CN105882882B - 用于电动两轮车的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电动两轮车的驱动装置，包括第一行星齿轮装置以及第二行星齿轮装置，该第一行星齿轮装置带有第一太阳轮，第一空心轮和第一行星轮，该第二行星齿轮装置带有第二太阳轮，第二空心轮和第二行星轮。此外设置有行星轮架，输入轴，输出轴和切换装置，在该行星轮架上可转动地支承第一和第二行星轮，该输入轴与太阳轮相连，该输出轴与行星轮架相连，该切换装置用于将其中一个空心轮抗相对转动地支撑在两轮车的框架件上。

Description

用于电动两轮车的驱动装置

技术领域

本发明涉及一种用于电动两轮车的驱动装置。本发明尤其涉及一种带有多个档位的驱动装置。

背景技术

电动两轮车包括带有电动辅助驱动马达的自行车或者带有电驱动马达的摩托车。电驱动马达由能量储存器驱使，当两轮车停机且与电供应网络相连时，该能量储存器通常可充电。在某一实施形式中，电驱动马达的电功率消耗范围在约4至11kW之间。

电驱动马达可实施为无变速箱的轮毂电机形式的直接驱动器。此外还有这样的驱动装置，其中驱动马达安装在尤其两轮车后摇杆的框架或框架件上，其中，在驱动马达输出轴和驱动轮之间设置一固定的减速箱。这种结构有一个关键性的缺点，即为了达到足够的两轮车启动扭矩必须使用高扭矩驱动马达，该驱动马达可具有提高的重量。在通常的驾驶工作下，这种驱动马达通常在部分负荷区域中工作，其中，其具有比在全负荷状态下更小的效率。尽管这种驱动马达的峰值效率高至95%，在一个完整的常见的行驶循环中，效率可能明显低于80%。

带有多档变速箱的驱动装置可包括面传动齿轮，该面传动齿轮通常与驱动马达一起直接定位在驱动轮上。在该布置形式中，在两轮车中线的一侧有相对较大的质量，因而质量分配不对称。此外，档位的选择和接入也可能有问题。当用于档位选择的致动器被持续以保持电流加载时，在已知的实施形式中仅可使用其中一个档位。这增加了整个驱动装置的能量消耗且可导致较低的效率和较短的行驶里程。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于电动两轮车的驱动装置，该驱动装置能更好地利用能量。

根据本发明的用于电动两轮车的驱动装置包括第一行星齿轮装置以及第二行星齿轮装置，该第一行星齿轮装置带有第一太阳轮，第一空心轮和第一行星轮，该第二行星齿轮装置带有第二太阳轮，第二空心轮和第二行星轮。此外设置有行星轮架，输入轴，输出轴和切换装置，在该行星轮架上可旋转地支承第一和第二行星轮，该输入轴与太阳轮相连，该输出轴与行星轮架相连，该切换装置用于将空心轮抗相对转动地支撑在两轮车的框架件上。

由此得到一种两级行星齿轮装置，该行星齿轮装置可以节省空间的方式构建成同轴的。行星齿轮装置尤其可布置成与电动马达同轴的，该电动马达可设置为电动两轮车的电驱动马达。该齿轮装置沿两个方向起作用，从而使得再生或者说回收（Rekuperation），即通过两轮车的动能驱动电动马达成为可能。

在特别优选的实施形式中，切换装置包括用于支撑第一空心轮的第一嵌接元件和用于支撑第二空心轮的第二嵌接元件以及操作元件，其中，操作元件在第一位置中操作第一嵌接元件，在第二位置中操作第二嵌接元件且在第三位置（该位置位于第一和第二位置之间）中不操作嵌接元件。

由此可确保，换挡始终在空转（Leerlauf）下进行，即，在接入另一档之前，首先释放刚才已接入的档位。由此能在档位之间安全且节能地进行切换。

在又一优选的实施形式中设置有可切换的锁定装置（Arretiereinrichtung）以用于将输出轴抗相对转动地支撑在框架件上。通过锁定装置可实现停车位置，在该位置中，驱动装置的输出轴抗相对转动地支撑在框架件上。如果在驱动装置的输出轴和电动两轮车的驱动轮之间设置有刚性联接器，则可由此确保驱动轮不转动。由此则可防止例如当两轮车停车时电动两轮车无意间的滚动。此外，锁定装置可在两轮车暂时停住用作驻车制动器。由此可例如在不操作两轮车制动器的情况下使在下坡道或在上坡道上的保持成为可能。由此，保持功能可以简单的且不与制动系统交织在一起（Verflechtung）的方式实现。

在又一实施形式中，操作元件可在第四位置中同时将两个空心轮支撑在框架件上，用以将输出轴支撑在框架件上。以该方式，锁定装置可实施成与切换装置为一体的。由此，可例如取消用于操纵锁定装置的单独的致动器。第四位置优选位于这样的位置，即在第一和第二位置之间切换时不经过第四位置。在一种实施形式中也可设置多个第四位置，以便可备选地由第一或第二位置切换到第四位置中。

锁定装置可备选地具有支承在框架件上的嵌接元件以用于与输出轴相嵌接。嵌接元件可通过摩擦配合、形状配合或者力配合与输出轴嵌接。锁定装置的运动在此可轴向、径向或者切向于输出轴的转轴。由此可得到较大结构空间以用于实现简单的锁定装置。

优选设置有强制引导装置以用于操作锁定装置。强制引导装置可例如以连杆控制装置的形式实现。不同于通常以克服弹性元件的力进行的单边操作，这能够以更好的安全性来避免无意间操作或释放锁定装置。

在又一实施形式中，驱动装置附加地包括电动马达，该电动马达布置成与行星齿轮装置同轴，其中，电动马达和行星齿轮装置的直径彼此偏差不大。直径的偏差可例如低于约5至10%。由此可提供一种紧凑的且可单独操纵的驱动装置，该驱动装置可更好地利用现有的结构空间。

在又一实施形式中，驱动装置此外包括传动装置以用于连接输出轴与两轮车的驱动轮。由此可将行星齿轮装置和必要时电动马达也安装在两轮车的重心附近。此外可由此减小在驱动轮区域的非簧载质量。传动装置优选实施为链传动、带传动或者齿形带传动。

在又一实施形式中设置有弹性元件以用于分别逆着切换装置的操作方向预紧切换装置的嵌接元件。由此可确保在一个弹性元件失效时，刚才未接入的档位仅很弱地一起运转且由此不阻塞驱动装置。

附图说明

现在参考附上的附图更详细地说明本发明，其中：

图1展示了带有驱动装置的电动两轮车的示意图；

图2展示了图1的驱动装置的示意图；

图3展示了图2的驱动装置的实施形式的透视图，以及

图4展示了图3的实施形式的变型。

具体实施方式

图1展示了电动两轮车100。该两轮车100这里示例性地为可电驱动的摩托车或所谓的踏板车，然而也可包括带有电辅助驱动器的自行车或电动自行车。两轮车100包括用于驱动一驱动轮110的驱动装置105。驱动装置105可直接布置在驱动轮110上或布置在两轮车100的框架件上。框架件可包括框架115或者摇杆120。在该情况下，驱动装置105优选借助于传动装置125与驱动轮110相联接。摇杆120可包括单臂或多臂摇杆。

图2以示意图展示了图1的驱动装置105。电动马达205作用到变速箱215的输入轴210上。变速箱215包括第一行星齿轮装置220，其带有第一太阳轮225，第一空心轮230和第一行星轮235。优选设置有多个第一行星轮235，例如三个或四个。在已知的形式中，第一太阳轮225和第一空心轮230彼此同轴布置且分别与第一行星轮235啮合。第二行星齿轮装置240以相应的形式设置，该第二行星齿轮装置240包括第二太阳轮245，第二空心轮250和至少一个第二行星轮255。在此，行星齿轮装置230和240之间至少一个相对应的齿轮对的直径选成不同的。

行星轮235和255可转动地支承在行星轮架260上，该行星轮架与变速箱215的输出轴265相连。行星轮架260在此可相对于太阳轮225和245或者空心轮230和250同心转动。切换装置270包括第一嵌接元件275和第二嵌接元件280以用于分别将第一空心轮230和第二空心轮250分别支撑在框架件115、120上。嵌接元件275、280可例如分别为制动带，离合器或制动器。

在又一实施形式中设置有用于将输出轴265关于框架件215、220进行支撑的锁定装置285。锁定装置285可构建成分散的且例如包括滑块，该滑块可与输出轴265进入形状配合或摩擦配合。为此可例如通过关于输出轴265的轴向、径向或者切向的移动来操作锁定装置285。优选设有用于操作的强制引导装置290，该强制引导装置290可例如实施为连杆引导装置。

图3展示了图2的驱动装置105的实施形式的透视图。为了更好的展示，用于将行星轮235或者255连接在行星轮架260上的轴未示出。

嵌接元件275和280在此分别实施为制动器。每个制动器包括两个贴靠元件（Anlageelement）305，在该贴靠元件305上安装有摩擦元件310以用于产生与对应的空心轮230或者250的摩擦配合。在图3下方示出的贴靠元件305的端部以可径向移动的形式支承且摩擦元件310这样安装，即，在操作对应的嵌接元件275、280时不产生作用到空心轮230或者250上的径向力。为此，所示的布置方案优选针对每个贴靠元件305布置两个摩擦元件310。

锁定装置285包括用于朝输出轴265方向径向运动的滑块。强制引导装置290实施为连杆引导装置。在滑块315处和在输出轴265或者行星轮架260的外缘处设置有齿部320以用于形状配合的嵌接。

用于选择所接入的档位的切换装置270可包括跷板，滑块或切换器。在所示实施形式中设置有可转动的操作轴325，在该操作轴上如此安装有两个带有角度错位的脱接器（Ausrücker）330，即根据操作轴325转动位置的不同或者操作第一嵌接元件275或者操作第二嵌接元件280。没被操作的各嵌接元件275、280分别借助于弹性元件335卸载，从而摩擦元件310尽可能不与相应的太阳轮225或者245相嵌接。脱接器330的角度错位和嵌接元件275和280的操作路程优选如此确定，即，在第一位置（其中，第一嵌接元件275被操作且第二嵌接元件280未被操作）和第二位置（图3所示位置，其中，第二嵌接元件280被操作而第一嵌接元件275未被操作）之间的过渡中存在一个第三位置，其中，没有嵌接元件275、280被操作。在图3的右下方详细示出了参照在操作轴325处的方向箭头的第一位置340，第二位置345和第三位置350。

图4展示了图3的实施形式的驱动装置105的变型。这里切换装置270实施成与锁定装置285一体化。为此在操作轴325上在嵌接元件275、280中的每个嵌接元件的区域中还安装有附加的脱接器330，该脱接器330在操作轴325的第四位置中操作两个嵌接元件275和280。因为行星齿轮装置220、240由于其不同的尺寸而产生不同的传动比，这样造成的两个档的接入导致变速箱215的锁定。位置340至355再次参照在操作轴325处的方向箭头在图4的右下方详细示出。

Claims (9)

1.用于电动两轮车（100）的驱动装置（105），其中，所述驱动装置（105）包括以下部件：

-第一行星齿轮装置（220），所述第一行星齿轮装置带有第一太阳轮（225），第一空心轮（230）和第一行星轮（235）；

-第二行星齿轮装置（240），所述第二行星齿轮装置带有第二太阳轮（245），第二空心轮（250）和第二行星轮（255）；

-行星轮架（260），在所述行星轮架（260）上可转动地支承第一行星轮（235）和第二行星轮（255）；

-输入轴（210），所述输入轴与第一太阳轮（225）及第二太阳轮（245）相连；

-输出轴（265），所述输出轴与行星轮架（260）相连；

-切换装置（270），所述切换装置用于将所述第一空心轮（230）和所述第二空心轮（250）中的一个空心轮抗相对转动地支撑在电动两轮车（100）的框架件（115、120）上。

2.根据权利要求1所述的驱动装置（105），其中，切换装置（270）包括用于支撑第一空心轮（230）的第一嵌接元件（275）和用于支撑第二空心轮（250）的第二嵌接元件（280）以及操作元件（325），其中，操作元件（325）在第一位置（340）中操作第一嵌接元件（275），在第二位置（345）中操作第二嵌接元件（280）且在位于第一位置和第二位置之间的第三位置（350）中不操作第一嵌接元件（275）和第二嵌接元件（280）。

3.根据权利要求1或2所述的驱动装置（105），还包括能切换的锁定装置（285）以用于将输出轴（265）抗相对转动地支撑在框架件（115、120）上。

4.根据权利要求2所述的驱动装置（105），其中，操作元件（325）在第四位置（355）中同时将两个空心轮（230、250）支撑在框架件（115、120）上，以为了将输出轴（265）支撑在框架件（115、120）上。

5.根据权利要求3所述的驱动装置（105），其中，锁定装置（285）具有相对于框架件（115、120）支承的第三嵌接元件（315）以用于与输出轴（265）嵌接。

6.根据权利要求5所述的驱动装置（105），其中，设置有强制引导装置（290）以用于操作所述锁定装置（285）。

7.根据权利要求1或2所述的驱动装置（105），还包括电动马达（205），所述电动马达布置成与第一行星齿轮装置（220）及第二行星齿轮装置（240）同轴，其中，电动马达（205）和第一行星齿轮装置（220）及第二行星齿轮装置（240）的直径彼此相差不大。

8.根据权利要求1或2所述的驱动装置（105），还包括传动装置（125）以用于连接输出轴（265）与电动两轮车（100）的驱动轮（110）。

9.根据权利要求2所述的驱动装置（105），还包括弹性元件（335）以用于分别逆着切换装置（270）的操作方向来预紧所述切换装置的第一嵌接元件（275）及第二嵌接元件（280）。