DE102019126962B3 - Electromotive drive unit for a vehicle that can be driven by muscle power and a vehicle that can be driven by muscle power - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Antriebseinheit (1) für ein mit Muskelkraft antreibbares Fahrzeug, umfassend einen Stator (2), einen Rotor (3), eine über den Rotor (3) antreibbare Antriebsscheibe (4) mit einer Anbindung (5) an ein Endloszugmittel (6), sowie eine Freilaufeinrichtung (7) zur Realisierung eines Freilaufs, derart, dass die Antriebsscheibe (4) bei gleicher Rotationsrichtung mit einer geringeren Geschwindigkeit drehbar ist als der Rotor (3). Die Freilaufeinrichtung (7) umfasst eine erste Kopplungsscheibe (8) und umfasst eine zweite Kopplungsscheibe (9), wobei die beiden Kopplungsscheiben (8; 9) axial benachbart angeordnet sind und wobei jede der beiden Kopplungsscheiben (8; 9) auf der axialen Stirnfläche, die der anderen Kopplungsscheibe (9; 8) gegenübersteht, erste Formschlussmittel (10) zur Bildung des Freilaufs aufweist und wobei die beiden Kopplungsscheiben (8; 9) gegeneinander auf einer mit dem Stator (2) gemeinsamen Achse (11) axial verschiebbar anordenbar sind. Ferner ist die erste Kopplungsscheibe (8) über zweite Formschlussmittel (12) mit dem Rotor (3) gekoppelt und ist die zweite Kopplungsscheibe (9) über dritte Formschlussmittel (13) mit der Antriebsscheibe (4) gekoppelt, und ist ein Aktuator (14) vorhanden, über den die erste Kopplungsscheibe (8) und die zweite Kopplungsscheibe (9) axial gegeneinander verschoben werden können, derart, dass eine Kraftübertragung über die ersten Formschlussmittel (10) der Kopplungsscheiben (8; 9) in beide Drehrichtungen aufgehoben ist.The invention relates to an electromotive drive unit (1) for a vehicle that can be driven by muscle power, comprising a stator (2), a rotor (3), a drive pulley (4) that can be driven via the rotor (3) and has a connection (5) to an endless traction mechanism (6), and a freewheel device (7) for realizing a freewheel such that the drive pulley (4) can be rotated at a lower speed than the rotor (3) with the same direction of rotation. The freewheel device (7) comprises a first coupling disk (8) and comprises a second coupling disk (9), the two coupling disks (8; 9) being arranged axially adjacent and each of the two coupling disks (8; 9) on the axial end face, which faces the other coupling disk (9; 8), has first form-locking means (10) for forming the freewheel and wherein the two coupling disks (8; 9) can be arranged axially displaceably relative to one another on an axis (11) shared with the stator (2). Furthermore, the first coupling disc (8) is coupled to the rotor (3) via second form-locking means (12) and the second coupling disc (9) is coupled to the drive disc (4) via third form-locking means (13), and is an actuator (14) present, via which the first coupling disc (8) and the second coupling disc (9) can be axially displaced against each other, in such a way that a power transmission via the first form-fitting means (10) of the coupling discs (8; 9) is canceled in both directions of rotation.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromotorische Antriebseinheit für ein mit Muskelkraft antreibbares Fahrzeug, insbesondere eine elektromotorische Antriebseinheit für ein mehrspuriges Fahrzeug, umfassend einen Stator, einen Rotor, eine über den Rotor antreibbare Antriebsscheibe mit einer Anbindung an ein Endloszugmittel sowie eine Freilaufeinrichtung zur Realisierung eines Freilaufs, derart, dass die Antriebsscheibe bei gleicher Rotationsrichtung mit einer geringeren Geschwindigkeit drehbar ist als der Rotor. Ferner betrifft die Erfindung ein mit Muskelkraft betätigbares Fahrzeug.The present invention relates to an electromotive drive unit for a vehicle that can be driven by muscle power, in particular an electromotive drive unit for a multi-lane vehicle, comprising a stator, a rotor, a drive pulley which can be driven via the rotor and is connected to an endless traction device and a freewheel device for realizing a freewheel. such that the drive disk can be rotated at a lower speed than the rotor with the same direction of rotation. The invention also relates to a vehicle that can be operated with muscle power.
An Fahrrädern ist die Tretkurbel, über die der Fahrer antreibt, üblicherweise mittels eines Freilaufs mit dem Hinterrad verbunden. Hierdurch wird erreicht, dass sich der Fahrer frei entscheiden kann, ob er mit der durch das Übersetzungsverhältnis des Antriebsstrangs an die Geschwindigkeit des Fahrrades gekoppelten Trittfrequenz das Fahrrad antreiben möchte, oder ob er die Kurbel langsamer drehen möchte, was insbesondere bei schneller Bergabfahrt von Vorteil ist.On bicycles, the pedal crank that the driver uses to drive is usually connected to the rear wheel by means of a freewheel. This means that the driver can freely decide whether he would like to drive the bicycle with the cadence coupled to the speed of the bicycle through the transmission ratio of the drive train, or whether he would like to turn the crank more slowly, which is particularly advantageous when driving downhill at high speeds .
Schiebt man das Fahrrad rückwärts, dreht sich die Kurbel mindestens mit der durch das Übersetzungsverhältnis des Antriebsstrangs an die Geschwindigkeit des Fahrrades gekoppelten Frequenz.If you push the bicycle backwards, the crank rotates at least with the frequency coupled to the speed of the bicycle through the transmission ratio of the drive train.
Die
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Ferner ist aus der
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Aus
An einspurigen Fahrrädern stellt das Mittdrehen der Tretkurbel, bei sich rückwärts bewegendem Fahrrad, in der Regel kein hohes Sicherheitsrisiko dar. Bei zwei- oder dreispurigen Fahrrädern, wie Lastenfahrrädern oder auch Velomobilen birgt dies jedoch ein Sicherheitsrisiko für den Nutzer, da diese Fahrzeuge auch rückwärts rollen, bzw. sofern diese über einen elektrischen Rückwärtsgang verfügen, auch rückwärtsfahren können. Der Nutzer muss in dieser Fahrsituation der vom Fahrzeug vorgegebenen Bewegung der Tretkurbel folgen. Dies ist unkomfortabel und birgt die Gefahr, dass der Nutzer von den Pedalen abrutschen kann. Jetzt kann es passieren, dass er von der sich drehenden Kurbel erfasst wird und ggf. zwischen anderen Fahrzeugteilen und der Tretkurbel eingeklemmt wird. In Kombination mit der hohen Fahrzeugmasse von Lastenfahrrädern oder auch Velomobilen resultiert hieraus ein erhebliches Verletzungsrisiko.On single-lane bicycles, turning the crank handle to the side when the bicycle is moving backwards does not usually represent a high safety risk. However, with two- or three-lane bicycles, such as cargo bikes or velomobiles, this poses a safety risk for the user, as these vehicles also roll backwards , or if these have an electric reverse gear, can also drive backwards. In this driving situation, the user must follow the movement of the pedal crank specified by the vehicle. This is uncomfortable and carries the risk that the user can slip off the pedals. Now it can happen that he is caught by the rotating crank and possibly trapped between other vehicle parts and the crank. In combination with the high vehicle mass of cargo bikes or velomobiles, this results in a considerable risk of injury.
Es besteht ein anhaltendes Bedürfnis daran, die Unfallgefahr bei mit Muskelkraft antreibbaren Fahrzeugen weiter zu verringern.There is a continuing need to further reduce the risk of accidents in vehicles that can be driven by muscle power.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine elektromotorische Antriebseinheit für ein mit Muskelkraft antreibbares Fahrzeug, insbesondere eine elektromotorische Antriebseinheit für ein mehrspuriges Fahrzeug, sowie ein mit Muskelkraft antreibbares Fahrzeug bereit zu stellen, wodurch ein mit dieser Antriebseinheit betriebenes Fahrzeugs im Hinblick auf seine Betriebssicherheit weiter verbessert und insbesondere mit Blick auf etwaige Unfallgefahren dahingehend optimiert ist, dass Unfallgefahren weiter minimiert werden.The invention is based on the object of providing an electromotive drive unit for a vehicle that can be driven by muscle power, in particular an electromotive drive unit for a multi-lane vehicle, as well as a vehicle that can be driven by muscle power, whereby a vehicle operated with this drive unit further improves and improves its operational safety is optimized in particular with a view to possible accident risks in such a way that accident risks are further minimized.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektromotorische Antriebseinheit für ein mit Muskelkraft antreibbares Fahrzeug mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 und ein mit Muskelkraft antreibbares Fahrzeug mit den Merkmalen von Patentanspruch 14. Bevorzugte Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by an electromotive drive unit for a vehicle that can be driven by muscle power with the features of
Eine erfindungsgemäße elektromotorische Antriebseinheit für ein mit Muskelkraft antreibbares Fahrzeug, insbesondere eine elektromotorische Antriebseinheit für ein mehrspuriges mit Muskelkraft antreibbares Fahrzeug, umfasst einen Stator, einen Rotor, eine über den Rotor antreibbare Antriebsscheibe mit einer Anbindung an ein Endloszugmittel sowie eine Freilaufeinrichtung zur Realisierung eines Freilaufs, derart, dass die Antriebsscheibe bei gleicher Rotationsrichtung mit einer geringeren Geschwindigkeit drehbar ist als der Rotor. Die Freilaufeinrichtung umfasst eine erste Kopplungsscheibe und eine zweite Kopplungsscheibe, wobei die beiden Kopplungsscheiben axial benachbart angeordnet sind und wobei jede der beiden Kopplungsscheiben auf der axialen Stirnfläche, die der anderen Kopplungsscheibe gegenübersteht, erste Formschlussmittel zur Bildung des Freilaufs aufweist und wobei die beiden Kopplungsscheiben gegeneinander auf einer mit dem Stator gemeinsamen Achse axial verschiebbar anordenbar sind. Die erste Kopplungsscheibe ist über zweite Formschlussmittel mit dem Rotor gekoppelt und die zweite Kopplungsscheibe ist über dritte Formschlussmittel mit der Antriebsscheibe gekoppelt. Ferner ist ein Aktuator vorhanden, über den die erste Kopplungsscheibe und die zweite Kopplungsscheibe axial gegeneinander verschoben werden können, derart, dass eine Kraftübertragung über die ersten Formschlussmittel der beiden Kopplungsscheiben in beide Drehrichtungen aufgehoben ist.An electromotive drive unit according to the invention for a vehicle that can be driven by muscle power, in particular an electromotive drive unit for a multi-lane vehicle that can be driven by muscle power, comprises a stator, a rotor, a drive pulley that can be driven via the rotor and is connected to an endless traction device and a freewheel device for realizing a freewheel. such that the drive disk can be rotated at a lower speed than the rotor with the same direction of rotation. The freewheel device comprises a first coupling disk and a second coupling disk, the two coupling disks being arranged axially adjacent and wherein each of the two coupling disks has first form-locking means on the axial end face opposite the other coupling disk to form the freewheel and wherein the two coupling disks face one another an axis common to the stator can be arranged axially displaceably. The first coupling disc is coupled to the rotor via second form-locking means and the second coupling disc is coupled to the drive disc via third form-locking means. Furthermore, there is an actuator by means of which the first coupling disk and the second coupling disk can be axially displaced relative to one another, in such a way that force transmission via the first form-locking means of the two coupling disks in both directions of rotation is canceled.
Durch die Bereitstellung eines erfindungsgemäßen schaltbaren Freilaufs, wodurch die Tretkurbel vom Rest des Antriebsstrangs entkoppelt wird, kann gewährleistet werden, dass ein Benutzer eines Fahrrades, insbesondere eines schwereren mit Muskelkraft betreibbaren Fahrzeugs, wie einem Lastenfahrrad oder einem mehrspurigen Velomobil, bei gewollter oder ungewollter Rückwärtsfahrt nicht von der sich ansonsten mitdrehenden Tretkurbel verletzt wird.By providing a switchable freewheel according to the invention, whereby the crank is decoupled from the rest of the drive train, it can be ensured that a user of a bicycle, in particular a heavier vehicle that can be operated with muscle power, such as a cargo bike or a multi-lane velomobile, does not want to or unintentionally drive backwards is injured by the pedal crank that would otherwise rotate.
Dabei wird im Sinne der Erfindung unter elektromotorische Antriebseinheit eine Antriebseinheit mit einer elektrischen Maschine verstanden, die sowohl antreibend, also motorisch, als auch Strom erzeugend, also generatorisch, betreibbar ist. Im Folgenden wird der Einfachheit halber von elektromotorischer Antriebseinheit gesprochen - die jedoch im Sinne der Erfindung sowohl motorisch als auch generatorisch betrieben werden kann.In the context of the invention, an electromotive drive unit is understood to mean a drive unit with an electrical machine which can be operated both as a drive, that is to say as a motor, as well as generating electricity, that is, as a generator. In the following, for the sake of simplicity, the term electromotive drive unit is used - which, however, can be operated both as a motor and as a generator within the meaning of the invention.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die ersten Formschlussmittel eine an der ersten Kopplungsscheibe ausgebildete axiale Schrägverzahnung und eine an der zweiten Kopplungsscheibe dazu korrespondierende Schrägverzahnung aufweisen. Hierdurch kann auf der einen Seite mit einfachen Mitteln eine wirkungsvolle Kopplung einer Antriebswelle, etwa einer Tretkurbel, als auch eine effiziente Entkopplung in Form eines Freilaufs in eine erste Drehrichtung erreicht werden.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the first form-locking means have an axial helical toothing formed on the first coupling disk and a helical toothing corresponding thereto on the second coupling disk. In this way, on the one hand, an effective coupling of a drive shaft, for example a pedal crank, and also an efficient decoupling in the form of a freewheel in a first direction of rotation can be achieved with simple means.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die erste Kopplungsscheibe zweite Formschlussmittel aufweist, die als Verzahnung auf der umfänglichen Mantelfläche der ersten Kopplungsscheibe ausgebildet sind, und die mit einer korrespondierend ausgebildeten Verzahnung des Rotors im Eingriff steht, und/oder dass die zweite Kopplungsscheibe dritte Formschlussmittel aufweist, die als Verzahnung auf der umfänglichen Mantelfläche der zweiten Kopplungsscheibe ausgebildet sind, und die mit einer korrespondierend ausgebildeten Verzahnung der Antriebsscheibe im Eingriff steht. Hierdurch wird eine optimierte Kraft- und Drehmomentübertragung ermöglicht und ferner eine in axialer Richtung optimierte Nutzung von Bauraum erreicht.According to a further preferred embodiment of the invention, it can also be provided that the first coupling disk has second form-locking means, which are designed as teeth on the circumferential surface of the first coupling disk, and which are in engagement with a correspondingly designed toothing of the rotor, and / or that the second coupling disk has third form-locking means, which are designed as teeth on the peripheral surface of the second coupling disk, and which are in engagement with a correspondingly designed toothing of the drive disk. This enables an optimized transmission of force and torque and furthermore an optimized use of installation space in the axial direction is achieved.
Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Aktuator als Elektromagnet ausgebildet ist. Bevorzugt ist der Elektromagnet in Form eines Hubmagneten ausgebildet, wodurch auch wieder eine optimierte Nutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums gewährleistet ist.Furthermore, according to a likewise advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the actuator acts as an electromagnet is trained. The electromagnet is preferably designed in the form of a lifting magnet, which again ensures optimized use of the available installation space.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der als Hub- oder Zugmagnet ausgebildete Aktuator eine Spule aufweist, wobei die Spule feststehend gegenüber einem Anker angeordnet ist, und dass der Anker des Elektromagneten durch einen mit der zweiten Kopplungsscheibe verbundenen Hülsenabschnitt gebildet ist. Durch eine derartige Anordnung, bei der eine mit der zweiten Kopplungsscheibe insbesondere einteilig verbundene Hülse bereichsweise in den Spulenbereich des Elektromagneten eintaucht und damit die auf die zweite Kopplungsscheibe wirkende Magnetkraft verstärkt, wird in platzsparender Weise ein schaltbarer Antrieb zur Kopplung und Entkopplung der beiden Kopplungsscheiben erzielt und damit ein platzsparend bauender Freilauf bereitgestellt, der in zumindest einer Schaltposition eine vollständige Entkopplung einer Tretkurbel beziehungsweise einen Freilauf in beide Drehrichtungen gewährleistet.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, it can be provided that the actuator designed as a lifting or pulling magnet has a coil, the coil being fixedly arranged opposite an armature, and that the armature of the electromagnet is connected by a sleeve portion connected to the second coupling disc is formed. Such an arrangement, in which a sleeve, in particular one-piece connected to the second coupling disk, dips into the coil area of the electromagnet in some areas and thus amplifies the magnetic force acting on the second coupling disk, a switchable drive for coupling and decoupling the two coupling disks is achieved in a space-saving manner and thus a space-saving freewheel is provided which, in at least one switching position, ensures complete decoupling of a pedal crank or freewheel in both directions of rotation.
In einer ersten weitergebildeten Ausführung des Elektromagneten kann vorgesehen sein, dass im stromlosen Zustand der Spule die zweite Kopplungsscheibe federkraftbeaufschlagt mit der ersten Kopplungsscheibe in Eingriff gebracht und/oder gehalten wird. Hierdurch wird ein sogenannter „fail-safe“ Betriebszustand ermöglicht, bei dem die beiden Kopplungsscheiben im stromlosen Zustand des Elektromagneten miteinander in Eingriff stehen und einen eingekoppelten Zustand sicherstellen.In a first further developed embodiment of the electromagnet, it can be provided that, when the coil is de-energized, the second coupling disk is brought into engagement with and / or held in engagement with the first coupling disk under spring force. This enables a so-called “fail-safe” operating state in which the two coupling disks are in engagement with one another when the electromagnet is de-energized and ensure a coupled state.
In einer zweiten weitergebildeten Ausführung des Elektromagneten kann alternativ auch vorgesehen sein, dass der als Hub- oder Zugmagnet ausgebildete Aktuator eine Spule aufweist, wobei die Spule feststehend gegenüber dem Anker angeordnet ist, und dass der Anker des Elektromagneten durch einen auf die zweite Kopplungsscheibe wirkenden Hülsenabschnitt gebildet ist, wobei im stromlosen Zustand der Spule die zweite Kopplungsscheibe federkraftbeaufschlagt von der ersten Kopplungsscheibe getrennt wird. Hierdurch wird ein sogenannter „fail-safe“ Betriebszustand ermöglicht, bei dem die beiden Kopplungsscheiben im stromlosen Zustand des Elektromagneten nicht miteinander in Eingriff stehen also voneinander getrennt sind und so einen entkoppelten Zustand sicherstellen.In a second further developed embodiment of the electromagnet, it can alternatively also be provided that the actuator, which is designed as a lifting or pulling magnet, has a coil, the coil being arranged stationary opposite the armature, and that the armature of the electromagnet is supported by a sleeve section acting on the second coupling disk is formed, wherein in the de-energized state of the coil, the second coupling disc is separated from the first coupling disc by spring force. This enables a so-called “fail-safe” operating state, in which the two coupling disks are not in engagement with one another when the electromagnet is de-energized, ie they are separated from one another and thus ensure a decoupled state.
Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Antriebeinheit einen Positionssensor zur Detektion einer axialen Position der zweiten Kopplungsscheibe aufweist, wodurch der Schaltzustand entkoppelt oder gekoppelt überwacht werden kann. Gegebenenfalls können über eine Steuereinheit auch die Schaltzeiten ermittelt werden und anhand einer Veränderung der Schaltzeiten frühzeitig erkannt werden, ob Abweichungen, beispielsweise aufgrund von Verschleiß oder Materialfehlern oder dergleichen, auftreten, so dass frühzeitig auf eine notwendige Wartung oder Reparatur hingewiesen werden kann.It can also be advantageous to further develop the invention in such a way that the drive unit has a position sensor for detecting an axial position of the second coupling disk, as a result of which the switching state can be monitored decoupled or coupled. If necessary, the switching times can also be determined via a control unit and, on the basis of a change in the switching times, it can be recognized at an early stage whether deviations occur, for example due to wear or material defects or the like, so that necessary maintenance or repair can be indicated at an early stage.
Gemäß einer anderen bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, die Antriebsscheibe im Inneren im Wesentlichen hohl auszuführen beziehungsweise als Hohlteil auszubilden und als Gehäuse zur Aufnahme des Aktuators sowie der zweiten Kopplungsscheibe vorzusehen. Dabei kann die hohl ausgebildete Antriebsscheibe auf ihrer dem Rotor abgekehrten Stirnseite mit Hilfe eines Deckelelements verschlossen werden. Durch diesen Aufbau wird zum einen eine weitere Bauraumoptimierung erreicht und wird zum anderen eine Art modularer Aufbau ermöglicht, indem man zum einen ein in einem Motorgehäuse angeordnetes Motormodul der Antriebseinheit und zum anderen ein in der Antriebsscheibe untergebrachtes Abtriebsmodul der Antriebseinheit bereitstellt. Dieser modulare Aufbau birgt immense Vorteile bei der Fertigung als auch im Rahmen einer späteren Wartung oder Reparatur.According to another preferred embodiment of the subject matter of the invention, provision can be made for the drive pulley to be designed to be essentially hollow on the inside or to be designed as a hollow part and to be provided as a housing for receiving the actuator and the second coupling disk. The hollow drive pulley can be closed on its end facing away from the rotor with the aid of a cover element. This structure achieves, on the one hand, a further optimization of the installation space and, on the other hand, enables a type of modular structure by providing a motor module of the drive unit arranged in a motor housing and an output module of the drive unit housed in the drive pulley. This modular structure has immense advantages in production as well as in the context of subsequent maintenance or repair.
Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass das Deckelelement eine Aufnahme zur Anordnung der Spule aufweist, was ebenfalls das Ziel der Optimierung der Nutzung von Bauraum unterstützt.Finally, the invention can also be implemented in an advantageous manner such that the cover element has a receptacle for the arrangement of the coil, which also supports the goal of optimizing the use of installation space.
Mit Vorteil ist die Antriebsscheibe auf ihrer dem Rotor zugekehrten axialen Seite über ein erstes Radialwälzlager gegenüber dem Rotor abgestützt und ist die Antriebsscheibe auf ihrer dem Rotor abgekehrten axialen Seite über ein zweites Radialwälzlager gegenüber dem Deckelelement gelagert. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass das Deckelteil ortsfest im Aufbau der elektromotorischen Antriebseinheit ausgeführt sein kann und hierdurch eine Stromzuführung zu der auf der Innenseite des Deckelteils angeordneten Spule des Elektromagneten ermöglicht ist.The drive disk is advantageously supported on its axial side facing the rotor via a first radial roller bearing opposite the rotor and the drive disk is supported on its axial side facing away from the rotor via a second radial roller bearing opposite the cover element. The advantage of this embodiment is that the cover part can be designed to be stationary in the structure of the electromotive drive unit, thereby enabling a power supply to the electromagnet coil arranged on the inside of the cover part.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass eine Steuereinheit zur Ansteuerung des Elektromagneten vorgesehen ist, wobei die Steuereinheit entweder durch ein manuell betätigbares Schaltelement, wie einen Endlagentaster/-schalter oder dergleichen und/oder durch eine sensorsignalverarbeitende Recheneinheit gebildet ist. Es kann hierdurch erreicht werden, dass die Trennung des Antriebsstrangs durch die geschaltete Entkopplung der beiden Kopplungsscheiben entweder durch einen manuellen Schaltbefehl eines Benutzers (beispielsweise durch die Betätigung eines Tasters) und/oder automatisiert in Abhängigkeit von über weitere Sensorik erfassten Betriebszuständen des Fahrzeugs (beispielsweise die Erfassung einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs) initiiert werden kann.According to a further preferred further development of the invention, provision can also be made for a control unit to be provided for controlling the electromagnet, the control unit being formed either by a manually operable switching element, such as a limit switch / switch or the like, and / or by a computing unit that processes sensor signals . It can thereby be achieved that the separation of the drive train through the switched decoupling of the two coupling disks either through a manual switching command from a user (for example through the actuation of a button) and / or can be initiated automatically as a function of operating states of the vehicle detected by further sensors (for example the detection of a backward movement of the vehicle).
Ferner wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst durch ein, insbesondere mehrspurig ausgeführtes, mit Muskelkraft antreibbares Fahrzeug mit einer elektrischen Antriebseinheit, wie sie vorstehend beschrieben ist.Furthermore, the object on which the invention is based is achieved by a vehicle, in particular a multi-lane vehicle, which can be driven by muscle power and has an electric drive unit as described above.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs kann es vorgesehen sein, dass die elektromotorische Antriebseinheit eine zweite Antriebsscheibe aufweist, über die die Antriebseinheit beispielsweise über ein weiteres Endloszugmittel mit einer elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugachse koppelbar ist.According to a further particularly preferred embodiment of the vehicle according to the invention, it can be provided that the electromotive drive unit has a second drive pulley, via which the drive unit can be coupled, for example via a further endless traction means, to an electromotive vehicle axle.
Die elektromotorische Antriebseinheit wird je nach Ausführung im bestromten oder unbestromten Zustand die beiden Zahnscheiben voneinander trennt. Das System kann um einen Schalter erweitert werden, der den aktuellen Betriebszustand des Systems an das zentrale Steuergerät des Fahrzeuges meldet. In Kombination mit einer Steuereinheit und einer elektrischen Feststellbremse kann dann sichergestellt werden, dass der Freilauf entkoppelt ist, bevor sich das Fahrzeug rückwärts in Bewegung setzt.The electromotive drive unit, depending on the version, separates the two toothed pulleys from one another in the energized or de-energized state. The system can be expanded with a switch that reports the current operating status of the system to the vehicle's central control unit. In combination with a control unit and an electric parking brake, it can then be ensured that the freewheel is decoupled before the vehicle starts moving backwards.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention is explained in more detail below with reference to figures without restricting the general inventive concept.
Es zeigen:
-
1 die erfindungsgemäße elektromotorische Antriebseinheit in einer Perspektivansicht, -
2 dieAntriebseinheit gemäß 1 in einem Axialschnitt, -
3 eine zweite, im Aufbau etwas veränderte Ausführung der erfindungsgemäßen elektromotorischen Antriebseinheit in einem Teil-Axialschnitt, -
4 die Antriebsscheibe der erfindungsgemäßen Antriebseinheit in einer Perspektivansicht, -
5 dieAntriebsscheibe gemäß 4 in einem Axialschnitt, und -
6 den Antriebsstrang eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs in einer möglichen Ausführungsform in perspektivischer Darstellung.
-
1 the electromotive drive unit according to the invention in a perspective view, -
2 the drive unit according to1 in an axial section, -
3 a second, slightly modified version of the electromotive drive unit according to the invention in a partial axial section, -
4th the drive pulley of the drive unit according to the invention in a perspective view, -
5 the drive pulley according to4th in an axial section, and -
6th the drive train of a vehicle according to the invention in a possible embodiment in a perspective view.
In
In
Wie insbesondere in
Im Übrigen ist den
Zum Entkoppeln der Freilaufeinrichtung
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The above description is therefore not to be regarded as restrictive but rather as explanatory. The following claims are to be understood in such a way that a named feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of further features. If the claims and the above description define “first” and “second” features, this designation serves to distinguish between two similar features without defining a priority.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- AntriebseinheitDrive unit
- 22
- Statorstator
- 33
- Rotorrotor
- 44th
- AntriebsscheibeDrive pulley
- 55
- AnbindungConnection
- 66th
- EndloszugmittelEndless traction means
- 77th
- FreilaufeinrichtungFreewheel device
- 88th
- erste Kopplungsscheibefirst coupling disc
- 99
- zweite Kopplungsscheibesecond coupling disc
- 1010
- erste Formschlussmittelfirst positive locking means
- 1111
- Achseaxis
- 1212
- zweite Formschlussmittelsecond form-fit means
- 1313
- dritte Formschlussmittelthird form-fit means
- 1414th
- AktuatorActuator
- 1515th
- SpuleKitchen sink
- 1616
- Ankeranchor
- 1717th
- HülsenabschnittSleeve section
- 1818th
- DeckelelementCover element
- 1919th
- Aufnahmeadmission
- 2020th
- erstes Radialwälzlagerfirst radial roller bearing
- 2121st
- zweites Radialwälzlagersecond radial roller bearing
- 2222nd
- SteuereinheitControl unit
- 2323
- Fahrzeugvehicle
- 2424
- zweite Antriebsscheibesecond drive pulley
- 2525th
- FahrzeugachseVehicle axle
- 2626th
- SchaltelementSwitching element
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