CN101370706A - 电动自行车轮毂 - Google Patents

Abstract

一种电动自行车轮毂，具有固定的轮轴，所述轮轴旋转支承轮毂壳体，在所述轮毂壳体中设置转子，所述转子可绕轮轴旋转并包括第一部件，所述第一部件与所述轮轴平行并承载与一圈定子绕组协作的一圈永磁体；以及第二部件，所述第二部件通过所述轮轴被旋转支承并借助于过渡部件连接至所述第一部件，所述轮毂还具有轮式变速器，其由该第二转子部件驱动并且减小其的转速，所述轮式变速器的输出部驱动所述轮毂壳体，该轮式变速器容纳在所述定子绕组与所述轮轴之间的空间内。优选地，所述第一转子部件旋转支承在与其相对的一个轮毂壁上，而密封件设置在圆柱形绕组支架与同其相对的部件之间。

Description

电动自行车轮毂

技术领域

本发明涉及电动自行车轮毂，其中所述轮毂包括固定的轮轴以及轮毂壳体，其中所述轮毂壳体绕所述轮轴旋转支承并且包封转子，其中所述转子可绕该轴旋转，并且所述转子包括第一部件，其中所述第一部件与所述轮轴平行并承载与一圈定子绕组协作的一圈永磁体，其中所述定子绕组由支架支承；以及第二部件，所述第二部件垂直于轮轴并绕所述轮轴旋转支承并借助于过渡部件连接至所述第一部件，并且所述轮毂还包括轮式变速器，其中所述轮式变速器通过转子的该第二部件被驱动，并且轮式变速器的输出部以减小的旋转速度驱动所述轮毂壳体。

背景技术

通过实践以及出版物已知电动自行车轮毂的许多实施例。驱动的转子直接连接至轮毂或通过轮毂本身构成的实施例具有这样的缺点，由转子和定子组成的无刷电机以低驱动速度运转，必要的话还具有不利的低转速，其中仅仅产生小扭矩。这种缺点特别在轮毂用于正常、较大直径的轮时并且在爬山时出现。

为此，已经提出了(例如参见GB 2298964、WO 03/022671(SPARTA)、CH 27043Y-2004-6-09和德国专利公开文献20016446.0)以驱动的方式将转子与容纳在轮毂内的齿轮变速器相连，以降低转速，并且在这种情况中实现，特定的自行车速对应于较高的转子速度，而具有所有的优点。

在已知的结构中，变速器位于转子与定子的组件附近，其中所述转子与定子的组件实际上意味着，由于轮毂的设定的宽度，存在针对转子与定子的组件的较少空间。然而，这是不利的，因为转矩的产生涉及到，由于变速器的存在所获得的优点部分地被无效。

发明内容

本发明旨在克服这些缺点。为此，本发明提出了轮式变速器容纳在位于定子绕组与轮的轴之间的空间内。

这些措施的结果是，尽管存在变速器，可获得最大的空间以容纳定子、转子以及如果需要的话任何电子部件。

本发明的第一有利实施例限定在权利要求2中。

第二有利实施例限定在权利要求3中。

在两个实施例中，有利的是在第一转子部件的自由端部旋转支承在轮毂壳体的相对壁上时。

附图说明

本发明基于以下附图被说明，其中：

图1示出了根据本发明的轮毂的第一实施例的纵向剖视图；

图2示出了该实施例的四分之一部分剖切的透视图；

图3示出了本发明的第二实施例的纵向剖视图；

图4示出了该实施例的二分之一剖切的透视图。

具体实施方式

图1示出了纵向剖视图，并且图2示出了根据本发明的电动自行车轮毂的第一实施例的四分之一剖切的透视图，其中由附图标记2所示的轮毂壳体包括左侧盖4和右侧盖6，各所述盖抵靠着圆柱形壳体部件8。该圆柱形壳体部件8的直立的端部边缘10a、10b设有开口12，所述开口容纳辐条14；借助于所述辐条14，轮毂壳体2支承图中未示出的轮辋。

左侧壳盖4借助于第一轴承26绕轮轴40旋转支承；右侧壳盖6借助于第二轴承20绕该轴18旋转支承，其中所述第二轴承封闭在中央轴部件22与衬套24之间。

轮毂壳体2封闭传统的转子28，其中所述转子包含圆柱形部件(第一部件)30，其中所述圆柱形在其内侧表面上承载一圈永磁体32；以及第二部件34，其中所述第二部件借助于过渡部件31连接至该第一部件；该第二部件34通过左侧盖经由轴承36被支承，其中所述轴承优选是边缘接触轴承。转子借助于止推轴承38被稳定，其中所述止推轴承设置在第一转子部件30的自由端部30a与右侧轮毂盖6之间。当然，还可以经由轴承将转子28旋转支承在轴22上。此外，还可以将止推轴承38定位在靠近过渡部件31的转子的另一侧上。

一圈磁体32与(未示出的)定子绕组40的绕组包(packet)的定子极(未示出)，其中所述绕组由圆柱形绕组支架42承载，所述圆柱形绕组支架借助于垂直于该轴的连接部件44连接至基部46，其中所述基部被卷设在轮轴18的加厚、中央部件22上。该连接部件44承载多个辅助轴，其中所述辅助轴绕该连接部件的周向规则分布，其中两个辅助轴在图中被示出，并且由附图标记48a、48b表示；对应的轴承由附图标记50a、50b表示。

这些辅助轴中的每个轴在第一端部(在图中示出左侧)上承载第一齿轮54a、54b，并在第二右侧端部承载第二齿轮58a、58b。第一齿轮54a、54b与形成在第一圆柱形部件62的外侧表面上的外侧轮齿60啮合，其中所述第一圆柱形部件从转子28伸出，而第二齿轮58a、58b与形成在第二圆柱形部件的内侧上的内侧轮齿64，其中所述第二圆柱形部件从右侧轮毂盖6伸出。

在因而借助于定子绕组40的绕组包并以传统的方式在定子极内产生旋转的磁场时，定子绕组与一方面(未示出)定子极、和另一方面一圈磁体32的协作将导致圆柱形转子部件30以及因而还有转子部件34被旋转驱动。圆柱形部件32驱动旋转齿轮54a、54b，其中所述旋转齿轮具有固定位置，并且利用这些齿轮，驱动轴48a、48b；这些轴的旋转运动被传递至齿轮58a、58b，并且，经由这些齿轮，传递至从轮毂盖6伸出的圆柱形部件的内侧上所形成的内齿64。在这种情况中，整个轮毂壳体2以及经由辐条14、所述轮被以这样的转速驱动，其中所述转速低于转子的转速，并且通过齿轮64与60的直径之比被确定。实际上，1：2的传动比可容易地被实现。为了防止润滑剂或磨屑从齿轮变速器移动到这圈永磁体32与定子绕组的绕组包40之间的空间33内，第一密封件66a可设置在右侧轮毂盖6与圆柱形绕组支架42之间，并且第二密封件66b可设置在第二转子部件28与圆柱形绕组支架42之间。为此，第二转子部件34设有突出部27。

图1和2示出了仍存在足够的自由空间70a、70b和70c以便容纳控制电子器件的各部件。

在图3和4中示出了本发明的第二实施例，其中所述图相应地示出了该实施例的纵向剖视图以及剖切、透视图。在图3和4中，与已经在图1和2中示出的部件相对应的部件由对应的附图标记加上100被示出。

在这些实施例中，同样，轮毂壳体102由左侧盖104和右侧盖106组成，这两个盖抵靠至圆柱形壳体部件108。圆柱形壳体部件108上的直立的边缘110a、110b设有开口112，其中所述开口容纳辐条114的端部；借助于这些辐条114，轮毂壳体102承载图中未示出的轮辋。

左侧壳盖104借助于第一滚珠轴承120绕轮轴118旋转支承，其中所述第一滚珠轴承封闭在加宽的中央轴部件122与衬套124之间；右侧壳盖106借助于第二轴承126通过该轴118被旋转支承。

轮毂壳体102封闭传统的转子128，其中所述转子具有圆柱形部件(第一部件)130和第二部件128，其中所述圆柱形部件130在其内侧圆周上承载一圈永磁体132，所述第二部件128垂直于轮轴并经由过渡部件131连接至所述圆柱形部件，并且借助于轴承136由盖106旋转支承。转子通过止推轴承138被稳定，其中所述止推轴承设置在第一转子部件130的自由端部130a与左侧轮毂盖104之间。

一圈永磁体132与由圆柱形绕组支架142承载的定子绕组140的绕组包的(未示出)定子极协作，其中所述圆柱形绕组支架142经由过渡部件144与基部146相连，其中所述过渡部件144垂直于轮轴，所述基部卷设在轮轴118的中央、加宽部件122上。

在该实施例中，基部146的圆柱形外侧表面上设有外齿151，其中所述外齿实际上构成行星齿轮系统的太阳轮，并且该太阳轮151与行星轮的环152协作，其中所述行星轮绕轴118规则地设置，并且每个行星轮借助于轴承155通过轴159被承载。这些轴159的右端被固定到右侧盖106中。

每个行星轮与形成在圆柱形衬套162的内侧上形成的一圈内齿161啮合，其中所述圆柱形衬套从转子部件134伸出。在这种情况中，在操作的过程中，转子128的旋转经由绕齿151旋转的齿轮152的环被传递至轮毂102的右侧盖106。为了防止润滑剂或磨屑从齿轮移动到设置在一圈永磁体132与定子绕组140之间的空间133内，密封件166a可设置在第二转子部件134与圆柱形绕组支架142之间。在部件142被完全封闭时，一个密封件是足够的，但是如果必要的话，第二密封件166b可设置在左侧轮毂盖104与圆柱形绕组支架142之间，其中所述左侧轮毂盖为此设有圆柱形突出部106。

在此，同样，存在足够的空间以容纳电子部件——尤其参看图3中的空间170a和170b。

Claims (8)

1.一种电动自行车轮毂，包括固定的轮轴以及轮毂壳体，其中所述轮毂壳体绕所述轮轴被旋转支承，并且所述轮毂壳体封闭可绕该轴旋转的转子，所述转子包括第一部件和第二部件，所述第一部件与所述轮轴平行并承载一圈永磁体，其中所述这圈永磁体与由支架支承的一圈定子绕组协作，所述第二部件垂直于所述轮轴并绕所述轮轴旋转支承，并借助于过渡部件连接至所述第一部件，所述轮毂还包括轮式变速器，所述轮式变速器通过该第二转子部件被驱动，并且所述轮式变速器的输出部以减小的转速驱动所述轮毂壳体，其特征在于，所述轮式变速器容纳在所述定子绕组与所述轮轴之间的空间内。

2.根据权利要求1所述的电动自行车轮毂，其特征在于，支承所述绕组的所述定子支架的圆柱形部件经由连接部件被连接至该轴，其中所述连接部件垂直于所述轮轴，所述连接部件容纳一圈辅助轴，每个辅助轴平行于所述轮轴的轴线，并且每个辅助轴在指向第二转子部件的第一端部上承载第一齿轮，并在相反的第二端部上承载第二齿轮，所述第一齿轮与在距离所述轮轴一短距离处从第二转子部件伸出的第一圆柱形部件上设置的外齿啮合，所述第二齿轮与从相反的轮毂壁轴向伸出的第二圆柱形部件上所设置的内齿啮合。

3.根据权利要求1所述的电动自行车轮毂，其特征在于，承载所述绕组的所述定子支架的圆柱形部件借助于垂直于所述轮轴轴线的连接部件被连接至该轴，而所述第二转子部件通过相邻的轮毂壁被旋转支承，从该轮毂壁伸出的一圈辅助轴位于该支承件与所述轮轴之间，每个辅助轴在其自由端部旋转承载行星轮，这些行星轮中的每个的齿一方面与固定至所述轮轴的太阳轮的外齿啮合，另一方面与设置在第二转子部件的向内指向的端部上的环轮的径向指向的内齿啮合。

4.根据权利要求2或3所述的电动自行车轮毂，其特征在于，所述第一转子部件的自由端部，或所述过渡部件，通过所述轮毂的相对壁被旋转支承。

5.根据权利要求2或3所述的电动自行车轮毂，其特征在于，所述第二转子部件通过所述轮毂壳体的相对壁被旋转支承。

6.根据权利要求2所述的电动自行车轮毂，其特征在于，密封件设置在所述圆柱形绕组支架与所述轮毂壳体之间，以及设置在所述圆柱形绕组支架与所述第二转子部件之间。

7.根据权利要求3所述的电动自行车轮毂，其特征在于，密封件设置在所述圆柱形绕组支架与所述第二转子部件之间。

8.根据权利要求3所述的电动自行车轮毂，其特征在于，第二密封件设置在所述圆柱形绕组支架与所述轮毂壳体之间。

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