电动自行车的驱动单元制造技术

本发明专利技术涉及一种用于电动自行车的驱动单元，其中所述驱动单元具有一个电动机(18)以及用于容纳该电动机(18)的壳体，并且该驱动单元还有一个踏板曲轴(2)以及安装在曲轴上面的输出法兰(11)。为了建立不需要外部传感器或者额外齿轮传动组件的紧凑单元，在本发明专利技术中，驱动单元还包括一个安装在轴(19)上的行星齿轮传动单元以及太阳轮(6)，空心轮(8)，行星齿轮架(3)和行星齿轮(5)，其中，所述行星齿轮传动单元(6、8、3、5)的行星齿轮架(3)与踏板曲轴(2)以扭矩传递的方式连接，而行星齿轮传动单元(6、8、3、5)的空心轮(8)也可以经由耦合装置(14)以扭矩传递的方式与输出法兰(11)连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动自行车的驱动单元
本专利技术涉及一种用于电动自行车的驱动单元，其中所述驱动单元具有一个电动机以及用于容纳该电动机的壳体，并且该驱动单元还有一个踏板曲轴以及安装在曲轴上面的输出法兰。
技术介绍
我们已经知道电动自行车需要配备电动机，且要安装在自行车架的中轴上。电动机和相关联的齿轮单元集合在自行车架的中轴区域中(中置发动机)，并且在电动机单元和中轴或者输出轴之间建立扭矩传递的机械连接。此外，在这种车辆的后轮上还安装了一个齿轮单元(齿轮毂或拨链器)，以便在不同速度下实现最佳的扭矩和速度比。这种设计的缺点是会产生额外的成本和增加车体重量。此外，电动机的关机转速取决于相应的档位。因此，为了监控最大允许电机支持转速，需要额外的速度测量装置。因此，本专利技术的任务就在于，改进上述类型的驱动单元，以形成一个无需外部传感器或额外的齿轮传动组件(如齿轮毂或拨链器)的紧凑单元。
技术实现思路
为实现上述任务，本专利技术中提供的解决方案的特征在于，所述驱动单元还包括一个安装在轴上的行星齿轮传动单元以及太阳轮、空心轮、行星齿轮架和行星齿轮，并且所述行星齿轮传动单元的行星齿轮架与踏板曲轴以扭矩传递的方式连接，而行星齿轮传动单元的空心轮也可以经由耦合装置与输出法兰建立扭矩传递形式的连接。耦合装置最好是作为可控飞轮的一部分。行星齿轮传动单元最好是与电动机安装在一个共同的壳体中。驱动单元最好是具有一个减速电机，用于将电动机连接到行星齿轮传动单元，并且该减速电机与电动机安装在共同的壳体中。行星齿轮传动单元和输出法兰之间的扭矩传递部件最好设计为至少2级可调的正齿轮减速器。此外，最好安装一个电动控制机构，以便进行至少2级可调的正齿轮减速器的档位切换。此外，最好安装一个用于测量施加在行星齿轮传动单元太阳轮上的扭矩的装置，以及用于根据测得的扭矩控制和/或调节电动机的装置。此外，还可以安装一个用于在耦合装置操作期间切断电动机电源的装置。另外，最好还要设置信号装置，以便在操作耦合装置前触发踏板变速信号。这样就可以提示骑车人需要进行换档操作。此外，还可以安装用于产生脚踏回转刹车功能的装置。应选择合适的驱动单元传动比，使得安装在自行车后轮中的小齿轮的齿数等于自行车车轮直径(单位：英寸)。根据本专利技术所提出的解决方案，后轮上无需安装附加的齿轮单元，也不需要外部传感器，从而实现了更加经济有效、轻便和免于维护的电动自行车设计。依照本专利技术，在安装在自行车架上的驱动单元中，不仅要安装现有的组件(电动机、减速器、踏板致动器和控制器)，还要在踏板致动器的合并线路和安装在驱动单元上的输出轴之间安装一个至少2个档位的减速器，以及一个脚踏回转刹车功能装置。对于最大允许速度为25公里/小时的电动自行车来说，2个档位的传动比就足够了。而对于更高的速度，则可能需要更多的齿轮减速器调节档位。因此骑车人可以完全专注于驾驶上。这样可以大大简化自行车的维修，并降低故障率。附图说明下文将结合附图和下述实例说明本专利技术的几个实施例，其中：图1所示是依照本专利技术第一种实施例的电动自行车的驱动单元截面图；以及图2所示是图1实施例的替代实施例。具体实施方式在这些实施例中，都是使用2个档位的减速器。为了简化，图中的所有组件都是以平面图形式显示。驱动单元的踏板力通过曲柄臂1a和1b传递到安装在壳体中的曲轴2上。集成到曲轴中的正齿轮可驱动安装在轴19上的行星齿轮的带有正齿轮齿部的行星齿轮架3。借助轴4连接行星齿轮架3和行星齿轮5，以便将力传导到空心轮8上。输出驱动通过空心轮8实现。太阳轮6连接到套筒7，并且可旋转地安装在轴19上。套筒7上产生的扭矩与踏板力成正比，并用于电动机的驱动。扭矩的测量可通过应变计、角度编码器或其他已知的直接和间接方法进行。在空心轮8上还安装了附加的外部正齿轮齿部，它可以驱动正齿轮9并通过飞轮10形成2档位减速器的第一个变速档位，从而将驱动扭矩传导到安装在曲轴上的可旋转输出法兰11上。第二个变速档位由通过可控飞轮13、14启动的正齿轮12组成，后者又可以驱动固定连接到输出法兰11上的正齿轮。由于提高了输出法兰的转速，飞轮10将被超越。如果正齿轮12重新被关闭，则飞轮10会自动接管，从而可靠地防止踏板致动器1a、1b和输出法兰11之间的力流被中断。电动机18可通过正齿轮17驱动正齿轮组合16中的大正齿轮。而正齿轮组合16中的小正齿轮则驱动正齿轮组合15中的大正齿轮。正齿轮组合15中的小正齿轮则驱动空心轮8。这样电动机18的力就叠加到踏板力上，然后再通过正齿轮9和12传递到输出法兰11上。在不使用电机辅助力骑行时，为了不必同时驱动电机，可以在电动机18和空心轮8之间安装一个飞轮。电动机18的安装可以是轴向平行的(如图1所示)，也可以是偏转90度(如图2所示)。为了更好地利用空间，也可以使用两个小型的电动机驱动正齿轮组合16中的大正齿轮。在最简单形式的扭矩检测装置中，套筒7朝向预紧的弹簧旋转，并驱动第一个触点，以启动电子设备并释放用于电机驱动的基本负载。继续转动套筒驱动第二个触点，并释放最大电机辅助力。从而实现简单的2档位电机辅助。通过其他触点可很容易地实现中间档位。通过套筒7和角度检测装置之间合适的传动比可扩大可评估旋转角度。电动自行车的最大电机转速在最大传动比时必须对应25公里/小时的速度。一般来说，应针对每个车轮直径使用适当编程的驱动单元。在上述驱动单元中，应选择合适的传动比，使得28英寸自行车正好使用28齿的小齿轮，24英寸的自行车正好使用24齿的小齿轮，以次类推。这样，驱动单元就可以用于所有车轮直径，并方便通过执行机构检查误操作情况。由于内部传动比，输出链环20可以保持很小，并且可以安置在驱动器的受保护区域中。这样就可以省略传统的链罩。另外，如图中所示，还可以整合脚踏回转刹车功能装置。在回踏时，可通过与曲轴2连接的正齿轮驱动安装在轴21上的可旋转正齿轮22前进。通过合适的连接机构23驱动通常可自由运行的正齿轮24，并向后旋转输出法兰11。输出法兰11和后轮毂之间的连接元件也同样向后旋转，从而促动集成在后轮毂中的脚踏回转刹车。这种解决方案的功能可以总结如下：脚踏曲柄通过固定连接在曲轴上的齿轮驱动安装在第二个轴上的行星齿轮的行星齿轮架朝着相反的方向运动。在固定的太阳轮上，行星齿轮的空心轮与行星齿轮架同向旋转。太阳轮在朝着相同的方向上受到推压。安装在空心轮外径上的齿部通过较小的齿轮和夹紧辊飞轮驱动安装在曲轴上的可旋转空心轴。空心轴可旋转地安装在壳体中，并且在外侧上支撑“链环”20。行星齿轮的太阳轮被固定在空心轴上，而后者被可旋转地安装在第二个轴上。行星齿轮架被可旋转地安装在该空心轴上。太阳轮的反力矩可通过安装在空心轴上的夹紧辊飞轮沿着驱动方向在壳体上提供支撑。太阳轮的反力矩与踏板扭矩成正比。因此，可借助安装在夹紧辊飞轮支架杠杆臂上的应变计来检测和处理踏板扭矩。如果脚踏曲柄向后转，则固定空心轮上的太阳轮朝着相反方向运动。夹紧辊飞轮驱动太阳轮。行星齿轮向后转，并且不发生扭矩传递。如果固定行星齿轮架的空心轮在驱动方向上运动，那么夹紧辊飞轮也会驱动太阳轮。在行星齿轮架上不产生扭矩，因此在踏板上也不产生扭矩。电动机通过两个齿形皮带和一个齿轮将其扭矩传递到空心轮的外齿部上。在不使用电机辅助力骑行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电动自行车的驱动单元，其中，该驱动单元具有一个电动机(18)以及一个用于容纳该电动机(18)的壳体，并且该驱动单元还有一个踏板曲轴(2)以及安装在曲轴上面的输出法兰(11)，其特征在于，该驱动单元还包括一个安装在轴(19)上的行星齿轮传动单元以及太阳轮(6)，空心轮(8)，行星齿轮架(3)和行星齿轮(5)，其特征在于，所述行星齿轮传动单元(6、8、3、5)的行星齿轮架(3)与踏板曲轴(2)以扭矩传递的方式连接，而行星齿轮传动单元(6、8、3、5)的空心轮(8)也可以经由耦合装置(14)以扭矩传递的方式与输出法兰(11)连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.02 DE 102014009833.81.一种用于电动自行车的驱动单元，其中，该驱动单元具有一个电动机(18)以及一个用于容纳该电动机(18)的壳体，并且该驱动单元还有一个踏板曲轴(2)以及安装在曲轴上面的输出法兰(11)，其特征在于，该驱动单元还包括一个安装在轴(19)上的行星齿轮传动单元以及太阳轮(6)，空心轮(8)，行星齿轮架(3)和行星齿轮(5)，其特征在于，所述行星齿轮传动单元(6、8、3、5)的行星齿轮架(3)与踏板曲轴(2)以扭矩传递的方式连接，而行星齿轮传动单元(6、8、3、5)的空心轮(8)也可以经由耦合装置(14)以扭矩传递的方式与输出法兰(11)连接。2.根据权利要求1所述的驱动单元，其特征在于，耦合装置(14)是可控飞轮(13，14)的一部分。3.根据权利要求1或2所述的驱动单元，其特征在于，行星齿轮传动单元(6、8、3、5)与电动机(18)安装在一个共同的壳体中。4.根据权利要求1至3所述的驱动单元，其特征在于，该驱动单元还具有一个减速电机(15、16、17)，用于将电动机(18)连接到行星齿轮传动单元(6、8、3...

【专利技术属性】
技术研发人员：何玲，雷纳·费，
申请(专利权)人：何玲，
类型：发明
国别省市：江苏,32