用于電動車的驅(qū)動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種用于電動車、尤其是用于以電動方式和用肌力混合運(yùn)行的電 動助力自行車的驅(qū)動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于電動車的驅(qū)動裝置原則上能夠?qū)崿F(xiàn)三個(gè)運(yùn)行狀態(tài)：
[0003] -在單獨(dú)的肌力操作的情況下的自行車運(yùn)行，
[0004] -在單獨(dú)的電動驅(qū)動的情況下的電動自行車運(yùn)行或
[0005] -在電動支持的肌力操作的情況下的電動助力自行車運(yùn)行，其中電馬達(dá)在沒有踩 踏腳蹬時(shí)除了用作為移動或行駛輔助裝置之外在小于6km/h的速度下不輸出功率。為了接 通或控制電動助力自行車的電馬達(dá)能夠
[0006] -經(jīng)由力傳感器的信號測量腳蹬、踏板曲軸、鏈條或車輪上的力，還有通過踏板曲 軸傳遞的要經(jīng)由轉(zhuǎn)矩傳感器測定的轉(zhuǎn)矩，
[0007] -經(jīng)由轉(zhuǎn)速傳感器的信號測量踩踏速度，
[0008] -通過車輪上的傳感器或以無接觸的方式通過與車輪無關(guān)地進(jìn)行測量的速度傳感 器、例如使用雷達(dá)波或超聲波的測量裝置測量車輛的速度，尤其以便從25km/h的速度（在 無須許可的電動助力自行車的情況下）或45km/h的速度（在高速助力車的情況下）斷開 電動驅(qū)動裝置。
[0009] -測量加速度，
[0010] 并且對測量進(jìn)行機(jī)械或電子處理，以便接入和斷開電馬達(dá)或者根據(jù)控制函數(shù)無級 調(diào)控。
[0011] 饋送到電馬達(dá)中的功率由于傳感器數(shù)據(jù)根據(jù)所選擇的支持程度由馬達(dá)控制裝置 計(jì)算，使得電馬達(dá)自動地以特定的百分率加上由駕駛者提供的功率。由電馬達(dá)加上的功率 的支持程度或百分率能夠以多級的方式調(diào)節(jié)或由制造者或工人固定地預(yù)設(shè)。
[0012] 從EP 2 216 242 Al中已知一種具有用于借助肌力運(yùn)行的雙輪車的電驅(qū)動器的驅(qū) 動裝置，所述驅(qū)動裝置具有：安裝套筒，所述安裝套筒錨固在雙輪車的框架件的襯套中；曲 軸，在所述曲軸的端部上設(shè)有與腳蹬連接的曲柄以用于肌力操作；和與曲軸同軸安裝的驅(qū) 動套筒，所述驅(qū)動套筒安裝在安裝套筒中。驅(qū)動套筒在一個(gè)端部上包含適配盤，所述適配盤 與鏈輪連接。在曲軸和驅(qū)動套筒之間作為轉(zhuǎn)動方向相關(guān)的離合器設(shè)置有踏板曲柄飛輪，而 驅(qū)動套筒經(jīng)由驅(qū)動飛輪和傳動裝置與電馬達(dá)的轉(zhuǎn)子連接。為了確定曲軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，設(shè) 有轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速傳感器，所述轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速傳感器將信號輸出到電子控制裝置上，所述電子控 制裝置確定由駕駛者施加的功率并且控制電馬達(dá)以支持駕駛者。
[0013] 為了將電動力傳遞到踏板曲軸上，使用單級的或多級的減速傳動裝置，尤其是單 級的或多級的正齒輪或行星齒輪傳動裝置，單級的或多級的鏈?zhǔn)絺鲃友b置，單級的諧波驅(qū) 動傳動裝置或上述傳動裝置的組合。
[0014] 從DE 10 2009 045 447 Al中已知具有電輔助驅(qū)動器的自行車，所述電輔助驅(qū)動 器具有：電馬達(dá)；與電馬達(dá)連接的用于存儲電能的電池；具有踏板曲柄的曲柄傳動裝置，所 述踏板曲柄固定在圍繞曲軸可轉(zhuǎn)動設(shè)置的踏板曲軸上；和用于通過電馬達(dá)和通過駕駛者的 肌力來驅(qū)動自行車的行星齒輪傳動裝置。行星齒輪傳動裝置和經(jīng)由空心軸與行星齒輪傳動 裝置的太陽輪連接的電馬達(dá)圍繞曲柄傳動裝置的在空心軸之內(nèi)伸展的踏板曲軸設(shè)置，所述 曲柄傳動裝置與行星齒輪架或與行星齒輪傳動裝置的齒圈連接。為了優(yōu)化轉(zhuǎn)矩，自行車在 與行星齒輪傳動裝置連接的驅(qū)動輪上具有構(gòu)成為轉(zhuǎn)鏈輪裝置或齒輪轂的換擋裝置。
[0015] 在使用單級的或多級的正齒輪或鏈?zhǔn)絺鲃友b置時(shí)的缺點(diǎn)是用于設(shè)置所述傳動裝 置類型所需要的大的結(jié)構(gòu)空間，由此造成的在驅(qū)動殼體部件中的增多的材料使用和用于將 驅(qū)動裝置與自行車框架連接的大的空間需要。在將驅(qū)動裝置設(shè)置在踏板曲軸的區(qū)域中時(shí)， 這引起凸出的驅(qū)動殼體部件，所述驅(qū)動殼體部件在運(yùn)輸自行車時(shí)是有阻礙的。在使用正齒 輪或鏈?zhǔn)絺鲃友b置時(shí)的另一個(gè)缺點(diǎn)是不利的噪聲發(fā)射以及在正齒輪傳動裝置的情況下由 于電馬達(dá)與踏板曲軸的剛性連接而易受碰撞負(fù)荷的影響，所述碰撞負(fù)荷例如由自行車的轉(zhuǎn) 鏈輪裝置或齒輪轂的換擋碰撞引起。
[0016] 單級的或多級的鏈?zhǔn)絺鲃友b置的在驅(qū)動殼體之外引導(dǎo)的鏈級易受外部影響并且 增大故障風(fēng)險(xiǎn)。使用單級的諧波驅(qū)動傳動裝置引起提高的成本和效率的降低。
[0017] 從EP 0 763 462 Bl中已知用于自行車的輔助驅(qū)動器，所述輔助驅(qū)動器包括框架， 所述框架具有踏板支承件、座管、下部管、頭管、上部管、一對鏈腹板和一對座腹板。下管、座 管和鏈腹板在踏板支承件中與曲軸相交，所述曲軸的端部與曲柄臂連接。輔助驅(qū)動器包括 電馬達(dá)、功率傳遞帶和包括多個(gè)齒輪的傳動系，所述傳動系在端側(cè)與曲軸耦聯(lián)。輔助驅(qū)動器 設(shè)置在具有帶有兩個(gè)半圓形的端部的扁平的、長的形狀的殼體中。內(nèi)部的殼體從自行車框 架的踏板支承件沿著下部管向前延伸并且在與下部管相對的一側(cè)上敞開。外部的殼體同樣 在與內(nèi)部的殼體的開口相對置的一側(cè)上敞開并且具有凹部，內(nèi)部的殼體的開放端裝配到所 述凹部中。內(nèi)部的殼體和外部的殼體通過多個(gè)螺絲的組合彼此連接。
[0018] 由于由具有多個(gè)彼此嚙合的齒輪的傳動系形成的減速傳動裝置和由此造成的長 形的、平底鍋形的殼體形狀，殼體從踏板支承件開始遠(yuǎn)遠(yuǎn)伸出下部管，由此在踏板支承件的 區(qū)域中的離地間隙明顯減小，使得在自行車越過不平坦行進(jìn)時(shí)，殼體的凸出的部分在障礙 物、例如臺階、門檻等的情況下提高碰撞危險(xiǎn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0019] 本實(shí)用新型基于下述目的，提供開始提到的類型的用于電動車的驅(qū)動裝置，所述 驅(qū)動裝置的驅(qū)動殼體優(yōu)化地能夠集成到電動車的框架中，在外部尺寸小和重量小的情況下 具有良好的可進(jìn)入性并且滿足在框架的固定結(jié)構(gòu)中的支承功能，并且其功能元件具有高的 效率并且特征在于在傳動裝置最大減震時(shí)的小的噪聲形成。
[0020] 所述目的根據(jù)本實(shí)用新型借助一種用于電動車的驅(qū)動裝置的特征來實(shí)現(xiàn)，所述驅(qū) 動裝置具有框架，所述框架具有座管、下管和所述電動車的后部結(jié)構(gòu)的下部支柱，并且所述 驅(qū)動裝置具有：
[0021] -驅(qū)動殼體，在所述驅(qū)動殼體中安裝有空心軸，所述空心軸與所述電動車的鏈?zhǔn)絺?動裝置的鏈輪連接，
[0022] -與所述空心軸同軸設(shè)置并且能夠與所述空心軸耦聯(lián)的踏板曲軸，所述踏板曲軸 在兩個(gè)端部上與踏板曲柄連接，和
[0023] -電馬達(dá)，所述電馬達(dá)的輸出裝置能夠經(jīng)由多級的傳動裝置與所述空心軸耦聯(lián)，其 中
[0024] -所述多級的傳動裝置包含具有牽引機(jī)構(gòu)驅(qū)動輪和牽引機(jī)構(gòu)輸出輪的牽引機(jī)構(gòu)傳 動裝置，所述牽引機(jī)構(gòu)驅(qū)動輪和牽引機(jī)構(gòu)輸出輪經(jīng)由柔性的牽引機(jī)構(gòu)彼此連接，其中所述 牽引機(jī)構(gòu)傳動裝置形成所述多級的傳動裝置的傳動級，和
[0025] -所述多級的傳動裝置包含具有固定的齒圈的行星齒輪傳動裝置，與行星齒輪架 連接的行星齒輪在所述齒圈的內(nèi)齒部上行進(jìn)，所述行星齒輪與太陽輪接合，其中所述行星 齒輪傳動裝置形成所述多級的傳動裝置的其他的傳動級，
[0026] 其特征在于，所述驅(qū)動殼體具有：殼體框架，在所述殼體框架上模制有能夠與所述 座管連接的第一管法蘭、能夠與所述下管連接的第二管法蘭和能夠與所述電動車的所述框 架的所述后部結(jié)構(gòu)的所述下部支柱連接的第三管法蘭；和在兩側(cè)與所述殼體框架連接的第 一殼體蓋和第二殼體蓋；并且在所述驅(qū)動殼體之內(nèi)設(shè)置有所述電馬達(dá)和所述多級的傳動裝 置，其中所述電馬達(dá)的馬達(dá)軸與所述行星齒輪傳動裝置的所述太陽輪連接并且所述行星齒 輪架與設(shè)置在所述馬達(dá)軸的延長部中的牽引機(jī)構(gòu)驅(qū)動輪連接并且所述牽引機(jī)構(gòu)輸出輪能 夠與所述空心軸耦聯(lián)。
[0027] 根據(jù)本實(shí)用新型的用于電動車的驅(qū)動裝置具有驅(qū)動殼體，理想地是能夠集成到電 動車的框架中的驅(qū)動殼體，所述驅(qū)動殼體在外部尺寸小并且重量小的情況下確保良好的可 接近性并且滿足在框架的固定結(jié)構(gòu)中的支承功能，其中驅(qū)動裝置的功能元件具有高的效率 并且特征在于在傳動裝置最大減震時(shí)的小的噪聲形成。
[0028] 通過將電馬達(dá)與驅(qū)動電動車的鏈?zhǔn)絺鲃友b置的空心軸經(jīng)由牽引機(jī)構(gòu)傳動裝置連 接，馬達(dá)軸和踏板曲軸能夠借助與其同軸設(shè)置的空心軸彼此分開并且關(guān)于電動車的框架的 縱向延伸依次設(shè)置，這能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動殼體的狹窄的、長的構(gòu)型。此外，牽引機(jī)構(gòu)傳動裝置能 夠在最大效率的情況下實(shí)現(xiàn)大的減速比或者說變慢的傳動比，使得能夠使用小的結(jié)構(gòu)大小 的高速轉(zhuǎn)動的電馬達(dá)，由此實(shí)現(xiàn)驅(qū)動裝置的最小的結(jié)構(gòu)體積。
[0029] 驅(qū)動殼體這樣集成到電動車的框架中，引起混合驅(qū)動器承擔(dān)在自行車框架中的承 載功能并且自行車的踏板支承件殼體能夠在沒有驅(qū)動裝置的情況下使用，使得能夠維持不 設(shè)有電動驅(qū)動裝置的自行車的框架幾何構(gòu)型并且此外不需要軸距延長。
[0030] 此外，將混合驅(qū)動器的驅(qū)動殼體優(yōu)化地集成到自行車框架中的條件是，驅(qū)動殼體 不具有明顯伸出正常的自行車框架的部分，所述部分減小踏板支承件的區(qū)域中的離地間隙 并且在行駛路徑不平坦的情況下增大碰撞危險(xiǎn)。
[0031] 出于所述原因，驅(qū)動殼體具有帶有環(huán)形輪廓的殼體框架，在所述殼體框架上模制 管法蘭，所述管法蘭與座管、下管和自行車框架的后部結(jié)構(gòu)的下部支柱連接并且不僅包含 電馬達(dá)還包含減速傳動裝置和根據(jù)轉(zhuǎn)動方向接通的離合器以及測量值接收器。雖然不僅關(guān) 于長度而且關(guān)于結(jié)構(gòu)深度的外部尺寸最小化，所述長度和結(jié)構(gòu)深度以具有在馬達(dá)軸和空心 軸之間的最小軸間距的混合驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)形狀以及在包括電馬達(dá)的殼體的條件下傳動裝 置部件的優(yōu)化嵌套為前提，驅(qū)動殼體包括混合驅(qū)動器的所有部件并且確保高的減速比。
[0032] 優(yōu)選地，管法蘭與座管、下管和后部結(jié)構(gòu)的下部支柱經(jīng)由熔焊或釬焊連接來連接。
[0033] 在兩側(cè)封閉殼體框架的殼體蓋具有開口以用于穿引踏板曲軸的端部，使得預(yù)裝的 驅(qū)動裝置能夠裝入到與第一殼體蓋連接的殼體框架中并且通過與殼體框架連接的第二殼 體蓋封裝。
[0034] 在第一變型形式中，驅(qū)動裝置的牽引機(jī)構(gòu)傳動裝置由具有齒帶、平帶或楔形帶作 為柔性的牽引機(jī)構(gòu)的帶式傳動裝置構(gòu)成。
[0035] 牽引機(jī)構(gòu)傳動裝置構(gòu)成為帶式