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Stand der Technik
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Auf dem Gebiet der kombinierten Getriebe für Elektrofahrräder sind Getriebe bekannt, die gemäß der zugeordneten Antriebsart vollständig voneinander getrennt sind. Bei Hintermotorantrieben befindet sich der Elektromotor und das zugehörige Getriebe im Hinterrad, während das Tretkurbelgetriebe größtenteils an der Tretkurbel angeordnet ist. Die mechanische Pedalleistung und die mechanische Leistung des Elektromotors werden am Hinterrad (über einen Freilauf am Hinterrad) kombiniert. Die zugehörigen Getriebeanordnungen sind aufgrund der unterschiedlichen Plazierung nicht kombinierbar.
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Beispielsweise in der Dokumenten
EP 559231 A1 und
CA 2216475 C sind einzelne Getriebeanordnungen für Elektrofahrräder dargestellt, die die Pedalantriebsleistung und die Antriebsleistung des Motors kombinieren. Jedoch sind die dort dargestellten Lösungen komplex und erfordern aufgrund der hohen Anzahl an Komponenten viel Bauraum. Als eine Folge hiervon sind nur wenige Anordnungsvarianten möglich.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Systematik zur mechanischen Leistungsübertragung vorzusehen, die eine deutliche Platzeinsparung ermöglicht.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Getriebeanordnung, die Antriebsanordnung und das Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
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Das der Erfindung zugrunde liegende Konzept ist es, die Leistungsübertragung des Pedal- und Motorantriebs eines Elektrofahrrads mittels einer nebengeordneten Welle zu modularisieren, um so zum einen die mehreren Komponenten platzsparend kombinieren zu können, um eine höhere Baudichte zu erreichen, und zum anderen, durch mehrstufige Übertragungen das Getriebes mit einzelnen Komponenten vorzusehen, die kleinere Abmessungen aufweisen, wodurch die höhere Anzahl an Komponenten überkompensiert werden kann durch die verkleinerten Komponenten. Ferner ist es ein Konzept der Erfindung, die Drehbewegungen des Pedal- und des Motorantriebs zunächst zu übersetzen, bevor diese kombiniert werden. Zur Übersetzung des Pedalantriebs auf eine geeignete Drehzahl, die sowohl für den Elektromotor als auch für die Abtriebsmechanik (= Hinterrad mit Schaltungselementen) geeignet ist, wird eine parallele Übersetzungswelle verwendet, die mit klein ausgestaltbaren Zahnrädern (Übersetzungsrädern) ausgestattet ist und in einem zu der Tretkurbelwelle parallelen Strang die Drehzahl übersetzt und wieder in einer Richtung zu der Tretkurbelwelle hin abgibt, jedoch zu einer Abtriebswelle, die die Tretkurbelwelle umgibt (d. h. in der Höhe der Tretkurbelwelle angeordnet ist), und die von der Tretkurbelwelle drehbar von innen gelagert ist. Die hohe Bauraumdichte wird ermöglicht durch die versetzte, geschachtelte Anordnung von Elektromotor, Abtriebsrad und Übersetzungsstufen zueinander. Aufgrund der Modularisierung und Verschachtelung können Räume nahe von großen Komponenten (z. B. Motor) genutzt werden bzw. es können besonders geeignete Bauformen erreicht werden (z. B. zur Anordnung des Antriebs im Rahmen nahe der Tretkurbel).
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Die Erfindung betrifft daher eine Getriebeanordnung für ein Elektrofahrrad. Die Getriebeanordnung weist eine Tretkurbelwelle eingerichtet zur Verbindung mit Tretkurbeln, ein Elektroantriebsrad eingerichtet zur Verbindung mit einem Elektromotor und ein Abtriebsrad auf. Die Tretkurbelwelle weist Anschlußkomponenten zur Montage der Tretkurbeln auf, an denen Pedale befestigt werden können, jeweils eine Anschlußkomponente an jedem Ende der Tretkurbelwelle. Das Elektroantriebsrad ist vorzugsweise als Zahnrad mit einer Wellendurchführung ausgeführt, wobei dadurch das Elektroantriebsrad drehfest auf eine Abtriebswelle eines Elektromotors (oder eines elektromotornahen Vorgetriebe) montiert werden kann. Das Abtriebsrad weist eine umfängliche Zahnung auf, mit der eine Kette in Eingriff gebracht werden kann, um die Getriebeanordnung mit einem Hinterrad zu dessen Antrieb zu verbinden. Die Tretkurbelwelle und das Elektroantriebsrad sind mechanische Zugänge, um mechanische Leistung in die Getriebeanordnung einzubringen, und das Abtriebsrad ist eine mechanische Abgabe, die die kombinierte Leistung mechanisch an eine Abtriebskomponente übermittelt.
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Die umfaßt ferner eine zu der Tretkurbelwelle parallele Kurbelantriebübersetzungswelle und eine Abtriebswelle, die die Tretkurbelwelle umgibt. Die Kurbelantriebübersetzungswelle ist ortsfest gegenüber der Tretkurbelwelle drehbar gelagert. Die Abtriebswelle ist unabhängig von der Tretkurbelwelle drehbar, d. h. ist drehbar gelagert, und kann eine andere Drehbewegung ausweisen wie die Tretkurbelwelle. Die Abtriebswelle kann unabhängig von der Tretkurbelwelle drehbar gelagert sein oder kann gegenüber der Tretkurbelwelle drehbar gelagert sein. Die Abtriebswelle ist ortsfest gegenüber der Tretkurbelwelle gelagert. Die Längsachse der Abtriebswelle ist nahe der Längsachse der Tretkurbelwelle oder stimmt vorzugsweise mit dieser überein.
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Auf der Tretkurbelwelle ist ein Tretkurbelantriebsrad angeordnet. Das Tretkurbelantriebsrad ist in Eingriff mit einem ersten Übersetzungsrad. Das erste Übersetzungsrad ist auf der Kurbelantriebübersetzungswelle angeordnet. Ein zweites Übersetzungsrad ist ebenso auf der Kurbelantriebübersetzungswelle angeordnetes. Das zweite Übersetzungsrad ist in Eingriff mit einem ersten, auf der Abtriebswelle angeordneten Abtriebsammelrad. Wie auch die Kurbelantriebübersetzungswelle drehen sich das erste und das zweite Übersetzungsrad neben und parallel zu der Tretkurbelwelle und zu der Abtriebswelle.
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Das Elektroantriebsrad ist in Eingriff mit einem zweiten Abtriebsammelrad. Das Abtriebsammelrad ist auf der Abtriebswelle angeordnet. Wie auch die Kurbelantriebübersetzungswelle dreh sich das Elektroantriebsrad neben und parallel zu der Tretkurbelwelle.
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Die Räder sind vorzugsweise Zahnräder oder Außenverzahnungen mit radial nach außen weisenden Zähnen. Der Eingriff wird durch Eingriff der Zähne zwischen Zahnrädern oder zwischen Zahnrad und Außenverzahnung. Die Anordnung der jeweiligen Räder wird vorgesehen durch befestigen bzw. montieren der Zahnräder auf die jeweilige Welle. Im Falle von Außenverzahnungen sind die zugehörigen Räder, die die Außenverzahnungen aufweisen, ein Teil der Welle (d. h. einteilig ausgeführt), wobei an diesem Teil die Außenfläche der Welle mit Zähnen versehen ist. Als Rad wird somit eine auf die Welle montierte individuelle Komponente bezeichnet sowie eine Außenverzahnung, die auf der Außenseite der Welle vorgesehen ist und folglich einteilig mit dieser ausgebildet ist.
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Um eine hohe Bauteildichte zu erreichen sind die Kurbelantriebübersetzungswelle und das Elektroantriebsrad zueinander in umfänglicher Richtung bezogen auf die Tretkurbelwelle versetzt. Im Querschnitt betrachtet sind die Kurbelantriebübersetzungswelle und das Elektroantriebsrad an verschiedenen Winkelrichtungen der Tretkurbelwelle angeordnet. Mit der Kurbelantriebübersetzungswelle sind auch die darauf angeordneten Räder in entsprechender Weise gegenüber der Tretkurbelwelle umfänglich versetzt.
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Die ersten und zweiten Übersetzungsräder sind in axialer Richtung bezogen auf die Tretkurbelwelle gegenüber dem Elektroantriebsrad versetzt. Von der Seite des Abtriebsrads aus betrachtet befinden sich die ersten und zweiten Übersetzungsräder (und auch die Kurbelantriebübersetzungswelle) hinter dem Abtriebsrad und hinter dem zweiten Abtriebsammelrad (auf das der Elektromotor seine Leistung überträgt). Von der Seite des Abtriebsrads aus betrachtet befindet sich auch der Elektromotor hinter dem Abtriebsrad und hinter dem zweiten Abtriebsammelrad, d. h. in der Höhe der ersten und zweiten Übersetzungsräder. Dadurch wird der Raum, der die Tretkurbelwelle umgibt, umfänglich mehrfach genutzt, d. h. von dem Elektromotor und, dazu verdreht, die ersten und zweiten Übersetzungsräder und die Kurbelantriebübersetzungswelle.
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Die Abtriebswelle ist vorzugsweise drehbar auf der Tretkurbelwelle gelagert ist. Die Abtriebswelle ist ferner vorzugsweise als Hohlwelle ausgestaltet ist. Die Abtriebswelle kann konzentrisch zu der Tretkurbelwelle verlaufen, die Drehachsen der Abtriebswelle und der Tretkurbelwelle sind dann identisch.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung sind das Tretkurbelantriebsrad, das erste und das zweite Übersetzungsrad sowie das erste und das zweite Abtriebsammelrad als Zahnrad ausgeführt ist, das fest auf der zugehörigen Welle befestigt ist, oder das als eine äußere Wellenverzahnung ausgeführt ist, die in einer Außenfläche der zugehörigen Welle ausgebildet ist. In einer spezifischen Ausführungsform sind alle Räder bis auf das erste Abtriebsammelrad als individuelle, auf der zugehörigen Welle befestigte Zahnräder ausgebildet, die eine umfängliche Verzahnung mit in Axialrichtung verlaufenden Zähnen aufweisen. Das erste Abtriebsammelrad ist als äußere Wellenverzahnung ausgeführt, die in einer Außenfläche der zugehörigen Welle ausgebildet ist, und die umfänglich verläuft mit in Axialrichtung verlaufenden Zähnen bzw. Zahnreihen. Die Zähne verjüngen sich in Radialrichtung nach außen.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Tretkurbelantriebsrad einen größeren Umfang als das erste Übersetzungsrad aufweist. Das zweite Übersetzungsrad weist einen größeren Umfang als das erste Sammelabtriebsrad auf. Das Tretkurbelantriebsrad, das erste und das zweite Übersetzungsrad und das Sammelabtriebsrad bilden ein zweistufiges Übersetzungsgetriebe mit einem Übersetzungsverhältnis < 1. Das zweistufige Übersetzungsgetriebe verbindet die Tretkurbelwelle über die Kurbelantriebübersetzungswelle mit der Abtriebswelle. Jede Übersetzungsstufe wird von zwei ineinandergreifenden Zahnrädern gebildet. Das Elektroantriebsrad weist einen kleineren Umfang als das zweite Abtriebsammelrad aufweist. Das Elektroantriebsrad und das zweite Abtriebsammelrad bilden ein einstufiges Übersetzungsgetriebe mit einem Übersetzungsverhältnis > 1. Das einstufige Übersetzungsgetriebe verbindet das Elektroantriebsrad als eine Anschlussstelle für einen Elektromotor mit der Abtriebswelle. Dadurch ist es möglich, die Tretkurbel mit einer üblichen Drehzahl zu betreiben, die üblicherweise unter der Drehzahl des Hinterrads des Fahrrads liegt, und gleichzeitig den Elektromotor mit einer hohen Drehzahl zu betreiben, um einen hohen Wirkungsgrad zu ermöglichen, wobei die Drehzahl des Elektromotors über der Drehzahl des Hinterrads des Fahrrads liegt. Beide unterschiedlichen Drehzahlen der Antriebe (Kurbelwelle bzw. Elektromotor) werden durch Übersetzung verändert und befinden sich nach der Übersetzung in einem übereinstimmenden Bereich, so dass die mechanischen Leistungen kombiniert werden können.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Antriebsanordnung für ein Elektrofahrrad mit einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung. Die Antriebsanordnung umfaßt einen Elektromotor, an dessen Motorwelle (oder Motorgetriebewelle) das Elektroantriebsrad befestigt ist. Die Antriebsanordnung umfaßt ferner eine Kette und ein Hinterrad-Kettenritzel. Die Kette verbindet das Hinterrad-Kettenritzel mit dem Abtriebsrad der Getriebeanordnung, das als Kettenblatt ausgeführt ist. Die Antriebsanordnung umfaßt zudem Kurbeln, die an gegenüberliegenden Enden der Tretkurbelwelle befestigt sind. Der Elektromotor befindet sich zumindest zum Teil axial versetzt hinter dem Abtriebsrad und/oder hinter dem zweiten Abtriebsammelrad. Der Elektromotor befindet sich parallel zu der Kurbelantriebübersetzungswelle und den darauf angeordneten Übersetzungsrädern. Die Kurbelantriebübersetzungswelle und der Elektromotor sind zueinander in umfänglicher Richtung bezogen auf die Tretkurbelwelle versetzt angeordnet. Dadurch wird der Bauraum um die Tretkurbelwelle herum effizient verwendet.
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Vorzugsweise umfaßt die erfindungsgemäße Antriebsanordnung einen Freilauf, der zwischen Motorwelle und Elektroantriebsrad angeordnet ist. Der Freilauf kann innerhalb eines Motorgetriebes angeordnet sein, das motorseitig mit dem Elektroantriebsrad verbunden ist.
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Schließlich betrifft die Erfindung ein Elektrofahrrad, das mit einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung oder mit einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung ausgestattet ist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur kombinierten Drehmomentübertragung in einem Elektrofahrrad. Ein Pedaldrehmoment einer Tretkurbelwelle, an der Tretkurbeln befestigt sind, wird erfindungsgemäß über ein auf der Tretkurbelwelle angeordnetes Tretkurbelantriebsrad, über ein darin eingreifendes erstes Übersetzungsrad, das auf einer parallel zu der Tretkurbelwelle drehgelagerten Kurbelantriebübersetzungswelle angeordnet ist, über die Kurbelantriebübersetzungswelle, über ein zweites, auf der Kurbelantriebübersetzungswelle angeordnetes Übersetzungsrad, und über ein erstes Abtriebsammelrad, in das zweite Übersetzungsrad eingreift, an eine Abtriebswelle übertragen, die vollumfänglich auf der Tretkurbelwelle drehbar gelagert ist. Auf der Abtriebswelle ist das erste Abtriebsammelrad angeordnet. Von der Kurbelantriebübersetzungswelle überträgt nur der Abschnitt ein Drehmoment, der sich von dem ersten Übersetzungsrad zu dem zweiten Übersetzungsrad erstreckt.
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Ein Motordrehmoment eines Elektromotors wird über ein auf einer Antriebswelle des Elektromotors angeordnetes Elektroantriebsrad über ein zweites Abtriebsammelrad, in das das Elektroantriebsrad eingreift und das auf der Abtriebswelle angeordnet ist, an die Abtriebswelle. Die Abtriebswelle kombiniert hierbei das Pedaldrehmoment und das Motordrehmoment und gibt das kombinierte Drehmoment (bzw. die kombinierte Leistung) über ein Kettengetriebe an ein Hinterrad des Elektrofahrrads ab.
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Das Pedaldrehmoment wird vorzugsweise von der Tretkurbelwelle an die Abtriebswelle über ein zweistufiges Übersetzungsgetriebe mit einer Übersetzung < 1 übertragen. Das zweistufige Übersetzungsgetriebe wird von dem Tretkurbelantriebsrad, dem ersten Übersetzungsrad, dem damit verbundenen zweiten Übersetzungsrad und dem ersten Sammelabtriebsrad gebildet. Das Motordrehmoment wird an die Abtriebswelle über ein einstufiges Übersetzungsgetriebe mit einer Übersetzung > 1 übertragen. Das einstufige Übersetzungsgetriebe wird von dem Elektroantriebsrad und dem zweiten Abtriebsammelrad gebildet wird.
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Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Pedaldrehmoment über die Kurbelantriebübersetzungswelle übertragen wird. Die Kurbelantriebübersetzungswelle (über die das Motordrehmoment übertragen wird) ist in umfänglicher Richtung bezogen auf die Tretkurbelwelle zu dem Elektromotor bzw. zu dem Elektroantriebsrad versetzt. Dadurch werden die beiden Leistungen unterschiedlichen Typs in unterschiedlichen Umfangswinkelsektoren (bezogen auf die Tretkurbelwelle) in ihrer Drehzahl umgewandelt. Die Umwandlung findet durch Komponenten statt, die ineinander verschachtelt sind, und die unterschiedlichen Antriebstypen zugeordnet sind. Sowohl in umfänglicher Richtung als auch in Längsrichtung (bezogen auf die Tretkurbelwellenachse) befinden sich Getriebekomponenten der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung, die zur Wandlung der Bewegung des Elektromotors als Komponenten der Getriebeanordnung, die zur Wandlung der Bewegung der Tretkurbel dienen. Dadurch läßt sich eine hohe Baudichte erreichen.
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Schließlich betrifft eine Ausführungsform ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Pedaldrehmoment über die ersten und zweiten Übersetzungsräder übertragen wird. Das erste und zweite Übersetzungsrad sind in axialer Richtung (bezogen auf die Tretkurbelwelle) gegenüber dem Elektroantriebsrad und dem zweiten Antriebssammelrad versetzt, wobei über das, über das zweite Antriebssammelrad das Motordrehmoment übertragen wird. Dadurch können Zahnräder mit großem Durchmesser (aufgrund der üblichen Drehzahlen am Hinterrad und aufgrund von vergleichsweise geringer Drehzahl von Kurbelantrieben) in einer Höhe angeordnet werden, an der sich weder die Kurbelantriebsübersetzungswelle noch darauf montierte Räder befinden. In dieser Höhe befindet sich ferner ebenso auch kein Abschnitt des Elektromotors, da dieser ebenso in Axialrichtung zu dem Abtriebsrad versetzt ist. Ebenso sind diese Komponenten nicht nur gegenüber dem Abtriebsrad, sondern auch gegenüber dem zweiten Abtriebsammelrad in Axialrichtung versetzt. In einem ersten Längsabschnitt befinden sich daher das zweite Abtriebsammelrad und das Abtriebsrad, die auch untereinander leicht in Axialrichtung versetzt sind. Diese Räder haben üblicherweise einen relativ großen Durchmesser. In einem darauf folgenden zweiten Längsabschnitt befinden sich der Elektromotor und Kurbelantriebsübersetzungswelle sowie die darauf montierte Räder. Elektromotor und Kurbelantriebsübersetzungswelle sind somit in gleicher Höhe angeordnet, sind jedoch in umfänglich (bezogen auf die Tretkurbelwelle) zueinander versetzt, um den Bauraum gut zu nutzen.
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Im Querschnitt betrachtet sind Motor und Kurbelantriebsübersetzungswelle (sowie die darauf montierten Räder) über der Tretkurbelwelle in der Form eines V angeordnet, so dass eine Integration der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung in den unteren Teil eines Fahrradrahmens (Diamantform) über dem Tretlager möglich ist.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung; und
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2 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung.
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Ausführungsbeispiele
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In 1 ist eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung, die auch als Draufsicht angesehen werden kann. Die Getriebeanordnung umfaßt eine Tretkurbelwelle 20, ein Elektroantriebsrad 12 und ein Abtriebsrad 28. Die Getriebeanordnung umfaßt ferner eine zu der Tretkurbelwelle 20 parallele Kurbelantriebübersetzungswelle 30 und eine Abtriebswelle 25, die die Tretkurbelwelle 20 als Hohlwelle umgibt. Zwischen Abtriebswelle 25 und Tretkurbelwelle 20 ist jeweils ein Drehlager an beiden Enden der Abtriebswelle 25 angeordnet, wobei die Drehlager die Abtriebswelle 25 drehbar gegenüber der Tretkurbelwelle 20 lagern. Auf der Tretkurbelwelle 20 ist ein Tretkurbelantriebsrad 22 angeordnet ist, das in Eingriff mit einem ersten, auf der Kurbelantriebübersetzungswelle 30 angeordnetem Übersetzungsrad 32 ist. Ein zweites, auf der Kurbelantriebübersetzungswelle 30 angeordnetes Übersetzungsrad 34 ist in Eingriff mit einem ersten, auf der Abtriebswelle 25 angeordneten Abtriebsammelrad 24. Das Elektroantriebsrad 12 ist in Eingriff mit einem zweiten, auf der Abtriebswelle angeordnetem Abtriebsammelrad 26. Die Abtriebsammelräder 24 und 26 sammeln die mechanische Leistung der beiden Antriebsarten und sehen als gemeinsamen Träger der Leistung die Abtriebswelle 25 vor. Die ersten und zweiten Übersetzungsräder sind in axialer Richtung bezogen auf die Tretkurbelwelle gegenüber dem Elektroantriebsrad versetzt. Sämtliche in 1 dargestellten Räder sind Zahnräder, wobei wegen des geringen Abstands zwischen Radaußenfläche und Abtriebsrad das erste Abtriebsammelrad 24 als Außenseitenverzahnung der Hohlwelle ausgebildet ist, das die Abtriebswelle 25 bildet.
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Ferner sind in 1 einige Komponenten einer Einbauumgebung der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung dargestellt. An der Tretkurbelwelle 20 der Getriebeanordnung sind Tretkurbeln 21 befestigt, wobei das Elektroantriebsrad auf einer Elektromotorwelle montiert ist. An dem Abtriebsrad 28 der Getriebeanordnung sind eine Kette 40 und, über die Kette 40, ein Kettenritzel 42 eines Hinterrad (nicht dargestellt) verbunden.
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2 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung, wobei Bezugzeichen der 1 und 2, deren letzen beiden Stellen übereinstimmen, die gleichen Merkmale der Erfindung darstellen.
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Eine Tretkurbelwelle 120 trägt über ein Drehlager (nicht dargestellt) eine Abtriebswelle 125, die als Hohlwelle ausgebildet ist. Auf der Abtriebswelle ist ein zweites Abtriebsammelrad befestigt, wobei ein erstes Abtriebsammelrad einen kleineren Durchmesser als das zweite aufweist und beide Abtriebsammelräder aufgrund der Verdeckung durch ein Tretkurbelantriebsrad 122 nicht dargestellt sind.
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Parallel und radial versetzt zu der Tretkurbelwelle 120 und der Abtriebswelle 125 ist eine Kurbelantriebübersetzungswelle 130 angeordnet, die ein erstes Übersetzungsrad und ein zweites Übersetzungsrad 134 trägt. Da das zweite Übersetzungsrad 134 größer als das erste Übersetzungsrad ist, ist das erste Übersetzungsrad verdeckt und nicht dargestellt. Es ist ersichtlich, dass das zweite Übersetzungsrad 134 und das Tretkurbelantriebsrad 122 hintereinander angeordnet sein müssen, da sich die Räder überschneiden.
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Das zweistufige Getriebe, das zur Übersetzung der Tretkurbelwellenbewegung auf die Abtriebswelle dient, weist daher eine ovale Silhouette 154 auf. Die ovale Silhouette 154 ist gestrichelt dargestellt und dient der Darstellung der Bauraumnutzung. Es ist ersichtlich, dass sich das zweistufige Getriebe in eine erste Radialrichtung (bezogen auf die Tretkurbelachse) erstreckt und einen ersten umfänglichen Bereich belegt.
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Ein zweiter umfänglicher Bereich, der zu dem ersten winkelversetzt ist, wird vom dem Elektromotor 110 belegt. Eine Längsversetzung der Anordnung verschiedener Komponenten im gleichen Winkelbereich, ermöglicht eine hohe Bauteildichte. Die Längsversetzung betrifft die in 1 dargestellte Versetzung entlang des Verlaufs der Tretkurbelwelle, die sich in 2 senkrecht zur Zeichenebene erstreckt.
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Ein zweites Abtriebsammelrad 126 weist einen großen Durchmesser aufgrund der Übersetzung der Motorgetriebestufe auf. Die Silhouette 152 stellt den Raum dar, den das zweite Abtriebsammelrad 126 belegt. Da zweite Abtriebsammelrad 126 axial versetzt zu dem Elektromotor, und der Kurbelantriebübersetzungswelle (und den darauf befindlichen Zahnrädern) angeordnet ist, vgl. 1, können alle Komponenten zur Übertragung der Tretkurbelbewegung als auch ein Großteil des Elektromotors 110 in dem Umkreis des Abtriebsrad 128 angeordnet sein, um eine hohe Bauteildichte zu erreichen.
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Anhand der 1 lässt sich insbesondere erkennen, daß aufgrund des Axialversatzes zwischen den Komponenten der Elektromotor sehr nahe an der Tretkurbelwelle anordnen läßt, da lediglich das Tretkurbelantriebsrad und das erste Abtriebsammelrad den Bereich in der näher der Tretkurbel belegen, wobei jedoch diese beiden Räder in geringer Größe ausgeführt werden können. Obwohl diese Räder in einer Getriebestufe mit hohem Übersetzungsverhältnis arbeiten, können diese mit geringen Abmaßen ausgeführt werden, da sich das hohe Übersetzungsverhältnis (bzw. dessen Betrag) auf zwei Stufen verteilt. Trotz der für zwei Übersetzungsstufen notwendigen höheren Anzahl an Bauteilen führt dies aufgrund des hohen Grads an Verschachtelung nicht zu größerem Platzbedarf.
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Der Bereich, in dem sich der Motor erstreckt, vgl. Silhouette 154, ist ca. 90° zu dem Bereich verdreht, der von dem Motor 150 eingenommen wird. Die Winkeldifferenz der Verdrehung kann 30°–160°, vorzugsweise 45°–135° und besonders bevorzugt 60°–110° betragen. Dies erlaubt die Integration des Motors und der Kurbelantriebübersetzungswelle (incl. der darauf montierten Zahnräder) in den Winkel, der zwischen Unterrohr und Sitzrohr eines Diamantrahmens liegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 559231 A1 [0002]
- CA 2216475 C [0002]
