DE102015208245A1 - Anordnung, insbesondere elektrisch und/oder mit Muskelkraft antreibbares Fahrzeug mit stufenloser Schaltung - Google Patents

Anordnung, insbesondere elektrisch und/oder mit Muskelkraft antreibbares Fahrzeug mit stufenloser Schaltung Download PDF

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ring gear
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Jürgen Hilzinger
Peter Kimmich
Markus Hinterkausen
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anordnung, umfassend einen elektrischen Antrieb (3) zur Erzeugung eines Motordrehmoments, und ein Reibringgetriebe (5) mit einem Reibeingangselement (51), einer Vielzahl von Kugeln (52) und einem Reibausgangselement (53), wobei dem Reibringgetriebe (5) das Motordrehmoment und/oder ein Zweitdrehmoment, insbesondere ein mit Muskelkraft erzeugtes Fahrerdrehmoment, zuführbar ist, wobei das Reibausgangselement (53) des Reibringgetriebes mit dem Abtriebselement (4) verbunden ist, und wobei das Reibringgetriebe (5) koaxial zu einer Welle, über welche das Zweitdrehmoment aufbringbar ist, angeordnet ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung, insbesondere ein elektrisch und/oder mit Muskelkraft antreibbares Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrrad, mit einer stufenlosen Schaltung mittels eines Reibringgetriebes, mit einem Reibeingangselement, einer Vielzahl von Kugeln und einem Reibausgangselement.
  • Elektrisch und/oder mit Muskelkraft antreibbare Fahrzeuge sind beispielsweise als Elektrofahrräder, z.B. als Pedelecs, bekannt. Hierbei kann der elektrische Antrieb des Fahrrads, beispielsweise im Bereich des Tretlagers, angeordnet sein. Über eine Kette wird dann ein Hinterrad angetrieben, wobei am Hinterrad häufig eine Schalteinrichtung, z.B. eine Nabenschaltung oder eine Kettenschaltung, vorgesehen ist. Die Schalteinrichtungen am Hinterrad weisen jedoch häufig große Sprünge zwischen den einzelnen Schaltstufen auf. Aus der DE 102013220299 A1 ist ferner ein Elektrofahrrad bekannt, welches eine stufenlos verstellbare Schaltung im Bereich des Kurbeltriebs vorschlägt. Hierdurch kann auf eine separate Schalteinrichtung am Hinterrad des Fahrrads verzichtet werden. Die stufenlose Schalteinrichtung des Standes der Technik ist jedoch relativ komplex aufgebaut und benötigt ferner einen relativ großen Bauraum. Um eine Sichtbarkeit des elektrischen Antriebs und der stufenlosen Schalteinrichtung im Bereich des Tretlagers zu reduzieren, wäre es daher wünschenswert, einen kompakteren Aufbau zu realisieren.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Anordnung, insbesondere elektrisch und/oder mit Muskelkraft antreibbares Fahrzeug, insbesondere Elektrofahrrad, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass ein besonders kompakter Aufbau eines Getriebes möglich ist, bei dem ein elektrischer Antrieb und eine stufenlose Schaltung angeordnet ist. Hierdurch wird eine weniger auffallende Sichtbarkeit dieser Antriebsbauteile erreicht. Dies wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, dass ein Reibringgetriebe mit einem Reibeingangselement, einer Vielzahl von Kugeln und einem Reibausgangselement koaxial zu einer Welle, über die ein Zweitdrehmoment für das Reibringgetriebe aufbringbar ist, insbesondere eine Kurbelwelle eines Kurbeltriebs eines Fahrzeugs, angeordnet ist. Hierbei ist das Reibringgetriebe um die Welle herum angeordnet, so dass ein besonders kompakter Aufbau realisierbar ist. Dem Reibringgetriebe wird dann ein Motorantriebsmoment des elektrischen Antriebs und/oder das Zweitdrehmoment, welches insbesondere ein Fahrer durch Pedalieren aufbringt, zugeführt. Das Reibausgangselement des Reibringgetriebes wird, vorzugsweise direkt, mit einem Abtriebselement verbunden. Das Reibringgetriebe übernimmt dabei eine stufenlose Schaltfunktion einer Schaltung, so dass eine Schaltung beispielsweise an einem Hinterrad eines Elektrofahrrads nicht mehr notwendig ist. Der elektrische Antrieb ist vorzugsweise ebenfalls in unmittelbarer Nähe des Kurbeltriebs angeordnet, so dass z.B. ein Elektrofahrrad mit einem sehr tiefen Schwerpunkt im Bereich des Kurbeltriebs realisierbar ist. Durch die kompakte Anordnung des Reibringgetriebes koaxial zur Welle sowie die Anordnung des elektrischen Antriebs im Bereich der Welle kann somit ein sehr kompaktes Design realisiert werden, so dass eine wenig auffallende Sichtbarkeit des elektrischen Antriebs sowie der durch das Reibringgetriebe bereitgestellten stufenlosen Schaltung möglich ist. Weiterhin kann insbesondere ein derartiges Elektrofahrrad ein besonders leichtes Hinterrad und somit ein deutlich verbessertes Handling und somit auch eine verbesserte Federung und Fahrdynamik ermöglichen. Weiterhin kann mittels des erfindungsgemäßen Reibringgetriebes nahezu geräuschlos und ohne Übersetzungssprünge auch unter Last geschaltet werden.
  • Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Besonders bevorzugt wird sowohl das Motordrehmoment als auch das Zweitdrehmoment dem Reibeingangselement des Reibringgetriebes zugeführt.
  • Somit werden Motordrehmoment und Zweitdrehmoment am Reibringgetriebe addiert.
  • Für eine besonders kompakte Anordnung ist vorzugsweise das Reibringgetriebe koaxial zu einem Abrisselement, insbesondere einem Kettenblatt, angeordnet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Anordnung ferner eine Verstelleinrichtung zur Verstellung einer Übersetzung des Reibringgetriebes. Dadurch kann die Schaltfunktion des Reibringgetriebes als Schaltung, insbesondere für ein Fahrzeug, einfach realisiert werden.
  • Die Verstelleinrichtung umfasst vorzugsweise einen Verstellhebel, welcher aus einem Gehäuse des Reibringgetriebes herausgeführt ist. Am Verstellhebel kann dann entweder ein manueller Seilzug oder alternativ ein Stellmotor angreifen. Weiter bevorzugt umfasst die Verstelleinrichtung auch ein Planetengetriebe, um eine einfachere Verstellung des Reibringgetriebes zu realisieren.
  • Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein elektrisch und/oder mit Muskelkraft antreibbares Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrrad, umfassend eine erfindungsgemäße Anordnung und einen Kurbeltrieb mit einer Kurbelwelle, einer ersten Kurbel und einer zweiten Kurbel, zum Einbringen des Zweitdrehmoments, welches ein Fahrerdrehmoment ist. Ferner ist das Abtriebselement zur Abgabe eines Abtriebsdrehmoments an ein Rad des Fahrzeugs vorgesehen. Insbesondere bei Elektrofahrrädern kann so ein besonders kompakter Aufbau realisiert werden. Ein weiterer großer Vorteil für Hersteller von Fahrrädern liegt darin, dass der elektrische Antrieb mitsamt dem stufenlosen Reibringgetriebe als eine kompakte Baugruppe bereitgestellt werden kann, so dass der Fahrradhersteller keine separate Schaltung mehr verbauen muss und ein einheitliches Modul aus Übersetzungssteuerung und Antriebssteuerung einbauen kann.
  • Weiter bevorzugt ist zwischen dem Kurbeltrieb und dem Reibringgetriebe ein Planetengetriebe angeordnet. Somit kann ein Fahrerdrehmoment vom Kurbeltrieb zuerst auf das Planetengetriebe und vom Planetengetriebe auf das Reibringgetriebe übertragen werden. Durch das Planetengetriebe kann eine Drehzahl, welche vom Fahrer aufgebracht wird, vergrößert werden, wodurch sich das Drehmoment reduziert. Hierdurch ist eine Belastung für das Reibringgetriebe signifikant reduziert. Durch das Reduzieren des Drehmoments, welches so dem Reibringgetriebe zugeführt wird, kann das Reibringgetriebe hinsichtlich seiner geometrischen Abmessungen reduziert werden, so dass das Reibringgetriebe deutlich kompakter ausgelegt werden kann.
  • Das Planetengetriebe zwischen dem Reibringgetriebe und dem Kurbeltrieb ist vorzugsweise ein zweistufiges Planetengetriebe mit einem ersten Planetenradsatz und einem zweiten Planetenradsatz. Hierdurch kann eine große Änderung der Drehzahl erreicht werden. Das Planetengetriebe umfasst dabei besonders bevorzugt genau ein Hohlrad und weiter besonders bevorzugt genau ein Sonnenrad. Weiter bevorzugt ist das Planetengetriebe zwischen dem Kurbeltrieb und dem Reibringgetriebe derart ausgebildet, dass ein Eingang des Planetengetriebes über den Planetenradträger erfolgt.
  • Weiter bevorzugt ist zwischen dem elektrischen Antrieb und dem Reibringgetriebe ein Reduktionsgetriebe angeordnet. Hierdurch wird eine Drehzahl des elektrischen Antriebs reduziert und ein Drehmoment erhöht. Dabei wird bevorzugt das Drehmoment nicht so erhöht, dass eine zu große Belastung des Reibringgetriebes vorliegt. Besonders bevorzugt ist ein Ausgang des Reduktionsgetriebes mit dem zwischen dem Kurbeltrieb und dem Reibringgetriebe angeordneten Planetengetriebe verbunden. Dadurch kann das Planetengetriebe zusätzlich zur Reduzierung der Übersetzung des Reduktionsgetriebes verwendet werden, so dass das Reduktionsgetriebe dadurch kompakter ausgelegt werden kann. Das Reduktionsgetriebe ist vorzugsweise ein zweistufiges Reduktionsgetriebe.
  • Weiter bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Fahrzeug ferner eine Steuereinheit, welche eingerichtet ist, eine Übersetzung des Reibringgetriebes in Abhängigkeit einer Trittfrequenz des Fahrers und/oder in Abhängigkeit eines vom Fahrer aufgebrachten Fahrerdrehmoments und/oder in Abhängigkeit eines vom elektrischen Antrieb abgegebenen Motordrehmoments zu steuern. Somit kann ein automatisches und stufenloses Schalten im Bereich des Kurbeltriebs verwirklicht werden und insbesondere auch eine Unterstützung des Fahrers durch den elektrischen Antrieb optimal geregelt werden. Darüber hinaus kann beispielsweise auch bei einem Anfahren im Stand eine optimale Übersetzung gewählt werden.
  • Weiter bevorzugt ist der elektrische Antrieb für einen kompakten Aufbau ebenfalls am Kurbeltrieb angeordnet. Bevorzugt liegt der elektrische Antrieb dabei über einer Kurbelwelle des Kurbeltriebs.
  • Da das Abtriebselement vorzugsweise ein Kettenblatt ist, ist das Kettenblatt bevorzugt ebenfalls koaxial zur Kurbelwelle angeordnet. Hierdurch kann eine Kompaktheit der Anordnung noch verbessert werden.
  • Da am Hinterrad keine Schaltung mehr notwendig ist, ist vorzugsweise eine Zähnezahl des Kettenblatts gleich einer Zähnezahl an dem einzigen Ritzel des Hinterrads des Fahrzeugs. Durch die Anordnung der Schaltung im Bereich des Kurbeltriebs kann auch eine sehr einfache Demontage und Montage des Hinterrads eines Fahrrads ermöglicht werden.
  • Das erfindungsgemäße Fahrzeug wird besonders bevorzugt als Elektrofahrrad mit einem Mittelmotorantrieb verwendet, wobei der elektrische Antrieb im Bereich des Kurbeltriebs angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, dass einem Fahrradhersteller eine komplette Baueinheit, umfassend den elektrischen Antrieb sowie ein stufenloses Getriebe in Form eines Reibringgetriebes, bereitgestellt wird. Hierbei kann auch eine Automatikschaltung realisiert werden. In der Baueinheit können dabei der elektrische Antrieb und das stufenlose Getriebe optimal aufeinander abgestimmt werden.
  • Zeichnung
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Elektrofahrrads gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2 eine schematische Schnittansicht einer Einheit, umfassend einen elektrischen Antrieb und ein erfindungsgemäßes Reibringgetriebe,
  • 3 eine schematische, perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht von 2,
  • 4 eine vergrößerte Schnittansicht von 2,
  • 5 eine schematische Darstellung einer Außenansicht des Reibringgetriebes mit vorgeschaltetem Planetengetriebe von 2,
  • 6 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Baueinheit, umfassend das Reibringgetriebe und den elektrischen Antrieb,
  • 7 eine schematische Darstellung einer Verbindung zwischen dem elektrischen Antrieb und dem Reibringgetriebe mittels eines Zwischengetriebes,
  • 8 eine schematische, perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Reibringgetriebes von 2, und
  • 9 eine schematische Darstellung eines Reibringgetriebes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 eine erfindungsgemäße Anordnung am Beispiel eines Elektrofahrrads gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst das Elektrofahrrad 1 einen Kurbeltrieb 2 mit einer ersten Kurbel 21 und einer zweiten Kurbel 22 sowie einer Kurbelwelle 20. Ein elektrischer Antrieb 3 ist dabei am Kurbeltrieb 2 angeordnet.
  • Ein Akku 11 versorgt den elektrischen Antrieb 3 mit elektrischer Energie. An einem Hinterrad 15 ist ferner ein Ritzel 16 angeordnet. Das Ritzel 16 ist über eine Kette 17 mit einem Abtriebselement 4 in Form eines Kettenblatts am Kurbeltrieb 2 verbunden. Dabei ist ein Durchmesser des Ritzels 16 gleich einem Durchmesser des Kettenblatts, wobei auch die Zähnezahlen zwischen Ritzel und Kettenblatt gleich sind.
  • Die Antriebseinheit am Kurbeltrieb 2 ist nun im Detail in den 2, 3 und 4 dargestellt. Die Antriebseinheit umfasst den Kurbeltrieb 2, welcher mittels Muskelkraft von einem Fahrer bewegt wird, ein Reibringgetriebe 5 und den elektrischen Antrieb 3. Ein Fahrerdrehmoment und ein Motordrehmoment werden dabei auf ein Reibeingangselement 51 des Reibringgetriebes 5 eingeleitet. Aus dem Reibringgetriebe 5 wird das Drehmoment dann mit entsprechender Übersetzung durch das Reibringgetriebe über ein Reibausgangselement 53 dem Abtriebselement 4 zugeführt.
  • Das Reibringgetriebe 5 ist ein stufenlos verstellbares Getriebe und umfasst eine Vielzahl von Kugeln 52. Eine jeweilige Kugelachse 50 der Kugeln 52 kann dabei verstellt werden, so dass sich das Übersetzungsverhältnis kontinuierlich ändert. Dadurch kann eine stufenlose Getriebeübersetzung bereitgestellt werden. Erfindungsgemäß wird dabei das Reibringgetriebe 5 als Schaltung für das Elektrofahrrad verwendet, so dass keine Schaltung am Hinterrad 15 des Elektrofahrrads notwendig ist. Dadurch kann eine leichte Montage und Demontage des Hinterrads 15 erreicht werden und weiterhin insbesondere eine optimale Abstimmung zwischen dem elektrischen Antrieb 3 und dem Reibringgetriebe 5 erreicht werden.
  • Das Reibringgetriebe 5 kann mittels einer Verstelleinrichtung 7 verstellt werden. Die Verstelleinrichtung 7 umfasst dabei einen Verstellhebel 70, welcher im Detail aus 5 ersichtlich ist. Am Verstellhebel 70 kann nun beispielsweise ein Stellmotor angreifen, um eine Verstellung einer Übersetzung des Reibringgetriebes 5 auszuführen. Alternativ könnte am Verstellhebel 70 auch ein Bowdenzug oder dgl. angreifen.
  • Das vom Fahrer über den Kurbeltrieb 2 aufgebrachte Fahrerdrehmoment wird dabei über ein Planetengetriebe 6 auf das Reibringgetriebe 5 übertragen. Das Planetengetriebe 6 ist im Detail aus 2 und 5 ersichtlich. Das Planetengetriebe 6 umfasst ein einziges Sonnenrad 60, ein einziges Hohlrad 64, mehrere erste Planeten 61 und mehrere zweite Planeten 62. Die ersten und zweiten Planeten 61, 62 sind dabei auf einem gemeinsamen Planetenradträger 63 angeordnet. Ein vom Fahrer aufgebrachtes Drehmoment wird dabei in dem Planetenradträger 63 eingebracht.
  • Das Motordrehmoment des elektrischen Antriebs 3 wird über ein Zwischengetriebe 8 mit einem ersten Zahnrad 81, einem zweiten Zahnrad 82 und einem Zwischenzahnrad 84 auf ein Abtriebszahnrad 83 übertragen. Das Abtriebszahnrad 83 ist mit dem Reibeingangselement 51 verbunden, genauso wie das Sonnenrad 60 des Planetengetriebes 6. Somit werden das Fahrerdrehmoment und das Motordrehmoment gemeinsam in das Reibeingangselement 51 eingegeben. Vom Reibeingangselement 51 wird dann das Drehmoment über die Kugeln 52 zum Reibausgangselement 53 und von dort zum Abtriebselement 4 übertragen. Abhängig von einer Stellung der Kugelachsen 50 erfolgt entsprechend eine Übersetzung des Eingangsdrehmoments im Reibringgetriebe 5. Die Übersetzung kann dabei stufenlos realisiert werden.
  • In 2 sind durch die kleinen Pfeile der Verlauf des Fahrerdrehmoments einerseits und der Verlauf des Motordrehmoments andererseits bis zum Reibeingangselement 51 und ausgehend vom Reibausgangselement 53 bis zum Kettenblatt eingezeichnet. Das Fahrerdrehmoment wird von der Kurbelwelle 20 über einen Freilauf 12 in den Planetenradträger 63 eingebracht. Das Hohlrad 64 kämmt dabei mit den ersten Planeten 61. Die zweiten Planeten 62 sind mit dem Sonnenrad 60 verbunden. Das Fahrerdrehmoment wird dann am Sonnenrad 60 abgegeben und über ein Zwischenbauteil 13 auf einen ersten Anpressring 14 übertragen. Der Anpressring 14 steht mit dem Reibeingangselement 51 in Verbindung, so dass das Fahrerdrehmoment über den ersten Anpressring 14 und das Reibeingangselement 51 auf die Kugeln 52 übertragen werden kann. Das Reibausgangselement 53 ist über einen zweiten Anpressring 24 und einen Flansch 18 mit dem Abtriebselement 4 verbunden.
  • Wie somit insbesondere aus 2 und 3 ersichtlich ist, sind das Reibringgetriebe 5 und das Abtriebselement 4 koaxial auf einer gemeinsamen Achse X-X angeordnet. Die Kurbelwelle 20 und somit der Kurbeltrieb 2 ist ebenfalls koaxial auf der Achse X-X angeordnet. Somit kann erfindungsgemäß ein besonders kompakter Aufbau einer Baugruppe, umfassend den Kurbeltrieb 2, den elektrischen Antrieb 3 und das Reibringgetriebe 5, ermöglicht werden. Das Reibringgetriebe 5 übernimmt dabei die Funktion einer Schaltung des Elektrofahrrads, so dass keine separate Schaltung an einem Hinterrad des Elektrofahrrads vorgesehen werden muss.
  • Weiterhin ist eine Steuereinheit 10 vorgesehen, welche eingerichtet ist, eine Verstellung des Reibringgetriebes 5 vorzunehmen und somit den Schaltvorgang des Elektrofahrrads zu steuern. Die Steuereinheit 10 steuert in diesem Ausführungsbeispiel einen Stellmotor 19 an, welcher mit dem Verstellhebel 70 der Verstelleinrichtung 7 des Reibringgetriebes 5 verbunden ist. Die Steuereinheit 10 ist dabei ferner eingerichtet, basierend auf einer Trittfrequenz des Fahrers und/oder eines vom elektrischen Antrieb 3 abgegebenen Motordrehmoments die Übersetzung mittels des Reibringgetriebes 5 zu steuern. Somit kann eine Automatikschaltung realisiert werden, welche in Abhängigkeit des Motordrehmoments und/oder der Trittfrequenz des Fahrers und/oder eines Fahrerdrehmoments die vorbestimmte Übersetzung am Reibringgetriebe 5 einstellt und somit einen automatischen Schaltvorgang ausführt.
  • Der kompakte Aufbau der erfindungsgemäßen Baugruppe, umfassend den elektrischen Antrieb 3 und das Reibringgetriebe 5 sowie das Planetengetriebe 6 ist insbesondere aus den 5 und 6 ersichtlich. Dabei ist ein gemeinsames Gehäuse 9 für das Reibringgetriebe 5 und das Planetengetriebe 6 sowie das Zwischengetriebe 8 vorgesehen. Der Stellhebel 70 ist dabei aus dem Gehäuse 9 herausgeführt, um ein Angreifen des Stellmotors 19 zu ermöglichen.
  • Somit weist das erfindungsgemäße Elektrofahrrad 1 eine signifikant verbesserte Masseverteilung auf, da ein tiefer und zentraler Schwerpunkt durch Anordnung des elektrischen Antriebs 3, des Reibringgetriebes 5 und des Planetengetriebes 6 im Bereich des Kurbeltriebs 2 ermöglicht wird. Da am Hinterrad 15 keine Schaltung mehr vorgesehen werden muss, kann eine einfache Montage und Demontage des Hinterrads ermöglicht werden. Weiterhin kann ein verbessertes und einfacheres Handling, eine verbesserte Federung und eine erhöhte Fahrdynamik durch die erfindungsgemäße Anordnung erreicht werden.
  • Da ein Fahrradhersteller nun keine separate Schaltung mehr verbauen muss, ist die erfindungsgemäße Anordnung hier besonders attraktiv. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Baugruppe optimal auf die jeweiligen Gegebenheiten angepasst werden und einem Fahrradhersteller somit ein einheitliches Modul aus Übersetzung, Steuerung und Antriebssteuerung bereitgestellt werden.
  • 7 zeigt im Detail die Anordnung des Zwischengetriebes 8 zwischen dem elektrischen Antrieb 3 und dem Reibringgetriebe 5. Es sei angemerkt, dass das Zwischengetriebe 8 auch lediglich zwei oder drei Zahnräder umfassen könnte, um einen Aufbau des Zwischengetriebes weiter zu vereinfachen. Weiter alternativ könnte das Zwischengetriebe 8 auch ein Planetengetriebe umfassen.
  • 8 zeigt im Detail das Reibringgetriebe 5. Der Verstellhebel 70 ist dabei an einem ringförmigen Kugelträger 71 angeordnet. Wenn der Verstellhebel 70 in Umfangsrichtung bewegt wird, wird somit auch der Kugelträger 71 bewegt und eine Neigung der Kugelachsen 50 geändert, so dass das Reibeingangselement 51 und das Reibausgangselement 53 jeweils an einem unterschiedlichen Außendurchmesser an den Kugeln 52 angreifen. Dadurch wird das Übersetzungsverhältnis geändert und ein entsprechender Schaltvorgang für das Elektrofahrrad bereitgestellt.
  • 9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei zur Verstellung des Reibringgetriebes 5 statt des Verstellhebels ein Verstellplanetengetriebe 100 mit einem Hohlrad 101, Planeten 102 und jeweils drei weiteren Verstellzahnrädern 103, 104 und 105 vorgesehen ist. Dabei fungiert das Hohlrad 101 als Stellhebel. Mittels exzentrischer Achsen der Verstellzahnräder 105 wird der drehbare Teil des Kugelträgers durch Drehen des Hohlrads 101 ebenfalls gedreht und analog zur Ausführung in 8 eine Neigung der Kugelachsen verstellt. Es sei angemerkt, dass statt der drei vorgesehenen Planeten und Zahnradanordnungen auch nur ein Planet vorgesehen sein könnte. Weiterhin ist es auch denkbar, dass das Hohlrad 101 oder das Segment des Hohlrads eine Außenverzahnung aufweist. Über die Außenverzahnung kann dann ein Verstellmotor für eine automatische Verstellung des Reibringgetriebes 5 angreifen. Eine weitere alternative Ausgestaltung wäre ein Zahnradgetriebe ohne Hohlrad mit lediglich einem Planeten.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013220299 A1 [0002]

Claims (15)

  1. Anordnung, umfassend: – einen elektrischen Antrieb (3) zur Erzeugung eines Motordrehmoments, und – ein Reibringgetriebe (5) mit einem Reibeingangselement (51), einer Vielzahl von Kugeln (52) und einem Reibausgangselement (53), – wobei dem Reibringgetriebe (5) das Motordrehmoment und/oder ein Zweitdrehmoment, insbesondere ein mit Muskelkraft erzeugtes Fahrerdrehmoment, zuführbar ist, – wobei das Reibausgangselement (53) des Reibringgetriebes mit einem Abtriebselement (4) verbunden ist, und – wobei das Reibringgetriebe (5) koaxial zu einer Welle, über welche das Zweitdrehmoment aufbringbar ist, angeordnet ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Motordrehmoment und das Zweitdrehmoment gemeinsam dem Reibeingangselement (51) des Reibringgetriebes zuführbar ist.
  3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibringgetriebe (5) koaxial zum Abtriebselement (4) angeordnet ist.
  4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Verstelleinrichtung (7) zur Verstellung einer Übersetzung des Reibringgetriebes (5).
  5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung einen Stellmotor (19) umfasst, welcher mit einem Verstellhebel (70) verbunden ist, um das Reibringgetriebe (5) zu verstellen oder dass die Verstelleinrichtung (7) ein Verstellplanetengetriebe (100) umfasst.
  6. Elektrisch und/oder mit Muskelkraft antreibbares Fahrzeug, umfassend eine Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und einen Kurbeltrieb (2) mit einer Kurbelwelle (20), einer ersten Kurbel (21) und einer zweiten Kurbel (22) zum Einbringen eines Fahrerdrehmoments, wobei das Abtriebselement (4) zur Abgabe eines Abtriebsdrehmoments an einem Rad (15) des Fahrzeugs ausgebildet ist.
  7. Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kurbeltrieb (2) und dem Reibringgetriebe (5) ein Planetengetriebe (6) angeordnet ist.
  8. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (6) ein zweistufiges Planetengetriebe mit einem ersten Planetenradsatz (61) und einem zweiten Planetenradsatz (62) ist, wobei der erste und zweite Planetenradsatz (61, 62) auf einem gemeinsamen Planetenradträger (63) angeordnet sind.
  9. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (6) genau ein Sonnenrad (60) als Abtriebselement aufweist und/oder genau ein Hohlrad (64) aufweist und/oder der Planetenradträger (63) das Eingangselement des Planetengetriebes (6) bildet.
  10. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 9, ferner umfassend eine Steuereinheit (10), welche eingerichtet ist, eine Übersetzung des Reibringgetriebes (5) in Abhängigkeit einer Trittfrequenz des Fahrers und/oder in Abhängigkeit eines vom Fahrer aufgebrachten Fahrerdrehmoments und/oder in Abhängigkeit eines vom elektrischen Antrieb (3) abgegebenen Motordrehmoments zu steuern.
  11. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (3) am Kurbeltrieb (2) angeordnet ist.
  12. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem elektrischen Antrieb (3) und dem Reibringgetriebe (5) ein Reduktionsgetriebe (8) angeordnet ist.
  13. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (4) ein Kettenblatt ist.
  14. Fahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser und eine Zähnezahl des Kettenblatts gleich einem Durchmesser und einer Zähnezahl eines Ritzels (16) an einem Rad, insbesondere Hinterrad, des Fahrzeugs ist.
  15. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Elektrofahrrad ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019094050A (ja) * 2017-11-21 2019-06-20 摩特動力工業股▲ふん▼有限公司Motive Power Industry Co.,Ltd. 同軸式電動アシストの無段変速機
CN110962990A (zh) * 2019-11-27 2020-04-07 昆明理工大学 一种手动自行车无极变速装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016222745A1 (de) * 2016-11-18 2018-05-24 Robert Bosch Gmbh Getriebeanordnung für ein elektrisch angetriebenes Fortbewegungsmittel mit einem Variatorgetriebe mit einem im Stillstand verstellbaren Übersetzungsverhältnis
TWI652419B (zh) * 2017-10-31 2019-03-01 摩特動力工業股份有限公司 持續出力之無段變速器
FR3088696B1 (fr) * 2018-11-15 2020-11-06 Mavic Sas Dispositif d'assistance électrique pour vélo

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013220299A1 (de) 2013-08-23 2015-02-26 Robert Bosch Gmbh Fahrzeug mit elektrischem Hilfsantrieb und stufenlos verstellbarem Planetengetriebe

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012209096A1 (de) * 2012-05-30 2013-12-05 Robert Bosch Gmbh Fahrradgetriebe
KR102433297B1 (ko) * 2013-04-19 2022-08-16 폴브룩 인텔렉츄얼 프로퍼티 컴퍼니 엘엘씨 무단 변속기

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013220299A1 (de) 2013-08-23 2015-02-26 Robert Bosch Gmbh Fahrzeug mit elektrischem Hilfsantrieb und stufenlos verstellbarem Planetengetriebe

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019094050A (ja) * 2017-11-21 2019-06-20 摩特動力工業股▲ふん▼有限公司Motive Power Industry Co.,Ltd. 同軸式電動アシストの無段変速機
CN110962990A (zh) * 2019-11-27 2020-04-07 昆明理工大学 一种手动自行车无极变速装置

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