DE10056597A1 - Freewheel for electrically driven bicycle has inner and outer shafts with connecting gearing controlled by switching spool - Google Patents

Freewheel for electrically driven bicycle has inner and outer shafts with connecting gearing controlled by switching spool

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DE10056597A1 DE2000156597 DE10056597A DE10056597A1 DE 10056597 A1 DE10056597 A1 DE 10056597A1 DE 2000156597 DE2000156597 DE 2000156597 DE 10056597 A DE10056597 A DE 10056597A DE 10056597 A1 DE10056597 A1 DE 10056597A1
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

The freewheel for an electrically driven bicycle has a radially outer shaft (23) and a concentric inner shaft (19) with gearing (25) to transmit rotation between the shafts. A control 21) controls the switch position of the gearing between drive and release positions. The control has a switching spool (21), which rotates to control the switching position.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltgetriebe für einen Elektroantrieb ei­ nes Fahrrades, sowie einen Elektroantrieb mit einem derartigen Schaltgetrie­ be.The invention relates to a manual transmission for an electric drive egg Bicycle, and an electric drive with such a gearbox be.

Bei Fahrrädern mit einem Hilfsantrieb, wie zum Beispiel einem Elektroantrieb, muss die komplette Antriebseinheit in der Radtrommel, an der die Radspei­ chen befestigt sind, untergebracht werden.For bicycles with an auxiliary drive, such as an electric drive, the complete drive unit in the wheel drum on which the wheel spit Chen are attached to be accommodated.

Problematisch ist hier insbesondere die geringe axiale Erstreckung der Rad­ trommel. Aufgrund des geringen Bauraums und aus Kostengründen besteht ein Bedarf, kleinbauende, schnell laufende Elektromotoren zu verwenden.The small axial extent of the wheel is particularly problematic here drum. Due to the small space and cost reasons a need to use small, fast-running electric motors.

Bei der Verwendung sehr kleinbauender, schnell laufender Elektromotoren muss jedoch wiederum ein Untersetzungsgetriebe mit einer sehr hohen Un­ tersetzung nachgeschaltet werden, um die erforderliche Drehzahl des Rades und somit die gewünschte Fahrgeschwindigkeit zu erreichen. Da das Unter­ setzungsgetriebe ebenfalls in der Radtrommel untergebracht werden muss, steht wiederum nur ein geringer Bauraum zur Verfügung, so dass insbeson­ dere die Unterbringung eines mehrstufigen Untersetzungsgetriebes proble­ matisch ist. Weiterhin sind die Kosten eines Untersetzungsgetriebes mit sehr hoher Untersetzung in der Regel ebenfalls beträchtlich. In der Praxis wird somit oftmals eine Antriebseinheit verwendet, die einen Elektromotor und ein nicht schaltbares Untersetzungsgetriebe verwendet.When using very small, fast-running electric motors However, a reduction gear with a very high Un must again gearing down to the required speed of the wheel and thus to achieve the desired driving speed. Because the sub gearing must also be accommodated in the wheel drum, there is only a small amount of space available, so that in particular who are trying to accommodate a multi-stage reduction gear is matical. Furthermore, the cost of a reduction gear is very high reduction is usually also considerable. In practice thus often uses a drive unit that has an electric motor and a non-switchable reduction gear used.

Bei der Fahrt mit dem Fahrrad mit Elektroantrieb besteht weiterhin in der Re­ gel ein Bedürfnis nach hohen Ausgangsleistungen des Elektroantriebs so­ wohl bei kleinen Drehzahlen, wie zum Beispiel an einer Steigung, als auch bei hohen Drehzahlen, zum Beispiel bei einer ebenen Fahrt mit Maximalge­ schwindigkeit. Herkömmliche kleinbauende, schnell laufende Elektromotoren mit Untersetzungsgetriebe ermöglichen jedoch nicht über den gesamten Drehzahlbereich der Radtrommel eine befriedigende Arbeitsweise. Aufgrund des begrenzten Bauraums und auch aus Kostengründen ist die Verwendung eines Schaltgetriebes, mit dem wahlweise verschiedene Gänge mit unter­ schiedlichen Übersetzungen eingestellt werden können, schwierig.When riding a bike with an electric drive, there is still the right a need for high output power of the electric drive probably at low speeds, such as on an incline, as well at high speeds, for example on a level drive at maximum speed speed. Conventional small-scale, fast-running electric motors with reduction gears, however, do not allow for the whole Speed range of the wheel drum a satisfactory way of working. by virtue of the limited space and also for cost reasons is the use  a manual transmission with which different gears with under different translations can be set, difficult.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber dem Stand der Technik Verbesserungen zu schaffen und insbesondere mit relativ geringem Aufwand ein kleinbauendes, kostengünstiges und robustes Schaltgetriebe mit hoher Untersetzung zu schaffen, das einen Schaltvorgang zwischen zwei Abtriebs­ drehzahlen ermöglicht. Weiterhin soll eine Antriebseinheit unter Verwendung eines derartigen Schaltgetriebes geschaffen werden, die kleinbauend, elekt­ ronisch gesteuert schaltbar und kostengünstig ist und eine hohe Aus­ gangsleistung gewährleistet.The object of the invention is based on the prior art To create improvements and especially with relatively little effort a small, inexpensive and robust manual transmission with high Reduction to create a shift between two output speeds enabled. Furthermore, a drive unit is said to be used of such a gearbox are created, the small size, elect ronisch controlled switchable and inexpensive and a high off performance guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Schaltgetriebe für ei­ nen Elektromotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Hierbei ist insbe­ sondere eine Antriebseinheit nach Anspruch 14 mit einem derartigen Schalt­ getriebe vorgesehen.This object is achieved by a manual transmission for egg NEN electric motor with the features of claim 1. The subclaims describe preferred embodiments of the invention. Here is esp special a drive unit according to claim 14 with such a switching gear provided.

Erfindungsgemäß wird somit eine relative Verstellung eines ersten und zwei­ ten Innenzahnrades erreicht, indem diese über gemeinsame Umlaufzahnrä­ der verbunden sind, die von einer Antriebswelle angetrieben werden. Die Um­ laufzahnräder weisen hierbei axial voneinander getrennte Außenzahnräder auf, von denen jeweils eines mit einem der beiden Innenzahnrades in Eingriff ist. Indem nunmehr die Zähnezahlen der ersten und zweiten Innenzahnräder und/oder die Zähnezahlen der mit diesen in Eingriff stehenden Außenzahnrä­ der jedes Umlaufzahnrades voneinander verschieden sind, weisen das aus dem ersten Innenzahnrad und dem entsprechenden Außenzahnrad gebildete erste Innenradpaarsystem und das aus dem zweiten Innenzahnrad und dem entsprechenden Außenzahnrad gebildete zweite Innenradpaarsystem unter­ schiedliche Übersetzungen auf. Da auf jedem der Umlaufzahnräder die Au­ ßenzahnräder starr miteinander gekoppelt sind, werden die Verstellzahnräder mit Innenverzahnung zu einer Relativverdrehung gezwungen. According to the invention, a relative adjustment of a first and two th internal gear is achieved by this over common orbital gears which are connected, which are driven by a drive shaft. The order Impeller gears have axially separate external gears on, one of which engages with one of the two internal gears is. By now the number of teeth of the first and second internal gears and / or the number of teeth of the external teeth meshing with them of each orbital gear are different from each other, show that the first internal gear and the corresponding external gear first internal gear pair system and that of the second internal gear and the corresponding outer gear formed second inner gear pair system different translations. Since the Au on each of the planet gears External gears are rigidly coupled to each other, the adjustment gears forced with relative toothing to a relative rotation.  

Hierbei ist ein Innenzahnrad gehäuseseitig befestigt, so dass von dem ande­ ren Innenzahnrad direkt ein Abtrieb genommen werden. Indem der Unter­ schied der Zähnezahlen der Innenverzahnungen beziehungsweise der Au­ ßenzahnräder im Verhältnis zu den Zähnezahlen relativ gering gewählt wird, kann bei einer größeren Drehbewegung der Antriebswelle aufgrund des ge­ ringen Zähnezahlunterschiedes eine sehr geringe Verdrehung der Innen­ zahnräder zueinander erreicht werden, was zu einer hohen Untersetzung führt. Hierbei kann beispielsweise ein Unterschied der Zähnezahl von 1 ge­ wählt werden.Here, an internal gear is attached to the housing, so that the other internal gear can be taken directly from an output. By the sub the number of teeth of the internal gears or the Au External gears are selected to be relatively small in relation to the number of teeth, can with a larger rotational movement of the drive shaft due to the ge difference in the number of teeth wrestle very little twisting of the inside gears can be reached to each other, resulting in high gear reduction leads. Here, for example, a difference in the number of teeth of 1 ge be chosen.

Erfindungsgemäß weisen vorteilhafterweise sowohl die erste und zweite In­ nenverzahnung als auch die mit diesen in Eingriff stehenden Außenzahnrä­ der jeweils unterschiedliche Zähnezahlen auf. Es ist jedoch auch die Ausbil­ dung eines erfindungsgemäßen Getriebes möglich, bei denen die Zähnezah­ len der Innenzahnräder gleich sind oder die Zähnezahlen der entsprechen­ den Außenzahnräder gleich sind.According to the invention, both the first and second In advantageously have internal gearing as well as the external gears meshing with them of different numbers of teeth. However, it is also the training extension of a transmission according to the invention possible in which the teeth len of the internal gears are the same or the number of teeth corresponds to the external gears are the same.

Die Umlaufzahnräder können jeweils aus zwei axial miteinander verbundenen Einzelzahnrädern bestehen; vorteilhafterweise weisen sie jedoch jeweils zu­ mindest drei miteinander verbundene Außenzahnräder auf. Hierdurch können die gewünschten Untersetzungen besser eingestellt werden, da z. B. die ge­ häuseseitige Anbindung über die dritten Außenzahnräder erfolgen kann, die mit keinem der beiden Antriebszahnräder in Eingriff sind.The planet gears can each consist of two axially connected Single gears exist; however, they advantageously assign each at least three interconnected external gears. This can the desired reductions can be adjusted better, e.g. B. the ge connection on the house side can take place via the third external gears are not in engagement with either of the two drive gears.

Eine hohe Untersetzung mit zwei unterschiedlichen Untersetzungsverhältnis­ sen kann insbesondere erreicht werden, wenn der Abtrieb von dem ersten Außenzahnrad abgenommen wird, das eine geringere Zähnezahl und einen geringeren Arbeitsteilungsdurchmesser als das zweite Außenzahnrad auf­ weist. Die gehäuseseitige Anbindung erfolgt über das dritte Außenzahnrad, das mit einem kleineren Zähnezahlunterschied gegenüber dem ersten Au­ ßenzahnrad eingestellt werden kann als das zweite Außenzahnrad, das in Eingriff mit dem zweiten Antriebszahnrad ist. A high gear ratio with two different gear ratios sen can be achieved in particular if the output from the first External gear is removed, the lower number of teeth and one smaller work pitch diameter than the second external gear has. The housing connection is made via the third external gear, that with a smaller difference in the number of teeth compared to the first Au External gear can be set as the second external gear used in Engagement with the second drive gear.  

Die Außenzahnräder jedes Umlaufzahnrades sind zum Beispiel aus Blech oder Kunststoff hergestellt und miteinander verschweißt, vernietet, verkeilt, verklebt, verschraubt oder spritzgusstechnisch als eine Einheit gefertigt.The external gears of each planetary gear are made of sheet metal, for example or plastic and welded, riveted, wedged together, glued, screwed or injection molded as one unit.

Bei dem erfindungsgemäßen Schaltgetriebe ist eine Schaltung zwischen zwei Untersetzungen möglich durch eine Schalteinrichtung, die zwischen dem Mo­ tor und dem Zahnradgetriebe angeordnet ist. Sie weist einen schaltbaren Freilauf zwischen der Antriebswelle und dem ersten Antriebszahnrad auf.In the manual transmission according to the invention there is a circuit between two Reductions possible by a switching device that between the Mo gate and the gear transmission is arranged. It has a switchable Freewheel between the drive shaft and the first drive gear.

In einem ersten Fall, in dem der erste Freilauf in der ausgeschalteten Position ist und somit kein Drehmoment überträgt, kann der Abtrieb über das zweite Antriebszahnrad auf die zweiten Außenzahnräder der Umlaufzahnräder erfol­ gen, die wiederum über die ersten Außenzahnräder mit dem abtriebsseitigen Innenzahnrad in Eingriff sind. Hierbei kann eine hohe Untersetzung von z. B. mehr als 1 : 30 eingestellt werden.In a first case, in which the first freewheel is in the off position and therefore does not transmit any torque, the output can via the second Drive gear on the second external gears of the planet gears gene, which in turn via the first external gears with the output side Internal gear are engaged. Here, a high reduction of z. B. more than 1:30 can be set.

In einem zweiten Fall, in dem der erste Freilauf in der eingeschalteten Positi­ on ist und somit ein Drehmoment überträgt, kann der Abtrieb über das erste Antriebszahnrad auf die ersten Außenzahnräder der Umlaufzahnräder erfol­ gen. Die zweiten Außenzahnräder drehen aufgrund der starren Kopplung mit der gleichen Drehzahl. Da erfindungsgemäß die Übersetzung des ersten Au­ ßenradpaarsystems größer als die Übersetzung des zweiten Außenradpaar­ systems ist, wird das zweite Antriebszahnrad von den zweiten Außenzahnrä­ dern schneller gedreht als von der Antriebswelle. Somit gibt der zweite Frei­ lauf die Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem zweiten Antriebs­ zahnrad frei. Es wird über das abtriebsseitige Innenzahnrad eine geringere Untersetzung von z. B. 1 : 15 bis 1 : 20 erzielt.In a second case, in which the first freewheel is in the switched-on position is on and thus transmits torque, the output can over the first Drive gear on the first external gears of the planet gears The second external gears also rotate due to the rigid coupling the same speed. Since according to the invention the translation of the first Au outer gear pair system larger than the ratio of the second outer gear pair systems, the second drive gear is driven by the second external gear rotated faster than from the drive shaft. So the second one releases run the connection between the drive shaft and the second drive gear free. There is a lower via the internal gear on the output side Reduction of z. B. 1:15 to 1:20.

Der erfindungsgemäße schaltbare erste Freilauf kann insbesondere in einem radialen Zwischenraum zwischen einer zylindrischen Außenfläche der An­ triebswelle und einer zylindrischen Innenfläche des ersten Antriebszahnrades vorgesehen sein und Mitnehmer - z. B. Walzen - aufweisen, die in der einge­ schalteten Stellung zwischen diesen Flächen klemmen und in der ausgeschalteten Stellung sich in einer zurückgezogenen Stellung, z. B. in einer ra­ dialen Vertiefung, befinden.The switchable first freewheel according to the invention can in particular in one radial space between a cylindrical outer surface of the An drive shaft and a cylindrical inner surface of the first drive gear be provided and carriers - z. B. rolls - have, which in the clamp switched position between these surfaces and in the switched off  Position yourself in a retracted position, e.g. B. in a ra dialen deepening.

Der Umschaltvorgang in die eingeschaltete Stellung kann durch einen Käfig erfolgen, der die einzelnen Mitnehmer in die eingeklemmte Position befördert, in der sie bei Drehmomentübertragung fest eingeklemmt bleiben. Hierzu kann eine Schaltscheibe rotationsfest mit dem Käfig verbunden sein, die zwar mit dem ersten Antriebszahnrad mitrotieren kann, jedoch diesem gegenüber um einen Verstellwinkel gegen die Antriebsrichtung verstellt werden kann. Bei dieser Verstellung schieben die Finger des Käfigs die Mitnehmer in die ein­ geklemmte Position, so dass diese auch bei Rückstellung der Schaltscheibe und des Käfigs eingeklemmt bleiben.The switching process to the switched-on position can be done by a cage take place, which brings the individual carriers into the clamped position, in which they remain firmly clamped during torque transmission. This can a switching disc to be rotationally connected to the cage, although with can co-rotate with the first drive gear, but around this an adjustment angle can be adjusted against the drive direction. at this adjustment, the fingers of the cage push the drivers into the clamped position so that even when the switching disc is reset and remain trapped in the cage.

Der Verstellwinkel kann z. B. eingestellt werden, indem die Schaltscheibe ge­ gen einen gehäuseseitig festen Anschlag geführt wird, durch den sie auf­ grund der Reibung zumindest kurzzeitig abgebremst wird. Die Schaltscheibe kann hierzu z. B. in axialer Richtung verschiebbar sein, ein ferromagnetisches Material aufweisen und durch eine gehäuseseitig feste, stromdurchflossene Schaltspule in axialer Richtung gegen den Anschlag gezogen werden.The adjustment angle can, for. B. can be adjusted by the switching disc ge against a fixed stop on the housing side, through which it opens is braked at least briefly due to the friction. The switching disc can z. B. be displaceable in the axial direction, a ferromagnetic Have material and through a solid, current-carrying Switch coil are pulled in the axial direction against the stop.

Die Rückstellung von der eingeschalteten Stellung in die ausgeschaltete Stel­ lung kann durch eine Federkraft erreicht werden, die dauerhaft auf die einge­ klemmten Mitnehmer wirkt, diese jedoch unter Last nicht aus der einge­ klemmten Stellung herausziehen kann. Hierzu kann eine Federkraft auf den Käfig wirken, der die jeweiligen Mitnehmer wiederum aus der eingeklemmten Stellung in die freigegebene Stellung zurückzieht. Indem zumindest kurzzeitig der Antrieb ausgeschaltet wird, z. B. durch Ausschalten des Elektromotors, können die Mitnehmer freigegeben werden, so dass sie von der Federkraft in die zurückgezogene Stellung zurückgezogen werden.The return from the on position to the off position tion can be achieved by a spring force that is permanently applied to the pinched driver, but this does not come out of the load pinched position can pull out. For this, a spring force on the Cage act, which in turn the respective driver from the pinched Withdraws position to the released position. At least for a short time the drive is switched off, e.g. B. by switching off the electric motor, the drivers can be released so that they are in contact with the spring force the withdrawn position is withdrawn.

Somit kann ein Schaltgetriebe geschaffen werden, das relativ kleinbauend, insbesondere in axialer Richtung kleinbauend ist und dennoch eine freie Wahl einer hohen und einer sehr hohen Untersetzung gewährleistet. Thus, a manual transmission can be created that is relatively small, is small in particular in the axial direction and still a free Choice of a high and a very high reduction guaranteed.  

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the accompanying drawings an embodiments explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische, teilweise gebrochene Darstellung einer erfin­ dungsgemäßen Antriebseinheit mit einem Elektromotor und einem erfin­ dungsgemäßen Getriebe; Figure 1 is a perspective, partially broken view of a drive unit according to the invention with an electric motor and a transmission according to the invention.

Fig. 2 einen Axialschnitt durch die Antriebseinheit von Fig. 1; FIG. 2 shows an axial section through the drive unit from FIG. 1;

Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 1; Fig. 3 is a section of FIG. 1;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Teils des Getriebes von Fig. 1; Fig. 4 is a perspective view of part of the transmission of Fig. 1;

Fig. 5 einen Radialschnitt durch das Getriebe der Fig. 1-4; Figure 5 is a radial section through the transmission of Figure 1-4..;

Fig. 6a, b einen Radialschnitt mit Detailvergrößerung der Freilaufkupplung gemäß einer Ausführungsform in einer ersten ausgeschalteten Schaltstellung ohne Drehmomentübertragung; FIG. 6a, b shows a radial section with enlarged detail of the one-way clutch according to an embodiment in a first OFF switching position without torque transmission;

Fig. 7a, b einen Radialschnitt mit Detailvergrößerung der Freilaufkupplung gemäß dieser Ausführungsform in einer zweiten, eingeschalteten Schaltstel­ lung mit Drehmomentübertragung; Fig. 7a, b shows a radial section with enlarged detail of the overrunning clutch according to this embodiment lung in a second switched-on switching Stel with torque transmission;

Fig. 8 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung der Freilauf­ kupplung von Fig. 6, 7; Figure 8 is an exploded perspective view of the one-way clutch of Figures 6, 7;

Fig. 9a, b einen Radialschnitt mit Detailvergrößerung der Freilaufkupplung gemäß einer Ausführungsform in einer ersten ausgeschalteten Schaltstellung ohne Drehmomentübertragung; Fig. 9a, b shows a radial section with enlarged detail of the one-way clutch according to an embodiment in a first OFF switching position without torque transmission;

Fig. 10a, b einen Radialschnitt mit Detailvergrößerung der Freilaufkupp­ lung gemäß dieser Ausführungsform in einer zweiten, eingeschalteten Schaltstellung mit Drehmomentübertragung; FIG. 10a, b with a radial sectional detail enlargement of the lung Freilaufkupp according to this embodiment in a second switched position by switching the torque transmission;

Fig. 11 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung der Frei­ laufkupplung von Fig. 9, 10; Fig. 11 is an exploded perspective view of the one-way clutch of Figs. 9, 10;

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist ein Gehäuse 1 rotationsfest mit einer Achse 2 eines Rades eines mit Elektroantrieb versehenen Fahrrades verbunden.Referring to FIGS. 1 and 2, a housing 1 is rotationally fixed to a shaft 2 of a wheel of a bicycle provided with an electric drive connected.

Eine Trommel 4 mit Trommeldeckel 10 ist über Lager 3 und Lager 43 an dem Gehäuse 1 beziehungsweise der Achse 2 gelagert. Am Außenumfang der Trommel 4 sind hierbei in bekannter Weise Speichen des Rades direkt oder über weitere Hilfsmittel befestigbar.A drum 4 with drum cover 10 is mounted on the housing 1 and the axis 2 via bearings 3 and 43 . On the outer circumference of the drum 4 , spokes of the wheel can be fastened in a known manner directly or via further aids.

An dem Gehäuse ist zum Beispiel in Buchsen 5 eine Erregerspulenanord­ nung 6 vorgesehen, die mit zeitlich veränderlichem Strom beaufschlagbar ist. Ein Rotor 7 mit Dauermagneten 8 ist gegenüber dem Gehäuse 1 und der Achse 2 über Lager 9 drehbar gelagert. Durch an sich bekannte Beaufschla­ gung der Erregerspulenanordnung 6 mit Strom wird ein Drehmoment zwi­ schen dem Gehäuse und dem Rotor erzeugt, durch das der Rotor angetrie­ ben wird.On the housing, for example, an excitation coil arrangement 6 is provided in sockets 5 , which can be acted upon with time-varying current. A rotor 7 with permanent magnets 8 is rotatably supported relative to the housing 1 and the axis 2 via bearings 9 . By known per se supply of excitation coil assembly 6 with electricity, torque is generated between the housing and the rotor, through which the rotor is driven.

Gemäß Fig. 2, 3 wirken die Buchsen 5 als Magnetkern der Erregerspulen­ anordnung 6, wobei die Dauermagnete 8 radial oberhalb der Erregerspulen­ anordnung vorgesehen sind. Es sind alternativ hierzu auch andere, bekannte Ausbildungen des Elektromotors möglich, durch die ein Rotor 7 gegenüber Gehäuse 1 und Achse 2 gedreht wird. Insbesondere können die Dauermag­ neten sowohl radial als auch axial zu der Spule beabstandet sein.According to Fig. 2, 3, the jacks 5 operate as a magnetic core of the exciting coil arrangement 6, wherein the permanent magnets 8 are provided radially above arrangement of the exciting coils. As an alternative to this, other known designs of the electric motor are also possible, by means of which a rotor 7 is rotated relative to the housing 1 and axis 2 . In particular, the permanent magnets can be spaced both radially and axially from the coil.

Der Rotor 7 ist über eine Antriebswelle 19 mit einem erfindungsgemäßen Ge­ triebe verbunden. Mit der Antriebswelle 19 ist über eine erste, schaltbare Freilaufkupplung 22 ein erstes Antriebszahnrad 23 verbunden. Axial neben dem ersten Antriebszahnrad 23 ist ein zweites Antriebszahnrad 27 über einen zweiten Freilauf 28 mit der Antriebswelle 19 verbunden. Das erste Antriebs­ zahnrad 23 weist hierbei eine größere Zähnezahl und einen größeren Ar­ beitsteilungsdurchmesser als das zweite Antriebszahnrad 27 auf. The rotor 7 is connected via a drive shaft 19 with a Ge according to the invention. A first drive gear 23 is connected to the drive shaft 19 via a first, switchable one-way clutch 22 . Axially next to the first drive gear 23 , a second drive gear 27 is connected to the drive shaft 19 via a second freewheel 28 . The first drive gear 23 here has a larger number of teeth and a larger Ar beitteilungsdiameter than the second drive gear 27 .

Die erste Freilaufkupplung kann wahlweise eingeschaltet werden, so dass sie Drehmomente von der Antriebswelle 19 auf das erste Antriebszahnrad 23 überträgt. Hierbei wird grundsätzlich ein Freilauf des ersten Antriebszahnra­ des ermöglicht, wenn es eine höhere Drehzahl als die Antriebswelle 19 auf­ weisen sollte. In ausgeschalteter Stellung der ersten Freilaufkupplung 22 ist das erste Antriebszahnrad 23 von der Antriebswelle 19 entkoppelt.The first one-way clutch can optionally be switched on so that it transmits torque from the drive shaft 19 to the first drive gear 23 . Here, in principle, a freewheeling of the first drive gear is made possible if it should have a higher speed than the drive shaft 19 . In the switched-off position of the first one-way clutch 22 , the first drive gear 23 is decoupled from the drive shaft 19 .

Erfindungsgemäß sind Umlaufzahnräder 29 vorgesehen, die jeweils axial zu­ einander versetzte erste Außenzahnräder 30, zweite Außenzahnräder 31 und dritte Außenzahnräder 32 aufweisen, wobei die ersten Außenzahnräder je­ weils axial in der Mitte angeordnet sind. Die Außenzahnräder bilden somit a­ xial versetzte Außenverzahnungsbereiche der Umlaufzahnräder 29. Die Um­ laufzahnräder weisen jeweils Achsen 33 auf, die zur Stabilisierung in einem Steg 34 aufgenommen sind. Gemäß dieser Ausführungsform wird der Steg nicht als Abtrieb benutzt; es ist jedoch auch eine abgewandelte Ausführungs­ form möglich, gemäß der der Steg als Abtrieb benutzt wird.According to the invention, planetary gears 29 are provided, each of which has axially offset first outer gears 30 , second outer gears 31 and third outer gears 32 , the first outer gears each being arranged axially in the middle. The external gears thus form axially offset external toothing regions of the planetary gears 29 . In order to run gears each have axes 33 which are received for stabilization in a web 34 . According to this embodiment, the web is not used as an output; however, a modified embodiment is also possible, according to which the web is used as an output.

Die ersten Außenzahnräder 30 jedes Umlaufzahnrades 29 sind jeweils mit dem ersten Antriebszahnrad 23 und mit einem abtriebsseitigen Innenzahn­ rad 35 in Eingriff. Die zweiten Außenzahnräder 31 sind jeweils mit dem zwei­ ten Antriebszahnrad 27 in Eingriff. Die dritten Außenzahnräder sind mit einem gehäusefesten Innenzahnrad 18 in Eingriff.The first external gears 30 of each planet gear 29 are in each case with the first drive gear 23 and with an output-side internal gear 35 in engagement. The second external gears 31 are each engaged with the two-th drive gear 27 . The third external gears mesh with an internal gear 18 fixed to the housing.

Somit bilden das erste Außenzahnrad 30 und das abtriebsseitige Innenzahn­ rad 35 ein erstes Innenradpaarsystem und das dritte Außenzahnrad 32 und das gehäusefeste Innenzahnrad 18 ein zweites Innenradpaarsystem. Indem erfindungsgemäß die Zähnezahlen der beiden Innenzahnräder und/oder die Zähnezahlen der ersten und dritten Außenzahnräder unterschiedlich sind, weisen diese beiden Innenradpaarsysteme unterschiedliche Übersetzungen auf. Da die Außenzahnräder starr miteinander gekoppelt sind, werden die In­ nenzahnräder zu einer Relativverdrehung gezwungen. Indem der Unter­ schied der Zähnezahlen der Innenverzahnungen bzw. der ersten und dritten Außenzahnräder relativ gering gewählt wird, kann bei einer größeren Drehbewegung der Welle aufgrund des relativ geringen Zähnezahlunterschieds eine sehr geringe Verdrehung der Innenzahnräder zueinander erreicht wer­ den, was zu einer hohen Untersetzung führt.Thus, the first external gear 30 and the output-side internal gear 35 form a first internal gear pair system and the third external gear 32 and the fixed internal gear 18 form a second internal gear pair system. Because the number of teeth of the two internal gears and / or the number of teeth of the first and third external gears are different according to the invention, these two internal gear pair systems have different ratios. Since the external gears are rigidly coupled to one another, the internal gears are forced to rotate relative to one another. By choosing the difference in the number of teeth of the internal gears or the first and third external gears to be relatively small, a relatively small rotation of the internal gears can be achieved with a larger rotational movement of the shaft due to the relatively small difference in the number of teeth, which leads to a high reduction.

Erfindungsgemäß werden die Umlaufzahnräder 29 entweder über das erste Antriebszahnrad 23 oder das zweite Antriebszahnrad 27 angetrieben. Hierbei ist die Übersetzung des ersten Außenradpaarsystems 23,30 größer als die Übersetzung des zweiten Außenradpaarsystems 27, 31 gewählt.According to the invention, the planet gears 29 are driven either via the first drive gear 23 or the second drive gear 27 . Here, the translation of the first outer wheel pair system 23 , 30 is selected to be greater than the translation of the second outer wheel pair system 27 , 31 .

Bei ausgeschalteter Stellung der ersten Freilaufkupplung 22 erfolgt der An­ trieb über das zweite Antriebszahnrad 27 auf die zweiten Außenzahnräder 31, die mit diesen starr gekoppelten ersten Außenzahnräder 30 auf das ab­ triebsseitige Innenzahnrad 35 z. B. mit einer Untersetzung von 1: 16,7.When the first one-way clutch 22 is in the off position, the drive takes place via the second drive gear 27 on the second external gears 31 , which with these rigidly coupled first external gears 30 on the drive-side internal gear 35 z. B. with a reduction ratio of 1: 16.7.

Bei eingeschalteter erster Freilaufkupplung 22 erfolgt der Antrieb über das erste Antriebszahnrad 23 und das erste Außenzahnrad 30 auf das abtriebs­ seitige Innenzahnrad 35 z. B. mit einer Untersetzung von 1: 30,33. Hierbei werden die zweiten Außenzahnräder 31 aufgrund der starren Kopplung in den Umlaufzahnrädern entsprechend mitgedreht und drehen das zweite An­ triebszahnrad 27 mit einer höheren Drehzahl als die Antriebswelle 19, so dass der zweite Freilauf das zweite Antriebszahnrad 27 von der Antriebswelle 19 entkoppelt.When the first one-way clutch 22 is switched on, the drive takes place via the first drive gear 23 and the first external gear 30 onto the output-side internal gear 35, for example. B. with a reduction ratio of 1: 30.33. Here, the second external gears 31 are rotated accordingly due to the rigid coupling in the planet gears and rotate the second drive gear 27 at a higher speed than the drive shaft 19 , so that the second freewheel decouples the second drive gear 27 from the drive shaft 19 .

Die Zähnezahlen der Zahnräder gemäß Fig. 4 können z. B. betragen:
erstes Antriebszahnrad 23: Z = 56, zweites Antriebszahnrad 27: Z = 40, erstes Außenzahnrad 30: Z = 24, zweites Außenzahnrad 31: Z = 40, dritte Außenzahn­ rad 32: Z = 30, gehäusefestes Innenzahnrad 18: Z = 110, abtriebsseitiges In­ nenzahnrad 35: Z = 104.
The number of teeth of the gears according to FIG . B. amount:
first drive gear 23 : Z = 56, second drive gear 27 : Z = 40, first external gear 30 : Z = 24, second external gear 31 : Z = 40, third external gear 32 : Z = 30, housing-fixed internal gear 18 : Z = 110, output side Internal gear 35 : Z = 104.

Eine Ausführungsform des ersten Freilaufs ist in den Fig. 6, 7, 8 detaillier­ ter dargestellt. Eine Außenfläche 37 der Antriebswelle 19 ist über einen radia­ len Zwischenraum 16 von einer Innenfläche 38 des ersten Antriebszahnrades 23 getrennt. Als Mitnehmer dienende Walzen 25 sind in Fig. 6 in zurückge­ zogener Stellung in einer radialen Vertiefung 39 des Antriebszahnrades 23 aufgenommen, so dass die Antriebswelle 19 und das erste Außenzahnrad 23 von einander entkoppelt sind. In einer in Fig. 7 gezeigten eingeklemmten Stellung ist jede Walze 25 zwischen der Außenfläche 37, über die der Antrieb erfolgt, und der Vertiefung 39 eingeklemmt, so dass eine starre Verbindung mit Drehmomentübertragung gewährleistet wird.An embodiment of the first freewheel is shown in detail in FIGS. 6, 7, 8. An outer surface 37 of the drive shaft 19 is separated from an inner surface 38 of the first drive gear 23 via a radial space 16 . As a driver serving rollers 25 6 39 of the drive gear 23 are in Fig. Retired in extended position in a radial recess was added, so that the drive shaft 19 and the first external gear 23 are decoupled from each other. In a clamped position shown in FIG. 7, each roller 25 is clamped between the outer surface 37 , via which the drive takes place, and the recess 39 , so that a rigid connection with torque transmission is ensured.

Eine Schaltscheibe 26 weist gemäß Fig. 8 einen Käfig mit in axialer Rich­ tung abstehenden, in Umfangsrichtung verteilten Fingern 24 auf. Die Schalt­ scheibe 26 mit Käfig 24 dreht mit dem Antriebszahnrad 23 mit, ist diesem ge­ genüber jedoch um einen Verstellwinkel verstellbar. Eine entsprechende rota­ tionsweiche Kopplung kann beispielsweise über eine geeignete Feder, z. B. eine Schraubenfeder 15 erfolgen, die an dem ersten Antriebszahnrad 23 und der Schaltscheibe 26 befestigt ist. Weiterhin ist die Schaltscheibe 26 in axia­ ler Richtung um einen vorgegebene Strecke verschiebbar. Die Schaltscheibe weist ein ferromagnetisches Material, z. B. Eisen oder Stahl auf.A switching disk 26 has a cage according to FIG. 8 with fingers 24 projecting in the axial direction and distributed in the circumferential direction. The switching disc 26 with cage 24 rotates with the drive gear 23 , but this is compared to adjustable by an adjustment angle. A corresponding rotation soft coupling can, for example, via a suitable spring, for. B. a coil spring 15 , which is attached to the first drive gear 23 and the switching disc 26 . Furthermore, the switching disk 26 is displaceable in the axial direction by a predetermined distance. The switching disc has a ferromagnetic material, e.g. B. iron or steel.

Bei Erregung einer in einer gehäuseseitigen Aufnahme 20 angebrachten Schaltspule 21 wird die Schaltscheibe in axialer Richtung zu der Schaltspule 21 - in Fig. 2 nach links - gezogen, bis sie an einen gehäuseseitigen An­ schlag 17 stösst. Hierzu ist ein kurzer Stromstoss durch die Schaltspule 21 ausreichend. Die mit der Antriebswelle rotierende Schaltscheibe wird durch den Kontakt mit dem gehäuseseitigen Anschlag 17 kurzzeitig etwas abge­ bremst. Hierdurch werden in Fig. 6 die Finger 24 des Käfigs relativ zu dem Antriebszahnrad 23 verstellt und befördern die Walzen 25 in der radialen Ver­ tiefung 39 von der Position der Fig. 6 in die Position der Fig. 7, so dass sie zwischen der Vertiefung 39 des ersten Antriebszahnrades 23 und der Außen­ fläche 37 der Antriebswelle 19 eingeklemmt werden. Somit wird duch den Stromstoss durch die Schaltspule 21 die erste Freilaufkupplung 22 von der ausgeschalteten, entkoppelten Stellung in die eingeschaltete, drehmoment­ feste Stellung verstellt.Upon excitation of a switching coil 21 attached in a housing-side receptacle 20 , the switching disk is pulled in the axial direction to the switching coil 21 - in FIG. 2 to the left - until it strikes a housing-side impact 17 . A short current surge through the switching coil 21 is sufficient for this. The rotating with the drive shaft switching disc is briefly braked somewhat by the contact with the housing-side stop 17 . Thereby, the fingers 24 are in Fig. 6 of the cage adjusted relative to the drive gear 23 and carry the rollers 25 in the radial Ver indentation 39 from the position of Fig. 6 in the position of Fig. 7, so it that between the recess 39 of the first drive gear 23 and the outer surface 37 of the drive shaft 19 are clamped. Thus, by means of the current surge through the switching coil 21, the first one-way clutch 22 is adjusted from the switched-off, decoupled position to the switched-on, torque-fixed position.

Eine Rückstellung erfolgt, indem der Antrieb von der Antriebswelle genom­ men wird. Dies kann erfolgen, indem der Motor kurzzeitig ausgeschaltet wird, d. h. die Erregerspulen 6 stromlos geschaltet werden. Hierdurch kann die Feder 15 wieder entspannen und hierbei die Schaltscheibe 26 und somit die Finger 24 wieder in die Stellung der Fig. 6 ziehen, da die Walzen nicht mehr fest eingeklemmt sind. Die Kraft der Feder ist hierbei so zu dimensionieren, dass die Walzen hinreichend sicher und schnell in die zurückgezogene Stel­ lung zurückgezogen werden, jedoch bei Antrieb über die Antriebswelle die eingeklemmte Stellung auch bei anliegender Federkraft hinreichend sicher gehalten werden kann.A reset is made by removing the drive from the drive shaft. This can be done by briefly switching off the motor, ie switching off the excitation coils 6 . As a result, the spring 15 can relax again and in this case pull the switching disk 26 and thus the fingers 24 back into the position in FIG. 6, since the rollers are no longer firmly clamped. The force of the spring is to be dimensioned so that the rollers are retracted sufficiently safely and quickly into the retracted position, but when the drive is driven via the drive shaft, the clamped position can be held sufficiently securely even when spring force is applied.

Die Fig. 9 bis 11 zeigen eine alternative Ausbildung der erfindungsgemä­ ßen Freilaufkupplung 22. Hierbei sind an einer radial inneren Seite des ersten Antriebszahnrades 23 axial verlaufende, in Umfangsrichtung verteilte Zun­ gen 41 vorgesehen, zwischen denen Schütze 42 ausgebildet sind. Zwischen den Zungen 41 und einem radial außerhalb liegenden Kragen 44 des ersten Antriebszahnrades 23 ist ein radialer Freiraum ausgebildet. In diesen radialen Freiraum werden die mit der Schaltscheibe 26 verbundenen Finger 24 ge­ führt. Elastische Körper 40, z. B. die in den Figuren gezeigten, leicht gewölb­ ten Blechfedern oder Stahlfedern, sind gemäß Fig. 9b zwischen den Fingern 24 sowie in den Schlitzen 42 angeordnet. Alternativ zu den gezeigten Blech­ federn können z. B. auch keilförmige elastische Körper eingefügt werden. FIGS. 9 to 11 show an alternative embodiment of the inventive SEN overrunning clutch 22. Here, axially extending, circumferentially distributed tongues 41 are provided on a radially inner side of the first drive gear 23 , between which contactors 42 are formed. A radial free space is formed between the tongues 41 and a radially outside collar 44 of the first drive gear 23 . In this radial clearance, the fingers 24 connected to the switching disk 26 are guided. Elastic body 40 , e.g. B. the slightly arched sheet metal springs or steel springs shown in the figures are arranged according to FIG. 9b between the fingers 24 and in the slots 42 . Alternatively to the sheet metal springs shown, for. B. wedge-shaped elastic body can also be inserted.

In der ausgeschalteten Stellung der Fig. 9 liegen die Federn 40 mit ihrer o­ beren Kante an dem Innenumfang 38 des ersten Antriebszahnrades an und in den Freiräumen zwischen den Fingern 24 und in den Schlitzen 42, wobei ihre unteren Kanten 45 freiliegen.In the switched-off position of FIG. 9, the springs 40 rest with their upper edge on the inner circumference 38 of the first drive gear and in the free spaces between the fingers 24 and in the slots 42 , their lower edges 45 being exposed.

Bei der Winkelverstellung der Schaltscheibe 26 durch den oben beschriebe­ nen Schaltvorgang mit der Schaltspule 21 werden die Finger entgegen der Drehrichtung des ersten Antriebszahnrades etwas abgebremst und gelangen somit in die Stellung der Fig. 10b, bei der der Zwischenraum zwischen den 1 Fingern 24 gegenüber den Schlitzen 42 etwas verschoben ist. Hierdurch werden die Federn wie in Fig. 10b gezeigt etwas gerader gebogen und ver­ längern somit ihre radiale Erstreckung, so dass sie mit ihren unteren Kanten 45 gegen den Außenumfang 37 der Antriebswelle 19 stossen und somit drehmomentfest in Eingriff gelangen. Somit wird in Fig. 7 10b die einge­ schaltete Stellung mit Drehmomentübertragung erreicht.In the angular adjustment of the switching disc 26 by the above-described switching operation with the switching coil 21 , the fingers are braked somewhat against the direction of rotation of the first drive gear and thus reach the position of FIG. 10b, in which the space between the 1 fingers 24 opposite the slots 42 is slightly shifted. As a result, the springs are bent somewhat straighter as shown in Fig. 10b and thus extend their radial extent, so that they abut with the lower edges 45 against the outer circumference 37 of the drive shaft 19 and thus come into engagement in a torque-proof manner. Thus, in Fig. 7 10b the switched-on position with torque transmission is reached.

Ein dritter Freilauf 39 zwischen dem abtriebsseitigen Innenzahnrad 35 und der Radtrommel 4 ermöglicht bei allen Ausführungsformen eine höhere Dreh­ zahl der Radtrommel 4 als das abtriebsseitige Innenzahnrad 35 und somit bei ausgeschalteter Antriebseinheit einen Antrieb über die Pedalen.A third freewheel 39 between the output-side internal gear 35 and the wheel drum 4 enables, in all embodiments, a higher number of revolutions of the wheel drum 4 than the output-side internal gear 35 and thus drive via the pedals when the drive unit is switched off.

Gemäß den Fig. 1, 2 ist die erfindungsgemäße Antriebseinheit mit einer in axialer Richtung durchgängigen Radachse 2 ausgebildet, so dass herkömm­ liche aufwendige, schwere Achskonstruktionen, die aufgrund des begrenzten Bauraums im Getriebebereich eine außermittige Verbindung der axialen En­ den der Radachse 2 vorsehen, vermieden werden können. Das erfindungs­ gemäße Schaltgetriebe ist auch daher relativ kleinbauend, leicht und kosten­ günstig herzustellen.Referring to FIGS. 1, 2, the drive unit of the invention is formed with a continuous in the axial direction of the wheel axle 2 so that herkömm Liche expensive, heavy axle constructions, which provide the basis of the limited space in the transmission area of an off-center connection of the axial En to the wheel axle 2, is avoided can be. The manual transmission according to the Invention is therefore also relatively small, light and inexpensive to manufacture.

Somit wird erfindungsgemäß ein kleinbauendes, mit geringem Aufwand (im wesentlichen einige Zahnräder und Freiläufe) und somit kostengünstig her­ stellbares Getriebe mit zwei Abtriebswellen mit einer hohen sowie einer sehr hohen Untersetzung gewährleistet, das den Einsatz kleinbauender und kos­ tengünstiger schnell laufender Motoren ermöglicht. Dieses Getriebe kann insbesondere bei dem gezeigten Elektroantrieb für ein Fahrrad eingesetzt werden, da seine axiale Erstreckung im Wesentlichen über zwei Zahnräder reicht und somit extrem kleinbauend ist. Weiterhin sind auch andere Anwen­ dungen des Schaltgetriebes, z. B. in einem Gebläse oder Fön mit mindestens zwei Untersetzungen möglich. Thus, according to the invention, a small-scale, with little effort (in some gears and freewheels) and therefore inexpensive adjustable transmission with two output shafts with a high and a very high reduction ensures that the use of small and kos low-cost, high-speed engines. This gearbox can used in particular in the electric drive shown for a bicycle because its axial extension is essentially over two gears enough and is therefore extremely small. There are also other users the manual gearbox, z. B. in a blower or hair dryer with at least two reductions possible.  

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Gehäuse
casing

22

Achse
axis

33

Lager
camp

44

Radtrommel
wheel drum

55

Buchse
Rifle

66

Erregerspulenanordnung
Exciter coil arrangement

77

Rotor
rotor

88th

Dauermagnet
permanent magnet

99

Lager
camp

1010

Trommeldeckel
drum lid

1111

-
-

1212

-
-

1313

-
-

1414

-
-

1515

Schraubenfeder
coil spring

1616

radialer Zwischenraum
radial space

1717

gehäuseseitiger Anschlag
stop on the housing side

1818

gehäusefestes Innenzahnrad
Internal gear fixed to the housing

1919

Antriebswelle
drive shaft

2020

gehäuseseitige Aufnahme
housing-side recording

2121

Schaltspule
switching coil

2222

erster Freilauf, schaltbar
first freewheel, switchable

2323

erstes Antriebszahnrad
first drive gear

2424

Finger des Käfigs des ersten Freilaufs
Fingers of the cage of the first freewheel

2525

Walzen des ersten Freilaufs
Rolling the first freewheel

2626

Schaltscheibe
switching disk

2727

zweites Antriebszahnrad
second drive gear

2828

zweiter Freilauf
second freewheel

2929

Umlaufzahnrad
rotary driver

3030

erstes Außenzahnrad
first external gear

3131

zweites Außenzahnrad
second external gear

3232

drittes Außenzahnrad
third external gear

3333

Achse
axis

3434

Steg
web

3535

abtriebseitiges Innenzahnrad
internal gear on the output side

3636

dritter Freilauf
third freewheel

3737

Außenumfang der Antriebsweile
Outside circumference of the drive shaft

3838

Innenumfang des ersten Antriebszahnrades
Inner circumference of the first drive gear

3939

radiale Vertiefung
radial depression

4040

elastischer Körper
elastic body

4141

Zungen
tongues

4242

Schlitze
slots

4343

Lager
camp

4444

Kragen
collar

4545

untere Kanten
lower edges

Claims (19)

1. Schaltgetriebe für ein Fahrrad mit Elektromotor, mit:
einem gehäusefesten Innenzahnrad (18),
einem abtriebseitigen Innenzahnrad (35),
einem ersten Antriebszahnrad (23), das mit einer Antriebswelle (19) über einen schaltbare erste Freilaufkupplung (22) verbunden ist, die schaltbar ist zwischen einer ausgeschalteten Schaltposition ohne Drehmoment­ übertragung und einer eingeschalteten Schaltposition mit Drehmoment­ übertragung,
einem zweiten Antriebszahnrad (27), das über einen zweiten Freilauf (28) mit der Antriebswelle (19) verbunden ist, der eine höhere Drehzahl des zweiten Antriebszahnrades als die Drehzahl der Antriebswelle zulässt,
mindestens zwei Umlaufzahnrädern (29), die jeweils mindestens zwei Außenzahnräder (30,31, 32) aufweisen, die axial zueinander versetzt und rotationsfest miteinander gekoppelt sind, wobei ein erstes Außenzahnrad (30) jedes Umlaufzahnrades (29) jeweils in Eingriff mit dem ersten An­ triebszahnrad (23) und ein zweites Außenzahnrad (31) jedes Umlaufzahn­ rades (29) jeweils in Eingriff mit dem zweiten Antriebszahnrad (27) ist,
wobei das gehäusefeste Innenzahnrad (18) in Eingriff mit einem der Au­ ßenzahnräder (32) jedes Umlaufzahnrades ist, und das abtriebseitige In­ nenzahnrad (35) in Eingriff mit einem anderen der Außenzahnräder (30) jedes Umlaufzahnrades ist,
wobei ein Verhältnis der Zähnezahl des ersten Außenzahnrades (30) zu der Zähnezahl des ersten Antriebszahnrades (23) kleiner als ein Verhält­ nis der Zähnezahl des zweiten Außenzahnrades (31) zu der Zähnezahl des zweiten Antriebszahnrades (27) ist, und
wobei die Zähnezahlen der beiden Innenzahnräder (18, 35) unterschied­ lich sind und/oder die Zähnezahlen der mit den Innenzahnrädern (18, 35) in Eingriff stehenden Außenzahnräder (32, 30) unterschiedlich sind.
1. Manual transmission for a bicycle with an electric motor, with:
a housing-fixed internal gear ( 18 ),
an internal gear ( 35 ) on the output side,
a first drive gearwheel ( 23 ) which is connected to a drive shaft ( 19 ) via a switchable first one-way clutch ( 22 ) which is switchable between a switched-off switching position without torque transmission and a switched-on switching position with torque transmission,
a second drive gear ( 27 ) which is connected to the drive shaft ( 19 ) via a second freewheel ( 28 ) which permits a higher speed of the second drive gear than the speed of the drive shaft,
at least two planet gears ( 29 ), each having at least two external gears ( 30 , 31 , 32 ) which are axially offset from one another and rotationally fixedly coupled to one another, a first external gear ( 30 ) of each planet gear ( 29 ) in engagement with the first type drive gear ( 23 ) and a second external gear ( 31 ) of each planet gear ( 29 ) is in engagement with the second drive gear ( 27 ),
wherein the internal gear ( 18 ) fixed to the housing is in engagement with one of the external gears ( 32 ) of each planetary gear, and the output-side internal gear ( 35 ) is in engagement with another of the external gears ( 30 ) of each planetary gear,
wherein a ratio of the number of teeth of the first external gear ( 30 ) to the number of teeth of the first drive gear ( 23 ) is smaller than a ratio of the number of teeth of the second external gear ( 31 ) to the number of teeth of the second drive gear ( 27 ), and
wherein the number of teeth of the two internal gears ( 18 , 35 ) are different Lich and / or the number of teeth of the external gears ( 32 , 30 ) engaged with the internal gears ( 18 , 35 ) are different.
2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Zähnezahlen der beiden Innenzahnräder (18, 35) unterschiedlich sind als auch die Zähnezahlen der mit den Innenzahnrädern (18, 35) in Eingriff stehenden Außenzahnräder (32, 30) unterschiedlich sind.2. Manual transmission according to claim 1, characterized in that both the number of teeth of the two internal gears ( 18 , 35 ) are different and the number of teeth of the external gears ( 32 , 30 ) engaged with the internal gears ( 18 , 35 ) are different. 3. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufzahnräder (29) jeweils mindestens drei Außenzahnräder (30,31, 32) aufweisen, die koaxial nebeneinander liegen und rotationsfest miteinander gekoppelt sind.3. Manual transmission according to claim 1 or 2, characterized in that the planet gears ( 29 ) each have at least three external gears ( 30 , 31 , 32 ) which are coaxially next to each other and are rotationally coupled to each other. 4. Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes erste Außenzahnrad (30) in Eingriff mit dem abtriebseitigen Innenzahnrad (35) und jedes dritte Außenzahnrad (32) in Eingriff mit dem gehäusefes­ ten Innenzahnrad (18) ist.4. Manual transmission according to claim 3, characterized in that each first external gear ( 30 ) in engagement with the output-side internal gear ( 35 ) and every third external gear ( 32 ) in engagement with the housed internal gear ( 18 ). 5. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das erste Antriebszahnrad (23) einen größeren Arbeitstei­ lungsdurchmesser als das zweite Antriebszahnrad (27) und die ersten Außenzahnräder (30) einen kleineren Arbeitsteilungsdurchmesser als die zweiten Außenzahnräder (31) aufweisen.5. Manual transmission according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first drive gear ( 23 ) a larger Arbeitsstei development diameter than the second drive gear ( 27 ) and the first external gears ( 30 ) have a smaller work pitch diameter than the second external gears ( 31 ) exhibit. 6. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Außenzahnräder (30, 31, 32) miteinander verkeilt, verschweißt, verklebt, verschraubt oder als einheitliche Spritzgussteile ausgebildet sind. 6. Manual transmission according to one of claims 1 to 5, characterized in that the external gears ( 30 , 31 , 32 ) keyed together, welded, glued, screwed or formed as a single injection molded part. 7. Schaltgetriebe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Freilaufkupplung (22) eine höhere Drehzahl des ersten An­ triebszahnrades als die Drehzahl der Antriebswelle zulässt.7. Manual transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the first one-way clutch ( 22 ) allows a higher speed of the first drive gear than the speed of the drive shaft. 8. Schaltgetriebe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Freilauf (36) zwischen dem abtriebsseitigen Innenzahnrad (35) und einer Radtrommel (4) vorgesehen ist, der eine höhere Drehzahl der Radtrommel als die Drehzahl des abtriebsseitigen Innenzahnrades (35) zulässt.8. Manual transmission according to one of the preceding claims, characterized in that a third freewheel ( 36 ) between the output-side internal gear ( 35 ) and a wheel drum ( 4 ) is provided, which has a higher speed of the wheel drum than the speed of the output-side internal gear ( 35 ) allows. 9. Schaltgetriebe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die erste Freilaufkupplung bei Betätigung einer Schaltein­ richtung (21, 26) von der ausgeschalteten Schaltstellung in die einge­ schaltete Schaltstellung verstellbar und bei einer Unterbrechung des An­ triebs der Antriebswelle von der eingeschalteten in die ausgeschalteten Schaltstellung verstellbar ist.9. Manual transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the first one-way clutch upon actuation of a switching device ( 21 , 26 ) adjustable from the switched-off switching position to the switched-on switching position and when the drive shaft is interrupted from the switched-on in the switched off switching position is adjustable. 10. Schaltgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Freilaufkupplung in einem radialen Zwischenraum (16) zwischen einem Außenumfang der Antriebswelle und einem Innenumfang des ersten An­ triebszahnrades vorgesehen ist und Mitnehmermittel (25) für eine dreh­ momentfeste Verbindung aufweist, die bei eingeschalteter Freilaufkupp­ lung zwischen dem Außenumfang der Antriebswelle und dem Innenum­ fang des ersten Antriebszahnrades eingeklemmt und bei ausgeschalteter Freilaufkupplung in einer zurückgezogenen Stellung sind, wobei die Schalteinrichtung eine Schaltscheibe (26) und einen mit der Schaltschei­ be starr verbundenen Käfig (24) aufweist, die relativ zu dem ersten An­ triebszahnrad (23) verdrehbar sind, wobei bei Verdrehung der Schalt­ scheibe gegenüber dem ersten Antriebszahnrad (23) die Mitnehmer durch den Käfig in die eingeklemmte Position verstellbar sind. 10. Manual transmission according to claim 9, characterized in that the overrunning clutch is provided in a radial space ( 16 ) between an outer circumference of the drive shaft and an inner circumference of the first drive gear and driver means ( 25 ) for a torque-resistant connection, which with the overrunning clutch switched on tion between the outer circumference of the drive shaft and the inner circumference of the first drive gear and are in a retracted position when the one-way clutch is switched off, the switching device having a switching disc ( 26 ) and a cage ( 24 ) rigidly connected to the switching disc, which is relative to the At the first drive gear ( 23 ) can be rotated, with the rotation of the switching disc relative to the first drive gear ( 23 ) the drivers are adjustable by the cage in the clamped position. 11. Schaltgetriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig in axialer Richtung verlaufende Finger (24) aufweist, die in dem ra­ dialen Zwischenraum (16) vorgesehen sind und bei einer Relativverdre­ hung der Schaltscheibe gegenüber der Antriebswelle die Mitnehmer in die eingeklemmte Stellung befördern.11. Manual transmission according to claim 10, characterized in that the cage in the axial direction has fingers ( 24 ) which are provided in the ra dialen space ( 16 ) and with a relative displacement of the switching disc relative to the drive shaft, the drivers in the clamped position transport. 12. Schaltgetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder vorgesehen ist, die auf die Mitnehmer in der eingeklemmten Positi­ on eine Kraft ausübt, die in die zurückgezogene Stellung weist.12. Manual transmission according to claim 11, characterized in that a Spring is provided on the driver in the pinched positi exerts a force that points to the retracted position. 13. Schaltgetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltscheibe ein ferromagnetisches Material aufweist, und eine Schalt­ spule an einer gehäuseseitigen Aufnahme (20) befestigt ist, die bei Erre­ gung die Schaltscheibe zu einem gehäuseseitigen Anschlag (17) zieht.13. Manual transmission according to claim 12, characterized in that the switching disc has a ferromagnetic material, and a switching coil is attached to a housing-side receptacle ( 20 ), which excites the switching disc to a housing-side stop ( 17 ). 14. Elektroantrieb für ein Fahrrad, mit einem Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Antriebswelle (19) mit einem Rotor (7) ver­ bunden ist, und ein mit dem Rotor zusammenwirkender Stator (5, 6) an dem Gehäuse (1) befestigt ist.14. Electric drive for a bicycle, with a manual transmission according to one of claims 1 to 13, wherein the drive shaft ( 19 ) with a rotor ( 7 ) is connected, and a cooperating with the rotor stator ( 5 , 6 ) on the housing ( 1 ) is attached. 15. Elektroantrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rotor (7) Dauermagnete (8) befestigt sind und der Stator eine Erre­ gerspulenanordnung (6), die mit zeitlich veränderlichem Erregerstrom beaufschlagbar ist, aufweist.15. Electric drive according to claim 14, characterized in that permanent magnets ( 8 ) are attached to the rotor ( 7 ) and the stator has an exciter coil arrangement ( 6 ) which can be acted upon by a time-varying excitation current. 16. Elektroantrieb nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerspulenanordnung (6) radial oder axial zu den Dauermagneten (8) versetzt, vorzugsweise radial innerhalb der Dauermagnete (8) angeordnet ist.16. Electric drive according to claim 15, characterized in that the excitation coil arrangement ( 6 ) is radially or axially offset from the permanent magnets ( 8 ), preferably radially within the permanent magnets ( 8 ). 17. Elektroantrieb nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekenn­ zeichnet, dass er eine das Gehäuse (1) umfassende Abtriebstrommel (4) zur Verbindung mit Speichen des Fahrrades aufweist. 17. Electric drive according to one of claims 14 to 16, characterized in that it has a housing ( 1 ) comprising the output drum ( 4 ) for connection to spokes of the bicycle. 18. Elektroantrieb nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekenn­ zeichnet, dass während eines Umschaltvorgangs der Elektromotor stromlos ist.18. Electric drive according to one of claims 14 to 17, characterized records that during a switching process the electric motor is de-energized. 19. Elektroantrieb nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekenn­ zeichnet, dass eine mit dem Gehäuse (1) starr verbundene Radachse (2) in axialer Richtung durchgängig ausgebildet ist.19. Electric drive according to one of claims 12 to 16, characterized in that a rigidly connected to the housing ( 1 ) wheel axle ( 2 ) is continuous in the axial direction.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006049771A1 (en) * 2006-10-21 2008-04-24 Schaeffler Kg Switchable freewheel clutch for use in manual transmission, has freewheel connected between drive element and shaft, and rolling elements displaced in axial direction of shaft and transmitting torque in closed position of clutch
RU2452884C1 (en) * 2008-05-02 2012-06-10 ЭмБиАй КО., ЛТД. Unidirectional transmission for motor
DE102011084931A1 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 Zf Friedrichshafen Ag Bicycle, has auxiliary drive for drive support coupled with wheel hubs of front wheel or rear wheel by multistage drive of auxiliary drive, where planetary drive includes drive output that is coupled with one of wheel hubs
DE102012201373A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-01 Zf Friedrichshafen Ag Hub gearshift for hybrid drive train of bike, has two power paths, which are provided between gearbox input and downstream gear set, where shaft of downstream gear set is connectable with former power path by switching element
DE102015216949A1 (en) * 2015-09-04 2017-03-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Motorcycle with electrically driven front wheel
DE102021116077A1 (en) 2021-06-22 2022-12-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Drive assembly with direction-controlled two-speed gearshift for a vehicle and vehicle with the drive assembly
WO2023227513A1 (en) * 2022-05-23 2023-11-30 Igus Gmbh Pivot bearing with freewheel block

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITMO20110061A1 (en) * 2011-03-16 2012-09-17 C R D Ct Ricerche Ducati Trent O S R L WHEEL FOR ASSISTED RIDING BICYCLES

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006049771A1 (en) * 2006-10-21 2008-04-24 Schaeffler Kg Switchable freewheel clutch for use in manual transmission, has freewheel connected between drive element and shaft, and rolling elements displaced in axial direction of shaft and transmitting torque in closed position of clutch
DE102006049771B4 (en) * 2006-10-21 2016-12-29 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Switchable overrunning clutch
RU2452884C1 (en) * 2008-05-02 2012-06-10 ЭмБиАй КО., ЛТД. Unidirectional transmission for motor
DE102011084931A1 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 Zf Friedrichshafen Ag Bicycle, has auxiliary drive for drive support coupled with wheel hubs of front wheel or rear wheel by multistage drive of auxiliary drive, where planetary drive includes drive output that is coupled with one of wheel hubs
DE102012201373A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-01 Zf Friedrichshafen Ag Hub gearshift for hybrid drive train of bike, has two power paths, which are provided between gearbox input and downstream gear set, where shaft of downstream gear set is connectable with former power path by switching element
DE102012201373B4 (en) 2012-01-31 2022-04-21 Zf Friedrichshafen Ag Hybrid powertrain for a motor vehicle
DE102015216949A1 (en) * 2015-09-04 2017-03-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Motorcycle with electrically driven front wheel
US10752122B2 (en) 2015-09-04 2020-08-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Motorcycle with an electrically driveable front wheel
DE102021116077A1 (en) 2021-06-22 2022-12-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Drive assembly with direction-controlled two-speed gearshift for a vehicle and vehicle with the drive assembly
WO2023227513A1 (en) * 2022-05-23 2023-11-30 Igus Gmbh Pivot bearing with freewheel block

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