DE102009014247A1 - Drive system for a motor-assisted bicycle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein motorisch unterstütztes Fahrrad, umfassend eine mittels Kurbeln (2) antreibbare Welle (1), eine konzentrisch zu der Welle (1) angeordnete Motoreinheit mit einem Stator und einem Rotor, und ein von der Motoreinheit angetriebenes Planetengetriebe (15), das abtriebsseitig ein mit der Welle (1) verbundenes Kettenblatt (41) antreibt, wobei die Motoreinheit und das Planetengetriebe (15) in einem Gehäuse (16) aufgenommen sind, weiter umfassend eine mit dem Gehäuse (16) verbundene Hülse (4), innerhalb derer die Welle (1) mindestens abschnittsweise und drehbar aufgenommen ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Antriebssystem für ein motorisch unterstütztes Fahrrad, umfassend eine mittels Kurbeln (2) antreibbare Welle (1), eine konzentrisch zu der Welle angeordnete Motoreinheit mit einem Stator (10) und einem Rotor (11), und ein von der Motoreinheit angetriebenes Planetengetriebe (15), das abtriebsseitig ein Kettenblatt (41) antreibt, wobei das Kettenblatt (41) an einem Planetenträger (39) des Planetengetriebes (15) koppelbar gelagert ist. Beide Antriebssysteme lösen erfindungsgemäß die Aufgabe, ein einfaches, bedienerfreundliches Antriebssystem anzugeben.The invention relates to a drive system for a motor-assisted bicycle, comprising a shaft (1) which can be driven by means of cranks (2), a motor unit arranged concentrically with the shaft (1) with a stator and a rotor, and a planetary gear (15) driven by the motor unit ) which drives on the output side a chainring (41) connected to the shaft (1), the motor unit and the planetary gear (15) being accommodated in a housing (16), further comprising a sleeve (4) connected to the housing (16) , within which the shaft (1) is at least partially and rotatably received. The invention further relates to a drive system for a motor-assisted bicycle, comprising a shaft (1) which can be driven by cranks (2), a motor unit arranged concentrically to the shaft with a stator (10) and a rotor (11), and one of the motor unit driven planetary gear (15), the output side, a chainring (41) drives, wherein the chainring (41) to a planet carrier (39) of the planetary gear (15) is coupled coupled. According to the invention, both drive systems solve the problem of specifying a simple, user-friendly drive system.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem nach Anspruch 1 sowie nach Anspruch 4 für ein motorisch unterstütztes Fahrrad, sowie ein Fahrrad, insbesondere ein E-Bike, mit einem Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 4.The The invention relates to a drive system according to claim 1 and to Claim 4 for a motor-assisted bicycle, and a bicycle, in particular an e-bike, with a drive system according to Claim 1 or 4.
Aus der Praxis ist für Antriebssysteme für motorisch unterstützte Fahrräder die Forderung bekannt, im Hinblick auf eine Serienfertigung eine möglichst einfache und schnelle Fertigung, insbesondere eine Einpassung der Welle in den Rahmen zu ermöglichen. Weiter ist die Forderung bekannt, die Drehbewegung des Benutzers des Fahrrades insbesondere bei geringen Drehzahlen ein angenehmes Fahrgefühl zu ermöglichen, insbesondere den Fahrer bei geringen Drehzahlen die Rastung der Motoreinheit mit Stator und Rotor nicht spüren zu lassen.Out The practice is for drive systems for motor supported bicycles the requirement known in terms of mass production as simple as possible and fast production, in particular a fitting of the shaft in to allow the frame. Furthermore, the requirement is known the rotational movement of the user of the bicycle, especially at low Speeds to allow a comfortable ride especially the driver at low speeds, the detent of Motor unit with stator and rotor not to be felt.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein einfaches, bedienerfreundliches Antriebssystem anzugeben.It The object of the invention is a simple, user-friendly Drive system specify.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Antriebssysteme nach Anspruch 1 bzw. nach Anspruch 4 gelöst.These The object is achieved by the drive systems solved according to claim 1 or claim 4.
Die Hülse, innerhalb derer die Welle abschnittsweise und drehbar aufgenommen ist, und die mit dem Gehäuse verbunden ist, trennt die Welle von der in dem übrigen Gehäuse angeordneten Motoreinheit räumlich.The Sleeve, within which the shaft sections and rotatable is received, and which is connected to the housing, separates the shaft from that in the rest of the housing arranged motor unit spatially.
An der Welle kann innerhalb der Hülse eine Sensorik vorgesehen sein, die die Drehzahl der Welle und das auf die Welle übertragene Drehmoment erfasst, wobei diese Sensorik auch elektronisch abgeschirmt von der Motoreinheit mit dem Stator und dem Rotor angeordnet ist.At the shaft can be provided within the sleeve, a sensor be that the speed of the shaft and that transmitted to the shaft Torque detected, this sensor also electronically shielded is arranged by the motor unit with the stator and the rotor.
Die äußere Mantelfläche der Hülse ist Bestandteil des Gehäuses, so dass sich die Montage der Hülse und damit die lagerichtige Anordnung der Welle mit der Sensorik in Bezug auf den Rahmen des Fahrrades vereinfacht. Die Hülse kann insbesondere als vormontierte Baueinheit ausgebildet werden, die unabhängig von dem übrigen Gehäuse hergestellt und bei Bedarf in das Gehäuse eingepasst bzw. ausgetauscht werden kann.The outer one Lateral surface of the sleeve is part of the housing, so that the assembly of the sleeve and thus the correct position Arrangement of the shaft with the sensor in relation to the frame of the bicycle simplified. The sleeve can in particular be preassembled Unit be formed, which is independent of the rest Housing manufactured and if necessary in the housing can be fitted or replaced.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Gehäuse eine Stützscheibe umfasst, die axial mittig angeordnet ist und an der Hülse gelagert ist. Die Stützscheibe unterstützt die Weiterleitung von mechanischen Lasten, die der Bediener über die Kurbel und die Welle einleitet, an den Rahmen des Fahrrades, insbesondere dann, wenn die Stützscheibe axial mittig zwischen den Kurbel, im wesentlichen also in der Symmetrieebene des Fahrrades, angeordnet ist.Preferably it is envisaged that the housing is a support disk includes, which is arranged axially centrally and on the sleeve is stored. The support disc supports the Forwarding of mechanical loads that the operator over the crank and the shaft initiate, to the frame of the bicycle, in particular when the support disk is axially centered between the crank, So essentially in the plane of symmetry of the bicycle, arranged is.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Hülse einen umlaufenden radialen Flansch aufweist, an dem die Hülse an dem Gehäuse befestigbar ist. Im Bereich des Flansches ist die Hülse leicht an dem Gehäuse festlegbar, insbesondere kann bei der Montage der Flansch lagerichtig zu dem übrigen Gehäuse ausgerichtet und somit die Welle mit der zugeordneten Sensorik lagerichtig zu der Motoreinheit platziert werden.Preferably is provided that the sleeve has a circumferential radial Flange, on which the sleeve to the housing is fastened. In the area of the flange is the sleeve easily fixed to the housing, in particular can at the mounting of the flange in the correct position to the rest of the housing aligned and thus the shaft with the associated sensors in the correct position be placed to the motor unit.
Ist das Kettenblatt an einem Planetenträger des Planetengetriebes koppelbar gelagert, bildet sich ein Freilauf aus, der eine Krafteinleitung entgegen der Antriebsrichtung der Motoreinheit unterdrückt. Weiter ist eine Rasterung der die Motoreinheit bildenden Stators und Rotors aufgefangen, so dass der Bediener auch bei nur geringen Drehzahlen und nur geringer Motordrehzahl einen im wesentlichen ungestörten Antrieb und damit ein im wesentliches stetiges Fahrgefühl erfährt.is the chainring on a planet carrier of the planetary gear mounted coupled, forms a freewheel, which introduces a force suppressed against the drive direction of the motor unit. Further is a raster of the motor unit forming stator and rotor Captured, allowing the operator even at low speeds and only low engine speed a substantially undisturbed Drive and thus a substantially steady ride experiences.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Planetenträger an der Welle elastisch abgestützt ist. Der Planetenträger ist insbesondere in einem Abstand zu der Welle angeordnet und kann unter elastischer Vorspannung betrieben werden, wobei die elastische Vorspannung eine sichere Kupplung an das Kettenblatt auch bei ungünstigen Fahrverhältnissen ermöglicht.Preferably it is envisaged that the planet carrier is elastic on the shaft is supported. The planet carrier is particular arranged at a distance to the shaft and can be under elastic Preload operated, the elastic bias a secure coupling to the chainring even with unfavorable Driving conditions allows.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Kopplung zwischen dem Planetenträger und dem Kettenblatt eine Rampenverzahnung umfasst. Eine derartige Rampenverzahnung lässt sich einfach herstellen, insbesondere dann, wenn die Rampen der Verzahnung in das Material eingeprägt sind.Preferably is provided that the coupling between the planet carrier and the chainring comprises a ramp toothing. Such Ramping can be easily produced, in particular then, when the ramps of the toothing imprinted into the material are.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein Kopplungsflansch an dem Kettenblatt befestigt ist, mit dem der Planetenträger zusammenwirkt. Der Kopplungsflansch überdeckt dabei abschnittsweise die Welle. Der Kopplungsflansch ist drehbar an dem übrigen Gehäuse gelagert. An den Kopplungsflansch kann die Rampenverzahnung angeordnet werden, so dass eine konstruktive Änderung des Kettenblattes nicht erforderlich ist.Preferably it is envisaged that a coupling flange attached to the chainring is, with which the planet carrier cooperates. The coupling flange covers while sections of the wave. The coupling flange is rotatable stored on the rest of the housing. To the coupling flange can the ramp teeth are arranged so that a constructive change the chainring is not required.
Es versteht sich, dass ein Antriebssystem nach Anspruch 1 mit einem Antriebssystem nach Anspruch kombiniert werden kann.It is understood that a drive system according to claim 1 with a Drive system can be combined according to claim.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung.Further Advantages and features emerge from the dependent claims as well as from the description of embodiments of the Invention.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.The Invention will be described below with reference to the appended Drawings described and explained in detail.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description the drawing
Das
Antriebssystem umfasst eine Welle
Das
Antriebssystem umfasst weiter seine konzentrisch zu der Welle
Die
Motoreinheit treibt ein zweistufiges Planetengetriebe
Der
der Welle
Axial
außen an dem ersten axialen Abschlußring
Der äußere
Ring
Das
Gehäuse
Das
Gehäuse
An
der Welle
An
dem Korpus der Welle
Die
von der Sensorik erfasste Drehzahl der Welle
Die
Steuer-Regelung
Die
Steuer-Regelung
Das
Gehäuse
Das
Planetengetriebe
Der
Rotor
Mit
dem Planetenträger
Die
beiden angetriebenen Planetenträger
Es
versteht sich, dass für beide Planetenstufen
Mit
dem zweiten Planetenträger
Im
Bereich der Welle
Bei
der nachfolgenden Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels
anhand von
An
der Hülse
Der
Rotor
Die
Sonne
Der
Planetenträger
Der
auf die Welle
Die
Kopplung zwischen dem Planetenträger
Zur
Ausbildung der Rampenverzahnung
Die
Rampenverzahnung
Im
Fall der Kopplung des Kettenblatts
Im
Bereich des axialen Abschnittes
Der
Kopplungsflansch
Der
zweite axiale Abschlussring
Die
Montage des in
- 11
- Wellewave
- 22
- Kurbelcrank
- 33
- Achseaxis
- 44
- Hülseshell
- 55
- Kugellagerball-bearing
- 66
- Kugellagerball-bearing
- 77
-
Außenring
des Kugellagers
5 Outer ring of the ball bearing5 - 88th
-
Außenring
des Kugellagers
6 Outer ring of the ball bearing6 - 99
-
innere
Mantelfläche der Hülse
4 Inner surface of the sleeve4 - 1010
- Statorstator
- 1111
- Rotorrotor
- 1212
- Nadellagerneedle roller bearings
- 1313
- Nadellagerneedle roller bearings
- 1414
-
äußere
Mantelfläche der Hülse
4 outer surface of the sleeve4 - 1515
- Planetengetriebeplanetary gear
- 1616
- Gehäusecasing
- 1717
- Ringring
- 1818
-
innere
Mantelfläche des Rings
17 Inner surface of the ring17 - 1919
- erster axialer Abschlußringfirst axial end ring
- 2020
- Aufnahmeadmission
- 2121
- Steuer-RegelungTax scheme
- 2222
- axiales Nadellageraxial needle roller bearings
- 2323
- zweiter axialer Abschlußringsecond axial end ring
- 2424
- Dichtungpoetry
- 2525
- Spulenanordnungcoil assembly
- 2626
- Platinecircuit board
- 2727
- Bohrungdrilling
- 2828
- Stützscheibesupport disc
- 2929
- Wälzlagerroller bearing
- 3030
- erste Planetenstufefirst planetary stage
- 3131
- zweite Planetenstufesecond planetary stage
- 3232
-
Sonne
der ersten Planetenstufe
30 Sun of the first planetary stage30 - 3333
-
Planet
der ersten Planetenstufe
30 Planet of the first planetary stage30 - 3434
- Bolzenbolt
- 3535
-
Planetenträger
der ersten Planetenstufe
30 Planet carrier of the first planetary stage30 - 3636
-
Hohlrad
der ersten Planetenstufe
30 Ring gear of the first planetary stage30 - 3737
-
Sonne
der zweiten Planetenstufe
31 Sun of the second planetary stage31 - 3838
-
Planet
der zweiten Planetenstufe
31 Planet of the second planetary stage31 - 3939
-
Planetenträger
der zweiten Planetenstufe
31 Planet carrier of the second planetary stage31 - 4040
-
Hohlrad
der zweiten Pletenstufe
31 Ring gear of the second stage stage31 - 4141
- Kettenblattchainring
- 4242
- radialer Flanschradial flange
- 4343
- erste Schraubverbindungfirst screw
- 4444
-
Endabschnitt
des Planetenträgers
39 End portion of the planet carrier39 - 4545
- Sicherungsringcirclip
- 4646
- Federmittelspring means
- 4747
- Rampenverzahnungramp teeth
- 4848
- radialer Zwischenabschnittradial intermediate section
- 4949
- Kopplungsflanschcoupling flange
- 5050
- axialer Abschnittaxial section
- 5151
- zweiter radialer Abschnittsecond radial section
- 5252
- Wälzlagerroller bearing
- 5353
- weitere SchraubverbindungFurther screw
- 5454
- erster radialer Abschnittfirst radial section
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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DE102013211434B4 (en) | Drive device for driving a bicycle with electronics |
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