用于电动车的驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用于电动车、尤其是用于以电动方式和用肌力混合运行的电 动助力自行车的驱动装置。
【背景技术】
[0002] 用于电动车的驱动装置原则上能够实现三个运行状态：
[0003] -在单独的肌力操作的情况下的自行车运行，
[0004] -在单独的电动驱动的情况下的电动自行车运行或
[0005] -在电动支持的肌力操作的情况下的电动助力自行车运行，其中电马达在没有踩 踏脚蹬时除了用作为移动或行驶辅助装置之外在小于6km/h的速度下不输出功率。为了接 通或控制电动助力自行车的电马达能够
[0006] -经由力传感器的信号测量脚蹬、踏板曲轴、链条或车轮上的力，还有通过踏板曲 轴传递的要经由转矩传感器测定的转矩，
[0007] -经由转速传感器的信号测量踩踏速度，
[0008] -通过车轮上的传感器或以无接触的方式通过与车轮无关地进行测量的速度传感 器、例如使用雷达波或超声波的测量装置测量车辆的速度，尤其以便从25km/h的速度（在 无须许可的电动助力自行车的情况下）或45km/h的速度（在高速助力车的情况下）断开 电动驱动装置。
[0009] -测量加速度，
[0010] 并且对测量进行机械或电子处理，以便接入和断开电马达或者根据控制函数无级 调控。
[0011] 馈送到电马达中的功率由于传感器数据根据所选择的支持程度由马达控制装置 计算，使得电马达自动地以特定的百分率加上由驾驶者提供的功率。由电马达加上的功率 的支持程度或百分率能够以多级的方式调节或由制造者或工人固定地预设。
[0012] 从EP 2 216 242 Al中已知一种具有用于借助肌力运行的双轮车的电驱动器的驱 动装置，所述驱动装置具有：安装套筒，所述安装套筒锚固在双轮车的框架件的衬套中；曲 轴，在所述曲轴的端部上设有与脚蹬连接的曲柄以用于肌力操作；和与曲轴同轴安装的驱 动套筒，所述驱动套筒安装在安装套筒中。驱动套筒在一个端部上包含适配盘，所述适配盘 与链轮连接。在曲轴和驱动套筒之间作为转动方向相关的离合器设置有踏板曲柄飞轮，而 驱动套筒经由驱动飞轮和传动装置与电马达的转子连接。为了确定曲轴的转速和转矩，设 有转矩和转速传感器，所述转矩和转速传感器将信号输出到电子控制装置上，所述电子控 制装置确定由驾驶者施加的功率并且控制电马达以支持驾驶者。
[0013] 为了将电动力传递到踏板曲轴上，使用单级的或多级的减速传动装置，尤其是单 级的或多级的正齿轮或行星齿轮传动装置，单级的或多级的链式传动装置，单级的谐波驱 动传动装置或上述传动装置的组合。
[0014] 从DE 10 2009 045 447 Al中已知具有电辅助驱动器的自行车，所述电辅助驱动 器具有：电马达；与电马达连接的用于存储电能的电池；具有踏板曲柄的曲柄传动装置，所 述踏板曲柄固定在围绕曲轴可转动设置的踏板曲轴上；和用于通过电马达和通过驾驶者的 肌力来驱动自行车的行星齿轮传动装置。行星齿轮传动装置和经由空心轴与行星齿轮传动 装置的太阳轮连接的电马达围绕曲柄传动装置的在空心轴之内伸展的踏板曲轴设置，所述 曲柄传动装置与行星齿轮架或与行星齿轮传动装置的齿圈连接。为了优化转矩，自行车在 与行星齿轮传动装置连接的驱动轮上具有构成为转链轮装置或齿轮毂的换挡装置。
[0015] 在使用单级的或多级的正齿轮或链式传动装置时的缺点是用于设置所述传动装 置类型所需要的大的结构空间，由此造成的在驱动壳体部件中的增多的材料使用和用于将 驱动装置与自行车框架连接的大的空间需要。在将驱动装置设置在踏板曲轴的区域中时， 这引起凸出的驱动壳体部件，所述驱动壳体部件在运输自行车时是有阻碍的。在使用正齿 轮或链式传动装置时的另一个缺点是不利的噪声发射以及在正齿轮传动装置的情况下由 于电马达与踏板曲轴的刚性连接而易受碰撞负荷的影响，所述碰撞负荷例如由自行车的转 链轮装置或齿轮毂的换挡碰撞引起。
[0016] 单级的或多级的链式传动装置的在驱动壳体之外引导的链级易受外部影响并且 增大故障风险。使用单级的谐波驱动传动装置引起提高的成本和效率的降低。
[0017] 从EP 0 763 462 Bl中已知用于自行车的辅助驱动器，所述辅助驱动器包括框架， 所述框架具有踏板支承件、座管、下部管、头管、上部管、一对链腹板和一对座腹板。下管、座 管和链腹板在踏板支承件中与曲轴相交，所述曲轴的端部与曲柄臂连接。辅助驱动器包括 电马达、功率传递带和包括多个齿轮的传动系，所述传动系在端侧与曲轴耦联。辅助驱动器 设置在具有带有两个半圆形的端部的扁平的、长的形状的壳体中。内部的壳体从自行车框 架的踏板支承件沿着下部管向前延伸并且在与下部管相对的一侧上敞开。外部的壳体同样 在与内部的壳体的开口相对置的一侧上敞开并且具有凹部，内部的壳体的开放端装配到所 述凹部中。内部的壳体和外部的壳体通过多个螺丝的组合彼此连接。
[0018] 由于由具有多个彼此啮合的齿轮的传动系形成的减速传动装置和由此造成的长 形的、平底锅形的壳体形状，壳体从踏板支承件开始远远伸出下部管，由此在踏板支承件的 区域中的离地间隙明显减小，使得在自行车越过不平坦行进时，壳体的凸出的部分在障碍 物、例如台阶、门槛等的情况下提高碰撞危险。 【实用新型内容】
[0019] 本实用新型基于下述目的，提供开始提到的类型的用于电动车的驱动装置，所述 驱动装置的驱动壳体优化地能够集成到电动车的框架中，在外部尺寸小和重量小的情况下 具有良好的可进入性并且满足在框架的固定结构中的支承功能，并且其功能元件具有高的 效率并且特征在于在传动装置最大减震时的小的噪声形成。
[0020] 所述目的根据本实用新型借助一种用于电动车的驱动装置的特征来实现，所述驱 动装置具有框架，所述框架具有座管、下管和所述电动车的后部结构的下部支柱，并且所述 驱动装置具有：
[0021] -驱动壳体，在所述驱动壳体中安装有空心轴，所述空心轴与所述电动车的链式传 动装置的链轮连接，
[0022] -与所述空心轴同轴设置并且能够与所述空心轴耦联的踏板曲轴，所述踏板曲轴 在两个端部上与踏板曲柄连接，和
[0023] -电马达，所述电马达的输出装置能够经由多级的传动装置与所述空心轴耦联，其 中
[0024] -所述多级的传动装置包含具有牵引机构驱动轮和牵引机构输出轮的牵引机构传 动装置，所述牵引机构驱动轮和牵引机构输出轮经由柔性的牵引机构彼此连接，其中所述 牵引机构传动装置形成所述多级的传动装置的传动级，和
[0025] -所述多级的传动装置包含具有固定的齿圈的行星齿轮传动装置，与行星齿轮架 连接的行星齿轮在所述齿圈的内齿部上行进，所述行星齿轮与太阳轮接合，其中所述行星 齿轮传动装置形成所述多级的传动装置的其他的传动级，
[0026] 其特征在于，所述驱动壳体具有：壳体框架，在所述壳体框架上模制有能够与所述 座管连接的第一管法兰、能够与所述下管连接的第二管法兰和能够与所述电动车的所述框 架的所述后部结构的所述下部支柱连接的第三管法兰；和在两侧与所述壳体框架连接的第 一壳体盖和第二壳体盖；并且在所述驱动壳体之内设置有所述电马达和所述多级的传动装 置，其中所述电马达的马达轴与所述行星齿轮传动装置的所述太阳轮连接并且所述行星齿 轮架与设置在所述马达轴的延长部中的牵引机构驱动轮连接并且所述牵引机构输出轮能 够与所述空心轴耦联。
[0027] 根据本实用新型的用于电动车的驱动装置具有驱动壳体，理想地是能够集成到电 动车的框架中的驱动壳体，所述驱动壳体在外部尺寸小并且重量小的情况下确保良好的可 接近性并且满足在框架的固定结构中的支承功能，其中驱动装置的功能元件具有高的效率 并且特征在于在传动装置最大减震时的小的噪声形成。
[0028] 通过将电马达与驱动电动车的链式传动装置的空心轴经由牵引机构传动装置连 接，马达轴和踏板曲轴能够借助与其同轴设置的空心轴彼此分开并且关于电动车的框架的 纵向延伸依次设置，这能够实现驱动壳体的狭窄的、长的构型。此外，牵引机构传动装置能 够在最大效率的情况下实现大的减速比或者说变慢的传动比，使得能够使用小的结构大小 的高速转动的电马达，由此实现驱动装置的最小的结构体积。
[0029] 驱动壳体这样集成到电动车的框架中，引起混合驱动器承担在自行车框架中的承 载功能并且自行车的踏板支承件壳体能够在没有驱动装置的情况下使用，使得能够维持不 设有电动驱动装置的自行车的框架几何构型并且此外不需要轴距延长。
[0030] 此外，将混合驱动器的驱动壳体优化地集成到自行车框架中的条件是，驱动壳体 不具有明显伸出正常的自行车框架的部分，所述部分减小踏板支承件的区域中的离地间隙 并且在行驶路径不平坦的情况下增大碰撞危险。
[0031] 出于所述原因，驱动壳体具有带有环形轮廓的壳体框架，在所述壳体框架上模制 管法兰，所述管法兰与座管、下管和自行车框架的后部结构的下部支柱连接并且不仅包含 电马达还包含减速传动装置和根据转动方向接通的离合器以及测量值接收器。虽然不仅关 于长度而且关于结构深度的外部尺寸最小化，所述长度和结构深度以具有在马达轴和空心 轴之间的最小轴间距的混合驱动器的结构形状以及在包括电马达的壳体的条件下传动装 置部件的优化嵌套为前提，驱动壳体包括混合驱动器的所有部件并且确保高的减速比。
[0032] 优选地，管法兰与座管、下管和后部结构的下部支柱经由熔焊或钎焊连接来连接。
[0033] 在两侧封闭壳体框架的壳体盖具有开口以用于穿引踏板曲轴的端部，使得预装的 驱动装置能够装入到与第一壳体盖连接的壳体框架中并且通过与壳体框架连接的第二壳 体盖封装。
[0034] 在第一变型形式中，驱动装置的牵引机构传动装置由具有齿带、平带或楔形带作 为柔性的牵引机构的带式传动装置构成。
[0035] 牵引机构传动装置构成为带式