用于自行車的電力輔助設(shè)備和裝配有所述設(shè)備的自行車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于自行車的電力輔助設(shè)備和裝配有所述設(shè)備的自行車。
【背景技術(shù)】
[0002]在該領(lǐng)域中，已知市售的具有多種設(shè)備。
[0003]這些設(shè)備中的一些使用置于自行車車輪之一的輪轂中的電機。該電機直接或通過減速系統(tǒng)驅(qū)動車輪。這種類型的設(shè)備的缺點是有很大質(zhì)量，這些質(zhì)量件還位于車輪處，使得自行車手非常容易看到。此外，當(dāng)必須拆卸車輪時，例如更換輪胎或修補穿孔，由于存在為電機提供動力所需的電連接件以及傳遞馬達轉(zhuǎn)矩所需的用于輪轂的特定的固定件，車輪的移除變得復(fù)雜。
[0004]其它設(shè)備使用齒輪馬達來驅(qū)動自行車的踏板并且因此可以使用現(xiàn)有的自行車傳動裝置。這種類型的設(shè)備的缺點是對自行車架構(gòu)的顯著影響，以致特別需要對自行車框架進行特殊設(shè)計從而接收這些設(shè)備。
[0005]文獻DE-20314210-U1描述了通過電動馬達驅(qū)動自行車的原理，其中驅(qū)動小齒輪與齒狀物互相嚙合，所述齒狀物與自行車前輪的輪輞成為一體并且為內(nèi)齒結(jié)構(gòu)，即齒朝向車輪的輪軸。該系統(tǒng)的一個缺點是輪輞的齒狀物容易夾持石塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的因此是提供解決上述所有或部分缺點的用于自行車的電力輔助設(shè)備和裝配有所述設(shè)備的自行車。
[0007]為此，本發(fā)明提供用于自行車的電力輔助設(shè)備，所述設(shè)備包括:
[0008]-電機，所述電機包括轉(zhuǎn)子，
[0009]-用于固定所述電機的裝置，
[0010]-電池，所述電池為所述電機提供動力，
[0011]-用于控制所述電機的裝置，
[0012]-驅(qū)動小齒輪，所述驅(qū)動小齒輪通過所述電機的轉(zhuǎn)子驅(qū)動，和
[0013]-支撐結(jié)構(gòu)，
[0014]所述設(shè)備的特征在于，所述驅(qū)動小齒輪能夠與互補齒狀物相切地嚙合，所述互補齒狀物與自行車的后輪的輪胎成為一體，并且所述固定裝置被所述支撐結(jié)構(gòu)支承，所述支撐結(jié)構(gòu)包括臂，所述臂能夠固定至自行車的后輪的輪軸。
[0015]優(yōu)選地，所述用于控制所述電機的裝置也被所述支撐結(jié)構(gòu)支承。
[0016]還優(yōu)選地，所述電池也被所述支撐結(jié)構(gòu)支承。
[0017]優(yōu)選地，所述固定裝置連同所述電機形成子組件，所述子組件能夠手動地從所述支撐結(jié)構(gòu)中分離。
[0018]還優(yōu)選地，能夠手動地從所述支撐結(jié)構(gòu)中分離的子組件還包括用于控制所述電機的裝置。
[0019]還優(yōu)選地，能夠手動地從所述支撐結(jié)構(gòu)中分離的子組件還包括所述電池。
[0020]還優(yōu)選地，所述電池也能夠獨立于所述子組件手動地從所述支撐結(jié)構(gòu)中分離。
[0021]優(yōu)選地，所述子組件由框架承載，所述框架在基本上水平的平面中延伸，所述子組件能夠從所述支撐結(jié)構(gòu)中水平地(優(yōu)選橫向地)分離。
[0022]優(yōu)選地，所述支撐結(jié)構(gòu)包括快速電連接件，用于將所述子組件連接至與自行車成為一體的界面。
[0023]優(yōu)選地，所述支撐結(jié)構(gòu)還構(gòu)成行李架。
[0024]優(yōu)選地，所述固定裝置包括搖臂，所述搖臂相對于被所述支撐結(jié)構(gòu)支承的底座圍繞軸線鉸接，所述軸線基本上平行于所述電機的軸線。
[0025]優(yōu)選地，所述搖臂包括鉸接件，所述鉸接件允許所述電機朝向所述子組件折疊。
[0026]本發(fā)明還涉及用于自行車的電力輔助組件，包括上述電力輔助設(shè)備，所述電力輔助組件還包括輪胎，所述輪胎為包括所述互補齒狀物的充氣輪胎。
[0027]本發(fā)明最后涉及包括所述電力輔助組件的具有電力輔助的自行車。
【附圖說明】
[0028]通過優(yōu)選實施方案的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得明顯。附圖分別顯示了:
[0029]-圖1:根據(jù)本發(fā)明的第一個實施方案的具有電力輔助的自行車的(局部)側(cè)視圖。
[0030]-圖2:根據(jù)一個優(yōu)選實施方案的子組件的細節(jié)圖。
[0031]-圖3:圖2的子組件的仰視圖。
[0032]-圖4:圖1的電力輔助設(shè)備和具有電力輔助的自行車的更大比例的細節(jié)圖。
[0033]-圖5:特別顯示圖1的電力輔助設(shè)備的支撐結(jié)構(gòu)的細節(jié)圖。
[0034]-圖6:從圖1的具有電力輔助的自行車的另一側(cè)觀察的與圖4相似的圖。
[0035]-圖7:與圖1相似的圖，顯示了本發(fā)明的設(shè)備的另一個優(yōu)選實施方案。
[0036]-圖8:與圖7相同的圖，其中已經(jīng)移除了電池。
[0037]-圖9:圖7和8的設(shè)備的細節(jié)圖。
[0038]-圖10:圖8的設(shè)備的更進一步的細節(jié)圖。
[0039]-圖11:裝配至圖7和8的設(shè)備的電池的圖。
[0040]-圖12:根據(jù)第二個優(yōu)選實施方案的變體形式的子組件的一般視圖。
[0041]-圖13:圖解截面圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的具有電力輔助的自行車的電機與輪胎的協(xié)同作用。
[0042]-圖14:根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案的驅(qū)動小齒輪與輪胎的齒狀物的嚙合的截面細節(jié)圖。
[0043]-圖15:圖14的驅(qū)動小齒輪的齒狀物的細節(jié)的圖解截面圖。
[0044]-圖16:根據(jù)本發(fā)明的輪胎的優(yōu)選實施方案的齒狀物的細節(jié)的圖解截面圖。
[0045]-圖17:根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個優(yōu)選實施方案的具有螺旋狀齒狀物的驅(qū)動小齒輪的側(cè)視圖。
[0046]-圖18:裝配至根據(jù)本發(fā)明的自行車的充氣輪胎的截面立體圖。
[0047]-圖19:根據(jù)本發(fā)明的第三個實施方案的具有電力輔助的自行車的(局部)側(cè)視圖。
[0048]-圖20和21:圖19的子組件的細節(jié)圖。
【具體實施方式】
[0049]附圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的電力輔助設(shè)備和具有電力輔助的自行車的優(yōu)選實施方案的組件和細節(jié)的各個視圖。在不同的附圖中，相同或相似的元件帶有相同的附圖標(biāo)記。附圖標(biāo)記在每個圖中不對稱地顯示，從而易于理解附圖。
[0050]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的具有電力輔助的自行車的主要元件。電機2靠近輪胎5 (在此為靠近后輪61的輪胎)固定。驅(qū)動小齒輪3與齒狀物51相切地嚙合，所述齒狀物51與輪胎成為一體，因此可以向輪胎5傳遞驅(qū)動力從而輔助自行車手。電機優(yōu)選為具有永磁體的三相、無刷、同步馬達。還優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子為如圖中所示的外轉(zhuǎn)子。電池7為電機提供動力。
[0051]用于固定電機的裝置4由支撐結(jié)構(gòu)10支承，所述支撐結(jié)構(gòu)10本身固定至自行車的框架11。支撐結(jié)構(gòu)的臂101、102、103、104固定至車輪的輪軸612。桿116阻止支撐結(jié)構(gòu)圍繞車輪軸線的旋轉(zhuǎn)。支撐結(jié)構(gòu)固定至車輪的輪軸，允許簡單的組裝同時保證使驅(qū)動小齒輪3相對于輪胎的齒狀物51定位的高的精確度和再現(xiàn)性。
[0052]優(yōu)選地，如圖所示，電池在此也被支撐結(jié)構(gòu)支承。替代性地，電池可以以本身已知的方式固定至自行車的另一部分。
[0053]優(yōu)選地，用于控制電機的裝置8 (即控制電子設(shè)備和動力電子設(shè)備)也被支撐結(jié)構(gòu)支承。優(yōu)選地，可分離子組件20通過固定裝置、電機和控制裝置形成。還優(yōu)選地，該子組件可以手動地(即不使用工具)與支撐結(jié)構(gòu)分離。
[0054]在電池7被支撐結(jié)構(gòu)支承的實施方案中，可分離子組件還可以包括所述電池，如圖2中所示。應(yīng)理解，從支撐結(jié)構(gòu)移除所述子組件20的行為允許使用自行車而沒有電力輔助，但是也沒有與所述電力輔助相關(guān)的額外重量。
[0055]在此處顯示的實施方案中，控制裝置8包括開關(guān)81和旋鈕82，所述開關(guān)81允許自行車手開啟或停止動力輔助設(shè)備，所述旋鈕82用于調(diào)節(jié)動力輔助的水平。這些控制器也可以設(shè)置在自行車的車把上或者通過遙控器或安裝在自行車手的移動電話中的應(yīng)用而進行遠程控