[發明專利]用于自行車的曲柄傳動裝置

有效

• 申請號: 201210564402.5
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103171732B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: M-P·博爾茨
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: B62M6/50
• 分類號: B62M6/50
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 侯鳴慧

技術領域

本發明涉及一種用于自行車的曲柄傳動裝置以及一種具有該曲柄傳動裝置的自行車和一種用于電動自行車的控制裝置。本發明尤其是涉及一種用于具有電輔助驅動器的自行車的曲柄傳動裝置。

背景技術

在自行車中部分地值得追求的是，測量直接由騎行者在踏板上產生的力矩。尤其是對于具有電輔助驅動器的自行車，騎行者對牽引力的愿望可以直接從由騎行者在踏板上產生的力矩推導出來。為此如今常見的是直接在踏板軸上的轉矩傳感器。這些轉矩傳感器是費勁且昂貴的。也已知這樣的傳動裝置，其求出在中間軸中的反應力，該中間軸形成一個在踏板軸和從動鏈盤之間的傳動裝置的一部分。這樣一個傳動裝置導致，鏈盤不再以自行車的轉速旋轉。鏈盤的較高的轉速通過較小的鏈盤簡單地補償，使得在鏈條上存在與沒有傳動裝置時相同的拉力和相同的速度。

發明內容

按照本發明的用于自行車的曲柄傳動裝置具有一個在踏板軸和從動輪、尤其是從動鏈輪之間的可承受高載荷的且堅固的傳動裝置。由駕駛員引入的轉矩可以非常精確地且簡單地被測量。通過所使用的行星齒輪總成能夠簡單地傳遞高的力矩。高的力矩優選分布在多個行星輪上。在此在例如大于0且小于0.5的傳動比中可良好地實現。通過行星齒輪傳動裝置的同心結構，位置需求很小并且因為不僅由電動機驅動的力傳遞輪、而且行星齒輪傳動裝置的齒圈僅這么遠地安裝在踏板軸上，如在其它自行車中鏈盤也做的那樣，曲柄傳動裝置允許很好地裝入自行車的車架中。按照本發明的用于自行車的曲柄傳動裝置包括一個用于將兩個踏板安設在踏板軸的自由端部上的踏板軸和一個用于將力傳遞到自行車輪、尤其是后輪上的從動輪。此外該曲柄傳動裝置包括一個具有一個太陽輪、一個齒圈、至少一個星形輪和一個行星支架的行星齒輪傳動裝置，其中，行星支架抗旋轉地固定在踏板軸上。特別優選地，使用三個或四個行星輪。按照本發明的曲柄傳動裝置還包括一個設置在齒圈上的用于求出齒圈的支撐力矩的傳感器。按照本發明，由騎行者引入的力矩在這里作為齒圈的支撐力矩被測量。尤其是通過站立傳動(Standübersetzung)增強由騎行者引入的力矩，由此即便在較低力矩時也實現傳感器上的高分辨率。由此按照本發明不再必須直接在自行車的踏板軸上測量轉矩并且測量信號不再必須由旋轉的踏板軸耦合輸出。按照本發明，由騎行者引入的在濫用情況中可能為多個100Nm的力矩通過行星齒輪傳動裝置傳導。因此沒有如在傳動曲柄傳動裝置中那樣對圓柱齒輪級的過載荷。

在優選的實施方式中，齒圈在圓周方向上的運動僅僅通過傳感器支撐。該傳感器尤其是包括一個按鍵。該按鍵以一個端部與傳感器連接并且以另一個端部與齒圈連接。按鍵也可以被稱為測量栓。優選齒圈通過至少一個彈性元件支承在曲柄傳動裝置的殼體中。此外優選齒圈被安設在殼體的一個槽中。

作為通過彈性元件支承的變換，齒圈也可以松動地支承在殼體的槽中。特別優選地，然后在殼體和齒圈的外表面之間設有一個薄的潤滑膜。

傳感器優選被構造為力傳感器。足夠的是，齒圈可旋轉運動很少角度地在殼體中導向，從而待測量的力通過按鍵可以傳遞到傳感器上。根據在齒圈上測得的力計算出齒圈上的支撐力矩和由騎行者引入踏板軸中的力矩。

在優選實施方式中，曲柄傳動裝置包括一個齒圈。在該齒圈上抗轉動地固定從動輪。從踏板軸向空心軸的力傳遞通過太陽輪進行。為此太陽輪與空心軸同軸地設置并且抗轉動地與空心軸連接。

優選地，曲柄傳動裝置包括一個用于支持對自行車的驅動的電動機。該電動機的轉矩被引入到空心軸上。為此在空心軸上尤其是布置一個力傳遞輪。該電動機的轉矩被引入到該力傳遞輪上。尤其地，力傳遞輪被構造為齒輪。因此，由駕駛員產生的轉矩通過踏板軸傳遞到行星支架上。行星支架驅動行星輪。行星輪又引起齒圈中的支撐力矩。該支撐力矩通過傳感器測量。同時行星輪驅動太陽輪。太陽輪與空心軸連接。從動輪位于空心軸上，從而通過從動輪能夠將力矩傳遞到自行車的后輪上。在空心軸上有電動機引入的轉矩加到由騎行者產生的轉矩上。

對于曲柄傳動裝置的緊湊結構形式，踏板軸尤其是支承在空心軸中。力傳遞輪優選位于從動輪和行星齒輪傳動裝置之間。

本發明此外包括一個具有剛剛描述的曲柄傳動裝置和兩個固定在曲柄軸的自由端上的踏板或腳踏的自行車。在本發明的曲柄傳動裝置的范圍中描述的設計方案相應地有利地應用在按照本發明的自行車上。

此外按照本發明設置一種用于電動自行車的控制裝置。該控制裝置被構造用于分析上述傳感器的信號以及用于控制上述電動機。根據傳感器的測量值通過控制裝置確定由騎行者引入的轉矩。電動機的支持力基于由騎行者引入的轉矩被控制或調節。