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CN114787528A - 夹紧体超越离合单元和具有夹紧体超越离合单元的电动自行车的驱动装置 - Google Patents

夹紧体超越离合单元和具有夹紧体超越离合单元的电动自行车的驱动装置 Download PDF

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CN114787528A
CN114787528A CN202080084085.XA CN202080084085A CN114787528A CN 114787528 A CN114787528 A CN 114787528A CN 202080084085 A CN202080084085 A CN 202080084085A CN 114787528 A CN114787528 A CN 114787528A
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clamping body
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clamping
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M·埃尔巴切
A·雷德克
C·韦格尔
U·诺亚克
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Jihun Paul Muller Industry Co Ltd And Lianghe Co
Original Assignee
Jihun Paul Muller Industry Co Ltd And Lianghe Co
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Abstract

本发明涉及一种夹紧体超越离合单元以及一种驱动装置，该驱动装置用于在电机支持下驱动具有夹紧体超越离合单元(3)的电动自行车(1)。所提出的夹紧体超越离合单元(3)具有：‑多个夹紧体(5)，通过所述多个夹紧体能够在通过该夹紧体超越离合单元(3)相互联接的内轴和外轴之间实现仅在两个彼此相反的转动方向中的一个转动方向上的力传递；‑保持架(35)，通过该保持架使该夹紧体超越离合单元(3)的多个夹紧体(5)沿着周向方向(U)相对于彼此保持规定的间距；以及‑多个滚动体(6)，通过所述多个滚动体使内轴和外轴在通过夹紧体超越离合单元(3)相互联接时以能够相对于彼此转动的方式被支承，其中，所述多个滚动体(6)中的至少一部分和所述夹紧体(5)被共同保持在所述一个保持架(35)上。

Description

夹紧体超越离合单元和具有夹紧体超越离合单元的电动自行 车的驱动装置
技术领域
本发明涉及一种夹紧体超越离合单元，其具有多个夹紧体、保持架和多个滚动体，通过所述保持架，所述多个夹紧体沿着周向方向相对彼此保持规定的间距，所述多个滚动体用于可转动地支承通过夹紧体超越离合单元相互联接的两个轴。
背景技术
夹紧体超越离合单元在很大程度上是已知的。多个夹紧体在此用于在内构件与外构件之间、尤其是在能够通过夹紧体超越离合单元相互联接的内轴或外轴之间仅沿两个彼此相反的转动方向之一进行力传递。这样，在沿一个转动方向转动时能够实现力传递，而通过夹紧体超越离合单元能够沿相反的转动方向实现构件相对于彼此的转动。在这种情况下，所述夹紧体在所述夹紧体超越离合单元的保持架中沿着围绕由夹紧体超越离合单元所限定的转动轴线的周向方向相对彼此保持规定的间距，并且在这种情况下，所述夹紧体能够分别围绕垂直于所述周向方向延伸的翻转轴线翻转，从而根据转动方向，通过夹紧体力锁合地传递转矩或者不传递转矩。
已知的是，尤其在较大转矩的情况下，除了夹紧体超越离合单元的多个夹紧体之外，还要设置滚动体以用于可转动的支承，通过这些滚动体使相互联接的构件以能够相对彼此转动的方式被支承。例如，滚动体位于夹紧体超越离合单元的内圈与夹紧体超越离合单元的外圈之间或者直接位于相互联接的构件上。例如，一个内圈可以连接到内轴上，而一个外圈可以连接到外轴上。如果滚动体集成在夹紧体超越离合单元中，则为此典型地设置单独的保持架，以便使可转动的滚动体相对彼此保持规定的间距。替代地，尤其当滚动体构成为针形时，省却用于滚动体的保持架。
正是考虑到在电动自行车中使用夹紧体超越离合装置和在此在两个要相互联接的构件、如内轴和外轴之间的规定公差以及狭窄的结构空间情况，还需要改进夹紧体超越离合装置。
发明内容
在这种背景下提出了一种根据权利要求1的夹紧体超越离合单元，其中，夹紧体超越离合单元的多个滚动体中的至少一部分和夹紧体超越离合单元的夹紧体都共同保持在同一保持架上。
因此，所提出的解决方案基于如下基本构思，即，设置不仅用于夹紧体而且用于附加的滚动体的一个公共的保持架。因此，在该公共的保持架上，一方面针对夹紧体而另一方面针对滚动体构造有不同类型的保持架接纳部。因此，所提出的夹紧体超越离合单元除了包括夹紧体之外还包括多个滚动体，所述多个滚动体适合用于当内轴和外轴通过夹紧体超越离合单元相互联接时使内轴和外轴相对彼此可转动地被支承。在此，所述附加的滚动体可转动地保持在用于夹紧体的保持架上。
通过所建议的将滚动体和夹紧体内置在公共的保持架上，夹紧体超越离合装置的更小的结构形式是可能的。也可以显著降低夹紧体的成本，因为在实践中可接受较大的公差范围并且不必再提供在公差中的额外安全。也可以简化装配。此外还表明，通过所建议的夹紧体超越离合单元可以相对于最大转矩提高牢固性以及可以减小在超越离合装置中的拖曳力矩。
在此，所建议的夹紧体超越离合单元可以为了内轴和外轴的联接而具有内圈和/或外圈，夹紧体和滚动体分别在外侧或内侧贴靠在该内圈和/或外圈上。然而，这不是强制性的。特别是，夹紧体超越离合单元可以构造成没有内圈和/或没有外圈，从而相应的轴直接与夹紧体和/或滚动体接触。
所建议的夹紧体超越离合单元的实施变型方案尤其可以被设立和设置用于在用于电动自行车(因此用于电单车或电踏车)的电动的驱动装置中使用。然后，例如当第一外轴或内轴在第一转动方向上(由马达驱动)转动时，通过夹紧体超越离合单元可将力传递到另一第二内轴或外轴上，以便驱动另一第二轴。同时，通过夹紧体超越离合单元，该可驱动的另一第二轴也可在第一转动方向上转动，从而在此可超越该进行驱动的第一轴。此外，通过夹紧体超越离合单元，该可驱动的第二轴即使在第一驱动轴不转动的情况下也可转动。这样，所述夹紧体超越离合单元尤其是可以设立和设置用于在电动自行车上使所述电动驱动装置的至少一个驱动马达与从动轴脱耦，从而使得通过电动自行车的骑行者施加在从动轴上的转矩不能传递到驱动马达上并且通过该夹紧体超越离合单元断开向驱动马达方向的力流。以这种方式和方法，在电动自行车中可以通过夹紧体超越离合单元使电动的驱动装置与电动自行车的以肌肉力操作的踏板驱动装置脱耦，从而电动自行车的骑车人在电动的驱动装置未激活(即没有电机支持)时可以在没有通过至少一个驱动马达和/或电动的驱动装置的传动机构的反作用阻力情况下以肌肉力操作的方式驱动电动自行车。
在一个实施方案中，夹紧体超越离合单元的多个滚动体布置在沿着周向方向延伸的第一轴承列中，该第一轴承列与夹紧体超越离合单元的具有多个(保持在同一个保持架上的)夹紧体的第二轴承列平行地延伸。因此，第一和第二轴承列关于通过夹紧体超越离合单元限定的转动轴线在轴向上彼此错开地布置。
在一个实施方案中，多个滚动体与多个夹紧体一起布置在夹紧体超越离合单元的沿着周向方向延伸的一个轴承列中。因此，沿着周向方向在该轴承列内多个滚动体和多个夹紧体前后相继。在此，这种实施变型方案尤其包括，除了这种具有滚动体和夹紧体的(混合的)轴承列之外，在夹紧体超越离合单元上也可以存在另一轴承列，其中，该另一轴承列混合滚动体和夹紧体、仅可以包含滚动体或仅可以包含夹紧体。
在一种实施方案中，在具有多个滚动体和多个夹紧体的轴承列中，在至少一个滚动体在周向方向上跟随所述至少两个夹紧体之一之前，至少两个夹紧体沿着周向方向前后相继。在基于此的变型方案中，在所述轴承列中通常设置比滚动体更多的夹紧体，以便能够在通过夹紧体的力传递方面传递更大的转矩。
在一个实施方案中，所述夹紧体超越离合单元包括分别具有多个夹紧体的至少两个轴承列，所述至少两个轴承列沿着通过所述夹紧体超越离合单元限定的转动轴线并排布置。例如，夹紧体超越离合单元可以包括三个轴承列，它们沿着转动轴线并排设置。在此，两个轴承列可以分别具有多个夹紧体(确切地说，仅具有夹紧体或与多个滚动体混合)，而一个轴承列仅具有多个滚动体。因此，在三列的夹紧体超越离合单元的相应的实施变型方案中，设置有仅具有滚动体的至少一个轴承列，但该轴承列的滚动体与一个或所有其它轴承列的夹紧体一样可转动地保持在同一保持架上。
在三列的夹紧体超越离合单元的一种实施变型方案中，保持架在具有多个夹紧体的轴承列之一与仅具有多个滚动体的轴承列之间构成关于转动轴线径向向外延伸的接片。通过该径向向外延伸的接片，不同的轴承列于是不仅在功能上而且在结构上在夹紧体超越离合单元上彼此分开。
原则上可以在两个分别具有夹紧体的轴承列中设置在整个轴承列上不连接的夹紧体。
在一种替代的实施变型方案中，两个相邻的轴承列的夹紧体相互连接，尤其是相互一体地构造，并且这样形成单个的夹紧体列。例如，一个夹紧体列的夹紧体在位于径向内侧上具有共同的基部并且通过环绕转动轴线的槽在径向外侧上局部地彼此分离。因此，通过在周部上环绕的槽形成了具有两个轴承列的一个夹紧体列，在该夹紧体列中存在一列在周向方向上前后相继的夹紧体，这些夹紧体可以分别通过共同的基部将力传递到内轴上。
因此，所提出的解决方案尤其包括夹紧体超越离合单元的如下实施变型方案：在保持架上除了只包含滚动体的列(滚动体列)之外还附加地设置至少一列在周向方向上前后相继的、例如分别开槽的或未开槽的夹紧体(夹紧体列)。此外还包括这样的实施方案：通过将沿轴向前后相继的每两个滚动体布置在一夹紧体列的沿周向方向前后相继的夹紧体之间的空隙中，形成了两个分别具有滚动体和夹紧体的轴承列并且设置在一个保持架上。
为了附加的功能集成，在一个实施变型方案中在保持架上设置至少一个密封件。然后，该密封件例如被喷射注塑到保持架上。
例如，密封件设置在保持架的基于通过夹紧体超越离合单元限定的转动轴线而言的轴向的端面上。由此集成在、尤其是喷射注塑在保持架的端面上的密封件允许随着夹紧体超越离合单元的装入而例如在用于电动自行车的驱动装置上相对于环境密封。
例如，设置在保持架上的、特别是喷射注塑的密封件构成至少一个密封唇。
在一种实施变型中，滚动体中的至少一部分构造为圆柱滚子。
此外，所提出的解决方案涉及一种用于电动自行车的驱动装置，该驱动装置具有至少一个所提出的夹紧体超越离合单元。因此，驱动装置例如设立和设置用于电动地驱动电动自行车并且为了提供夹紧体超越离合装置而具有所提出的夹紧体超越离合单元的至少一个实施变型。
在一个实施例变型中，驱动装置包括至少一个驱动马达和传动机构，以便将由至少一个驱动马达产生的驱动力矩(经由传动机构)传递到从动轴上。从动轴例如可以是用于电动自行车的底架轴。然后，所述至少一个驱动马达与传动机构和/或传动机构与从动轴能够通过夹紧体超越离合单元彼此脱耦。这样，经由夹紧体超越离合单元因此中断朝向驱动马达的力流，从而在用肌肉力操作地驱动电动自行车时，不必“拖拽”所述电动驱动装置且尤其是所述电动驱动装置的至少一个驱动马达。
此外，所提出的解决方案包括一种具有至少一个所提出的夹紧体超越离合单元和/或所提出的驱动装置的电动自行车。
附图说明
附图示例性地示出了所提出的解决方案的可能的实施变型方案。
在此示出：
图1以透视图示出了所提出的夹紧体超越离合单元的第一实施变型方案，其具有三个轴承列，这三个轴承列的夹紧体和滚动体保持在该夹紧体超越离合单元的唯一的公共的保持架上；
图2以透视图示出了所提出的夹紧体超越离合单元的另一实施变型方案，其具有两个在轴向上并排布置的混合的轴承列，这两个轴承列分别具有在公共的保持架上的夹紧体和滚动体；
图3示意性示出电动自行车的一个实施变型方案，其中使用所提出的解决方案的实施变型方案。
具体实施方式
图1以透视图示出了所提出的夹紧体超越离合单元3的第一实施变型方案。图1的夹紧体超越离合单元3构造为三列的，即具有三个轴承列3a、3b和3c。沿着通过夹紧体超越离合单元3限定的转动轴线D和与该转动轴线平行地延伸的轴向方向X，这三个轴承列3a、3b和3c并排布置。
从轴向的第一端面30出发沿着轴向方向X前后相继的前两个轴承列3a和3b分别仅具有夹紧体5。这些夹紧体5沿着围绕转动轴线D的周向方向U并排地相对彼此保持限定的间距并且以能够围绕平行于转动轴线D的翻转轴线翻转的方式被支承。这样，夹紧体5能够根据通过夹紧体超越离合单元3相互联接的内轴和外轴的转动方向以及根据与之相关的翻转位置在内轴和外轴之间传递转矩或者实现内轴和外轴相对彼此的转动。为了与内轴连接，夹紧体超越离合单元3具有中央的支承孔O，内轴能够插入到、尤其压入到该支承孔中。外轴又能够在径向外部与夹紧体超越离合单元3连接，其方式是例如将夹紧体超越离合单元3在外轴的空心的端部区段上插入或者相反地将至少在其一端空心的(空心)轴套装到、尤其是压紧到夹紧体超越离合单元3上。
附图1中的夹紧体超越离合单元3的两个轴承列3a和3b(其具有夹紧体5)还添加有第三轴承列3c，该第三轴承列只具有圆柱滚子6形式的滚动体，当内轴和外轴通过夹紧体超越离合单元3相互联接时，通过圆柱滚子6可以使内轴和外轴(附加地)以能够相对彼此转动的方式被支承。在此，圆柱滚子6在此在保持架接纳部356中沿周向方向U相互彼此保持规定的间距，该保持架接纳部由也构成用于另外两个轴承列3a和3b的夹紧体5的保持架接纳部355的同一个保持架35构成。因此，图1中的夹紧体超越离合单元3的保持架35集成了用于夹紧体5的保持架接纳部355以及用于圆柱滚子6的保持架接纳部356。
为了使轴承列3c的圆柱滚子6与带有夹紧体5的相邻轴承列3b在空间上分离，保持架35形成有径向向外突出的且环形环绕的接片350。
原则上，两个第一轴承列3a和3b的夹紧体5可以彼此完全分开地实施。与之相比，在图1所示的实施方案中，两个相邻的第一轴承列3a和3b的夹紧体5彼此一体地构成。因此，图1的夹紧体超越离合单元3在结构上具有一个单独的滚动体列3c和与滚动体列3c轴向相邻的一个单独的夹紧体列3a、3b。
因此，夹紧体5在径向内侧上具有共同的基部50，并且通过环绕转动轴线D的槽在径向外侧上局部地彼此分离。在该在周部侧环绕的槽中并且从而在两个轴承列3a、3b之间设置有用于贴靠在外轴上的环形弹簧7。通过在周部上环绕的槽形成两个轴承列3a、3b，它们最终是夹紧体列3a、3b的恰好一列在周向方向上前后相继的夹紧体5的部分。这样，在所述夹紧体5的径向外部的周面的分别抵靠在外轴上的区段之间预先给定了通过所述槽限定的轴向间距。同时，两个轴承列3a、3b的夹紧体5通过共同的基部50将力传递到内轴上。
三个轴承列3a、3b和3c位于保持架35的两个轴向端面30和31之间。在端面30、31之一上(在图1中在左侧示出的端面31上)喷射注塑有具有密封唇的环形密封件4。这样，通过安装夹紧体超越离合单元3也能够提供轴向的和/或径向的密封。
在图2所示的另一实施变型中，夹紧体超越离合单元3在单个夹紧体列内设置混合的轴承列3a和3b。在这里，在轴承列3a和3b之间也设置有环形弹簧7。此外，夹紧体5和圆柱滚子6保持在夹紧体超越离合单元3的公共的保持架35上。在端面31上，密封件4也喷射注塑在所述保持架35上。
与图1所示的夹紧体超越离合单元不同，图2所示的夹紧体超越离合单元3是双列的并且具有混合的轴承列3a和3b，其中沿着围绕转动轴线D的周向方向U不仅设置有夹紧体5而且设置有圆柱滚子6。因此，在每个轴承列3a、3b中，除了夹紧滚子5之外，圆柱滚子6也布置在保持架35上。因此，保持架35对于每个轴承列3a和3b不仅构成用于夹紧体5的保持架接纳部355，而且也构成用于圆柱滚子6的保持架接纳部356。在图2的实施变型方案中，在此在每个轴承列3a、3b中，重复地在每多个夹紧体5(在此分别为三个)之后跟随恰好一个圆柱滚子6。
不仅在图1的实施变型方案中而且在图2的实施变型方案中可以规定，夹紧体5在内侧跨接两个轴承列3a和3b，而它们在外侧通过间隙分离，环形弹簧7插入到该间隙中。
图1和图2的夹紧体超越离合单元3例如设置用于在根据图3的电动自行车1的电动的驱动装置A中使用。该电动的驱动装置A——借助于驱动侧的控制电子器件SE和例如设置在电动自行车的转向器上的操作单元2控制地——允许对电动自行车1的电动支持。在此，在电动自行车1的车架10上可转动地支承有前轮11(在前部区域中在与车架铰接的叉上)和后轮12，其中，后轮12可通过例如呈链条或皮带13形式的力传递件经由电动的驱动装置A驱动。
通过驱动装置A的至少一个电机——典型地在与驱动装置A的传动机构的共同作用下——将驱动力矩传递到与链条或皮带13相连接的从动轴处。在此，从动轴尤其可以是电动自行车1的底架轴，其构成在夹紧体超越离合单元3处的通过夹紧体超越离合单元3与电动的驱动装置A的驱动轴联接的内轴或外轴。在此，通过夹紧体超越离合单元3能够实现，电动的驱动装置A在不工作时不反作用于在从动轴上以肌肉力操作产生的转矩，而同时驱动马达产生的转矩能够传递到后轮12上。在此，通过将圆柱滚子6沿轴向在夹紧体5旁边(如在图1的实施变型方案中那样)或者在夹紧体5之间(如在图2的实施变型方案中那样)布置在公共的保持架35上，实现了用于集成相应的夹紧体超越离合装置的耐用且紧凑的结构形式。
附图标记列表
1 电动自行车
10 框架
11 前轮
12 后轮
13 链条/皮带(力传递件)
2 操作单元
3 夹紧体超越离合单元
30、31 端面
35 保持架
350 接片
355 保持架接纳部
356 保持架接纳部
3a、3b、3c 轴承列
4 密封件
5 夹紧体
50 基部
6 圆柱滚子(滚动体)
7 环形弹簧
A 驱动装置
D 转动轴线
O 支承孔
SE 控制电子器件
U 周向方向
X 轴向方向

Claims (17)

1.一种夹紧体超越离合单元，具有
-多个夹紧体(5)，在通过该夹紧体超越离合单元(3)能相互联接的内轴和外轴之间，通过所述多个夹紧体仅能实现在两个彼此相反的转动方向中的一个转动方向上的力传递，
-保持架(35)，通过该保持架使夹紧体超越离合单元(3)的多个夹紧体(5)沿着周向方向(U)相对于彼此保持规定的间距，以及
-多个滚动体(6)，通过所述多个滚动体，内轴和外轴在通过夹紧体超越离合单元(3)相互联接时以能够相对于彼此转动的方式被支承，
其特征在于，
所述多个滚动体(6)中的至少一部分和夹紧体(5)被共同保持在同一个所述保持架(35)上。
2.根据权利要求1所述的夹紧体超越离合单元，其特征在于，所述多个滚动体(6)布置在夹紧体超越离合单元(3)的沿周向方向(U)延伸的第一轴承列(3c)中，该第一轴承列与夹紧体超越离合单元(3)的第二轴承列(3a、3b)平行地延伸，第二轴承列具有多个夹紧体(5)。
3.根据权利要求1或2所述的夹紧体超越离合单元，其特征在于，所述多个滚动体(6)与多个夹紧体(5)一起布置在夹紧体超越离合单元(3)的沿周向方向(U)延伸的一个轴承列(3a、3b)中。
4.根据权利要求3所述的夹紧体超越离合单元，其特征在于，在具有多个滚动体(6)和多个夹紧体(5)的轴承列(3a、3b)中，在至少一个滚动体(6)在周向方向(U)上跟随至少两个夹紧体(5)之一之前，至少两个夹紧体(5)沿周向方向(U)前后相继。
5.根据前述权利要求中任一项所述的夹紧体超越离合单元，其特征在于，所述夹紧体超越离合单元(3)包括分别具有多个夹紧体(5)的至少两个轴承列(3a、3b)，所述至少两个轴承列相互平行地延伸。
6.根据前述权利要求中任一项所述的夹紧体超越离合单元，其特征在于，所述夹紧体超越离合单元(3)包括分别具有多个夹紧体(5)的至少两个轴承列(3a、3b)，所述至少两个轴承列沿着通过所述夹紧体超越离合单元(3)限定的、用于内轴和外轴的转动轴线(D)并排布置。
7.根据前述权利要求中任一项所述的夹紧体超越离合单元，其特征在于，所述夹紧体超越离合单元(3)包括三个轴承列(3a-3c)，所述三个轴承列沿着通过所述夹紧体超越离合单元(3)限定的、用于内轴和外轴的转动轴线(D)并排布置。
8.根据权利要求7所述的夹紧体超越离合单元，其特征在于，在所述三个轴承列(3a-3c)中，两个轴承列(3a、3b)分别具有多个夹紧体(5)，一个轴承列(3c)仅具有多个滚动体(6)。
9.根据权利要求8所述的夹紧体超越离合单元，其特征在于，在具有多个夹紧体(5)的轴承列(3a、3b)之一与仅具有多个滚动体(6)的轴承列(3c)之间，在保持架(35)上构造有关于转动轴线(D)径向向外延伸的接片(350)。
10.根据权利要求8或9所述的夹紧体超越离合单元，其特征在于，两个相邻的轴承列(3a，3b)的夹紧体(5)相互连接，尤其是相互一体地构造，并且通过环绕所述转动轴线(D)的槽在径向外侧上局部地彼此分离。
11.根据前述权利要求中任一项所述的夹紧体超越离合单元，其特征在于，所述夹紧体超越离合单元(3)的一个或多个轴承列(3a，3b)由夹紧体列构成，该夹紧体列具有在周向方向(U)上前后相继的夹紧体(5)，这些夹紧体分别在径向外侧上被开槽。
12.根据前述权利要求中任一项所述的夹紧体超越离合单元，其特征在于，在保持架(35)上设置有、尤其是喷射注塑有至少一个密封件(4)。
13.根据权利要求12所述的夹紧体超越离合单元，其特征在于，所述密封件(4)设置在所述保持架(35)的基于通过夹紧体超越离合单元(3)限定的转动轴线(D)而言的轴向的端面(31)上。
14.根据前述权利要求中任一项所述的夹紧体超越离合单元，其特征在于，所述滚动体的至少一部分构造为圆柱滚子(6)。
15.一种用于电动自行车(1)的驱动装置，该驱动装置具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的夹紧体超越离合单元(3)。
16.根据权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置(A)包括至少一个驱动马达和传动机构，以便将由所述至少一个驱动马达产生的驱动力矩传递到从动轴上，所述至少一个驱动马达与所述传动机构和/或所述传动机构与所述从动轴能够通过夹紧体超越离合单元(3)彼此脱耦。
17.一种电动自行车，其具有至少一个根据权利要求1至14中任一项所述的夹紧体超越离合单元和/或具有根据权利要求15或16所述的驱动装置(A)。
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