CN204489090U - 用于驱动自行车的驱动装置、中轴单元以及自行车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于驱动自行车的驱动装置、中轴单元以及自行车，其中驱动装置具有驱动电机，所述驱动电机与传动机构有效连接，并具有中轴单元曲轴，所述曲轴与曲柄连接。所述驱动装置的特征在于，中轴单元曲轴通过传动机构的轴承支承在驱动装置的壳体上，或支承在自行车的特别是管状的套筒上，特别是支承在自行车的中轴单元轴套上。

Description

用于驱动自行车的驱动装置、中轴单元以及自行车

技术领域

本发明涉及一种用于驱动自行车的驱动装置，具有驱动电机，所述驱动电机与传动机构有效连接，并具有中轴单元曲轴，所述中轴单元曲轴可与曲柄连接或与曲柄连接。

背景技术

根据现有技术已知有多种不同结构的用于驱动自行车的驱动装置。

CN202449162U披露了一种具有电机和谐波减速器的自行车，其中可对自行车仅用电机驱动或者仅由骑行人人工蹬踏驱动，或者由上述两种驱动方式的组合驱动。

CN101857063A披露了一种具有谐波减速器的自行车，其中在传动输出件和链轮之间设置有相互套装的双超越离合器。在CN101121427A和CN2894047Y中分别描述了一种类似的装置。

CN201385751Y披露了一种具有谐波驱动机构的电动自行车，所述电动自行车具有柔性钵体。且CN2714417Y披露了一种具有谐波传动减速器的电动自行车。

CN2312173Y描述了一种具有电机、谐波传动减速器和电子控制机构的电动助力车。电机和传动机构相互连接。

DE102007062156A1披露了一种具有扭矩传感器的中轴单元。所述中轴单元包括至少一个曲柄和一个轴，所述轴与至少一个曲柄抗扭连接。另外还包括一个用于采集轴范围内扭矩的采集装置。扭矩采集装置包括一第一磁化件和一传感器，其中传感器对基于输入轴内的扭矩导致的第一磁化件的变化进行采集。

CN200988539Y披露了一种具有谐波减速器的自行车。所述自行车既可以由电机驱动，也可以通过骑行者的蹬踏驱动。在骑行者蹬踏时霍尔传感器对磁场的变化进行测量并向电机控制机构发送一个信号，以便对电机的功率进行适配调整。因此始终可以使由电机功率和骑行者的蹬踏力构成的合成驱动能量保持恒定不变。

WO2012/010344A1披露了一种自行车的中轴单元。所述中轴单元包括一个中轴和一个中轴的轴套，所述中轴的轴套具有两个设置在中轴的轴套两端的滚动轴承，所述滚动轴承用于对中轴进行支承设置。另外还包括一设置在中轴轴套内的扭矩传感器，所述扭矩传感器用于对加在中轴上的扭矩进行采集。扭矩传感器包括一霍尔传感器，一永磁铁和铁磁性的金属探针，其中永磁铁和金属探针在径向上相互间隔地设置在中轴上。在由于扭矩的加 载而导致中轴扭转时，霍尔传感器对永磁铁与金属探针之间的位置变化进行检测。

CN101879929A披露了一种电动助力车的谐波减速器，所述电动助力车既可以由电机驱动，又可以由骑行者人工蹬踏驱动。谐波减速器具有一钵状的柔性花键件。

在DE102010028667A1中披露了一种电动助力车的传动装置。所述传动装置包括一中轴单元曲轴，一电动驱动轮和一输出轮。另外，传动装置还具有一与中轴单元曲轴平行的曲柄驱动变速轴，以及一输出轴，所述输出轴环围曲轴。在曲轴上设置一个曲柄驱动轮。曲柄驱动轮与一第一变速轮啮合，第一变速轮设置在曲柄驱动变速轴上。在曲柄驱动变速轴上设置有一第二变速轮，所述第二变速轮与一第一输出收集轮啮合，所述第一输出收集轮设置在输出轴上。所述曲柄驱动变速轴与电驱动轮在曲柄轴的圆周向上相互错位。第一和第二变速轮在曲柄轴的轴向上对应于电动驱动轮错位。

在CN101508324A中披露了一种电动自行车的超越离合器，所述超越离合器将电机的动力通过一个内超越离合器传递给驱动链条，同时还将踏板的动力传递给驱动链条。

发明内容

本发明的目的在于提出一种驱动装置，与公知的驱动装置相比对所述驱动装置做了改进。

通过一种驱动装置实现了本发明的目的，所述驱动装置的特征在于，中轴单元曲轴不是直接地，而是通过传动机构和/或通过传动机构的轴承间接地支承在驱动装置的壳体上或支承在自行车的特别是管状的套筒上，尤其是支承在自行车的中轴轴套上。

本发明充分利用了如下事实，在电机驱动总成中势必设有轴承，用协同的方式，通过该(无论如何是必要的)轴承和/或采用该轴承可实现对中轴单元曲轴的设置。采用该方式既节省了结构空间，又节省了材料。

特别是没有仅将中轴单元曲轴直接支承在中轴单元轴套上的轴承，而此直接支承通常在不是由驱动电机驱动的自行车领域几十年来一直如此。

根据一特别的实施方式，传动输出件与旋转方向无关与牵引件载体防扭连接。

传动输出件直接地或间接地与牵引件载体连接。上述传动输出件与牵引件载体的防扭连接保证了传动输出件与牵引件载体的旋转方向无关的与牵引件载体的同向旋转。

本发明的优点是，通过上述传动输出件与电机侧的驱动总成的连接可以省去超越离合器或从一开始就不需要超越离合器，由此简化了驱动装置的技术结构设计，且使驱动装置的结构设计更为紧凑。特别是通过本发明有益地实现了直接在牵引件载体之前驱动电机产生的扭矩与骑行者通过蹬踏所施加的扭矩的结合。其中在曲柄侧的驱动总成中存在超越，以便避免在骑行者不蹬踏时曲柄被电机驱动联动。

当然不排除在电机侧的驱动总成上也设置一个超越离合器。确切地说，根据一特殊的发明构思，在电机侧的传动总成中设有一超越离合器，或设有一可离合控制的离合器，通过该离合器可使传动机构与牵引件载体和骑行者侧的传动总成断开连接，优选自动断开连接。此点实现的特别的优点是，在驱动电机断开时蹬踏的骑行者不会对传动机构逆驱动。在这种情况下，甚至可以采用一自行制动的减速器。

根据一优选的实施方式，传动机构是一非自行制动的减速器。由此保证了在驱动电机断开时传动输出件可以旋转。特别是保证了，当两者之间不设有离合器的情况下，传动输出件通过一部分由骑行者的蹬踏施加的扭矩可与牵引件载体相同的方向上旋转。

牵引件载体具有用于作为牵引件的链条的轮盘。特别是牵引件载体也可以具有多个尺寸不同的轮盘。作为上述的替代方案，牵引件载体可以是皮带轮，且牵引件是皮带，例如是三角皮带、齿带、多筋皮带或扁平皮带。优选在自行车的一车轮上设有至少另一牵引件载体，该另一牵引件载体通过牵引件与在先所述的牵引件载体有效连接。

传动机构可以具有一谐波减速器，所述谐波减速器特别是带有一钵状柔性花键件，或具有一行星减速器，或具有一摆旋减速器。

特别是传动机构可以具有一个不带有柔性钵的谐波减速器。替代上述方案或附加于上述方案，传动机构可具有一谐波减速器。其柔性花键件特别是仅为环状结构。这种传动机构的优点是，驱动装置的结构特别紧凑并且可为诸如驱动电机或电子模块等其它部件，或为扭矩传感器和/或转速传感器提供更大的安装空间。因此根据本发明这种谐波减速器特别适用于自行车领域，例如适用于自行车的中轴单元，在所述中轴单元内只有很小的空间供安装减速器。

传动输出件可具有一动态花键件和/或环形花键件。

这类构件特别是可以是具有内齿的内齿轮，所述内齿轮与一柔性的减速器部件的外齿啮合。该减速器部件(柔性花键件)可弹性变形。

牵引件载体与其旋转方向无关地与特别是谐波减速器的动态花键件或环形花键件抗扭连接。减速器的动态花键件或环形花键件可相对于驱动装置的壳体或自行车的套筒，特别是中轴单元的轴套位置固定地设置。这意味着，两个部件中的任一个部件在工作时是不旋转的。通过利用诸如螺钉等连接件对动态花键件或环形花键件与套筒的连接可实现该位置固定的设置。当然也可以采用任何其它的连接方式。例如可以将动态花键件或环形花键件压入套筒内。

上述方案的替代方案或附加于上述方案，传动机构的动态花键件或环形花键件与驱动装置的壳体或自行车的套筒，特别是中轴单元的轴套一体构成。因此可以以简单的方式实现由驱动装置的驱动马达，特别是电机向牵引件载体的精确无间隙的扭矩传递。

根据一独立的发明构思，驱动装置为驱动模块结构，所述驱动模块插装入自行车的套筒内，优选插装入中轴单元的轴套内，或插装入自行车的车架或法兰内。但也可以将驱动模块法兰连接在自行车车架上。

特别是在插装时，优选利用导轨和/或止挡自动实现驱动模块在壳体内的抗扭固定。因此有益地节省了用于附加固定的工步。且例如在维修时也非常便于拆卸。

将驱动模块置入自行车的套筒内任何可能的方式都可以理解为本发明意义的对驱动模块的插装。其中驱动装置的壳体或驱动模块的壳体与自行车的套筒相互配合实现对驱动模块插装入的套筒空间的封闭。

自行车的套筒为管状结构。具有闭合的截面形状的套筒可理解为本发明意义上的管状套筒。所述套筒涉及的是自行车中轴单元的轴套。作为驱动模块结构的驱动装置的优点是，特别是在增装过程中可以简便和迅速地实现驱动装置在自行车套筒内的安装和拆卸。还有一个特别的优点是，可以在空间以及时间上单独对驱动模块进行预安装，对预安装组件进行储存并根据需要进行安装。

驱动装置特别可以为模块结构，且可以包括例如一电机-传动-模块。

根据一优选的实施方式，驱动装置具有一电子单元，所述电子单元根据一独立的发明构思特别是由至少一电子模块构成。

电子单元具有作为诸如扭矩传感器的一个传感器。另外，电子单元具有一功率单元、一存储器和一控制装置等。设有独立于驱动模块的电子模块或多个相互连接的电子模块，其优点在于，在电子单元失效时不必拆卸整个驱动装置，而是仅需拆卸电子模块即可。

最好电子模块单独作为独立的结构单元，所述结构单元包含有完全封装好的电子部件，以此方式对电子模块进行制作并储存。电子模块与在自行车上安装时才进行相互连接的分立的电子元件相比更便于操作处理。

另外尤为特别有益的是，电子模块(如果存在多个电子模块的话，其中至少一个电子模块)还包括诸如作为用于对轴旋转设置的轴承的机械构件。

特别有益的是，电子模块(如果存在多个电子模块的话，则为复数个电子模块)具有诸如电气接插件或机械导轨或止挡等与其它的部件和/或与其它的模块电气和/或机械接口。对所述电气接口和/或机械接口优选进行设计和定位，使在插装电子模块(或插装复数个电子模块)时自动地建立机械和/或电气连接。采取此方式在制作具有驱动装置的自行车时避免了在狭窄的结构空间内进行费时和费力的安装作业。电子模块能够通过接口与设置在驱动模块上的部件连接。

电子模块例如可与驱动电机连接。当用于控制驱动电机的控制装置没有集成在电子模块内时，则电子模块可与控制装置连接，所述控制装置根据一独立的发明构思同样也为模 块结构。特别是可以上述的方式通过插接件建立该连接，当所述两个模块被置于安装位置时，即可实现所述插接件的触接。

所述电子模块具有自己的电子模块壳体，电子模块壳体完全和/或部分包覆和/或环围电子零部件。尤其是还可以将电子模块的零部件嵌入塑料内，特别注塑入塑料中，且塑料至少构成电子模块壳体的一部分。

特别是在插装时，优选电子模块利用导轨和/或止挡已经自动地防扭固定在壳体内。因此有益地节省了为固定采取的工步。此点例如特别在维修时将大大便于拆卸。

特别有益的是，电机-传动-模块和电子模块可从不同侧装入，特别是插装入自行车套筒内，特别插装入中轴单元轴套内，和/或在套筒的相对的两侧进行设置。因此保证了对电子模块的简便的安装和拆卸。

另外有益的是，电机-传动-模块和/或电子模块分别具有一个用于拴锁套筒的锁栓。特别是分别有一用于拴锁套筒的锁栓与电机-传动-模块和/或电子模块结合在一起。替代上述方案或附加于上述方案，电机-驱动-模块和/或电子模块必要时通过其锁栓起着对驱动装置的至少一个轴的轴挡作用。

电子模块可包括一个轴承，特别是用于对轴，尤其是对中轴单元曲轴旋转设置的旋转轴承。根据一尤为特别有益的实施方式，所述轴承嵌入，特别是注塑入塑料内。替代上述方案或附加于上述方案，可将电子模块的至少两个部件一起嵌入，特别是注塑入塑料内。尤其是例如可以将至少一个轴承和至少一个电子单元，特别是一个传感器嵌入塑料内。

根据一独立的特别有益的发明构思，以如下方式实现驱动装置的模块结构，例如在制作驱动装置时将诸如电机-传动-模块、电子模块和必要时的其它模块等多个模块组合在一起，其中分别根据和共同根据有待制作的驱动装置的要求选取具体模块，所述模块分别由预先制备好的相同的模块类型的多个不同的模块构成。例如在制作具有不同的驱动功率的驱动装置时可以从多个预先制备好的电机-传动-模块中选取出不同的电机-传动-模块，并分别与一个适用的，同样从多个预先制备好的电子模块中选取出的电子模块组合在一起。为此，一种模块类型的所有模块的接口优选始终相同，从而可以实现各种组合方案。另外，一种模块类型模块最好具有相同的外观形状和/或占用相同的安装空间，以便例如当中轴单元轴套内仅有预定的结构空间供使用时，也能确保实现模块的组合。

根据本发明一独立的发明构思，驱动装置可以具有一空间集成的控制装置，所述控制装置用于采集传感器信号和/或用于控制驱动电机，特别是用于对驱动电机的转换进行控制。所述控制装置特别是可以集成在电子单元中和/或电子模块中。所述控制装置可以直接地设置在电子单元壳体上或电子模块壳体上。由于控制装置设置在电子模块内，因而可以保证以简便的方式，例如通过对整个模块的更换实现对例如失效的控制装置的调换。

由于控制装置设置在驱动装置内，因而除了用于传输驱动电力的线路外不必从驱动装置引出附加的控制线路。

驱动装置具有，特别是驱动装置的电子单元具有至少一个转速传感器和/或至少一个扭矩传感器。对扭矩传感器进行设计，使其根据磁致伸缩原理工作。

特别是扭矩传感器直接地或间接地对作用在一个轴上，特别是作用在一个中轴单元曲轴上，或作用在这类轴的局部上的扭矩进行检测。对扭转的测量可以实现对作用在可与曲柄连接的或与曲柄连接的中轴单元曲轴的扭矩的间接测量。

有益的是，也可以对一种非空心轴结构的轴的扭转进行测量。特别是根据一独立的发明构思，这样的一个轴也可以具有多个部件。可以采用有源或无源的传感器实现对转速的检测。特别是在测量转速时可采用感应传感器或一个霍尔传感器，所述传感器对旋转轴的周期性的磁场变化进行采集，所述旋转轴在其外周面上具有诸如槽、凸起或磁体等磁标记。

根据一独立的发明构思，驱动装置设置在一空间内，特别是设置在一管状的中轴单元轴套的空间内。在所述空间内替代控制装置可以设置中轴单元曲轴，或在所述空间内替代中轴单元曲轴可以设置控制装置。控制装置在上述空间内的设置例如是针对那些非曲柄驱动并因此不具有中轴单元曲轴的自行车(所谓的电动车)的情况。就此而言，可对上面描述的模块构思做进一步设计，分别根据所采用的驱动装置的具体要求，将原来用于安装中轴单元曲轴的安装空间改作它用。在曲柄驱动并因此具有中轴单元曲轴的自行车上，可以将控制装置设置在电子模块内或其它位置处。

通过该方式在采用相同的其余部件和/或模块情况下既可实现对具有蹬踏辅助的自行车(在这种情况下在所述空间中设置中轴单元曲轴)，又可以对不具有蹬踏辅助的自行车(在这种情况下在所述空间中设置控制装置)的制作。

传动机构的轴承例如可以对传动输出件进行支承设置。替代上述方案或附加于上述方案可以将中轴单元曲轴通过两个顺序设置的轴承支承在驱动装置的壳体上或支承在自行车的一特别是管状的套筒上，尤其是支承在自行车的中轴单元的轴套上。如上所述最好通过轴承还可以实现对其它的部件进行的支承设置。

根据一特别的实施方式，驱动电机可以具有一个作为空心轴的输出轴，该输出轴是传动机构的输入轴。空心轴可与中轴单元曲轴同轴。特别是空心轴至少部分环围中轴单元曲轴。基于该同轴设置，输出轴对中轴单元曲轴的环围实现了驱动装置紧凑的结构设计。

根据本发明的另一方面，为具有上述的驱动装置的自行车设有中轴单元。所述中轴单元具有一个轴，所述轴可间接地或直接地与曲柄防扭连接，或间接地或直接地与曲柄防扭连接。此外，中轴单元具有一个扭矩传感器，所述扭矩传感器对轴的扭转进行采集。

特别是并根据一个独立的发明构思，所述轴不是空心轴，而是由多个部件构成的实心 轴。由于所述的轴不是空心轴，所以可改进扭矩采集的精度，对此在下面还将做简要的说明。

例如所述轴可以具有作为各单个构件的外传动轴、中间段和内中轴单元曲轴，其中各个部件优选相互同轴。优选外传动轴由一种磁性的或可磁化的材料制成，而中间段优选由非磁性的材料构成并且优选至少局部相对于传动轴和/或中轴单元曲轴可移动地设置。其可移动性至少应使传动轴可不受中轴单元曲轴的影响进行扭转。由于传动轴通过中间段支承在中轴单元曲轴上，并因此没有加有弯曲载荷或加有很少的弯曲载荷，所以传动轴的壁可以特别薄并具有良好的扭转结构。由于较大的并因此可以较为精确的测量出的扭转与同一起作用的扭矩相关，因此基于在传动轴上对扭转的测量(例如根据磁致伸缩原理)的对扭矩测量将更为精确。

如上所述，通常扭矩传感器对传动轴的扭转进行采集。传动轴由第一种材料，特别是完全由第一种材料构成，中间段由不同于第一种材料的第二种材料，特别是完全由第二种材料构成。例如中间段优选由一种优选非磁性的，其附着摩擦和滑动摩擦很小的材料构成，例如由一种塑料材料，特别是聚四氟乙烯构成。

如上所述，传动轴环围中间段，中间段至少局部环围中轴单元曲轴。其中传动轴具有不同于中间段的弹性和/或抗扭强度。另外传动轴和中间段可相对移动，特别是可相对扭转，从而可以实现对扭矩的采集。根据一种替代的实施方式，中间段可以是空隙，所述空隙至少在局部范围将中间段与传动轴分隔开。

根据一特别的独立的发明构思，轴具有一个中轴单元曲轴和/或是一个中轴单元曲轴，利用轴承对所述轴进行支承，所述轴承与牵引件载体设置在一个共同的平面上。通过将轴承和牵引件载体在一个共同的平面上的设置实现的优点是，由牵引件载体促使产生的扭矩不会作用在轴承上，在套筒内，特别是中轴单元的轴套内有更多的安装空间供设置其它的部件。如上所述，所述的轴承特别也涉及一种可以支承设置驱动装置，特别是减速器的其它的部件的轴承。

即使轴承的平均面偏离基准面时，轴承和牵引件载体也具有一个共同的平面。特别是只要轴承对应于牵引件载体的偏离还没有达到轴承的构成部分不被所述平面切割的程度，轴承和牵引件载体就具有一个共同的平面。根据一特别的实施方式，轴承的垂直轴和牵引件载体具有一个共同的平面。轴承的平均面垂直于轴的轴线。

驱动装置设置在一个特别是中轴单元的管状的轴套内。另外，在中轴单元的轴套内设置有用于采集传感器信号和/或用于控制驱动电机，特别是用于控制驱动电机转换的控制装置。

上述的驱动装置和上述的中轴单元安装在自行车上。当然驱动装置和中轴单元并不限 于在自行车上采用。

附图说明

在附图中对本发明示意示出，下面对照附图对本发明加以说明，其中大多数情况下用相同的附图标记对相同或作用相同的部件加以标示。图中示出：

图1是根据本发明第一实施方式的中轴单元的示意图，所述中轴单元具有一驱动装置，在所述驱动装置中传动输出件与旋转方向无关与牵引件载体抗扭连接；

图2是根据本发明第二实施方式的中轴单元的示意图，所述中轴单元具有一驱动装置，在轴与传动输出件之间不设有离合器；

图3是根据本发明第三实施方式的中轴单元的示意图，所述中轴单元具有一驱动装置，驱动装置具有一在传动输出件与牵引件载体之间的可离合控制的离合器；

图4是根据本发明第四实施方式的中轴单元的示意图，所述中轴单元具有一驱动装置，所述驱动装置具有作为传动驱动出机构的钵状的柔性花键件；

图5是根据本发明第五实施方式的中轴单元的示意图，所述中轴单元具有一驱动装置，所述驱动装置不具有电子单元；

图6是根据本发明第六实施方式的中轴单元的示意图，所述中轴单元具有一驱动装置，其中曲轴和牵引件载体的轴承设置在一个共同的平面上；

图7是电子模块的立体图。

具体实施方式

图1中示出本发明的第一实施方式的中轴单元1，具有一驱动装置2，所述驱动装置2为驱动模块结构，并插装入一图中未示出的中轴单元轴套内。所述中轴单元1例如用于自行车。

驱动装置2具有一驱动电机20，所述驱动电机20通过电机输出轴21与一非自行制动的传动机构外啮合实现有效连接。传动机构具有一个环形的柔性花键件22，所述柔性花键件22通过内啮合实现与电机输出轴21连接。电机输出轴21通过外啮合与一环形花键件23和一个为动态花键件24形式的传动输出件连接。

环形花键件23与一图中未示出的驱动装置的壳体连接，并相对于该驱动装置的壳体位置固定地设置，与此相反，动态花键件24是可旋转的。动态花键件24直接地且抗扭地与一牵引件传动机构的牵引件载体4连接。其中动态花键件24与牵引件载体4的连接应使动态花键件24与牵引件载体4相互配合实现双向旋转。

中轴单元1具有一个轴3，所述轴3延伸穿过图中未示出的中轴单元轴套和驱动装 置壳体。所述轴3具有一传动轴31、一中间段32和一中轴单元曲轴33。中轴单元曲轴33的两端分别与一个曲柄30连接。传动轴31与中轴单元曲轴33抗扭连接，且传动轴31基本平行于中轴单元曲轴33。传动轴31环围中间段32，并且中间段32局部环围中轴单元曲轴33。中间段32可以由一种坚固的，尤其是非磁性的和不能磁化的材料构成，所述材料具有不同于传动轴31的材料的抗扭强度和/或弹性。替代上述方案，中间段也可以是一将传动轴与中轴单元曲轴33分隔开的空隙。

传动轴31可相对于中间段32扭转，且传动轴31优选可以不受中间段影响扭转。其中传动轴31的扭转与加在中轴单元曲轴33上的扭矩相关，并由一扭矩传感器52对传动轴31的扭转进行采集。

另外，对中轴单元曲轴33的转速进行采集。为此有一设置在中轴单元曲轴33上的转速信号发送器50和一位置固定的转速传感器51。由传感器检测出的数值被传递给一图中未示出的控制装置。

传动轴31通过离合器6与传动输出件及动态花键件24连接并随之与牵引件载体4连接。对超越离合器6的设计应使扭矩被传动轴3在唯一一个旋转方向上传递给牵引件载体4上。

由第一轴承70，特别是由第一轴承70的内套环对中轴单元曲轴30进行支承设置。同样由第一轴承70，特别是由第一轴承70的外套环对传动输出件进行支承设置。另外，由第二轴承71对传动输出件进行支承设置。

下面将对图1中所示的中轴单元1的工作过程加以说明。当骑行者对曲柄30作动时，中轴单元曲轴33旋转。由于中轴单元曲轴33的旋转，传动轴31也随之旋转。由于设置有超越离合器6，因而保证了，扭矩仅在一特定的方向上传递给传动输出件，确切地说传递给动态花键件24并随之传递给牵引件载体4。

扭矩传感器52和转速传感器51对转速和扭矩进行采集，且将转速和扭矩传递给控制装置。控制装置根据转速和扭矩的数值确定由驱动电机施加的扭矩，并促使产生流经驱动电机的电流。电机20的输出轴21的扭矩通过柔性花键件22传递给传动输出件及动态花键件24。因此除了由骑行者施加的扭矩外还有一个由电机20施加的扭矩被传递给牵引件载体4上。

扭矩传感器52、转速传感器51和一个电子模块轴承72设置在一个电子模块内，所述电子模块可拆卸地与驱动装置2连接。

图2中所示的根据本发明第二实施方式的中轴单元1基本上与图1中所示的根据本发明第一实施方式的中轴单元相同。因此在下面仅对两者之间的差别加以讨论。两者之间唯一的区别是，在图2中所示的中轴单元中在传动轴31与传动输出件以及动态 花键件24之间没有设置离合器。也就是说，在该实施方式中由传动轴31提供的扭矩不受传动轴31的旋转方向的影响被传递给传动输出件并随之传递给牵引件载体4上。

图3中所示的根据本发明第三实施方式的中轴单元1与图1中所示的中轴单元1的区别在于，在动态花键件24和牵引件载体4之间还设置另外一个，尤其是一个可离合控制的离合器60。在另外一个离合器60的第一离合位置上可以将输出轴21的扭矩通过传动输出件以及动态花键件24传递给牵引件载体4上。在第二离合位置上时扭矩不能从传动输出件传递给牵引件载体4。当驱动电机20不提供扭矩时，就是该第二离合位置适用的情况。

因此所述另一离合器60在第二离合位置时，由传动轴31经离合器6传递的扭矩被完全传递给牵引件载体4。所以与图1和图2所示的实施方式相比，不存在由轴传递给传动输出件的一部分扭矩导致不希望出现的对电机输出轴21的驱动形式的扭矩的损耗。

图4中所示的根据本发明第四实施方式的中轴单元1与图1至图3中所示的中轴单元的区别在于传动输出件的结构。在图4中所示的中轴单元1中不设有动态花键件。电机输出轴21通过外啮合实现与一钵状的柔性花键件22’的连接，其中柔性花键件22’是可旋转的。钵状的柔性花键件22’通过外啮合实现与环形花键件23的连接。

另外，钵状的柔性花键件的钵底与牵引件载体4连接，并因此将由驱动电机轴21输出的扭矩传递给牵引件载体4上。在钵底上设有离合器6，通过该离合器6保证了由传动轴31提供的扭矩仅在一个方向上被传递给钵状的柔性花键件22’上。当然离合器6也可以设置在钵底与传动轴31和中轴单元曲轴33间的离合区之间的范围内，对此图中未示出。

图5中所示的根据本发明第五实施方式的中轴单元1与图1中所示的中轴单元的区别在于，不进行对扭矩和转速的采集。因此图5中所示的中轴单元也不具有扭矩传感器和转速传感器。这意味着，在图5中所示的实施方式中没有电子模块。例如可利用存储的特性曲线实现对驱动电机20的控制。

图6示出一根据本发明第六实施方式的中轴单元1。图6中所示的中轴单元1与图1中所示的中轴单元的区别在于，对第一轴承70’进行设置，使第一轴承和牵引件载体4具有一个共同的平面E。第一轴承70用于对传动输出件以及动态花键件24和中轴单元曲轴33进行支承设置。

图7示出电子模块5，所述电子模块5与驱动模块连接。电子模块5具有转速传感器51和扭矩传感器52。转速传感器51和扭矩传感器52通过一连接线53与一图中未示出的控制装置连接。

附图标记对照表

1   中轴单元

2   驱动装置

3   轴

4   牵引件载体

5   电子模块

6   离合器

20  驱动电机

21  输出轴

22  柔性花键件

22’钵状的柔性花键件

23  环形花键件

24  动态花键件

30  曲柄

31  传动轴

32  中间段

33    中轴单元曲轴

50    转速信号发送器

51    转速传感器

52  扭矩传感器

53  连接线

60  可离合控制的离合器

70,70’  第一轴承

71  第二轴承

72  电子模块轴承

E  平面

Claims (29)

1.驱动装置，用于驱动自行车，具有驱动电机，所述驱动电机与传动机构有效连接，并具有中轴单元曲轴，所述中轴单元曲轴可与曲柄连接或与曲轴连接，其特征在于，所述曲轴单元曲轴不是直接地，而是通过传动机构和/或通过传动机构的轴承间接地支承在驱动装置的壳体上或支承在自行车的套筒上。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述曲轴单元曲轴不是直接地，而是通过传动机构和/或通过传动机构的轴承间接地支承在自行车的中轴单元轴套上。

3.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，所述传动机构具有一不带有柔性钵的谐波减速器和/或所述传动机构具有一谐波减速器，其柔性花键件为环形结构。

4.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，驱动装置为可插装入自行车的套筒内的可插入驱动模块。

5.根据权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置为可插装入自行车的中轴单元轴套内的驱动模块结构。

6.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，驱动装置具有电子单元，其中，电子单元由至少一个电子模块构成。

7.根据权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，所述电子单元是带有传感器的电子单元。

8.根据权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，电子模块包括轴承、至少一传感器和/或功率单元。

9.根据权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，电子模块包括轴承，所述轴承注塑入塑料内。

10.根据权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，电子模块包括轴承、至少一个传感器和/或功率单元，其中，可将电子模块的至少两个部件一起注塑入塑料内。

11.根据权利要求8所述的驱动装置，其特征在于，将所述至少一个传感器和所述轴承一起注塑入塑料内。

12.根据权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，

a、驱动装置具有用于采集传感器信号和/或用于控制驱动电机转换的控制装置，和/或

b、驱动装置具有用于采集传感器信号和/或用于控制驱动电机转换的集成在电子单元内的控制装置。

13.根据权利要求12所述的驱动装置，其特征在于，控制装置设置在管状的中轴单元轴套的空间内，替代控制装置也可以将中轴单元曲轴设置在所述空间内，或者替代中轴单 元曲轴也可以将控制装置设置在所述空间内。

14.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，驱动装置具有牵引件传动机构的牵引件载体，一传动输出件与其旋转方向无关地与牵引件载体抗扭连接。

15.根据权利要求14所述的驱动装置，其特征在于，

a、传动机构的轴承对传动输出件进行支承设置和/或

b、中轴单元曲轴通过两个顺序设置的轴承支承在驱动装置的壳体上或者支承在自行车的套筒上。

16.根据权利要求13所述的驱动装置，其特征在于，中轴单元曲轴通过两个顺序设置的轴承支承在自行车的中轴单元轴套上。

17.根据权利要求14所述的驱动装置，其特征在于，

a、传动输出件具有动态花键件或环形花键件和/或

b、牵引件载体与其旋转方向无关地与谐波减速器的动态花键件或环形花键件抗扭连接。

18.根据上述权利要求17所述的驱动装置，其特征在于，

a、传动机构的动态花键件或环形花键件相对于驱动装置的壳体或中轴单元轴套位置固定地设置和/或

b、传动机构的动态花键件或环形花键件与驱动装置的壳体或与中轴单元轴套一体构成。

19.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，传动机构不是自行制动的，或可通过一离合器对传动机构任意离合控制。

20.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，

a、存在根据磁致伸缩原理工作的扭矩传感器和/或

b、存在对作用于作为自行车曲轴的扭矩进行检测的扭矩传感器。

21.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，驱动电机具有作为空心轴的输出轴，和/或驱动电机具有作为空心轴的输出轴，所述输出轴与曲轴同轴设置。

22.中轴单元，具有根据权利要求1-21中任一项所述的驱动装置，所述中轴单元用于自行车。

23.根据权利要求22所述的中轴单元，具有一个轴，所述轴可与曲柄抗扭连接或与曲柄抗扭连接，并具有一个扭矩传感器，所述扭矩传感器对轴的扭转进行采集，其特征在于，所述轴不是空心轴结构。

24.根据权利要求23所述的中轴单元，其特征在于，所述轴具有传动轴、中间段和中轴单元曲轴，和/或所述轴具有一由第一种材料制成的传动轴和由不同于第一种材料的第二 种材料制成的中间段，和/或所述轴具有一传动轴，所述传动轴对中间段环围。

25.根据权利要求24所述的中轴单元，其特征在于，传动轴具有不同于中间段的弹性和/或抗扭强度。

26.根据权利要求25所述的中轴单元，其特征在于，传动轴和中间段可相对扭转。

27.根据权利要求26所述的中轴单元，其特征在于，利用轴承对所述轴进行支承，所述轴承与牵引件载体设置在一共同的平面上。

28.根据权利要求27所述的中轴单元，其特征在于，驱动装置设置在中轴单元轴套内，在中轴单元轴套内设置有用于采集传感器信号和/或用于控制驱动电机转换的控制装置。

29.自行车，具有一根据权利要求1-21中任一项所述的驱动装置或具有根据权利要求22-28中任一项所述的中轴单元。