TW202408871A - 用於電動自行車之具備感測器配置之底托架變速箱 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種用於一電動自行車之具備感測器配置(123)之底托架變速箱及一種具有具備感測器配置(123)，特定言之，呈一中置引擎之形式之此一底托架變速箱之電動自行車。具備感測器配置(123)，特定言之用於由肌力驅動之一車輛之具備電輔助驅動的底托架變速箱具有經安裝在一變速箱外殼(121)中之一底托架軸件(18)及一輸出軸件(122)，其中該底托架軸件(18)經設計以接納曲柄(7)且其中該輸出軸件(122)被引出該變速箱外殼(121)且其中至少一個變速箱部件(74)係定位於該變速箱外殼(121)中，其中該至少第一變速箱部件(74)具備至少一個換檔器軸件(67)，可在該至少一個換檔器軸件(67)上設定至少兩個齒輪級，且其中至少一個軸件係間接或直接連接至至少兩個電路板(44、45)中之第一者，且其中該底托架變速箱(10)之至少一個外殼部件係間接或直接連接至至少兩個電路板(44、45)中之第二者，且其中電子組件(77)係定位於至少兩個電路板上，該至少兩個電路板傳輸表示經施加至該軸件之扭矩或速度的至少一個信號，且其中該至少兩個電路板(44、45)係彼此非常接近。

Description

用於電動自行車之具備感測器配置之底托架變速箱

本發明係關於一種用於一電動自行車之具備感測器配置之底托架變速箱及一種具有具備感測器配置之此一底托架變速箱之電動自行車。

當以下描述指代具備感測器配置之一底托架變速箱時，此亦指代用於一底托架變速箱之一感測器配置。在此點上應注意，術語底托架變速箱、底托架齒輪、多齒輪或齒輪單元在文獻及專利說明書中通常用於同一事物。

電動自行車具備支援一騎車人之踩踏運動之一輔助驅動。為此目的，一感測器配置以騎車人所要之方式控制輔助驅動。電動自行車上之一齒輪換檔確保可在一廣泛速度範圍內以一大致恆定節奏實行踩踏。

輔助驅動定位於此處考量之電動自行車上之底托架附近。在此構形中，通常使用變速器齒輪或輪轂齒輪，此係因為底托架處不存在足夠空間。然而，變速器齒輪係不利的，因為齒輪換檔之組件(即，後輪轂上之鏈輪、至少一個鏈環及鏈條以及變速器)未受到保護且因此容易變髒。因此，變速器之維護成本相對較高。

輪轂齒輪代替後輪上之變速器齒輪使用或與變速器齒輪一起使用。輪轂齒輪被囊封在一外殼中以與外部環境隔絕，且因此在較大程度上無需維護。然而，輪轂齒輪之缺點係後輪上之高重量，此導致一不利重量分佈。後輪轂上之沉重重量不僅在攜載時令人惱火，而且在轉彎或以一運動方式越野騎行時亦令人惱火。

當齒輪換檔定位於自行車之中心時，導致一更有利重量分佈，例如底托架變速箱之情況。然而，底托架變速箱相當大，從而在底托架周圍未留下空間用於電動馬達。另外，底托架變速箱本身已非常笨重，使得一輔助驅動之額外重量將導致一電動自行車對於日常使用或在電池耗盡時騎行而言過於笨重。

早在20世紀50年代，連續構建在變速箱附近具有輔助驅動及變速箱之NSU快速自行車。此之一實例係DE967668。已在此處，騎乘者可藉由接合不同齒輪來調整其節奏以適應騎行速度。

亦從DE19750659A1及US2011/0120794A1已知具有輔助驅動之一變速箱，其定位於底托架附近。不幸地，此等構造相對較大及笨重，此可被視為一缺點。此等構造之另一缺點係不可能在不中斷踏板移動之情況下在負載下改變齒輪。

多年來，用於自行車之底托架變速箱已得到進一步發展。就大小及重量而言，根據EP1445088A2之變速箱之一設計係有利的。此係一種由肌力驅動之一車輛之變速箱單元，該變速箱單元具有：一第一軸件，其基本上平行於底托架軸件配置且其上安裝複數個惰輪；及對應數目個齒輪，其等安裝於至少一個第二軸件上，其中惰輪可各自藉由耦合構件連接至第一軸件，其中第一軸件被設計為一中空軸件且具有一個或兩個同軸內部定位之換檔銷，其特徵在於一或多個換檔銷連接至驅動構件，該等驅動構件經設計以使一或多個換檔銷軸向位移。第一軸件通常亦稱為換檔器軸件。耦合構件(通常亦稱為換檔離合器或換檔構件)被設計為正飛輪，且配置於可軸向移動之換檔銷上。因此，飛輪主體配置於換檔銷上。

由騎車人在騎行時以及在換檔程序期間施加至變速箱之一扭矩必須經由耦合構件從軸件傳輸至對應齒輪中。對於此類型之變速箱，在負載下換檔係非常困難的，此係因為由驅動器引入之扭矩愈大，耦合構件之軸向移動便愈困難。此係歸因於力傳輸組件之間之表面壓力增加。

歸因於增加之表面壓力，驅動構件(通常亦稱為致動構件)在負載下換檔時不再能夠移動耦合構件。換檔力係致動構件必須施加以移動耦合構件之力。若在一變速箱中，換檔力依據驅動器之扭矩而增加，則此被視為系統中固有之一主要缺點。

從先前技術已知之變速箱具有系統中固有之此缺點。在EP 2 379 402 B2中，各個別惰輪可藉助於可移動地配置於換檔器軸件上之一飛輪齒耦合至換檔器軸件。飛輪齒不斷地被彈簧壓向惰輪之耦合齒連接。飛輪齒之幾何形狀經選擇使得其等在負載下保持安全地接合在惰輪之耦合齒連接中，且在操作期間在致動構件之方向上不產生反作用力。在此設計中作為一凸輪軸件在換檔器軸件內部旋轉之致動構件在負載下換檔時必須將相關飛輪齒從其正向鎖定釋放，且在如此做時克服巨大摩擦力。此處，當使用者經由踏板將增加之扭矩供應至底托架軸件中時，換檔力亦增加。此將被視為一缺點。

在DE 10 2013 112 788 B4或US 10526044B2中，負載下之切換行為藉由致動構件之一最佳化設計來改良，但仍必須藉由致動構件完全克服飛輪齒與惰輪之內部齒連接之間之摩擦力之事實被視為此設計之一缺點。

致動構件通常由自行車之車把上之人手來操作。在新穎先前技術設計中，藉由電致動器之致動亦係常見的。由於人手以及用於致動器中之小型電動馬達僅可執行有限機械工作，因此需要一種具有低換檔力及改良負載換檔行為之底托架變速箱。

當騎車時，在一齒輪改變期間，踏板不得打滑。騎車人不得突然「踏空」。此可導致受傷，尤其係在膝蓋區域中。根據當前最先進技術之許多變速箱經設計，使得在齒輪改變期間，個別齒輪之間不會發生空轉。

藉由實例，此處引用專利說明書DE102004045364.0。耦合構件具備一飛輪功能，且可由一致動構件從外部控制。此底托架變速箱之特徵在於，在換檔程序期間，至少兩個耦合構件之狀態同時改變。以此方式達成在切換程序中控制耦合構件之狀態改變，使得不發生空轉。

一良好設計之另一實例可從專利說明書WO 2009/132605 A1獲取。此設計亦展示許多惰輪，其等並排安裝於一軸件上，且可藉由可換檔飛輪連接至軸件。為了防止在任何情境下打滑，在換檔程序中，兩個齒輪之間始終存在一段時間，其中兩個飛輪主體被致動且主動壓入惰輪之內部齒連接中，因此確保兩個相關惰輪之一者可在一個旋轉方向上將扭矩傳輸至軸件。

在從如例如專利說明書EP 1982913A1中展示之先前技術已知之變速箱中，耦合構件在此處亦由致動構件之旋轉來控制。由於致動構件定位於在騎車期間旋轉之一軸件上，換檔命令必須藉助於一疊置變速箱從固定外殼傳輸至旋轉軸件。若通常構形為一行星變速箱之疊置變速箱同軸地及橫向地定位成靠近換檔器軸件，則變速箱之總寬度以一不利方式增加。

一自行車上之Q因子判定支架寬度，且指定曲柄上之踏板之安裝點之間之橫向距離。若變速箱外殼超過一特定總寬度，則Q因子變得過大，此導致人體工學及生物機械缺點。

因此，需要一種具有一纖細變速箱外殼之底托架變速箱。若從先前技術已知之變速箱將具有大量可用齒輪，則兩個齒輪級通常串聯連接以達成此目標。

在專利說明書US5924950中之圖1或EP1445088A2中之圖8中可清楚地看到此一結構。在此情況下，此等變速箱具有若干致動構件，其等在某些齒輪改變之情況下必須由使用者同時致動。自行車之使用者需要操作致動構件兩次係不利的。

使用者僅希望觸發一控制命令以從一個齒輪改變至另一齒輪。為了實施此功能，專家已知所謂步進變速箱。此處，例如，一機械輸入移動被分成具有不同循環之兩個輸出移動。例如，從專利說明書DE1113618已知來自西門子(Siemens)之一軸向特別節省空間之步進變速箱。

例如，從專利說明書FR2776613A1、DE102009060484B4或DE000019720794A1已知藉助於步進變速箱同時控制若干致動構件及耦合構件之變速箱。然而，在前述實施例中，通常僅存在有限安裝空間可用於步進變速箱，使得僅可傳輸一有限換檔力。

為了能夠在負載下換檔，需要一高換檔力。因此，需要一種具有用於一疊置變速箱(或同義地，重疊齒輪)及一步進變速箱(或同義地，分度齒輪)之足夠安裝空間之底托架變速箱，使得此等變速箱在負載下換檔時亦可傳輸高換檔力。然而，底托架變速箱之總安裝空間應另外儘可能小地向後至後輪，使得存在用於輪胎、一短鏈撐長度之足夠空間以及用於一最佳懸架動力學之樞軸點之足夠空間。

總而言之，需要一種用於一電動自行車之底托架變速箱，其足夠小及纖細以與底托架上之一輔助驅動組合，輕量且與現代懸架設計相容。另外，需要一種底托架變速箱，其在負載下具有改良換檔行為，但在任何騎行情境或換檔情境下踏板皆不會打滑。與當前最先進技術相比，換檔力應減小。

從先前技術已知之不具有底托架變速箱之電動自行車在其等之外殼中提供足夠安裝空間以容納一扭矩感測器及一速度感測器。在具有輔助驅動(特定言之，呈一中置驅動馬達之形式)之一電動自行車中使用以產生以使用者所要之方式控制或調節馬達所需之信號之全部感測器及電子組件之總和在下文中被稱為感測器配置。

為了解決將一有利底托架變速箱整合至具有一輔助驅動(特定言之，呈一中置驅動馬達之形式)之一電動自行車中之上述目標，需要一非常小且纖細之感測器配置，以及一底托架變速箱所必需的且必須經重新設計而具有上文提及之特性之組件之一新穎設計及定位。另外，需要一非常纖細之感測器配置，因為在負載下工作之致動及耦合構件亦需要一特定安裝空間。

本發明藉由如技術方案1中定義之一底托架變速箱來解決此目標。其提供一種具備感測器配置，特定言之用於由肌力驅動之一車輛之具有一電輔助驅動之底托架變速箱，該底托架變速箱具有安裝在一變速箱外殼中之一底托架軸件及輸出軸件，其中該底托架軸件可經構形以接納踏板曲柄，且其中該輸出軸件較佳地被導引出變速箱外殼，且其中至少一個變速箱部件(或同義地，副變速箱)定位於該變速箱外殼中，其中至少第一變速箱部件具備至少一個換檔器軸件，可在該至少一個換檔器軸件上設定至少兩個齒輪級。此設計非常有利，因為以此方式，一齒輪換檔亦可整合至驅動系統(亦稱為一中置驅動馬達)中。此整合式齒輪換檔具有遠遠長於如今常見及經常使用之變速器齒輪之一使用壽命。一軸件間接或直接連接至至少兩個電路板之第一者，且較佳地，底托架變速箱之至少一個外殼部件間接或直接連接至至少兩個電路板之第二者。在此實施例中，來自底托架變速箱之組件可用於感測器配置之構造。此有利於安裝空間之最佳使用。若電子組件安置於形成感測器配置之部件之至少兩個電路板上(該至少兩個電路板傳輸表示施加至軸件之扭矩或速度之至少一個信號，且該至少兩個電路板彼此非常接近)，則感測器配置可經構形為非常纖細，且可有利地整合至該底托架變速箱中。有利地省略外部安裝之感測器。

本發明可藉由下文描述之進一步實施例進一步改良。個別實施例彼此獨立地係有利的，且可視需要彼此組合。

若底托架變速箱較佳經構形使得電子組件安置於其上之至少一個電路板之表面垂直於軸件之旋轉軸，則可節省軸向安裝空間。在底托架變速箱中之軸向安裝空間之此節省導致一改良Q因子，且若電子組件安置於其上之該至少兩個電路板之表面彼此共面地配置，則可進一步改良。

若在一較佳實施例中，不僅底托架變速箱之一個軸件而且底托架軸件間接或直接連接至該至少兩個電路板之第一者，則在該底托架變速箱中之其他軸件上(例如，在換檔器軸件上)將存在更多可用安裝空間以用於換檔致動之一有利構形。

在一較佳且有利之實施例中，若該底托架變速箱之特徵在於該底托架軸件間接或直接連接至與該底托架軸件同軸之一輸入中空軸件，其中該輸入中空軸件較佳地同軸連接至至少兩個輸入齒輪且其中至少兩個電路板之第一者附接至一輸入齒輪或該輸入中空軸件，則感測器配置可經構形為非常纖細。此一輸入中空軸件之使用係有利的，因為此輸入中空軸件可經構形為扭力較弱。由於可感測到較大位移，所以一所定義扭力弱點導致一改良感測器信號。

若在底托架軸件與輸入中空軸件之間安置一飛輪，則可良好地使用可用安裝空間，構造之質量減小，且飛輪防止電輔助驅動驅動騎車人之腿部，此可被視為一有利安全特徵。

若具備感測器配置之底托架變速箱經構形使得第一電路板與第二電路板無線地交換信號，則透過使用諸如滑環之機械信號傳輸方法而發生之磨損減少。

電路板上之電子組件(其等與底托架軸件一起旋轉)需要電能。較佳地，當新穎性之特徵在於電能從連接至一外殼部件之電路板感應地傳輸至電路板時，透過使用諸如滑環之機械傳輸方法而發生之磨損減少。

一換檔器軸件始終具備一致動裝置，其通常必須相鄰於換檔器軸件放置。感測器配置至換檔器軸件之額外附接係不利的，因為此配置將具有寬設計。在一較佳實施例中，在輸入中空軸件及輸出中空軸件之右側及左側，若配置於輸入中空軸件及輸出中空軸件上之齒輪在尖端直徑上係輸入中空軸件或輸出中空軸件之直徑之至少1.5倍，則通常存在可用安裝空間。在此情況下，扭力較弱之軸件區段可放置於齒輪下方。較佳地，底托架變速箱具備一輸出中空軸件，用於延伸至電動自行車之一後輪之一牽引構件之一皮帶輪或鏈輪可附接至該輸出中空軸件，其中底托架軸件在輸出中空軸件中同軸延伸，且其中至少兩個電路板軸向配置至輸出中空軸件之右側或左側。較佳地，至少一個電路板具有用於此目的之一孔或一敞開凹穴，其幾乎與輸出中空軸件同軸地安置。

較佳地，輸入中空軸件及輸出中空軸件並排配置於底托架軸件上，其中至少兩個電路板居中地配置於輸入中空軸件與輸出中空軸件之間，以此方式，兩個電路板之固定者可以一非常容易且節省成本之方式固定於外殼中。

若容納變速箱及底托架軸件之外殼經構形以容納電輔助驅動及/或致動總成及/或電驅動總成，其中至少兩個電路板之僅一者固定地連接至外殼，則外殼可被製造成一纖細且輕之構形。

若底托架變速箱之特徵在於至少兩個電路板容置於外殼之部分中(其中變速箱在一油浴中運行)，則有利地節省外殼中之密封件(諸如軸件密封件)及額外腔室。為此目的，電路板經設計使得潤滑油不會損害電及電子功能。

另外，若電子組件安置於其上之該至少兩個電路板之表面相距至多僅8毫米，則進一步減小底托架變速箱之總寬度。

在底托架變速箱之一較佳實施例中，若至少兩個電路板在操作期間相對於彼此旋轉且在任何時間皆不接觸，則可有利地減少磨損。

一底托架變速箱包括串聯連接以進行動力傳輸之一第一變速箱部件及一第二變速箱部件(或同義地，第一及第二副變速箱)，第一變速箱部件及第二變速箱部件具有一換檔器軸件，複數個惰輪安裝於該換檔器軸件上，該等惰輪與對應複數個輸入齒輪及輸出齒輪形成各自變速箱部件之齒輪對，其中惰輪可藉由耦合構件連接至換檔器軸件，該底托架變速箱與新穎感測器配置之組合係有利的，因為以此方式產生具有大量齒輪級之一特別緊湊驅動系統。

若較佳地，新穎底托架變速箱之特徵在於至少兩個電路板居中地定位於第一變速箱部件與第二變速箱部件之間，則可產生一特別纖細且輕之驅動系統。

在一較佳實施例中，若具備感測器配置之底托架變速箱之特徵在於底托架變速箱包括一電輔助驅動，其中來自電輔助驅動之一動力流及來自底托架軸件之一動力流在第一變速箱部件之前或之中或在第二變速箱部件之前或之中疊加，且其中至少兩個電路板之至少一者經由一感測器判定一信號(該信號表示動力流之至少一部分)，則機械組件可以一有利方式用於變速箱且同時用於感測器配置。此節省成本及重量。

在一較佳實施例中，若組件配置於直接或間接連接至外殼之第二電路板上之底托架變速箱中，該等組件將表示扭矩或速度之信號傳導出外殼，則此電路板上之僅少數電子組件必須設計為耐油的。

為了簡化構造，較佳的是，表示扭矩或速度之信號經由一或多個電纜在底托架變速箱中傳導，其中電纜透過外殼上之一開口傳導，其中具有電纜通道之外殼開口經設計，使得油無法行進通過此開口。此簡化主要係歸因於兩個電路板上之僅少數電子組件必須設計為耐油的且一電纜連接比一無線連接更廉價。

為了使底托架變速箱之重量保持儘可能低，輸入齒輪之至少兩者被製成一體。

若輸出齒輪之至少兩者被製成一體，則較佳地在底托架變速箱中可達成一進一步重量節省。

在下文中，參考隨附圖式藉由實例說明本發明。根據上文實施例，若一特徵在一特定應用中之技術效應不重要，則可省略個別特徵。另一方面，若在一例示性實施例中未描述或繪示之一特徵在一特定應用中之技術效應應係重要的，則可添加該特徵。

圖1展示一第一實施例中之具有一底托架變速箱之一電動自行車之一側視圖。在一有利實施例中，電驅動馬達亦整合在底托架變速箱中。車架1包含一頂管2、一下管3及一座管4。電池5整合在下管3周圍。在座管4及下管3之下端處存在一托架9，底托架變速箱10擰入托架9中。後輪13附接至一擺臂14且圍繞樞軸19旋轉。車輛包含一前懸架15以及一後懸架16。騎車人經由踏板6將其機械動力提供至曲柄臂7。人類驅動力經由曲柄臂7饋送至底托架變速箱10中。在底托架變速箱10中，調整由使用者經由車把12上之一控制元件11選擇之齒輪比。在底托架變速箱10中，將額外動力加至人類施加之踩踏動力。此額外動力由一電動馬達提供。圖1中之此圖解僅係例示性的。底托架變速箱10可經構形具有或不具有一輔助驅動。底托架變速箱之輸出軸件與底托架軸件同軸且承載前滑輪8。因此，前滑輪8形成變速箱輸出。其取決於哪一齒輪已由車輛之使用者接合而相對於曲柄臂7以不同速度旋轉。在此實施例中，機械動力經由一皮帶12傳輸至後輪13。視情況，動力至後輪13之此傳輸亦可經由任何其他類型之傳輸來實行。

圖2從左後方展示圖1之底托架變速箱10之一透視圖。未展示踏板6及曲柄臂7。車架係自由切割的，且部分展示下管3及座管4。在座管4及下管3之下端處存在一托架9，底托架變速箱10擰入托架9中。擺臂14亦係自由切割的。在一有利實施例中，擺臂14經由一擺臂軸承17附接至托架9。抗車體後部下沉(Anti-squat)係輪式車輛上之一裝置，其經設計以防止或減少加速期間之「傾斜」及因此歸因於動態車輪負載換檔之車身向後傾斜移動。其亦稱為車體後部下沉補償。為了在自行車上實施良好抗車體後部下沉行為，擺臂軸承17接近底托架軸件18之一位置(通常在底托架軸件18之上方及稍後方)係有利的。另外，若從底托架軸件18至後輪19之旋轉軸之距離儘可能小，則自行車之幾何形狀及所得騎行行為係有利的。此處，底托架變速箱之輸出軸件在與底托架軸件18同軸之車輛之右側上不可見，且承載前滑輪8。因此，前滑輪8形成變速箱輸出。機械動力經由一皮帶12傳輸至後輪。皮帶張緊器20經由緊固板21附接至底托架變速箱10之外殼22。張緊滑輪23係皮帶張緊器20之一組件，且確保皮帶12中之正確皮帶張力，而不管歸因於懸架16之後輪13之位置。底托架變速箱具備一左保護帽24，其保護底托架變速箱免受環境影響。另一左保護帽24安置於換檔器軸件之前面(在此處不可見)。在一有利實施例中，固定軸承軸安置於底托架變速箱中，其等藉由緊固螺釘25連接至外殼22。在延伸穿過底托架軸件之旋轉軸且垂直於路面之一垂直平面A上，吾人可看到新穎性之有利構形：全部變速箱軸件皆安置於此平面之前面，使得可達成足夠輪胎間隙及用於擺臂軸承17之技術上合理之位置之足夠空間以及感測器配置在底托架軸件附近之有利定位。皮帶張緊器20經構形，使得其張緊滑輪可定位於輪胎之右側，且其外殼定位於輪胎之前面。

圖3從右側展示底托架變速箱10之一側視圖。此處，圖解亦展示具有整合式電驅動馬達之底托架變速箱及用於具有電輔助驅動之自行車之電動齒輪換檔致動之一有利構形之一實例。在此圖解中未展示皮帶12、踏板6及曲柄臂7。在此實施例中，底托架變速箱10可分成三個總成，其等容置在一共同多部件外殼中，且在下文更詳細地個別描述。在圖3中用虛線勾勒對應總成之安裝空間。除了個別齒輪級之外，變速箱總成84亦包含耦合構件及至致動構件之連接以及具有用於判定底托架軸件18處之扭矩及速度之電子組件之新穎感測器配置。底托架軸件18之旋轉軸X1及換檔器軸件67之旋轉軸X2定位於此變速箱總成84之中心。可看到右變速箱外殼34，槓桿30及輸出中空軸件36從右變速箱外殼34突出。滑輪8藉由六個緊固螺釘82螺合至槓桿30。槓桿30經由一齒形連接或栓槽接頭73連接至輸出中空軸件36，且藉由一軸件螺帽29軸向固定。電驅動總成83在行進方向上安置於變速箱總成84之前面。電動馬達之軸件圍繞電動馬達X3之旋轉軸旋轉。致動總成85配置於變速箱總成84下方及右側。在致動總成85中，配置步進變速箱、疊置變速箱以及電操作之致動器及一致動器變速箱及一感測器系統。右變速箱外殼34部分填充有用於潤滑齒輪之油，且由右側蓋81封閉。判定電動馬達、致動器馬達及變速箱致動之速度及位置之感測器及處理電子器件安置於由右外蓋86封閉之另一腔室中。變速箱外殼之此例示性構形特別節省空間，且因此確保一纖細Q因子及低重量。

圖4展示穿過由底托架軸件18之旋轉軸X1及換檔器軸件67之旋轉軸X2界定之平面的一截面視圖。電驅動總成83之區域在此圖解中被切除，且致動總成85之大區域在此圖解中亦不可見。曲柄7在兩側上被橫向地安裝至底托架軸件18之一齒連接上。在齒連接的後面，於底托架軸件18的兩側上，存在釦環33及一間隔套筒28，其等形成曲柄之一止檔，且同時軸向地固定左滾珠軸承32的內環。底托架軸件之兩側上的油封31確保油填充物72無法從右及左外殼34、35逸出。在底托架軸件之中心存在一栓槽接頭73，一可軸向移動之飛輪主體46經配裝至該栓槽接頭73上以防止其旋轉。在其左側上，其具備一鋸齒形冠齒連接，該冠齒連接被一彈簧40壓抵於一固定飛輪主體46上的一互補齒連接且正向接合。經軸向固定之飛輪主體47係一輸入中空軸件60之部件，其係藉由滑動軸承48可旋轉地同軸地安裝於底托架軸件18上。輸入中空軸件60無法軸向移動，因為其被兩個釦環33固定於適當位置。一感測器59經配置於輸入中空軸件60之橫向表面上。因此，騎車人的扭矩係經由兩側上的曲柄7從踏板傳輸至底托架軸件18中，且接著被傳輸至輸入中空軸件60中。在該處，可經由感測器59產生具有關於扭矩之資訊之一信號，感測器59在操作期間與輸入中空軸件60一起旋轉。不僅輸入中空軸件60與在一有利實施例中經構形為一應變計的感測器59一起旋轉，而且一旋轉電路板44(其能夠進一步處理關於扭矩之資訊)亦與感測器59一起旋轉。在與旋轉電路板44平行且相距較小距離處，安置一固定電路板45，在此例示性實施例中，固定電路板45係經由一螺釘連接50附接至右變速箱外殼34。在一有利實施例中，旋轉電路板44亦具備感測器，該等感測器能夠判定輸入中空軸件60相對於變速箱外殼、固定電路板45及(視需要)地球磁場或重力的位置、定向及速度。根據當前最先進技術，旋轉及固定電路板44、45之間的信號傳輸可(例如)經由無線電無線地實行。同樣地，旋轉電路板44上所需之能量可從經固定至外殼之電路板45感應地傳送。其他類型之傳輸亦係可能的。在一有利實施例中，旋轉電路板44及固定電路板45係安置於底托架軸件18的中心附近，恰好在經定位於行進方向左側上之第一齒輪級74與經定位於行進方向右側上之第二齒輪級之間。在圖4之圖解中，新穎底托架變速箱10具備三個輸入齒輪41、42及43，其等經同軸地固定至輸入中空軸件60。在所展示之實施例中，輸入齒輪41包括20個齒，輸入齒輪42包括32個齒，且輸入齒輪43包括53個齒。在一有利、節省空間及重量之設計中，此等齒輪被製成一體，且經由一栓槽接頭73以一扭轉剛性方式連接至輸入中空軸件60。例如，經由一軸件螺帽29達成軸向固定，該軸件螺帽29將輸入齒輪軸向壓抵於輸入中空軸件60之一肩部。若此正齒輪傳動裝置之橫向齒腹被材料結合至輸入齒輪42之橫向面76，則具有20個齒之輸入齒輪41的強度可被大大地增加。在此實施例中，齒經由一橋或桿橫向地彼此連接。另外，當旋轉電路板49係直接附接至輸入齒輪41、42、43之一者時，產生一非常纖細設計。若最大輸入齒輪43係相對於輸入中空軸件60較遠地配置，則即使經配置於固定至外殼之電路板45上的大電子組件77亦存在足夠空間。在操作期間，三個輸入齒輪41、42、43之齒與惰輪51、52、53之齒嚙合。惰輪與換檔器軸件67係同軸地配置。換檔器軸件67之旋轉軸X2與底托架軸件18之旋轉軸X1平行相距一距離。具有20個齒之輸入齒輪41經連接至亦具有20個齒之一惰輪53。具有32個齒之輸入齒輪42經連接至亦具有17個齒之一惰輪52。具有53個齒之輸入齒輪43經連接至具有15個齒之一惰輪51。換檔器軸件67係經由一滾珠軸承28安裝於左外殼35中。滾珠軸承28係由釦環33及一間隔套筒28軸向固定。在此實施例中，一左保護帽24係安置於左變速箱外殼35之外部上以能夠安裝且確保緊密性。在一有利實施例中，具有最小齒數目之惰輪係安置於換檔器軸件67之外端處左變速箱外殼35的側壁附近，且與各自最大輸入齒輪連接。以此方式，可選擇換檔器軸件67之形狀，使得換檔器軸件67歸因於徑向齒連接力之偏轉而最小化。具有最小齒數目之此惰輪具有進一步特性：一選用滾針軸承27被設置於惰輪51與換檔器軸件67之間。另外，具有最小齒數目之此惰輪具備一內部齒連接57，該內部齒連接57係與運行齒輪軸向橫向間隔。此設計對於運行齒輪之使用壽命係有利的，因為此處齒係再次經由一環78以一材料形成的連接橫向地彼此連接。在此有利實施例中，具有一材料形成之連接的此環78承載一內部齒連接57。一耦合主體58可正向接合此內部齒連接57，且使惰輪51能夠將扭矩傳輸至換檔器軸件67。惰輪52及53亦具有內部齒連接57，經可移動地嵌入換檔器軸件67之橫向表面上的耦合主體58可正向接合至內部齒連接57中。耦合主體58係耦合構件K1至K6之部件。如上文描述，耦合主體58係耦合構件之部件。若耦合構件K1、K2或K3處於一啟動狀態，則惰輪51、52、53可僅在一個方向上將扭矩傳輸至換檔器軸件67。為了確保此功能，耦合構件基於內部齒連接57之形狀且藉由未展示之彈簧設計使得扭矩僅可在一個方向上正向傳輸。在相反方向上，耦合主體58在內部齒連接57上滑動，且不可傳輸扭矩。同樣地，耦合構件K1、K2或K3可呈現一非作用狀態。在此狀態下，耦合主體58藉助於可樞轉支撐件61、62或63且藉由未展示之彈簧被帶入此一位置中，使得耦合主體58不再與惰輪之內部齒連接57連接。在此非作用狀態下，各自惰輪可在換檔器軸件上安靜地滑移。下表展示取決於耦合構件K1、K2及K3之條件之第一齒輪級74的三種可能齒輪比：

啟動耦合構件	輸入齒輪之齒數目	惰輪之齒數目	齒輪比(1/i)
K3	20	20	1.0
K2	32	17	1.88
K1	53	15	3.53

表 1

該表展示換檔器軸件67始終至少以與底托架軸件相同之速度旋轉。此設計係有利的，因為與底托架軸件相比，在換檔器軸件67處不會出現更高扭矩。當耦合構件K3或K2被啟動時，換檔器軸件67處之扭矩甚至低得多。所展示之新穎換檔器軸件67包括複數個非同軸內孔，其中安置複數個可樞轉支撐件61至66。支撐件係圓柱形組件，其等可繞其等自身之軸樞轉，且在一個軸向端處被引出換檔器軸件67。在所展示之實施例中，此等可樞轉支撐件61至66被引出至右側，且各自在其等之右端處具有一小齒輪79，該小齒輪79繼而連接至一步進變速箱70之兩個組件之各自內部齒連接71。在此實施例中，可樞轉支撐件61至66之旋轉軸安置於圖4之截面平面中。可樞轉支撐件亦可定位於換檔器軸件67中之任何其他位置處。換檔器軸件牢固地連接至右側上之一參考齒輪69。此參考齒輪亦經構形以用作滾珠軸承32’之內環之一軸向止檔。致動齒輪68定位於直接相鄰於參考齒輪69之側。兩個齒輪具備一外部齒連接。致動齒輪68經由一滑動軸承48安裝於參考齒輪69上，且直接軸向向外固定於右側蓋81上。致動齒輪68、參考齒輪69、具有兩個對應內部齒連接71之步進變速箱70及六個可樞轉支撐件61、62、63、64、65、66係致動構件之部件。藉由改變致動齒輪68相對於參考齒輪69之旋轉位置，使全部六個支撐件61、62、63、64、65、66樞轉，且因此致動耦合構件K1、K2、K3、K4、K5及K6。在第二齒輪級75中，具有20個齒之惰輪54經由啟動耦合構件K4耦合至換檔器軸件67。同樣地，在第二齒輪級75中，具有21個齒之惰輪55經由啟動耦合構件K5耦合至換檔器軸件。耦合構件K6以相同方式將亦具有21個齒之惰輪56耦合至換檔器軸件67。內部齒連接57在第一及第二齒輪級74、75中幾何形狀相同，但在各情況下橫向反轉配置，因為在第二齒輪級75中，扭矩必須從換檔器軸件67傳輸至惰輪54、55或56。在第一齒輪級74中，扭矩從惰輪51、52及53傳輸至換檔器軸件67。輸出中空軸件36與底托架軸件18同軸地配置，且在一有利實施例中，一體地連接至三個輸出齒輪。輸出齒輪37包括20個齒，定位於變速箱之中心且與亦具有20個齒之惰輪54嚙合。輸出齒輪38包括32個齒且與具有21個齒之惰輪55嚙合。輸出齒輪39包括26個齒且定位於右變速箱外殼34之外殼壁之最右側。其與具有21個齒之惰輪56嚙合。一般言之，結構可總結如下：提供一種特定言之用於由肌力驅動之一車輛之具備一致動裝置之底托架變速箱10，其具有串聯連接以進行動力傳輸之一第一變速箱部件74及一第二變速箱部件75，第一變速箱部件74及第二變速箱部件75具有一換檔器軸件67，複數個惰輪51至56安裝於該換檔器軸件67上，該複數個惰輪51至56與對應複數個齒輪37、38、39、41、42、43形成各自變速箱部件之齒輪對，其中惰輪可藉由可樞轉耦合主體61至66連接至換檔器軸件67。圖解清楚地展示，新穎性之特徵在於換檔器軸件67具有複數個軸向內孔，且換檔器軸件67之複數個軸向內孔不與換檔器軸件67同軸地安置，且一各自可樞轉支撐件61至66安置於軸向內孔中，其中一各自可樞轉支撐件61至66僅經由其圓柱形橫向表面間接或直接精確地連接至一個耦合主體。下表展示取決於耦合構件K4、K5及K6之條件之第二齒輪級75之三種可能齒輪比：

啟動耦合構件	惰輪之齒數目	輸出齒輪之齒數目	齒輪比(1/i)
K4	20	20	1.0
K5	21	32	0.656
K6	21	26	0.808

表 2

此處，亦可注意，在第二齒輪級75中，從換檔器軸件至輸出中空軸件，速度保持不變或降低。此新穎設計導致運行齒輪中之一良好強度，因為許多齒輪具有較少齒數目及一大模組。輸出齒輪37、38及39經由橋或桿連接在齒之側表面處，且形成為一體使得可防止過大齒根應力。由於輸出中空軸件36以不同於底托架軸件18之速度旋轉，因此提供一雙滾針軸承27。軸承距離經由一間隔套筒28界定。為了將扭矩導引出底托架變速箱10，一槓桿30藉由一栓槽接頭73附接至輸出中空軸件36，且藉由一軸件螺帽29軸向固定。此構造亦係有用的，因為滾珠軸承32’’之內環亦以此方式固定。為了防止油從底托架變速箱10逸出，一油封31配置於底托架軸件18與輸出中空軸件36之間。另外，油封31’在槓桿30與右變速箱外殼34之間提供一密封。槓桿30將扭矩傳輸至前滑輪8。兩個組件被螺合。一底托架變速箱之此較佳新穎構形藉由組合齒輪級74、75來提供九個齒輪。下表展示取決於全部耦合構件K1至K6之條件之底托架變速箱10之九個可能齒輪級：

齒輪	啟動耦合級1	啟動耦合級2	級1 (1/i)	級2 (1/i)	總比 (1/i)	展開度 (%)
1	K3	K5	1.00	0.66	0.656
2	K3	K6	1.00	0.81	0.808	23.1
3	K3	K4	1.00	1.00	1.000	23.8
4	K2	K5	1.88	0.66	1.235	23.5
5	K2	K6	1.88	0.81	1.520	23.1
6	K2	K4	1.88	1.00	1.882	23.8
7	K1	K5	3.53	0.66	2.319	23.2
8	K1	K6	3.53	0.81	2.854	23.1
9	K1	K4	3.53	1.00	3.533	23.8

表 3

六個耦合構件K1至K6之整個總成在圖4之圖解中用虛線繪製，且用元件符號K標記。

可看出，新穎性之例示性構形提供具有均勻分度九個齒輪，皆在23.1%與23.8%之間。此齒輪分度及538%之整個齒輪比範圍係一非常有利之構形，尤其對於具有電輔助之自行車。創新可用於全部電動自行車類別，因為行駛速度(其亦取決於車輛之驅動輪之直徑)可藉由所謂的二級齒輪比來調整。二級齒輪比係前滑輪10與通常安裝於後輪13上之後滑輪之齒數目之比。然而，創新不僅可用於具有電輔助之自行車上；此新型底托架變速箱亦可用於不具有一輔助驅動之車輛上。538%之展開度甚至容許在一山地自行車上使用。藉由省略個別齒輪對，新穎性亦可更廉價地製造，且能夠用於需要更少齒輪及更小展開度之類別。

圖5展示穿過來自圖4之平面A-B之一橫截面。底托架軸件18圍繞旋轉軸X1旋轉。在此截面中，油封31係可見的，其防止油從左變速箱外殼35洩漏。亦可看到具有53個齒之最大輸入齒輪43。如上文說明，此齒輪專用於齒輪七、八及九之三個最快或最長齒輪比。根據新穎性之有利實施例，為了節省重量及安裝空間，輔助驅動之機械動力亦經由此齒輪43來供應。一般言之，與底托架軸件18同軸配置之至少一個齒輪始終與兩個進一步齒輪連接，該兩個齒輪之一者係一步進齒輪98。一步進齒輪98由兩個齒輪組成，該兩個齒輪具有不同齒數目，彼此同軸對準且彼此牢固地連接。在一較佳實施例中，一步進齒輪98被製成一體。在所展示之實施例中，具有15個齒之齒輪87及具有30個齒之齒輪88一體地製成一步進齒輪98，且圍繞旋轉軸X7旋轉。因此，X7係減速齒輪之一旋轉軸。此步進齒輪98安裝於藉由一滾珠軸承32’’’固定至外殼之一軸99上。為了使所使用之電動馬達變得小且輕，其經設計以高速運行，且接著在一多級減速齒輪之幫助下，此高速被降低至人類以約每分鐘50至90轉來驅動底托架軸件18之自然節奏。與底托架同軸之新穎性之至少一個齒輪同時用作減速齒輪之一組件及變速箱之一組件。在圖解中，此係齒輪43。為了在圖5中展示整個減速齒輪，存在具有第一減速級之一視圖之一額外細節95。電動馬達之軸件100圍繞旋轉軸X3旋轉，且承載具有12個齒之齒輪91。齒輪與全部其他齒輪在相同油浴中運行。在齒輪91之後面，提供一油環31’’。油環確保具有全部磁體、繞組之轉子及定子以及具有個別馬達相位之連接之電力電子器件93之電路板在一乾燥腔室94中免受油之影響。未詳細展示具有馬達控制器之電路板。然而，展示插頭接點96，其等亦安置於乾燥區域中且連接至電路板。當與一電輔助驅動組合時，底托架變速箱(其通常被稱為驅動系統)經由插頭接點連接至車把上之控制元件。電池、感測器及顯示元件亦經由此等插頭連接連接至驅動系統。具有12個齒之齒輪91連接至具有55個齒之齒輪92。齒輪92經由一飛輪連接至齒輪90，該齒輪90具有14個齒且一體地設計為一軸件。此飛輪97圍繞旋轉軸X5旋轉，且確保騎車人不必拖著電動馬達空載行駛或甚至在輔助驅動被關閉時將其作為一發電機操作。齒輪89包括21個齒，圍繞旋轉軸X6旋轉且在齒輪90與齒輪88之間建立一連接。下表展示個別減速級之齒輪比及其等之旋轉軸：

經由旋轉軸之輸入：	輸入上之齒數目：	經由旋轉軸之輸出	輸出上之齒數目：	齒輪比(i)
X3	12	X5	55	4.58333
X5	14	X7	30	2.14285
X7	15	X1	53	3.53333
			總齒輪比：	34.7022

表 4

整個減速齒輪有利地經建構使得軸件100處之馬達速度降低34.7倍，直至底托架軸件18。齒輪89之大小對此總齒輪比不具有影響。然而，在新穎性中，此齒輪89橋接至相鄰齒輪級之距離。

圖6展示圖2之底托架變速箱10之一透視圖。其展示在一有利實施例中具有電輔助驅動之新穎底托架變速箱10之構造。電致動在此視圖中不可見。未展示左及右外殼、側蓋、全部螺釘、曲柄7、前皮帶輪8、插頭接點及具有電力電子器件之電路板。圖式展示特定言之用於由肌力驅動之一車輛之具有一電輔助驅動之底托架變速箱之一例示性圖解，其具有串聯連接以進行動力傳輸之一第一變速箱部件74及一第二變速箱部件75，第一變速箱部件74及第二變速箱部件75具有一換檔器軸件67，複數個惰輪51、52、53、54、55、56安裝於該換檔器軸件67上，該複數個惰輪與對應複數個齒輪43、42、41、37、38、39形成各自變速箱部件之齒輪對，其中惰輪可藉由耦合主體連接至換檔器軸件67。另外，有利實施例之特徵在於最小惰輪51與最大輸入齒輪43形成一齒輪對，且在行進方向上橫向地配置於左側上，且最大輸入齒輪43亦與一進一步齒輪87進行動力傳輸連接，此進一步齒輪87與電輔助驅動102之軸件100間接或直接連接。在一有利實施例中，此進一步齒輪87定位於最小惰輪51附近或正下方。在圍封最大輸入齒輪43之圓柱形體積中，亦定位底托架軸件之左滾珠軸承。在此有利構形中，最大輸入齒輪43具有一鐘形形狀，且展示與兩個其他輸入齒輪41及42之一材料形成之連接。另外，三個輸出齒輪37、38及39彼此亦具有一材料形成之連接。由於此結構非常節省空間，因此在此有利實施例中，具有電子組件之兩個電路板44、45可在第一及第二變速箱部件74、75之間相對於底托架軸件18同軸且居中地放置於感測器配置之框架中，其中一個電路板44以與底托架軸件18相同之速度旋轉，且第二電路板45無法相對於外殼移動，其中兩個電路板彼此直接相鄰地配置且彼此交換電信號，其中在兩個電路板之一者上產生表示騎車人之扭矩之至少一個信號。另外，相對於外殼固定之電路板具備與外殼連接之固定點103係有利的，其中以與底托架軸件相同之速度旋轉之電路板具備與三個輸入齒輪41、42、43之一者連接之固定點。在一進一步有利實施例中，具有轉子及定子之電輔助驅動102較佳地在行進方向上定位於第二變速箱部件75之前面，使得可在行進方向之左側上針對必要齒輪級91、92、90、89、87使用空間，該等齒輪級降低電動馬達102之速度。在一有利實施例中，降低電驅動馬達102之速度之齒輪對在行進方向上定位於第一變速箱部件之上游及下游。更一般言之，減速齒輪級之旋轉軸X5、X6、X7及電動馬達X3之旋轉軸定位於由底托架軸件18之旋轉軸X1及換檔器軸件67之旋轉軸X2界定之一平面下方。在一有利實施例中，電子地判定電動馬達102之轉子之位置或定向之電路板104在行進方向上定位於電動馬達102之右側。以此方式，此電路板104可安裝於一乾燥安裝空間中，且定位於馬達軸件100上之齒輪91可在一油浴中運行。齒輪91之反作用力可被一滾針軸承27良好地吸收，且電動馬達102可被一油封31良好地密封以隔絕油浴。圖6亦展示惰輪在其等之橫向表面上具備運行齒輪，其中至少一個惰輪51之齒之側表面在一個側上經由一橋或桿101彼此連接。此形狀對齒之耐久性非常有利。換言之，新穎性之特徵在於軸向相鄰於惰輪51設置一圓柱形盤或環78，其與齒輪具有一材料形成之連接，且具有大於惰輪51之齒根圓之至少一個直徑。軸向相鄰於圓柱形盤，亦存在一材料形成之連接中之耦合齒連接，其被設計為一內部齒連接，且可連接至耦合主體。惰輪51、圓柱形盤及耦合齒連接被設計為一體，或藉由一材料形成之連接連結。

圖7展示換檔器軸件總成67之一透視圖。配置於換檔器軸件67上之組件以截面視圖展示。在此有利例示性實施例中，換檔器軸件在左側上具有小於在軸件之中間之一直徑。在左側上，換檔器軸件67經由一滾珠軸承32安裝於外殼(未展示)中。滾珠軸承32經由一彈簧墊圈33且經由一間隔套筒28軸向固定至軸環105。與軸件之中心相比，換檔器軸件在左側上亦具有一較小直徑，因為惰輪51僅具有15個齒，且此導致一小直徑。圖解展示惰輪51、52、53、54、55、56可藉由耦合主體58連接至換檔器軸件62。此較佳實施例之特徵在於此六個耦合主體58可採用與匹配內部齒連接之一正向連接。在圖7中，僅可見兩個耦合主體58。然而，惰輪51、52、53、54、55、56之各者具備一內部齒連接57。在此有利實施例中，新穎性之特徵在於在至少一個惰輪51上，內部齒連接57與外部齒連接橫向間隔。此實施例亦展示各耦合主體58連接至一對應襪帶彈簧106。各襪帶彈簧106定位於一對應溝槽107中，該溝槽107定位於換檔器軸件67之橫向表面上。在圖解中，存在六個襪帶彈簧106，其等確保耦合主體58之正確運作。由於惰輪51、52、53、54、55、56在一油浴中運行，且因此相對於彼此軸向及徑向於換檔器軸件67良好地支撐在滑動軸承中，所以其等可相對於彼此呈現不同速度，而不具有較大摩擦損耗。可藉由正確選擇一滑動盤108之厚度來調整軸向軸承間隙。在右側上，換檔器軸件67亦經由一滾珠軸承32’安裝於右變速箱外殼34中。軸向地，滾珠軸承32’被支撐在另一軸環105’及換檔器軸件之參考齒輪69上。參考齒輪69附接至換檔器軸件67，且在操作期間以相同速度旋轉。換檔器軸件67之致動齒輪68相鄰於參考齒輪69安置。藉由相對於參考齒輪69旋轉此致動齒輪68，實行換檔程序。亦具有一內部齒連接71之此致動齒輪68之旋轉直接導致展示在定位於換檔器軸件67之右面上之內孔內部的六個可樞轉支撐件61、62、63、64、65、66之三者之一旋轉。在此等可樞轉支撐件61、62、63、64、65、66中，僅端部處之齒連接在圖7中可見，且為了更佳可見性，此等齒連接亦未用元件符號標記。在可樞轉支撐件61、62、63、64、65、66之不同旋轉可調整位置中，定位於換檔器軸件之橫向表面上之一凹槽107中之耦合主體58可呈現不同狀態。所展示之六個可樞轉支撐件61、62、63、64、65、66之剩餘三者僅在特定時間在換檔器軸件67之內孔中旋轉，因為其等經由一步進變速箱70連接至致動齒輪68。此實施例之優點在於，致動齒輪68處之例如40度之一旋轉導致各自可樞轉支撐件61、62、63、64、65、66處之例如120度之一旋轉。因此，上文展示之九個齒輪級藉由致動齒輪68處之8乘以40度之一旋轉移動來換檔。此對應於320度之一旋轉。若變速箱單元之特徵在於具有橫向間隔之一內部齒連接57之惰輪51之外部齒連接之齒根圓直徑之特徵在於齒根圓直徑小於或等於內部齒連接之最大直徑，則可在所展示之實施例之範疇內容易地實施上述有用新齒輪比。若新穎性之特徵在於具有橫向間隔之一內部齒連接之至少此一個惰輪51之特徵在於構成運行齒輪之外部齒連接之齒橫向地包含彼此之一材料形成之連接，則此實施例甚至可在強度方面得到改良。與此同時，當具有橫向間隔之一內部齒連接57之至少惰輪51之特徵在於內部齒連接57之齒橫向地包含彼此之一材料形成之連接時，亦獲得進一步加強。從圖解可清楚地看到，在其連接至惰輪51之區域中具有橫向間隔之一內部齒連接57之換檔器軸件67之特徵在於換檔器軸件67在此區域中具有兩個不同外徑。此處，較大外徑較佳地定位於耦合齒連接57中。較佳地，具有橫向間隔之一內部齒連接57之惰輪51與最大齒輪或輸入齒輪43接合，該最大齒輪或輸入齒輪43與底托架軸件18同軸。平面E1垂直於換檔器軸件67之旋轉軸且定位於惰輪56之中心。

圖8a、圖8b及圖8c分別展示如從左側看到之穿過底托架變速箱之惰輪56之平面E1之一截面。在全部圖中，未展示右側上之變速箱外殼。在全部圖中亦展示由內部齒連接57、耦合主體58、襪帶彈簧106及可樞轉支撐件61、62、63、64、65、66組成之耦合構件K6。從圖解可清楚地看到，僅一個可樞轉支撐件66負責一個耦合主體58。較佳地，可樞轉支撐件61、62、63、64、65、66配置於其中之內孔皆不與換檔器軸件67同心。在一較佳實施例中，新穎底托架變速箱經構形使得可樞轉支撐件61、62、63、64、65、66配置於其中之內孔與換檔器軸件67之外表面之距離相同，各內孔亦與各自兩個相鄰內孔之距離相同。在一較佳實施例中，耦合主體58具備一狹槽以容許襪帶彈簧106將一經定義力施加至耦合主體58。襪帶彈簧在張力下承受應力，且可在端部處連結以形成一環形形狀。歸因於隨後組裝，襪帶彈簧通常用於油封中，且因此係一工業生產且成本有效之機器組件。圖8a展示完全浸沒在凹穴中之耦合主體58，該凹穴被銑削為換檔器軸件67之橫向表面上之一凹槽。耦合主體58未連接至惰輪56之內部齒連接57。惰輪56可在兩個旋轉方向上自由旋轉。耦合構件在兩個旋轉方向上被撤銷啟動。可樞轉支撐件66未與耦合主體直接接觸。圖8b展示與環形齒輪之內部齒連接57完全耦合之耦合主體58。耦合構件被啟動。可樞轉支撐件66之圓柱形表面與耦合主體58進行力傳輸連接。在此狀態下，換檔器軸件可在一順時針方向上將扭矩傳輸至惰輪56。圖8c展示其中當耦合構件被啟動時惰輪56比換檔器軸件67更快地順時針旋轉之狀態。在此狀態下，耦合主體58之背部在內部齒連接57上方滑動。此狀態可在換檔程序期間短暫出現。

圖9a、圖9b及圖9c以非常一般之方式在示意性表示中展示根據新穎性之此一耦合構件K之來自圖8之截面視圖之截面A1。換檔器軸件67圍繞旋轉軸X2旋轉。在此例示性實施例中，惰輪109逆時針旋轉且驅動換檔器軸件67。內部齒連接57同心地安置於惰輪109中。其具有軸承表面112、壓力表面110及滑動表面111。較佳地，換檔器軸件67具備平行於或幾乎平行於換檔器軸件67之軸X2配置之三個或多於三個軸向內孔113。圖9a、圖9b及圖9c僅示意性地展示此等軸向內孔113之一者。可樞轉支撐件114安置於內孔113中。可樞轉支撐件114可呈現一第一狀態，如圖9a及圖9b中展示，其中可樞轉支撐件與恰好一個耦合主體58直接連接。在此第一狀態下，耦合構件被啟動，且亦可看到耦合主體58可與惰輪109形成力傳輸連接。當惰輪109逆時針旋轉(如圖9a中展示)且驅動換檔器軸件67時，達成至惰輪109之力傳輸連接。如圖9b中展示，當惰輪109順時針旋轉時，無法達成至惰輪109之力傳輸連接，且無法驅動換檔器軸件67，因為耦合主體58無法與內部齒連接之壓力表面110形成一正向連接。如圖9b中展示，當惰輪109順時針旋轉時，耦合主體58尤其抵靠內部齒連接之滑動表面111滑動，且扭矩無法從惰輪109傳輸至軸件67。在此較佳例示性實施例中，耦合主體58具有一彈簧安裝表面117，該彈簧安裝表面117與一彈簧118 (例如，一襪帶彈簧106)恆定接觸，且確保耦合主體58可呈現不同狀態，且無法以有缺陷之方式堵塞在內部齒連接57與換檔器軸件67之間。為了防止襪帶彈簧106堵塞在換檔器軸件67、耦合主體58及惰輪109之內部齒連接57之間，換檔器軸件較佳地在其圓柱形表面上具備若干溝槽，在該等溝槽中插入幾乎環形螺旋彈簧(亦稱為襪帶彈簧106)。此外，出於相同原因，耦合主體58具備一溝槽，在該溝槽中插入幾乎環形螺旋彈簧(亦稱為襪帶彈簧106)。在此溝槽中，提供前述彈簧安裝表面117。

參考圖9c，可看到，可樞轉支撐件114可呈現一第二狀態，其中可樞轉支撐件114未與耦合主體58連接。在此第二狀態下，此耦合主體58無法與惰輪109形成力傳輸連接，且無論惰輪109之旋轉方向為何，內部齒連接57之表面皆無法與耦合主體58連接。惰輪109可在換檔器軸件67上滑動而不產生任何噪音。耦合構件在圖9c中展示為撤銷啟動。從圖9亦可清楚地看到，一耦合主體58安置於其中之凹槽107經由一開口119連接至內孔113，在該開口119中提供一可樞轉支撐件114。

圖10a在示意性表示中以圖9a之一細節展示根據新穎性之耦合構件。惰輪109及換檔器軸件67僅詳細展示，且能夠圍繞旋轉軸X2旋轉。惰輪109具備對稱且同心地配置於惰輪109中之一內部齒連接57。內部齒連接57具有壓力表面110，該等壓力表面110將力從惰輪109傳輸至耦合主體58之壓力表面116。在一較佳實施例中，壓力表面116及壓力表面110兩者在同一方向上略微彎曲。力箭頭F _K124表示圖解中之力。當然，此類型之配置亦能夠將力從耦合主體反向傳輸至惰輪109。然而，為了描述較佳原理，下文描述指代力從惰輪109傳輸至耦合主體58之情況。耦合主體58定位於換檔器軸件67上之一凹穴107中，該凹穴107亦可被描述為換檔器軸件67之橫向表面中之一凹槽。耦合主體58被支撐在換檔器軸件67上之表面137上，且因此可圍繞旋轉軸X8旋轉。由惰輪109施加至耦合主體58之力F _K124從軸承力F _a140排出至換檔器軸件67中。然而，由於由惰輪109引入至耦合主體58中之力F _K124具有相對於旋轉軸X8之一槓桿臂l _K，因此亦產生一扭矩且耦合主體58希望圍繞軸X8順時針旋轉。然而，由於配置於換檔器軸件67中之一軸向內孔113中之可樞轉支撐件114以力F _B125支撐耦合主體58，所以防止藉由一扭矩M _A之此旋轉移動。建立圍繞軸X8之扭矩之一平衡： F _K* l _K= F _B* l _B= M _A

槓桿臂l _K較佳地應係短的，且槓桿臂l _B稍長，因為此最小化可樞轉支撐件114上之軸承力F _B。因此，在新穎性之範疇內，其係一自脫離耦合主體58。耦合主體58及內部齒連接57之形狀係使得當支撐件114向外擺動且撤銷啟動耦合構件時，扭矩Ma克服耦合主體58之壓力表面116與內部齒連接57之壓力表面110之間之靜摩擦。因此，克服靜摩擦之機械功由騎車人自身完成。致動構件必須僅做機械功以移動可樞轉支撐件。可樞轉支撐件處之摩擦僅由力F _B判定，力F _B在耦合主體之有利構形之範疇內最小化。當可樞轉支撐件114圍繞其自身之軸X9旋轉時，扭矩M _B126藉由一致動構件容易地施加至可樞轉支撐件114。在一有利實施例中，可樞轉支撐件114具有一圓柱形形狀，圓柱之直徑比換檔器軸件之直徑小至少三倍。在徑向負載下在一內孔中樞轉一特定角度之一圓柱之直徑愈小，便愈容易樞轉。在一有利實施例中，換檔器軸件67上之可樞轉支撐件114之軸承表面139及換檔器軸件67之軸向內孔113中之表面由鋼製成且經硬化。若軸向內孔113僅經由一單一開口119連接至換檔器軸件67之外表面中之凹槽107，則換檔器軸件67之強度得以維持，因為換檔器軸件67不會如先前技術設計中通常之情況般被一大同心內孔弱化。

與上文描述之圖10a相比，圖10b在一可比較示意性表示中展示根據當前最先進技術之耦合構件。經由內部齒連接57之壓力表面110從惰輪109傳輸至耦合主體58之力F _k124提供圍繞旋轉軸X8之一逆時針扭矩Mp。在此實施例中，根據當前最先進技術，此扭矩Mp導致自鎖。耦合主體58經由換檔器軸件67上之耦合主體之軸承表面137完全且單獨地傳輸力。扭矩Mp確保耦合主體以力Fr支撐在內部齒連接57上。為了起始根據此先前技術之一換檔程序，歸因於耦合主體之壓力表面116上之表面壓力而產生之摩擦力必須完全由凸輪軸件138之所施加力F _ar136施加。歸因於凸輪軸件138上之相對長槓桿臂L _n134 (根據先前技術，其通常同軸地安裝至換檔器軸件67)，由致動構件引入之扭矩M _n必須非常高，以便將耦合主體58從內部齒連接57脫離。針對相同力F _K，根據圖10a之新穎設計中之致動扭矩M _B顯著低於根據圖10b之先前技術構形中之致動扭矩M _n。因此展示，即使在負載下，底托架變速箱中之換檔裝置之新穎構形仍可執行一換檔操作。

參見圖10a，可總結，具有一換檔裝置之一例示性較佳底托架變速箱之特徵在於惰輪具備同心內孔，其中該等內孔具備內部齒連接57，且其中換檔器軸件67及耦合主體58以及可樞轉支撐件114之至少一部分定位於該等內孔中，且其中內部齒連接57具有壓力表面110，該等壓力表面110將力從惰輪109傳輸至耦合主體58之壓力表面116，且其中耦合主體58之壓力表面116及內部齒連接57之壓力表面110兩者在同一方向上略微彎曲。另外，此例示性實施例之特徵在於耦合主體可呈現一狀態，其中從一惰輪傳輸至此耦合主體之力可同時從耦合主體傳輸至換檔器軸件及一支撐件中，其中支撐件可經由一致動構件改變其相對於換檔器軸件之位置及定向。

圖11a展示不具有惰輪51至56之來自圖7之換檔器軸件67之一透視圖。亦未展示右外殼34及左外殼35。圖解係例示性的。由一釦環33軸向固定之滾珠軸承32係在左側上。一間隔套筒28係在滾珠軸承32之右側。惰輪向左抵靠此間隔套筒28軸向支撐且向右抵靠軸環120’’軸向支撐。換檔器軸件67在其圓柱形橫向表面上具備若干溝槽142，幾乎環形螺旋彈簧106可插入該等溝槽142。在圖11a中未展示環形螺旋彈簧106。在此實施例中，換檔器軸件67在其內部包含六個腔室143，該等腔室平行於或幾乎平行於切換軸件之軸配置。此等腔室不與換檔器軸件67之旋轉軸X2同軸。在六個腔室之各者中存在一可樞轉支撐件61至66。各可樞轉支撐件61至66可呈現一第一狀態，其中可樞轉支撐件61至66與恰好一個耦合主體144至149直接或間接連接。可看到，耦合主體149向上摺疊，且因此，在此第一狀態下，此耦合主體149與惰輪56 (未展示)進行力傳輸連接。在圖解中亦可看到，換檔器軸件67之橫向表面具備凹槽107，耦合主體144至149定位於凹槽107中。圖11a中僅展示三個耦合主體142、146及149。多個凹槽107較佳地圍繞橫向表面之圓周均勻分佈。為了能夠控制耦合主體，六個凹槽107各自經由一開口119連接至可樞轉支撐件61至66定位於其中之六個腔室。滾珠軸承32’係在右側上。滾珠軸承32’經由參考齒輪69軸向地固定。致動齒輪68定位於換檔器軸件67之最右側上，且能夠致動六個可樞轉支撐件61至66。

圖11b以相同透視圖展示來自圖11a之總成，其不具有換檔器軸件67，不具有滾珠軸承32、32’，且不具有間隔套筒28。在圖解中可清楚地看到，六個可樞轉支撐件之兩者已呈現一第一狀態，其中兩個支撐件61及66係直接連接至恰好一個耦合主體144及149。在此狀態下，耦合主體向上摺疊，且可傳輸力。耦合構件K1及K6被啟動。此第一狀態對應於圖9a中描述之原理。四個可樞轉支撐件62、63、64、65呈現一第二狀態，其中四個可樞轉支撐件62、63、64、65之各者不與耦合主體142、143、144、145之一對應者連接。此解耦係可能的，因為可樞轉支撐件61、62、63、64、65、66具有一圓柱形形狀，且在圓柱形橫向表面151上具備凹槽150，其中凹槽150係定位於耦合主體141至146附近。在此第二狀態下，耦合主體向下摺疊，且無法傳輸任何力。耦合構件K2、K3、K4及K5被撤銷啟動。此第二狀態對應於圖9c中描述之原理。在此第二狀態下，此耦合主體無法與一惰輪形成力傳輸連接。可樞轉支撐件61至66具有不同長度，且被定位於換檔器軸件67內部具有一圓柱形形狀之一腔室中。此形狀可係在生產中藉由具有不同深度之軸向內孔優先實施。

在新穎底托架變速箱之換檔器軸件之此圖解中，亦清楚地看到，一第一變速箱部件及一第二變速箱部件經串聯連接以進行動力傳輸：耦合主體144、145及146將扭矩從惰輪51、52及53傳輸至第一變速箱部件中之換檔器軸件67。耦合主體147、148及149在換檔器軸件67中旋轉180度，且係第二變速箱部件之部分。因此，為了經由兩個變速箱部件傳輸扭矩，三個耦合主體144、145、146之一者及三個耦合主體147、148、149之一者必須向上摺疊。各變速箱部件具有三個齒輪。變速箱部件之串聯連接導致9個齒輪。針對從一個齒輪至下一齒輪之一齒輪改變，變速箱部件中之三個可樞轉支撐件61至63或64至66各自繞其等圓柱形形狀之其等自身軸同時旋轉120度。因此，在此例示性實施例中，可樞轉支撐件之圓柱形橫向表面上的凹槽150必須在240度的一範圍內延伸，因為在360度之樞轉移動內，一次可僅啟動變速箱部件中的一個單一齒輪。

從圖11b亦可清楚地看到，若可樞轉支撐件61至66經配置於其中之軸向內孔與換檔器軸件67之橫向表面的距離相同或相似，則有利於換檔器軸件67的強度。在此情況下，耦合主體144至149之形狀亦係相同的。若各內孔與兩個相鄰孔具有一相等或相似距離，則可在換檔器軸件中實現一良好應力曲線。耦合主體144至149具備作為一彈簧支撐表面117之一溝槽，溝槽中之襪帶彈簧106確保如上文描述般達成耦合主體144至149之功能。

可樞轉支撐件61至66從換檔器軸件67橫向延伸，且在其等之端部處具備齒輪152、153、154、155、156、157。代替齒輪，可樞轉支撐件61至66亦可配備其他變速箱元件進行控制。例示性實施例包括具有六個致動齒輪152至157之六個可樞轉支撐件61至66。齒輪不在一個平面中。各自為152、153、154及155、156、157之三個齒輪被安置於一個平面中。確切地，該等齒輪必須在一個平面中以被連接至分別負責第一及第二齒輪級之可樞轉支撐件。在有利實施例中，用於第一變速箱部件之致動齒輪152、153、154因此被安置於一個平面中，且用於第二變速箱部件之致動齒輪155、156、157被安置於一第二平面中。此在圖11d中展示。圖11d展示圖11c之右側區域之一放大圖。各齒輪152至157具有13個齒。負責耦合構件K4、K5、K6之齒輪152、153、154被安置於外部。負責耦合主體K1、K2、K3之齒輪155、156、157稍微偏移至內部。齒輪較佳地與可樞轉支撐件61至66製成一體。然而，其中經附接及緊固齒輪152至157之一實施例亦係可能的。為了能夠以一有利方式鎖定可樞轉支撐件61至66之角位置，可樞轉支撐件61至66在其等之橫向表面上以120度之一距離設有三個凹槽158，一彈性推力件80可接合至該等凹槽中。彈性推力件80在滾珠軸承32’之軸承座下方的右端處擰入換檔器軸件67中。一彈性推力件80係與各可樞轉支撐件61至66相關聯。各可樞轉支撐件61至66在從外部致動之後可鎖定在三個位置中。致動應經建構，使得在此較佳實施例中，各可樞轉支撐件61至66始終精確地旋轉120度以從一個檔位換檔至下一檔位。各單一可樞轉支撐件具有兩個掣止點，耦合構件在該等掣止點處被撤銷啟動。各可樞轉支撐件具有一進一步掣止點，耦合構件在該掣止點處被啟動。參見上文文字中之表3，清楚地看到，耦合構件K1、K2及K3之可樞轉支撐件僅需在第三檔位與第四檔位之間及在第六檔位與第七檔位之間移動。在此較佳實施例中，第一變速箱部件之可樞轉支撐件僅在兩個時間點與第二變速箱部件之可樞轉支撐件同時移動，使得齒輪可從1換檔至9。

圖12a展示如從上方看到之底托架軸件之右側上之一細節。僅展示具有右變速箱外殼34之底托架軸件67、惰輪56及惰輪55。亦展示致動齒輪68及參考齒輪69。較佳地，新穎底托架變速箱之特徵在於，一參考齒輪69橫向地固定至換檔器軸件67，且一致動齒輪68繼而橫向地相鄰於參考齒輪。在一較佳實施例中，此兩個齒輪具有相同直徑之一外部齒連接，該直徑大於換檔器軸件之外徑，其中致動齒輪68經由一或多個變速箱元件連接至可樞轉支撐件之至少部分，且其中致動齒輪68安裝於參考齒輪69上。藉由圍繞軸X2相對於參考齒輪69移動致動齒輪68來執行底托架變速箱之操作期間之一換檔操作。

圖12b展示穿過圖12a之致動齒輪68之截面CD。在此有利實施例中，除了外部齒之外，致動齒輪68亦具有內部齒連接71，內部齒連接71連接至三個小齒輪79，此等小齒輪79連接至可樞轉支撐件64、65及66。因此，致動齒輪68間接連接至耦合構件K4、K5及K6之可樞轉支撐件，因為此等耦合構件必須根據上表3隨著各齒輪改變而改變。在此有利實施例中，致動齒輪68控制齒輪155、156及157，因為此等齒輪負責耦合構件K4、K5及K6。在圖12b中亦可看到，可樞轉支撐件64、65及66以及齒輪155、156及157安裝於其上之軸向內孔在換檔器軸件之橫向軸向平面表面上之一節圓上均勻間隔，其中節圓與換檔器軸件67之旋轉軸X2同心。

圖13a展示如從上方看到之底托架軸件之右側上之一細節。底托架軸件67在視圖中被滾珠軸承32’隱藏。未展示圖12a之變速箱外殼34、惰輪56及惰輪55。亦展示參考齒輪69，該參考齒輪69在其右面上具備一短圓柱形環159，致動齒輪68支撐在該短圓柱形環159上。

圖13b展示在短圓柱形環159之中心位準處穿過圖13a中之參考齒輪69之截面EF。該截面展示一步進變速箱，該步進變速箱容許負責致動耦合構件K1、K2、K3之齒輪152、153、154僅在致動齒輪58從第三檔位換檔至第四檔位及從第六檔位換檔至第七檔位之時段內移動。參考齒輪69與一短圓柱形中空軸件短柱159一起製成一體。致動齒輪68亦具備支撐在環159中之一短圓柱形環161。此環159具備一溝槽162，一滾珠165可移動地插入該溝槽162中。致動齒輪68及其環161形成步進變速箱160之輸入。當致動齒輪68旋轉時，滾珠165藉由環159之內表面上之一開槽連桿166以特定角度過渡徑向位移，且可驅動負責致動耦合構件K1、K2、K3之內部環形齒輪164。在一較佳實施例中，環形齒輪164及71包含39個齒。環形齒輪164形成步進變速箱160之輸出，因為此環形齒輪164僅步進移動。環形齒輪164旋轉40度引起齒輪152、153、154旋轉120度，因為此等齒輪較佳地具有13個齒。如上文描述，因此可在可樞轉支撐件之一次旋轉中將耦合構件移動至兩個撤銷啟動狀態及一個啟動狀態中，且達成根據表3之9個齒輪級。圖13b展示9個齒輪之第一者之新穎性之一實例。必須在環161上進行以接合九個齒輪之角移動由各40度之八個獨立移動組成，如由圖13b中之箭頭展示。九個齒輪級用羅馬數字標記。該圖解展示處於標記為I之第一檔位之位置中之滾珠165。為了接合第二檔位，滾珠165藉由環61圍繞軸X2逆時針旋轉，直至滾珠已到達位置II。為了接合第三檔位，滾珠165藉由環61繞軸X2逆時針旋轉，直至滾珠已到達位置III。為了從第三檔位換檔至第四檔位，滾珠165藉由環61圍繞軸X2進一步逆時針旋轉40度，直至滾珠到達位置IV。在此移動期間，滾珠被環159向內推動，且接合在環形齒輪164上之一溝槽167中，從而驅動環形齒輪逆時針旋轉。在位置III與位置IV之間之此區域中，在此步進變速箱160中用作一框架之環159不包含其開槽連桿166之內部上之一銑削凹槽。因此，滾珠在一內徑168上移動。在位置III與位置IV之間之此區域中，三個齒輪152、153、154藉由環形齒輪164同時旋轉120度。為了從第四檔位換檔至第五檔位，滾珠165藉由環61進一步逆時針旋轉40度，直至滾珠到達位置V。在此區域中，三個齒輪152、153、154不藉由環形齒輪164進一步旋轉，因為滾珠165無法驅動環形齒輪164。滾珠165安置於其外運行直徑169上。當從第五檔位換檔至第六檔位時，其亦保持在該處，且滾珠165藉由環61繼續逆時針旋轉，直至滾珠已到達位置VI。為了從第六檔位換檔至第七檔位，重複從第三檔位至第四檔位已發生之程序。滾珠165由溝槽162中之外環159之開槽連桿向內推動，且接合在一凹槽167中。在一較佳實施例中，凹槽167經構形為一溝槽167且定位於環形齒輪164上。環形齒輪164與致動齒輪68一起從位置VI旋轉至位置VII，致動齒輪68一體地連接至環161。為了從第七檔位換檔至第八檔位，滾珠165藉由環61圍繞軸X2進一步逆時針旋轉40度，直至滾珠到達位置VIII。在此區域中，環形齒輪164再次不旋轉。滾珠165在開槽連桿166中滑動，該開槽連桿166作為一銑削凹槽定位於環161之內部上。為了從第八檔位換檔至第九檔位，滾珠165藉由環61圍繞軸X2進一步逆時針旋轉40度，直至滾珠到達位置IX。此外，在此移動期間，僅可樞轉支撐件64、65、66藉由致動齒輪68在軸向內孔中旋轉。連接至齒輪152、153、154之可樞轉支撐件61、62、63在此移動期間不旋轉。在此較佳實施例中，此步進變速箱160僅在320度之一範圍內移動。在此例示性實施例中不期望完全旋轉。移動可為順時針或逆時針。一順時針旋轉對應於從一高速檔位換檔至一低速檔位。該功能在兩個旋轉方向上起作用。在圖13b中亦可看到，可樞轉支撐件定位於其中之軸向內孔在換檔器軸件之橫向軸向平面表面上之一節圓上均勻間隔，其中節圓與換檔器軸件67之旋轉軸X2同心。

圖14展示耦合至與致動總成85連接之換檔器軸件67之步進變速箱160之一示意性圖解。在致動總成85中，安置全部致動構件。在圖解中，換檔器軸件67之右部及右滾珠軸承32’被展示為切斷。如上文說明，三個耦合構件K1、K2、K3之狀態僅經由步進變速箱160在第三檔位與第四檔位之間及在第六檔位與第七檔位之間改變。致動齒輪68直接在一個側上致動耦合構件K4、K5、K6，且經由環形齒輪164致動耦合構件K1、K2、K3。當騎車人在騎行時踩踏板時，底托架軸件67圍繞旋轉軸X2不斷旋轉。若在騎行時不執行換檔移動，則具有參考齒輪69及致動齒輪68之完整步進變速箱160以與換檔器軸件67相同之速度旋轉。在一有利實施例中，換檔器軸件67之旋轉軸X2與步進變速箱160之旋轉軸X11同軸，且步進變速箱160至少在較大程度上橫向相鄰於換檔器軸件67且相鄰於換檔器軸件67之滾珠軸承32’而定位。較佳地，換檔器軸件67連接至具有一外部齒連接之一參考齒輪69，該參考齒輪69具有與換檔器軸件67之外徑相比之一更大直徑，其中步進變速箱160包含具有一外部齒連接之一致動齒輪68，該致動齒輪68具有與參考齒輪69之直徑相比之一類似或相同直徑。如上文已描述，藉由相對於參考齒輪69旋轉致動齒輪來起始換檔操作。此換檔操作亦必須在換檔器軸件旋轉時起作用。藉由與換檔器軸件平行且不同軸之疊置變速箱170，致動齒輪68可從一固定外殼121相對於參考齒輪69旋轉。

根據新穎性之疊置變速箱170包含一太陽齒輪173，此太陽齒輪173以一扭轉剛性方式配置於一外殼180上。此連接亦可為間接的。一致動太陽齒輪174與此固定太陽齒輪173同軸地安裝於外殼180中。兩個太陽齒輪173、174與行星齒輪176接合。較佳地，兩個太陽齒輪173、174具有相同直徑，且在一較佳實施例中，全部行星齒輪176、176’、176’’、176’’’亦具有相同直徑。行星齒輪176、176’、176’’、176’’’經由行星齒輪軸179安裝於橋或桿175上。行星齒輪176、176’、176’’、176’’’較佳地與兩個內部齒連接182、182’接觸。在一有利實施例中，第一內部齒連接182定位於疊置變速箱之一外部齒形參考齒輪177之一同心內孔中。在一有利實施例中，第二內部齒連接182’定位於疊置變速箱之一外部齒形致動齒輪178之一同心內孔中。疊置變速箱170之致動齒輪178始終與步進變速箱160之致動齒輪68接合。疊置變速箱170之參考齒輪177與步進變速箱160之參考齒輪69永久接合。當騎車人在騎行時踩踏板時，底托架軸件67圍繞旋轉軸X2不斷旋轉。若在騎行時不執行換檔移動，則具有參考齒輪69及致動齒輪68之完整步進變速箱160以與換檔器軸件67相同之速度旋轉。因此，疊置變速箱170之參考齒輪177及疊置變速箱170之致動齒輪178在操作期間亦永久旋轉。由於太陽齒輪173固定至外殼，所以桿亦圍繞軸X10旋轉。致動太陽齒輪174在操作期間相對於外殼180係固定的。若在一致動介面181處引入一致動扭矩M _BT，則此旋轉移動導致致動齒輪68相對於參考齒輪69之一相對旋轉。在換檔器軸件67旋轉時，操作亦係可能的。在變速箱之啟動期間出現之扭矩流在圖14中示意性地展示為一粗黑線。在此例示性實施例中，一電動伺服馬達183經由一減速齒輪184配置於致動介面181處。因此，可在致動介面181處引入高扭矩以在底托架變速箱處實現負載下之換檔。關於新穎底托架變速箱中之完整致動總成85，扭矩由電動伺服馬達183產生，由減速齒輪184放大，饋送至疊置變速箱170中之一旋轉系統中，在步進變速箱160中被分成多個負載路徑，且饋送至耦合構件K1至K6中。此使耦合構件能夠以正確序列將個別惰輪連接至換檔器軸件。在其他實施例中，不僅一電動操作之致動器172可在致動介面181處執行換檔操作，而且經由一電纜、經由一液壓系統或根據當前最先進技術之其他致動之一簡單且廉價之控制亦係可能的。為了在底托架變速箱之操作期間絕對地或遞增地感測哪一齒輪被接合，用於齒輪級偵測之一感測器總成171較佳地配置於致動總成85中之致動介面181附近。此總成由一齒輪187組成，該齒輪187偵測致動介面181附近之旋轉角度資訊且將其傳輸至感測器總成171。在一有利實施例中，一進一步齒輪系186配置於齒輪187之後面，以便更佳地處理電子位置感測器之角度資訊。

圖1至圖14中之圖解中之例示性描述清楚地表明，新穎感測器配置123解決將一有利底托架變速箱整合至具有一輔助驅動(特定言之，呈一中置驅動馬達之形式)之一電動自行車中之上述目標。在有利實施例中，感測器配置123包含至同樣新穎耦合及致動構件85之一新穎功能及空間連接。需要一非常細小感測器配置123以及耦合構件K及致動構件85之新穎構形及定位以克服當前最先進技術在可用安裝空間中之缺點。

1:車架 2:頂管 3:下管 4:座管 5:電池 6:踏板 7:曲柄臂/曲柄 8:前滑輪 9:托架 10:底托架變速箱、底托架齒輪、齒輪單元 11:控制元件 12:車把/牽引構件/皮帶 13:後輪 14:擺臂 15:前懸架 16:後懸架 17:擺臂軸承 18:底托架軸件 19:樞軸 20:皮帶張緊器 21:緊固板 22:外殼 23:張緊滑輪 24:左保護帽 25:左保護帽換檔器軸件 27:滾針軸承 28:間隔套筒 29:軸件螺帽 30:槓桿 31:油封 31’:油封 31’’:油封 32:滾珠軸承 32’:滾珠軸承 32’’:滾珠軸承 32’’’:滾珠軸承 33:釦環 34:右變速箱外殼 35:左變速箱外殼 36:輸出中空軸件 37:輸出齒輪，20個齒 38:輸出齒輪，32個齒 39:輸出齒輪，26個齒 40:彈簧 41:輸入齒輪，20個齒 42:輸入齒輪，32個齒 43:輸入齒輪，53個齒 44:旋轉電路板 45:電路板，固定至外殼 46:底托架飛輪，可移動 47:底托架飛輪，剛性 48:滑動軸承 49:旋轉電路板 50:螺釘連接 51:具有15個齒之惰輪 52:具有17個齒之惰輪 53:具有20個齒之惰輪 54:具有20個齒之惰輪 55:具有21個齒之惰輪 56:具有21個齒之惰輪 57:內部齒連接 58:耦合主體 59:感測器 60:輸入中空軸件 61:耦合構件K1之可樞轉支撐件 62:耦合構件K2之可樞轉支撐件 63:耦合構件K3之可樞轉支撐件 64:耦合構件K4之可樞轉支撐件 65:耦合構件K5之可樞轉支撐件 66:耦合構件K6之可樞轉支撐件 67:換檔器軸件 68:致動齒輪 69:參考齒輪 70:步進變速箱 71:內部齒連接 72:油填充物 73:栓槽接頭 74:第一齒輪級/第一變速箱部件 75:第二齒輪級/第二變速箱部件 76:橫向面 77:電子組件 78:具有材料形成之連接之環 79:小齒輪 80:彈性推力件 81:右側蓋 82:緊固螺釘 83:電驅動總成 84:變速箱總成 85:致動總成/致動裝置 86:右外蓋 87:具有15個齒之齒輪 88:具有30個齒之齒輪 89:具有21個齒之齒輪 90:具有14個齒之齒輪 91:具有12個齒之齒輪 92:具有55個齒之齒輪 93:電力電子器件 94:乾燥腔室 95:細節 96:插頭接點 97:飛輪 98:步進齒輪 98’:步進齒輪 99:軸 100:軸件 101:齒之間之橫向桿 102:電輔助驅動/電動馬達 103:固定點 104:電路板 105:軸環 105’:軸環 105’’:軸環 106:襪帶彈簧/環形螺旋彈簧 107:溝槽/凹槽 108:滑動盤 109:惰輪 110:壓力表面 111:滑動表面 112:軸承表面 113:軸向內孔 114:可樞轉支撐件 116:壓力表面 117:彈簧安裝表面 118:彈簧 119:開口 120:軸環 120’:軸環 120’’:軸環 121:固定外殼 122:輸出軸件 123:感測器配置 124:力F _K125:力F _B126:扭矩M _B134:槓桿臂L _n136:力F _ar137:軸承表面 138:凸輪軸件 139:軸承表面 140:軸承力F _a141:耦合主體 142:耦合主體/溝槽 143:耦合主體 144:耦合構件K1之耦合主體 145:耦合構件K2之耦合主體 146:耦合構件K3之耦合主體 147:耦合構件K4之耦合主體 148:耦合構件K5之耦合主體 149:耦合構件K6之耦合主體 150:凹槽 151:橫向表面 152:用於致動耦合構件K1之齒輪 153:用於致動耦合構件K2之齒輪 154:用於致動耦合構件K3之齒輪 155:用於致動耦合構件K4之齒輪 156:用於致動耦合構件K5之齒輪 157:用於致動耦合構件K6之齒輪 158:凹槽 159:短圓柱形環/中空軸件短柱 160:步進變速箱 161:短圓柱形環 162:溝槽 164:用於致動耦合構件K1、K2、K3之環形齒輪 165:滾珠 166:開槽連桿 167:溝槽/凹槽 168:內徑 169:外運行直徑 170:疊置變速箱 171:感測器總成 172:致動器 173:太陽齒輪 174:太陽齒輪 175:橋/桿 176:行星齒輪 176’:行星齒輪 176’’:行星齒輪 176’’’:行星齒輪 177:參考齒輪 178:致動齒輪 179:行星齒輪軸 180:外殼 181:致動介面 182:內部齒連接 182’:內部齒連接 183:電動伺服馬達 184:減速齒輪 185:電子位置感測器 186:齒輪系 187:齒輪 A1:截面 E1:平面 M _A:扭矩 M _BT:扭矩 Mp:扭矩 M _n:扭矩 K:耦合構件 K1:耦合構件1 K2:耦合構件2 K3:耦合構件3 K4:耦合構件4 K5:耦合構件5 K6:耦合構件6 X1:旋轉軸 X2:旋轉軸 X3:旋轉軸 X4:旋轉軸 X5:旋轉軸 X6:旋轉軸 X7:旋轉軸 X8:旋轉軸 X9:旋轉軸 X10:旋轉軸 X11:旋轉軸

在圖式中，相同元件符號用於在結構及/或功能方面彼此對應之元件。

在圖式中： 圖1展示一第一實施例中之具有一底托架變速箱之一電動自行車之一側視圖。 圖2從左後方展示圖1之底托架變速箱之一透視圖。 圖3從右側展示底托架變速箱之一側視圖。 圖4展示穿過由底托架軸件之旋轉軸及換檔器軸件之旋轉軸界定之平面之一截面視圖。 圖5展示穿過來自圖4之平面A-B之一橫截面。 圖6展示不具有外殼之來自圖2之底托架變速箱之一透視圖。 圖7展示換檔器軸件總成之一透視圖。 圖8a至圖8c展示在不同狀態下從左側穿過視圖中之底托架變速箱之惰輪之截面。 圖9a至圖9c展示來自圖8之換檔狀態之示意性表示。 圖10a、圖10b展示與先前技術相比之耦合構件之一示意性表示。 圖11a至圖11d以詳細透視圖展示換檔器軸件及耦合構件。 圖12a、圖12b展示穿過底托架變速箱之換檔器軸件之致動齒輪之一截面。 圖13a、圖13b展示穿過底托架變速箱之換檔器軸件之步進變速箱之一截面。 圖14展示換檔器軸件及全部致動構件之右端之一示意性表示。

7:曲柄臂/曲柄

8:前滑輪

9:托架

10:底托架變速箱、底托架齒輪、齒輪單元

18:底托架軸件

25:左保護帽換檔器軸件

27:滾針軸承

28:間隔套筒

29:軸件螺帽

30:槓桿

31:油封

31’:油封

32:滾珠軸承

32’:滾珠軸承

32”:滾珠軸承

33:釦環

34:右變速箱外殼

35:左變速箱外殼

36:輸出中空軸件

37:輸出齒輪，20個齒

38:輸出齒輪，32個齒

39:輸出齒輪，26個齒

40:彈簧

41:輸入齒輪，20個齒

42:輸入齒輪，32個齒

43:輸入齒輪，53個齒

44:旋轉電路板

45:電路板，固定至外殼

46:底托架飛輪，可移動

47:底托架飛輪，剛性

48:滑動軸承

49:旋轉電路板

50:螺釘連接

51:具有15個齒之惰輪

52:具有17個齒之惰輪

53:具有20個齒之惰輪

54:具有20個齒之惰輪

55:具有21個齒之惰輪

56:具有21個齒之惰輪

57:內部齒連接

58:耦合主體

59:感測器

60:輸入中空軸件

61:耦合構件K1之可樞轉支撐件

62:耦合構件K2之可樞轉支撐件

63:耦合構件K3之可樞轉支撐件

64:耦合構件K4之可樞轉支撐件

65:耦合構件K5之可樞轉支撐件

66:耦合構件K6之可樞轉支撐件

67:換檔器軸件

68:致動齒輪

69:參考齒輪

70:步進變速箱

71:內部齒連接

72:油填充物

73:栓槽接頭

74:第一齒輪級/第一變速箱部件

75:第二齒輪級/第二變速箱部件

77:電子組件

78:具有材料形成之連接之環

79:小齒輪

81:右側蓋

101:橋/桿

122:輸出軸件

123:感測器配置

K:耦合構件

K1:耦合構件1

K2:耦合構件2

K3:耦合構件3

K4:耦合構件4

K5:耦合構件5

K6:耦合構件6

Claims (24)

1. 一種特定言之用於由肌力驅動之一車輛之具備電輔助驅動之底托架變速箱(10)，其 具有一感測器配置(123)， 具有一變速箱外殼(34、35)，其係由外殼部件(34)及(35)組成， 具有一底托架軸件(18)，其經安裝於該變速箱外殼(34、35)中， 具有一輸出軸件(122)， 具有至少一個變速箱部件(74)，其在該變速箱外殼(34、35)中，其中該至少一個變速箱部件(74)具備至少一個換檔器軸件(67)，可在該至少一個換檔器軸件上設定至少兩個齒輪級， 及具有至少兩個電路板(44、45)中之至少一者，其經直接或間接連接至該底托架軸件(18)或該輸出軸件(122)。
2. 如請求項1之底托架變速箱(10)，其中該至少兩個電路板(44、45)之一第二者經直接或間接連接至該底托架變速箱(10)之該變速箱外殼(34、35)的至少一部分。
3. 如請求項1及2之底托架變速箱(10)，其中在該至少兩個電路板(44、45)之兩者上提供電子組件(77)，該等電子組件(77)傳輸表示經施加至該底托架軸件(18)或該輸出軸件(122)之扭矩或速度的至少一個信號。
4. 如請求項1至3中任一項之底托架變速箱(10)，其中該至少兩個電路板(44、45)中之至少一者的表面相對於該底托架軸件(18)或該輸出軸件(122)之一旋轉軸係垂直的。
5. 如請求項2至4中任一項之底托架變速箱(10)，其中電子組件(77)經定位於其上之該至少兩個電路板(44、45)的該等表面係彼此共面地配置。
6. 如請求項2至5中任一項之底托架變速箱(10)，其中該至少兩個電路板(44、45)彼此非常接近。
7. 如請求項1至6中任一項之底托架變速箱(10)，其中該底托架軸件(18)經間接或直接連接至該至少兩個電路板(44、45)中之第一者。
8. 如請求項1至7中任一項之底托架變速箱(10)，其中該底托架軸件(18)經間接或直接連接至與該底托架軸件(18)同軸之一輸入中空軸件(60)，其中該輸入中空軸件(60)經同軸連接至至少兩個輸入齒輪(42、43)，且其中至少兩個電路板(44、45)之該第一者經附接至一輸入齒輪或該輸入中空軸件(60)。
9. 如請求項8之底托架變速箱(10)，其中一飛輪經配置於該底托架軸件(18)與該輸入中空軸件(60)之間。
10. 如請求項2至9中任一項之底托架變速箱(10)，其中該至少兩個電路板(44、45)之該第一者與該至少兩個電路板(44、45)之該第二者無線地交換信號。
11. 如請求項2至10中任一項之底托架變速箱(10)，其中電能從經連接至一外殼部件(34)或(35)之該第二電路板(44、45)感應地傳輸至經間接或直接連接至該底托架軸件(18)及該輸入中空軸件(60)之該電路板(44、45)。
12. 如請求項2至11中任一項之底托架變速箱(10)，其中該底托架變速箱(10)具備一輸出中空軸件(36)，用於延伸至該電動自行車之一後輪(13)之一牽引構件(12)的一皮帶輪(8)或鏈輪可經附接至該輸出中空軸件(36)，且其中該底托架軸件(18)在該輸出中空軸件(36)中同軸延伸，且其中該至少兩個電路板(44、45)經軸向配置至該輸出中空軸件(36)的右側或左側。
13. 如請求項2至12中任一項之底托架變速箱(10)，其中該輸入中空軸件(60)及該輸出中空軸件(36)經並排配置於該底托架軸件(6)上，該至少兩個電路板(44、45)係居中地配置於該輸入中空軸件(60)與該輸出中空軸件(36)之間。
14. 如請求項1至13中任一項之底托架變速箱(10)，其具有一變速箱外殼(34、35)，其中容納該變速箱(84)及該底托架軸件(18)，且其經構形以容納該電輔助驅動(102)及/或致動總成(85)及/或一電驅動總成(83)，其中該至少兩個電路板(44、45)之僅一者經固定地連接至該外殼。
15. 如請求項14之底托架變速箱(10)，其中該至少兩個電路板(44、45)經容置於該變速箱外殼(34、35)之該外殼部件(34)或(35)中，其中該變速箱(84)在一油浴中運行。
16. 如請求項3至15中任一項之底托架變速箱(10)，其中電子組件(77)經定位於其上之該至少兩個電路板(44、45)的該等表面相距至多僅8毫米。
17. 如請求項2至16中任一項之底托架變速箱(10)，其中該至少兩個電路板(44、45)在操作期間相對於彼此旋轉，且在任何時間皆不彼此接觸。
18. 如請求項1至17中任一項之底托架變速箱(10)，其具有經串聯連接以進行動力傳輸之一第一變速箱部件(74)及一第二變速箱部件(75)，該第一變速箱部件(74)及該第二變速箱部件(75)具有一換檔器軸件(67)，複數個惰輪(51、52、53、54、55、56)經安裝於該換檔器軸件上，該複數個惰輪與對應複數個輸入齒輪(41、42、43)及輸出齒輪(37、38、39)形成該各自變速箱部件之齒輪對，其中該等惰輪(51、52、53、54、55、56)可係藉由耦合構件(K1、K2、K3、K4、K5、K6)連接至該換檔器軸件(67)。
19. 如請求項18之底托架變速箱(10)，其中該至少兩個電路板(44、45)係居中地定位於該第一變速箱部件(74)與該第二變速箱部件(75)之間。
20. 如請求項1至19中任一項之底托架變速箱(10)，其中該底托架變速箱(10)包括一電輔助驅動(102)，且其中來自該電輔助驅動(102)之一動力流及來自該底托架軸件(18)之一動力流係在該第一變速箱部件(74)之前或之中或在該第二變速箱部件(75)之前或之中疊加，且其中該至少兩個電路板(44、45)中之至少一者經由一感測器來判定一信號，該信號表示該動力流的至少一部分。
21. 如請求項2至20中任一項之底托架變速箱(10)，其中在經間接或直接連接至該變速箱外殼(34、35)之該至少兩個電路板(44、45)的該第二者上配置將表示該扭矩或該速度之該信號傳導出該變速箱外殼(34、35)的組件。
22. 如請求項21之底托架變速箱(10)，其中表示該扭矩或該速度之該等信號係經由一或多個電纜傳導，且其中該等電纜係透過該變速箱外殼(34、35)上之一開口傳導，其中具有電纜通道之該外殼開口經設計使得油無法行進通過此開口。
23. 如請求項18至22中任一項之底托架變速箱(10)，其中該等輸入齒輪(41、42、43)中之至少兩者被製成一體。
24. 如請求項18至22中任一項之底托架變速箱(10)，其中該等輸出齒輪(37、38、39)中之至少兩者被製成一體。