[发明专利]驱动单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有扭矩测量作用的用于肌力驱动(muscle-powered)车辆的驱动单元。

背景技术

在用于肌力驱动车辆尤其是自行车的驱动单元的情形中，存在各种用于测量在肌力驱动的曲轴处的扭矩的方法。扭矩测量可以例如用来测量驾驶者的表现或用来控制车辆的辅助马达。

在现有技术中，在旋转和/或活动部分处具有扭矩测量作用的驱动单元是已知的。因此，旋转扭矩冲击套筒可以装备有磁体，并且基于由磁体传递的扭矩，感应地测量出该套筒的变形。或者，通过测量循环链条的张紧力而执行扭矩测量，所述循环链条用来联接车辆的曲轴和驱动轮。

涉及上述装置的技术的努力是在旋转和/或活动部分处的这种扭矩测量的缺点。

相应地，测量驱动轮的固定轴的弯曲度也是已知的。

这样的具有扭矩测量作用的驱动单元的缺点是：进一步由具体地改变轮轴的应变所引起的扰动的影响。例如如果坐在车座上的骑车人从车座上起立并且继续在直立的位置上骑行，则可能发生这样的应变改变。

与这相比，本发明的目的是：提供具有扭矩测量作用的驱动单元，该驱动单元相对于装置技术是简单的并且还在很大程度上没有使测量结果失真的外部效应。

发明内容

通过具有权利要求1的特征的驱动单元来解决该目的。

根据本发明，用于肌力驱动车辆的驱动单元具有曲轴，该曲轴安装在曲轴箱中或安装在车架中。至少一个用于将驾驶者的肌力传递到车辆的驱动轮的曲柄被紧固到曲轴。此外，设置了齿轮单元或齿轮机构，该齿轮单元或齿轮机构布置在从曲轴到齿轮单元或齿轮机构的从动齿轮的传动系中，其中齿轮单元或齿轮机构的从动齿轮联接到车辆的驱动轮。根据本发明，用于确定曲轴的总扭矩的齿轮单元或齿轮机构的大体固定部分或被固定地安装在车架上的那部分被支撑在曲轴箱上或被支撑在车架上。根据本发明的驱动单元相于装置技术是简单的并且还在很大程度上没有使测量结果失真的外部效应。

在从属权利要求中描述本发明的进一步有利的设计。

在优选的进一步的发展中，车辆是自行车，其中曲轴箱是中轴五通(bottom bracket shell)，并且其中两个曲柄被紧固到曲轴。由骑车人的腿产生肌力。在这样的车辆中，扭矩例如对于测量骑车人的表现或对于控制车辆的辅助马达来说是有意义的。

优选地，从动齿轮是齿轮或经由链条而联接到车辆的驱动轮的链轮。

为了最小化根据本发明的驱动单元的制造和装配努力，如果大体固定部分经由扭矩传感器而被支撑在标准的中轴五通上，则是优选的。因此，根据本发明的包括扭矩传感器的驱动单元也可以随后被安装到具有适当标准的中轴五通的整车。

在这方面，如果扭矩传感器借助于国际标准的导链器支架(chainguide mount)(ISCG)而被紧固到标准的中轴五通，则是优选的。

中轴五通的国际标准(BB30)或BSA标准可被认为是标准的中轴五通。

如果曲轴的纵轴线与驱动机构的中心轴线或与驱动机构的从动齿轮的纵轴线重合，其中该从动齿轮与驱动轮连接，则产生具有相应的审美印象的很大程度上旋转对称的布置结构。

在优选的进一步发展中，扭矩传感器包括套筒，该套筒与曲轴近似同中心地布置并且具有紧固到该套筒的应变仪或压电元件。该套筒通过国际标准的导链器支架(ISCG)而被紧固到标准的中轴五通。

如果齿轮机构是行星齿轮机构，其中该行星齿轮机构具有安装在其上面的环状齿圈、太阳齿轮、行星架和行星齿轮，并且如果从动齿轮紧固到环状齿圈，则从动齿轮比现有技术的从动齿轮小是可能的。

根据第一变型，大体固定部分或被固定地安装在车架上的部分是太阳齿轮，而行星架直接或间接地被紧固到曲轴。

根据第二变型，大体固定部分或被固定地安装在车架上的部分是行星架，而太阳齿轮直接或间接地被紧固到曲轴。

用于车辆的驱动单元的优选的进一步的发展包括曲轴，该曲轴安装在曲轴箱中或安装在车架中并且具有紧固到该曲轴上的两个曲柄，其中齿轮布置在该两个曲柄之间，骑车人的肌力可以通过该齿轮而传递到的车辆的驱动轮。设置了马达，作为曲轴的总扭矩的函数的扭矩从马达被传递到曲轴。此外，设置了行星齿轮机构，该行星齿轮机构具有安装在其上面的环状齿圈、太阳齿轮、行星架和行星齿轮，其中齿轮紧固到环状齿圈的外圆周。行星架或太阳齿轮紧固到曲轴。相应地，太阳齿轮或行星架紧固到曲轴箱或紧固到车架。因此，可以通过固定部分(太阳齿轮或行星架)的相对位置来测量曲轴的扭矩。