用于自行車的電力輔助設備和裝配有所述設備的自行車的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于自行車的電力輔助設備和裝配有所述設備的自行車。
【背景技術】
[0002]在該領域中，已知市售的具有多種設備。
[0003]這些設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驅動車輪。這種類型的設備的缺點是有很大質量，這些質量件還位于車輪處使得自行車手非常容易看到。此外，當必須拆卸車輪時，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矩所需的用于輪轂的特定的固定件，車輪的移除變得復雜。
[0004]其它設備使用齒輪馬達來驅動自行車的踏板并且因此可以使用現有的自行車傳動裝置。這種類型的設備的缺點是對自行車架構的顯著影響，以致特別需要對自行車框架進行特殊設計從而接收這些設備。
[0005]文獻DE-20314210-U1描述了通過電動馬達驅動自行車的原理，其中驅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齒結構，即齒朝向車輪的輪軸。該系統的一個缺點是輪輞的齒狀物容易夾持石塊。
【發明內容】
[0006]本發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備和裝配有所述設備的自行車。
[0007]為此，本發明提供用于自行車的電力輔助設備，所述設備包括:
[0008]-電機，所述電機包括轉子，
[0009]-用于固定所述電機的裝置，
[0010]-驅動小齒輪，所述驅動小齒輪通過所述電機的轉子驅動，和
[0011]-支撐結構，
[0012]所述設備的特征在于，所述驅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構支承，所述固定裝置連同所述電機形成子組件，所述子組件可以手動地從所述支撐結構中分離。
[0013]優選地，用于控制所述電機的裝置也被所述支撐結構支承。
[0014]還優選地，所述電力輔助設備還包括為所述電機提供動力的電池，所述電池也被所述支撐結構支承。
[0015]優選地，能夠手動地從所述支撐結構中分離的子組件包括用于控制所述電機的裝置。
[0016]還優選地，能夠手動地從所述支撐結構中分離的子組件包括所述電池。
[0017]還優選地，所述電池也能夠獨立于所述子組件手動地從所述支撐結構中分離。
[0018]優選地，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構中水平地(優選橫向地)分離。
[0019]優選地，所述支撐結構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。
[0020]優選地，所述支撐結構還構成行李架。
[0021]優選地，所述固定裝置包括搖臂，所述搖臂相對于被所述支撐結構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。
[0022]優選地，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。
[0023]本發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。
[0024]本發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】
[0025]通過優選實施方案的描述，本發明的其它特征和優點將變得明顯。附圖分別顯示了:
[0026]-圖1:根據本發明的第一個實施方案的具有電力輔助的自行車的(局部)側視圖。
[0027]-圖2:根據一個優選實施方案的子組件的細節圖。
[0028]-圖3:圖2的子組件的仰視圖。
[0029]-圖4:圖1的電力輔助設備和具有電力輔助的自行車的更大比例的細節圖。
[0030]-圖5:特別顯示圖1的電力輔助設備的支撐結構的細節圖。
[0031]-圖6:從圖1的具有電力輔助的自行車的另一側觀察的與圖4相似的圖。
[0032]-圖7:與圖1相似的圖，顯示了本發明的設備的另一個優選實施方案。
[0033]-圖8:與圖7相同的圖，其中已經移除了電池。
[0034]-圖9:圖7和8的設備的細節圖。
[0035]-圖10:圖8的設備的更進一步的細節圖。
[0036]-圖11:裝配至圖7和8的設備的電池的圖。
[0037]-圖12:根據第二個優選實施方案的變體形式的子組件的一般視圖。
[0038]-圖13:圖解截面圖，顯示了根據本發明的具有電力輔助的自行車的電機與輪胎的協同作用。
[0039]-圖14:根據本發明的一個優選實施方案的驅動小齒輪與輪胎的齒狀物的嚙合的截面細節圖。
[0040]-圖15:圖14的驅動小齒輪的齒狀物的細節的圖解截面圖。
[0041]-圖16:根據本發明的輪胎的優選實施方案的齒狀物的細節的圖解截面圖。
[0042]-圖17:根據本發明的設備的一個優選實施方案的具有螺旋狀齒狀物的驅動小齒輪的側視圖。
[0043]-圖18:裝配至根據本發明的自行車的充氣輪胎的截面立體圖。
[0044]-圖19:根據本發明的第三個實施方案的具有電力輔助的自行車的(局部)側視圖。
[0045]-圖20和21:圖19的子組件的細節圖。
【具體實施方式】
[0046]附圖顯示了根據本發明的電力輔助設備和具有電力輔助的自行車的優選實施方案的組件和細節的各個視圖。在不同的附圖中，相同或相似的元件帶有相同的附圖標記。附圖標記在每個圖中不對稱地顯示，從而易于理解附圖。
[0047]圖1顯示了根據本發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傳遞驅動力從而輔助自行車手。電機優選為具有永磁體的三相、無刷、同步馬達。還優選地，轉子為如圖中所示的外轉子。電池7為電機提供動力。
[0048]用于固定電機的裝置4由支撐結構10支承，所述支撐結構10本身固定至自行車的框架11。支撐結構的臂101、102、103、104優選固定至車輪的輪軸612。桿116阻止支撐結構圍繞車輪軸線的旋轉。支撐結構固定至車輪的輪軸，允許簡單的組裝同時保證使驅動小齒輪3相對于輪胎的齒狀物51定位的高的精確度和再現性。
[0049]優選地，如圖所示，電池在此也被支撐結構支承。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。
[0050]優選地，用于控制電機的裝置8 (即控制電子設備和動力電子設備)也被支撐結構支承。
[0051]可分離子組件20通過固定裝置和電機形成。該子組件可以手動地(即不使用工具)與支撐結構分離。優選地，子組件20還包括控制裝置8。
[0052]在電池7被支撐結構支承的實施方案中，可分離子組件還可以包括所述電池，如圖2中所示。應理解，從支撐結構移除所述子組件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及其能源相關的額外重量。
[0053]在此處顯示的實施方案中，控制裝置8包括開關81和旋鈕82，所述開關81允許自行車手開啟或停止動力輔助設備，所述旋鈕82用于調節動力輔助的水平。這些控制器也可以設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