AT514272B1 - Antriebseinheit und Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Antriebseinheit und Fahrzeug mit einer Antriebseinheit, insbesondere Antriebsunterstützungseinheit zur Unterstützung der Drehung einer Eingangswelle, umfassend einen Basiskörper (1), eine drehbar gelagerte Eingangswelle (2), einen drehbar gelagerten Abtriebskörper (3), einen Messgrößenaufnehmer (4) zur Erfassung des zwischen der Eingangswelle (2) und dem Abtriebskörper (3) auftretenden Drehmoments, ein Getriebe (5) mit einem Getriebeeingangskörper (6) und einem Getriebeausgangskörper (7) und einen Drehantrieb (B) mit einem Stator (9) und einem Rotor (10), wobei der Stator (9) mit dem Basiskörper (1), der Rotor (10) mit dem Getriebeeingangskörper(6) und der Getriebeausgangskörper (6) mit dem Abtriebskörper (3) drehverbunden ist, und wobei die Eingangswelle (2), der Abtriebskörper (3), der Rotor (10), der Getriebeeingangskörper(6) und der Getriebeausgangskörper (7) koaxial angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als Taumelgetriebe oder als Magnettaumelgetriebe ausgeführt ist.

Description

Beschreibung

ANTRIEBSEINHEIT UND FAHRZEUG

[0001] Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit, insbesondere Antriebsunterstützungseinheitzur Unterstützung der Drehung einer Eingangswelle, umfassend: einen Basiskörper, eine dreh¬bar gelagerte Eingangswelle, einen drehbar gelagerten Abtriebskörper, einen Messgrößenauf¬nehmer zur Erfassung des zwischen der Eingangswelle und dem Abtriebskörper auftretendenDrehmoments, ein Getriebe mit einem Getriebeeingangskörper und einem Getriebeausgangs¬körper und einen Drehantriebmit einem Stator und einem Rotor, wobei der Stator mit dem Ba¬siskörper, der Rotor mit dem Getriebeeingangskörper und der Getriebeausgangskörper mit demAbtriebskörper drehverbunden ist, und wobei die Eingangswelle, der Abtriebskörper, der Rotor,der Getriebeeingangskörper und der Getriebeausgangskörper koaxial angeordnet sind.

[0002] Insbesondere betrifft die Erfindung eine Antriebseinheit zur Unterstützung eines weiterenAntriebs. Die Antriebseinheit ist bevorzugt als Antriebsunterstützungseinheit ausgebildet. DieAntriebsunterstützungseinheit unterstützt bevorzugt die Drehung einer Eingangswelle, wiebeispielsweise eine Ausgangswelle eines mechanischen Kurbelantriebs.

[0003] Beispiele für derartige Anordnungen sind elektrisch unterstützte Fahrräder, sogenanntePedelecs, e-Bikes, aber auch Kurbeltriebe für Hebevorrichtungen, elektrisch unterstützte Win-schen für Segelboote, Betätigungen für Servoventile, Rollstuhlantriebe, Antriebe für Kranken¬betten, Rangier-/Hubwagen, Flurfördertechnik, [0004] Lenkunterstützungssysteme oder ähnliche Vorrichtungen. Diese Vorrichtungen umfas¬sen eine Eingangswelle, z.B. die Tretwelle eines Fahrrades oder die Kurbelwelle einer Winsch,über welche mechanische Energie, insbesondere Drehenergie, in die erfindungsgemäße An¬triebseinheit eingeleitet wird oder einleitbar ist. Diese Energie wird auf den Abtriebskörper über¬tragen und gegebenenfalls von einem Drehantrieb unterstützt.

[0005] Antriebseinheiten für die oben genannten Einsatzzwecke sind in unterschiedlichen Aus¬führungsformen dem Stand der Technik zu entnehmen.

[0006] Beispielsweise sind elektrische Unterstützungsantriebe für Pedelecs bekannt, bei denenein Elektromotor am Fahrradrahmen angebracht und über eine Welle oder eine Kette mit demAntriebsritzel verbunden ist. Insbesondere bei der Anwendung in Fahrrädern ist die Baugrößedes elektrischen Unterstützungssystems ein wichtiger Faktor. Dieser hat unmittelbaren Einflussauf das Gewicht des Gesamtsystems, das in bevorzugter Weise gering gehalten werden soll.Ferner bilden auskragende Elemente wie z.B. ein Elektromotor aufgrund der starken Erschütte¬rungen, die im Betrieb eines Pedelecs auftreten, eine mechanische Schwachstelle, da die auf¬tretenden Massenkräfte am Rahmen abgefangen werden müssen. Die DruckschriftenWOOO/43259A1, US2014/051548 A1 und US2014/051548A1 zeigen Antriebsunterstützungs¬einheiten für Fahrräder, bei denen einige Komponenten koaxial angeordnet sind. Als Getriebewerden herkömmliche Planetengetriebe verwendet. Zur Lösung des Problems der ausreichen¬den Untersetzung wird gemäß den Dokumenten US2011/183805A1 und DE202012012721U1vorgeschlagen, das Getriebe als Exzentergetriebe auszubilden. Nachteilig an dieser Konstrukti¬on ist, dass eine der Komponenten exzentrisch angeordnet sein muss.

[0007] Ein weiterer Faktor, der unmittelbar auf die Baugröße der Antriebseinheit Einfluss hat, istdas Getriebe. Dieses ist insbesondere dann notwendig, wenn die Drehzahl des Drehantriebsvon der Antriebsdrehzahl oder der Abtriebsdrehzahl abweicht. Bei Pedelecs beispielsweisebeträgt die Drehzahl der Eingangswelle, also die Pedaldrehzahl etwa 50 bis 120 Umdrehungenpro Minute. Die optimale Drehzahl eines leichten Elektromotors liegt jedoch weitaus höher. Ausdiesem Grund muss, um den optimalen Betriebsbereich des Drehantriebs auszunutzen, eineUntersetzung durch ein Getriebe vorgenommen werden. Ähnlich verhält es sich bei Handkur¬belantrieben für beispielsweise mechanisch bewegte Vorrichtungen oder Winschen. Beispiels¬weise werden für Fahrradunterstützungsantriebe Getriebe mit einem Untersetzungsverhältnisvon 30 bis 80, besonders bevorzugt von etwa 50 verwendet. Das Verhältnis entspricht der

Eingangsdrehzahl durch die Ausgangsdrehzahl. Insbesondere ist eine Untersetzung vorteilhaft,mit der die gewünschte Ausgangsdrehzahl erzielt wird, die gegebenenfalls im Bereich der Ein¬gangsdrehzahl der Eingangswelle liegen kann.

[0008] Übliche Stirnradgetriebe, Reibradgetriebe oder Schneckengetriebe sind zum Einsatz inder erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht geeignet, da durch diese mehrwelligen Getriebe dieBaugröße erhöht wird. Jedoch sind dem Stand der Technik Zykloidengetriebe und Taumelge¬triebe zu entnehmen, die auf kleinstem Raum eine hohe Untersetzung ermöglichen.

[0009] Gegebenenfalls umfasst die erfindungsgemäße Antriebseinheit ein Freilauflager, wie esbeispielsweise in der DE102007030190A1 gezeigt ist. Jedoch wird dieses Freilauflager gemäßStand der Technik in die Hinterradnabe eines Fahrrades eingesetzt, um einen Freilauf zu er¬zeugen. Dies macht z.B. eine Rückgewinnung der Rollenergie unmöglich. Gegebenenfalls istein Getriebe als Taumelgetriebe ausgeführt, wie es z.B. in der AT510281A4 gezeigt ist.

[0010] Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Nachteile des Standes der Technik zu überwindenund darüber hinaus eine Antriebseinheit zu schaffen, die trotz kompakter Abmaße einen effi¬zienten Antrieb und insbesondere die effiziente Unterstützung einer im Wesentlichen langsamdrehenden Eingangswelle ermöglicht. Erfindungsgemäß wird insbesondere der Zielkonfliktzwischen der notwendigen Untersetzung, der notwendigen Kompaktheit des Getriebes, denHerstellungskosten und der Laufruhe des Getriebes gelöst.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüchegelöst.

[0011] Vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind, dass die Eingangswelle, der Abtriebskörper,der Rotor, der Getriebeeingangskörper und der Getriebeausgangskörper koaxial angeordnetsind, dass ein Freilauflager zur Koppelung und Entkoppelung der Eingangswelle und dem Ab¬triebskörper vorgesehen ist, dass das Freilauflager koaxial zur Eingangswelle angeordnet ist,dass das Freilauflager einen Freilauflagereingangskörper einen Freilauflagerausgangskörperund eine Freilauflagerkupplung umfasst, wobei der Freilauflagereingangskörper mit der Ein¬gangswelle und der Freilauflagerausgangskörper mit dem Abtriebskörper drehverbunden ist,dass das Freilauflager einen Freilauflagereingangskörper einen Freilauflagerausgangskörperund eine Freilauflagerkupplung umfasst, wobei eine Verdrehung des Freilauflagereingangskör¬pers zum Freilauflagerausgangskörper in Antriebsrichtung durch die Freilauflagerkupplunggesperrt ist, sodass die Eingangswelle und der Abtriebskörper gekoppelt sind, und/oder wobeieine Verdrehung des Freilauflagereingangskörpers zum Freilauflagerausgangskörper gegen dieAntriebsrichtung durch die Freilauflagerkupplung freigegeben ist, sodass die Eingangswelle undder Abtriebskörper entkoppelt sind.

[0012] Weitere vorteilhafte Merkmale können sein, dass die Eingangswelle drehbar im Basis¬körper gelagert ist, dass das Getriebe als Taumelgetriebe, Magnettaumelgetriebe oder Umlauf¬getriebe ausgeführt ist, dass das Getriebe eine Untersetzung aufweist, sodass die Ausgangs¬drehzahl des Drehantriebs der gewünschten Abtriebsdrehzahl des Abtriebskörpers entspricht,wobei bevorzugt eine Untersetzungsverhältnis von 30 bis 80, besonders bevorzugt von etwa 50vorgesehen ist oder wobei ein Untersetzungsverhältnis vorgesehen ist, sodass die Ausgangsdrehzahl im Be¬reich von 0-150 Umdrehungen pro Minute beträgt, dass der Messgrößenaufnehmer folgendeKomponenten umfasst: einen im Wesentlichen starren, drehbar angeordneten Eingangskörper zur Koppelung mit derEingangswelle, einen im Wesentlichen starren, drehbar angeordneten Ausgangskörper zurKoppelung mit dem Abtriebskörper, wobei der Eingangskörper drehelastisch mit dem Aus¬gangskörper gekoppelt ist, wobei zur drehelastischen Koppelung zumindest ein elastischer Körper vorgesehen ist, derdurch Verdrehung des Eingangskörpers zum Ausgangskörper elastisch verformbar angeordnetist und wobei die Drehung des Eingangskörpers und des Ausgangskörpers von einem odermehreren Sensoren detektiert ist, dass eine Dateneingabevorrichtung zur Eingabe von Steuer¬daten wie beispielsweise Ausgangsdrehmoment, Ausgangsdrehzahl, Ausgangsleistung, Ge¬ schwindigkeit oder Rekuperationsleistung vorgesehen ist, wobei die Dateneingabevorrichtungbevorzugt als elektromechanisches Bedienelement wie beispielsweise als Schalthebel, alsPedal oder als Drehschalter ausgeführt ist, dass eine Datenverarbeitungseinheit zur Verarbei¬tung der Daten des Messgrößenaufnehmers und der Dateneingabevorrichtung sowie zur Steue¬rung und/oder Regelung des Drehantriebs und/oder externer Systeme wie z.B. einem variablenGetriebe vorgesehen ist, dass die Datenverarbeitungseinheit in der Antriebseinheit integriert istund insbesondere mit dem Basiskörper verbunden ist und/oder dass der Basiskörper flächig anTeilen der Datenverarbeitungseinheit anliegt, sodass von der Datenverarbeitungseinheit abge¬gebene Wärme über den als Kühlkörper wirkenden Basiskörper an die Umgebung geleitet ist,wobei gegebenenfalls der Kühlkörper an der Anlagestelle Wärmeleitkörper oder Wärmeleitmittelumfasst.

[0013] Ferner kann vorgesehen sein, dass der Getriebeeingangskörper, der Getriebeaus¬gangskörper und/oder der Abtriebskörper als Welle, Rad, Teller, Ritzel oder ähnliches ausge¬führt ist, dass auf der Eingangswelle zumindest ein Rotationslager angeordnet ist, über welchesder Freilauflagereingangskörper, der Freilauflagerausgangskörper, der Eingangskörper desMessgrößenaufnehmers, der Ausgangskörper des Messgrößenaufnehmers, der Abtriebskörperund/oder der Basiskörper gelagert ist, dass der Abtriebskörper über das Getriebe mit dem Rotordrehverbunden ist, dass bei Einleitung von Drehenergie über den Abtriebskörper der Rotorgegenüber dem Stator verdreht wird oder ist, und/oder dass der Drehantrieb zur Rückgewin¬nung der Drehenergie als Generator wirkt oder betrieben ist.

[0014] Vorteilhafte Merkmale des Fahrzeugs, insbesondere des Fahrrads, umfassend einenRahmen, einen Fahrzeugantrieb, und zumindest ein angetriebenes Element zur Fortbewegungdes Fahrzeugs wie insbesondere ein Straßenrad oder eine Antriebsschraube, können sein,dass eine Antriebseinheit nach der vorangegangenen Beschreibung vorgesehen ist, dass derFahrzeugantrieb zur Übertragung der Antriebsleistung des Fahrzeugantriebs mit der Eingangs¬welle drehverbunden ist, dass der Basiskörper mit dem Rahmen verbunden ist, dass das Ele¬ment zur Fortbewegung des Fahrzeugs, insbesondere das Straßenrad, vom Ausgangskörperder Antriebseinheit angetrieben ist, dass die Antriebseinheit in der Tretlageraufnahme angeord¬net ist und insbesondere von der Tretlageraufnahme umgeben ist, dass die Eingangswelle imWesentlichen waagrecht und quer zur Fahrtrichtung angeordnet ist und dass an der Eingangs¬welle beidseitig Pedalarme vorgesehen sind, dass die Drehung des Abtriebskörpers über eineKraftübertragungsvorrichtung wie insbesondere eine Kette, einen Riemen oder eine Kardanwel¬le auf das Straßenrad übertragen ist und dass die Kraftübertragungsvorrichtung mit dem Stra¬ßenrad in beide Drehrichtungen drehverbunden ist und/oder dass der Fahrzeugantrieb einenBetriebsdrehzahlbereich von null bis 200 U/min, bevorzugt von null bis 120 U/Min und beson¬ders bevorzugt von etwa 50-90 U/Min aufweist.

[0015] Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe werden die Komponenten der Antriebsein¬heit derart ausgestaltet, dass ein synergetischer Effekt auftritt. So werden die einzelnen Kom¬ponenten nicht, wie dem Stand der Technik zu entnehmen ist, entlang des Drehmomentflussesaneinandergereiht, sondern übernehmen jeweils weitere Aufgaben, die eine Verringerung derBaugröße sowie die Verbesserung der Effizienz des Antriebs ermöglichen.

[0016] Beispielsweise dient die Eingangswelle als Lagerstelle für Teile des Messgrößenauf¬nehmers. Der Messgrößenaufnehmer selbst ist nicht als eigenständiger Messgrößenaufnehmerausgeführt, sondern integraler Bestandteil der Antriebseinheit, über welchen das gesamteDrehmoment übertragen wird. Der Basiskörper ist einerseits dazu eingerichtet die Antriebsein¬heit fest an einem Rahmen zu montieren und andererseits dient er zur Lagerung weiterer Kom¬ponenten wie beispielsweise der Eingangswelle, zur Abstützung des Stators des Drehantriebssowie als Montage- und Kühlkörper für die Datenverarbeitungseinheit, insbesondere für dieLeistungselektronik der Datenverarbeitungseinheit. Die Eingangswelle ist darüber hinaus mehr¬teilig ausgeführt, wobei diese Mehrteiligkeit eine Integration der Kraftübertragung an beispiels¬weise ein Freilauflager oder an den Messgrößenaufnehmer ermöglicht. Das Getriebe ist bevor¬zugt derart ausgeführt, dass die Eingangswelle hindurchgeführt werden kann.

[0017] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die maßgeblichen Teile der Antriebs¬einheit koaxial und/oder konzentrisch angeordnet. Dies unterstützt den oben genannten Syner¬gieeffekt und damit die Verringerung der Baugröße. Der Effekt tritt insbesondere deshalb auf,da bei der konzentrischen Anordnung lediglich eine zentrale Drehachse vorgesehen ist, umwelche weitere Komponenten konzentrisch angeordnet sind. Durch diese schichtförmige An¬ordnung können sich die Teile ringförmig aneinander abstützen bzw. sind sie ringförmig anei¬nander gelagert.

[0018] Bei herkömmlichem Aufbau mit mehreren Wellen bzw. Achsen sind zumindest pro Ach¬se zwei Lagerstellen vorzusehen, um eine ausreichende Lagerung zu gewährleisten. Auch derEntfall dieser zusätzlichen Lagerstellen trägt zur Verringerung der Baugröße und zur Erhöhungder Effizienz der Antriebseinheit bei.

[0019] Ferner liefert auch die Steuerung und/oder Regelung der Antriebseinheit einen Beitragzur Effizienz des Gesamtsystems. Dabei ist einerseits die Hardware und andererseits die Soft¬ware dazu eingerichtet, die erfindungsgemäße Aufgabe zu lösen. Die Hardware umfasst unteranderem die Messgrößenaufnehmer sowie eine Datenverarbeitungseinheit inklusive Leistungs¬elektronik für z.B. den Elektromotor. Der Messgrößenaufnehmer ist speziell ausgestaltet, umauf kleinstem Raum eine ausreichen exakte dynamische Messung des auftretenden Drehmo¬ments und/oder der Drehzahl zu ermöglichen. Die Datenverarbeitungseinheit ist dazu eingerich¬tet, die Messgrößen zu verarbeiten sowie die Steuerung und/oder Regelung des Drehantriebsund weiterer Komponenten auszuführen. Durch diese Konfiguration ist die Effizienz weiterverbessert. Insbesondere ermöglicht die hohe Auflösung des Messgrößenaufnehmers eineexakte Steuerung und/oder Regelung des Drehantriebs. In bevorzugter Weise ist die Antriebs¬einheit mit einer Dateneingabevorrichtung zur Eingabe von Steuerdaten verbunden. DieseSteuerdaten können beispielsweise das Ausgangsdrehmoment, die Ausgangsdrehzahl, dieAusgangsleistung, die Geschwindigkeit des Fahrzeuges oder auch beispielsweise die Rekupe-rationsleistung betreffen. Derartige Dateneingabevorrichtungen können beispielsweise alselektromechanische Bedienelemente wie Schalthebel, Pedale, Drehschalter, Schieber etc.ausgeführt sein.

[0020] Über die Dateneingabevorrichtung kann Einfluss auf die Steuerung der Antriebseinheitgenommen werden. Insbesondere kann dadurch die Motorleistung gesteuert bzw. geregeltwerden. Die Steuersignale werden von der Datenverarbeitungseinheit verarbeitet und in Steu¬ersignale für die anzusprechenden Komponenten umgewandelt.

[0021] Ferner kann ein Energiespeicher wie beispielsweise ein Akkumulator oder eine Batterievorgesehen sein, um elektrische Energie zu speichern. Insbesondere kann der Akkumulator alsEnergiespeicher zum Antrieb des Elektromotors dienen. Auch zur Speicherung der Energie, diedurch Rekuperation - also durch Rückgewinnung kinetischer Energie durch Verwendung desElektromotors als Generator - erzeugt wird, kann der Energiespeicher eingesetzt werden. Dabeitreibt die über den Abtriebskörper eingeleitete Drehung den Rotor an. Der Elektromotor wird alsGenerator betrieben und speist die gewonnene Energie in den Energiespeicher. Beispielsweisegeschieht dies bei e-bikes oder Pedelecs durch Rückspeicherung der Rollenergie.

[0022] Zur Verbesserung der Klarheit wird angemerkt, dass die Bezeichnung „Drehverbindung“und/oder „drehverbunden“ für die Verbindung zweier Teile steht, wobei die Verbindung derartausgeführt ist, dass bei Drehung des einen Teils der andere Teil mitgedreht wird. Eine Drehver¬bindung im Sinne der vorliegenden Erfindung entspricht somit einer drehstarren aber auch einerdrehelastischen, jedoch schlupflosen Koppelung.

[0023] In weiterer Folge wird die Erfindung anhand der Figuren weiter beschrieben.

[0024] Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemä¬ ßen Antriebseinheit.

[0025] Fig. 2 zeigt eine mögliche Einbausituation für die Anwendung der Antriebseinheit als

Unterstützungsmotor in einem Pedelec.

[0026] Fig. 3 zeigt einen Schnitt der Vorrichtung aus Fig. 1, der im Wesentlichen der Darstel¬ lungsebene folgend ausgeführt ist.

[0027] Fig. 4 zeigt Details des Schnitts aus Fig. 3.

[0028] Fig. 5 zeigt den schematischen Aufbau der Datenverarbeitungseinheit sowie der ange¬ schlossenen Komponenten.

[0029] Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemä¬ßen Antriebseinheit, wobei die Hauptachse 17 in der vorliegenden Darstellung im Wesentlichenwaagrecht und in der Bildebene verläuft. Konzentrisch mit der Hauptachse 17 ist die Eingangs¬welle 2 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ragt die Eingangswelle 2 beidseitigaus dem Basiskörper 1 der Antriebseinheit. An den auskragenden Teilen können beispielsweisePedalarme eines Fahrrades, Kurbeln oder weitere Antriebe angreifen und/oder vorgesehensein. Gemäß einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform kann die Eingangswelle 2auch nur einseitig aus dem Basiskörper ragen. Die beidseitige Auskragung der Eingangswelle 2ist insbesondere für den Einsatz in einem Pedelec von Vorteil.

[0030] Ferner ragt aus dem Basiskörper 1 der Abtriebskörper 3. Dieser ist dazu eingerichtet,das durch den Drehantrieb und/oder die Eingangswelle 2 eingeleitete Drehmoment an dieanzutreibenden Elemente weiterzugeben. Der Abtriebskörper 3 ist in der vorliegenden Ausfüh¬rung schematisch als Wellenstumpf bzw. Ring ausgeführt. An diesem können beispielsweiseZahnkränze, Wellen, Riemenscheiben, Ritzel etc. vorgesehen sein.

[0031] Fig. 2 zeigt eine mögliche Einbausituation zur Anwendung der erfindungsgemäßenAntriebseinheit in einem Pedelec. Dargestellt ist der Bereich des Tretlagers eines gewöhnlichenFahrrades. In diesem Bereich treffen sich das Unterrohr 26, das Sitzrohr 27 sowie die Ketten¬strebe 28. Diese Elemente des Fahrradrahmens sind im Wesentlichen starr mit der Tretla¬geraufnahme 23 verbunden. Die Tretlageraufnahme des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist zurAufnahme der erfindungsgemäßen Antriebseinheit eingerichtet. Beim Einsatz in einem Fahr¬zeug ist der Basiskörper 1 starr mit dem Fahrzeug und/oder dem Rahmen des Fahrzeugs ver¬bunden. Im Falle der Ausführungsform nach Fig. 2 wird die Antriebseinheit nach Fig. 1 in dieTretlageraufnahme 23 des Rahmens des Fahrrades eingesetzt und über herkömmliche Verbin¬dungsmittel drehfest mit dem Rahmen verbunden. An den beidseitig auskragenden Teilen derEingangswelle 2 aus Fig. 1 werden die nicht dargestellten Pedalarme angebracht, über welchedie Tretenergie auf die Antriebseinheit und insbesondere auf die Eingangswelle 2 der Antriebs¬einheit übertragen werden kann.

[0032] Diese kann erfindungsgemäß durch die Antriebseinheit verstärkt oder unterstützt wer¬den.

[0033] Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung der Antriebseinheit nach Fig. 1, wobei die Schnittfüh¬rung im Wesentlichen entlang der Darstellungsebene der Fig. 1 und entlang der Hauptachse 17verläuft. Konzentrisch mit der Hauptachse 17 ist die Drehachse der Eingangswelle 2 angeord¬net. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Eingangswelle 2 im Basiskörper 1 über einRotationslager 18 gelagert. Dieses, in der Darstellung linksseitig angeordnete Rotationslager 18ist in der vorliegenden Ausführungsform als Kugellager und insbesondere als Rillenkugellagerausgeführt, um auch axiale Kräfte aufnehmen zu können und dadurch ein Festlager im techni¬schen Sinne zu bilden.

[0034] Die Eingangswelle ist zur Verbesserung der Montierbarkeit und zur Übertragung desEingangsdrehmoments auf weitere Komponenten der Antriebseinheit zweiteilig ausgeführt. Sieumfasst einen ersten Teil 29 sowie einen zweiten Teil 30. Die beiden Teile 29,30 sind über einVerbindungsmittel 19 miteinander verbunden. Dieses Verbindungsmittel 19 ist in der vorliegen¬den Ausführungsform als im Wesentlichen axial verlaufende, konzentrisch angeordneteSchraubverbindung bzw. Schraube ausgeführt. Die Eingangswelle ragt an zumindest einerStelle aus dem Basiskörper 1 heraus und bietet dadurch die Möglichkeit der Verbindung miteinem Eingangsantrieb wie beispielsweise einer Kurbel. In der vorliegenden Ausführungsformist eine derartige Verbindungsstelle am ersten Teil 29 der Eingangswelle 2 und eine am zweiten

Teil 30 der Eingangswelle 2 vorgesehen. Die Eingangswelle 2 umfasst ferner eine Verbin¬dungsstelle zur Verbindung mit einem Freilauflager 11. In der vorliegenden Ausführungsform istdiese Verbindungsstelle als ringförmige stirnseitig angeordnete Nut in einer Schulter der Ein¬gangswelle 2 bzw. als Freilaufhülse ausgeführt. Durch Außenverzahnung und/oder Außenver¬schraubung wird das Freilauflager 11 mit der Eingangswelle 2 verbunden. Das Freilauflager 11umfasst einen Freilauflagereingangskörper 12 sowie einen Freilauflagerausgangskörper 13. DerFreilauflagereingangskörper 12 und der Freilauflagerausgangskörper 13 sind über eine Freilauf¬lagerkupplung 14 gegebenenfalls miteinander gekoppelt. Das Freilauflager ist funktionsmäßigherkömmlichen Freilauflagern entsprechend. So ist eine Kraft- oder Drehmomentübertragung ineine Drehrichtung möglich - in die andere Drehrichtung jedoch wechselt die Freilauflagerkupp¬lung 14 von einem gesperrten Zustand in einen freigegebenen Zustand, womit eine Relativdre¬hung des Freilaufeingangskörpers zum Freilaufausgangskörper ermöglicht ist. Praktisch be¬trachtet bedeutet dies, dass in eine Drehrichtung Drehmoment übertragen werden kann, in dieandere Richtung jedoch eine Entkopplung stattfindet.

[0035] Der Freilauflagerausgangskörper 13 ist mit dem Messgrößenaufnehmer 4 drehverbun¬den. Die Funktionsweise des Messgrößenaufnehmers wird anhand der Fig.4 näher beschrie¬ben. Gemäß einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform entfällt das Freilauflager,wodurch der Messgrößenaufnehmer 4 oder zumindest Elemente des Messgrößenaufnehmers 4mit der Eingangswelle 2 und insbesondere mit dem zweiten Teil 30 der Eingangswelle 2 dreh¬verbunden sind. Ein Entfall des Freilauflagers bedeutet in der vorliegenden Konfiguration eineständige Drehverbindung des Abtriebskörpers 3 mit der Eingangswelle 2.

[0036] Der Messgrößenaufnehmer 4 und insbesondere zumindest ein Teil des Messgrößenauf¬nehmers 4 ist mit dem Abtriebskörper 3 drehverbunden. Der Messgrößenaufnehmer 4 umfassteinen oder mehrere Sensoren 31, 35. Diese sind im Wesentlichen starr mit dem Basiskörper 1verbunden.

[0037] Ferner umfasst die erfindungsgemäße Antriebseinheit einen Drehantrieb 8. In der vorlie¬genden Ausführung ist dieser als herkömmlicher Elektromotor ausgeführt. Er umfasst einenRotor 10 sowie einen Stator 9. Der Stator 9 ist starr mit dem Basiskörper 1 verbunden. DerRotor 10 ist mit dem Abtriebskörper 3 drehverbunden. In einer bevorzugten Ausführung ist zurÜbertragung des Drehmoments und/oder der Drehung des Drehantriebs 8 ein Getriebe 5 vor¬gesehen. Dieses Getriebe ist in der vorliegenden Darstellung schematisch, als Taumelgetriebeausgeführt. Das Drehmoment wird von einem Getriebeeingangskörper 6 über eine Taumel¬scheibe auf einen Getriebeausgangskörper 7 übertragen und dabei untersetzt. Bei dem darge¬stellten Magnettaumelgetriebe geschieht die Übertragung über einander magnetisch anziehen¬de Komponenten, von denen ein magnetischer Partner auf dem Taumelkörper und ein Partnerauf dem Getriebeausgangskörper sitzt. Jedoch ist auch eine Übertragung über Zahnflankenmöglich. Es können herkömmliche Magnettaumelgetriebe, herkömmliche Taumelgetriebe sowieandere geeignete Getriebe eigesetzt werden. Der Getriebeausgangskörper 7 kann mit demAbtriebskörper 3 verbunden und insbesondere einstückig ausgeführt sein.

[0038] Ferner ist ein Wuchtkörper 32 vorgesehen. Der Wuchtkörper 32 ist vorrangig dazu ver¬wendet, um zusätzlich etwaige Taumel oder Exzenterbewegungen von Elementen des Getrie¬bes 5 auszugleichen.

Zusätzlich kann über das Wuchtgewicht eine eventuelle Unwucht des Rotors ausgeglichenwerden.

[0039] Zur Verbindung des Stators und Teilen des Getriebes oder des Gehäuses sind wiede¬rum Verbindungsmittel 19 vorgesehen, die als Schraube bzw. Schraubverbindung ausgeführtsein können.

[0040] In der vorliegenden Ausführungsform weisen alle drehbar angeordneten Komponentender Antriebseinheit im Wesentlichen eine einzige Drehachse auf, die mit der Hauptachse 17zusammenfällt. Zur Drehverbindung und Drehlagerung der einzelnen Komponenten sind meh¬rere Rotationslager 18 vorgesehen. So ist die Eingangswelle 2 im Basiskörper 1 über ein Rota¬tionslager 18 drehbar gelagert. Die Eingangswelle 2 ist dazu eingerichtet als Lagerstelle für weitere Komponenten zu dienen. So sind Elemente des Messgrößenaufnehmers 4 auf derEingangswelle 2 über Rotationslager 18 gelagert. Diese oder dieses ist als herkömmlichesGleitlager ausgeführt. Auch der Abtriebskörper 3 ist direkt oder indirekt über ein Rotationslager18 auf der Eingangswelle gelagert. Die Eingangswelle ist somit nicht ausschließlich zur Dreh¬momentübertragung ausgebildet, sondern ist selbst integraler Bestandteil der Antriebseinheitund übernimmt auch weitere Aufgaben wie beispielsweise die Lagerung weiterer Komponentenoder die Verbindung mit einem Freilauflager. Ebenso ist der Messgrößenaufnehmer 4 ausge¬staltet.

[0041] Bevorzugt sind bei jenen Lagerstellen Gleitlager vorgesehen, die nur eine geringe Ver¬drehung z.B. bis zu 10° zueinander erfahren. Über 360° drehende Rotationslager sind bevor¬zugt als Wälzlager oder Kugellager ausgeführt.

[0042] Fig. 4 zeigt ein Detail der Ausführungsform aus Fig. 3. Die Schnittdarstellung zeigt dieEingangswelle 2 bestehend aus einem ersten Teil 29, einem zweiten Teil 30 und einem Verbin¬dungsmittel 19. Die Eingangswelle 2 und der Eingangskörper 33 umfassen jeweils eine Nut zurAufnahme des Freilauflagers 11. Das Freilauflager 11 wiederum umfasst einen Freilauflager¬eingangskörper 12, einen Freilauflagerausgangskörper 13 sowie eine Freilauflagerkupplung 14.Am Freilauflagerausgangskörper 13 ist eine Verbindungsstelle zum Messgrößenaufnehmer 4vorgesehen. Das Freilauflager entspricht funktionsmäßig üblichen Freilauflagern. Das Drehmo¬ment kann in eine Drehrichtung übertragen werden - in die andere Drehrichtung ist das Lagerentkoppelt. Eine Relativdrehung des Freilauflagereingangskörpers 12 zum Freilauflageraus¬gangskörper 13 ist in Antriebsrichtung blockiert. Gegen die Antriebsrichtung ist eine Relativdre¬hung des Freilauflagereingangskörpers zum Freilauflagerausgangskörper 13 ermöglicht. Dazuweist das Freilauflager 11 eine Freilauflagerkupplung 14 auf. Diese ist beispielsweise als säge¬zahnförmiger Ring ausgebildet. Zähne, die drehstarr mit dem Freilauflagereingangskörper 12verbunden sind verhaken sich in komplementären Zähnen des Freilauflagerausgangskörper 13,wenn eine Relativdrehung oder ein Drehmoment in Antriebsrichtung angeregt ist. In die andereRichtung, also gegen die Antriebsdrehrichtung findet keine Verhakung der Zähne statt. Somit isteine Entkopplung des Freilauflagereingangskörpers 12 zum Freilauflagerausgangskörper 13gegeben.

[0043] Der Messgrößenaufnehmer 4 umfasst einen Eingangskörper 33 und einen Ausgangs¬körper 34. Der Eingangskörper 33 ist mit dem Freilauflagerausgangskörper 13 drehverbunden.Der Eingangskörper 33 ist über eine elastische Kupplung mit dem Ausgangskörper 34 verbun¬den. Der Ausgangskörper 34 ist mit dem Abtriebskörper 3 oder mit einer Welle verbunden, diemit dem Abtriebskörper 3 drehverbunden ist. Somit wird das durch die Eingangswelle 2 überdas Freilauflager übertragene Drehmoment weiter über den Messgrößenaufnehmer 4 an denAbtriebskörper 3 übertragen. Der Messgrößenaufnehmer 4 umfasst ferner zumindest einen,bevorzugt zwei Sensoren 31, 35. Der Eingangskörper 33 und der Ausgangskörper 34 sindelastisch miteinander gekoppelt. Wird ein Drehmoment über den Messgrößenaufnehmer 4übertragen, so kommt es im Rahmen der kinematischen Möglichkeiten zu einer leichten Ver¬drehung des Eingangskörpers 33 zum Ausgangskörper 34. Die Sensoren 31, 35 sind dazueingerichtet, die Drehung des Eingangskörpers 33 und/oder des Ausgangskörpers zu detektie-ren. Kommt es nun infolge eines Antriebsdrehmoments zu einer leichten Verdrehung des Aus¬gangskörpers 34 zum Eingangskörpers 33 so wird dies detektiert. Die Signale der Sensorenwerden an die Datenverarbeitungseinheit 16 weitergegeben. Aus der Verdrehung in Kombinati¬on mit der Federkennlinie der elastischen Kupplung kann das Drehmoment berechnet werden.Die Sensoren 31,35 sind in bevorzugter Weise starr mit dem Basiskörper 1 verbunden. Sie sinddemnach nicht mitdrehend ausgeführt. Die Datenverarbeitungseinheit 16 ist ebenfalls drehstarrmit den Sensoren 31, 35 und mit dem Basiskörper 1 verbunden. Die Eingangswelle 2 hingegenist über ein Rotationslager 18 drehbar gelagert.

[0044] Ferner ist der Eingangskörper 33 auf der Eingangswelle 2 über ein Rotationslager 18gelagert. Auch der Abtriebskörper 3 ist an der Eingangswelle 2 über ein Rotationslager 18gelagert. Diese Lager sind beispielsweise als Gleitlager ausgeführt.

[0045] Fig. 5 zeigt den schematischen Aufbau einer exemplarischen Steuerungseinheitund/oder einer Datenverarbeitungseinheit sowie der angeschlossenen Komponenten. Vorgese¬hen ist ein CAN-Bus 36, ein DC/DC Modul zur Energieversorgung, ein CAN-Driver 37, einDIPSW 39, ein BEEP-Modul 40, ein LED-Modul 41, ein Eingang für diverse Interfaces 42 wiebeispielsweise analoge Leistungserfordernis, analoge Bremse, digitale Bremse eins, digitaleBremse zwei, Geschwindigkeitsanforderung und weitere Steuerungssignale, die insbesondereüber die Dateneingabevorrichtung eingegeben werden.

[0046] Ferner sind ein Beschleunigungssensor 43, der Drehmomentmesser 44, ein JTAG 45,ein TMP (NTC) - Temperatursensor 47 sowie Schnittstellen USB 46, und RS232 48 vorgese¬hen.

[0047] Ferner umfasst die Datenverarbeitungseinheit einen Prozessor 55. Dieser ist über einASC711-Modul 49 mit der power bridge 50 verbunden. Diese ist auch mit der Phase eins 51,Phase zwei 52 und Phase drei 53 des Elektromotors 56 verbunden. Der Motor umfasst fernergegebenenfalls drei Hallsensoren 54 sowie einen TMP - Temperatursensor 47 beispielsweiseein NTC, PTC oder ein anderer Sensor.

[0048] In weiterer Folge wird eine beispielhafte Ausführungsform als Fahrrad-Mittelmotor detail¬liert beschrieben. Dabei entspricht der Verbund „Gehäuse-Getriebedeckel-Kartuschendeckel“im Wesentlichen dem Basiskörper; die Freilaufhülse dem Eingangskörper des Messgrößenauf¬nehmers; die innere Abtriebswelle dem Ausgangskörper des Messgrößenaufnehmers und/oderdem Abtriebskörper; der Motorcontroller der Datenverarbeitungseinheit.

[0049] Um die oben beschriebene Bauform zu erreichen wird das gesamte System koaxialarrangiert. Die koaxiale Anordnung umfasst alle Komponenten des Systems, wie das Getriebe,den Elektromotor (z.B. ein PMSM - Permanent Magnet Synchron Machine), die Elektronik, denFreilauf und die Drehmoment-/Drehzahlmessung.

Kragen bzw. laschen-förmige Ausprägungen rechtsseitig am Außenumfang des Getriebesbilden die Montagefläche zum Fahrradrahmen. Im Fahrradrahmen ist anstelle des Innenlager¬rohres ein hülsenförmiges Stück mit großem Durchmesser zur Aufnahme der Antriebseinheitvorgesehen. Die innere linksseitige Abschlussfläche des Getriebes, der Getriebedeckel, ist soausgeführt, dass der Stator des Elektromotors zentrisch montiert werden kann. Ausgehend vondiesem Getriebedeckel wird stapelförmig der elektrische Teil des Antriebs aufgebaut.

[0050] In Wellennähe ist entsprechender Bau-Raum für ein notwendiges Wuchtgewicht vorge¬sehen, welches umso kleiner wird, je größer der Abstand vom Getriebe ist. Zwischen demWuchtgewicht und dem Getriebe ist der Rotor (permanent-magnet) gehaltert. In allen Bauteilendes schichtartigen Arrangements sind jeweils vier Bohrungen bzw. Gewinde entlang des Um¬fangs zur Fixierung vorgesehen.

Der Stator wird als tragendes Bauteil mit zwei planparallelen Flächen in den Schichtaufbauintegriert. Eine Fläche des Stators liegt direkt am Getriebedeckel auf. An der gegenüberliegen¬den Seite wird mit Distanzhülsen ein ferromagnetisches Blech gehaltert, um Einflüsse voninduktiven Wechselfeldern vom Elektromotor auf die benachbarte Datenverarbeitungseinheitinklusive Leistungselektronik zu verhindern. Dies ist notwendig, um die unmittelbar dahinterlie¬gende gedruckte Schaltung vor Induktion von Spannungen in hochohmige Leitungsteile zuschützen. Dieses Schirmblech ist planparallel zum Stator angebracht. Eine weitere Distanzhül¬se, entlang der vier Befestigungsachsen, gib den Bau-Raum für die Unterseite der gedrucktenSchaltung frei und bietet dem abschließenden Kartuschen-Deckel die Gegenkraft zum kraft¬schlüssigen Verschrauben des Pakets.

Die gedruckte Schaltung beinhaltet die Aufbereitung aller notwendigen Versorgungsspannun¬gen aus dem Akku heraus. Ein Mikrocontroller steuert periphere Geräte, regelt den Motor,kommuniziert über Schnittstellen und misst Umgebungsgrößen.

Am Umfang der gedruckten Schaltung sind Steckverbindungen für alle Ein-/Ausgänge vorgese¬hen. Diese Steckverbindungen und ein Teil der Schaltung sind auf der Oberseite arrangiert. Umeinerseits eine gute Kühlung der Leistungsbauelemente und eine zuverlässige elektrischeIsolation zu erreichen ist dieser Kartuschen-Deckel aus Aluminium mit elektrolytisch oxidierter veredelter Oberfläche ausgeführt. Um eine große Kontaktfläche zur Verlustwärmeableitung zuerzielen sind die Räume aller Bauteile auf dieser Seite als Taschen aus dem Inneren des Kar-tuschen-Deckels ausgefräst. Die gedruckte Schaltung wird durch Schrauben am Kartuschen-Deckel fixiert und ist nicht an einer Kraftdurchleitung beteiligt. Koaxial zur Motorwelle werden ander Innenseite die notwendigen Elektrolytkondensatoren ringförmig um den linken Teil derTretwelle herum arrangiert. Die planparallele Fläche auf diesen Kondensatoren zur gedrucktenSchaltung ist jene Ebene an der die optische Messeinrichtung zur Erfassung des Drehmomentsangebracht wird.

[0051] Zwischen dem Getriebedeckel und dem Kartuschen-Deckel wird ein dünnes Rohrstückgedichtet eingespannt, welches den Aufbau vor Staub und Spritzwasser schützen soll. Von denSteckverbindungen an der gedruckten Schaltung führen die Leitungen durch dieses Abdeckrohrin das Innere des Fahrradrahmens. Der Kartuschen-Deckel ist wiederum radial gedichtet in derTretlagerhülse des Fahrradrahmens einzuschieben. Das Rillenkugellager welches die linkeTretwelle aufnimmt wird in den Kartusche-Deckel eingepresst und der Außenring mit einemSicherungsring gegen axiale Bewegung abgestützt. Wellenseitig ist der Innenring mit einemKragen und einem Wellensicherungsring gegen axialen Bewegung abgestützt. Die Ausprägungdieser Stelle als Festlager erlaubt gleichzeitig axiale Aufbautoleranzen der Tretwelle in RichtungGetriebe-Abtrieb, das gleitgelagert ist.

[0052] Die Kraftübertragung erfolgt über an das System angeflanschte Kurbeln auf eine geteilteTretwelle. Zur Erfüllung der Montagesequenz und zur Aufnahme weiterer Funktionen, wie Frei¬lauf und Drehzahl-/Drehmomentmessung, ist die Tretwelle, also die Eingangswelle, geteiltausgeführt. Um dem Festigkeitsanspruch der Tretwelle, hier speziell für den Fahrradgebrauch,gerecht zu werden, wird bevorzugt ein fester Stahl mit hoher Streckgrenze verwendet. DieTrennstelle der Tretwelle ist gleichzeitig die Verbindungsstelle vom linken Teil der Tretwelle unddem rechten Teil der Tretwelle und ist als Konus-Sitz ausgeführt. Die jeweilige Kurbelaufnahmeder Tretwellenenden lassen mehrere Montageausrichtungen zu. Um initial sicher zu stellen,dass die linke und rechte Kurbel genau 180° zueinander montiert werden können, wurde einStift am Umfang des Kegels in der Verbindungsstelle der zwei Tretwellenhälften eingebaut. Dieaxiale Vorspannkraft wird mit einer Gewindeschraube auf den Konus aufgebracht. Die Tretwel¬lenteile sind hohlgedreht und die Wellenenden sind mit ISIS-Standard Aufnahmen mit M12 oderM15 Schrauben versehen.

Die verbundenen Tretwellenteile sind einseitig (links) gegen axiale Bewegung am Kartuschen-Deckel festgelagert. Das Festlager besteht aus einem gedichteten einreihigen Rillenkugellagermit Sicherungsring.

Der rechte Teil der Tretwelle (kettenblattseitig/abtriebskörperseitig), ist so ausgeführt, dass ander äußeren Seite ein Gleitlager zur Abstützung von Normalkräften aufgezogen werden kann,und an der inneren Seite ein Gewindering zur Freilauflageraufnahme eingeschraubt werdenkann.

[0053] Ausgehend von dem Gewindering des Freilauflagereingangskörpers wird bei diesemFreilauflager das Drehmoment in eine Richtung durch axiale freilaufende Zahnscheiben aufeinen gegenüberliegenden Gewindering des Freilauflagerausgangskörpers übertragen. DieZahnscheiben sind zum Einrasten federvorgespannt und Teil der Freilauflagerkupplung. DasGleitlager wird mit einem Wellensicherungsring gegen axiale Bewegung gesichert. Auf demlinken Teil der Tretwelle ist eine Gleitfläche für ein Lager vorgesehen welches den Gegenteilder Freilaufscheibe führt. Da das federvorgespannte Freilauflager Axialkräfte ausübt sind an derTretwelle und an der Freilaufhülse Anlaufflächen vorgesehen. Die axialen Kräfte sind nicht sehrhoch, es muss aber dafür Sorge getragen werden, dass das Kronenende der Freilaufhülsepräzise durch die optische Messeinrichtung, den Sensor geführt wird.

Koaxial zu dieser Freilaufhülse ist eine innere Abtriebswelle - der Ausgangskörper - an demGetriebeausgangskörper angelegt. Die Drehmomentübertragung von der Freilaufhülse an dieinnere Abtriebswelle / den Ausgangskörper ist flexibel ausgeführt. Elastische Elemente, die dieUmfangskraft in eine Richtung aufnehmen sorgen für einen drehmomentabhängigen Winkelver¬satz unter zunehmendem Drehmoment zwischen Freilaufhülse und innerer Abtriebswel¬ le/Ausgangskörper. Die elastischen Elemente haben das maximal-auftretende Drehmomentohne Beschädigung zu übertragen und sollen gleichzeitig einen möglichst linearen Versatzwin¬kel erzeugen.

[0054] Sowohl an der Freilaufhülse als auch am Abtriebs Rohr, ist axialstirnseitig eine Kroneangebracht. Die Drehung jeder Krone wird von einem optischen Sensor erfasst. Die Drehzahlenbeider Kronen sind stets gleich (kein Schlupf zwischen den beiden Wellenteilen). Bei zuneh¬mendem Versatzwinkel, bedingt durch ein erhöhtes Drehmoment, ändert sich das zeitlicheSignal der sensorisch erfassten Kronenzacken. Das Drehmoment wird als zeitliche Differenzerfasst, diese zeitliche Verschiebung ist das Messprinzip der Vorrichtung. Entlang einer Umdre¬hung gibt es n Messpunkte an denen das Moment berechnet werden kann, wobei n gleichzeitigdie Anzahl der Kronenzacken ist.

[0055] Um beide Kronen präzise durch die optische(n) Messeinrichtung(en) zu führen undgleichzeitig ein Verdrehen dieser zueinander zu ermöglichen ist an der Kontaktfläche ebenfallsein Gleitlager eingezogen. Dieses Lager stützt weder Normal- noch Axialkräfte ab sondern dientnur der Zentrierung.

Die Drehmomentübertragung zwischen der Freilaufhülse und der Abtriebswelle geschieht übereine Verzahnung, welche die Umfangskräfte tangential durch ein elastisches Element führt, dassich unter Krafteinwirkung in seiner Geometrie entlang des Umfangs verändert.

Die Umfangskraft wird auf mehrere Segmente aufgeteilt. Jedes dieser Segmente ist von einemZahn an der Freilaufhülse und einem Zahn an der Abtriebs-Welle mit einem zwischenliegendenelastischen Element abgegrenzt. Die auftretende Umfangskraft teilt sich gleichmäßig auf dieÜbertragungselemente auf. Aufgrund der sehr hohen Umfangskräfte an dieser Stelle sind ins¬besondere die maximal zulässige Flächenpressung als auch die maximal zulässigen Biege¬spannungen der verwendeten Werkstoffe zu berücksichtigen. Elastomere als elastische Ele¬mente besitzen die Eigenschaft eines zwar linearen Zugmoduls, jedoch eines stark progressi¬ven Druckmoduls, insbesondere wenn die Verformung der Elastomere geometrisch limitiert ist.Diese Eigenschaft wird hier funktionsfördernd eingesetzt um einerseits eine hohe Linearität derMessgröße bei geringem Drehmoment zur erreichen und andererseits bei einem maximal zuübertragenden Moment keinen zu großen und somit benutzerunfreundlichen Versatzwinkelaufzuweisen. Die Formgebung der Elastomere ist so gewählt, dass die auftretenden Scher¬spannungen im Inneren des Teils stattfinden. Ein Funktionsausfall durch Materialbruch wirddahingehend minimiert, dass zwar die Messgrößenerfassung gestört ist, die Drehmomentüber¬tragung jedoch gewährleistet bleibt (ausfallssicher).

Das rechte Ende der Abtriebswelle ist gleichzeitig die gebohrte Aufnahme des Gleitlagers,welches das rechte Tretwellenende abstützt. Die Abtriebswelle ist über den Getriebeabtriebzentriert und gelagert. Relativbewegungen am Gleitlager zwischen Abtriebswelle und demrechten Teil der Tretwelle finden ausschließlich als geringe Oszillationen über wenige Winkel¬grade in der Frequenz der doppelten Kadenz statt. Die abtriebsseitige Festlagerung der Ab¬triebswelle sichert die erforderliche Lagegenauigkeit. Das Getriebe führt in geringem radialemAbstand auch die sehr schnell drehende Motorwelle, welche die Abtriebswelle nicht berührendarf. Der Einbau eines Lagers zur Führung der beiden Wellen ist aufgrund des geringen Bau-Raums nicht möglich bzw. notwendig. Der Getriebeabtrieb ist ringförmig und als Kopplungsele¬ment mit Gewindeverbindungen an ein Zwischenbauteil ausgeführt, an welches mehrere Ket¬tenblätter gleichzeitig in für Fahrräder üblichen Anschlussmaßen befestigt werden können.

[0056] Durch die erfindungsgemäße Antriebseinheit können ferner folgende Funktionen umge¬setzt werden: REKUPERATION / ENERGIERÜCKGEWINNUNG: [0057] Wenn die Hinterradnabe keinen Freilauf integriert hat (Kette läuft permanent) kann dieRollenergie zur Rekuperation (Energierückgewinnung) genutzt werden. Dies ist unter Verwen¬dung eines Kettenblatts vorne und hinten möglich, wenn keine Kassettenschaltung eingesetztwird („Single Speed“). Über diesen Systemaufbau lässt sich zusätzlich eine elektrische Hinter¬radbremse realisieren. RÜCKTRITT: [0058] Das Gesamtsystem kann auch für Spezialanforderungen ohne Freilauf realisiert werden.Wird der Freilauf weggelassen (Drehmomentmessung bleibt davon unberührt), was kleinemechanische Änderungen des Achsdesigns zur Folge hat, kann das System auch für Hinter¬radnaben mit Rücktritt verwendet werden, da eine Kraftübertragung in gegengesetzter Richtungzur Fahrbewegung ausgeübt werden kann und somit eine Rücktrittfunktion möglich ist. ELEKTRISCHE BREMSE: [0059] Basierend auf der Funktion der Energierückgewinnung kann das System eine elektri¬sche Bremse realisieren. Die Ansteuerung der Bremse kann auf zwei Wegen erfolgen: 1. BEDIENELEMENT AM LENKER: [0060] Über ein Bedienelement (Bremshebel, Drehgriff, Schalter o.ä.) kann der elektrischeMotor als Bremse analog bzw. digital über den Motorcontroller angesteuert werden. Durch diedirekte Kraftkopplung des Antriebes zum Hinterrad, ohne Freilauf, wird die Gegenkraft desMotors bei einer Bremsansteuerung auf das Hinterrad übertragen. Die Funktionalität wird durchdie Motorcontroller-Software ermöglicht. 2. ENTGEGENGESETZTE DREHMOMENTMESSUNG: [0061] Die Drehmomentmessung kann so erweitert werden, dass eine Kraftmessung der Kur¬belkräfte in beide Drehrichtungen (vor und zurück) erfolgen kann. Über diesen Weg lässt sicheine elektrische Rücktrittbremse erzielen. Der Radfahrer muss zum Bremsen eine Gegenkraftauf die Pedale aufbringen, die Drehmomentmessung erkennt diese Gegenkraft und über dieMotorcontrollersoftware wird eine, der Kraft entsprechende Bremswirkung über den Motorrealisiert. MOTORCONTROLLER UND SOFTWARE: [0062] Es findet eine 3-Phasen Steuerung mit B6-Brücke statt. Es kommen 3 Ansteuerungsver¬fahren zur Anwendung. KALIBRIERUNG MITTELS OPEN-LOOP-VERFAHREN: [0063] Das Open-Loop-Verfahren dient zur initialen Kalibrierung der Software und zur genauenBestimmung der Sensorpositionen um eine optimale Ansteuerung des Elektromotors zu errei¬chen. Beim Open-Loop-Verfahren wird der Winkel für die gewünschte Rotorposition vorgege¬ben und künstlich inkrementiert (0° - 360°), der Rotor folgt dem durch die im Motorcontrollerimplementierten Steuerung vorgegebenen Theta-Winkel (Θ).

Da die manuelle Positionierung der Hallsensoren im jeweiligen Sektor am Stator gewissenFertigungstoleranzen unterliegt, tritt in den meisten Fällen ein leichter Winkelversatz (+/- x°) dereinzelnen Sensoren auf, d.h. die Sensoren befinden sich nicht genau am zughörigen Winkel¬grad (z.B. statt 60° an Position 57°).

Durch einen initialen Motoren-Testlauf mit n Umdrehungen (z.B. 100) nach dem Open- Loop-Verfahren kann der entsprechende Winkelversatz der einzelnen Hallsensoren ausgemessenund ein sogenannter Base-Degree berechnet werden (Mittelwert der Winkelabweichungen beijeder Umdrehung von n Messungen). Dieser Winkel-Offset wird in einen nicht-flüchtigen Spei¬cher am Mikrocontroller geschrieben und bildet die Basis zur genauen Winkelberechnung imClosed-Loop-Verfahren für diesen ausgemessenen Motor. Über diesen Base-Degree wird diegenaue Länge jedes einzelnen Sektors (Beispiel Sektorenaufteilung in der Theorie=60760760760760760°; in der Praxis: 57761760762756764°) bestimmt. Zusätzlich kann derNullpunkt des Motors angepasst werden (Korrektur des Nullpunkt-Offset). BETRIEB IM CLOSED-LOOP-VERFAHREN: [0064] Im laufenden Betrieb werden im Closed-Loop-Verfahren zwei Ansteuerungsmethodenverwendet die SVPWM (=Space Vector Pulse Width Modulation) und die FOC (=Field OrientedControl). Für die Closed-Loop ist ein sogenannter Sector-Degree erforderlich, der sich aus derInterpolation der Winkelgeschwindigkeit des vorangegangenen Hall-Sektors ergibt.

Die Rotorposition wird über drei Hallsensoren ausgewertet, dadurch bekommt man eine theore¬tische Winkelauflösung von 60 Grad pro Sektor, wobei auch in der Closed Loop der Sektoren¬winkel interpoliert wird um eine noch genauere Auflösung zu bekommen. Der Sector-Degreewird nun durch Addition mit dem Base-Degree aus der initialen Kalibrierung verfeinert. DieSumme der beiden Winkel ergibt letztendlich einen genaueren Theta-Winkel zur Motoransteue-rung als sich ohne Kalibrierung erreichen ließe.

Durch die Verwendung der Kalibrierungsergebnisse in der Motorsteuerung wird eine genauere(individuell angepasste) Ansteuerung der einzelnen Motoren erreicht, was eine Steigerung derEffizienz und Laufruhe zur Folge hat. ÜBERGANG VON CLOSED-LOOP AUF BACK-EMF: [0065] Durch Messung der Spannung / des Stroms an der jeweils nicht aktiven Phase in einemlaufenden System lässt sich eine noch genauere Positionsbestimmung des Rotors, als nur mitHallsensoren, wie im Closed-Loop Verfahren verwendet, erzielen. Zum Anfahren des Systemsaus dem Stillstand kommt das Closed-Loop Verfahren zum Einsatz, das anschließend im Fähr¬betrieb auf Back-EMF umgestellt werden kann. TEMPERATURMANAGEMENT: [0066] Die Temperatur des Systems wird an 2 Stellen (1x Print, 1x Motor) im Betrieb über¬wacht. Im Falle einer Überhitzung erkennt die Software frühzeitig einen außerordentlichenTemperaturanstieg und regelt die Leistung des Systems automatisch hinunter um einen Total¬ausfall des Systems zu verhindern. Steigt die Temperatur dennoch weiter an wird bei Über¬schreitung eines Temperaturschwellwertes das System letztendlich abgeschaltet. 3-BIT BESTÜCKUNGSCODE / DIL-SWITCH: [0067] Am Print können hardwareseitig über 3 Widerstände spezielle Konfigurationen der Soft¬ware aufgerufen werden. Je nachdem welcher der 3 Widerstände eingesetzt wird werden un¬terschiedliche Programmcodes aufgerufen und abgearbeitet. Der Vorteil der Konfiguration überspezielle Hardwareeigenschaften liegt v.a. darin, dass nur eine Firmware für unterschiedlicheBetriebsspezifikation des Motorcontrollers (z.B. aufgrund unterschiedliche länderspezifischeGesetzesvorgaben) erstellt werden muss, was eine Weiterentwicklung für unterschiedlicheAnforderungen deutlich vereinfacht. Beim 3-Bit Bestückungscode ist keine nachträgliche Ände¬rung der auszuführenden Programmsequenzen möglich. Über den DIL-Switch (4 Schalter) lässt sich dasselbe Ergebnis wie beim 3-Bit Bestückungscodeerzielen. Hier ist eine nachträgliche Änderung der auszuführenden Programmsequenzen überdie DIL-Schalter möglich. FIRMWARE: [0068] Über den USB-Port am Print lassen sich neue Firmware bzw. Updates einspielen. Dar¬über hinaus können über den USB-Port Fehler ausgelesen werden bzw. Systemparametereingestellt werden. Bei jeder Systemabschaltung werden aktuelle Schwellwerte (min./max,Erschütterung, min./max. Temperatur, Betriebsstunden u.ä.) in den nicht-flüchtigen Speicherdes Mikrokontrollers zur Fehlererkennung und Garantienachverfolgung geschrieben. SLEEP-MODE/ENERGIESPAREN: [0069] Nach einer definierten Inaktivitätszeit des Systems, oder durch Betätigung des on/offSchalters, schaltet die Software automatisch in den Sleep-Mode. Im Sleep-Mode werden alle

Spannungsversorgungen des Systems abgeschaltet um einen möglichst geringer Stromver¬brauch im Ruhezustand zu erreichen. Über eine externe CAN-Message kann das System wie¬der aus dem Sleep-Mode aufgeweckt werden. Energiesparen durch abschalten aller System¬versorgungen, Aufwecken überz.B. CAN-Message. BATTERIESPANNUNGSMESSUNG/-SCHUTZ: [0070] Der Motorcontroller besitzt zur einfachen Ladezustandsanzeige (z.B. Spannungsmes¬sung) und zum Schutz der Batterie vor Unterspannung bzw. Überströmen entsprechendenHardware und Softwareeigenschaften, dass jeder Akku (proprietär oder nicht) mit dem erfin¬dungsgemäßen Motorcontroller verbunden werden kann. Eine Integration von Fremdhersteller-Akkus lässt sich so im Plug&Play Verfahren schnell realisieren. NEIGUNGS-/BESCHLEUNIGUNGSSENSOR: [0071] Der Motorcontroller ist mit einem mehrachsigen Beschleunigungssensor ausgestattet,der einerseits zur Feststellung einer unsachgemäßen Handhabung Daten liefern kann (Garan¬tieansprüche) und andererseits den Fahrkomfort durch jeweils aktuelle Erkennung der topogra¬phischen Gegebenheiten optimiert (Anstiegserkennung mit automatischer Anpassung der Un¬terstützungsleistung). Weitere Funktionen, wie Wheele-Funktion, Turbo, u.ä. lassen sich überdiese Sensorik ergänzend realisieren. LED: [0072] Eine LED am Print gibt Zustandsinformationen des Systems über ein entsprechendesLichtsignal aus, wie z.B. Ladezustand des Akkus, Fehlermeldungen, etc.

[0073] Als Messgrößenaufnehmer kann insbesondere ein Messgrößenaufnehmer gemäß deram selben Tag vom selben Anmelder bei Österreichischen Patentamt eingereichten Anmeldungvorgesehen sein.

[0074] In weiterer Folge werden Merkmale eines beispielhaften Messgrößenaufnehmers weiterbeschrieben:

Messgrößenaufnehmer zur dynamischen Erfassung von Drehmoment und/oder Drehzahl um¬fassend: einen im Wesentlichen starren, drehbar angeordneten Eingangskörper zur Koppelungmit der Eingangswelle, einen im Wesentlichen starren, drehbar angeordneten Ausgangskörperzur Koppelung mit der Ausgangswelle, wobei der Eingangskörper drehelastisch mit dem Aus¬gangskörper gekoppelt ist, wobei zur drehelastischen Koppelung zumindest ein elastischerKörper vorgesehen ist, der durch Verdrehung des Eingangskörpers zum Ausgangskörper elas¬tisch verformbar angeordnet ist, wobei der Eingangskörper zumindest einen Eingangsmessfort¬satz aufweist, der bei Drehung des Eingangskörpers periodisch von einem Sensor detektiert ist,und/oder wobei der Ausgangskörper zumindest einen Ausgangsmessfortsatz aufweist, der beiDrehung des Ausgangskörpers periodisch von einem Sensor detektiert ist.

[0075] Der Messgrößenaufnehmer kann weiters die Merkmale umfassen, dass der Eingangs¬körper und der Ausgangskörper koaxial angeordnet sind, dass der Ausgangskörper ring- oderrohrförmig ausgeführt ist und einen Innenraum aufweist, in welchem konzentrisch der Ein¬gangskörper vorgesehen ist, dass der Eingangskörper ring- oder rohrförmig ausgeführt ist undeinen Innenraum aufweist, in welchem konzentrisch der Ausgangskörper vorgesehen ist, dassder Eingangsmessfortsatz in Umfangsrichtung freigestellt ist und durch Drehung des Eingangs¬körpers periodisch durch den Sensor geführt ist und/oder dass der Ausgangsmessfortsatz inUmfangsrichtung freigestellt ist und durch Drehung des Ausgangskörpers periodisch durch denSensor geführt ist, dass der Sensor als Lichtschranke und insbesondere als Gabellichtschrankeausgeführt ist, dass der Eingangsmessfortsatz durch Drehung des Eingangskörpers periodischdie Lichtschranke durchläuft und unterbricht, und/oder dass der Ausgangsmessfortsatz durchDrehung des Ausgangskörpers periodisch die Lichtschranke durchläuft und unterbricht.

[0076] Weitere vorteilhafte Merkmale des Messgrößenaufnehmers können sein, dass am Ein¬gangskörper mehrere kranz- oder kronenförmig in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnete Eingangsmessfortsätze vorgesehen sind, dass am Ausgangskörper mehrerekranz- oder kronenförmig in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnete Aus¬gangsmessfortsätze vorgesehen sind, dass am Eingangskörper eine Eingangskupplungsflankevorgesehen ist, dass am Ausgangskörper eine Ausgangskupplungsflanke vorgesehen ist, dassder elastische Körper zwischen der Eingangskupplungsflanke und der Ausgangskupplungsflan¬ke angeordnet ist, wodurch eine drehelastische, formschlüssige Kupplung des Eingangskörpersmit dem Ausgangskörper hergestellt ist, dass der elastische Körper durch zwischen der Ein¬gangswelle und der Ausgangswelle wirkendem Drehmoment und/oder wirkender Tangential¬kraft elastisch druckverformt ist, dass der elastische Körper aus einem Elastomer gebildet ist,dass in Umfangsrichtung mehrere elastische Körper vorgesehen sind, dass am Eingangskörperein im Wesentlichen radial abstehender Eingangskupplungszahn vorgesehen, durch den inUmfangsrichtung beidseitig Eingangskupplungsflanken gebildet sind, dass am Ausgangskörperein im Wesentlichen radial abstehender Ausgangskupplungszahn vorgesehen ist, durch den inUmfangsrichtung beidseitig Ausgangskupplungsflanken gebildet sind und dass in Umfangsrich¬tung beidseitig des Ausgangskupplungszahns und des Eingangskupplungszahns elastischeKörper vorgesehen sind, die an der jeweiligen Flanke anliegen, dass der Ausgangskupplungs¬zahn in den Zwischenraum zweier Eingangskupplungszähne ragt und/oder dass der Eingangs¬kupplungszahn in den Zwischenraum zweier Ausgangskupplungszähne ragt.

[0077] Ferner kann eine Messeinrichtung zur dynamischen Drehmoment und/oder Drehzahl¬messung umfassend einen Messgrößenaufnehmer nach der vorangegangenen Beschreibungvorgesehen sein, wobei eine mit dem Sensor oder mit den Sensoren verbundene Datenverar¬beitungseinheit vorgesehen ist. BEZUGSZEICHENLISTE: 1. Basiskörper 2. Eingangswelle 3. Abtriebskörper 4. Messgrößenaufnehmer 5. Getriebe 6. Getriebeeingangskörper 7. Getriebeausgangskörper 8. Drehantrieb 9. Stator 10. Rotor 11. Freilauflager 12. Freilauflagereingangskörper 13. Freilauflagerausgangskörper 14. Freilauflagerkupplung 15. Dateneingabevorrichtung 16. Datenverarbeitungseinheit 17. Hauptachse 18. Rotationslager 19. Verbindungsmittel 20. Rahmen 21. Fahrzeugantrieb 22. Straßenrad 23. Tretlageraufnahme 24. Fahrtrichtung 25. Pedalarme 26. Unterrohr 27. Sitzrohr 28. Kettenstrebe 29. Erster Teil 30. Zweiter Teil 31. Sensor 32. Wuchtkörper 33. Eingangskörper 34. Ausgangskörper 35. Sensor 36. CAN-Energiebus 37. CAN Driver

38. DC/DC

39. Dl PSW

40. BEEP

41. LED 42. Interfaces 43. Beschleunigungssensor 44. Drehmomentmessung

45. J-TAG

46. USB

47. TMP 48. RS-232 49. ACS711 50. power bridge 51. Phase 1 52. Phase 2 53. Phase 3 54. Hall 1-3 55. Prozessor 56. Elektromotor

Claims (19)

1. Patentansprüche 1. Antriebseinheit, insbesondere Antriebsunterstützungseinheit zur Unterstützung der Dre¬hung einer Eingangswelle, umfassend: einen Basiskörper (1), eine drehbar gelagerte Eingangswelle (2), einen drehbar gelagertenAbtriebskörper (3), einen Messgrößenaufnehmer (4) zur Erfassung des zwischen der Ein¬gangswelle (2) und dem Abtriebskörper (3) auftretenden Drehmoments, ein Getriebe (5)mit einem Getriebeeingangskörper (6) und einem Getriebeausgangskörper (7) und einenDrehantrieb (8) mit einem Stator (9) und einem Rotor (10), wobei der Stator (9) mit dem Basiskörper (1), der Rotor (10) mit dem Getriebeeingangskör¬per (6) und der Getriebeausgangskörper (7) mit dem Abtriebskörper (3) drehverbunden ist,und wobei die Eingangswelle (2), der Abtriebskörper(3), der Rotor(10), der Getriebeein-gangskörper(6) und der Getriebeausgangskörper (7) koaxial angeordnet sind, dadurchgekennzeichnet, dass das Getriebe als Taumelgetriebe oder als Magnettaumelgetriebeausgeführt ist.
2. 2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Freilauflager (11)zur Koppelung und Entkoppelung der Eingangswelle(2) und dem Abtriebskörper (3) vorge¬sehen ist.
3. 3. Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Freilauflager (11)koaxial zur Eingangswelle(2) angeordnet ist.
4. 4. Antriebseinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Freilauflager (11) einen Freilauflagereingangskörper (12) einen Freilauflagerausgangskörper (13) undeine Freilauflagerkupplung (14) umfasst, wobei der Freilauflagereingangskörper (12) mitder Eingangswelle (2) und der Freilauflagerausgangskörper (13) mit dem Abtriebskörper (3) drehverbunden ist.
5. 5. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dasFreilauflager einen Freilauflagereingangskörper einen Freilauflagerausgangskörper und ei¬ne Freilauflagerkupplung umfasst, wobei eine Verdrehung des Freilauflagereingangskör¬pers zum Freilauflagerausgangskörper in Antriebsrichtung durch die Freilauflagerkupplunggesperrt ist, sodass die Eingangswelle und der Abtriebskörper gekoppelt sind, und wobeieine Verdrehung des Freilauflagereingangskörpers zum Freilauflagerausgangskörper ge¬gen die Antriebsrichtung durch die Freilauflagerkupplung freigegeben ist, sodass die Ein¬gangswelle und der Abtriebskörper entkoppelt sind.
6. 6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieEingangswelle drehbar im Basiskörper gelagert ist.
7. 7. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dasGetriebe eine Untersetzung aufweist, sodass die Ausgangsdrehzahl des Drehantriebs dergewünschten Abtriebsdrehzahl des Abtriebskörpers entspricht, wobei bevorzugt eine Un¬tersetzungsverhältnis von 30 bis 80, besonders bevorzugt von etwa 50 vorgesehen ist oderwobei ein Untersetzungsverhältnis vorgesehen ist, sodass die Ausgangsdrehzahl im Be¬reich von 0-150 Umdrehungen pro Minute beträgt.
8. 8. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass derMessgrößenaufnehmer folgende Komponenten umfasst: einen im Wesentlichen starren, drehbar angeordneten Eingangskörper zur Koppelung mitder Eingangswelle, einen im Wesentlichen starren, drehbar angeordneten Ausgangskörperzur Koppelung mit dem Abtriebskörper, wobei der Eingangskörper drehelastisch mit demAusgangskörper gekoppelt ist, wobei zur drehelastischen Koppelung zumindest ein elasti¬scher Körper vorgesehen ist, der durch Verdrehung des Eingangskörpers zum Ausgangs¬körper elastisch verformbar angeordnet ist und wobei die Drehung des Eingangskörpersund des Ausgangskörpers von einem oder mehreren Sensoren detektiert ist.
9. 9. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eineDateneingabevorrichtung(15) zur Eingabe von Steuerdaten wie beispielsweise Ausgangs¬drehmoment, Ausgangsdrehzahl, Ausgangsleistung, Geschwindigkeit oder Rekuperations-leistung vorgesehen ist, wobei die Dateneingabevorrichtung bevorzugt als elektromechani¬sches Bedienelement wie beispielsweise als Schalthebel, als Pedal oder als Drehschalterausgeführt ist.
10. 10. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eineDatenverarbeitungseinheit(16) zur Verarbeitung der Daten des Messgrößenaufnehmersund der Dateneingabevorrichtung sowie zur Steuerung und/oder Regelung des Drehan¬triebs und/oder externer Systeme wie z.B. einem variablen Getriebe vorgesehen ist.
11. 11. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dieDatenverarbeitungseinheit in der Antriebseinheit integriert ist und insbesondere mit demBasiskörper verbunden ist.
12. 12. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass derBasiskörper flächig an Teilen der Datenverarbeitungseinheit anliegt, sodass von der Da¬tenverarbeitungseinheit abgegebene Wärme über den als Kühlkörper wirkenden Basiskör¬per an die Umgebung geleitet ist, wobei gegebenenfalls der Kühlkörper an der AnlagestelleWärmeleitkörper oder Wärmeleitmittel umfasst.
13. 13. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass derGetriebeeingangskörper, der Getriebeausgangskörper und/oder der Abtriebskörper alsWelle, Rad, Teller, Ritzel oder ähnliches ausgeführt ist.
14. 14. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass aufder Eingangswelle zumindest ein Rotationslagerangeordnet ist, über welches der Freilauf¬lagereingangskörper, der Freilauflagerausgangskörper, der Eingangskörper des Messgrö¬ßenaufnehmers, der Ausgangskörper des Messgrößenaufnehmers, der Abtriebskörperund/oder der Basiskörper gelagert ist.
15. 15. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass derAbtriebskörper über das Getriebe mit dem Rotor drehverbunden ist, dass bei Einleitungvon Drehenergie über den Abtriebskörper der Rotor gegenüber dem Stator verdreht wirdoder ist, und dass der Drehantrieb (8) zur Rückgewinnung der Drehenergie als Generatorwirkt oder betrieben ist.
16. 16. Fahrzeug, insbesondere Fahrrad, umfassend einen Rahmen (20), einen Fahrzeugantrieb(21), und zumindest ein angetriebenes Element zur Fortbewegung des Fahrzeugs wie ins¬besondere ein Straßenrad (22), dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebseinheit nacheinem der vorangegangenen Ansprüche vorgesehen ist, dass der Fahrzeugantrieb(21) zurÜbertragung der Antriebsleistung des Fahrzeugantriebs (21) mit der Eingangswelle dreh¬verbunden ist, dass der Basiskörper mit dem Rahmen (20) verbunden ist und dass dasElement zur Fortbewegung des Fahrzeugs, insbesondere das Straßenrad (22), vom Aus¬gangskörper der Antriebseinheit angetrieben ist.
17. 17. Fahrzeug nach Anspruch 16, wobei das Fahrzeug als Fahrrad ausgeführt ist, welches eineTretlageraufnahme (23) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit inder Tretlageraufnahme angeordnet ist und insbesondere von der Tretlageraufnahme (23)umgeben ist, dass die Eingangswelle im Wesentlichen waagrecht und quer zur Fahrtrich¬tung (24) angeordnet ist und dass an der Eingangswelle beidseitig Pedalarme (25) vorge¬sehen sind.
18. 18. Fahrzeug nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung desAbtriebskörpers über eine Kraftübertragungsvorrichtung wie insbesondere eine Kette, ei¬nen Riemen oder eine Kardanwelle auf das Straßenrad übertragen ist und dass die Kraft¬übertragungsvorrichtung mit dem Straßenrad in beide Drehrichtungen drehverbunden ist.
19. 19. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahr¬zeugantrieb einen Betriebsdrehzahlbereich von null bis 200 U/min, bevorzugt von null bis120 U/Min und besonders bevorzugt von etwa 50-90 U/Min aufweist. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen