使用具有齿带、平带或楔形带的单级的带式传动装 置或具有单滚子链或双滚子链的单级的链式传动装置。
[0072] 在图8中示意示出的行星齿轮传动装置由居中设置并且与马达轴40连接的太阳 轮50、齿圈54、三个以120°错开的行星齿轮51、52、53和行星齿轮架55构成。根据图6和 7可转动地安装在行星齿轮架55的轴56、57、58上的行星齿轮51、52、53借助其具有直齿或 具有斜齿的外齿部不仅与太阳轮50的外齿部、而且与齿圈54的内齿部啮合。在沿顺时针 根据引入到太阳轮50中的箭头驱动太阳轮50时,行星齿轮51、52、53沿逆时针并且行星齿 轮架55再次沿顺时针转动。
[0073] 如果行星齿轮传动装置5用作为多级的传动装置5、6的第一传动级,那么与马达 轴40连接的太阳轮50以转速Ii 1被驱动,而经由行星齿轮架55以转速η 2进行输出,其中转 速巧对应于多级的传动装置5、6的构成为牵引机构传动装置6的第二传动级的与行星齿轮 55固定连接的牵引机构驱动轮61的转速。在该实施方式中,齿圈54固定地构成并且与驱 动壳体7连接。借助行星齿轮传动装置5的这种设置,传动比可能直至i = ηι/η2= 10。
[0074] 图9示出在传动装置类型反转的情况下的两级的传动装置的一个替选的实施方 式的示意图。
[0075] 当在根据图1至5的实施方式中第一传动级由行星齿轮传动装置5构成、所述行 星齿轮传动装置的太阳轮50与电马达4的马达轴40连接并且所述行星齿轮传动装置的行 星齿轮架55驱动由牵引机构传动装置6构成的第二传动级时,在图9中示出的实施方式 中,第一传动级构成为牵引机构传动装置6,所述牵引机构传动装置驱动由行星齿轮传动装 置5构成的第二传动级。
[0076] 牵引机构传动装置6具有小直径的或小齿数的与马达轴40连接的牵引机构驱动 轮61和大直径或大齿数62的与踏板曲轴2或空心轴3同轴设置的牵引机构输出轮62,所 述牵引机构输出轮与牵引机构驱动轮61经由柔性的牵引机构60连接,所述牵引机构在构 成为单级的带式传动装置的牵引机构传动装置6的情况下由齿带、平带或楔形带构成并且 在构成为单级的链式传动装置的牵引机构传动装置6的情况下由单滚子链或双滚子链构 成。
[0077] 牵引机构输出轮62与构成为行星齿轮传动装置5的第二传动级的太阳轮50固定 连接,这类似于行星齿轮传动装置5的在图1至8中示出的实施例与以120°相互错开设置 中的行星齿轮51、52、53啮合。行星齿轮51、52、53可转动地设置在行星齿轮架55上并且 与相对于壳体固定的齿圈54的内齿部啮合。行星齿轮架55能够经由根据转动方向接通的 第二离合器82与空心轴3耦联。
[0078] 对于继续变慢的传动比,行星齿轮架55能够与在下游设置的形成多级的传动装 置的第三传动级的行星齿轮传动装置的太阳轮连接,所述太阳轮以与在上文中描述的行星 齿轮传动装置5相同的方式构成。所述传动装置的行星齿轮架因此能够经由根据转动方向 接通的第二离合器82与空心轴耦联,例如当电动车的速度小于或等于6km/h或期望接入电 动驱动装置以用于驱动踏板曲轴和将相应的转矩从踏板曲轴2施加到空心轴3上时,所述 空心轴以电动的方式经由多级的传动装置驱动。
[0079] 另一个替选方案能够在于,多级的传动装置的第三传动级又构成为牵引机构传 动装置,所述牵引机构传动装置的牵引机构驱动轮与行星齿轮传动装置的行星齿轮架连接 并且所述牵引机构驱动轮经由牵引机构驱动牵引机构输出轮,所述牵引机构输出轮的轴与 空心轴或踏板曲轴同轴地设置,所述空心轴或踏板曲轴例如设在马达轴40和行星齿轮传 动装置5的轴之间。
[0080] 在下文中,应详细阐述在图1至5中示出的驱动装置1的功能。
[0081] 因为由电马达4和两级的传动装置5、6构成的电动驱动器的转动方向始终相应于 电动车的前进方向,在将以电动的方式产生的转矩导入到空心轴3中时,在电动驱动器、空 心轴3和踏板曲轴2的转速之间出现转速差。如果电动驱动器的输出齿轮52的转速大于 空心轴3的转速,那么根据转动方向接通的第二离合器82将电动驱动器固定地与空心轴3 通过锁定构成为单向离合器的根据转动方向接通的第二离合器82的夹紧辊耦联,使得固 定地与齿圈3连接的链轮将电动转矩传递到链式传动装置上。
[0082] 如果踏板曲轴2在没有借助于肌力操作的情况下处于静止或踏板曲轴2在少量借 助于肌力操作的情况下具有比空心轴3更小的转速,那么根据转动方向接通的第一离合器 81使空心轴3与踏板曲轴2脱耦,使得没有转矩从电动驱动器传递到踏板曲轴2上进而没 有力在与踏板曲柄连接的脚蹬上出现。所述飞轮功能能够直接用于在电动自行车运行时 的电动驱动的行驶或者在小于6km/h的情况下作为用于电动助力自行车的移动辅助或行 驶辅助。如果根据本实用新型的驱动装置用于电动助力自行车,那么在以大于允许的6km/ h的移动或行驶速度的速度以纯电动的方式行驶时或在超过预设的时间间隔的情况下由控 制电子装置断开电马达4。
[0083] 在将驱动装置1用于电动助力自行车时可能的是,为电动助力自行车的前进所施 加的功率分成以电动方式产生并且经由根据转动方向接通的第二离合器82传递到空心轴 3上的功率份额和通过肌力产生并且由踏板曲轴2经由根据转动方向接通的第一离合器81 传递到空心轴3上的功率份额。在此,踏板曲轴2的转速确定空心轴3的进而用于后轮上 的链式驱动装置的链轮的转速并且通过驾驶者的肌力来预设。
[0084] 由踏板曲轴2输出的转矩从两个经由踏板曲柄产生的子转矩的总和组成并且在 根据转动方向接通的第一和第二离合器81、82的区域中传递到空心轴3上。因此,通过在 两个根据转动方向接通的离合器81、82之间在空心轴3的外部环周上设置转矩传感器,能 够确定由踏板曲轴2输出的转矩。为了测定踏板曲轴2的转速和转动方向,设有传感器,所 述传感器具有与踏板曲轴2连接的用于影响磁阻力的齿盘10和霍尔传感器,所述霍尔传感 器在齿盘10转动的情况下将传感器信号输出给混合驱动器的控制电子装置。
[0085] 根据以传感器的方式测定的转矩数值和转速数值,经由控制电子装置确定通过驾 驶者通过肌力施加的功率并且经由控制电子装置控制由电马达4输出的用于支持驾驶者 的电动功率。经由操作件,设定和控制在由驾驶者通过肌力产生的功率和电动驱动器的功 率之间的功率分配的程度,即由电马达4提供的功率的支持程度或百分率。
[0086] 在纯自行车运行中,经由踏板曲柄将转矩传递到踏板曲轴2上,所述踏板曲轴由 于朝向前进方向定向的转动运动经由根据转动方向接通的第一离合器81抗扭地与空心轴 3连接,使得将由踏板曲轴2输出的转矩传递到链轮上进而传递到电动车的链式传动装置 上。
[0087] 如果驾驶者没有将力施加到脚蹬上,进而没有经由踏板曲柄在踏板曲轴2中产生 转矩,那么通常与后轮的链齿轮连接的飞轮作用,使得没有转动运动经由链式传动装置传 递到链轮上。
[0088] 在借助电动支持行驶时,除了由踏板曲轴2经由根据转动方向接通的第一离合器 81输出的转矩之外,由电动驱动器产生的转矩从牵引机构输出轮62经由根据转动方向接 通的第二离合器82传递到空心轴3上,使得在与空心轴3的链轮法兰30固定连接的链轮 上将两个转矩的总和提供用于电动车的前进。
[0089] 在纯电动驱动的情况下,转矩从牵引机构输出轮62经由根据转动方向接通的第 二离合器82传递到空心轴3上进而传递到与空心轴3连接的链环上。在此,踏板曲轴2能 够处于静止,使得飞轮的作用方向与在上文中为自行车运行所描述的空转反向地伸展。
[0090] 为了测定用于电动助力自行车的作为移动或行驶辅助的随后电动的运行的6km/h 的允许的最大速度或用于电动助力自行车的法规允许的电动支持的混合运行的为25km/h 的最大速度,需要传感器,所述传感器将传感器信号输出给进行处理的控制电子装置。为了 所述目的,除了在上文中描述的以传感器的方式测定踏板曲轴2的转速和转矩之外,测定 电动助力自行车的运动速度并且处理以用于电动助力自行车运行。
[0091] 在以大于允许的最大为6km/h的行驶速度行驶时或者在超过时间的情况下,经由 控制电子装置断开电马达4。因此,在没有通过控制电子装置进行限制的情况下,通过根据 本实用新型的驱动装置也能够实现电动车的纯电子的行驶运行或电动自行车运行。
[0092] 在上文中描述的用于具有飞轮运行的电动助力自行车的驱动装置能够附加地或 替选地配备有用于操作倒刹的装置。在此,用于操作倒刹的器件作用为,使得固定地与链轮 连接的空心轴3能够与用于电动车的前进运行的转动方向相反地转动。
[0093] 为了所述目的,在操作倒刹的时间中必须跨接妨碍空心轴3的所述转动方向的根 据转动方向接通的第一离合器81,因此转矩能够从经由踏板曲柄与通过电动助力自行车的 通过肌力操作的踏板连接的踏板曲轴2沿相反的方向传递至空心轴3。在操作倒刹期间,因 此,电动驱动器通过用于所述转动方向的根据转动方向接通的第二离合器82与空心轴3连 接,使得没有转矩从空心轴3传递至电动驱动器。同时,在操作倒刹时断开电马达4,因为所 述电马达否则会与倒刹的操作转动方向相反地产生转矩。
[0094] 断开马达运行通过控制电马达4的控制电子装置,结合以传感器的方式测定与踏 板曲柄连接的踏板曲轴2的转速和转动方向,同与链轮固定连接的空心轴3的转速无关地 通过下述方式进行:控制电子装置在空心轴3上的用于电动助力自行车的前进运行的以传 感器测定的转矩方向倒转时断开电马达4从而确保,在操作倒刹时没有以电动的方式作用 于运行。
[0095] 在上文中描述的驱动装置1能够由于其狭小的构型优选地集成到电动车的框架 中。至少两级的传动装置能够在最大效率时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1的最小化的结构体积。在 此,将牵引机构传动装置装入到多级的传动装置中支持驱