CN109278932A - 自行车的脚踏轴承驱动装置 - Google Patents

自行车的脚踏轴承驱动装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109278932A
CN109278932A CN201810798216.5A CN201810798216A CN109278932A CN 109278932 A CN109278932 A CN 109278932A CN 201810798216 A CN201810798216 A CN 201810798216A CN 109278932 A CN109278932 A CN 109278932A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shift
foot
driving device
reversal means
slide plate
Prior art date
Application number
CN201810798216.5A
Other languages
English (en)
Inventor
M·欣特考森
P·基米希
Original Assignee
罗伯特·博世有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE102017212347.8A priority Critical patent/DE102017212347A1/de
Priority to DE102017212347.8 priority
Application filed by 罗伯特·博世有限公司 filed Critical 罗伯特·博世有限公司
Publication of CN109278932A publication Critical patent/CN109278932A/zh

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M3/00Construction of cranks operated by hand or foot
    • B62M3/003Combination of crank axles and bearings housed in the bottom bracket
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • B62M11/14Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • B62M11/14Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
    • B62M11/145Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears built in, or adjacent to, the bottom bracket
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • B62M11/14Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
    • B62M11/18Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears with a plurality of planetary gear units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/55Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts

Abstract

本发明涉及一种自行车的脚踏轴承驱动装置,其包括设置用于由骑行者进行操作的脚踏曲轴;传动装置组件,其布置在脚踏曲轴上并且包括多个彼此连接的行星传动装置;相对于脚踏曲轴抗扭地布置的换挡滑板,换挡滑板能够沿着脚踏曲轴的轴向方向移动,其中,行星传动装置的太阳轮分别具有换挡拨指,换挡拨指关于脚踏曲轴径向向外延伸,其中,换挡滑板具有闭锁元件,其中,闭锁元件沿脚踏曲轴的径向方向与至少一个换挡拨指搭接,使得由于换挡滑板的移动,通过换挡拨指与闭锁元件沿脚踏曲轴的轴向方向和径向方向的搭接阻止单个或多个换挡拨指绕着脚踏曲轴旋转。

Description

自行车的脚踏轴承驱动装置

技术领域

本发明涉及一种自行车的脚踏轴承驱动装置。该自行车尤其具有作为辅助驱动装置的电动机并且因此为电动踏板车(Pedelec)或电动自行车(Ebike)。在本发明描述的范畴内包括和具有上述两个词作为同义词使用。

背景技术

由现有技术已知一种电动自行车,也就是说电动踏板车或电动自行车,所述电动自行车具有中置马达和自行车换挡装置,用于使骑行者的有限驱动力匹配于不同的行驶阻力。在具有脚踏轴承驱动装置的电动自行车中,通常在后轮上安装有链换挡装置或毂换挡装置,而电驱动装置则布置在脚踏轴承上。

由公开文献DE 10 2012 109 637 A1和DE 10 2014 000 898 A1已知一种具有集成的换挡传动装置的脚踏轴承驱动装置,该脚踏轴承驱动装置具有与脚踏曲轴同轴的空心轴马达和与脚踏曲轴轴线平行的换挡传动装置。在DE 10 2013 220 299 A1和DE 10 2014007 271 A1中描述了将摩擦环传动装置作为可无级调节的自行车换挡传动装置集成到脚踏轴承驱动装置中。然而,摩擦环传动装置由于通过摩擦锁合实现的力传递而具有低效率,该低效率在没有马达支持的情况下尤其在7m/s(约25km/h)以上的速度时对电池续航里程和行驶性能产生明显影响。

基于正齿轮传动装置的、具有集成的换挡装置的脚踏轴承驱动装置(例如在DE 102010 051 727 A1或EP2 881 315 A2中所述那样)具有较低转矩密度的缺点并且在降挡到较低挡位中时不能处于负载下或仅能处于部分负载下进行换挡。此外,这样的换挡装置不具有机电式促动的自动选挡。如在WO2013/160477 A1中那样的方案具有以下缺点:所述换挡不是无牵引力中断地进行。因此,骑行者经历明显可感觉到的脚踏曲柄空行程。如在DE102012 109 637 A1、DE 10 2014 000 898 A1或DE 10 2010 051 727 A1那样的方案中的换挡通过借助棘爪固定或释放齿轮来进行,所述棘爪绕着齿轮的中心轴布置并且径向地从内部形状锁合地嵌接到车轮体中。

发明内容

本发明的脚踏轴承驱动装置允许自动的并且尤其在负载下在各个挡位之间所执行的换挡。为此存在可直线运动的换挡滑板,该换挡滑板可以通过直线位移来闭锁和释放各个齿轮。

行驶工具的脚踏轴承驱动装置包括脚踏曲轴和传动装置组件。脚踏曲轴设置用于由骑行者进行操作。脚踏曲轴尤其设有踏板,骑行者可以经由该踏板将转矩施加到脚踏曲轴上。脚踏曲轴优选具有中轴线,其中,下面所有方向给定在轴向或径向上都涉及所述中轴线。传动装置组件布置在脚踏曲轴上并且包括多个相互连接的行星传动装置。通过所述行星传动装置尤其限定传动装置组件的多个自由度,使得通过闭锁单个自由度可以实现传动装置组件的不同传动比。尤其可以以这种方式实现多个挡位。传动装置组件特别有利地接合在链盘(Kettenblatt)中,其中,所述链盘设置用于将力例如经由链传动装置传递到自行车的驱动轮上。

此外,脚踏轴承驱动装置具有相对于脚踏曲轴抗扭转地布置的换挡滑板。该换挡滑板尤其被支承在脚踏轴承驱动装置的壳体上并且因此不能相对于脚踏曲轴扭转。然而设置,换挡滑板可沿着脚踏曲轴的轴向方向移动。通过这样的移动尤其能够闭锁传动装置组件的单个或多个自由度。为此设置,行星传动装置的太阳轮分别具有一个换挡拨指。每个换挡拨指关于脚踏曲轴径向向外延伸。特别优选,行星传动装置的太阳轮沿至少一个方向与各一个换挡元件抗扭转地连接,其中,每个换挡元件环形地绕着脚踏曲轴延伸。换挡拨指为换挡元件的径向突出部。在任何情况下,通过闭锁换挡拨指能够相对于脚踏曲轴固定行星传动装置的对应太阳轮。由此阻止对应太阳轮的旋转。以这种方式,可以通过传动装置组件使转矩流变化,使得能够实现不同的传动比。

换挡滑板具有闭锁元件,其中,所述闭锁元件平行于脚踏曲轴的径向方向与至少一个换挡拨指搭接。这意味着,通过换挡滑板的移动阻止单个或多个换挡拨指绕着脚踏曲轴的旋转,其方式是:闭锁元件也沿轴向方向与换挡拨指搭接。因此,能够仅通过换挡滑板的移动实现传动比关系的变化。在闭锁元件之间优选存在空隙,所述空隙沿径向方向不与一个或多个换挡拨指搭接。因此,通过换挡滑板的移动尤其可以闭锁换挡拨指的不同组合,以便因此实现传动装置组件的不同挡位,也就是说实现不同的传动比。换挡拨指的闭锁尤其可以仅在一侧或也可以在两侧进行。在一侧的闭锁可以被简单地执行,而在两侧的闭锁能够实现迅速和几乎无负载中断的换挡。

在优选实施方式中示出本发明的优选扩展方案。

优选设置,换挡拨指的至少一部分具有与脚踏曲轴不同长度的径向延伸部。

因此,可以通过相应互补地成型的闭锁元件有针对性地闭锁各个换挡拨指。

闭锁元件优选这样布置,使得换挡滑板沿着与脚踏曲轴的轴向方向平行的方向的移动导致传动装置组件的传动比关系的上升或下降变化。因此,仅从第一外极限点到第二外极限点的移动是必要的,以便从最低挡位换挡到最高挡位中,或反之。在这种情况下,换挡滑板上的闭锁元件构成类似于钥匙齿(Schlüsselbart)的组件,使得在杆沿一个方向继续移动换挡滑板时,相继闭锁所有相应地必要的换挡拨指,以便获得上升或下降的传动比关系。在此,尤其能够将换挡拨指闭锁在换挡滑板的两个不同位态中,然而不闭锁在不同位态之间的中间位态中。因此,两个闭锁元件存在有空隙,使得在继续移动时首先通过闭锁元件闭锁换挡拨指,然后换挡拨指通过所述空隙被释放并且接下来又闭锁换挡元件。

脚踏曲轴的旋转尤其可传递到第一行星传动装置的第一行星架上。特别有利地,在脚踏曲轴和第一行星架之间安装有自由轮,使得脚踏曲轴至少沿一个方向不会自动地被第一行星传动装置驱动。此外,传动装置组件优选包括第二行星传动装置,其中,第一行星传动装置和第二行星传动装置具有共同的空心轮。共同的空心轮尤其也可以理解为这样的组件,第一行星传动装置和第二行星传动装置的两个齿轮一体构造和/或抗扭转地相互连接。在此也设置,共用的空心轮与第一行星和第二行星传动装置的各一个行星轮啮合,其中,所述两个行星轮的直径和/或齿数相同。第二行星传动装置的第二行星架优选与第三行星传动装置的太阳轮耦合。第三行星传动装置尤其具有相对于脚踏曲轴固定的空心轮。因此,能够实现对第二行星传动装置的支撑。第一行星架有利地与链盘连接,通过该链盘可将驱动转矩传递到自行车的驱动轮上。因此,限定传动装置组件的输出端。因此通过选择式地闭锁第一行星传动装置和第二行星传动装置的太阳轮,可以实现不同的传动比。

特别有利地,第一行星架和/或第二行星架分别多级地、尤其两级地构造。第一行星架和第二行星架的每一级有利地与各自具有自己的换挡拨指的太阳轮耦合以传递转矩。在此设置,对应的行星架的级在其直径和/或齿数方面相互不同。因此由于多级性,每个行星传动装置存在多个太阳轮并且从而存在多个换挡拨指,使得在闭锁换挡拨指时得到多个可能组合。由此可以实现传动装置组件的大量不同挡位。特别有利地,下述太阳轮中的至少一个具有接至对应换挡拨指的自由轮:所述太阳轮与第一行星架或第二行星架的级中之一耦合。因此,所述自由轮可以被完全闭锁,其中,同时通过对应的太阳轮的转动方向反向不对传动装置组件产生影响。这尤其在行星架的所述多级性的情况下是有利的,因为在这里可以出现太阳轮的转动方向反向。在这种情况下,带着自由轮的太阳轮的换挡拨指可以被闭锁元件完全闭锁,而这不会对太阳轮产生影响。如果换挡滑板继续移动,那么可以通过重新反向转动方向再次闭锁太阳轮,这通过已经被闭锁的换挡拨指非常顺利并且从而几乎无中断地发生。

此外特别有利地,驱动电动机尤其通过减速传动装置与用于传递转矩的第二行星架耦合。因此,脚踏轴承驱动装置使得能够通过驱动电动机的附加驱动转矩来辅助行驶工具的骑行者。因为第二行星架通过固定的传动比关系被耦合到第一行星架上,而第一行星架直接被耦合到链盘上,因此不会通过传动装置改变驱动电动机到链盘的传动比关系。同时能够实现脚踏轴承驱动装置的紧凑结构。

换挡拨指有利地具有平行于脚踏曲轴的轴向方向延伸的开口。因此,换挡拨指抵抗绕着脚踏曲轴中轴线的弯曲的刚度减小。这允许通过换挡拨指的所述弹性变形来阻尼该换挡拨指在闭锁元件上的撞击。因此,使在脚踏轴承驱动装置运行中的振动和噪音最小。

此外优选设置,闭锁元件具有平行于脚踏曲轴的轴向方向延伸的缝口。替代或附加地,闭锁元件可以具有弹簧元件,尤其螺线形弹簧、碟形弹簧或螺旋弹簧。又能够通过弹性变形来阻尼换挡拨指在闭锁元件上的撞击。因此,又阻止或减小噪音产生以及振动的出现。

换挡滑板可以是具有驱动装置、尤其电动机的单个构件。同样,换挡滑板可以包括分别具有各自的驱动装置、尤其各自的电动机的多个构件。如果换挡滑板仅具有一个单个构件,那么能够实现非常简单和低花费的结构。同样,能够简单和低花费地实现换挡滑板的驱动装置。在具有各自的驱动装置的多个构件情况下,能够在换挡过程中跳过各个挡位和因此能够实现灵活的换挡。

脚踏轴承驱动装置尤其具有壳体,其中,该壳体包括用于换挡滑板的接收部。壳体在该接收部上具有至少一个纵长缝口,该纵长缝口平行于脚踏曲轴的轴向方向延伸。这导致通过换挡滑板使振动的激励和传递最小。由此避免了由于振动引起的提高的构件负荷和噪音产生,这些振动可能由于换挡拨指撞到换挡滑板上而形成。

此外,特别有利地设置,闭锁元件被倒圆。这阻止在闭锁元件上产生高的棱边压力并且因此导致磨损减小并且导致换挡滑板的使用寿命提高。此外特别有利的是,这样选择闭锁元件之间的空隙,使得除与换挡拨指的尺寸的匹配以外,在使换挡滑板运动的促动器方面的相应动态性的情况下,在没有被闭锁的和从而绕着脚踏曲轴旋转的、但是待闭锁的换挡拨指已经达到闭锁元件的位置之前,还完全终止换挡滑板的移动。为此特别有利地设置,存在至少一个传感器,通过该传感器可以监视对应的换挡拨指的位置。

附图说明

下面参照附图详细描述本发明的实施例。在附图中示出:

图1根据本发明的一个实施例的脚踏轴承驱动装置的示意性原理简图,

图2根据本发明的该实施例的脚踏轴承驱动装置的示意性侧视图,

图3根据本发明的该实施例的脚踏轴承驱动装置的换挡滑板的示意性立体视图,

图4根据本发明的该实施例的脚踏轴承驱动装置的换挡滑板的示意性侧视图,

图5根据本发明的该实施例的脚踏轴承驱动装置的换挡滑板的示意性仰视图,

图6根据本发明的该实施例的脚踏轴承驱动装置在挂入第一挡位时的示意性视图,

图7根据本发明的该实施例的脚踏轴承驱动装置在挂入第二挡位时的示意性视图,

图8根据本发明的该实施例的脚踏轴承驱动装置在挂入第三挡位时的示意性视图,

图9根据本发明的该实施例的脚踏轴承驱动装置在挂入第四挡位时的示意性视图,

图10根据本发明的该实施例的脚踏轴承驱动装置在挂入第五挡位时的示意性视图,

图11根据本发明的该实施例的脚踏轴承驱动装置在挂入第六挡位时的示意性视图,

图12根据本发明的该实施例的脚踏轴承驱动装置在挂入第七挡位时的示意性视图,

图13根据本发明的该实施例的脚踏轴承驱动装置的传感器的示意图,

图14根据本发明的该实施例的脚踏轴承驱动装置的换挡拨指的两个示意性细节视图,

图15根据本发明的该实施例的脚踏轴承驱动装置的一个替代换挡滑板的示意性视图,和

图16根据本发明的该实施例的脚踏轴承驱动装置的壳体的一部分的示意性视图。

具体实施方式

图1示出用于自行车的脚踏轴承驱动装置1的结构的示意性原理简图。图2示出脚踏轴承驱动装置1的示意性侧视图。脚踏轴承驱动装置1具有集成的、可负载换挡的7挡传动装置组件3。

脚踏轴承驱动装置1具有脚踏曲轴2,该脚踏曲轴可以被配备有脚踏轴承驱动装置1的自行车的骑行者驱动。力从踏板曲轴2尤其经由自由轮17传递到传动装置组件3上。脚踏曲轴2将转矩传递到第一行星传动装置4的第一行星架18上。第一行星架18两级地构造并且因此具有第一级22和第二级23。在此,第一级22与第一太阳轮8啮合,而第二级与第二太阳轮9啮合。第一太阳轮8经由自由轮17与第一换挡拨指12连接,而第二太阳轮9与第二换挡拨指13抗扭转地连接。因此,可以通过闭锁第一换挡拨指12将第一太阳轮8沿至少一个转动方向闭锁,而通过闭锁第二换挡拨指13,能够闭锁第二太阳轮9。

第一行星架18的第二级23经由共同的空心轮20与第二行星架19的第二级23连接,其中,第二行星架19又具有第一级22和第二级23。替代地,也能够经由共同的空心轮20实现对应的第一级22的连接。第二行星架19的第一级22与第三太阳轮10啮合,而第二行星架19的第二级23与第四太阳轮11啮合。第三太阳轮10经由自由轮与第三换挡拨指14连接,而第四太阳轮11与第四换挡拨指15抗扭转地连接。因此,类似于第一太阳轮8和第二太阳轮9,能够通过闭锁第三换挡拨指14或第四换挡拨指15实现沿至少一个方向闭锁第三太阳轮10或完全闭锁第四太阳轮11。

此外,第二行星架19经由减速传动装置17与驱动电动机24耦合,经由该驱动电动机能够将附加的驱动力输入到传动装置组件3中。此外,第二行星架19与第三行星传动装置6耦合,该第三行星传动装置的空心轮21被固定并且因此不能旋转。第一行星架18与链盘31耦合,这为传动装置组件3的输出端。

作用到链盘31上的驱动力既可以通过驱动电动机24又可以经由脚踏曲轴2并且从而经由骑行者的肌力产生。如由图1可见那样,驱动电动机24与链盘31之间的传动比关系是固定的并且不能改变。相反,在脚踏曲轴2与链盘31之间的传递路径中,在传动装置组件内存在多个自由度,其中,可以通过换挡拨指12,13,14,15闭锁各个自由度。由此能够可变地设定脚踏曲轴2与链盘31之间的传动比关系。

借助换挡滑板7来改变传动比关系。换挡滑板7相对于传动装置组件3抗扭转地布置并且可以沿脚踏曲轴2的轴向方向100移动。通过这种移动,能够闭锁单个或多个换挡拨指12,13,14,15,使得这些换挡拨指12,13,14,15不再能够旋转。在太阳轮8,9,10,11没有被自由轮释放时,这导致对应的太阳轮8,9,10,11被闭锁。

换挡拨指12,13,14,15是突出件,这些突出件沿脚踏曲轴2的径向方向延伸。换挡滑板7具有闭锁元件16,该闭锁元件同样沿脚踏曲轴2的径向方向延伸。闭锁元件16和换挡拨指12,13,14,15沿脚踏曲轴2的径向方向搭接,使得可以通过换挡滑板7沿轴向方向的移动来闭锁单个或多个处于旋转中的换挡拨指12,13,14,15,其方式是:换挡拨指12,13,14,15贴靠到闭锁元件16上。

下面也将链盘31与脚踏曲轴2之间的传动比关系的变化作为在多个挡位之间的换挡来描述。在此,对于每次换挡过程仅需移动换挡滑板7。尤其存在构造用于移动换挡滑板7的促动器。该促动器尤其是电动机。

经由链盘31,驱动力尤其能够经由链传动机构被传递到自行车的轮、例如后轮上。因此,在自行车运行时,通过驱动电动机来辅助使用者,而使用者自己可以在驱动自行车时用其肌力选择所希望的挡位。

此外,脚踏轴承驱动装置1具有壳体28(参见图16),换挡滑板7被支承在所述壳体28上并且该壳体在空间上至少部分地包封传动装置组件3。

通过抗扭转地安装在太阳轮8,9,10,11上的、随着太阳轮8,9,10,11旋转的换挡拨指12,13,14,15,太阳轮8,9,10,11可以单独或组合地借助换挡滑板7在其旋转运动方面被闭锁或者与壳体28抗扭转地连接并且又被释放。通过闭锁和释放太阳轮8,9,10,11,设定或者说切换传动装置组件的不同传动比或者说挡位。

在图3至5中示出换挡滑板7的不同视图。在此,图3示出示意性的空间表示,图4示出侧视图并且图5示出仰视图。换挡滑板7具有多个闭锁元件16和不同宽度和高度的空隙35。换挡滑板7能够平行地并且沿脚踏曲轴2的方向移动。可以借助闭锁元件16和空隙35通过移动换挡滑板7单独或组合地沿一个或两个转动方向闭锁旋转的换挡拨指12,13,14,15并且从而闭锁对应的太阳轮8,9,10,11。在此,换挡滑板7的闭锁元件16和空隙35这样被设计尺寸和布置,使得这些挡位可以单独通过换挡滑板7沿着脚踏曲轴2的轴向方向100的移动总是按照这些挡位的顺序相继地沿两个方向、也就是说在升挡和降挡时无跳挡地连续换挡。这样选择闭锁元件16和空隙35以及换挡拨指12,13,14,15的位置、间距和尺寸,使得根据换挡逻辑或者说传动比模式和需要的换挡速度,当换挡滑板7轴向移动时,闭锁或释放刚好参与所确定的传动比的换挡拨指12,13,14,15或者对应的太阳轮8,9,10,11。

闭锁元件16的棱边优选被倒圆,以便使棱边载架最小。为了沿两个转动方向闭锁换挡拨指12,13,14,15以避免脚踏曲轴2在没有功率传递情况下的空行程,闭锁元件16这样布置,使得涉及的换挡拨指12,13,14,15能够被包住并且因此可以沿两个转动方向被闭锁。

在图1中示出,第一换挡拨指12和第三换挡拨指14分别经由自由轮17、尤其经由自换挡的超越自由轮(überholfreilauf)与对应的第一太阳轮8和第三太阳轮10连接。从而能够在通过换挡滑板7闭锁所述换挡拨指12,14之后阻止在换挡时所述换挡拨指12,14从换挡滑板7转动离开。第一换挡拨指12或第三换挡拨指14可以借助换挡滑板7保持在闭锁位置中,而同时第一太阳轮8或第三太阳轮10为了换挡又被释放。这通过以下方式发生:在换挡时,第一太阳轮8或第三太阳轮10经受转动方向反向,并且在此同时,对应的自由轮17将第一换挡拨指12或第三换挡拨指14与对应的第一太阳轮8和第三太阳轮10去耦合。

通过阻止第一换挡拨指12和第三换挡拨指14从换挡滑板7转动离开,在重新闭锁第一换挡拨指12或第三换挡拨指14时,通过第一换挡拨指12或第三换挡拨指14旋转至换挡滑板7的位置的旋转时间避免脚踏曲轴在没有功率传递情况下的空程。从而保证,对于任何换挡都不产生脚踏曲轴2在没有功率传递情况下的空行程。在每次换挡时发生从骑行者到链盘31上的并且从而无牵引力中断的功率传递。

图6至12示出换挡滑板7的移动和各个换挡拨指12,13,14,15的通过所述移动进行的闭锁以设定七个挡位。因此,能够在最小的第一挡和最大的第七挡之间任意地换挡,其中,所有中间挡位必须始终以升序或降序连续换挡。在此,除了变换到第一挡位中和相反地从第一挡位变换到第二挡位中以外,在每次换挡过程中在第一换挡拨指12的第一太阳轮8与第二换挡拨指13的第二太阳轮9之间进行在闭锁方面的变换。第一挡位为传动装置组件3的最高传动比,而第七挡位为最低传动比。

图6示出挂入的第一挡位。换挡滑板7位于相对于链轮31的最短距离中并且所有四个换挡拨指12,13,14,15被释放并且可以随着对应的太阳轮8,9,10,11旋转。

图7示出挂入的第二挡位。为此,换挡滑板7随着相对于链盘31的距离的增大而移动并且第一换挡拨指12被换挡滑板7的闭锁元件16闭锁。由此,第一太阳轮8被闭锁并且不能旋转。

换挡滑板7随着相对于链盘31的距离的增大进一步移动,导致在图8中所示的第三挡位。在此,通过换挡滑板7的闭锁元件16闭锁第二换挡拨指13,使得对应的第二太阳轮9同样被闭锁。第一换挡拨指12被两个闭锁元件16包住并且因此沿两个转动方向被闭锁。相反,第一太阳轮8经受转动方向反向并且经由自由轮17被释放。因此,尽管第一换挡拨指12被完全闭锁,第一太阳轮8仍然能够旋转。

在图9中所示的第四挡中,换挡滑板7随着相对于链盘31的距离的增大进一步移动。因此,通过换挡滑板7的闭锁元件16闭锁第三换挡拨指14并且从而闭锁第三太阳轮10。同时,第二换挡拨指13和从而对应的第二太阳轮9被释放。因此,第二太阳轮9和第二换挡拨指13都可以自由旋转。此外,第一换挡拨指12被换挡滑板7的两个闭锁元件16包住并保持被闭锁。相反,第一太阳轮8经受转动方向反向并且因此由于第一换挡拨指12的进一步闭锁而被闭锁,因为自由轮17通过转动方向反向不再允许第一太阳轮8旋转。

图10示出第五挡位,该第五挡位通过换挡滑板7随着相对于链盘31的距离的增大而进一步移动来实现。第二换挡拨指13被闭锁,而第一换挡拨指12还被两个闭锁元件包住并保持被闭锁。然而,第一太阳轮8如在第三挡位情况下那样通过转动方向反向和自由轮17被释放。因此,第二太阳轮9被闭锁,而第一太阳轮被释放。在第三太阳轮10和第四太阳轮11中没有发生变化,使得第三太阳轮10被闭锁而第四太阳轮11被释放。

在图11中示出第六挡位。通过换挡滑板7随着相对于链盘31的距离的增大进一步移动,第四换挡拨指15被换挡滑板7的闭锁元件16闭锁并且从而对应的第四太阳轮11被闭锁。第三换挡拨指14被两个闭锁元件16包住并且保持被闭锁,其中,完全阻止第三换挡拨指14的旋转。相反,第三太阳轮10经受转动方向反向并且通过自由轮17被释放。同时,第二换挡拨指13和对应的第二太阳轮9被释放。此外,第一换挡拨指12被两个闭锁元件16包住并保持被闭锁。对应的第一太阳轮8的闭锁如在第四挡位情况下那样通过转动方向反向来实现,使得自由轮17不再能够释放第一太阳轮8。

最后,在图12中示出第七挡位,该第七挡位通过换挡滑板随着相对于链盘31的距离的增大而进一步移动来实现。由此,第二换挡拨指13被换挡滑板7的闭锁元件16闭锁,这导致对应的第二太阳轮9被闭锁。换挡滑板7位于相对于链盘31的最大距离处。所有四个换挡拨指12,13,14,15在该位态中被闭锁。此外,第一换挡拨指12被两个闭锁元件16包住并且保持被闭锁。对应的第一太阳轮的释放如在第三挡位的情况下那样通过转动方向反向和自由轮17来进行。

通过闭锁不同的太阳轮8,9,10,11,在不同路径上的转矩传递通过传动装置组件3进行。在此,实现不同的传动比。这导致可以切换不同的挡位。

除了与换挡拨指12,13,14,15的端部的尺寸设计匹配以外,还这样选择闭锁元件16之间的沿轴向方向100的间距或者说空隙35的长度以及闭锁元件16沿轴向方向100的宽度,使得在待闭锁的并且还在旋转的换挡拨指12,13,14,15已经达到换挡滑板7亦或闭锁元件16的位置之前,在用于移动换挡滑板7的促动器的相应动态性的情况下所述换挡滑板7已经完全占据其重新达到的位置。此外,为了保证换挡滑板7的及时定位,借助传感器32检测换挡拨指12,13,14,15在旋转时的旋转位置。这在图13中示出。在此设置,分别设置一个传感器32用于监视换挡拨指12,13,14,15之一,其中,每个传感器具有各自的接收部33和各自用于向控制器传输数据的数据线缆34。从而控制换挡滑板移动的时间点。

在一个替代的实施方式中,沿轴向方向100也可以以两个或高达四个非机械关联的部件表示换挡滑板7。这具有以下优点:这些部件设有各一个自己的促动器并且也能够彼此独立地运动并且从而可以在换挡时跳挡。

在一个优选的实施方式中,换挡拨指12,13,14,15可以在其中间部分中设有确定的缺口26。图14示例性地示出两种可能的变型。第一变型是长孔,而第二变型具有多个单个的孔,尤其圆孔、优选具有不同半径的圆孔。由此,换挡拨指12,13,14,15的结构更有弹性。从而,该弹性结构可以无塑性的材料变形地接收和阻尼由于换挡拨指12,13,14,15亦或太阳轮8,9,10,11的闭锁所引起的换挡冲击和/或换挡碰撞。因此可以使振动和噪声的激励最小。在一个替代的实施方式中,换挡拨指12,13,14,15的缺口26可以附加地配备有弹簧,例如螺线形弹簧、碟形弹簧或螺旋弹簧和/或换挡拨指12,13,14,15在其中间部分中被这样的弹簧代替。

图15示出换挡滑板7的一个优选的扩展方式,该换挡滑板沿轴向方向100或者说平行于换挡拨指12,13,14,15的转动轴线具有间隙27,用于提高换挡滑板7的结构的弹性。由此,作为进一步的措施也实现以下:可以无塑性材料变形地接收和阻尼由于换挡拨指12,13,14,15亦或太阳轮8,9,10,11的闭锁所引起的换挡冲击和/或换挡碰撞。替代地,所述间隙可以填充有阻尼材料、例如弹性体,以便更进一步地提高弹簧阻尼作用。通过将换挡滑板7弹性地悬挂在壳体28中,可以进一步提高用于接收和阻尼换挡冲击和/或换挡碰撞的弹性。

图16示出用于使振动的激励或者传递最小的另一措施,这些振动可能导致增加的构件负载和噪声。为此,在脚踏轴承驱动装置1的壳体28中的间隙开口30在壳体28上安置在换挡滑板7的接收部29上。壳体28中的间隙开口30阻止或者说中断振动的进一步传导,所述振动可能由于在闭锁换挡拨指12,13,14,15亦或太阳轮8,9,10,11时产生的换挡冲击和/或换挡碰撞而引起。

Claims (10)

1.一种自行车的脚踏轴承驱动装置(1),包括
·脚踏曲轴(2),其设置用于由骑行者进行操作,
·传动装置组件(3),其布置在所述脚踏曲轴(2)上并且包括多个彼此连接的行星传动装置(4,5),
·相对于所述脚踏曲轴(2)抗扭地布置的换挡滑板(7),所述换挡滑板能够沿着所述脚踏曲轴(2)的轴向方向(100)移动,
·其中,所述行星传动装置(4,5)的太阳轮(8,9,10,11)分别具有换挡拨指(12,13,14,15),所述换挡拨指关于所述脚踏曲轴(2)径向向外延伸,
·其中,所述换挡滑板(7)具有闭锁元件(16),和
·其中,所述闭锁元件(16)沿所述脚踏曲轴(2)的径向方向与至少一个换挡拨指(12,13,14,15)搭接,使得由于所述换挡滑板(7)的移动,通过换挡拨指(12,13,14,15)与闭锁元件(16)沿所述脚踏曲轴(2)的轴向方向和径向方向的搭接阻止单个或多个换挡拨指(12,13,14,15)绕着所述脚踏曲轴(2)旋转。
2.根据权利要求1所述的脚踏轴承驱动装置(1),其特征在于,所述换挡拨指(12,13,14,15)的至少一部分具有与所述脚踏曲轴(2)不同长度的径向延伸部。
3.根据前述权利要求中任一项所述的脚踏轴承驱动装置(1),其特征在于,所述闭锁元件(16)这样布置,使得所述换挡滑板(7)沿着平行于所述脚踏曲轴(2)的轴向方向的移动导致所述传动装置组件(3)的传动比关系的上升或下降变化。
4.根据前述权利要求中任一项所述的脚踏轴承驱动装置(1),其特征在于,所述脚踏曲轴(2)的旋转尤其经由自由轮(17)能传递到第一行星传动装置(4)的第一行星架(18)上,
·其中,所述第一行星传动装置(4)和所述第二行星传动装置(5)具有共同的空心轮(20),和
·其中,第二行星传动装置(5)的第二行星架(19)与第三行星传动装置(6)的太阳轮耦合,其中,所述第三行星传动装置(6)具有相对于所述脚踏曲轴(2)固定的空心轮(21)。
5.根据权利要求4所述的脚踏轴承驱动装置(1),其特征在于,所述第一行星架(18)和/或所述第二行星架(19)分别多级地、尤其两级地构造,其中,每一级(22,23)与各自的太阳轮(8,9,10,11)耦合以传递转矩,其中,与所述第一行星架(18)或所述第二行星架(19)的所述级(22,23)之一耦合的太阳轮(8,9,10,11)中的尤其至少一个具有接至对应的换挡拨指(12,13,14,15)的自由轮(17)。
6.根据权利要求4或5所述的脚踏轴承驱动装置(1),其特征在于,驱动电动机(24)尤其经由减速传动装置(25)与所述第二行星架(19)耦合以转矩传递。
7.根据前述权利要求中任一项所述的脚踏轴承驱动装置(1),其特征在于,所述换挡拨指(12,13,14,15)具有平行于所述脚踏曲轴(2)的轴向方向延伸的开口(26),以便通过所述换挡拨指(12,13,14,15)的弹性变形来阻尼所述换挡拨指(12,13,14,15)在所述闭锁元件(16)上的撞击。
8.根据前述权利要求中任一项所述的脚踏轴承驱动装置(1),其特征在于,所述闭锁元件(16)具有平行于所述脚踏曲轴(2)的轴向方向定向的缝口(27)和/或弹簧元件,以便阻尼所述换挡拨指(12,13,14,15)在所述闭锁元件(16)上的撞击。
9.根据前述权利要求中任一项所述的脚踏轴承驱动装置(1),其特征在于,所述换挡滑板(7)是具有驱动装置、尤其电动机的单个构件或者是分别具有各自的驱动装置、尤其各自的电动机的多个构件。
10.根据前述权利要求中任一项所述的脚踏轴承驱动装置(1),其特征在于,其具有壳体(28),其中,所述壳体(28)具有用于所述换挡滑板(7)的接收部(29),其中,所述壳体(28)在所述接收部(29)上具有至少一个纵长缝口(30),所述纵长缝口平行于所述脚踏曲轴(2)的轴向方向定向。
CN201810798216.5A 2017-07-19 2018-07-19 自行车的脚踏轴承驱动装置 CN109278932A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017212347.8A DE102017212347A1 (de) 2017-07-19 2017-07-19 Tretlagerantrieb eines Fahrrads
DE102017212347.8 2017-07-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109278932A true CN109278932A (zh) 2019-01-29

Family

ID=62091757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810798216.5A CN109278932A (zh) 2017-07-19 2018-07-19 自行车的脚踏轴承驱动装置

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3431380A1 (zh)
CN (1) CN109278932A (zh)
DE (1) DE102017212347A1 (zh)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH45687A (fr) * 1908-07-24 1909-12-16 De Briones Jose Luis Dispositif de changement de vitesses
GB1559491A (en) * 1976-01-29 1980-01-23 Srm Hydromekanik Ab Change speed gear boxes
KR100947355B1 (ko) * 2008-02-12 2010-03-15 윤근수 다중기어열을 갖는 유성기어를 이용한 동력 전달장치 및 그이용방법
WO2011065850A1 (en) * 2009-11-27 2011-06-03 Wiktor Migaszewski Planetary gear
DE102010051727A1 (de) 2010-11-19 2012-05-24 Pinion Gmbh Antriebseinheit
JP5649549B2 (ja) 2011-10-13 2015-01-07 株式会社シマノ 自転車用駆動ユニット
BE1020653A4 (fr) 2012-04-27 2014-02-04 Deleval Arthur Groupe motopropulseur.
US8777791B1 (en) 2013-02-07 2014-07-15 Shimano Inc. Bicycle drive unit
DE102014007271A1 (de) 2013-06-15 2014-12-18 Peter Strauss Stufenloses Tretlagergetriebe für LEV's ( Light electric vehicles) mit integrierbarem Elektromotor
DE102013220299A1 (de) 2013-08-23 2015-02-26 Robert Bosch Gmbh Fahrzeug mit elektrischem Hilfsantrieb und stufenlos verstellbarem Planetengetriebe
ITVR20130273A1 (it) 2013-12-09 2015-06-10 Siral S R L Trasmissione per mezzi di trasporto con rilevamento della coppia
DE102016217154A1 (de) * 2016-09-08 2018-03-08 Robert Bosch Gmbh Antriebsanordnung und Fahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017212347A1 (de) 2019-01-24
EP3431380A1 (de) 2019-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2838783B1 (de) Antriebseinrichtung für ein elektrorad
CN103043171B (zh) 自行车的驱动单元
JP6213790B2 (ja) 入力合成ギヤシステム
ES2705008T3 (es) Accionamiento híbrido para una bicicleta eléctrica
JP5086088B2 (ja) 車両用駆動装置および変速器
US10100915B2 (en) Transmission unit
EP1366978B1 (en) Continuously variable transmission for bicycles
EP2537740B1 (en) Electric bicycle
US8684122B2 (en) Power assisted bicycle with regenerative function
US8608610B2 (en) Transmission unit
JP6259881B2 (ja) 自転車
US5967937A (en) Motorized shift assist control apparatus for bicycle transmission
JP5969568B2 (ja) 自転車用アシストユニット
JP5426549B2 (ja) リバース・スプロケット・トランスファー・ケース
EP1762753B1 (en) Automatic transmission
CN101284561B (zh) 自行车内传动装置的安装系统
EP2530356B1 (en) Vehicle drive system
JP2008510104A (ja) 内部機構式の自動変速機構アセンブリ
CN100341745C (zh) 自行车传动装置
CN101947995B (zh) 自行车用内装变速轮毂
KR20080067557A (ko) 모터용 변속기 및 이의 제어기
KR100947355B1 (ko) 다중기어열을 갖는 유성기어를 이용한 동력 전달장치 및 그이용방법
US20130228995A1 (en) Planetary gear mechanism for a bicycle
TWI269751B (en) Transmission apparatus for a bicycle
JP6157934B2 (ja) 車両用サスペンションのエネルギー回生装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication