳体处的带有轴承的踏板轴与带有用于供电系统的接口的电子控制装置构成了能预安装的结构单元时，使得依据本发明的电辅助驱动装置的安装简化。此外在将其安装到自行车之前，可以很简单地在测试台上对依据本发明的电辅助驱动装置的关键组件进行测试。最简便的是，在将预安装结构单元安装到自行车上之后，通过电导线将安放在自行车任意位置上的蓄电池组与接口相连接。
根据依据本发明的其他优选方案，当将具有电控制器的控制壳体布置在容纳具有行星齿轮系和电动机的壳体上时，可以使电动机的布线消耗保持很低。
附图说明
本发明具有很多实施方式。为了更进一步阐明其原理，将其中一个实施方式通过附图示出并在下文中进行说明。附图示出：
图1为具有依据本发明的电辅助驱动装置的自行车示意图，
图2为图1所示的依据本发明的电辅助驱动装置的纵切面。
具体实施方式
图1示意了具有电辅助驱动装置1、踏板2和两个车轮3、4的自行车。自行车的后轮4可以由链条5驱动。电辅助驱动装置1与作为电源的蓄电池组6相连接。自行车具有带有电辅助驱动装置1的紧固装置8的车架7。紧固装置8与踏板轴9同心地布置。
图2示意了具有踏板轴9的电辅助驱动装置1的纵切面。电辅助驱动装置1具有与踏板轴9同心地布置的电动机10。该电动机10包围着行星齿轮系11。为了简化图示未标识出图1所示的踏板2，该踏板与踏板轴9抗扭地相连接。行星齿轮系11通过自由轮12与踏板轴9相连接。在踏板轴9上布置多个用于驱动图1所示的链条5的驱动小齿轮13。电辅助驱动装置1的壳体14被紧固在车架7的紧固装置8上。在壳体14上布置带有电动机10的电动控制器16的控制壳体15。同样布置在控制壳体15上的接口17可以实现与图1所示的、用作电源的蓄电池组6之间的未被进一步示意出的电导线。
发动机10具有固定在壳体14内的定子18和可选择的转子19。定子18具有未被进一步示意出的线圈并且转子19具有永磁体。转子19通过轴承20安放在踏板轴9上。踏板轴9具有位于壳体14内的轴承21、22。行星齿轮系11具有通过带轮23与转子19相连接的太阳轮24和紧固在壳体14上的内齿轮25。在太阳轮24与内齿轮25之间，将行星轮26可旋转地安放在行星齿轮架27上。自由轮12可以实现，在电动机10工作时行星齿轮架27与踏板轴9之间的形状配合或力配合地连接并实现通过电动机10对驱动小齿轮13的驱动。因此例如，可以通过电动机10实现对踏板轴9的辅助驱动。当电动机10关闭时，行星齿轮架27与踏板轴9之间的连接解除并且驱动小齿轮13由紧固在踏板轴9上的踏板2驱动。在仅通过踏板2对踏板轴9进行驱动时行星齿轮系11不动。

Claims (9)

1.一种用于自行车的电辅助驱动装置(1)，具有电动机(10)，具有行星齿轮系(11)，具有带有踏板(2)的踏板轴(9)并且具有驱动小齿轮(13)，其中，所述驱动小齿轮(13)能由所述电动机(10)和所述踏板(2)共同或分开驱动，其特征在于，所述电动机(10)的定子(18)在轴向上具有至少是所述行星齿轮系(11)的宽度并且所述行星齿轮系(11)径向地完全布置在所述电动机(10)的内部，其中，所述行星齿轮系(11)通过自由轮(12)与所述踏板轴(9)相连接，其中，所述自由轮(12)在所述电动机(10)运行时使所述行星齿轮系(11)与所述踏板轴(9)相连接并且在断开驱动时通过所述踏板(2)松开在所述踏板轴(9)处的所述连接，其中，所述自由轮(12)与所述行星齿轮系(11)的行星齿轮架(27)相连接。
2.根据权利要求1所述的用于自行车的电辅助驱动装置，其特征在于，所述行星齿轮系(11)和所述电动机(10)具有共同的壳体(14)并且所述壳体(14)包围所述踏板轴(9)。
3.根据权利要求2所述的用于自行车的电辅助驱动装置，其特征在于，所述壳体(14)具有所述踏板轴(9)的所有轴承。
4.根据权利要求2至3中任一项所述的用于自行车的电辅助驱动装置，其特征在于，内齿轮(25)与所述壳体(14)相连接并且太阳轮(24)与所述电动机(10)的转子(19)相连接。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的用于自行车的电辅助驱动装置，其特征在于，所述行星齿轮系(11)的太阳轮(24)被安装在所述踏板轴(9)上。
6.根据权利要求4所述的用于自行车的电辅助驱动装置，其特征在于，所述行星齿轮系(11)的所述太阳轮(24)被安装在所述踏板轴(9)上。
7.根据权利要求2至3中任一项所述的用于自行车的电辅助驱动装置，其特征在于，所述壳体(14)、所述电动机(10)、带有所述自由轮(12)的所述行星齿轮系(11)、所述壳体(14)处的带有所述轴承的所述踏板轴(9)与带有用于供电系统的接口(17)的电动控制器(16)构成了能预安装的结构单元。
8.根据权利要求6所述的用于自行车的电辅助驱动装置，其特征在于，所述壳体(14)、所述电动机(10)、带有所述自由轮(12)的所述行星齿轮系(11)、所述壳体(14)处的带有所述轴承的所述踏板轴(9)与带有用于供电系统的接口(17)的电动控制器(16)构成了能预安装的结构单元。
9.根据权利要求8所述的用于自行车的电辅助驱动装置，其特征在于，带有所述电动控制器(16)的控制壳体(15)布置在容纳具有所述行星齿轮系(11)的所述电动机(10)的所述壳体(14)处。
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