DE102018209409A1

DE102018209409A1 - Drive arrangement for a bicycle or pedelec

Info

Publication number: DE102018209409A1
Application number: DE102018209409.8A
Authority: DE
Inventors: Johannes Kaltenbach; Uwe Griesmeier
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-06-13
Filing date: 2018-06-13
Publication date: 2019-12-19
Anticipated expiration: 2038-06-14
Also published as: DE102018209409B4

Abstract

Es wird eine Antriebsanordnung für ein Fahrrad oder Pedelec mit einer manuellen Antriebswelle (1) in einem Gehäuse (3), mit einem koaxial zu der manuellen Antriebswelle (1) angeordneten Rotor (4) eines ersten elektrischen Antriebes (EM 1) und einem achsparallel zu der manuellen Antriebswelle (1) angeordneten Rotor (5) eines zweiten elektrischen Antriebes (EM 2) vorgeschlagen, wobei der Rotor (4) des ersten elektrischen Antriebes (EM 1) über einen ersten Planetenradsatz (PS1) als Überlagerungsgetriebe und über eine Festübersetzung mit der manuellen Antriebswelle (1) und mit einem Abtrieb (2) gekoppelt ist und wobei der Rotor (5) des zweiten elektrischen Antriebes (EM 2) über ein erstes Vorgelegegetriebe als Festübersetzung mit dem Abtrieb (2) und/oder mit dem Ausgang des Überlagerungsgetriebes gekoppelt ist und wobei eine Vorgelegewelle (6) des ersten Vorgelegegetriebes derart in dem Gehäuse (3) angeordnet ist, dass zumindest ein Zahnrad (Z2, Z5) des ersten Vorgelegegetriebes zur Ölversorgung zumindest des ersten Vorgelegegetriebes in einen Ölsumpf (16) des Gehäuses (3) eintaucht. Ferner wird ein Fahrrad oder Pedelec mit einer Antriebsanordnung vorgeschlagen.

The invention relates to a drive arrangement for a bicycle or pedelec with a manual drive shaft (1) in a housing (3), with a rotor (4) of a first electric drive (EM 1) arranged coaxially with the manual drive shaft (1) and an axially parallel one the manual drive shaft (1) arranged rotor (5) of a second electric drive (EM 2) proposed, the rotor (4) of the first electric drive (EM 1) via a first planetary gear set (PS1) as a superposition gear and via a fixed ratio with the manual drive shaft (1) and coupled to an output (2) and wherein the rotor (5) of the second electric drive (EM 2) is coupled via a first countershaft transmission as a fixed ratio to the output (2) and / or to the output of the superposition gear and a countershaft (6) of the first countershaft transmission is arranged in the housing (3) in such a way that at least one gear (Z2, Z5) of the first countershaft transmission immerses in an oil sump (16) of the housing (3) for supplying oil to at least the first countershaft transmission. A bicycle or pedelec with a drive arrangement is also proposed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Fahrrad, ein Pedelec oder dergleichen Fahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrrad oder Pedelec mit der Antriebsanordnung.The present invention relates to a drive arrangement for a bicycle, a pedelec or the like vehicle according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a bicycle or pedelec with the drive arrangement.

Beispielsweise in der noch nicht veröffentlichten Anmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen DE 10 2017 219 607.6 wird eine Antriebsanordnung eines Pedelecs mit einer manuellen Antriebswelle und mit einem ersten elektrischen Antrieb und mit einem zweiten elektrischen Antrieb beschrieben, wobei die manuelle Antriebswelle über einen ersten Planetenradsatz mit dem Abtrieb gekoppelt ist und wobei der zweite elektrische Antrieb über einen weiteren Planetenradsatz als Festübersetzung mit dem Abtrieb gekoppelt ist. Der zweite Antrieb ist achsparallel zu der manuellen Antriebswelle angeordnet. Aufgrund der achsparallelen Anordnung und des komplexen Aufbaus des Planetenradsatzes können sich Probleme hinsichtlich der Schmierung bei der Festübersetzung ergeben.For example, in the applicant's unpublished application with the file number DE 10 2017 219 607.6 describes a drive arrangement of a pedelec with a manual drive shaft and with a first electrical drive and with a second electrical drive, the manual drive shaft being coupled to the output via a first planetary gear set, and wherein the second electrical drive via a further planetary gear set as a fixed ratio with the Output is coupled. The second drive is arranged axially parallel to the manual drive shaft. Due to the axially parallel arrangement and the complex structure of the planetary gear set, problems can arise with regard to the lubrication during the fixed transmission.

Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine alternative Festübersetzung für den zweiten elektrischen Antrieb zu realisieren, um die Schmierung zu optimieren.Accordingly, the object of the present invention is to implement an alternative fixed ratio for the second electric drive in order to optimize the lubrication.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 13 gelöst, wobei sich vorteilhafte Weiterbildungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.This object is achieved according to the invention by the features of patent claims 1 and 13, whereby advantageous further developments result from the subclaims and the description and the drawings.

Demzufolge wird eine Antriebsanordnung für ein Fahrrad oder Pedelec mit einer manuellen Antriebswelle in einem Gehäuse vorgeschlagen, in dem ein koaxial zu der manuellen Antriebswelle angeordneter Rotor eines ersten elektrischen Antriebes und ein achsparallel zu der manuellen Antriebswelle angeordneter Rotor eines zweiten elektrischen Antriebes vorgesehen sind, wobei der Rotor des ersten elektrischen Antriebes über zumindest einen Planetenradsatz als Überlagerungsgetriebe mit der manuellen Antriebswelle und mit einem Abtrieb gekoppelt ist. Um eine möglichst optimierte Schmierung zumindest der Festübersetzung des zweiten Antriebes zu realisieren, ist vorgesehen, dass der Rotor des zweiten elektrischen Antriebes über ein erstes Vorgelegegetriebe oder dergleichen mit dem Abtrieb und/oder mit dem Überlagerungsgetriebe gekoppelt ist, wobei eine Vorgelegewelle des ersten Vorgelegegetriebes derart in dem Gehäuse angeordnet ist, dass zumindest ein Zahnrad des Vorgelegegetriebes zur Ölversorgung zumindest des Vorgelegegetriebes in einen Ölsumpf des Gehäuses eintaucht.Accordingly, a drive arrangement for a bicycle or pedelec with a manual drive shaft in a housing is proposed in which a rotor of a first electric drive arranged coaxially to the manual drive shaft and a rotor of a second electric drive arranged parallel to the axis of the manual drive shaft are provided, the Rotor of the first electric drive is coupled via at least one planetary gear set as a superposition gear with the manual drive shaft and with an output. In order to achieve the best possible lubrication of at least the fixed ratio of the second drive, it is provided that the rotor of the second electric drive is coupled to the output and / or to the superposition gear via a first countershaft transmission or the like, with a countershaft of the first countershaft transmission in such a manner the housing is arranged such that at least one gearwheel of the countershaft transmission for supplying oil to at least the countershaft transmission is immersed in an oil sump of the housing.

Durch die mechanische Anbindung des zweiten elektrischen Antriebes über ein Vorgelegegetriebe an den Abtrieb wird eine Festübersetzung bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung für den zweiten elektrischen Antrieb realisiert. Als Vorgelegegetriebe wird ein Getriebe mit je einer An- und Abtriebswelle und zumindest einer im Gehäuse gelagerten Vorgelegewelle bezeichnet. Bei einem einstufigen Vorgelegegetriebe bildet die Vorgelegewelle den Abtrieb, während bei einem zweistufigen Vorgelegegetriebe der Antrieb und Abrieb koaxial angeordnet ist, während die Vorgelegewelle achsparallel zum Antrieb und Abtrieb angeordnet ist. Bei der vorgeschlagenen Antriebsanordnung kann vorzugsweise ein zweistufiges Vorgelegegetriebe verwendet werden.Due to the mechanical connection of the second electric drive to the output via a countershaft transmission, a fixed translation is realized in the drive arrangement according to the invention for the second electric drive. A countershaft transmission is a transmission with one input and one output shaft and at least one countershaft mounted in the housing. In the case of a single-stage countershaft transmission, the countershaft forms the output, while in the case of a two-stage countershaft transmission the drive and abrasion are arranged coaxially, while the countershaft is arranged axially parallel to the drive and output. A two-stage countershaft transmission can preferably be used in the proposed drive arrangement.

Der Begriff der manuellen Antriebswelle bedeutet, dass es sich um eine Antriebswelle handelt, die mittels Muskelkraft angetrieben oder betrieben werden kann. Eine Tretkurbel, also eine durch den Fuß angetriebene Kurbel, ist eine beispielhafte Ausführung für eine manuelle Antriebswelle.The term manual drive shaft means that it is a drive shaft that can be driven or operated using muscle power. A pedal crank, i.e. a crank driven by the foot, is an exemplary embodiment for a manual drive shaft.

Die Festübersetzung des zweiten Antriebes ist parallel zur Überlagerungsfunktion des ersten elektrischen Antriebes bei der Antriebsanordnung vorgesehen. Eine Festübersetzung ist eine Übersetzung mit konstantem Übersetzungswert. Durch das vorgeschlagene Vorgelegegetriebe ergibt sich eine besonders bauraumgünstige und schmierungsoptimierte Antriebsanordnung.The fixed translation of the second drive is provided in parallel with the overlay function of the first electric drive in the drive arrangement. A fixed translation is a translation with a constant translation value. The proposed countershaft transmission results in a particularly space-saving and lubrication-optimized drive arrangement.

Über die erfindungsgemäße Erweiterung mit dem zweiten elektrischen Antrieb ist es möglich, bei jeder Fahrgeschwindigkeit eine gewünschte Drehmomentunterstützung einzustellen. Die Trittfrequenz wird mithilfe der Variation der Drehzahl des ersten elektrischen Antriebs durch die Überlagerungsfunktion des Überlagerungsgetriebe eingestellt, wobei das Überlagerungsgetriebe durch zum Beispiel einem Planetenradsatz oder dergleichen gebildet wird, wobei dem Überlagerungsgetriebe vorzugsweise eine Festübersetzung beispielsweise in Form von weiteren Planetenradsätzen, Vorgelegegetrieben oder dergleichen vorgeschaltet sind, während, wie bereits beschrieben, das frei wählbare Moment durch den zweiten elektrischen Antriebes eingestellt wird. Hierbei ist es ohne weiteres möglich, dass die als elektrische Maschinen ausgeführten ersten und zweiten elektrischen Antriebe sowohl motorisch oder auch generatorisch wirken können.With the extension according to the invention with the second electric drive, it is possible to set a desired torque support at any driving speed. The cadence is set using the variation of the rotational speed of the first electric drive through the superimposition function of the superimposition gearbox, the superimposition gearbox being formed by, for example, a planetary gear set or the like, the superimposition gearbox preferably being preceded by a fixed ratio, for example in the form of further planetary gear sets, countershaft transmissions or the like , while, as already described, the freely selectable torque is set by the second electric drive. It is easily possible that the first and second electrical drives, which are designed as electrical machines, can act both as a motor and as a generator.

Des Weiteren kann ein höheres Anfahrmoment realisiert werden, da der zweite elektrische Antrieb am Abtrieb unabhängig von dem ersten elektrischen Antrieb ein Drehmoment am Kettenrad bzw. am Abtrieb des Pedelecs aufbringen kann. Bei Fahrgeschwindigkeiten oberhalb der Abregelgeschwindigkeit, beispielsweise größer 25 km/h, kann der zweite elektrische Antrieb entsprechend gegenbremsen, sodass die aufgrund der Drehmomentabstützung an dem ersten Planetenradsatz auftretende motorische Leistung des ersten elektrischen Antriebes kompensiert wird. Es entsteht dann quasi eine elektrische Blindleistung, wobei der effektive Antrieb oberhalb der Unterstützungsgeschwindigkeit dann über die Muskelkraft des Fahrers erfolgt. Dadurch wird der Fahrkomfort deutlich erhöht, da mit der vorgeschlagenen Antriebsanordnung eine optimierte motorische Unterstützung bis zur Abregelgeschwindigkeit ermöglicht wird. Zudem ist in vorteilhafter Weise kein Drehmomentsensor erforderlich, da das Drehmoment an der Tretkurbelwelle indirekt über die Abstützfunktion des ersten elektrischen Antriebes an dem ersten Planetenradsatz ermittelt werden kann. Durch das Überlagerungsgetriebe wird eine Überlagerungsfunktion realisiert, welche eine Drehzahlvariabilität ermöglicht, d. h. die Trittfrequenz kann durch Änderung der Drehzahl des ersten elektrischen Antriebes bei gegebener Fahrgeschwindigkeit durch die Überlagerungsfunktion des Überlagerungsgetriebes variiert werden. Aus diesem Grund ist keine konventionelle mechanische Übersetzungseinrichtung erforderlich. Durch den zweiten elektrischen Antrieb liegt eine Drehmomentvariabilität vor. Demzufolge wird mit der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung quasi ein CVT-Getriebe realisiert, sodass keine konventionelle mechanische Übersetzungsverstelleinrichtung, wie zum Beispiel eine Kettenschaltung oder Nabenschaltung erforderlich ist. Mit dem Begriff CVT wird allgemein ein stufenlos verstellbares Getriebe bezeichnet.Furthermore, a higher starting torque can be realized, since the second electric drive on the output can apply a torque on the chain wheel or on the output of the pedelec independently of the first electric drive. At driving speeds above the regulation speed, for example greater than 25 km / h, the counter-brake the second electric drive accordingly so that the motor power of the first electric drive occurring on the first planetary gear set due to the torque support is compensated. An electrical reactive power then arises, with the effective drive above the support speed then taking place via the driver's muscular strength. This significantly increases driving comfort, since the proposed drive arrangement enables optimized motor support up to the regulation speed. In addition, no torque sensor is advantageously required, since the torque on the pedal crankshaft can be determined indirectly via the support function of the first electric drive on the first planetary gear set. The superimposition gearbox implements a superimposition function which enables speed variability, ie the cadence can be varied by changing the speed of the first electric drive at a given driving speed using the superimposition function of the superimposition gearbox. For this reason, no conventional mechanical translation device is required. Torque variability is provided by the second electric drive. Accordingly, a CVT transmission is realized with the drive arrangement according to the invention, so that no conventional mechanical transmission adjustment device, such as a derailleur gear or hub gear, is required. The term CVT generally refers to a continuously variable transmission.

Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die manuelle Antriebswelle als Tretlagerkurbelwelle ausgeführt ist, sodass quasi als Antriebsanordnung ein Tretlagergetriebe realisiert wird, welches in einem Tretlagergehäuse angeordnet ist. Als Abtrieb kann vorzugsweise ein Ketten- oder Riemenrad vorgesehen sein.In the context of an advantageous further development of the invention, it can be provided that the manual drive shaft is designed as a bottom bracket crankshaft, so that a bottom bracket gearbox, which is arranged in a bottom bracket shell, is realized as a drive arrangement. A chain or belt wheel can preferably be provided as the output.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Fahrrad oder Pedelec mit der vorbeschriebenen Antriebsanordnung, wobei sich die vorbeschriebenen und weitere Vorteile ergeben.Another aspect of the present invention relates to a bicycle or pedelec with the drive arrangement described above, which results in the above-described and further advantages.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung weiter erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung für einen Fahrrad oder ein Pedelec;
1 A eine schematische Seitenansicht der Antriebsanordnung gemäß 1 bis 4
2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante der Antriebsanordnung;
3 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsvariante der Antriebsanordnung;
4 eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsvariante der Antriebsanordnung;
5 eine schematische Ansicht einer fünften Ausführungsvariante der Antriebsanordnung;
5 A eine schematische Seitenansicht der Antriebsanordnung gemäß 5;
5 B eine schematische Seitenansicht einer alternativen Anordnung der Antriebsanordnung gemäß 5; und
6 eine schematische Ansicht einer sechsten Ausführungsvariante der Antriebsanordnung.

The present invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:

1 a schematic view of a first embodiment of the drive arrangement according to the invention for a bicycle or a pedelec;
1 A is a schematic side view of the drive assembly according to 1 to 4
2 a schematic view of a second embodiment of the drive arrangement;
3 a schematic view of a third embodiment of the drive arrangement;
4 a schematic view of a fourth embodiment of the drive arrangement;
5 a schematic view of a fifth embodiment of the drive arrangement;
5 A is a schematic side view of the drive assembly according to 5 ;
5 B is a schematic side view of an alternative arrangement of the drive arrangement according to 5 ; and
6 is a schematic view of a sixth embodiment of the drive arrangement.

In den 1 bis 6 sind verschiedene Ausführungsvarianten einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung für ein motorunterstütztes Fahrrad oder Pedelec beispielhaft dargestellt. Die beispielhaft als Tretlagergetriebe ausgeführte Antriebsanordnung umfasst eine manuelle Antriebswelle 1, die als Tretlagerkurbelwelle ausgeführt ist und in einem Tretlagergehäuse 3 angeordnet ist. Ferner umfasst die Antriebsanordnung einen koaxial zu der manuellen Antriebswelle 1 angeordneten Rotor 4 eines ersten elektrischen Antriebes EM 1 und einen achsparallel zu der manuellen Antriebswelle 1 angeordneten Rotor 5 eines zweiten elektrischen Antriebes EM 2. Der Rotor 4 des ersten elektrischen Antriebes EM 1 ist über einen ersten Planetenradsatz PS1 als Überlagerungsgetriebe zum Realisieren einer Überlagerungsfunktion und über eine Festübersetzung mit der manuellen Antriebswelle 1 und mit einem Abtrieb 2 gekoppelt, wobei der Abtrieb 2 beispielhaft als Ketten- oder Riemenrad ausgeführt ist.In the 1 to 6 Various design variants of a drive arrangement according to the invention for a motor-assisted bicycle or pedelec are shown as examples. The drive arrangement, which is designed as a bottom bracket transmission, includes a manual drive shaft 1 , which is designed as a bottom bracket crankshaft and in a bottom bracket shell 3 is arranged. Furthermore, the drive arrangement comprises a coaxial to the manual drive shaft 1 arranged rotor 4 of a first electric drive EM 1 and an axis parallel to the manual drive shaft 1 arranged rotor 5 of a second electric drive EM 2 , The rotor 4 of the first electric drive EM 1 is about a first planetary gear set PS1 as a superposition gear to implement a superposition function and via a fixed ratio with the manual drive shaft 1 and with an output 2 coupled, the output 2 is exemplified as a chain or belt wheel.

Zur Optimierung der Schmierungsfunktion bzw. zum Optimieren der Ölversorgung ist vorgesehen, dass der Rotor 5 des zweiten elektrischen Antriebes EM 2 über ein erstes Vorgelegegetriebe als Festübersetzung mit dem Abtrieb 2 und/oder mit dem Ausgang des Überlagerungsgetriebes gekoppelt ist, wobei eine Vorgelegewelle 6 des ersten Vorgelegegetriebes derart in dem Gehäuse 3 angeordnet ist, dass zumindest ein Zahnrad Z2, Z 5 des ersten Vorgelegegetriebes zur Ölversorgung zumindest des ersten Vorgelegegetriebes in einen Ölsumpf 16 des Gehäuses 3 eintaucht. Auf diese Weise kann das Zahnrad Z2, Z5 Öl aus dem Ölsumpf 16 zum Schmieren des ersten Vorgelegegetriebes fördern.To optimize the lubrication function or to optimize the oil supply, it is provided that the rotor 5 of the second electric drive EM 2 via a first countershaft transmission as a fixed ratio with the output 2 and / or is coupled to the output of the superposition gear, a countershaft 6 of the first countershaft transmission in this way in the housing 3 is arranged that at least one gear Z2 . Z 5 the first countershaft transmission for supplying oil to at least the first countershaft transmission in an oil sump 16 of the housing 3 dips. This way the gear Z2 . Z5 Oil from the oil sump 16 to lubricate the first countershaft transmission.

Der Ölsumpf 16 befindet sich am Boden des Gehäuses 3 und erreicht je nach Ölfüllmenge ein bestimmtes Ölstandsniveau, welches in den Seitenansichten angedeutet ist. Durch das von dem Vorgelegegetriebe abtropfende Öl wird zusätzlich auch der erste Planetenradsatz PS1 mit Öl versorgt und dadurch ausreichend geschmiert. Darüber hinaus ist es möglich, dass weitere Zahnräder in den Ölsumpf 16 eintauchen, um weitere Bauteile zu schmieren. Insgesamt wird bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung aufgrund der Ölversorgung eine längere Betriebsdauer ermöglicht.The oil sump 16 is located on the bottom of the housing 3 and reaches a certain oil level depending on the oil filling quantity, which is indicated in the side views. The oil dripping from the countershaft transmission also makes the first planetary gear set PS1 supplied with oil and thus adequately lubricated. In addition, it is possible that additional gears in the oil sump 16 immerse to lubricate other components. Overall, a longer operating time is made possible in the drive arrangement according to the invention due to the oil supply.

Des Weiteren ist die mechanische Anbindung des ersten Planetenradsatzes PS 1 als Überlagerungsgetriebe bei sämtlichen Ausführungsvarianten gleich ausgeführt. Hierbei bildet ein Sonnenrad 7 des ersten Planetenradsatzes PS1 den Eingang und ist mit der Festübersetzung des ersten elektrischen Antriebes EM 1 verbunden, während ein Planetenradträger 8 des ersten Planetenradsatzes PS1 mit der manuellen Antriebswelle 1 bzw. mit der Tretkurbel verbunden ist und ein Hohlrad 9 des ersten Planetenradsatzes PS1 ist mit einem mit dem Abtrieb 2 verbundenen sechsten Zahnrad Z 6 verbunden. Als Abtrieb 2 ist ein Ketten- oder Riemenrad vorgesehen, welches eine konstante Übersetzung zum Hinterrad aufweist. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, dass die Drehmomentübersetzung zwischen dem Hohlrad 9 und dem Planetenradträger 8 des ersten Planetenradsatzes PS1 maximal ist. Somit kann der erste elektrische Antrieb EM 1 ein hohes Drehmoment an der manuellen Antriebswelle 1 bzw. an der Tretkurbel abstützen.Furthermore, the mechanical connection of the first planetary gear set PS 1 designed as a superposition gear in all versions. Here forms a sun gear 7 of the first planetary gear set PS1 the input and is with the fixed translation of the first electric drive EM 1 connected while a planet carrier 8th of the first planetary gear set PS1 with the manual drive shaft 1 or is connected to the pedal crank and a ring gear 9 of the first planetary gear set PS1 is with one with the downforce 2 connected sixth gear Z 6 connected. As an output 2 a chain or belt wheel is provided, which has a constant translation to the rear wheel. Another advantage results from the fact that the torque transmission between the ring gear 9 and the planet carrier 8th of the first planetary gear set PS1 is maximum. Thus, the first electric drive EM 1 high torque on the manual drive shaft 1 or support on the crank.

Das Moment des ersten elektrischen Antriebes ist nicht frei wählbar, weil das Muskelkraftmoment abgestützt werden muss. Jedoch liegt eine Drehmomentvariabilität vor, da das Antriebsmoment am Hinterrad mit dem zweiten elektrischen Antrieb EM 2 variiert werden kann. Hierbei ist die Drehzahl des zweiten elektrischen Antriebes EM 2 nicht frei wählbar, weil der zweite elektrische Antrieb EM 2 mit einer Festübersetzung an den Abtrieb 2 angebunden ist. Im Stillstand des ersten elektrischen Antriebes EM 2 stellt der erste Planetenradsatz PS1 eine Übersetzung ins Schnelle von der manuellen Antriebswelle 1 zum Abtrieb 2 dar. Bei einer gegebenen Fahrgeschwindigkeit ergibt sich eine bestimmte Trittfrequenz. Wenn die tatsächliche Trittfrequenz höher als die vorbestimmte Trittfrequenz ist, so dreht sich der erste elektrische Antrieb EM 1 vorwärts und arbeitet generatorisch. Wenn der Fahrer dennoch unterstützt werden soll, muss der zweite elektrische Antrieb EM 2 motorisch arbeiten und Drehmoment addieren. Dies kann zum Beispiel bei langsamer Bergauffahrt der Fall sein. Wenn die tatsächliche Trittfrequenz niedriger als die vorbestimmte Trittfrequenz ist, dreht sich der erste elektrische Antrieb EM 1 rückwärts und arbeitet motorisch. Wenn der Fahrer dennoch nicht unterstützt werden soll oder weniger unterstützt werden soll, muss der zweite elektrische Antrieb EM 2 generatorisch arbeiten und Drehmoment wegnehmen bzw. dagegen bremsen. Dies ist zum Beispiel bei Fahrgeschwindigkeiten oberhalb von der Abregelgeschwindigkeit der Fall. Oberhalb dieser Abregelgeschwindigkeit darf das elektrische Antriebssystem den Fahrer nicht mehr unterstützen. Es entsteht dann elektrische Blindleistung und der effektive Antrieb erfolgt jedoch rein mit Muskelkraft. Bei welcher Fahrgeschwindigkeit die Grenze zwischen motorischen und generatorischen Betrieb an dem ersten elektrischen Antrieb EM 1 liegt, kann mit der Endübersetzung eingestellt werden. Eine kurze Übersetzung eignet sich für Anwendungen, wie Mountainbikes, da der erste elektrische Antrieb schon bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten in den motorischen Betrieb übergeht. Eine lange Übersetzung eignet sich für Anwendungen, wie zum Beispiel Stadt- und Trekkingräder, da der erste elektrische Antrieb EM 1 erst bei höheren Fahrgeschwindigkeiten in den motorischen Betrieb übergeht und bei gewünschter geringer Unterstützungsstufe keine elektrische Blindleistung entsteht.The moment of the first electric drive is not freely selectable because the muscle force moment has to be supported. However, there is a torque variability because the drive torque at the rear wheel with the second electric drive EM 2 can be varied. Here is the speed of the second electric drive EM 2 not freely selectable because of the second electric drive EM 2 with a fixed gear ratio to the output 2 is connected. With the first electric drive at a standstill EM 2 represents the first planetary gear set PS1 a quick translation from the manual drive shaft 1 for downforce 2 At a given driving speed there is a certain cadence. If the actual cadence is higher than the predetermined cadence, the first electric drive rotates EM 1 forward and works generator. If the driver is still to be supported, the second electric drive must be used EM 2 work motor and add torque. This can be the case, for example, when driving slowly uphill. When the actual cadence is lower than the predetermined cadence, the first electric drive rotates EM 1 backwards and works motor. If the driver should not be assisted or should be assisted less, the second electric drive must be used EM 2 Work as a generator and remove the torque or brake against it. This is the case, for example, at driving speeds above the regulation speed. Above this regulation speed, the electric drive system may no longer support the driver. Electrical reactive power then arises and the effective drive, however, occurs purely with muscle power. At what speed the limit between motor and generator operation on the first electric drive EM 1 can be adjusted with the final translation. A short translation is suitable for applications such as mountain bikes, since the first electric drive goes into motor operation at low driving speeds. A long gear ratio is suitable for applications such as city and trekking bikes because the first electric drive EM 1 only goes into motor operation at higher driving speeds and no electrical reactive power is generated at the desired low support level.

Bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung ist kein Drehmomentsensor nötig, da das Drehmoment an der manuellen Antriebswelle 1 indirekt über die Abstützfunktion des ersten elektrischen Antriebes EM 1 mit dem ersten Planetenradsatz PS1 ermittelt werden kann. Ferner ergibt sich ein Kostenvorteil, da 2 baugleiche elektrische Maschinen als elektrische Antriebe EM 1 und EM 2 eingesetzt werden können.In the drive arrangement according to the invention, no torque sensor is necessary because the torque on the manual drive shaft 1 indirectly via the support function of the first electric drive EM 1 with the first planetary gear set PS1 can be determined. There is also a cost advantage, since 2 identical electrical machines as electrical drives EM 1 and EM 2 can be used.

Die in den 1 bis 4 dargestellte erste, zweite, dritte und vierte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung weist jeweils als Festübersetzung für den ersten elektrischen Antrieb EM 1 einen zweiten und einen dritten Planetenradsatz PS2, PS3 auf, die hintereinander geschaltet sind. Hierbei ist der Eingang jeweils das Sonnenrad 13 des zweiten Planetenradsatzes PS2 bzw. das Sonnenrad 10 des dritten Planetenradsatzes PS3 und der Ausgang jeweils der Planetenradträger 14 des zweiten Planetenradsatzes PS2 bzw. der Planetenradträger 11 des dritten Planetenradsatzes, während das Hohlrad 15 des zweiten Planetenradsatzes PS2 und das Hohlrad 12 des dritten Planetenradsatzes PS3 an dem Gehäuse 3 festgesetzt sind. Demzufolge ergibt sich die höchstmögliche Festübersetzung für den ersten elektrischen Antrieb EM 1. Somit kann eine kleinbauende und kostengünstige elektrische Maschine mit geringem Drehmoment und hoher Drehzahl verwendet werden.The in the 1 to 4 The first, second, third and fourth embodiment variants of the drive arrangement according to the invention shown each have a fixed translation for the first electric drive EM 1 a second and a third planetary gear set PS2 . PS3 on, which are connected in series. The input is the sun gear 13 of the second planetary gear set PS2 or the sun gear 10 of the third planetary gear set PS3 and the output of each planet carrier 14 of the second planetary gear set PS2 or the planet carrier 11 of the third planetary gear set while the ring gear 15 of the second planetary gear set PS2 and the ring gear 12 of the third planetary gear set PS3 on the housing 3 are fixed. This results in the highest possible fixed ratio for the first electric drive EM 1 , Thus, a small-sized and inexpensive electrical machine with low torque and high speed can be used.

Im Detail ist bei der ersten, zweiten, dritten und vierten Ausführungsvariante vorgesehen, dass der Rotor 4 des ersten elektrischen Antriebes EM 1 mit einem Sonnenrad 13 eines zweiten Planetenradsatzes PS2 als Festübersetzung verbunden ist, wobei ein Hohlrad 15 des zweiten Planetenradsatzes PS2 und ein Hohlrad 12 eines dritten Planetenradsatzes PS3 als Festübersetzung an dem Gehäuse 3 festgesetzt sind. Ferner ist ein Planetenradträger 14 des zweiten Planetenradsatzes PS2 mit einem Sonnenrad 10 des dritten Planetenradsatzes PS3 verbunden, wobei ein Planetenradträger 11 des dritten Planetenradsatzes PS 3 mit einem Sonnenrad 7 des ersten Planetenradsatzes PS 1 als Überlagerungsgetriebe verbunden ist. Ferner ist ein Planetenradträger 8 des ersten Planetenradsatzes PS 1 mit der manuellen Antriebswelle 1 verbunden, wobei ein Hohlrad 9 des ersten Planetenradsatzes PS 1 mit einem mit dem Abtrieb 2 verbundenen sechsten Zahnrad Z6 verbunden ist.In the first, second, third and fourth embodiment variants, it is provided in detail that the rotor 4 of the first electric drive EM 1 with a sun gear 13 of a second planetary gear set PS2 is connected as a fixed ratio, a ring gear 15 of the second planetary gear set PS2 and a ring gear 12 a third planetary gear set PS3 as fixed translation on the housing 3 are fixed. There is also a planet carrier 14 of the second planetary gear set PS2 with a sun gear 10 of the third planetary gear set PS3 connected, being a planet carrier 11 the third planetary gear PS 3 with a sun gear 7 of the first planetary gear set PS 1 is connected as a superposition gear. There is also a planet carrier 8th of the first planetary gear set PS 1 with the manual drive shaft 1 connected, being a ring gear 9 of the first planetary gear set PS 1 with one with the downforce 2 connected sixth gear Z6 connected is.

Zudem ist bei der ersten und zweiten Ausführungsvariante vorgesehen, dass ein Antriebsritzel Z1 des Rotors 5 des zweiten elektrischen Antriebes EM 2 mit einem zweiten Zahnrad Z2 als Festrad der Vorgelegewelle 6 in Eingriff steht, wobei ein drittes Zahnrad Z3 als Festrad der Vorgelegewelle 6 mit einem vierten Zahnrad Z4 als Losrad in Eingriff steht. Ferner steht ein mit dem vierten Zahnrad Z4 verbundenes fünftes Zahnrad Z5 als Losrad mit einem sechsten Zahnrad Z6 direkt in Eingriff oder ist über einen Ketten- oder Riementrieb 17 gekoppelt, wobei das sechste Zahnrad Z6 mit dem Abtrieb 2 und dem Hohlrad 9 als Ausgang des ersten Planetenradsatzes PS 1 verbunden ist.In addition, it is provided in the first and second embodiment variants that a drive pinion Z1 of the rotor 5 of the second electric drive EM 2 with a second gear Z2 as fixed gear of the countershaft 6 is engaged, with a third gear Z3 as fixed gear of the countershaft 6 with a fourth gear Z4 is engaged as an idler gear. There is also a fourth gear Z4 connected fifth gear Z5 as an idler gear with a sixth gear Z6 directly engaged or via a chain or belt drive 17 coupled, the sixth gear Z6 with the downforce 2 and the ring gear 9 as the output of the first planetary gear set PS 1 connected is.

Demgegenüber ist bei der dritten und vierten Ausführungsvariante vorgesehen, dass ein Antriebsritzel Z1 des Rotors 5 des zweiten elektrischen Antriebes EM 2 mit einem zweiten Zahnrad Z2 als Festrad der Vorgelegewelle 6 in Eingriff steht, wobei ein fünftes Zahnrad Z5 als Festrad der Vorgelegewelle 6 mit einem siebenten Zahnrad Z7 als Losrad in Eingriff steht, welches mit einem sechsten Zahnrad Z6 in Eingriff steht oder wobei ein drittes Zahnrad Z3 als Festrad der Vorgelegewelle 6 mit einem sechsten Zahnrad Z6 über einen Ketten- oder Riementrieb 17 gekoppelt ist, und wobei das sechste Zahnrad Z6 mit dem Abtrieb 2 und dem Hohlrad 9 des ersten Planetenradsatzes PS 1 verbunden ist.In contrast, the third and fourth embodiment variants provide that a drive pinion Z1 of the rotor 5 of the second electric drive EM 2 with a second gear Z2 as fixed gear of the countershaft 6 is engaged, a fifth gear Z5 as fixed gear of the countershaft 6 with a seventh gear Z7 is engaged as an idler gear, which with a sixth gear Z6 is engaged or wherein a third gear Z3 as fixed gear of the countershaft 6 with a sixth gear Z6 via a chain or belt drive 17 is coupled, and being the sixth gear Z6 with the downforce 2 and the ring gear 9 of the first planetary gear set PS 1 connected is.

Im Rahmen eines Zahlenbeispiels kann eine Standübersetzung des ersten Planetenradsatzes PS1 mit minus 2 und eine Standübersetzung des zweiten und dritten Planetenradsatzes PS2, PS3 als Festübersetzung von jeweils minus 3,1 angenommen werden. Dadurch ergibt sich eine Drehmomentübersetzung von dem ersten elektrischen Antrieb EM 1 zur manuellen Antriebswelle 1 von ca. 50. Als maximales Drehmoment der baugleichen Antriebe EM 1 und EM 2 werden 3 Nm angesetzt. Demzufolge kann der erste elektrische Antrieb EM 1 einen Trittmoment von maximal 150 Nm abstützen bzw. überlagern. Alternativ könnten auch alle drei Planetenradsätze PS1, PS2, PS3 aus Kostengründen die gleiche Standübersetzung von etwa minus 2,7 aufweisen, um eine Gesamtübersetzung von ca. 50 für den ersten elektrischen Antrieb EM 1 zu erhalten.As part of a numerical example, a stationary translation of the first planetary gear set can PS1 with minus 2 and a stationary ratio of the second and third planetary gear sets PS2 . PS3 as a fixed translation of minus 3.1 each. This results in a torque transmission from the first electric drive EM 1 to the manual drive shaft 1 of approx. 50. As the maximum torque of identical drives EM 1 and EM 2 3 Nm are used. As a result, the first electric drive EM 1 support or superimpose a pedaling torque of maximum 150 Nm. Alternatively, all three planetary gear sets could PS1 . PS2 . PS3 have the same stand translation of about minus 2.7 for cost reasons, by a total translation of about 50 for the first electric drive EM 1 to obtain.

Die Festübersetzung des zweiten elektrischen Antriebs EM 2 besteht aus einem Stirnradgetriebe in Vorgelegebauweise mit den drei Zahnradpaaren Z1/Z2, Z3/Z4 und Z5/Z6. Für das Zahnradpaar Z1/Z2 wird beispielhaft eine Übersetzung von minus 4 (negatives Vorzeichen wegen Drehrichtungsumkehr) für das Zahnradpaar Z3/Z4 wird beispielhaft eine Übersetzung von minus 4 und für das Zahnradpaar Z5/Z6 wird beispielhaft eine Übersetzung von minus 1,4 angesetzt. Dadurch ergibt sich eine Übersetzung für den zweiten elektrischen Antrieb EM 2 zum Abtrieb 2 von etwa 22. Bei einer beispielhaften Übersetzung des Abtriebes 2 zum Hinterrad von 1,1 kann der zweite elektrische Antrieb EM 2 ein maximales Drehmoment am Hinterrad von 73 Nm erzeugen. Bei einem beispielhaften Radumfang von 2,1 m ergibt sich eine Fahrgeschwindigkeit von 7 km/h, welches 56 Umdrehungen/min sind und 60 Umdrehungen/min Trittfrequenz, hat der erste elektrische Antrieb EM 1 eine Drehzahl von 1400 Umdrehungen/min vorwärts und der zweite elektrische Antrieb EM 2 ebenfalls 1400 Umdrehungen/min vorwärts. Der erste elektrische Antrieb EM 1 arbeitet generatorisch, um das Tretkurbelmoment abzustützen. Bei einer Fahrgeschwindigkeit von 10 km/h hat der erste elektrische Antrieb EM 1 eine Drehzahl von 0 Umdrehungen/min und der zweite elektrische Antrieb EM 2 etwa 2000 Umdrehungen/min vorwärts. In diesem Fall ist die Tretkurbeldrehzahl etwa 60 Umdrehungen/min. Bei einer Fahrgeschwindigkeit von 25 km/h, welches ungefähr 198 Umdrehungen/min am Hinterrad sind und eine Trittfrequenz von 60 Umdrehungen/min vorliegt, hat der erste elektrische Antrieb EM 1 eine Drehzahl von etwa minus 4500 Umdrehungen/min rückwärts und der zweite elektrische Antrieb EM 2 etwa 4900 Umdrehungen/min vorwärts. Der erste elektrische Antrieb EM 1 arbeitet motorisch, um das Tretkurbelmoment abzustützen.The fixed translation of the second electric drive EM 2 consists of a helical gear unit in countershaft design with the three gear pairs Z1 / Z2 . Z3 / Z4 and Z5 / Z6 , For the gear pair Z1 / Z2 As an example, a gear ratio of minus 4 (negative sign due to reversal of direction of rotation) for the gear pair Z3 / Z4 is an example of a translation of minus 4 and for the gear pair Z5 / Z6 a translation of minus 1.4 is used as an example. This results in a translation for the second electric drive EM 2 for downforce 2 of about 22. With an exemplary translation of the output 2 to the rear wheel of 1.1 can the second electric drive EM 2 generate a maximum torque on the rear wheel of 73 Nm. With an exemplary wheel circumference of 2.1 m, the first electric drive has a driving speed of 7 km / h, which is 56 revolutions / min and 60 revolutions / min pedaling frequency EM 1 a speed of 1400 revolutions / min forward and the second electric drive EM 2 also 1400 revolutions / min forward. The first electric drive EM 1 works as a generator to support the pedal crank torque. The first electric drive has a driving speed of 10 km / h EM 1 a speed of 0 revolutions / min and the second electric drive EM 2 about 2000 revolutions / min forward. In this case, the pedal crank speed is approximately 60 revolutions / min. The first electric drive has a driving speed of 25 km / h, which is about 198 revolutions / min on the rear wheel and a cadence of 60 revolutions / min EM 1 a speed of about minus 4500 rpm and the second electric drive EM 2 about 4900 rpm. The first electric drive EM 1 works motor-driven to support the pedal crank torque.

Die zweite Ausführungsvariante gemäß 2 unterscheidet von den ersten Ausführungsvarianten nur dadurch, dass anstelle eines Zahneingriffes bei dem Zahnradpaar Z5/Z6 ein Ketten- bzw. ein Riementrieb 17 vorgesehen ist. Hierdurch ergibt sich eine höhere Übersetzung, weil das fünfte Zahnrad Z5 einen kleineren Durchmesser haben kann.The second variant according to 2 differs from the first design variants only in that instead of meshing the gear pair Z5 / Z6 a chain or belt drive 17 is provided. This results in a higher gear ratio because the fifth gear Z5 can have a smaller diameter.

Die dritte Ausführungsvariante gemäß 3 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsvariante dadurch, dass das Zahnradpaar Z3/Z4 entfällt und stattdessen ein Zwischenrad bzw. ein siebtes Zahnrad Z7 zwischen dem Zahneingriff Z5/Z6 vorgesehen ist. Hierbei ergibt sich der Vorteil einer höheren Übersetzung zwischen dem Zahnrad Z5 und dem Zahnrad Z6, weil das Zahnrad Z5 einen kleineren Durchmesser haben kann. Insgesamt kann dadurch eine kleinere Festübersetzung realisiert werden.The third variant according to 3 differs from the first variant in that the gear pair Z3 / Z4 omitted and instead an intermediate gear or a seventh gear Z7 between the meshing Z5 / Z6 is provided. This has the advantage of a higher gear ratio between the gear Z5 and the gear Z6 because the gear Z5 can have a smaller diameter. Overall, a smaller fixed translation can be achieved.

Die vierte Ausführungsvariante gemäß 4 unterscheidet sich von der dritten Ausführungsvariante dadurch, dass anstelle des Zwischenrades Z7 ein Ketten- oder Riementrieb 17 vorgesehen ist.The fourth variant according to 4 differs from the third variant in that instead of the idler gear Z7 a chain or belt drive 17 is provided.

Aus der Seitenansicht gemäß 1 A ergibt sich, dass sowohl das zweite Zahnrad Z2 als auch das sechste Zahnrad Z 6 in den Ölsumpf 16 eintaucht, sodass sowohl das erste Vorgelegegetriebe des zweiten elektrischen Antriebes EM 2 als auch das Überlagerungsgetriebe und die Festübersetzung für den ersten elektrischen Antrieb EM 1 ausreichend mit Öl versorgt werden. From the side view according to 1 A it follows that both the second gear Z2 as well as the sixth gear Z 6 in the oil sump 16 immersed, so that both the first countershaft transmission of the second electric drive EM 2 as well as the superposition gear and the fixed ratio for the first electric drive EM 1 are adequately supplied with oil.

Bei der fünften Ausführungsvariante gemäß 5 ist als Festübersetzung für den ersten elektrischen Antrieb EM 1 ein zweites Vorgelegegetriebe vorgesehen, dem der erste Planetenradsatz PS1 als Überlagerungsgetriebe nachgeschaltet ist. Im Detail ist bei der fünften Ausführungsvariante vorgesehen, dass das Antriebsritzel Z8 des Rotors 4 des ersten elektrischen Antriebes EM 1 mit dem neunten Zahnrad Z 9 als Festrad einer Vorgelegewelle 18 des zweiten Vorgelegegetriebes als Festübersetzung in Eingriff steht, wobei ein zehntes Zahnrad Z10 als Festrad der Vorgelegewelle 18 des zweiten Vorgelegegetriebes mit einem elften Zahnrad Z11 als Losrad der manuellen Antriebswelle 1 in Eingriff steht, welches mit dem Sonnenrad 7 des ersten Planetenradsatzes PS1 als Überlagerungsgetriebe verbunden ist. Ferner ist der Planetenradträger 8 des ersten Planetenradsatzes PS1 mit der manuellen Antriebswelle 1 verbunden, wobei das Hohlrad 9 des ersten Planetenradsatzes PS1 mit einem mit dem Abtrieb 2 verbundenen ersten Zahnrad Z1 verbunden ist. Zudem steht das erste Zahnrad Z1 direkt oder über einen Ketten- oder Riementrieb 17 A mit einem vierzehnten Zahnrad Z14 als Losrad in Eingriff, wobei ein mit dem vierzehnten Zahnrad Z14 verbundenes dreizehntes Zahnrad Z13 als Losrad mit einem zwölften Zahnrad Z12 als Festrad der Vorgelegewelle 6 des ersten Vorgelegegetriebes in Eingriff steht. Ferner steht das fünfte Zahnrad Z5 als Festrad der Vorgelegewelle 6 des ersten Vorgelegegetriebes mit dem Antriebsritzel Z4 des Rotors 5 des zweiten elektrischen Antriebes EM 2 in Eingriff.In the fifth variant according to 5 is a fixed ratio for the first electric drive EM 1 a second countershaft transmission is provided, to which the first planetary gear set PS1 is connected as a superposition gear. In detail, the fifth embodiment variant provides that the drive pinion Z8 of the rotor 4 of the first electric drive EM 1 with the ninth gear Z 9 as a fixed gear of a countershaft 18 of the second countershaft transmission is engaged as a fixed ratio, with a tenth gear Z10 as fixed gear of the countershaft 18 of the second countershaft transmission with an eleventh gear Z11 as idler gear of the manual drive shaft 1 is engaged, which with the sun gear 7 of the first planetary gear set PS1 is connected as a superposition gear. Furthermore, the planet carrier 8th of the first planetary gear set PS1 with the manual drive shaft 1 connected, the ring gear 9 of the first planetary gear set PS1 with one with the downforce 2 connected first gear Z1 connected is. The first gear is also there Z1 directly or via a chain or belt drive 17 A with a fourteenth gear Z14 engaged as an idler gear, one with the fourteenth gear Z14 connected thirteenth gear Z13 as an idler gear with a twelfth gear Z12 as fixed gear of the countershaft 6 of the first countershaft gear is engaged. There is also the fifth gear Z5 as fixed gear of the countershaft 6 of the first countershaft transmission with the drive pinion Z4 of the rotor 5 of the second electric drive EM 2 engaged.

Aus der Seitenansicht gemäß 5 A wird ersichtlich, dass sowohl das Zahnrad Z1 als auch das Zahnrad Z5 zur Ölversorgung des ersten Vorgelegegetriebes des zweiten elektrischen Antriebes EM 2 in den Ölsumpf 16 eintauchen. Zudem taucht auch das Zahnrad Z9 in den Ölsumpf 16 ein, sodass dadurch auch das zweite Vorgelegegetriebe des ersten elektrischen Antriebes EM 1 ausreichend mit Öl versorgt wird.From the side view according to 5 A it can be seen that both the gear Z1 as well as the gear Z5 for supplying oil to the first countershaft transmission of the second electric drive EM 2 in the oil sump 16 plunge. The gear also dives Z9 in the oil sump 16 so that the second countershaft transmission of the first electric drive EM 1 is adequately supplied with oil.

Die Seitenansicht gemäß 5 B zeigt eine alternative Anordnung aus der sich ergibt, dass die räumliche Anordnung der zweiten Vorgelegewelle 18 verändert ist.The side view according to 5 B shows an alternative arrangement from which it follows that the spatial arrangement of the second countershaft 18 is changed.

Bei der sechsten Ausführungsvariante gemäß 6 ist als Festübersetzung des ersten elektrischen Antriebes EM 1 der zweite Planetenradsatz PS2 vorgesehen, der dem ersten Planetenradsatz PS1 vorgeschaltet ist. Dadurch kann gegenüber der ersten Ausführungsvariante der dritte Planetenradsatz PS3 als Festübersetzung entfallen, sodass eine kürzere axiale Bauweise möglich ist. Die geringere Festübersetzung kann dadurch ausgeglichen werden, indem ein größerer Durchmesser bei den Radsatzelementen des ersten Planetenradsatzes PS1 und des zweiten Planetenradsatzes PS2 sowie ein größerer Durchmesser des ersten elektrischen Antriebes EM 1 vorgesehen werden. Bei den Planetenradsätzen PS1, PS2 ist dadurch eine höhere Standübersetzung möglich. Bei dem ersten elektrischen Antrieb EM 1 ist ein höheres Drehmoment möglich. Beide Maßnahmen zusammen ermöglichen es, das Tretkurbelmoment des Fahrers abstützen zu können. Der Entfall z. B. des dritten Planetenradsatzes PS3 ist ebenso bei der ersten, zweiten und vierten Ausführungsvariante möglich.In the sixth variant according to 6 is a fixed translation of the first electric drive EM 1 the second planetary gear set PS2 provided the first planetary gear set PS1 is connected upstream. As a result, the third planetary gear set can be compared to the first embodiment variant PS3 there is no fixed translation, so that a shorter axial construction is possible. The lower fixed ratio can be compensated for by a larger diameter for the gear set elements of the first planetary gear set PS1 and the second planetary gear set PS2 and a larger diameter of the first electric drive EM 1 be provided. With the planetary gear sets PS1 . PS2 a higher stand translation is possible. With the first electric drive EM 1 higher torque is possible. Both measures together make it possible to support the driver's pedal crank torque. The elimination of z. B. the third planetary gear set PS3 is also possible with the first, second and fourth variant.

Im Detail ist bei der sechsten Ausführungsvariante vorgesehen, dass der Rotor 4 des ersten elektrischen Antriebes EM 1 mit dem Sonnenrad 13 des zweiten Planetenradsatzes PS 2 als Festübersetzung verbunden ist, wobei der Planetenradträger 14 des zweiten Planetenradsatzes PS 2 mit dem Sonnenrad 7 des ersten Planetenradsatzes PS 1 als Überlagerungsgetriebe verbunden ist. Ferner ist das Hohlrad 15 des zweiten Planetenradsatzes PS 2 an dem Gehäuse 3 festgesetzt, wobei der Planetenradträger 8 mit der manuellen Antriebswelle 1 verbunden ist. Ferner ist ein Hohlrad 9 des ersten Planetenradsatzes PS 1 mit dem mit dem Abtrieb 2 verbundenen sechsten Zahnrad Z6 verbunden, wobei das sechste Zahnrad Z6 mit einem siebten Zahnrad Z7 als Losrad in Eingriff steht. Zudem steht das siebte Zahnrad Z7 mit einem fünften Zahnrad Z 5 als Festrad der Vorgelegewelle 6 des ersten Vorgelegegetriebes in Eingriff, wobei das zweite Zahnrad Z2 als Festrad der Vorgelegewelle 6 des ersten Vorgelegegetriebes mit einem Antriebsritzel Z1 des Rotors 5 des zweiten elektrischen Antriebes EM 2 in Eingriff steht.In detail, the sixth embodiment variant provides that the rotor 4 of the first electric drive EM 1 with the sun gear 13 of the second planetary gear set PS 2 is connected as a fixed ratio, the planet carrier 14 of the second planetary gear set PS 2 with the sun gear 7 of the first planetary gear set PS 1 is connected as a superposition gear. Furthermore, the ring gear 15 of the second planetary gear set PS 2 on the housing 3 fixed, the planet carrier 8th with the manual drive shaft 1 connected is. There is also a ring gear 9 of the first planetary gear set PS 1 with the one with the downforce 2 connected sixth gear Z6 connected, the sixth gear Z6 with a seventh gear Z7 is engaged as an idler gear. There is also the seventh gear Z7 with a fifth gear 5 as a fixed gear of the countershaft 6 of the first countershaft gear, wherein the second gear Z2 as fixed gear of the countershaft 6 of the first countershaft transmission with a drive pinion Z1 of the rotor 5 of the second electric drive EM 2 is engaged.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: manuelle Antriebswelle bzw. Tretkurbellagerwellemanual drive shaft or pedal crank bearing shaft
22: Abtrieboutput
33: Tretlagergehäuse bzw. GehäuseBottom bracket housing or housing
44: Rotor eines ersten elektrischen AntriebesRotor of a first electric drive
55: Rotor eines zweiten elektrischen AntriebesRotor of a second electric drive
66: Vorgelegewelle eines ersten VorgelegegetriebesCountershaft of a first countershaft transmission
77: Sonnenrad des ersten PlanetenradsatzesSun gear of the first planetary gear set
8 8th: Planetenradträger des ersten PlanetenradsatzesPlanet carrier of the first planetary gear set
99: Hohlrad des ersten PlanetenradsatzesRing gear of the first planetary gear set
1010: Sonnenrad des dritten PlanetenradsatzesSun gear of the third planetary gear set
1111: Planetenradträger des dritten PlanetenradsatzesPlanet carrier of the third planetary gear set
1212: Hohlrad des dritten PlanetenradsatzesRing gear of the third planetary gear set
1313: Sonnenrad des zweiten PlanetenradsatzesSun gear of the second planetary gear set
1414: Planetenradträger des zweiten PlanetenradsatzesPlanet carrier of the second planetary gear set
1515: Hohlrad des zweiten PlanetenradsatzesRing gear of the second planetary gear set
1616: Ölsumpfoil sump
17, 17A17, 17A: Ketten- oder RiementriebChain or belt drive
1818: Vorgelegewelle eines zweiten VorgelegegetriebesCountershaft of a second countershaft transmission
EM 1EM 1: erster elektrischer Antriebfirst electric drive
EM 2EM 2: zweiter elektrischer Antriebsecond electric drive
PS 1PS 1: erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
PS 2PS 2: zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
PS 3PS 3: dritter Planetenradsatzthird planetary gear set
Z1Z1: Antriebsritzel bzw. erstes ZahnradDrive pinion or first gear
Z2Z2: zweites Zahnradsecond gear
Z3Z3: drittes Zahnradthird gear
Z4Z4: viertes Zahnradfourth gear
Z5Z5: fünftes Zahnradfifth gear
Z6Z6: sechstes Zahnradsixth gear
Z7Z7: siebtes Zahnradseventh gear
Z8Z8: Antriebsritzel bzw. achtes ZahnradDrive pinion or eighth gear
Z9Z9: neuntes Zahnradninth gear
Z10Z10: zehntes Zahnradtenth gear
Z11Z11: elftes Zahnradeleventh gear
Z12Z12: zwölftes Zahnradtwelfth gear
Z13Z13: dreizehntes Zahnradthirteenth gear
Z14Z14: vierzehntes Zahnradfourteenth gear

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102017219607 [0002]

Claims

Drive arrangement for a bicycle or pedelec, with a manual drive shaft (1) in a housing (3), with a rotor (4) of a first electric drive (EM 1) arranged coaxially to the manual drive shaft (1) and with an axis parallel to the Manual drive shaft (1) arranged rotor (5) of a second electric drive (EM 2), the rotor (4) of the first electric drive (EM 1) via a first planetary gear set (PS 1) as a superposition gear and via a fixed ratio with the manual Drive shaft (1) and coupled to an output (2), characterized in that the rotor (5) of the second electric drive (EM 2) via a first countershaft transmission as fixed translation with the output (2) and / or with the output of the Superposition gear is coupled, wherein a countershaft (6) of the first countershaft transmission is arranged in the housing (3) such that at least one gear (Z2, Z5) of the first countershaft transmission for Oil supply of at least the first countershaft transmission is immersed in an oil sump (16) of the housing (3).

Drive arrangement after Claim 1 , characterized in that the rotor (4) of the first electric drive (EM 1) is arranged in the housing (3) in such a way that at least one gear wheel (Z1, Z6) coupled to the superposition gear for supplying oil to at least the superposition gear in the oil sump ( 16) of the housing (3).

Drive arrangement after Claim 1 or 2 , characterized in that a second planetary gear set (PS2) and / or a third planetary gear set (PS3) are provided as the fixed translation of the first electric drive (EM 1).

Drive arrangement after Claim 3 , characterized in that the rotor (4) of the first electric drive (EM 1) is connected to a sun gear (13) of a second planetary gear set (PS 2) as a fixed gear ratio, that a ring gear (15) of the second planetary gear set (PS 2) and a ring gear (12) of a third planetary gear set (PS 3) is fixed as a fixed translation on the housing (3) that a planet gear carrier (14) of the second planetary gear set (PS 2) is connected to a sun gear (10) of the third planetary gear set (PS 3) is that a planet carrier (11) of the third planetary gear set (PS 3) is connected to a sun gear (7) of the first planetary gear set (PS 1) as a superposition gear, that a planet carrier (8) of the first planetary gear set (PS 1) is connected to the manual drive shaft (1) and that a ring gear (9) of the first planetary gear set (PS 1) is connected to a sixth gear (Z6) connected to the output (2). ( 1 to 4 )

Drive arrangement after Claim 3 or 4 , characterized in that a drive pinion (Z1) of the rotor (5) of the second electric drive (EM 2) engages with a second gear (Z2) as a fixed gear of the countershaft (6), that a third gear (Z3) as a fixed gear the countershaft (6) is in engagement with a fourth gear (Z4) as an idler gear, that a fifth gear (Z5) connected to the fourth gear (Z4) is directly engaged as an idler gear with a sixth gear (Z6) or via a chain - Or belt drive (17) is coupled, the sixth gear (Z6) with the output (2) and the ring gear (9) of the first planetary gear set (PS 1). ( 1 and 2 )

Drive arrangement after Claim 3 or 4 , characterized in that a drive pinion (Z1) of the rotor (5) of the second electric drive (EM 2) with a second gear (Z2) as fixed gear of the countershaft (6) is engaged, that a fifth gear (Z5) as fixed gear the countershaft (6) is in engagement with a seventh gear (Z7) as an idler gear which is in engagement with a sixth gear (Z6) or that a third gear (Z3) as fixed gear of the countershaft (6) with a sixth gear (Z6 ) is coupled via a chain or belt drive (17) and that the sixth gear (Z6) is connected to the output (2) and the ring gear (9) of the first planetary gear set (PS 1). ( 3 and 4 )

Drive arrangement according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that a second countershaft transmission with a countershaft (18) is provided as the fixed translation of the first electric drive (EM 1).

Drive arrangement after Claim 7 , characterized in that a drive pinion (Z8) of the rotor (4) of the first electric drive (EM 1) with a ninth gear (Z9) as fixed gear of a countershaft (18) of a second countershaft transmission is in fixed engagement, that a tenth gear (Z10) as fixed gear of the countershaft (18) of the second countershaft gear with an eleventh gear (Z11) as idler gear of the manual drive shaft (1), which is connected to a sun gear (7) of the first planetary gear set (PS 1) as a superposition gear that a planet gear carrier (8) of the first planetary gear set (PS 1) is connected to the manual drive shaft (1), that a ring gear (9) of the first planetary gear set (PS 1) is connected to a first gear (Z1 ) is connected that the first gear (Z1) is directly or via a chain or belt drive (17 A) with a fourteenth gear (Z 14) as idler gear that engages with the fourteenth gear (Z14 ) connected thirteenth gear (Z13) as idler gear with a twelfth gear (Z12) as fixed gear of the countershaft (6) of the first Countershaft gear is engaged so that a fifth gear (Z5) as fixed gear of the countershaft (6) of the first countershaft gear is in engagement with a drive pinion (Z4) of the rotor (5) of the second drive (EM 2). ( 5 )

Drive arrangement after Claim 3 , characterized in that the rotor (4) of the first electric drive (EM 1) is connected to a sun gear (13) of the second planetary gear set (PS 2) as a fixed ratio that a planet gear carrier (14) of the second planetary gear set (PS 2) a sun gear (7) of the first planetary gear set (PS 1) is connected as a superposition gear such that a ring gear (15) of the second planetary gear set (PS 2) is fixed to the housing (3), that a planet gear carrier (8) is connected to the manual drive shaft ( 1) is connected that a ring gear (9) of the first planetary gear set (PS 1) is connected to a sixth gear (Z6) connected to the output (2), that the sixth gear (Z6) is connected to a seventh gear (Z7) The idler gear is engaged so that the seventh gear (Z7) meshes with a fifth gear (Z5) as the fixed gear of the countershaft (6) of the first countershaft gear, and a second gear (Z2) as the fixed gear of the countershaft (6) of the first countershaft transmission it engages with a drive pinion (Z1) of the rotor (5) of the second electric drive (EM 2). ( 6 )

Drive arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the manual drive shaft (1) is designed as a bottom bracket crankshaft.

Drive arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the output (2) is designed as a chain or belt wheel.

Drive arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first electric drive (EM 1) and the second electric drive (EM 2) are each designed as an electrical machine which can be operated both as a motor and as a generator.

Bicycle or pedelec with a drive arrangement according to one of the preceding claims.