CN103857585A - 用于自行车的框架元件和马达 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种框架元件，其设置为独立的构件或者设置为在自行车框架的下部区域中的集成的部分。典型地，所述框架元件用作稳定元件，其方式是，它制成底管和车座管之间的连接。但是，也可能的是，两个管在所述框架元件上相互连接。所述管单独或共同地与所述框架元件的板形部件连接，所述部件部分弯曲。现在，本发明的核心在于，所述框架元件在所述板形的、弯曲的部件上具有凸梁或脊，所述凸梁或脊基本上在所述部件的整个长度上延伸。在此，所述脊居中地定位在所述板形部件上。

Description

用于自行车的框架元件和马达

本发明涉及用于自行车的框架元件和马达以及具有固定到所述框架元件上的马达的自行车。

对于马达运行的自行车的驱动装置来说，三种不同的方案是可设想的。用于前轮驱动或后轮驱动的马达直接在车轮中的安装是可行的，而对于中间驱动来说马达的安装较费事。典型地，为了该目的，将自行车的框架相对于不被驱动的车型稍微改变。为了实现用于马达的合适的固定可能性，使用专门的框架元件，该框架元件安装在与顶管连接的底管和车座管的V形会合处的下端部上。可选地能够设置，后轮叉也固定到所述框架元件上。

对于马达在所述框架的下方的固定来说，视框架制造者而定存在不同的方案。在具有中间马达驱动装置的第一电动自行车中，马达直接布置在框架元件的下方，所述框架元件与所述底管和车座管连接。在马达的这样布置时，强制性地降低离地距离，从而刚好在地形自行车、如山地自行车或越野自行车中在行驶舒适性方面会发生损失。第一解决方案在于，马达布置在框架元件上方。但是，通过马达的这种布置也减小框架三角形中的位置，所述框架三角形通常用于蓄电池组或电池组。刚好在没有书包架的自行车中该布置产生新的问题，在所述书包架上或下也能够定位蓄电池组或电池组。

从文献JP10230890A中已经已知一种用于低杠自行车（Tiefeinsteiger）的电动机的接收装置。该接收装置U形地构型，从而能够将马达直接推入到所述接收装置中并且侧壁能够包围马达。但是，该结构具有缺点，即骑行者在踩踏脚踏曲柄时产生作用力，该作用力使整个框架变得不稳定，因为所述力对所述接收装置产生影响并且由此对与所连接的管的连接产生影响。

借助本发明，通过改变的框架元件和改进的马达结构的组合提出将马达可靠并且稳定地固定在自行车上并且同时增大离地距离的可能性。

借助本发明，要求保护一种用于自行车的框架元件、一种用于自行车的驱动装置的马达以及一种具有相应的框架元件和固定在其上的马达的自行车。

在此，所述框架元件设置为独立的构件或者设置为在自行车框架的下部的区域中的集成的部分。典型地，所述框架元件用作稳定元件，其方式是，它制成底管和车座管之间的连接。但是，也可能的是，两个管在所述框架元件上相互连接。所述管单独或共同地与所述框架元件的板形部件连接，该部件部分弯曲。现在，本发明的核心在于，所述框架元件在所述板形的、弯曲的部件上具有凸梁或脊，所述凸梁或脊基本上在所述部件的整个长度上延伸。在此，所述脊居中地定位在所述板形部件上。

借助所述框架元件的这样的构型，提出一种用于马达的接收***，该接收***与已知的框架元件相比能够结合较简单的安装实现较高的稳定性。具体地，马达的固定在结构上与框架元件或板形部件对自行车框架的构造的稳定作用分开。此外，居中布置的用于固定马达的凸梁的构型是与盘状的接收装置相比更稳定的结构。该居中的布置在作用到所述结构上的力方面与仅仅单侧的固定相比也具有优点。因为所述力分布在较大的面积上并且由此降低载荷。

在本发明的一构型中设置，所述凸梁或所述脊向下、也就是向车道的方向定向。在此，所述板形部件从基本上平行于车道延伸的长的第一部分区域出发以短的第二区域L形地向下弯曲。由此，所述马达能够简单地从下方固定到所述框架元件上。替代地，也能够设置，所述凸梁或所述脊在所述板形部件上向上定向。在这里，所述板形部件的第二部分区域同样L形地弯曲，但是向上。马达能够在该替代方案中从上方装入。在两个替代方案中存在使所述第二部分区域沿自行车的行驶方向前后弯曲到所述板形部件的第一部分区域上的可能性。

但是可选地，具有弯曲的板形部件的框架元件也能够安装在所述自行车框架下方的任何其他位置中。在这里，例如倾斜的布置是可设想的。所述板形部件在所述情况下不再强制平行于车道。

更有利地，所述板形部件的L形弯曲这样设置，使得所述第一和第二部分区域夹成65°至115°的角度。特别有利地，设置有105°的弯曲，以使安装变得简单。此外，所述弯曲也有助于在运行中用作用于马达的止挡，例如在越野行驶或无意地碰撞到马达的情况下。由此，防止马达的损坏。

框架元件作为整体的尺寸或者还有所述板形部件或所述凸梁作为单个元件的尺寸应该这样构型，使得所述第一和第二部分区域具有1:2至1:2.5的（长度）比例。这样的比例使得能够实现所述第一部分区域的承载力和由第二部分区域的支持之间的均衡的平衡。

在另一构型中，相对于所述L形弯曲设置所述框架元件的另外的弯曲。该另外的弯曲不仅能够在所述板形部件中存在，而且能够在所述凸梁中或在所述脊中存在。所述弯曲用于防止马达滑落，与通过L形弯曲的止挡类似。但是，该另外的弯曲不强制地如所述L形弯曲那样坚固地构造，这不仅与弯曲角度有关还与延展有关。作为弯曲角度，150°至170°的角度证明是有利的，其中，尤其160°的角度认为是适当的，以便实现足够的稳定性。在空间延伸尺寸方面，在本发明的实施中仅仅必需小的增大。

所述凸梁在所述板形部件上的构型应该这样进行，使得所述部件和所述凸梁的厚度大致处于1:4至1:5的比例中，从而所述凸梁明显伸出超过所述板形部件。1:4.4的比例证实是特别的比例，其中，所述稳定性在重量方面证明是有利的。

在所述凸梁与处于其下方的部件的宽度比例方面，1:6至1:9、更优选地1.7的比例证明是有利的。

为了装入的马达的止动，在所述凸梁中设置有至少两个孔、开口和/或螺纹。在此，所述孔、开口和/或螺纹至少一个设置在所述凸梁的第一部分区域中并且一个设置在所述凸梁的第二部分区域中。但是优选地，在较长的第一部分区域中设置有比在第二部分区域中多的孔、开口和/或螺纹。

为了防止到所述马达上的馈电线从外部可触及并且由此能够损坏，设置，在所述框架元件中设置有开口，通过该开口能够引导电缆或其他的输入线。这例如由此实现，即在所述板形部件和处于其上的凸梁中设置有贯通的开口。更有利地，该开口在所述底管和所述车座管的固定之间设置在所述部件上。

在另一构型中，所述框架元件同样与后轮叉和/或后轮的护板连接。该连接优选能够通过所述部件的弯曲的第二部分区域进行。

所述后轮叉与所述框架元件或所述板形部件的连接不仅能够刚性地而且能够柔性地或者说可旋转或可摆动地支承地构型。如此可设想，所述框架元件（尤其所述部件）的第二部分区域具有摆动轴承，所述后轮叉可摆动地支承在该摆动轴承上。

被设置用于固定在具有根据本发明的框架元件的自行车上的马达具有一集成在马达壳体中的马达单元和一驱动轴，所述马达单元和所述驱动轴并排地布置并且基本上限定所述马达的长度。在此，所述驱动轴这样构型，使得在其上布置有至少一个链轮板，以该链轮板能够施加驱动力矩。根据本发明，在马达壳体的上侧面和侧向的侧面上设置有处于内部的凹部，该凹部用于接收保持元件。在一构型中，该凹部这样成型，使得该凹部与框架元件的凸梁或脊精确配合地相一致，从而完全仅仅存在小间隙。在这种背景下，所述凹部沿着所述马达的整个上侧面和所述侧向的侧面的大部分设置。

在所述凹部的边缘中设置有孔或开口，所述孔或开口用于所述马达在所述框架元件上的固定或止动。在此，所述孔能够单侧地设置在壁之一中，但也能够穿过两个壁地设置。在此，为了固定设置，在所述凹部的上方的较长的部分中设置有至少一个孔或开口，但优选设置有至少两个孔或开口，其中，在较短的侧向的凹部中仅仅设置有至少一个孔或一个开口。替代地，所述两个壁之一也能够具有螺纹取代孔。

在另一实施方式中也能够设置，所述马达通过所述框架元件的板形部件中的孔固定。为此，必须在所述马达中的相应位置上设置有螺纹孔。

原则上设置，由马达单元和驱动轴构成的轴线与从所述部件的未弯曲的长的部分区域引出的轴线能够至少接***行地延伸或者至少夹成锐角。但是替代地也能够设置，所述两个轴线几乎处于彼此垂直。

其他优点从实施例的以下说明或从从属权利要求中得出。附图示出：

图1示意性地示出根据本发明的具有框架元件和马达的自行车。在图2中可看到框架元件的侧向的细节图，而图3示出倾斜图。图4和5示出马达或马达壳体的两个视图。在图6a至c中示出框架元件的不同的侧视图。

本发明的第一可能的实施例在图1中示出。在此，框架元件100这样固定在自行车框架的下部分上，使得该框架元件作为连接件用于（刚性）连接通向顶管并且由此通向把手的底管140和车座管150，在该车座管上固定有车座。如从图1中可看出，在该现有的实例中，马达简单地从下方固定在框架元件上。

框架元件100的细节图在图2中示出。可清楚地看到，尤其L形的框架元件100由弯曲的部件110以及能够在图3中识别为凸梁120或脊的区域120构成。此外，在图3中可识别的是，第一部件110具有板形的形状。不仅第一部件110而且凸梁120L形地弯曲。此外，所述框架元件具有长的第一部分区域和短的第二部分区域。

与图1类似地，具有其向上指向骑行者的、板形弯曲的部件110和向下指向车道的凸梁120的框架元件100通过部件110与其余的自行车框架连接。在示出的实施例中，所述L形的框架元件或弯曲的部件110在其长的侧上与顶管140连接并且与该顶管间隔地与车座管150连接。替代地也能够设置，所述顶管和所述车座管具有与框架元件或部件110的共同的连接。此外可选地，后轮叉160和/或后轮170的护板180在框架元件100的较短的第二部分区域或部件110上的固定也是可能的。管在框架元件上的、优选以刚性的连接构型的固定能够借助于焊接、铆接、粘接和/或螺旋连接进行。

在另一实施例中能够设置，后轮叉160在框架元件100或部件110上的固定可活动地构型（未示出）。由此，在部件110的较短的第二部分区域上能够设置有轴承装置，后轮叉160可旋转或可摆动地支承在所述轴承装置中。

为了将马达200固定在框架元件100上，设置有孔、开口和/或螺纹孔130或135，借助它们，马达能够在所述框架元件中止动。如从图2中可看出的，为了更好地稳定所述固定，设置，在凸梁120的长的第一部分区域上设置有至少两个孔130并且在短的第二部分区域上设置有至少一个孔135。所述孔的布置除了相应于基本上垂直地补偿的承载力之外还相应于在自行车的运行中预期的侧向（作用）力。

此外，在图3的详细视图（也见图6b）中明显的是，凸梁120具有与部件110的宽度114相比不可忽略的宽度124。通过凸梁110的该宽的构型能够实现马达200在框架元件200上的稳定的固定。此外，所述框架元件的弯曲部分（第二部分区域）不仅对于马达的安装，而且在自行车的运行中在越野行驶或无意地碰撞道马达的情况下，用作止挡。

在图4和5中示出马达200的侧视图，该马达被设置用于装入框架元件100中。马达200由马达壳体205中的马达单元250、驱动轴240构成。驱动轴240与至少一个链轮板260连接，驱动力矩能够施加到该链轮板上，从而具有脚踏曲柄的驱动轴240能够作为自行车的一般的脚踏轴使用。在马达壳体205的上侧面和侧向的侧面的一部分上设置有凹部210，该凹部在尺寸方面与框架元件100的凸梁120的尺寸在很大程度上相一致，以便尽可能地避免间隙。

如借助框架元件100和尤其所述弯曲部分的形状所表明的，凹部230仅仅部分地设置在马达200的侧向的侧面上。这是因为，所述框架元件的该部分基本上用于在安装时定位马达，也用作止挡。与此相反地，凹部220在马达壳体205的上侧面上在马达200的整个长度上展开，不仅用于将马达200保持在框架元件100上，而且用于接收在自行车行驶时在操纵脚踏曲柄时出现的横向力或作用力。

为了将马达固定在所述框架元件上，在凹部210的壁中设置有孔、开口和/或螺纹。它们不仅能够单侧地设置在壁中，但也能够贯通地穿过两个壁地设置。替代地或者也可选地同样能够设置，所述固定通过螺钉进行，所述螺钉穿过板形部件110的侧向的区域从上方旋入马达中（未示出）。

在所述框架元件的另一构型中，马达单元250和驱动轴240这样并排地布置在马达壳体205中，使得穿过两个单元的假想轴线平行或几乎平行于马达壳体205的上侧面上的凹部220地延伸。由此实现，马达单元250和马达200的处于所述马达单元旁边的驱动轴240在安装到框架元件100上时同样平行或几乎平行于所述框架元件的长的第一部分区域地定向。替代地也能够设置，在安装时穿过驱动轴240和马达单元250的轴线以及由框架元件100的第一部分区域限定的轴线夹成锐角。

在图6a至c中示出框架元件100的其他细节。在图6a中可清楚地识别的是，设置有L形的框架元件100的长的第一部分区域和弯曲的短的第二部分区域。所述两个部分区域的弯曲通常具有65°和115°之间的角度，其中，105°的角度证明特别适合用于装入马达和用于支撑。在所述长的第一部分区域的另一侧上可识别到可选的另外的弯曲。因为该弯曲基本上用于在安装期间正确地定位马达，在这里，设置有150°至170°、优选160°的弯曲。

在框架元件100的各个元件的厚度方面能够确定所述板形部件的厚度112。

如从图6a可获悉的是，凸梁120的厚度122相对于板形部件110的厚度112具有4:1或5:1的比例，其中，就所述布置的稳定性与重量对比而言，4.4:1的特别比例合适。

图6b示出板形部件110上的处于中心的凸梁120的宽度比例。由此，凸梁120的宽度124和部件110的宽度114具有1:1.6至1:1.9、优选1:1.7的比例。

为了将馈电线从马达引导到蓄电池组或电池组和/或引导到控制器，在所述框架元件中设置有开口190。该开口190不仅穿过板形部件110而且穿过凸梁120通到马达200的壳体205中。由此，避免所述导线的处于外部的导向装置，以便避免在使用自行车时无意的导线损坏。

更有利地，开口190居中地在框架元件100的第一部分区域中布置在与底管140和车座管150的连接之间。但是可选地也能够设置，将该开口的布置从几何中心中移出。

在另一实施方式中，凸梁120也能够由两个平行的板构成，所述板必要时能够借助于接片相互连接。

作为用于所述框架元件的材料，除了钢、铝之外，陶瓷或塑料也是可设想的。

Claims (17)

1.用于自行车的框架元件，尤其用于固定用于所述自行车的驱动马达，其中，所述框架元件（100）

-安装在所述自行车框架的下部区域中并且

-与底管（140）和车座管（150）连接并且

-具有板形的、弯曲的部件（110），所述部件制成与所述底管（140）和所述车座管（150）的连接，

其特征在于，

所述框架元件在所述板形的、弯曲的部件（110）上具有基本上在所述部件（110）的整个长度上延伸的、居中地突出于所述部件（110）的凸梁（120）。

2.根据权利要求1所述的框架元件，其特征在于，所述框架元件（100）这样布置在所述自行车框架的下部区域中，使得所述框架元件的部件（110）基本上向上定向并且所述凸梁（120）基本上向下、尤其向车道的方向定向。

3.根据权利要求1所述的框架元件，其特征在于，所述框架元件这样布置在所述自行车框架的下部区域中，使得所述框架元件的部件（110）向下、尤其向车道的方向定向并且所述凸梁（120）向上、尤其在所述底管（140）和所述车座管（150）之间定向。

4.根据上述权利要求之一所述的框架元件，其特征在于，所述框架元件、尤其所述部件（110）和/或所述凸梁（120）具有长的第一部分区域和短的第二部分区域，其中，所述第一和所述第二部分区域相互成角度折出65°至115°、尤其105°的角度。

5.根据权利要求4所述的框架元件，其特征在于，所述第一和所述第二部分区域具有1:2至1:2.5、尤其1:2.4的比例。

6.根据上述权利要求4或5之一所述的框架元件，其特征在于，所述框架元件、尤其所述部件（110）和/或所述凸梁（120）在与所述第一部分区域对置的端部上具有附加的弯曲，其中，尤其设置，所述弯曲具有150°至170°、尤其160°的角度。

7.根据上述权利要求之一所述的框架元件，其特征在于，所述部件的厚度（112）和所述凸梁的厚度（122）具有1:4至1:5、尤其1:4.4的比例。

8.根据上述权利要求之一所述的框架元件，其特征在于，所述凸梁的宽度（124）和所述部件的宽度（114）具有1:1.6至1:1.9、优选1:1.7的比例。

9.根据上述权利要求4至8之一所述的框架元件，其特征在于，所述凸梁（120）具有至少两个侧向的、用于固定的孔（130，135），其中，至少一个孔（130）设置在所述框架元件的长的第一区域中并且一个孔（135）设置在所述框架元件的短的第二区域中，尤其设置在所述凸梁中。

10.根据上述权利要求之一所述的框架元件，其特征在于，所述框架元件具有穿过所述凸梁（120）和所述部件（110）的开口（190），其中，所述开口优选设置在所述部件与所述底管和所述车座管的连接部之间。

11.根据上述权利要求之一所述的框架元件，其特征在于，所述框架元件与后轮叉（160）连接，其中，尤其设置，所述连接通过所述部件的第二部分区域进行。

12.根据上述权利要求之一所述的框架元件，其特征在于，所述框架元件具有用于支承所述自行车的后轮叉的轴承部位，其中，尤其设置，所述轴承部位构造为摆动轴承并且所述后轮叉可摆动地支承在所述框架元件上。

13.根据上述权利要求之一所述的框架元件，其特征在于，所述框架元件（100）具有用于所述后轮的护板（180）的保持装置，其中，尤其设置，所述护板与所述部件的弯曲的短的区域连接。

14.用于驱动自行车的马达（200），尤其用于装入根据权利要求1至13之一所述的框架元件中，具有一集成在马达壳体（205）中的马达单元（250）和一驱动轴（240），所述马达单元和所述驱动轴并排地布置，其中，所述驱动轴这样构型，使得所述驱动轴能够施加驱动力矩到链轮板（260）上，

其特征在于，

所述马达壳体（205）具有用于接收保持元件的凹部（210，220，230），所述凹部基本上沿着上侧面中的整个长度并且沿着侧向的侧面的大部分延伸。

15.根据权利要求1所述的马达（200），其特征在于，所述马达壳体（205）在所述上方凹部（220）的边缘上具有至少一个孔并且在所述侧向的凹部（230）的边缘上同样具有至少一个孔用于固定所述保持元件。

16.具有马达支持的驱动装置的自行车，其特征在于，所述自行车具有根据权利要求14或15之一所述的马达和根据权利要求1至13之一所述的框架元件，其中，所述马达在所述框架元件上的固定通过所述凸梁***到所述马达的凹部中进行。

17.根据权利要求16所述的具有马达支持的驱动装置的自行车，其特征在于，所述马达布置在所述框架元件的上方。

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