具有驅動軸和測量轉矩的裝置的驅動裝置的制作方法

專利名稱：具有驅動軸和測量轉矩的裝置的驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于機械制造及測量技術領域。其可在不同類型的驅動裝置時應用，諸如
像自信個、測功計、電動自行車或者其他可通過驅動曲柄驅動的裝置。本發明不僅設計一種 驅動裝置，而且還涉及一種可通過之后一個驅動曲柄驅動的裝置，尤其是自行車、測功計或 者電動自行車。
背景技術：
在這種類型的設備中，測定不同的量值是很有意義的，諸如像在自行車的情況中 的速度和經過的行駛路段。例如即時的速度可以為騎行者提供一個指示，選擇或者不選擇 確定的變速檔位是否是有意義的。 然而，在這種類型的決策中有意義的是，不僅僅確定速度而且還要確定即時施加 的轉矩，從而確定自行車的部件的力負荷以及由騎行者施加的力，該力相當于骨骼、肌肉和 關節的負荷。這些量值也可以對于變換比的選擇或對于接通輔助驅動裝置的決定是有決定 性作用的。 此外，可以由驅動軸的轉速以及聯系得到測定的轉矩直接確定出引用到驅動軸中 的功率。 由現有技術公開了用于轉矩或者扭矩測量的多種可能性，其中一些也專門用于驅 動曲柄，尤其在自行車時用于腳踏曲柄。 DE 102005018286 Al公開了一種用于測定在施加在軸上的轉矩的裝置，其中，在 軸的第一軸部段中設置有多極磁環并且在第二軸部段中設置有具有定子元件的定子保持 器以及在軸向方向上向下凸出的指。通過磁通環，視軸部件的相對旋轉而定，磁通量或多或 少地強烈閉合，從而測定作為扭力的標準的旋轉角度。 由DE 10225018293 Al公開了一種轉矩傳感器，其中在軸的兩個部段上分別各自 固定一個磁鐵和傳感器單元，其中，傳感器單元作為接近開關來起作用并且軸的旋轉示出 了磁鐵的位置變化。 DE 102005023182 Al展示了一種轉矩測量裝置，其具有用于在馬達輸出元件和轉 矩轉換驅動元件之間傳遞轉矩的轉矩傳遞板，其中，傳遞板通過適當地減小厚度而能夠隨 轉矩發生輕微的彈性變形，并且在傳遞板的可變形接片上設置有用于檢測彈性形變的伸縮 測試條。關于此伸縮測試條的功能在該專利文件中未作進一步解釋。 DE 102005041287 Al展示了一種具有兩個分軸的轉矩傳感器，其中，每一分軸均 與一個所謂的探測管相連，該探測管彼此同軸放置。探測管以彼此間隔開的位置固定地連 接在分軸上，其具有環狀地分布在端面上的齒，從而在軸部件的旋轉出現強弱變化時，探測 管之間的磁阻就會根據輪齒的一致性而呈周期性地變化。由此，分軸的旋轉能夠相互檢定。 這是用于起作用扭力的標準。 DE 10044701 Cl提出了一種安裝在自行車踏板上的傳遞裝置，踏板作用力經由該 傳遞裝置傳遞至腳踏曲柄上。由于力的傳遞，彈簧狀元件被壓縮，該力效應被測量，從而確定出傳遞的轉矩。 應用磁致伸縮元件以測量扭矩通過DE 69900898 T2而為人所知，在這里，通過磁 性材料，扭矩應該可被轉換成電壓。 另一方面，這些文件的主旨通過兩個共同安置的盤來測量轉矩，這兩個盤通過在 旋轉方向上作用的彈簧件來連接。通過實現的角度錯置可以確定在兩個盤之間的傳遞的轉 矩。 由EP 1046893 Bl基本上公開了用于轉矩測量測量的磁致伸縮效應的應用和為了 傳遞轉矩以及為了充分利用該效應而在軸上對磁致伸縮的環元件的固定。然而，那里沒有 直接聯系到滾動軸承的構造來描述結構，在該構造中集成有轉矩傳感器。為了測量磁場而 描述了一種特殊的傳感器，通過該傳感器在不同的磁化方向上高頻地測量在探針的飽和磁 化時的電流，由此可以精確地測量磁致伸縮元件的磁場。

發明內容
在這種背景下，本發明的目的在于，在一種具有可圍繞軸線旋轉的驅動軸以及兩
個與該驅動軸相對于軸線在圓周方向上角度固定地連接的驅動曲柄以及與該軸連接的、用
于在驅動軸和負載件之間傳遞轉矩驅動件的驅動裝置中，以盡可能結構簡單以及較少費用
的方式實現對通過驅動軸傳遞的轉矩的測量。 本發明的目的通過權利要求1的特征實現。 通過將至少一個磁致伸縮傳感器與驅動軸固定連接，磁致伸縮傳感器平分每個扭
轉載荷，該扭轉載荷傳遞到其中固定有磁致伸縮傳感器的軸的軸向部段中。 通常，轉矩通過驅動曲柄引入并且通過另外的與之連接的機械部件傳遞到驅動件
上。因此，將磁致伸縮傳感器軸向設置在驅動軸的兩個部件之間是有意義的。 為了可以在每個時間點或者也可以平均地測定共同通過軸傳遞的轉矩，進一步有
利的是，在驅動曲柄中的每一個和驅動件直接分別設置至少一個磁致伸縮傳感器。 在自行車時，例如通過生理的和物理的基礎情況得出，即自行車騎行者不能同時
以相同的力量驅動兩個驅動曲柄/腳踏曲柄，而是周期性地變換并且依賴于各個驅動曲柄
的角度位置。 通過每個驅動曲柄施加的轉矩可以在時間上至少通過驅動軸的一般旋轉來平均
并且兩個驅動曲柄的轉矩可以例如也彼此比較，從而補償騎行者的不對稱性。 磁致伸縮傳感器分別具有一個或者優選也具有兩個由永磁的、磁致伸縮材料構成
的磁體。該材料的特征在于，在無負載的情況下保持住磁化狀態，即在每次變形時獲得磁特
性的變化，進而獲得在磁致伸縮體外的散逸場的變化。因此可以散逸場的證明來證實變形
進而證實作用在磁致伸縮體上的彎矩或者扭矩。 相應的磁致伸縮體可以如此地設計，即磁通量基本上在磁致伸縮體的內部延伸， 并且當扭矩或者轉矩被施加時，散逸場以理想的方式僅僅在外部出現。 相應的磁致伸縮體可以例如粘接、釬焊或者熔焊在驅動軸上，然而，其也可以粘合 或者釬焊、熔焊或者壓裝到縫隙中。 因為許多鋼種符合磁致伸縮效應的先決條件，驅動軸的軸向部段通過相應的預磁 化作為磁致伸縮體使用。這可以例如由此實現，即驅動軸被加入高脈沖類型的電流，從而基于安培定律實現在電流電路的圓周方向中的高的磁化強度。 驅動軸的被磁化的部段因此滿足了之前描述的磁致伸縮體的功能，即信號發生器 是至少一個磁致伸縮傳感器。 多個磁致伸縮體可以例如同心地形成作為圓柱體并且在圓周方向上反向地磁化， 從而使磁散逸場在基態中盡可能地彼此對消。如果由兩個磁致伸縮體構成的這種類型的磁 致伸縮傳感器與驅動軸絞合在一起，那么例如產生一個軸向散逸磁場分量，其可以通過磁 場傳感器指明。 也可以有利地提出，即傳感器的兩個磁致伸縮體軸向上一個接一個地前后設置。 這兩個磁致伸縮體可以例如反向地磁化。在磁致伸縮體的軸向邊緣區域中可以設置所謂的 釘扎區域，該釘扎區域固定磁通量。 當驅動軸的至少一個軸向部段本身具有磁化強度并且使用作為用于一個或多個 磁場傳感器的信號發生器時，上述設計方案涉及的一個或者多個作為用于磁場傳感器的信 號發生器的磁致伸縮體相應地適用。 如果驅動軸的軸向部段被設計成用于至少一個磁場傳感器的信號發生器，那么優 選地提出，即該軸向部段包括第一表面接近的區域和第二表面遠離的區域，其中，該表面接 近的區域這樣地具有第一磁化強度并且該表面遠離的區域這樣地具有第二磁化強度，即在 驅動軸無負載的情況中，當沒有外部的轉矩出現時，第一磁化強度和第二磁化強度這樣地 在數值和方向上抵消，即在驅動軸之外不出現磁場。然而，第一和第二磁化強度的數值在 對兩個區域測量之后或者通過對兩個區域的測量這樣地彼此協調一致，即一旦出現機械應 力，例如在驅動軸上作用的轉矩，那么兩個磁化強度不再抵消。在該種情況中，在驅動軸的 外部出現磁場，該磁場通過一個或者多個磁場傳感器檢測。 優選地提出驅動軸的具有預磁化強度的軸向部段，即在驅動軸的縱向延伸中，為 驅動軸的軸向部段的至少一側，尤其優選的是兩側配備所謂的"釘扎區域"，也就是在其中 磁場明顯下降的區域，從而在驅動軸的縱向方向中使軸向部段的磁場基本上限定在該區域 中，并且散逸場在驅動軸的縱向方向中受到抑制。所謂的"釘扎區域"可以與驅動軸的具有 預磁化強度的軸向部段類似地通過較高強度的電流脈沖來獲得。 可以理解的是，磁致伸縮體或者具有預磁化強度的驅動軸的軸向部段呈現出了同 等價值的可選方案，其也可以彼此聯合，從而設計出用于磁致伸縮傳感器的兩個或者多個 信號發生器。接下來的設計方案也是適用的，即使在其清晰地涉及磁致伸縮體時，對于下述 情況也是有意義的，即驅動軸的軸向部段具有預磁化強度，對于該種情況也是有意義的，即 驅動軸本身分段地設計成磁致伸縮體。 通過由此在負載_/扭轉的情況中產生的磁散逸場分量(其可以不同地指向并且 利用不同的磁場傳感器來指明)，干擾場可以通過計算上的考慮來抵消。因此，例如可以挑 出地球磁場進行計算。 為了實現高的精度也可以應用超過兩個直至八個的、具有相應的磁場傳感器的這 樣的磁致伸縮體。 磁場傳感器可以基本上具有諸如福斯特探針或者霍爾探針的功能的已知功能。
被證明特別有利的是，磁場傳感器具有至少一個帶有鐵磁芯的電線圈，其與用于 將磁芯交替磁化直至飽和的交流電源連接。
通過這種交替地確定為直至飽和而產生的磁通密度可以以特別低的費用和特別 精確地確定散逸場強度。測量也可以特別快速地執行，這是因為可以在千赫范圍中毫無問 題地實現交替的磁場飽和。 磁場傳感器提供作為測量結果的磁場強度，其可以進一步被處理用于詞定彎距或 轉矩。 磁場傳感器有利地相對于驅動軸位置固定地設置，在自行車中，例如設置在腳踏
軸承套筒或者腳踏軸承的殼體中，或者固定在驅動軸的相應的滾動軸承的外環上。 這些磁場傳感器與評估裝置連接，該評估裝置基于在存儲裝置中儲存的測量值表
格將磁場值與相應的轉矩值相對應。也可以考慮使用簡單的計算規則，從而由測定的磁場
強度分別確定轉矩。 此外，評估裝置可以在時間上確定滑動平均值，從而可以例如通過軸的半圈旋轉
確定平均的轉矩以及也可以在總量上為驅動軸確定平均的轉矩。 附加地，可以測量在輸出線路中的轉矩，從而也可以計算大約的損失。 如果附加地測量驅動軸的轉速或者自行車的速度，由此可以推算出轉速，那么可
以在考慮相應的轉矩的情況下也計算出功率。 評估裝置有利地與分析裝置連接，在分析裝置中，用于轉矩的閾值儲存在存儲裝 置中，并且通過比較裝置與測得的轉矩值進行比較。 分析裝置在其方面具有控制裝置，該控制裝置與測功計的或者用于變速器的換檔 裝置的輔助驅動裝置和/或制動裝置連接。 在分析單元中，在超過確定的轉矩時，可以對在驅動軸或者在驅動曲柄出現的轉 矩進行限制，例如在負載件時改變傳動比。這可以在自行車中例如意味著，即在過高的轉矩 時切換成較低的檔位。 相應的開關閾可以不僅涉及測定的轉矩的當前值還涉及滑動平均值。 為此也可以在考慮到轉速或者由轉速和轉矩計算出的功率的情況下做出決定。 同樣，轉矩的相應的閾值被使用在自行車的情況時接通輔助驅動裝置，例如以電
驅動的形式，或者在測功計的情況中提高或者降低踏板阻力。 如果施加的轉矩的方向發生變化，那么尤其可以在自行車運行中推斷，企圖進行
剎車并且由該信息可以傳導用于剎車裝置的指令，從而例如可以接通輔助剎車。 在驅動軸中對轉矩的測量在描述的應用中允許多種多樣的控制可能性，并且相應
的磁致伸縮傳感器在驅動軸的區域中的布置同時是傳感器通過軸的封裝而受到良好的保
護，以抵制周圍環境的影響。由此，錯誤功能也被避免并且傳感器的損壞將是不可能的。


接下來，根據附圖中的實施例示出了本發明并且接下來進一步描述。圖中示出 圖1是如應用在自行車中的、具有兩個驅動曲柄的驅動軸的橫截面圖； 圖2是由圖1中的布置的三維視圖； 圖3是磁致伸縮傳感器的基本功能； 圖4是具有兩個同心的磁致伸縮體的布置； 圖5示意性地使出了通過磁致伸縮效應的磁場的變化；
圖6是兩個軸向上前后設置的磁致伸縮體的布置； 圖7具有兩個磁致伸縮體的驅動軸的縱向截面圖； 圖8a是由圖7的設計方案的第一變換方案； 圖8b以放大的比例尺示出了在圖8a中圈起來的部分；以及 圖9是類似于圖7中的配置的第二設計方案。
具體實施例方式
圖1示出了自行車的驅動軸1，其在其每個自由端部上分別與驅動曲柄2， 3 (聯系 到上下文也成為踏板曲柄)通過螺栓連接4， 5在圓周方向上相對于軸線6角度不變地固定 連接。軸1支撐在設計為球軸承的兩個軸承7， 8中并且被保護地裝入到踏板軸承殼體9中。
由軸承7，8和軸1構成的部件單元可以附加地集合成所謂的踏板軸承套筒。
驅動軸1通過曲柄星盤10與輪緣或者輪緣11的組合件連接，其表現為輸出件并 且驅動自行車的鏈條。 在軸的中心中的軸向上在該軸上安裝有套筒形式的磁致伸縮體12，例如釬焊或者 熱和套裝。該套筒形成磁致伸縮傳感器的一部分，磁場探針13的磁致伸縮體的第二部分用 于監控磁致伸縮體12的散逸場的特別的磁場分量。例如，磁致伸縮體可以作為永磁鐵在圓 周方向上持續的磁化，從而磁流線啊在磁致伸縮體的內部環繞或者閉合。這樣，在無轉矩的 狀態中實際上向外不會出現散逸場。 磁場傳感器13因此在該狀態中可以被指明不具有磁場分量。 如果軸1進而還有磁致伸縮體承受一個扭轉，那么通過磁致伸縮作用獲得附加的 磁場分量，該分量在磁致伸縮體的外部產生被變化的散逸場，這可以通過磁場探針13來指 明并且是用于有軸1的扭轉造成的變形的一個尺度。 因此，通過磁致伸縮體12可以檢測轉矩，該轉矩在在驅動曲柄3和軸1的相對側 上輸出裝置之間傳遞。 在圖2中示出了齒邊緣11或者齒輪圈的組合件，其形成可切換的驅動裝置的一部 分。 此外可以看到曲柄星盤IO，其結構上與驅動曲柄2在一起并且利用其輪輻與齒輪 圈的相應輪輻螺栓連接。 曲柄星盤可以直接與驅動曲柄2連接或者抗扭地固定在軸1上。 此外示出了踏板軸承的殼體9，其具有磁場傳感器13，該傳感器例如具有電線圈。
為了補償的目的而設置有多個具有相應的芯的線圈，其中芯通過注入交流電而高頻地反復
磁化，其中指明的磁場強度可以由此注意到，即為了飽和而附加產生的電流強度在磁化強
度的兩個方向上是不同的。有這種非對稱性可以確定指明的磁場強度。 然而，可以考慮應用商業上常用的磁場探針，例如霍爾探針或者福斯特探針。 圖3示出了具有磁致伸縮體12的軸1的三維視圖的上部部分，該磁致伸縮體作為
套筒推入到軸上并且在通過箭頭14指明的圓周方向中以磁流線閉合地環繞。 在軸的周圍上，兩個能夠指明散逸磁場分量的磁場傳感器13以180度錯置。 在圖3的下部部分中示出了具有相應的軸承和在縱向部段中的踏板軸承套筒的
布局。軸承以標號7，8標出，相應的轉矩分別通過驅動曲柄施加到軸1的端部上并且傳遞到未詳細地使出的、位于驅動曲柄之間的輸出件上。 然而，當在其上設置有磁致伸縮體的軸的部分也事實上傳遞轉矩時，磁致伸縮傳 感器12，13，15可以僅僅指明扭轉，這在將磁致伸縮體軸向設置在施加轉矩的位置和輸出 部件之間時出現。 在圖4中示意性地示出了具有多個磁致伸縮體的可能的布置，其中，從軸向在軸1 的短的部段上看，設置有兩個同心的空心圓柱體的磁體16， 17，其如在圖4的左邊下面部分 中示出的那樣相反地在圓周方向上永久磁化。 通過這種布局，也許在非負載的狀態中保留下來的散逸場被抵消，無論如何都不 會獲得在軸1的軸向方向上指向的磁場分量。 在圖4的底部右側部分中示出了磁體16， 17的滾動，由此得出，即磁通量在軸的軸 向方向6上不具有分量。 圖5在圖示的左側部分中示出了在非負載狀態中的空心圓柱形的磁致伸縮部件 16以及在其上具有僅僅在圓周方向上的符號化的磁流線的滾動。 在該圖的右側部分中示出了磁致伸縮體的絞合的、以轉矩加載的狀態，其中，在非 負載的狀態中軸向走向的、定義的材料塊在負載的狀態中形成有空心圓柱體16構成的螺 旋形部段。 為此，如在由圖5的右上部中的視圖得出，獲得磁通量的附加的軸向變量，其導致
產生散逸磁場的軸向分量。 這可以簡單地通過磁場傳感器指明。 圖6示出了一個變體方案，其中在該圖的左側部分中，套筒16放入到軸中或者形 成作為軸的部件，一旦其由合適的磁致伸縮材料構成。 在磁致伸縮體16的軸向兩側設置有所謂的釘扎區域18， 19，其固化磁場。 軸向指向的散逸場部分地作為虛線示出，該散逸在扭轉負荷的時候出現并且可以
被指明。 在該圖的右側部分中，在軸1上軸向上前后設置的兩個套筒16，20，其中分別在軸
1的圓周放向上磁化套筒16，20，然而彼此相反地調整。 磁致伸縮體16， 20的兩側設置有用于固化磁場的釘扎區域21， 22。 通過該布置，通過各向異性在磁致伸縮時產生在各自相對的軸向方向中的軸向指
向的散逸磁場分量。這可以通過兩個磁場傳感器23，24指明，其中，可以挑出干擾場進行計
算或者可以進行補償。因此，可以通過組合多個磁致伸縮體來實現較高的測量精度。 在圖7中示出了一個布局，其中驅動軸1支承在軸承7，8中并且軸向地在軸承7，
8的中間空間之外的區域中設置有兩個磁致伸縮體25，26。每個磁致伸縮體都對應有一個
用于測量散逸場分量進而檢測目前的轉矩的磁場傳感器27，28。 如果驅動軸的輸出部件位于磁致伸縮體25，26之間，那么由軸的兩個端部施加的 轉矩可以分別在驅動曲柄和輸出部件之間單獨地確定。借此能夠以簡單的方式確定作用在 驅動軸上的轉矩的和，這對于總負載和施加的功率是至關重要的。 圖8a示出了穿過踏板軸承裝置的縱向橫截面，該踏板軸承裝置具有軸1、踏板軸 承7， 8的封裝9以及驅動曲柄2， 3。 在該結構中，驅動轉矩通過驅動曲柄2，3引入到軸1中并且輸出部件作為盤或者踏板曲柄星盤29直接與軸1抗扭地連接。另一方面通過曲柄星盤29與齒輪圈11連接。
因此，轉矩在驅動曲柄2的一側上軸向地通過驅動軸1向曲柄星盤29傳遞，從而 可以軸向地在這些部件之間設置磁致伸縮體25。該磁致伸縮體被集成到軸1中并且由具有 一個或者多個磁場傳感器的傳感器環27包圍。因此，通過這些傳感器可以測量由驅動曲柄 2向輸出部件29傳遞的轉矩。 在驅動曲柄3和輸出部件29之間傳遞的轉矩可以毫無問題地通過磁致伸縮體30 軸向地在軸承7之前，然而理論上也在軸承7和軸承8之間的各處檢測。在該圖中，第二磁 致伸縮體30在驅動曲柄3的附近示出并且通過由具有一個或者多個磁場傳感器的傳感器 環31包圍。 在圖9中以左側和由此的一半視圖彼此比較地示出了兩個變體方案，其中在右側 的編體方案中，磁致伸縮體在兩側直接軸向地靠近輸出部件29示出并且分別由傳感器環 27，31包圍。磁致伸縮體以25，30標示。 與之相比，在左側附圖部分中，磁致伸縮體一方面設置在輸出部件29和驅動曲柄 2之間，其中，磁致伸縮體又以25標示，傳感器環以27標示。另一方面，第二磁致伸縮體直 接設置在驅動曲柄3附近，并在那里以30標示并同樣由傳感器環31包圍。
為了確定由驅動曲柄2，3在驅動軸1中施加的轉矩，兩個變體方案具有同等價值。
圖10示意性地示出了具有兩個磁致伸縮體25， 30和相應的磁場傳感器27， 31的 驅動軸1以及驅動曲柄2，3和輸出部件29。 附加地示出了轉速傳感器32，其與固定在軸上的部件33共同作用。 磁場傳感器27，31與評估單元34連接。在該評估單元中設置有存儲裝置35，其包
括量值表，通過該表格可以將測定的磁場強度分別獨立地對應于轉矩值。因此，可以瞬間地
檢測在輸出部件29的軸向兩側的轉矩值，并且可以在時間上平均。其可被加和，從而計算
總轉矩或者也可以相減，從而探測在左側和右側引入的轉矩直接的也許的不對稱性。 通過轉速傳感器32可以與時間基線36共同作用來確定轉速，其可以與測定的轉
矩值一同用于功率的確定。 相應評估的數據被傳送給分析裝置37，在其中存儲有用于確定的控制選項的閾
值。該閾值儲存在第二存儲裝置38中并且通過比較裝置39與測量值進行比較。 同時，可以比較功率值、瞬時的轉矩值或者時間上平均的轉矩值。 作為反饋選項，為控制裝置42提供有用于改變變速傳動比的切換裝置40的操縱，
或者在例如電動驅動的自行車中的輔助驅動裝置41的控制。 因此可以通過本發明以簡單的方式并基本上不影響機器的構造地在一個或者多 個位置上測量在驅動軸上的轉矩，并且通過控制裝置可以激活輔助功能，從而例如在使用 自行車時為騎行者提供更高的騎行舒適性。 此外，在此描述的驅動裝置可以包括用于檢測測量值的傳輸裝置。在此，該傳輸裝
置例如通過無線或者紅外信號將測定的測量值傳遞給在機器外部設置的接收器。 參考標號 1 驅動軸
2， 3 驅動曲柄
4， 5 螺栓連接
10
6軸線7，8軸承9踏板軸承殼體10曲柄星盤11輪圈12，25，26磁致伸縮體13，15，23，24，27，28磁場傳感器16，17，20空心圓柱型磁體，套筒18，18，21，22釘扎區域29踏板曲柄星盤30磁致伸縮體31傳感器環32轉速傳感器33評估單元35存儲裝置36時間基線37分析裝置38存儲裝置39比較裝置40切換裝置41輔助驅動裝置
權利要求
一種驅動裝置，具有可圍繞軸線(6)旋轉地安置的驅動軸(1)、兩個與所述驅動軸相對于所述軸線在圓周方向上角度固定地連接的驅動曲柄(2，3)以及與所述驅動軸(1)連接的驅動件(29)，用于在所述驅動軸(1)和負載件之間傳遞轉矩，其特征在于至少一個與所述驅動軸(1)固定連接的、軸向設置在驅動曲柄(2，3)和所述驅動件(29)之間的磁致伸縮傳感器(12，13，25，27，30，31)。
2. 根據權利要求l所述的驅動裝置，其特征在于，每個磁致伸縮傳感器(12， 13， 25， 27， 30,31)都軸向地設置在每個所述驅動曲柄(2， 3)和所述驅動件(29)之間。
3. 根據權利要求1或2所述的驅動裝置，其特征在于，所述磁致伸縮傳感器(12,13， 25， 27， 30， 31)具有至少兩個磁致伸縮體(12， 25， 30)。
4. 根據權利要求3所述的驅動裝置，其特征在于，磁致伸縮傳感器的兩個磁致伸縮體 (16， 17)設計成同心圓柱體。
5. 根據權利要求4所述的驅動裝置，其特征在于，所述兩個磁致伸縮體(16， 17)在未負 載的情況下反向地磁化。
6. 根據權利要求3所述的驅動裝置，其特征在于，磁致伸縮傳感器(16， 20， 23， 24)的兩 個磁致伸縮體(16,20)軸向前后地設置。
7. 根據權利要求6所述的驅動裝置，其特征在于，通過扭轉利用所述兩個磁致伸縮體 (16,20)產生的磁場分量具有不同的方向。
8. 根據權利要求1或2所述的驅動裝置，其特征在于，所述驅動軸(1)的至少一個軸向 部段通過磁化形成為所述磁致伸縮傳感器的一部分。
9. 根據權利要求8所述的驅動裝置，其特征在于，所述驅動軸(1)的至少一個軸向部段 包括具有第一磁化強度的第一表面接近的區域和具有第二磁化強度的第二表面遠離的區 域，其中，所述第一磁化強度和所述第二磁化強度在所述驅動軸(1)的無機械負載的情況 下，尤其是在無轉矩的情況下相加成在所述驅動軸(1)的外部基本上消失的磁場。
10. 根據權利要求8或9所述的驅動裝置，其特征在于，在所述驅動軸(1)的具有所述 磁化強度的軸向部段的至少一側上設置有釘扎區域，所述釘扎區域基本上將可在所述驅動 軸(1)的外部測量的所述軸向部段的磁場限定在所述軸向部段的區域上。
11. 根據權利要求1至10中任一項所述的驅動裝置，其特征在于，每個磁致伸縮傳感器 (12， 13， 25， 27， 30， 31)都對應于一個用于測量磁散逸場的磁場傳感器(13， 15， 27， 31)。
12. 根據權利要求ll所述的驅動裝置，其特征在于，每個磁致伸縮體(12，25，30)或者 每個具有磁化強度的所述驅動軸的軸向部段都對應于一個磁場傳感器(13， 15，27，31)。
13. 根據權利要求11或12所述的驅動裝置，其特征在于，磁場傳感器(13，15，27，31) 具有至少一個帶有鐵磁芯的電線圈，所述電線圈與用于將磁芯交替磁化直至飽和的交流電 源連接。
14. 根據權利要求11，12或13所述的驅動裝置，其特征在于，一個或者多個所述磁場傳 感器(13， 15， 27， 31)相對于所述驅動軸(1)位置固定地設置。
15. 根據權利要求1至14中任一項所述的驅動裝置，其特征在于一評估裝置(34)，所 述評估裝置與所述磁場傳感器(27,31)連接并且將測得的磁場值與轉矩值相對應。
16. 根據權利要求15所述的驅動裝置，其特征在于一分析裝置(37)，在所述分析裝 置中，用于轉矩的閾值儲存在存儲裝置(38)中，并且通過比較裝置與測得的轉矩值進行比較。
17. 根據權利要求16所述的驅動裝置，其特征在于一控制裝置，所述控制裝置一方面 與分析裝置(37)連接并且另一方面與輔助驅動裝置(41)和/或用于變速器的換檔裝置 (40)連接。
18. 根據權利要求1至17中任一項所述的驅動裝置還包括一傳輸設備，所述傳輸設備 尤其通過無線或者紅外信號將測定的測量值發送給接收器。
19. 一種可通過至少一個驅動曲柄驅動的裝置，尤其是自行車、測功計或者電動自行 車，其特征在于一種根據權利要求1至18中任一項所述的驅動裝置。
全文摘要
本發明涉及一種驅動裝置，其具有可圍繞軸線(6)旋轉地安置的驅動軸(1)、兩個與該驅動軸相對于軸線在圓周方向上角度固定地連接的驅動曲柄(2，3)以及與該軸連接的驅動件(29)，用于在驅動軸(1)和負載件之間傳遞轉矩，從而以盡可能簡單和費用少的方式實現對通過軸傳遞的轉矩的測量，該驅動裝置配備有至少一個與驅動軸固定連接的、軸向設置在驅動曲柄和驅動件之間的磁致伸縮傳感器(25，27，30，31)。
文檔編號G01L3/10GK101715548SQ200880016714
公開日2010年5月26日 申請日期2008年5月8日 優先權日2007年5月16日
發明者哈拉爾德·格拉巴, 邁克爾·保施 申請人:謝夫勒兩合公司