DE102020103026A1

DE102020103026A1 - Gearbox and auxiliary drive for a vehicle

Info

Publication number: DE102020103026A1
Application number: DE102020103026.6A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Rodi
Original assignee: Rolless GmbH
Current assignee: Rolless GmbH
Priority date: 2020-02-06
Filing date: 2020-02-06
Publication date: 2021-08-12
Also published as: WO2021156149A1

Abstract

Ein erfindungsgemäßes Taumelscheibengetriebe (4) für ein Fahrzeug umfasst eine Antriebswelle (8), die als Hohlwelle ausgebildet ist und von einer Leistungsquelle antreibbar ist; eine Abtriebswelle (12), die als Hohlwelle ausgebildet ist und eine Getriebeachse (14) definiert, zu der die Antriebswelle (8) koaxial angeordnet ist; ein erstes Kegelzahnrad (16), das koaxial zur Getriebeachse (14) angeordnet ist; ein erstes Taumelzahnrad (18), das als Kegelzahnrad mit einer ersten Kegelachse (20) ausgebildet ist und mit dem ersten Kegelzahnrad (16) kämmt, wobei das erste Taumelzahnrad (18) auf der Antriebswelle (8) derart gelagert ist, dass die erste Kegelachse (20) des ersten Taumelzahnrads (18) schräg zur Getriebeachse (14) angeordnet ist und diese schneidet; wobei zumindest eines aus erstem Kegelzahnrad (16) und erstem Taumelzahnrad (18) dazu eingerichtet ist, sich umlaufend zu drehen, um eine Drehbewegung auf die Abtriebswelle (12) zu übertragen. Das erste Taumelzahnrad (18) weist einen Taumelwinkel auf, der zwischen +/- 1° und +/- 10° beträgtA swash plate transmission (4) according to the invention for a vehicle comprises a drive shaft (8) which is designed as a hollow shaft and can be driven by a power source; an output shaft (12) which is designed as a hollow shaft and defines a transmission axis (14) to which the drive shaft (8) is arranged coaxially; a first bevel gear (16) which is arranged coaxially to the transmission axis (14); a first wobble gear (18) which is designed as a bevel gear with a first bevel axis (20) and meshes with the first bevel gear (16), the first wobble gear (18) being mounted on the drive shaft (8) in such a way that the first bevel axis (20) of the first wobble gear (18) is arranged obliquely to the transmission axis (14) and intersects it; wherein at least one of the first bevel gear (16) and the first wobble gear (18) is set up to revolve in order to transmit a rotary movement to the output shaft (12). The first wobble gear (18) has a wobble angle which is between +/- 1 ° and +/- 10 °

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe und einen Hilfsantrieb für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad.The present invention relates to a transmission and an auxiliary drive for a vehicle, in particular a bicycle.

Die Entwicklung und das Angebot von E-Bikes bzw. Pedelecs mit zwei, drei oder vier Rädern haben in den letzten Jahren erheblich zugenommen. Gegenüber herkömmlichen Fahrrädern sind bei der Entwicklung von Fahrradgetrieben und dem gesamten Antriebsstrang besondere Anforderungen zu berücksichtigen. Die zunehmende Leistung der verwendeten Elektromotoren führt zu hohen Belastungen, die auf das Fahrradgetriebe wirken. Neben dem erhöhten Leistungsbedarf und den dadurch auftretenden höheren Drehmomenten spielen der Wirkungsgrad, der verfügbare Bauraum, das Gewicht und das erreichbare Fahrvergnügen zu berücksichtigende Kriterien bei der Konstruktion und Auslegung von Hilfsantrieben für solche Fahrzeuge eine erhebliche Rolle.The development and supply of e-bikes and pedelecs with two, three or four wheels have increased considerably in recent years. Compared to conventional bicycles, special requirements have to be taken into account in the development of bicycle transmissions and the entire drive train. The increasing power of the electric motors used leads to high loads that act on the bicycle transmission. In addition to the increased power requirement and the resulting higher torques, the efficiency, the available installation space, the weight and the achievable driving pleasure play a significant role in the construction and design of auxiliary drives for such vehicles.

Es besteht daher der Bedarf an verbesserten Getrieben und Hilfsantrieben, insbesondere im Bereich der E-Bikes bzw. Pedelecs.There is therefore a need for improved gears and auxiliary drives, especially in the field of e-bikes and pedelecs.

In der EP 2 672 147 A2 ist beispielsweise ein Hilfsantrieb für ein Fahrrad beschrieben, bei dem die wesentlichen Komponenten koaxial angeordnet sind. Das dabei verwendete Pin-Ring-Getriebe umfasst einen Außenring mit Innenverzahnung und einen flexiblen Pin-Ring, der auf dem Außenumfang eines elliptischen Drehkörpers gelagert ist. Durch das Drehen des elliptischen Drehkörpers innerhalb des Pin-Rings wird der Pin-Ring verformt und abschnittsweise in Eingriff mit der Innenverzahnung des Außenrings gebracht. Das Getriebe weist einen verhältnismäßig guten Wirkungsgrad auf und verträgt hohe Drehmomente, allerdings ist der damit ausgestattete Hilfsantrieb für ein Fahrrad im Durchmesser verhältnismäßig groß, breit und schwer.In the EP 2 672 147 A2 For example, an auxiliary drive for a bicycle is described in which the essential components are arranged coaxially. The pin-ring gear used here comprises an outer ring with internal teeth and a flexible pin-ring, which is mounted on the outer circumference of an elliptical rotating body. By turning the elliptical rotating body within the pin ring, the pin ring is deformed and brought into engagement in sections with the internal toothing of the outer ring. The transmission is relatively efficient and can withstand high torques, but the auxiliary drive for a bicycle equipped with it is relatively large, wide and heavy in diameter.

Die DE 2 162 867 A offenbart ein sogenanntes Taumelscheibengetriebe, bei dem die wesentlichen Komponenten zur Kraftübertragung ebenfalls entlang einer Achse angeordnet sind. Ein solches Getriebe weist ein feststehendes Kegelzahnrad und ein Taumelzahnrad auf, das ebenfalls als Kegelzahnrad ausgebildet ist und mit dem feststehenden Kegelzahnrad kämmt. Das Taumelzahnrad ist auf einem Wellenstumpf drehbar gelagert, der exzentrisch derart an einer Antriebswelle ausgebildet ist, dass seine Achse und somit die Kegelachse des Taumelzahnrads schräg zur Achse der Antriebswelle ausgerichtet ist. Durch diese Schrägstellung des Taumelzahnrads bezüglich der Achse der Antriebswelle und der Kegelachse des feststehenden Kegelzahnrads entsteht bei der Umdrehung der Antriebswelle eine Taumelbewegung des Taumelzahnrads, bei der in Umlaufrichtung fortlaufend Zähne des Taumelzahnrads mit dem Kegelzahnrad in Eingriff gebracht werden, während entgegen der Umlaufrichtung Zähne aus dem Eingriff genommen werden. In Abhängigkeit von der Anzahl der Zähne des Taumel- und des Kegelzahnrads entsteht dabei eine Relativdrehung des Taumelzahnrads zur Antriebswelle, die auf eine Abtriebswelle übertragen werden kann. Dieses Getriebe ist für den Einsatz in einem Fahrrad jedoch nicht geeignet, da die Taumelbewegung des Taumelzahnrads erhebliche Schwingungen erzeugt. Zudem handelt es sich bei Taumelscheibengetrieben im Allgemeinen um Gleitkeilgetriebe, bei denen aufgrund der Gleitbewegung zwischen den Zahnflanken bei der Drehmomentübertragung eine Gleitreibung entsteht, die einen verhältnismäßig schlechten Wirkungsgrad zur Folge hat. Zudem sind eine möglichst verlustfreie Übertragung des Drehmoments vom Taumelzahnrad auf die Abtriebswelle sowie eine kompakte Lagerung des Taumelzahnrads bei eingeschränktem Bauraum schwierig umzusetzen.the DE 2 162 867 A discloses a so-called swash plate gear, in which the essential components for power transmission are also arranged along an axis. Such a transmission has a fixed bevel gear and a wobble gear, which is also designed as a bevel gear and meshes with the fixed bevel gear. The wobble gear is rotatably mounted on a stub shaft which is formed eccentrically on a drive shaft in such a way that its axis and thus the cone axis of the wobble gear is aligned obliquely to the axis of the drive shaft. Due to this inclination of the wobble gear with respect to the axis of the drive shaft and the cone axis of the stationary bevel gear, a wobbling movement of the wobble gear occurs during the rotation of the drive shaft, during which teeth of the wobble gear are brought into engagement with the bevel gear in the direction of rotation Intervention. Depending on the number of teeth of the wobble gear and the bevel gear, there is a relative rotation of the wobble gear to the drive shaft, which can be transmitted to an output shaft. However, this transmission is not suitable for use in a bicycle, since the wobbling movement of the wobble gear generates considerable vibrations. In addition, swash plate gears are generally sliding wedge gears in which, due to the sliding movement between the tooth flanks, sliding friction occurs during torque transmission, which results in a relatively poor degree of efficiency. In addition, transmission of the torque from the wobble gear to the output shaft with as little loss as possible and a compact mounting of the wobble gear are difficult to implement with limited installation space.

Aus der DE 10 2014 016 719 A1 ist ein Hilfsantrieb für ein Fahrzeug bekannt, der ein Taumelgetriebe verwendet, um einen platzsparenden Aufbau zu ermöglichen. Der Hilfsantrieb ist dabei auch als Generator nutzbar. Wird der Antrieb jedoch ohne elektrische Unterstützung verwendet, muss der Elektromotor mitgedreht werden, was einen höheren Widerstand bewirkt und das Fahrgefühl negativ beeinflussen kann.From the DE 10 2014 016 719 A1 an auxiliary drive for a vehicle is known which uses a wobble gear to enable a space-saving structure. The auxiliary drive can also be used as a generator. However, if the drive is used without electrical assistance, the electric motor must be turned, which causes a higher resistance and can have a negative effect on the driving experience.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe beziehungsweise einen Hilfsantrieb für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad, bereitzustellen, die möglichst klein und leicht sind und zugleich die erforderliche Untersetzung und einen guten Wirkungsgrad bereitstellen.The present invention is therefore based on the object of providing a transmission or an auxiliary drive for a vehicle, in particular a bicycle, which are as small and light as possible and at the same time provide the required reduction ratio and good efficiency.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the subjects of claims 1 and 8. Preferred embodiments are the subject of the subclaims.

Erfindungsgemäß umfasst ein Taumelscheibengetriebe für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad, eine Antriebswelle, die als Hohlwelle ausgebildet ist und von einer Leistungsquelle, insbesondere einem Elektromotor, antreibbar ist; eine Abtriebswelle, die als Hohlwelle ausgebildet ist und eine Getriebeachse definiert, zu der die Antriebswelle koaxial angeordnet ist; ein erstes Kegelzahnrad, das koaxial zur Getriebeachse angeordnet ist; und ein erstes Taumelzahnrad, das als Kegelzahnrad mit einer ersten Kegelachse ausgebildet ist und mit dem ersten Kegelzahnrad kämmt. Das erste Taumelzahnrad ist derart auf der Antriebswelle gelagert, dass die erste Kegelachse des ersten Taumelzahnrads schräg zur Getriebeachse angeordnet ist und diese schneidet. Zumindest eines aus erstem Kegelzahnrad und erstem Taumelzahnrad ist dazu eingerichtet, sich umlaufend zu drehen, um eine Drehbewegung auf die Abtriebswelle zu übertragen. Das erste Taumelzahnrad weist einen Taumelwinkel auf, der zwischen +/- 1° und +/- 10° beträgt.According to the invention, a swash plate transmission for a vehicle, in particular a bicycle, comprises a drive shaft which is designed as a hollow shaft and can be driven by a power source, in particular an electric motor; an output shaft which is designed as a hollow shaft and defines a transmission axis to which the drive shaft is arranged coaxially; a first bevel gear which is arranged coaxially with the transmission axis; and a first wobble gear, which is designed as a bevel gear with a first bevel axis and meshes with the first bevel gear. The first wobble gear is mounted on the drive shaft in such a way that the first conical axis of the first wobble gear is arranged at an angle to the transmission axis and intersects it. At least one of the first bevel gear and the first wobble gear is set up to rotate to rotate in order to transmit a rotary movement to the output shaft. The first wobble gear has a wobble angle which is between +/- 1 ° and +/- 10 °.

Auf diese Art und Weise wird ein Taumelscheibengetriebe für ein Fahrzeug bereitgestellt, das sich insbesondere als Tretlagergetriebe eines Fahrrads besonders platzsparend und leicht ausbilden lässt und einfach in einen Fahrradrahmen zu integrieren ist.In this way, a swash plate transmission is provided for a vehicle, which can be designed in a particularly space-saving and easy manner, in particular as a bottom bracket transmission of a bicycle, and can be easily integrated into a bicycle frame.

Das Taumelscheibengetriebe dient der Drehmomentumwandlung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle. Das Taumelzahnrad ist relativ zur Antriebswelle drehbar gelagert. Dadurch, dass die erste Kegelachse des ersten Taumelzahnrads schräg zur Getriebeachse angeordnet ist und diese schneidet, entsteht bei einer Umdrehung der Antriebswelle eine Taumelbewegung des ersten Taumelzahnrads, die eine Bewegungskomponente in axialer Richtung der Getriebeachse und eine Bewegungskomponente in Umlaufrichtung der Antriebswelle aufweist. In Umlaufrichtung wird daher fortlaufend ein Zahnkranzabschnitt des ersten Taumelzahnrads in Eingriff mit dem ersten Kegelzahnrad bewegt, während bereits in Eingriff stehende Abschnitte des Zahnkranzes des ersten Taumelzahnrads von dem ersten Kegelzahnrad weg und somit aus dem Eingriff bewegt werden. Weisen das erste Kegelzahnrad und das erste Taumelzahnrad eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen auf, entsteht eine Relativdrehung zwischen dem ersten Taumelzahnrad und der Antriebswelle. Diese Relativdrehung kann auf die Abtriebswelle übertragen werden.The swash plate gear is used to convert torque between the drive shaft and the output shaft. The wobble gear is rotatably mounted relative to the drive shaft. Because the first conical axis of the first wobble gear is arranged at an angle to the transmission axis and intersects this, a wobble movement of the first wobble gear occurs during one revolution of the drive shaft, which has a movement component in the axial direction of the transmission axis and a movement component in the direction of rotation of the drive shaft. In the circumferential direction, a ring gear portion of the first wobble gear is therefore continuously moved into engagement with the first bevel gear, while already engaged portions of the ring gear of the first wobble gear are moved away from the first bevel gear and thus out of engagement. If the first bevel gear and the first wobble gear have a different number of teeth, there is a relative rotation between the first wobble gear and the drive shaft. This relative rotation can be transmitted to the output shaft.

Die Abtriebswelle weist eine Drehachse auf, die hierin die Getriebeachse definieren soll. Es versteht sich, dass alternativ auch eine andere Achse als Bezugsachse angesehen werden kann.The output shaft has an axis of rotation which is intended to define the transmission axis here. It goes without saying that, as an alternative, another axis can also be viewed as the reference axis.

Der Schnittpunkt zwischen der ersten Kegelachse des ersten Taumelzahnrads und der Kegelachse des ersten Kegelzahnrads, die koaxial zur Getriebeachse ist, ist stationär angeordnet. Dieser Schnittpunkt wird auch als Taumelpunkt bezeichnet. Der Taumelpunkt ist definiert als der Drehpunkt des jeweiligen Taumelzahnrads und liegt auf der Getriebeachse. Der Taumelpunkt ist stationär angeordnet.The point of intersection between the first conical axis of the first wobble gear and the conical axis of the first bevel gear, which is coaxial with the transmission axis, is arranged in a stationary manner. This point of intersection is also known as the wobble point. The wobble point is defined as the pivot point of the respective wobble gear and lies on the transmission axis. The wobble point is arranged to be stationary.

Der Winkel zwischen der ersten Kegelachse und der Getriebeachse entspricht dem Taumelwinkel, um den sich das erste Taumelzahnrad zum und vom ersten Kegelzahnrad bewegt.The angle between the first cone axis and the gear axis corresponds to the wobble angle by which the first wobble gear moves to and from the first bevel gear.

Der Taumelwinkel ist definiert zwischen einer Achse, die im Taumelpunkt senkrecht zur Getriebeachse ausgerichtet ist und einer maximalen Auslenkung des jeweiligen Taumelzahnrads in Richtung Antrieb (positives Vorzeichen) bzw. in Richtung Abtrieb (negatives Vorzeichen). Alternativ kann der Taumelwinkel angegeben werden als der Winkel zwischen der Kegelachse des jeweiligen Taumelzahnrads und der Getriebeachse und ein positives oder negatives Vorzeichen aufweisen. Da der Taumelwinkel in Richtung Antrieb gleich dem Taumelwinkel in Richtung Abtrieb ist, wird der Taumelwinkel hierin mit beiden Vorzeichen (+/-) angeben. Der Taumelwinkel eines Taumelzahnrads beträgt folglich z.B. +/- 10° oder +/- 5°.The wobble angle is defined between an axis that is aligned perpendicular to the gear axis at the wobble point and a maximum deflection of the respective wobble gear in the direction of the drive (positive sign) or in the direction of the output (negative sign). Alternatively, the wobble angle can be specified as the angle between the cone axis of the respective wobble gear and the gear axis and have a positive or negative sign. Since the wobble angle in the direction of the drive is the same as the wobble angle in the direction of the output, the wobble angle is given here with both signs (+/-). The wobble angle of a wobble gear is therefore e.g. +/- 10 ° or +/- 5 °.

Grundsätzlich sind Taumelscheibengetriebe Gleitkeilgetriebe, bei denen die Zahnflanken eines Taumelzahnrads und eines entsprechenden Kegelzahnrads während des Eingreifens aneinander entlang gleiten. Die dabei auftretende Gleitreibung wirkt sich negativ auf den Wirkungsgrad des Getriebes aus. Es hat sich herausgestellt, dass bei hohen Leistungen, z.B. im Nennbereich von elektrischen Hilfsantrieben für Fahrräder, schon kleine Gleitbewegung zwischen dem Taumelzahnrad und dem Kegelzahnrad ausreichen, um hohe Wirkungsgradverluste und eine starke Erwärmung des Getriebes zu bewirken. Durch das erfindungsgemäße Getriebe, bei dem der Taumelwinkel zwischen +/-1° und +/- 10° beträgt, können derartige Gleitbewegung und somit die Reibung und Wirkungsgradverluste minimiert werden, während bei größer werdenden Taumelwinkeln die Gleitbewegung und Verlustleistung zunimmt.Basically, swash plate gears are sliding wedge gears in which the tooth flanks of a wobble gear and a corresponding bevel gear slide along one another while they are in engagement. The resulting sliding friction has a negative effect on the efficiency of the transmission. It has been found that at high outputs, e.g. in the nominal range of electrical auxiliary drives for bicycles, even a small sliding movement between the wobble gear and the bevel gear is sufficient to cause high efficiency losses and strong heating of the transmission. With the transmission according to the invention, in which the wobble angle is between +/- 1 ° and +/- 10 °, such sliding movement and thus the friction and efficiency losses can be minimized, while the sliding movement and power loss increase with increasing wobble angles.

Ein kleiner Taumelwinkel hat weiterhin den Vorteil, dass die Schwingungsamplitude des jeweiligen Taumelzahnrads klein ist und dadurch die Reaktionskräfte am Gehäuse bzw. am Fahrrad reduziert werden können. Zudem entsteht eine größere Zahnüberdeckung bzw. Kontaktfläche zwischen dem Taumelzahnrad und dem Kegelzahnrad. Bei Belastung stehen folglich mehr Zähne des Taumelzahnrads mit dem Kegelzahnrad in Eingriff. Die Flächenpressung auf die einzelnen Zähne bzw. deren Zahnflanken kann dadurch reduziert und die Dauerfestigkeit des Getriebes gesteigert werden. Des Weiteren kann der Abstand zwischen benachbarten Zahnflanken des Taumelzahnrads und des Kegelzahnrads beim Eintauchen bzw. Eingreifen der Zähne minimiert werden, sodass bei Belastung eine geringe elastische Verformung ausreicht, um mehr Zähne gleichzeitig in Eingriff zu bringen. Auch auf geringem Bauraum können dadurch hohe Drehmomente übertragen werden.A small wobble angle also has the advantage that the oscillation amplitude of the respective wobble gear is small and the reaction forces on the housing or on the bicycle can be reduced as a result. In addition, there is a larger tooth overlap or contact area between the wobble gear and the bevel gear. As a result, more teeth of the wobble gear mesh with the bevel gear when a load is applied. The surface pressure on the individual teeth or their tooth flanks can be reduced and the fatigue strength of the gear can be increased. Furthermore, the distance between adjacent tooth flanks of the wobble gear and the bevel gear can be minimized when the teeth are immersed or engaged, so that under load a small elastic deformation is sufficient to bring more teeth into mesh at the same time. This enables high torques to be transmitted even in a small installation space.

In einer beispielhaften Ausführungsform umläuft das erste Kegelzahnrad oder das erste Taumelzahnrad die Getriebeachse nicht.In an exemplary embodiment, the first bevel gear or the first wobble gear does not rotate around the transmission axis.

Beispielsweise weist bei einer Untersetzung von i=50 zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle das umlaufende erste Taumelzahnrad 50 Zähne und das zur Antriebswelle konzentrisch gelagerte, feststehende Kegelzahnrad 49 Zähne auf. Um die gleiche Übersetzung zu erreichen, kann die jeweilige Anzahl von Zähnen vervielfacht werden, z.B. verdoppelt (100:98), verdreifacht (150:147) oder vervierfacht (200:196) usw.. Die Vervielfachung der jeweiligen Anzahl von Zähnen hat den Vorteil, dass bei der Belastung mehr Zähne in Eingriff stehen und somit die Belastung bzw. Flächenpressung an jedem eingreifenden Zahn reduziert wird.For example, with a reduction ratio of i = 50, the rotating first wobble gear has between the drive shaft and the output shaft 50 Teeth and the fixed bevel gear mounted concentrically to the drive shaft 49 Teeth open. To the To achieve the same gear ratio, the respective number of teeth can be multiplied, e.g. doubled (100: 98), tripled (150: 147) or quadrupled (200: 196) etc. The multiplication of the respective number of teeth has the advantage that When the load is applied, there are more teeth in mesh and thus the load or surface pressure on each meshing tooth is reduced.

Vorzugsweise weisen das erste Kegelzahnrad und das erste Taumelzahnrad eine Anzahl von Zähnen auf, die zwischen 20 und 80, bevorzugt zwischen 30 und 60, mehr bevorzugt zwischen 35 und 50 beträgt. Es ist auch denkbar, dass das erste Kegelzahnrad und das erste Taumelzahnrad jeweils ein Vielfaches dieser Anzahl von Zähnen aufweisen, insbesondere doppelt oder dreimal so viele Zähne bei gleichbleibender Untersetzung.Preferably, the first bevel gear and the first wobble gear have a number of teeth that are between 20th and 80 , preferably between 30th and 60 , more preferred between 35 and 50 amounts to. It is also conceivable that the first bevel gear and the first wobble gear each have a multiple of this number of teeth, in particular twice or three times as many teeth with a constant reduction ratio.

Während die Schwingungen bzw. Beschleunigungen des ersten Taumelzahnrads und die damit einhergehenden Reibungsverluste überproportional mit einer größer werdenden Untersetzung ansteigen, sinkt das Gewicht und auch die Größe des Antriebmotors, da die Antriebsdrehzahl steigt bzw. das Antriebsmoment sinkt. Das Taumelscheibengetriebe bewirkt daher vorzugsweise eine Untersetzung zwischen 20 und 80, bevorzugt zwischen 30 und 60, mehr bevorzugt zwischen 35 und 50, um für die Verwendung im Bereich von Fahrrädern, insbesondere Pedelecs bzw. E-Bikes besonders geeignet zu sein.While the vibrations or accelerations of the first wobble gear and the associated friction losses increase disproportionately with an increasing reduction, the weight and also the size of the drive motor decrease because the drive speed increases or the drive torque decreases. The swash plate gear therefore preferably causes a reduction between 20th and 80 , preferably between 30th and 60 , more preferred between 35 and 50 in order to be particularly suitable for use in the field of bicycles, in particular pedelecs or e-bikes.

Bevorzugt sind das erste Kegelzahnrad und das erste Taumelzahnrad jeweils außerhalb der Antriebs- bzw. Abtriebswelle gelagert. Das erste Kegelzahnrad kann radial außerhalb der Antriebswelle und der Abtriebswelle in einem Gehäuse des Getriebes gelagert sein. Das erste Kegelzahnrad kann auch direkt oder indirekt auf der Abtriebswelle gelagert sein oder integral mit der Abtriebswelle ausgebildet sein. Es erstreckt sich dann von der Abtriebswelle radial nach außen.The first bevel gear and the first wobble gear are preferably each mounted outside the drive or output shaft. The first bevel gear can be mounted radially outside the input shaft and the output shaft in a housing of the transmission. The first bevel gear can also be mounted directly or indirectly on the output shaft or be formed integrally with the output shaft. It then extends radially outward from the output shaft.

Dass die erste Kegelachse schräg zur Getriebeachse ausgerichtet ist, lässt sich auf unterschiedliche Art und Weise erreichen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Antriebswelle einen Wellenabschnitt auf, der einen Lagersitz zur Lagerung des ersten Taumelzahnrads bildet. Dieser Wellenabschnitt weist eine zylindrische Mantelfläche auf, deren Achse schräg zur Getriebeachse bzw. zur Längsachse der Antriebswelle ausgerichtet ist und diese schneidet. Auf der zylindrischen Mantelfläche bzw. dem durch diese gebildeten Lagersitz ist vorzugsweise ein herkömmliches Wälzlager angeordnet, z. B. ein Kugellager. Es können noch mehrere Wälzlager vorgesehen sein. Auf dem Wälzlager ist das erste Taumelzahnrad gelagert, sodass es relativ zur Antriebswelle drehbar ist. Z. B. ist eine erste Hohlwelle auf dem Außenring des Wälzlagers gelagert und das erste Taumelzahnrad ist mit der ersten Hohlwelle fest verbunden oder integral ausgebildet. Alternative Ausbildungen und Lagerungen des ersten Taumelzahnrads sind denkbar.The fact that the first cone axis is aligned obliquely to the gear axis can be achieved in different ways. In a preferred embodiment, the drive shaft has a shaft section which forms a bearing seat for mounting the first wobble gear. This shaft section has a cylindrical outer surface, the axis of which is oriented obliquely to the gear axis or to the longitudinal axis of the drive shaft and intersects this. A conventional roller bearing is preferably arranged on the cylindrical outer surface or the bearing seat formed by it, e.g. B. a ball bearing. A plurality of roller bearings can also be provided. The first wobble gear is mounted on the roller bearing so that it can be rotated relative to the drive shaft. For example, a first hollow shaft is mounted on the outer ring of the roller bearing and the first wobble gear is fixedly connected to the first hollow shaft or formed integrally. Alternative designs and bearings for the first wobble gear are conceivable.

Um die Bewegung des ersten Taumelzahnrads in axialer Richtung der Getriebeachse nicht auf die Abtriebswelle zu übertragen, umfasst das Taumelscheibengetriebe in einer Ausführungsform eine Ausgleichseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine bezüglich der Getriebeachse axiale Bewegungskomponente der Taumelbewegung des ersten Taumelzahnrads zu kompensieren. Es sind aber auch Ausführungsformen möglich, bei denen keine Ausgleichseinrichtung erforderlich ist.In order not to transmit the movement of the first wobble gear in the axial direction of the transmission axis to the output shaft, the wobble plate transmission comprises, in one embodiment, a compensation device which is designed to compensate for a movement component of the wobble movement of the first wobble gear which is axial with respect to the transmission axis. However, embodiments are also possible in which no compensation device is required.

Die Ausgleichseinrichtung umfasst vorzugsweise eine axial feststehende Komponente und eine mit dem Taumelzahnrad verbundene, axial bewegliche Komponente. Die axial feststehende Komponente und die axial bewegliche Komponente sind derart miteinander verbunden, dass sie in axialer Richtung relativ zueinander bewegbar sind. Bevorzugt sind die axial feststehende Komponente und die axial bewegliche Komponente in Umfangsrichtung im Wesentlichen nicht relativ zueinander beweglich. Sie sind dann also drehfest miteinander verbunden. Zudem ist die axial bewegliche Komponente der Ausgleichseinrichtung bevorzugt drehfest mit dem ersten Taumelzahnrad verbunden.The compensation device preferably comprises an axially fixed component and an axially movable component connected to the wobble gear. The axially fixed component and the axially movable component are connected to one another in such a way that they can be moved relative to one another in the axial direction. The axially fixed component and the axially movable component are preferably essentially not movable relative to one another in the circumferential direction. They are then connected to one another in a rotationally fixed manner. In addition, the axially movable component of the compensating device is preferably connected to the first wobble gear in a rotationally fixed manner.

Bevorzugt ist die Ausgleichseinrichtung in Richtung der Getriebeachse auf Höhe des Taumelpunkts angeordnet. Belastungen werden dann gleichmäßig verteilt. Zudem findet an dieser Stelle die geringste Bewegung statt, sodass nur geringe Beschleunigungen auf die Komponenten der Ausgleichseinrichtung wirken.The compensation device is preferably arranged in the direction of the transmission axis at the level of the wobble point. Loads are then evenly distributed. In addition, the slightest movement takes place at this point, so that only slight accelerations act on the components of the compensation device.

Um die Reibung zu minimieren und somit den Wirkungsgrad des Getriebes zu erhöhen, ist die Ausgleichseinrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform als Kugelgelenk ausgebildet. Das Kugelgelenk kann eine Außenschale bzw. einen Außenring und eine Innenschale bzw. einen Innenring aufweisen. Zwischen dem Außenring und dem Innenring ist eine Mehrzahl von Kugel aufgenommen. Sowohl im Innenring als auch Außenring sind hierzu einander zugewandt Nuten ausgebildet. Die Nuten erstrecken sich in axialer Richtung des jeweiligen Rings. Jeweils eine Nut im Innenring fluchtet mit einer Nut im Außenring, um gemeinsam eine axiale Führung zur Aufnahme einer Kugel zu bilden. Die Nuten weisen eine Länge in axialer Richtung auf, die größer als der Durchmesser der Kugeln ist, um eine Relativbewegung zwischen dem Innenring und dem Außenring in axialer Richtung zu ermöglichen. Des Weiteren ist die Breite der Nuten in Querrichtung, also im Wesentlichen in Umfangsrichtung des Innen- und des Außenrings, vorzugsweise an den Durchmesser der Kugeln angepasst, sodass eine Relativbewegung zwischen dem Innenring und dem Außenring in Umfangsrichtung der Ringe im Wesentlichen nicht möglich ist.In order to minimize the friction and thus increase the efficiency of the transmission, the compensating device is designed as a ball joint in a preferred embodiment. The ball joint can have an outer shell or an outer ring and an inner shell or an inner ring. A plurality of balls are received between the outer ring and the inner ring. For this purpose, grooves facing one another are formed in both the inner ring and the outer ring. The grooves extend in the axial direction of the respective ring. One groove in each case in the inner ring is aligned with a groove in the outer ring in order to jointly form an axial guide for receiving a ball. The grooves have a length in the axial direction which is greater than the diameter of the balls in order to enable a relative movement between the inner ring and the outer ring in the axial direction. Furthermore, the width of the grooves in the transverse direction, that is to say essentially in the circumferential direction of the inner and outer rings, is preferably equal to the diameter of the balls adapted so that a relative movement between the inner ring and the outer ring in the circumferential direction of the rings is essentially not possible.

Bei den hierin beschriebenen Ausführungsformen sind die Antriebswelle und die Abtriebswelle in axialer Richtung nebeneinander angeordnet. Die Seite des Getriebes, in der die Antriebswelle angeordnet ist, wird daher auch als Antriebsseite oder „antriebsseitig“ beschrieben. Die Seite des Getriebes, in der die Abtriebswelle angeordnet ist, wird daher auch als Abtriebsseite oder „abtriebsseitig“ beschrieben. Infolge dieser Anordnung beschreiben die Antriebsseite und die Abtriebsseite zwei sich in axialer Richtung gegenüberliegende Seiten des Getriebes. Sind die die Antriebsseite und die Abtriebsseite in Ausführungsformen nicht mehr eindeutig zu unterscheiden, z. B. weil die beiden Hohlwellen abschnittsweise ineinander verlaufen, lassen sich die hierin gemachten Ausführungen analog auf zwei sich in axialer Richtung gegenüberliegende Seiten des Getriebes übertragen, ohne dass es dabei auf den An- und Abtrieb ankommt.In the embodiments described herein, the drive shaft and the output shaft are arranged next to one another in the axial direction. The side of the gearbox in which the drive shaft is arranged is therefore also described as the drive side or "drive side". The side of the gearbox in which the output shaft is arranged is therefore also described as the output side or "output side". As a result of this arrangement, the drive side and the output side describe two sides of the transmission which lie opposite one another in the axial direction. Are the drive side and the output side in embodiments no longer clearly distinguishable, z. B. because the two hollow shafts run into each other in sections, the statements made here can be applied analogously to two axially opposite sides of the transmission without the input and output being important.

In einer ersten Ausführungsform des Taumelscheibengetriebes ist das erste Kegelzahnrad fest in einem Gehäuse des Taumelscheibengetriebes gelagert. Das erste Kegelzahnrad ist folglich sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung am Gehäuse festgelegt. Vorzugsweise ist das erste Kegelzahnrad antriebsseitig des ersten Taumelzahnrads angeordnet.In a first embodiment of the swash plate gear, the first bevel gear is fixedly mounted in a housing of the swash plate gear. The first bevel gear is consequently fixed on the housing both in the axial direction and in the circumferential direction. The first bevel gear is preferably arranged on the drive side of the first wobble gear.

Eine Ausgleichseinrichtung ist in der ersten Ausführungsform bevorzugt zwischen dem ersten Taumelzahnrad und der Abtriebswelle angeordnet. Die Ausgleichseinrichtung ist vorzugsweise abtriebsseitig des ersten Taumelzahnrads angeordnet. Über die Ausgleichseinrichtung wird eine Bewegung des ersten Taumelzahnrads in Umfangsrichtung auf eine Hohlwelle übertragen, die bevorzugt durch die Abtriebswelle des Taumelscheibengetriebes gebildet ist.In the first embodiment, a compensation device is preferably arranged between the first wobble gear and the output shaft. The compensation device is preferably arranged on the output side of the first wobble gear. A movement of the first wobble gear in the circumferential direction is transmitted via the compensating device to a hollow shaft, which is preferably formed by the output shaft of the wobble plate transmission.

In einer beispielhaften Ausführung ist das erste Taumelzahnrad an einem antriebsseitigen Ende einer ersten Hohlwelle angebracht oder integral mit dieser ausgebildet. Das abtriebsseitige Ende der ersten Hohlwelle bildet die axial bewegliche Komponente der Ausgleichseinrichtung, insbesondere einen aus Innenring und Außenring eines entsprechenden Kugelgelenks. Die axial feststehende Komponente der Ausgleichseinrichtung, zum Beispiel gebildet durch den jeweils anderen aus Innenring und Außenring des entsprechenden Kugelgelenks, ist drehfest mit der Abtriebswelle des Taumelscheibengetriebes verbunden und kann beispielsweise integral mit dieser ausgebildet sein. Eine Kraft bzw. ein Drehmoment in Umfangsrichtung wird folglich vom ersten Taumelzahnrad auf die Abtriebswelle übertragen, während eine axiale Bewegung des ersten Taumelzahnrads durch die Ausgleichseinrichtung, insbesondere durch die Relativbewegung zwischen dem Innenring und dem Außenring eines entsprechenden Kugelgelenks, kompensiert wird.In an exemplary embodiment, the first wobble gear is attached to a drive-side end of a first hollow shaft or is formed integrally therewith. The output-side end of the first hollow shaft forms the axially movable component of the compensating device, in particular one of the inner ring and outer ring of a corresponding ball joint. The axially fixed component of the compensating device, for example formed by the other of the inner ring and outer ring of the corresponding ball joint, is non-rotatably connected to the output shaft of the swash plate gear and can, for example, be formed integrally with it. A force or torque in the circumferential direction is consequently transmitted from the first wobble gear to the output shaft, while an axial movement of the first wobble gear is compensated for by the compensating device, in particular by the relative movement between the inner ring and the outer ring of a corresponding ball joint.

In einer zweiten Ausführungsform des Taumelscheibengetriebes ist das erste Kegelzahnrad fest mit der Abtriebswelle verbunden. Das erste Kegelzahnrad kann auf der Abtriebswelle gelagert sein, an der Abtriebswelle fest angebracht sein oder integral mit der Abtriebswelle ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das erste Kegelzahnrad sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung bezüglich der Abtriebswelle festgelegt. Das erste Kegelzahnrad ist in der zweiten Ausführungsform folglich abtriebsseitig des ersten Taumelzahnrads angeordnet.In a second embodiment of the swash plate transmission, the first bevel gear is firmly connected to the output shaft. The first bevel gear can be mounted on the output shaft, fixedly attached to the output shaft, or formed integrally with the output shaft. The first bevel gear is preferably fixed both in the axial direction and in the circumferential direction with respect to the output shaft. In the second embodiment, the first bevel gear is consequently arranged on the output side of the first wobble gear.

Eine Ausgleichseinrichtung ist in der zweiten Ausführungsform vorzugsweise zwischen dem ersten Taumelzahnrad und einem Gehäuse des Getriebes angeordnet. Aufgrund der Anordnung des ersten Taumelzahnrads und des ersten Kegelzahnrads ist die Ausgleichseinrichtung bevorzugt antriebsseitig des ersten Taumelzahnrads angeordnet. Die axial feststehende Komponente der Ausgleichseinrichtung, z. B. der Außenring eines Kugelgelenks, kann am Gehäuse des Getriebes festgelegt sein, während die axial bewegliche Komponente der Ausgleichseinrichtung, dann z. B. der Innenring des Kugelgelenks, mit dem ersten Taumelzahnrad fest verbunden ist. Bevorzugt sind sowohl die axial bewegliche Komponente als auch das erste Taumelzahnrad integral mit einer ersten Hohlwelle ausgebildet und einander gegenüberliegend an jeweils einem Ende der ersten Hohlwelle angeordnet.In the second embodiment, a compensation device is preferably arranged between the first wobble gear and a housing of the transmission. Due to the arrangement of the first wobble gear and the first bevel gear, the compensating device is preferably arranged on the drive side of the first wobble gear. The axially fixed component of the compensation device, e.g. B. the outer ring of a ball joint can be fixed to the housing of the transmission, while the axially movable component of the compensation device, then z. B. the inner ring of the ball joint is firmly connected to the first wobble gear. Preferably, both the axially movable component and the first wobble gear are formed integrally with a first hollow shaft and are arranged opposite one another at each end of the first hollow shaft.

Es sind auch Ausführungsformen möglich, bei denen das Taumelscheibengetriebe zwei Zahnradpaarungen aufweist, also weiterhin ein zweites Kegelzahnrad und ein zweites Taumelzahnrad umfasst. Das zweite Kegelzahnrad ist koaxial zur Getriebeachse angeordnet. Das zweite Taumelzahnrad ist als Kegelzahnrad mit einer zweiten Kegelachse ausgebildet, kämmt mit dem zweiten Kegelzahnrad und ist derart auf der Antriebswelle gelagert, dass die zweite Kegelachse des zweiten Taumelzahnrads schräg zur Getriebeachse angeordnet ist und diese schneidet.Embodiments are also possible in which the swash plate transmission has two gear wheel pairs, that is to say further comprises a second bevel gear and a second swash gear. The second bevel gear is arranged coaxially to the transmission axis. The second wobble gear is designed as a bevel gear with a second bevel axis, meshes with the second bevel gear and is mounted on the drive shaft in such a way that the second bevel axis of the second wobble gear is arranged at an angle to the transmission axis and intersects it.

Das erste und das zweite Taumelzahnrad sind vorzugsweise fest miteinander verbunden, also sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung der ersten und der zweiten Kegelachse relativ zueinander festgelegt. Das erste und das zweite Taumelzahnrad können auch integral ausgebildet sein. Ferner sind das erste und das zweite Taumelzahnrad koaxial angeordnet. Die erste und die zweite Kegelachse fallen somit zusammen.The first and the second wobble gear are preferably firmly connected to one another, that is to say fixed relative to one another both in the circumferential direction and in the axial direction of the first and the second cone axis. The first and second wobble gears can also be integrally formed. Furthermore, the first and second wobble gears are arranged coaxially. The first and the second cone axis thus coincide.

In Ausführungsformen mit zwei Zahnradpaarungen ist das erste Kegelzahnrad vorzugsweise analog zur zweiten Ausführungsform fest mit der Abtriebswelle verbunden, auf dieser gelagert oder integral mit ihr ausgebildet.In embodiments with two gear wheel pairs, the first bevel gear is preferably fixedly connected to the output shaft, supported on it or formed integrally with it, analogously to the second embodiment.

Das zweite Kegelzahnrad ist in Ausführungsformen mit zwei Zahnradpaarungen vorzugsweise fest mit dem Gehäuse verbunden und sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung der zweiten Kegelachse am Gehäuse festgelegt. Das zweite Kegelzahnrad kann antriebsseitig oder abtriebsseitig vom zweiten Taumelzahnrad angeordnet sein.In embodiments with two gear wheel pairs, the second bevel gear is preferably firmly connected to the housing and is fixed to the housing both in the circumferential direction and in the axial direction of the second cone axis. The second bevel gear can be arranged on the drive side or on the output side of the second wobble gear.

Die hierin beschriebenen Ausführungsformen mit zwei Zahnradpaarungen, also einem ersten und einem zweiten Kegelzahnrad sowie einem ersten und einem zweiten Taumelzahnrad, weisen den Vorteil auf, dass aufgrund ihrer Konstruktion und Auslegung keine Ausgleichseinrichtung notwendig ist, um das Taumelzahnrad im Gehäuse des Getriebes zu lagern bzw. eine Bewegung des Taumelzahnrads in axialer Richtung bezüglich der Getriebeachse zu kompensieren.The embodiments described herein with two gear pairs, i.e. a first and a second bevel gear as well as a first and a second wobble gear, have the advantage that, due to their construction and design, no compensating device is necessary to mount or mount the wobble gear in the housing of the transmission. to compensate for a movement of the wobble gear in the axial direction with respect to the transmission axis.

In einer dritten Ausführungsform des Taumelscheibengetriebes umfasst diese, wie zuvor beschrieben, zwei Zahnradpaarungen und das erste und das zweite Taumelzahnrad sind in dieselbe Richtung ausgerichtet. Vorzugsweise weisen das erste und zweite Taumelzahnrad in Richtung des Abtriebs und das erste und das zweite Kegelzahnrad sind abtriebsseitig der beiden Taumelzahnräder angeordnet.In a third embodiment of the swash plate transmission, this comprises, as described above, two gear wheel pairs and the first and the second swash gear wheel are oriented in the same direction. The first and second wobble gears preferably point in the direction of the output and the first and second bevel gears are arranged on the output side of the two wobble gears.

Das erste und das zweite Taumelzahnrad sind in der dritten Ausführungsform fest miteinander verbunden, insbesondere sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung zueinander festgelegt. Beispielsweise ist eines der beiden Taumelzahnräder integral mit einer ersten Hohlwelle ausgebildet und das andere Taumelzahnrad ist fest an der ersten Hohlwelle angebracht. Es können auch das erste und das zweite Taumelzahnrad separat gebildet sein und miteinander oder mit der ersten Hohlwelle verbunden werden. Dadurch wird die Herstellung der Taumelzahnräder, insbesondere der Zähne derselben, erleichtert. Ebenso können das erste und das zweite Taumelzahnrad integral miteinander bzw. mit der ersten Hohlwelle ausgebildet sein.The first and the second wobble gear are firmly connected to one another in the third embodiment, in particular fixed to one another both in the axial direction and in the circumferential direction. For example, one of the two wobble gears is formed integrally with a first hollow shaft and the other wobble gear is fixedly attached to the first hollow shaft. The first and second wobble gears can also be formed separately and connected to one another or to the first hollow shaft. This facilitates the manufacture of the wobble gears, in particular the teeth of the same. Likewise, the first and the second wobble gear can be formed integrally with one another or with the first hollow shaft.

In einer bevorzugten vierten Ausführungsform umfasst das Taumelscheibengetriebe ebenso zwei Zahnradpaarungen, also ein erstes und ein zweites Kegelzahnrad sowie ein erstes und ein zweites Taumelzahnrad, wobei das erste und das zweite Taumelzahnrad fest miteinander verbunden sind und in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind. Bevorzugt ist dabei das erste Taumelzahnrad in Richtung Abtrieb und das zweite Taumelzahnrad in Richtung Antrieb ausgerichtet. Das erste Kegelzahnrad ist dann abtriebsseitig und das zweite Kegelzahnrad antriebsseitig der beiden Taumelzahnräder angeordnet.In a preferred fourth embodiment, the swash plate transmission also comprises two gear wheel pairs, i.e. a first and a second bevel gear and a first and a second wobble gear, the first and the second wobble gear being firmly connected to one another and oriented in opposite directions. The first wobble gear is preferably oriented in the direction of the output and the second wobble gear in the direction of the drive. The first bevel gear is then arranged on the output side and the second bevel gear on the drive side of the two wobble gears.

In der vierten Ausführungsform ist es einfach möglich, dass das erste Taumelzahnrad und das zweite Taumelzahnrad integral mit einer ersten Hohlwelle ausgebildet sind, wobei an jedem Ende der ersten Hohlwelle eines der beiden Taumelzahnräder angeordnet ist. Des Weiteren stehen das erste Taumelzahnrad und das zweite Taumelzahnrad diagonal zueinander mit dem jeweiligen Kegelzahnrad in Eingriff.In the fourth embodiment it is easily possible for the first wobble gear and the second wobble gear to be formed integrally with a first hollow shaft, one of the two wobble gears being arranged at each end of the first hollow shaft. Furthermore, the first wobble gear and the second wobble gear are in mesh with the respective bevel gear diagonally with respect to one another.

In allen hierin beschriebenen Ausführungsformen kann das Taumelscheibengetriebe weiterhin eine Ausgleichsmasse zum Ausgleichen von durch die Taumelbewegung des ersten Taumelzahnrads und, falls vorgesehen, des zweiten Taumelzahnrads induzierten Schwingungen aufweisen.In all the embodiments described herein, the swash plate transmission can furthermore have a balancing mass for balancing out vibrations induced by the wobbling movement of the first wobble gear and, if provided, the second wobble gear.

Weitere Schwingungen werden durch die Schwerpunktverschiebung beim Umlauf des oder der Taumelzahnräder um die Getriebeachse induziert. Diese Schwingungen können bei der Auslegung und Anordnung der Ausgleichsmasse berücksichtigt werden oder es kann zumindest eine zusätzliche Ausgleichsmasse zum Ausgleich dieser Schwingungen vorgesehen werden.Further vibrations are induced by the shift in the center of gravity when the wobble gear or gears revolve around the transmission axis. These vibrations can be taken into account in the design and arrangement of the balancing mass, or at least one additional balancing mass can be provided to compensate for these oscillations.

Vorzugsweise ist die Ausgleichsmasse an der Antriebswelle vorgesehen, auf der das Taumelzahnrad gelagert ist. Alle hierin beschriebenen Ausgleichsmassen können als separate Elemente ausgebildet und radial innerhalb oder radial außerhalb der Antriebswelle an diese angebracht werden. Zum Beispiel können hierzu Gewichte verwendet werden, die entsprechend der Unwucht entlang des Umfangs der Antriebswelle angeordnet sind. Die Ausgleichsmasse kann aber auch integral mit der Antriebswelle ausgebildet sein, zum Beispiel in Form eines abschnittsweise verstärkten Querschnitts der Antriebswelle.The balancing mass is preferably provided on the drive shaft on which the wobble gear is mounted. All of the balancing masses described herein can be designed as separate elements and attached to the drive shaft radially inside or radially outside the drive shaft. For example, weights can be used for this purpose, which are arranged along the circumference of the drive shaft in accordance with the imbalance. The balancing mass can, however, also be formed integrally with the drive shaft, for example in the form of a partially reinforced cross section of the drive shaft.

Das erste Taumelzahnrad und, falls vorgesehen auch das zweite Taumelzahnrad, weist bevorzugt die Form eines Hohlkegelzahnrads mit Innenverzahnung auf. Zudem ist es bevorzugt, wenn das jeweilige Taumelzahnrad dann mindestens einen Zahn mehr als das zugehörige Kegelzahnrad aufweist. Das Taumelzahnrad könnte aber auch als Kegelzahnrad mit Außenverzahnung ausgeführt werden, müsste dann aber mindestens einen Zahn weniger aufweisen als das zugehörige Kegelzahnrad. Eine solche Ausführungsform führt zu einem komplexeren und schwerer herstellbaren Getriebe und wird daher nicht näher erläutert.The first wobble gear and, if provided, also the second wobble gear, preferably has the shape of a hollow bevel gear with internal teeth. In addition, it is preferred if the respective wobble gear then has at least one more tooth than the associated bevel gear. The wobble gear could, however, also be designed as a bevel gear with external toothing, but would then have to have at least one tooth less than the associated bevel gear. Such an embodiment leads to a more complex and difficult to manufacture transmission and is therefore not explained in more detail.

Das erste Kegelzahnrad und/oder das erste Taumelzahnrad weisen vorzugsweise einen Zahnradkegelwinkel auf, der zwischen 10° und 60°, bevorzugt zwischen 15° und 40°, mehr bevorzugt zwischen 20° und 35° beträgt. Der Zahnradkegelwinkel des ersten Taumelzahnrads und des ersten Kegelzahnrads ist vorzugsweise gleich groß.The first bevel gear and / or the first wobble gear preferably have a gear cone angle which is between 10 ° and 60 °, preferably between 15 ° and 40 °, more preferably is between 20 ° and 35 °. The gear cone angle of the first wobble gear and the first bevel gear is preferably equal.

In Ausführungsformen, in denen das Taumelscheibengetriebe zudem ein zweites Kegelzahnrad und ein zweites Taumelzahnrad umfasst, weisen diese vorzugsweise einen Zahnradkegelwinkel auf, der zwischen 10° und 60°, bevorzugt zwischen 15° und 40°, mehr bevorzugt zwischen 20° und 35° beträgt. Der Zahnradkegelwinkel des zweiten Taumelzahnrads und des zweiten Kegelzahnrads ist vorzugsweise gleich groß. Weiterhin unterscheiden sich in diesen Ausführungsformen vorzugsweise die Zahnradkegelwinkel des ersten und des zweiten Taumelzahnrads. Z.B. weist eines der beiden Taumelzahnräder einen Zahnradkegelwinkel auf, der zwischen 10° und 60°, bevorzugt zwischen 20° und 50°, mehr bevorzugt zwischen 25° und 40° beträgt, und das andere Taumelzahnrad weist einen Zahnradkegelwinkel auf, der zwischen 5° und 30°, bevorzugt zwischen 10° und 25°, mehr bevorzugt zwischen 12° und 20° beträgt.In embodiments in which the swash plate transmission also includes a second bevel gear and a second wobble gear, these preferably have a gear bevel angle that is between 10 ° and 60 °, preferably between 15 ° and 40 °, more preferably between 20 ° and 35 °. The gear cone angle of the second wobble gear and the second bevel gear is preferably equal. Furthermore, in these embodiments, the gear cone angles of the first and second wobble gears preferably differ. For example, one of the two wobble gears has a gear cone angle that is between 10 ° and 60 °, preferably between 20 ° and 50 °, more preferably between 25 ° and 40 °, and the other wobble gear has a gear cone angle that is between 5 ° and 30 °, preferably between 10 ° and 25 °, more preferably between 12 ° and 20 °.

Der Zahnradkegelwinkel ist hierin definiert als der Winkel zwischen einer Achse, die senkrecht zur Kegelachse des jeweiligen (Taumel- bzw. Kegelzahnrads) ausgerichtet ist, und einer Mantellinie des jeweiligen (Taumel- bzw. Kegel-) Zahnrads, die durch die Spitzen der jeweiligen Zähne gebildet ist.The gear cone angle is defined herein as the angle between an axis that is perpendicular to the cone axis of the respective (wobble or bevel gear) and a surface line of the respective (wobble or bevel) gear, which passes through the tips of the respective teeth is formed.

Das erste Taumelzahnrad weist vorzugsweise einen Taumelwinkel auf, der zwischen +/-1° und +/- 6°, vorzugsweise zwischen +/- 1,5° und +/-4°, bevorzugt zwischen +/- 2° und +/-3,5° beträgt.The first wobble gear preferably has a wobble angle that is between +/- 1 ° and +/- 6 °, preferably between +/- 1.5 ° and +/- 4 °, preferably between +/- 2 ° and +/- Is 3.5 °.

In Ausführungsformen mit einem zweiten Taumelzahnrad weist vorzugsweise auch dieses einen Taumelwinkel auf, der zwischen +/- 1 ° und +/- 10°, bevorzugt zwischen +/- 1 ° und +/-6°, mehr bevorzugt zwischen +/- 1,5° und +/- 4°, und noch mehr bevorzugt zwischen +/- 2 ° und +/- 3,5 ° beträgt. Die Definition des Taumelwinkels gilt analog für das erste und das zweite Taumelzahnrad. Der Taumelpunkt ist auch hierbei definiert als der Drehpunkt des zweiten Taumelzahnrads und liegt auf der Getriebeachse. Genauer liegt der Taumelpunkt im Schnittpunkt zwischen der Kegelachse des zweiten Taumelzahnrads und der Getriebeachse.In embodiments with a second wobble gear, this also preferably has a wobble angle that is between +/- 1 ° and +/- 10 °, preferably between +/- 1 ° and +/- 6 °, more preferably between +/- 1, 5 ° and +/- 4 °, and even more preferably between +/- 2 ° and +/- 3.5 °. The definition of the wobble angle applies analogously to the first and second wobble gear. The wobble point is also defined here as the pivot point of the second wobble gear and lies on the transmission axis. More precisely, the wobble point lies at the point of intersection between the cone axis of the second wobble gear and the transmission axis.

Um einen möglichst guten Wirkungsgrad zu erreichen, ist die Gleitreibung im Taumelscheibengetriebe zu minimieren. Es hat sich herausgestellt, dass es möglich ist, das Getriebes so weit zu optimieren, dass insbesondere bei Untersetzungen von i < 150 eine solche Gleitbewegung im Wesentlichen eliminiert werden kann und zwischen den Zahnflanken des Taumelzahnrads und des Kegelzahnrads vielmehr eine Abrollbewegung erfolgt. Dies gelingt bei der Auslegung der Übersetzung des Taumelzahnradgetriebes insbesondere durch die Größe des Taumelwinkels, der Zahnform und des Zahnradkegelwinkels. Der wichtigste Faktor dieser Optimierung ist der Zahnradkegelwinkel der Zahnräder.In order to achieve the best possible degree of efficiency, the sliding friction in the swash plate gear must be minimized. It has been found that it is possible to optimize the gearbox to such an extent that such a sliding movement can essentially be eliminated, especially with reductions of i <150, and rather a rolling movement takes place between the tooth flanks of the wobble gear and the bevel gear. This is achieved when designing the translation of the wobble gear transmission, in particular through the size of the wobble angle, the tooth shape and the gear bevel angle. The most important factor in this optimization is the gear taper angle of the gears.

Bei einer beispielhaften Untersetzung von 1:50 und einem Taumelwinkel zwischen +/- 1° und +/- 10°, bevorzugt zwischen +/- 2 ° und +/- 3,5 ° (zur Reduzierung der Schwingungen) folgt eine Zahnspitze eines Taumelzahnrads einem Kurvenverlauf, der bei einem Zahnradkegelwinkel von 0° bis etwa 15° zu einer erheblichen Gleitbewegung zwischen den Zahnflanken führt.With an exemplary reduction of 1:50 and a wobble angle between +/- 1 ° and +/- 10 °, preferably between +/- 2 ° and +/- 3.5 ° (to reduce the vibrations), a tooth tip of a wobble gear follows a curve which leads to a considerable sliding movement between the tooth flanks at a gear cone angle of 0 ° to about 15 °.

Es hat sich nun herausgestellt, dass mit zunehmendem Zahnradkegelwinkel der Abstand der Zahnflanken des Taumelzahnrads zu den Zahnflanken zweier gegenüberliegender Zähne des Kegelzahnrads während dem Eintauchen zwischen diese zwei Zähne zunimmt, sodass sich die Zähne im Optimum erst am Scheitelpunkt der Taumelbewegung berühren und es nur noch zu einer im Wesentlichen flächigen Kontaktberührung kommt, ohne dass die Zähne aneinander gleiten. Es kommt dann vielmehr zu einem Abrollen der Zahnräder aneinander als zu einer Gleitbewegung.It has now been found that, with increasing gear cone angle, the distance between the tooth flanks of the wobble gear and the tooth flanks of two opposing teeth of the bevel gear increases during the immersion between these two teeth, so that the teeth only optimally touch at the apex of the wobble movement and only close an essentially flat contact occurs without the teeth sliding against one another. The gears then roll over one another rather than sliding.

Durch Optimierung der Berührpunkte ergibt sich vorzugsweise zwischen der Getriebeübersetzung und dem Zahnradkegelwinkel folgende Abhängigkeit: Wird der Zahnradkegelwinkel des Taumelzahnrads oder des Kegelzahnrads (auf der Ordinate) über die Getriebeübersetzung (auf der Abszisse) aufgetragen, entsteht eine Funktion, die im Wesentlichen die Form einer Hyperbel aufweist. In Abhängigkeit von der gewünschten Übersetzung kann dann ein optimaler Zahnradkegelwinkel ermittelt werden. Vorzugsweise wird der Zahnradkegelwinkel aus einem Bereich von +/- 5° um den so ermittelten Wert des Zahnradkegelwinkels gewählt.Optimizing the contact points results in the following relationship between the gear ratio and the gear cone angle: If the gear cone angle of the wobble gear or the bevel gear (on the ordinate) is plotted over the gear ratio (on the abscissa), a function is created that essentially has the shape of a hyperbola having. An optimal gear cone angle can then be determined as a function of the desired gear ratio. The gear cone angle is preferably selected from a range of +/- 5 ° around the value of the gear cone angle determined in this way.

Die Zahnflanken des ersten Kegelzahnrads und/oder des ersten Taumelzahnrads und, falls vorhanden, des zweiten Kegelzahnrads und/oder des zweiten Taumelzahnrads sind bevorzugt im Wesentlichen gerade ausgebildet. Dadurch lassen sich die Zahnräder besonders einfach und kostengünstig herstellen.The tooth flanks of the first bevel gear and / or of the first wobble gear and, if present, of the second bevel gear and / or of the second wobble gear are preferably designed essentially straight. As a result, the gears can be produced in a particularly simple and inexpensive manner.

Besonders bevorzugt sind sowohl die Zahnflanken des ersten Kegelzahnrads als auch die des ersten Taumelzahnrads gerade und, falls vorhanden, sind sowohl die Zahnflanken des zweiten Kegelzahnrads und des zweiten Taumelzahnrads gerade. Das Getriebe kann dann derart ausgelegt werden, dass dich die Zahnflanken beim Abwälzen der Zähne flächig berühren. Dadurch wird eine relativ geringe Flächenpressung im Bereich der Zahnflanken erreicht und die Belastung und der Verschleiß der Zähne werden minimiert.Particularly preferably, both the tooth flanks of the first bevel gear and those of the first wobble gear are straight and, if present, both the tooth flanks of the second bevel gear and the second wobble gear are straight. The gear can then be designed in such a way that the tooth flanks touch you flat when the teeth are rolling. As a result, a relatively low surface pressure is achieved in the area of the tooth flanks and the load and wear on the teeth are minimized.

Bevorzugt weisen die Zahnflanken des ersten Kegelzahnrads und/oder des ersten Taumelzahnrads einen Flankenwinkel zwischen 10° und 50°, vorzugsweise zwischen 20° und 40°, bevorzugt zwischen 25° und 35° auf.The tooth flanks of the first bevel gear and / or of the first wobble gear preferably have a flank angle between 10 ° and 50 °, preferably between 20 ° and 40 °, preferably between 25 ° and 35 °.

In Ausführungsformen mit zwei Zahnradpaarungen weisen die Zahnflanken des zweiten Kegelzahnrads und/oder des zweiten Taumelzahnrads bevorzugt einen Flankenwinkel zwischen 10° und 70°, vorzugsweise zwischen 20° und 60° auf.In embodiments with two gear wheel pairs, the tooth flanks of the second bevel gear and / or of the second wobble gear preferably have a flank angle between 10 ° and 70 °, preferably between 20 ° and 60 °.

Vorzugsweise unterscheidet sich der Flankenwinkel der Zahnflanken eines Taumelzahnrads vom Flankenwinkel der Zahnflanken des zugehörigen Kegelzahnrads. Der Unterschied zwischen dem Flankenwinkel der Zahnflanken des Taumelzahnrads und dem Flankenwinkel der Zahnflanken des Kegelzahnrads beträgt vorzugsweise zwischen 0,5° und 5°. Dadurch kann eine möglichst flächige Berührung benachbarter Zahnflanken während des Eingriffs der Zahnräder erreicht werden.The flank angle of the tooth flanks of a wobble gear preferably differs from the flank angle of the tooth flanks of the associated bevel gear. The difference between the flank angle of the tooth flanks of the wobble gear and the flank angle of the tooth flanks of the bevel gear is preferably between 0.5 ° and 5 °. As a result, contact between adjacent tooth flanks as flat as possible can be achieved during the meshing of the gears.

Der Flankenwinkel ist definiert zwischen der jeweiligen Zahnflanke und einer Mittel- bzw. Symmetrieebene der zwei Zahnflanken eines Zahns.The flank angle is defined between the respective tooth flank and a central or symmetry plane of the two tooth flanks of a tooth.

Ein kleiner Flankenwinkel entspricht einer steilen Zahnflanke. Ein kleiner Flankenwinkel führt zu größeren Kontaktflächen der in Eingriff stehenden Zähne und dadurch zu kleineren Flächenpressungen. Zudem resultieren aus einem kleineren Flankenwinkel geringere Axialkräfte, wodurch auf die Lager des Getriebes geringere Belastungen ausgeübt werden und sich die Lagerreibung und der Verschleiß reduzieren lassen. Zudem drücken hohe Axialkräfte das Taumelzahnrad und das Kegelzahnrad auseinander, sodass es zu einer Verstärkung der Gleitbewegung kommen kann, was wiederum durch kleine Flankenwinkel vermieden werden kann.A small flank angle corresponds to a steep tooth flank. A small flank angle leads to larger contact surfaces of the meshing teeth and thus to lower surface pressures. In addition, a smaller flank angle results in lower axial forces, as a result of which lower loads are exerted on the bearings of the gearbox and the bearing friction and wear can be reduced. In addition, high axial forces push the wobble gear and the bevel gear apart, so that the sliding movement can be intensified, which in turn can be avoided by using small flank angles.

Je größer die Übersetzung des Taumelscheibengetriebes ist, desto steiler ist der Eintauchwinkel eines Zahns zwischen zwei gegenüberliegende Zähne. Die Zahnflanken können dadurch mit zunehmender Übersetzung entsprechend steiler ausgebildet sein.The greater the translation of the swash plate gear, the steeper the angle of immersion of a tooth between two opposing teeth. As a result, the tooth flanks can be made correspondingly steeper as the ratio increases.

Besonders bevorzugt kommt ein erfindungsgemäßes Getriebe in einem Antrieb für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad, zum Einsatz.A transmission according to the invention is particularly preferably used in a drive for a vehicle, in particular a bicycle.

Ein erfindungsgemäßer Antrieb für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad, umfasst einen Motor mit einer von diesem angetriebenen Welle; eine Ausgangswelle zum Antreiben des Fahrzeugs; und ein Taumelscheibengetriebe gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, das zwischen der angetriebenen Welle und der Ausgangswelle zur Drehmomentumwandlung zwischen der angetriebenen Welle und der Ausgangswelle vorgesehen ist. Die Antriebswelle des Taumelscheibengetriebes ist integral mit der vom Motor angetriebenen Welle ausgebildet oder mit der vom Motor angetriebenen Welle gekoppelt, vorzugsweise drehfest verbunden. Die Abtriebswelle des Taumelscheibengetriebes ist mit der Ausgangswelle gekoppelt, vorzugsweise zumindest in Antriebsrichtung drehfest verbunden.A drive according to the invention for a vehicle, in particular a bicycle, comprises a motor with a shaft driven by the latter; an output shaft for driving the vehicle; and a swash plate transmission according to any of the above-described embodiments, which is provided between the driven shaft and the output shaft for torque conversion between the driven shaft and the output shaft. The drive shaft of the swash plate gear is formed integrally with the shaft driven by the motor or coupled to the shaft driven by the motor, preferably connected in a rotationally fixed manner. The output shaft of the swash plate gear is coupled to the output shaft, preferably connected in a rotationally fixed manner at least in the drive direction.

Auf diese Weise wird ein Antrieb für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad, ein E-Bike bzw. ein Pedelec, bereitgestellt, der sehr einfach und platzsparend aufgebaut ist und ein geringes Gewicht aufweist.In this way, a drive for a vehicle, in particular a bicycle, an e-bike or a pedelec, is provided which is very simple and space-saving and has a low weight.

Vorzugsweise ist die Abtriebswelle radial nach außen am Gehäuse des Taumelscheibengetriebes gelagert bzw. an diesem abgestützt und radial nach innen auf der Ausgangswelle gelagert bzw. auf dieser abgestützt. Dadurch kann ein besonders platzsparender Aufbau, insbesondere in axialer Richtung, erreicht werden.The output shaft is preferably mounted radially outward on the housing of the swash plate gear or supported on it and mounted radially inward on the output shaft or supported on it. As a result, a particularly space-saving structure, in particular in the axial direction, can be achieved.

Die Ausgangswelle ist bevorzugt als Hohlwelle ausgebildet.The output shaft is preferably designed as a hollow shaft.

Der Motor ist vorzugsweise ein Elektromotor, der als Außenläufer oder als Innenläufer ausgebildet sein kann. Der Elektromotor umfasst einen Rotor und einen Stator. Bevorzugt sind der Rotor und der Stator koaxial zur Getriebeachse angeordnet.The motor is preferably an electric motor, which can be designed as an external rotor or an internal rotor. The electric motor includes a rotor and a stator. The rotor and the stator are preferably arranged coaxially to the transmission axis.

Vorzugsweise umfasst der Antrieb weiterhin eine Energiequelle, insbesondere in Form eines wieder aufladbaren Akkus, die mit dem Motor elektrisch verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Motor und der Energiequelle kann trennbar gestaltet sein, sodass die Energiequelle z. B. zum Aufladen und zur Lagerung vom übrigen Antrieb entfernbar ist.The drive preferably further comprises an energy source, in particular in the form of a rechargeable battery, which is electrically connected to the motor. The connection between the motor and the energy source can be made separable so that the energy source z. B. can be removed from the rest of the drive for charging and storage.

Bevorzugt stellt der Antrieb ein Drehmoment zwischen 40 und 150 Nm, vorzugsweise zwischen 100 und 140 Nm, mehr bevorzugt zwischen 120 und 130 Nm an der Abtriebswelle bereit.The drive preferably provides a torque between 40 and 150 Nm, preferably between 100 and 140 Nm, more preferably between 120 and 130 Nm on the output shaft.

Die Spitzenleistung des Antriebs beträgt vorzugsweise bis zu 1000 Watt. Die Nominalleistung beträgt für ein E-Bike bzw. Pedelec bevorzugt 250 Watt und für ein Speed- oder S-Pedelec 500 Watt.The peak power of the drive is preferably up to 1000 watts. The nominal power for an e-bike or pedelec is preferably 250 watts and for a speed or S-pedelec 500 Watt.

Durch das eingangs beschriebene Taumelscheibengetriebe kann erreicht werden, dass der Gesamtantrieb (Motor und Taumelscheibengetriebe) einen Wirkungsgrad von über 80 % aufweist.The wobble plate transmission described at the beginning can ensure that the overall drive (motor and wobble plate transmission) has an efficiency of over 80%.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Antrieb weiterhin eine Tretlagerwelle, die koaxial zur Getriebeachse angeordnet ist und sich durch die Antriebswelle und die Abtriebswelle hindurch erstreckt. An beiden Enden der Tretlagerwelle ist vorzugsweise jeweils eine Kurbel mit einem Pedal angebracht, um die Tretlagerwelle manuell in Drehbewegung zu versetzen und somit einen manuellen Antrieb zu ermöglichen.In a preferred embodiment, the drive further comprises a bottom bracket shaft which is arranged coaxially to the transmission axis and extends through the drive shaft and the output shaft. At both ends of the bottom bracket shaft a crank with a pedal is preferably attached in order to set the bottom bracket shaft manually in rotary motion and thus to enable a manual drive.

Der seitliche Abstand in axialer Richtung der Tretlagerwelle zwischen den Montagepunkten der Pedale an der Kurbelgarnitur ist als Q-Faktor definiert und ist vorzugsweise kleiner als oder gleich 176 mm.The lateral distance in the axial direction of the bottom bracket shaft between the mounting points of the pedals on the crankset is defined as the Q factor and is preferably less than or equal to 176 mm.

Der Antrieb ist dazu eingerichtet, ein über die Tretlagerwelle manuell eingeleitetes Drehmoment auf die Ausgangswelle zu übertragen. Hierzu ist die Tretlagerwelle vorzugsweise zumindest in Antriebsrichtung der Ausgangswelle drehfest mit der Ausgangswelle gekoppelt. Bevorzugt ist die Ausgangswelle als Hohlwelle ausgebildet und relativ zur Tretlagerwelle drehbar auf der Tretlagerwelle und/oder in einem Gehäuse des Antriebs gelagert.The drive is set up to transmit a torque introduced manually via the bottom bracket shaft to the output shaft. For this purpose, the bottom bracket shaft is preferably coupled to the output shaft in a rotationally fixed manner at least in the drive direction of the output shaft. The output shaft is preferably designed as a hollow shaft and is rotatably supported relative to the bottom bracket shaft on the bottom bracket shaft and / or in a housing of the drive.

Vorzugsweise umfasst der Antrieb einen ersten Freilauf und einen zweiten Freilauf. Ein Freilauf ermöglicht eine Kraftübertragung zwischen zwei Wellen in eine Drehrichtung, z. B. in die Antriebsrichtung der Ausgangswelle, und verhindert eine Kraftübertragung in die andere Drehrichtung.The drive preferably comprises a first freewheel and a second freewheel. A freewheel enables power to be transmitted between two shafts in one direction of rotation, e.g. B. in the drive direction of the output shaft, and prevents power transmission in the other direction of rotation.

Der erste Freilauf ist zwischen der Abtriebswelle des Taumelscheibengetriebes und der Ausgangswelle angeordnet und koppelt diese derart miteinander, dass eine Drehbewegung von der Abtriebswelle auf die Ausgangswelle nur in eine Dreh- bzw. Umfangsrichtung übertragen wird.The first freewheel is arranged between the output shaft of the swash plate gear and the output shaft and couples them with one another in such a way that a rotary movement is transmitted from the output shaft to the output shaft in only one direction of rotation or circumferential direction.

Der zweite Freilauf ist zwischen der Tretlagerwelle und der Ausgangswelle angeordnet und koppelt diese derart miteinander, dass eine Drehbewegung von der Tretlagerwelle auf die Ausgangswelle nur in eine Dreh- bzw. Umfangsrichtung übertragen wird.The second freewheel is arranged between the bottom bracket shaft and the output shaft and couples them to one another in such a way that a rotary movement is transmitted from the bottom bracket shaft to the output shaft in only one direction of rotation or circumferential direction.

Der erste und der zweite Freilauf können unabhängig voneinander jeweils als Klemmkörperfreilauf, als Sperrklinkenfreilauf oder als Ratchet-Freilauf (DT Swiss Ratchet) ausgebildet sein.The first and the second freewheel can be designed independently of one another as a sprag freewheel, a pawl freewheel or a ratchet freewheel (DT Swiss Ratchet).

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Motor als Elektromotor ausgebildet und der Motor und die Ausgangswelle sind koaxial zur Getriebeachse angeordnet. Somit sind alle wesentlichen Komponenten des Antriebs, insbesondere die Antriebswelle, die Abtriebswelle, die Tretlagerwelle, die Ausgangswelle und der Elektromotor koaxial zur Getriebeachse angeordnet. Dadurch ist ein besonders platzsparender Aufbau möglich. Die Antriebswelle des Taumelscheibengetriebes kann zudem integral mit einer angetriebenen Hohlwelle des Elektromotors ausgebildet sein.In a preferred embodiment, the motor is designed as an electric motor and the motor and the output shaft are arranged coaxially to the transmission axis. Thus, all essential components of the drive, in particular the drive shaft, the output shaft, the bottom bracket shaft, the output shaft and the electric motor are arranged coaxially to the transmission axis. This enables a particularly space-saving structure. The drive shaft of the swash plate gear can also be formed integrally with a driven hollow shaft of the electric motor.

Die Energiequelle ist aufgrund ihrer Dimensionen in der Regel getrennt vom übrigen Antrieb ausgebildet und lediglich mittels Kabel oder anderer geeigneter (Steck-) Verbindungen mit diesem verbunden.Due to its dimensions, the energy source is usually separate from the rest of the drive and is only connected to it by means of cables or other suitable (plug-in) connections.

Vorzugsweise umfasst der Antrieb weiterhin eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Motors. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise scheibenförmig ausgebildet sein und ebenfalls koaxial zur Getriebeachse angeordnet sein.The drive preferably further comprises a control device for controlling the motor. The control device can, for example, be designed in the form of a disk and also be arranged coaxially to the transmission axis.

Zudem ist es bevorzugt, dass der Antrieb zumindest einen Sensor zum Erfassen eines Drehmoments und/oder einer Drehzahl umfasst, der kommunizierend mit der Steuereinrichtung verbunden ist. Der Sensor ist dazu eingerichtet, ein Drehmoment und/oder eine Drehzahl zu erfassen, die über die Tretlagerwelle eingeleitet werden. Der zumindest eine Sensor ist bevorzugt radial innerhalb der Antriebswelle angeordnet, insbesondere zwischen der Tretlagerwelle und der Antriebswelle. Sitzt der Elektromotor radial außerhalb der Antriebswelle, ist der zumindest eine Sensor durch die Antriebswelle vom Elektromotor abgeschirmt ist.In addition, it is preferred that the drive comprises at least one sensor for detecting a torque and / or a speed, which is connected to the control device in a communicating manner. The sensor is set up to detect a torque and / or a speed that are initiated via the bottom bracket shaft. The at least one sensor is preferably arranged radially inside the drive shaft, in particular between the bottom bracket shaft and the drive shaft. If the electric motor is located radially outside the drive shaft, the at least one sensor is shielded from the electric motor by the drive shaft.

Der Antrieb umfasst weiterhin ein Gehäuse. Im Gehäuse sind vorzugsweise zumindest das Taumelscheibengetriebe und der Motor aufgenommen. Es können auch alle wesentlichen Komponenten des Antriebs, in der Regel mit Ausnahme der Energiequelle, im Gehäuse aufgenommen sein.The drive also includes a housing. At least the swash plate gear and the motor are preferably accommodated in the housing. All essential components of the drive, usually with the exception of the energy source, can also be accommodated in the housing.

Das Gehäuse ist bevorzugt im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei der Durchmesser des zylindrischen Gehäuses bevorzugt höchstens 150 mm, mehr bevorzugt höchstens 120 mm, noch mehr bevorzugt höchstens 100 mm beträgt. Dadurch ergibt sich ein besonders platzsparender Aufbau des Antriebs. Durch die zylindrische Form des Gehäuses kann der gesamte Antrieb besonders vorteilhaft im Rahmen eines Fahrrads gelagert werden.The housing is preferably essentially cylindrical, the diameter of the cylindrical housing preferably being at most 150 mm, more preferably at most 120 mm, even more preferably at most 100 mm. This results in a particularly space-saving structure of the drive. Due to the cylindrical shape of the housing, the entire drive can be particularly advantageously stored in the frame of a bicycle.

Bevorzugt ist zumindest ein Teil des Gehäuses oder das gesamte Gehäuse aus Kunststoff, einem Kunststoffverbundmaterial oder aus Metall, insbesondere aus einem Leichtmetall oder einer entsprechenden Legierung, zum Beispiel aus Aluminium oder Magnesium gebildet. Ein Gehäuse aus Leichtmetall bietet den Vorteil, dass es die nötige Steifigkeit zur Lagerung der Antriebskomponenten, insbesondere des Getriebes, aufweist, leicht ist und die im Antrieb entstehende Wärme gut nach außen ableitet.At least part of the housing or the entire housing is preferably formed from plastic, a plastic composite material or from metal, in particular from a light metal or a corresponding alloy, for example from aluminum or magnesium. A housing made of light metal offers the advantage that it has the necessary rigidity for mounting the drive components, in particular the gearbox, is light and dissipates the heat generated in the drive well to the outside.

Das Gewicht des Antriebs (ohne Energiequelle) beträgt vorzugsweise weniger als 3,5 kg, bevorzugt weniger als 3 kg, mehr bevorzugt weniger als 2,5 kg.The weight of the drive (without energy source) is preferably less than 3.5 kg, preferably less than 3 kg, more preferably less than 2.5 kg.

Die Breite des Gehäuses in dessen axialer Richtung bzw. der axialen Richtung der Tretlagerwelle ist bevorzugt derart dimensioniert, dass ein Q-Faktor von maximal 176 mm erreicht wird.The width of the housing in its axial direction or the axial direction of the The bottom bracket shaft is preferably dimensioned in such a way that a maximum Q factor of 176 mm is achieved.

Besonders bevorzugt umfasst ein Fahrrad, insbesondere ein E-Bike bzw. Pedelec, einen Antrieb gemäß zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Dadurch sind die bezüglich des erfindungsgemäßen Taumelscheibengetriebes und des Antriebs beschriebenen Vorteile im Bereich von Fahrradantrieben vorteilhaft nutzbar.A bicycle, in particular an e-bike or pedelec, particularly preferably comprises a drive according to the embodiments described above. As a result, the advantages described with regard to the swash plate transmission according to the invention and the drive can advantageously be used in the field of bicycle drives.

Ein Fahrrad umfasst vorzugsweise weiterhin zumindest ein Laufrad, mindestens ein Ritzel bzw. Kettenblatt und ein zwischen dem Laufrad und dem mindestens einen Ritzel verlaufendes Zugmittel, das das Laufrad mit dem Ritzel verbindet. Als Zugmittel kann beispielsweise eine Fahrradkette oder ein Zahnriemen vorgesehen sein, wie sie im Bereich von Fahrrädern bekannt sind. Das mindestens eine Ritzel ist vorzugsweise auf der Ausgangswelle gelagert. Dadurch kann ein vom Motor bereitgestelltes Drehmoment über das Getriebe und die Ausgangswelle bzw. ein manuell erzeugtes Drehmoment über die Tretlagerwelle und die Ausgangswelle auf das Ritzel und über das Zugmittel auf das Laufrad des Fahrrads übertragen werden.A bicycle preferably further comprises at least one running wheel, at least one pinion or chainring and a traction means which runs between the running wheel and the at least one pinion and which connects the running wheel to the pinion. A bicycle chain or a toothed belt, for example, as they are known in the field of bicycles, can be provided as the traction means. The at least one pinion is preferably mounted on the output shaft. As a result, a torque provided by the motor can be transmitted via the gearbox and the output shaft or a manually generated torque via the bottom bracket shaft and the output shaft to the pinion and via the traction mechanism to the wheel of the bicycle.

Es ist ferner bevorzugt, dass das Fahrrad weiterhin einen Rahmen umfasst, der eine im Wesentlichen rohrförmige Aufnahme aufweist, in der der Antrieb aufgenommen ist. Im Wesentlichen rohrförmig bedeutet, dass Aufnahme die Form eines Hohlzylinders aufweist. Die Längsachse der rohrförmigen Aufnahme ist vorzugsweise quer zur Längsrichtung des Rahmens ausgerichtet. Die rohrförmige Aufnahme ist bevorzugt im Bereich eines Tretlagers des Fahrrads ausgebildet, sodass der Antrieb als Tretlagerantrieb einsetzbar ist. Die Längsachse der rohrförmigen Aufnahme ist dann parallel, vorzugsweise kollinear, zur Tretlagerwelle angeordnet.It is further preferred that the bicycle further comprises a frame which has a substantially tubular receptacle in which the drive is received. Essentially tubular means that the receptacle has the shape of a hollow cylinder. The longitudinal axis of the tubular receptacle is preferably oriented transversely to the longitudinal direction of the frame. The tubular receptacle is preferably formed in the area of a bottom bracket of the bicycle, so that the drive can be used as a bottom bracket drive. The longitudinal axis of the tubular receptacle is then arranged parallel, preferably collinear, to the bottom bracket shaft.

Auch bei herkömmlichen Fahrrädern ist eine rohrförmige Aufnahme für das Tretlager vorgesehen, sodass sich ein erfindungsgemäßes Fahrrad optisch nur geringfügig von herkömmlichen Fahrrädern unterscheidet.In conventional bicycles, too, a tubular receptacle is provided for the bottom bracket, so that a bicycle according to the invention differs only slightly in appearance from conventional bicycles.

Durch die rohrförmige Form der Aufnahme ist diese verhältnismäßig steif und dennoch leicht. Zudem ermöglicht sie einen großflächigen Kontakt zum zylindrischen Gehäuse des Antriebs somit eine gute Wärmeableitung vom Antrieb über das Gehäuse und die Aufnahmen in den Rahmen des Fahrrads, sodass eine Kühlung des Antriebs ermöglicht ist.Due to the tubular shape of the receptacle, it is relatively stiff and yet light. In addition, it enables large-area contact with the cylindrical housing of the drive, thus good heat dissipation from the drive via the housing and the receptacles in the frame of the bicycle, so that the drive can be cooled.

Die Energiequelle, insbesondere der Akku, ist vorzugsweise koaxial zu einem Unterrohr oder zu einem Sattelrohr des Rahmens des Fahrrads angeordnet. Die Energiequelle kann in das Unterrohr oder das Sattelrohr integriert sein oder aus dem Rahmen entnehmbar ausgebildet sein. Vorzugsweise weist die Energiequelle ein Gehäuse auf, das in einem Zustand, in dem sie in das Fahrrad eingebaut ist, bündig mit dem Unterrohr oder dem Sattelrohr abschließt. Dadurch kann die Energiequelle besonders platzsparend am Fahrradrahmen angebracht werden.The energy source, in particular the battery, is preferably arranged coaxially to a down tube or to a seat tube of the frame of the bicycle. The energy source can be integrated into the down tube or the seat tube or can be designed to be removable from the frame. The energy source preferably has a housing which, in a state in which it is installed in the bicycle, is flush with the down tube or the seat tube. As a result, the energy source can be attached to the bicycle frame in a particularly space-saving manner.

Bei einem Motor, der im Durchmesser klein ist und koaxial zur Tretlagerachse angeordnet ist, kann eine größere Energiequelle verwendet werden und/oder der Schwerpunkt weiter nach unten verlegt werden.In the case of a motor that is small in diameter and is arranged coaxially to the bottom bracket axle, a larger energy source can be used and / or the center of gravity can be moved further down.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren:

1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Antriebs mit einem erfindungsgemäßen Taumelscheibengetriebe gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 zeigt eine perspektivische Teilschnittansicht des Taumelscheibengetriebes gemäß der ersten Ausführungsform.
3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Variation des Taumelscheibengetriebes gemäß der ersten Ausführungsform.
4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Taumelscheibengetriebes gemäß einer zweiten Ausführungsform.
5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Taumelscheibengetriebes gemäß einer dritten Ausführungsform.
6 zeigt eine Querschnittsansicht eines Taumelscheibengetriebes gemäß einer vierten Ausführungsform.
7 zeigt eine Seitenansicht eines Fahrrads mit einem das erfindungsgemäße Taumelscheibengetriebe umfassenden Antrieb.
8 zeigt eine Seitenansicht des Rahmens des Fahrrads nach 7.

Further features and advantages of the present invention emerge from the following description with reference to the accompanying figures:

1 shows a cross-sectional view of a drive with a swash plate gear according to the invention according to a first embodiment.
2 Fig. 13 is a perspective partial sectional view of the swash plate transmission according to the first embodiment.
3 Fig. 13 is a cross-sectional view of a variation of the swash plate transmission according to the first embodiment.
4th FIG. 13 shows a cross-sectional view of a swash plate transmission according to a second embodiment.
5 FIG. 13 shows a cross-sectional view of a swash plate transmission according to a third embodiment.
6th FIG. 11 shows a cross-sectional view of a swash plate transmission according to a fourth embodiment.
7th shows a side view of a bicycle with a drive comprising the swash plate transmission according to the invention.
8th FIG. 14 shows a side view of the frame of the bicycle according to FIG 7th .

In 1 ist ein Antrieb 2 mit einem erfindungsgemäßen Taumelscheibengetriebe 4 in einer Querschnittsansicht dargestellt. Neben dem Taumelscheibengetriebe 4 umfasst der Antrieb 2 weiterhin einen Motor 6, eine Steuereinrichtung 7 zur Steuerung des Motors 6, eine vom Motor 6 angetriebene Welle 8 und eine Ausgangswelle 10 zum Antreiben eines Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrrads (siehe 7).In 1 is a drive 2 with a swash plate gear according to the invention 4th shown in a cross-sectional view. Next to the swash plate gear 4th includes the drive 2 continue to have an engine 6th , a control device 7th to control the motor 6th , one from the engine 6th driven shaft 8th and an output shaft 10 for driving a vehicle, especially a bicycle (see 7th ).

Der Motor 6 ist in dieser bevorzugten Ausführungsform des Antriebs 2 als Elektromotor, insbesondere als Innenläufer-Elektromotor ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, einen anderen Motor, insbesondere einen Außenläufer-Elektromotor, zu verwenden. Die Steuereinrichtung 7 kann beispielsweise in Form einer Leiterplatte ausgebildet sein.The motor 6th is in this preferred embodiment of the drive 2 designed as an electric motor, in particular as an internal rotor electric motor. But it is also conceivable to use a different engine, in particular an external rotor electric motor to be used. The control device 7th can for example be designed in the form of a printed circuit board.

Das Taumelscheibengetriebe 4 umfasst eine Antriebswelle, die als Hohlwelle ausgebildet ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Antriebswelle integral mit der vom Motor 6 angetriebenen Welle 8 ausgebildet und somit direkt vom Motor 6 antreibbar. Ferner umfasst das Taumelscheibengetriebe 4 eine Abtriebswelle 12, die als Hohlwelle ausgebildet ist und eine Getriebeachse 14 definiert, zu der die Antriebswelle 8 und die Abtriebswelle 12 koaxial angeordnet sind.The swash plate gear 4th comprises a drive shaft which is designed as a hollow shaft. In the illustrated embodiment, the drive shaft is integral with that of the engine 6th driven shaft 8th trained and thus directly from the engine 6th drivable. Furthermore, the swash plate transmission comprises 4th an output shaft 12th , which is designed as a hollow shaft and a transmission axis 14th defines to which the drive shaft 8th and the output shaft 12th are arranged coaxially.

Zur Kraftübertragung und Drehmomentumwandlung zwischen der Antriebswelle 8 und der Abtriebswelle 12 umfasst das Taumelscheibengetriebe 4 ein erstes Kegelzahnrad 16, das koaxial zur Getriebeachse 14 angeordnet ist, und ein erstes Taumelzahnrad 18, das ebenfalls als Kegelzahnrad ausgebildet ist, eine erste Kegelachse 20 aufweist und mit dem ersten Kegelzahnrad 16 kämmt. Das erste Taumelzahnrad 18 ist derart auf der Antriebswelle 8 gelagert, dass die erste Kegelachse 20 schräg zur Getriebeachse 14 angeordnet ist und diese in einem Taumelpunkt T schneidet.For power transmission and torque conversion between the drive shaft 8th and the output shaft 12th includes the swash plate gear 4th a first bevel gear 16 , which is coaxial to the transmission axis 14th is arranged, and a first wobble gear 18th , which is also designed as a bevel gear, a first cone axis 20th has and with the first bevel gear 16 combs. The first wobble gear 18th is like this on the drive shaft 8th stored that the first cone axis 20th at an angle to the gear axis 14th is arranged and this intersects at a wobble point T.

Zumindest eines aus erstem Kegelzahnrad 16 und erstem Taumelzahnrad 18 ist dazu eingerichtet, sich umlaufend zu drehen, um eine Drehbewegung auf die Abtriebswelle 12 zu übertragen.At least one from the first bevel gear 16 and first wobble gear 18th is set up to revolve around a rotary movement on the output shaft 12th transferred to.

Ein vom Motor 6 generiertes Drehmoment wird folglich von der Antriebswelle 8 über das Taumelscheibengetriebe 4 und die Abtriebswelle 12 auf die Ausgangswelle 10 übertragen. Hierzu ist die Abtriebswelle 12 des Taumelscheibengetriebes 4 mit der Ausgangswelle 10 gekoppelt, insbesondere in Antriebsrichtung der Abtriebswelle 12 und der Ausgangswelle 10 drehfest verbunden.One from the engine 6th generated torque is consequently from the drive shaft 8th via the swash plate gear 4th and the output shaft 12th on the output shaft 10 transfer. The output shaft is for this purpose 12th of the swash plate gear 4th with the output shaft 10 coupled, in particular in the drive direction of the output shaft 12th and the output shaft 10 non-rotatably connected.

Da die Ausgangswelle 10 zum Antreiben des Fahrzeugs eingerichtet ist, weist sie vorzugsweise einen freien Wellenabschnitt, hier ein freies Wellenende 22 auf, an dem Mittel zur Kraftübertragung angeordnet bzw. gelagert sein können. Wird der Antrieb 2 z. B. in einem Fahrrad eingesetzt, kann am freien Wellenende zumindest ein Ritzel oder Kettenblatt angebracht sein, über das ein Drehmoment von der Ausgangswelle 10 mittels eines Zugmittels auf ein Laufrad des Fahrrads übertragbar ist (siehe 7).As the output shaft 10 is set up to drive the vehicle, it preferably has a free shaft section, here a free shaft end 22nd on which means for power transmission can be arranged or stored. Will the drive 2 z. B. used in a bicycle, at least one pinion or chainring can be attached to the free end of the shaft, via which a torque from the output shaft 10 can be transferred to a bicycle wheel by means of a traction device (see 7th ).

In der besonders bevorzugten Ausführungsform des Antriebs 2 als Hilfsantrieb für ein Fahrrad nach 1 umfasst der Antrieb 2 weiterhin eine Tretlagerwelle 24, die koaxial zur Getriebeachse 14 angeordnet ist und sich durch die Antriebswelle 8 und die Abtriebswelle 12 hindurch erstreckt. An den beiden Enden der Tretlagerwelle 24 ist jeweils eine Kurbel mit einem Pedal anbringbar, über die die Tretlagerwelle 24 manuell angetrieben werden kann.In the particularly preferred embodiment of the drive 2 as an auxiliary drive for a bicycle 1 includes the drive 2 still a bottom bracket shaft 24 , which are coaxial to the transmission axis 14th is arranged and extends through the drive shaft 8th and the output shaft 12th extends therethrough. At both ends of the bottom bracket shaft 24 a crank with a pedal can be attached over which the bottom bracket shaft 24 can be driven manually.

Zum Erfassen eines Drehmoments und/oder einer Drehzahl kann der Antrieb 2 weiterhin zumindest einen Sensor 25 aufweisen, der kommunizierend mit der Steuereinrichtung 7 verbunden ist. Der zumindest eine Sensor 25 kann beispielsweise innerhalb oder außerhalb einer Hohlwelle angeordnet sein, deren Drehzahl und/oder Drehmoment er bestimmen soll. In der dargestellten Ausführungsform ist der zumindest eine Sensor 25 radial innerhalb der Antriebswelle 8 und radial außerhalb der Tretlagerwelle 24 angeordnet und wird an dieser Stelle mittels eines sich von der Steuereinrichtung 7 in axialer Richtung der Getriebeachse 14 erstreckenden Stegs gehalten. Es können entlang des Umfangs der Wellen 8, 24 auch mehrere solcher Sensoren angeordnet sein. Die Anordnung des zumindest einen Sensors 25 radial innerhalb der Antriebswelle 8 hat den Vorteil, dass der zumindest eine Sensor 25 auf diese Weise vom Motor 6 abgeschirmt ist.To detect a torque and / or a speed, the drive 2 furthermore at least one sensor 25th have, which communicates with the control device 7th connected is. The at least one sensor 25th can for example be arranged inside or outside a hollow shaft, the speed and / or torque of which it is intended to determine. In the embodiment shown, the at least one is a sensor 25th radially inside the drive shaft 8th and radially outside the bottom bracket shaft 24 arranged and is at this point by means of a from the control device 7th in the axial direction of the gear axis 14th extending web held. It can run along the perimeter of the waves 8th , 24 several such sensors can also be arranged. The arrangement of the at least one sensor 25th radially inside the drive shaft 8th has the advantage that the at least one sensor 25th this way from the engine 6th is shielded.

Um ein Drehmoment von der Tretlagerwelle 24 auf die Ausgangswelle 10 zu übertragen, ist die Tretlagerwelle 24 mit der Ausgangswelle 10 gekoppelt, insbesondere zumindest in Antriebsrichtung der Tretlagerwelle 24 und der Antriebswelle 10 drehfest verbunden.To get a torque from the bottom bracket shaft 24 on the output shaft 10 to be transmitted is the bottom bracket shaft 24 with the output shaft 10 coupled, in particular at least in the drive direction of the bottom bracket shaft 24 and the drive shaft 10 non-rotatably connected.

Zur drehfesten Verbindung der Abtriebswelle 12 mit der Ausgangswelle 10 bzw. der Tretlagerwelle 24 mit der Ausgangswelle 10 sind bevorzugt ein erster und ein zweiter Freilauf 26, 28 vorgesehen. Der erste Freilauf 26 ist zwischen der Abtriebswelle 12 und der Ausgangswelle 10 angeordnet und koppelt diese miteinander. Hier ist der erste Freilauf 26 an einer äußeren Mantelfläche der als Hohlwelle ausgebildeten Ausgangswelle 10 und an einer inneren Umfangsfläche der als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebswelle 12 angeordnet.For non-rotatable connection of the output shaft 12th with the output shaft 10 or the bottom bracket shaft 24 with the output shaft 10 are preferably a first and a second freewheel 26th , 28 intended. The first freewheel 26th is between the output shaft 12th and the output shaft 10 arranged and couples them together. Here is the first freewheel 26th on an outer jacket surface of the output shaft designed as a hollow shaft 10 and on an inner circumferential surface of the output shaft designed as a hollow shaft 12th arranged.

Der zweite Freilauf 28 ist zwischen der Tretlagerwelle 24 und der Ausgangswelle 10 angeordnet und koppelt diese miteinander. Grundsätzlich kann der zweite Freilauf 28 unmittelbar zwischen der Tretlagerwelle 24 und der Ausgangswelle 10 angeordnet sein. Im dargestellten Beispielsfall ist die Ausgangwelle 10 als Hohlwelle ausgebildet und relativ zur Tretlagerwelle 24 drehbar auf der Tretlagerwelle 24 gelagert. Aufgrund des zweiten Freilaufs 28 sind die Ausgangswelle 10 und die Tretlagerwelle 24 nur entgegengesetzt zur Antriebsrichtung relativ zueinander drehbar. Der zweite Freilauf 28 könnte dann zwischen einer äußeren Mantelfläche der Tretlagerwelle 24 und einer inneren Umfangsfläche der Ausgangswelle 10 angeordnet sein.The second freewheel 28 is between the bottom bracket shaft 24 and the output shaft 10 arranged and couples them together. Basically, the second freewheel 28 directly between the bottom bracket shaft 24 and the output shaft 10 be arranged. In the example shown, the output shaft is 10 designed as a hollow shaft and relative to the bottom bracket shaft 24 rotatable on the bottom bracket shaft 24 stored. Because of the second freewheel 28 are the output shaft 10 and the bottom bracket shaft 24 rotatable relative to each other only opposite to the drive direction. The second freewheel 28 could then be between an outer surface of the bottom bracket shaft 24 and an inner peripheral surface of the output shaft 10 be arranged.

Wie dargestellt, ist es aber auch möglich, die Lage des zweiten Freilaufs 28 an eine gewünschte Stelle entlang der Tretlagerwelle 24 zu verschieben, zum Beispiel an eine Stelle, an der ausreichend Bauraum zur Verfügung steht. Zudem kann auch eine indirekte Verbindung der Tretlagerwelle 24 über den Freilauf 28 mit der Ausgangswelle 10 vorgesehen sein, zum Beispiel über eine Zwischenwelle 30. In der Ausführungsform nach 1 ist die Zwischenwelle 30 als Hohlwelle ausgebildet, koaxial zur Getriebeachse 14 und zur Tretlagerwelle 24 angeordnet und drehfest mit der Tretlagerwelle 24 verbunden. Die Zwischenwelle 30 weist einen Absatz mit vergrößertem Durchmesser auf, der sich in axialer Richtung der Getriebeachse 14 bis an eine Stelle radial außerhalb der Ausgangswelle 10 erstreckt. Zwischen diesem Absatz der Zwischenwelle 30 und der äußeren Mantelfläche der Ausgangswelle 10 kann der zweite Freilauf 28 angeordnet werden. Es versteht sich, dass verschiedene andere Ausführungsformen denkbar sind und sich z. B. auch die Ausgangswelle 10 radial außerhalb der Zwischenwelle 30 erstrecken kann, um den zweiten Freilauf 28 zwischen einer inneren Umfangsfläche der Ausgangswelle 10 und einer äußeren Mantelfläche der Zwischenwelle 30 aufzunehmen.As shown, it is also possible to change the position of the second freewheel 28 to a desired location along the bottom bracket shaft 24 to move, for example to a place where there is sufficient installation space available. In addition, an indirect connection of the bottom bracket shaft can also be used 24 about the freewheel 28 with the output shaft 10 be provided, for example via an intermediate shaft 30th . In the embodiment according to 1 is the intermediate shaft 30th designed as a hollow shaft, coaxial to the transmission axis 14th and to the bottom bracket shaft 24 arranged and non-rotatably with the bottom bracket shaft 24 connected. The intermediate shaft 30th has a shoulder with an enlarged diameter, which extends in the axial direction of the transmission axis 14th to a point radially outside the output shaft 10 extends. Between this paragraph of the intermediate shaft 30th and the outer surface of the output shaft 10 can the second freewheel 28 to be ordered. It is understood that various other embodiments are conceivable and z. B. also the output shaft 10 radially outside the intermediate shaft 30th can extend to the second freewheel 28 between an inner peripheral surface of the output shaft 10 and an outer circumferential surface of the intermediate shaft 30th to record.

Aus 1 und der vorrangehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass die wesentlichen Komponenten des Antriebs 1 entlang der Getriebeachse 14 angeordnet sind und, mit Ausnahme des ersten Taumelzahnrads 18, das geringfügig zur Getriebeachse 14 geneigt ist, koaxial zur Getriebeachse 14 angeordnet sind. Daraus ergibt sich insgesamt ein sehr platzsparender Aufbau des Antriebs 2, der sich besonders gut zur Umsetzung eines Hilfsantriebs für ein Fahrrad eignet.Out 1 and from the preceding description it can be seen that the essential components of the drive 1 along the gear axis 14th are arranged and, with the exception of the first wobble gear 18th , that slightly to the gear axis 14th is inclined, coaxial to the transmission axis 14th are arranged. Overall, this results in a very space-saving structure of the drive 2 , which is particularly suitable for implementing an auxiliary drive for a bicycle.

Der Antrieb 2 weist weiterhin ein Gehäuse 32 auf, in dem die Komponenten des Antriebs 2, insbesondere der Motor 6, die Steuereinrichtung 7, das Taumelscheibengetriebe 4, die Ausgangswelle 10 und die Tretlagerwelle 24 aufgenommen sind. Das Gehäuse 32 ist vorzugsweise im Wesentlichen zylindrisch und koaxial zur Getriebeachse 14 ausgebildet. Die Tretlagerwelle 24 ragt beidseitig aus dem Gehäuse 32 heraus, um ein Anbringen der Kurbeln und Pedale zu ermöglichen. Auch die Ausgangswelle 10 erstreckt sich aus dem Gehäuse 32 heraus, um das Anbringen zumindest eines Ritzels oder Kettenblatts am freien Wellenende 22 zu ermöglichen.The drive 2 furthermore has a housing 32 where the components of the drive 2 , especially the engine 6th , the control device 7th , the swash plate gear 4th , the output shaft 10 and the bottom bracket shaft 24 are included. The case 32 is preferably essentially cylindrical and coaxial with the transmission axis 14th educated. The bottom bracket shaft 24 protrudes from the housing on both sides 32 to allow the cranks and pedals to be attached. Also the output shaft 10 extends from the housing 32 out to attach at least one sprocket or chainring to the free end of the shaft 22nd to enable.

Das Gehäuse 32 kann ferner eine Anschlussmöglichkeit zur elektrischen Verbindung des Motors 6 mit einer Energiequelle, insbesondere einem wieder aufladbaren Akku, aufweisen. Das Gehäuse 32 ist vorzugsweise aus einem Leichtmetall, wie zum Beispiel Magnesium, gebildet, wodurch es eine ausreichende Steifigkeit zur Lagerung der darin aufgenommenen Komponenten des Antriebs 2 und zugleich ein geringes Gewicht aufweist. Zudem kann dadurch im Antrieb 2 erzeugte Wärme besonders gut nach außen abgeleitet werden.The case 32 can also be a connection option for the electrical connection of the motor 6th with an energy source, in particular a rechargeable battery. The case 32 is preferably made of a light metal, such as magnesium, for example, which gives it sufficient rigidity to support the drive components accommodated therein 2 and at the same time has a low weight. It can also be used in the drive 2 generated heat can be dissipated particularly well to the outside.

Im Gehäuse 32 können verschiedene Lagermöglichkeiten vorgesehen sein, beispielsweise zur Lagerung der Tretlagerwelle 24, einer oder mehrerer der hierin beschriebenen Hohlwellen (z. B. der Antriebswelle 8, der Abtriebswelle 12, der Ausgangswelle 10), des Kegel- und/oder Taumelzahnrads 16, 18 des Taumelscheibengetriebes 4 oder des Motors 6 und der Steuereinrichtung 7.In the case 32 Various storage options can be provided, for example to support the bottom bracket shaft 24 , one or more of the hollow shafts described herein (e.g. the drive shaft 8th , the output shaft 12th , the output shaft 10 ), the bevel and / or wobble gear 16 , 18th of the swash plate gear 4th or the engine 6th and the control device 7th .

Die vorangehenden beschriebenen Merkmale und Eigenschaften des Antriebs 2 sind im Wesentlichen unabhängig von der exakten Ausführung des Tretlagergetriebes 4 anzusehen und analog auf alle hierin beschriebenen Ausführungsformen des Taumelscheibengetriebes 4 übertragbar. Jede der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen kann entsprechend in den Antrieb 2 integriert werden.The above-described features and properties of the drive 2 are essentially independent of the exact design of the bottom bracket gear 4th to be viewed and analogously to all embodiments of the swash plate transmission described herein 4th transferable. Each of the embodiments described below can be used accordingly in the drive 2 to get integrated.

Eine erste Ausführungsform des Taumelscheibengetriebes 4 ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 detailliert beschrieben. Dieses Taumelscheibengetriebe 4 umfasst das erste Kegelzahnrad 16 und das erste Taumelzahnrad 18.A first embodiment of the swash plate transmission 4th is below with reference to the 1 until 3 described in detail. This swashplate gear 4th includes the first bevel gear 16 and the first wobble gear 18th .

Das erste Kegelzahnrad 16 ist fest im Gehäuse 32 gelagert. Das erste Kegelzahnrad 16 ist daher sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung bezüglich der Getriebeachse 14 festgelegt. Das erste Kegelzahnrad 16 ist antriebsseitig des ersten Taumelzahnrads 18 angeordnet. Zudem ist das erste Kegelzahnrad 16 koaxial zur Antriebswelle 8 angeordnet, sodass seine Kegelachse auf die Getriebeachse 14 fällt. Die Zähne bzw. Zahnspitzen des ersten Kegelzahnrads 16 bilden eine nach außen gerichtete, kegelförmige Mantelfläche des ersten Kegelzahnrads 16.The first bevel gear 16 is firmly in the housing 32 stored. The first bevel gear 16 is therefore both in the axial direction and in the circumferential direction with respect to the transmission axis 14th set. The first bevel gear 16 is the drive side of the first wobble gear 18th arranged. In addition, the first is bevel gear 16 coaxial to the drive shaft 8th arranged so that its cone axis on the gear axis 14th falls. The teeth or tooth tips of the first bevel gear 16 form an outwardly directed, conical lateral surface of the first bevel gear 16 .

Das erste Taumelzahnrad 18 ist ebenfalls als Kegelzahnrad ausgebildet und weist die erste Kegelachse 20 auf, die schräg zur Getriebeachse 14 ausgerichtet ist. Die Zähne bzw. Zahnspitzen des ersten Taumelzahnrads 18 bilden eine nach innen gerichtete kegelförmige Mantelfläche des ersten Taumelzahnrads 18. Auf diese Weise können das erste Kegelzahnrad 16 und das erste Taumelzahnrad 18 miteinander eingreifen.The first wobble gear 18th is also designed as a bevel gear and has the first cone axis 20th on, the oblique to the gear axis 14th is aligned. The teeth or tooth tips of the first wobble gear 18th form an inwardly directed conical lateral surface of the first wobble gear 18th . This allows the first bevel gear 16 and the first wobble gear 18th intervene with each other.

Die Definition der kegelförmigen Mantelflächen des ersten Kegelzahnrads und des ersten Taumelzahnrads gelten analog für alle hierin beschriebenen Kegel- und Taumelzahnräder.The definition of the conical lateral surfaces of the first bevel gear and of the first wobble gear apply analogously to all bevel and wobble gears described herein.

In allen hierin beschriebenen Ausführungsformen ist das erste Taumelzahnrad 18 derart auf der Antriebswelle 8 gelagert, dass die erste Kegelachse 20 schräg zur Getriebeachse 14 angeordnet ist und diese schneidet. Die Schrägstellung des ersten Taumelzahnrads 18 bzw. der Kegelachse 20 wird bevorzugt durch die Lagerung des ersten Taumelzahnrads 18 auf der Antriebswelle 8 bewirkt. Hierzu weist die Antriebswelle 8 vorzugsweise einen Wellenabschnitt 40 auf, der zylindrisch ausgebildet ist, aber bezüglich der Getriebeachse 14 bzw. der Mittelachse der Antriebswelle 8 geneigt ist. Die Mantelfläche des Wellenabschnitts 40 ist somit nicht koaxial zur Getriebeachse 14 ausgerichtet. Vielmehr ist die Mittel- bzw. Symmetrieachse des Wellenabschnitts 40 und dessen Mantelfläche um den Winkel zur Getriebeachse 14 geneigt, um den die Kegelachse 20 des ersten Taumelzahnrads 18 zur Getriebeachse 14 geneigt sein soll.In all of the embodiments described herein, the first is a wobble gear 18th such on the drive shaft 8th stored that the first cone axis 20th at an angle to the gear axis 14th is arranged and this intersects. The inclination of the first Wobble gear 18th or the cone axis 20th is preferred by the storage of the first wobble gear 18th on the drive shaft 8th causes. For this purpose, the drive shaft 8th preferably a shaft section 40 on, which is cylindrical, but with respect to the transmission axis 14th or the central axis of the drive shaft 8th is inclined. The outer surface of the shaft section 40 is therefore not coaxial to the gear axis 14th aligned. Rather, it is the central or symmetry axis of the shaft section 40 and its outer surface around the angle to the gear axis 14th inclined to which the cone axis 20th of the first wobble gear 18th to the gear axis 14th should be inclined.

Auf der geneigten Mantelfläche des Wellenabschnitts 40 ist zumindest ein Wälzlager 41 zur Lagerung des ersten Taumelzahnrads 18 auf dem Wellenabschnitt 40 der Antriebswelle 8 angeordnet. Das erste Taumelzahnrad 18 ist vorzugsweise mit einer ersten Hohlwelle 42 verbunden oder integral an einem Ende der ersten Hohlwelle 42 ausgebildet, um die erste Hohlwelle 42 einfach mittels des Wälzlagers 41 auf dem Wellenabschnitt 40 der Antriebswelle 8 zu lagern.On the inclined lateral surface of the shaft section 40 is at least a rolling bearing 41 for mounting the first wobble gear 18th on the shaft section 40 the drive shaft 8th arranged. The first wobble gear 18th is preferably with a first hollow shaft 42 connected or integral at one end of the first hollow shaft 42 formed to the first hollow shaft 42 simply by means of the roller bearing 41 on the shaft section 40 the drive shaft 8th to store.

Aufgrund der Schrägstellung des ersten Taumelzahnrads 18 bezüglich der Getriebeachse 14 steht das erste Taumelzahnrad 18 in einem Abschnitt mit dem ersten Kegelzahnrad 16 in Eingriff, in 1 und 3 in einem Abschnitt unterhalb der Getriebeachse 14. In einem anderen Abschnitt, insbesondere diagonal zum im Eingriff stehenden Abschnitt, steht das erste Taumelzahnrad 18 nicht mit dem ersten Kegelzahnrad 16 in Eingriff, in 1 und 3 oberhalb der Getriebeachse 14.Due to the inclination of the first wobble gear 18th with respect to the gear axis 14th is the first wobble gear 18th in a section with the first bevel gear 16 in engagement, in 1 and 3 in a section below the transmission axis 14th . The first wobble gear is located in another section, in particular diagonally to the section in engagement 18th not with the first bevel gear 16 in engagement, in 1 and 3 above the gear axis 14th .

Dreht sich die Antriebswelle 8, wird das erste Taumelzahnrad 18 mit der Antriebswelle 8 derart um die Getriebeachse 14 bewegt, dass die erste Kegelachse 20 des ersten Taumelzahnrads 18 die Getriebeachse 14 umläuft und dadurch in Umlaufrichtung angrenzende Abschnitte der Verzahnung des ersten Kegelzahnrads 16 und des ersten Taumelzahnrads 18 in Eingriff gebracht werden. Es entsteht die Taumelbewegung des ersten Taumelzahnrads 18. Eine Drehbewegung des ersten Taumelzahnrads 18 kann dann auf die Abtriebswelle 12 übertragen werden. Die Übersetzung kann über die Anzahl der Zähne des ersten Taumelzahnrads 18 und des ersten Kegelzahnrads 16 eingestellt werden, wie bereits beschrieben.The drive shaft rotates 8th , becomes the first wobble gear 18th with the drive shaft 8th so around the gear axis 14th that moves the first cone axis 20th of the first wobble gear 18th the gear axis 14th rotates and thereby adjacent sections of the teeth of the first bevel gear in the direction of rotation 16 and the first wobble gear 18th be engaged. The wobbling movement of the first wobble gear is created 18th . A rotational movement of the first wobble gear 18th can then on the output shaft 12th be transmitted. The translation can be based on the number of teeth of the first wobble gear 18th and the first bevel gear 16 can be set as already described.

In der ersten Ausführungsform nach 1 bis 3 ist das erste Taumelzahnrad 18 mittels einer Ausgleichseinrichtung 34 mit der Abtriebswelle 12 verbunden. Die Ausgleichseinrichtung 34 ist dazu eingerichtet, eine bezüglich der Getriebeachse 14 axiale Bewegungskomponente einer Taumelbewegung des ersten Taumelzahnrads 18 zu kompensieren. In der Ausführungsform nach 1 ist die Ausgleichseinrichtung 34 weiterhin dazu eingerichtet, eine Drehbewegung vom ersten Taumelzahnrad 18 bzw. der ersten Hohlwelle 42 auf die Abtriebswelle 12 zu übertragen.In the first embodiment according to 1 until 3 is the first wobble gear 18th by means of a compensation device 34 with the output shaft 12th connected. The compensation device 34 is set up to one with respect to the transmission axis 14th axial movement component of a wobble movement of the first wobble gear 18th to compensate. In the embodiment according to 1 is the compensation device 34 further configured to rotate the first wobble gear 18th or the first hollow shaft 42 on the output shaft 12th transferred to.

Zum Kompensieren der axialen Bewegungskomponente des Taumelzahnrads 18 umfasst die Ausgleichseinrichtung 34 eine axial feststehende Komponente 36 und eine mit dem Taumelzahnrad 18 verbundene, axial bewegliche Komponente 38. Die axial feststehende Komponente 36 und die axial bewegliche Komponente 38 sind folglich in axialer Richtung der Getriebeachse 14 relativ zueinander bewegbar. In Umfangsrichtung des ersten Taumelzahnrads 18 sind die Komponenten 36, 38 jedoch bevorzugt nicht relativ zueinander bewegbar, um eine Drehbewegung übertragen zu können.To compensate for the axial movement component of the wobble gear 18th includes the compensation device 34 an axially fixed component 36 and one with the wobble gear 18th connected, axially movable component 38 . The axially fixed component 36 and the axially movable component 38 are consequently in the axial direction of the transmission axis 14th movable relative to each other. In the circumferential direction of the first wobble gear 18th are the components 36 , 38 however, preferably not movable relative to one another in order to be able to transmit a rotary movement.

In den hierin dargestellten, bevorzugten Ausführungsformen (3 und 4) ist die Ausgleichseinrichtung 34 als Kugelgelenk 34 ausgebildet. Die axial feststehende Komponente 36 wird dabei durch einen Innenring oder einen Außenring des Kugelgelenks 34 gebildet, während die axial bewegliche Komponente 38 durch den jeweils anderen aus Innenring und Außenring des Kugelgelenks 34 gebildet ist.In the preferred embodiments presented herein ( 3 and 4th ) is the compensation device 34 as a ball joint 34 educated. The axially fixed component 36 is done by an inner ring or an outer ring of the ball joint 34 formed while the axially movable component 38 through the other of the inner ring and outer ring of the ball joint 34 is formed.

Sowohl im Innenring als auch im Außenring des Kugelgelenks 34 sind entlang des Umfangs jeweils mehrere axial verlaufende Nuten vorgesehen. Jeweils eine Nut an der Innenfläche des Außenrings und eine Nut an der Außenfläche des Innenrings fluchten miteinander und bilden eine axiale Führung, in der ein Wälzkörper 39, insbesondere eine Kugel, zwischen dem Innenring und dem Außenring aufgenommen ist. Die Nuten sind derart dimensioniert, dass der Innenring und der Außenring zumindest um den Betrag der axialen Verschiebung des ersten Taumelzahnrads 18 in axialer Richtung relativ zueinander beweglich sind. In Umfangsrichtung der Ringe sind die Nuten bevorzugt derart dimensioniert, dass sich die Kugeln innerhalb der Nuten nicht in Umfangsrichtung des Außenrings und des Innenrings bewegen können. Der Außenring und der Innenring sind daher in Umfangsrichtung im Wesentlichen zueinander festgelegt bzw. drehfest miteinander verbunden.Both in the inner ring and in the outer ring of the ball joint 34 a plurality of axially extending grooves are provided along the circumference. In each case one groove on the inner surface of the outer ring and one groove on the outer surface of the inner ring are aligned with one another and form an axial guide in which a rolling element 39 , in particular a ball, is received between the inner ring and the outer ring. The grooves are dimensioned such that the inner ring and the outer ring at least by the amount of the axial displacement of the first wobble gear 18th are movable relative to one another in the axial direction. In the circumferential direction of the rings, the grooves are preferably dimensioned such that the balls cannot move within the grooves in the circumferential direction of the outer ring and the inner ring. The outer ring and the inner ring are therefore essentially fixed to one another or connected to one another in a rotationally fixed manner in the circumferential direction.

In den Ausführungsformen nach 1 und 2 ist der Außenring des Kugelgelenks 34 fest mit dem ersten Taumelzahnrad 18 verbunden und bildet somit die axial bewegliche Komponente 38, während der Innenring des Kugelgelenks 34 mit der Abtriebswelle 12 fest verbunden ist und die axial festgelegte Komponente 36 bildet.In the embodiments according to 1 and 2 is the outer ring of the ball joint 34 fixed to the first wobble gear 18th connected and thus forms the axially movable component 38 , while the inner ring of the ball joint 34 with the output shaft 12th is firmly connected and the axially fixed component 36 forms.

3 zeigt eine Variante der ersten Ausführungsform, bei der die Ausgleichseinrichtung 34 bzw. das Kugelgelenk 34 verschieden zur Variante nach 1 und 2 ausgebildet ist. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 3 der Ausführungsform nach 1 und 2. Der Außenring des Kugelgelenks 34 ist fest mit der Abtriebswelle 12 verbunden und bildet die axial festgelegte Komponente 36, während der Innenring des Kugelgelenks 34 fest mit dem ersten Taumelzahnrad 18 verbunden ist und die axial bewegliche Komponente 38 bildet. 3 shows a variant of the first embodiment, in which the compensating device 34 or the ball joint 34 different to the variant after 1 and 2 is trained. Furthermore corresponds to the embodiment according to 3 according to the embodiment 1 and 2 . The outer ring of the ball joint 34 is fixed to the output shaft 12th connected and forms the axially fixed component 36 , while the inner ring of the ball joint 34 fixed to the first wobble gear 18th is connected and the axially movable component 38 forms.

Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn der Außenring und der Innenring des Kugelgelenks 34 jeweils integral mit dem ersten Taumelzahnrad 18 bzw. der Abtriebswelle 12 ausgebildet sind. Beispielsweise kann die erste Hohlwelle 42 an einem dem ersten Taumelzahlrad 18 gegenüberliegenden Ende entsprechend als Außenring oder Innenring des Kugelgelenks 34 ausgebildet sein. Entsprechend kann auch die Abtriebswelle 12 an einem dem Taumelzahnrad 18 zugewandten Ende als Innenring oder Außenring des Kugelgelenks 34 ausgebildet sein.A particularly simple structure results when the outer ring and the inner ring of the ball joint 34 each integral with the first wobble gear 18th or the output shaft 12th are trained. For example, the first hollow shaft 42 on one of the first wobble wheel 18th opposite end as the outer ring or inner ring of the ball joint 34 be trained. The output shaft can also correspondingly 12th on one of the wobble gear 18th facing end as an inner ring or outer ring of the ball joint 34 be trained.

In 3 sind zudem der Zahnradkegelwinkel β des ersten Kegelzahnrads 16 und des ersten Taumelzahnrads 18, der Zahnwinkel δ des ersten Kegelzahnrads 16 und des ersten Taumelzahnrads 18, sowie der Taumelwinkel γ des ersten Taumelzahnrads 18 dargestellt. Die Definition des Zahnradkegelwinkels β und des Zahnwinkels δ trifft entsprechend auf alle hierein beschriebenen Taumel- und Kegelzahnräder zu. Die Definition des Taumelwinkels γ trifft entsprechend auf alle hierein beschriebenen Taumelzahnräder zu.In 3 are also the gear cone angle β of the first bevel gear 16 and the first wobble gear 18th , the tooth angle δ of the first bevel gear 16 and the first wobble gear 18th , and the wobble angle γ of the first wobble gear 18th shown. The definition of the gear cone angle β and the tooth angle δ applies accordingly to all wobble and bevel gears described here. The definition of the wobble angle γ applies accordingly to all wobble gears described here.

Der Zahnradkegelwinkel β_K des ersten Kegelzahnrads 16 ist definiert als der Winkel zwischen einer ersten Achse 43, die senkrecht zur Kegelachse des ersten Kegelzahnrads 16 bzw. zur Getriebeachse 14 ausgerichtet ist, und einer Mantellinie des ersten Kegelzahnrads 16, die durch die Spitzen seiner Zähne gebildet ist.The gear cone angle β _{K of} the first bevel gear 16 is defined as the angle between a first axis 43 that is perpendicular to the bevel axis of the first bevel gear 16 or to the gear axis 14th is aligned, and a surface line of the first bevel gear 16 that is formed by the tips of its teeth.

Der Zahnradkegelwinkel β_T des ersten Taumelzahnrads 18 ist definiert als der Winkel zwischen einer zweiten Achse 45, die senkrecht zur ersten Kegelachse 20 des ersten Taumelzahnrads 18 ausgerichtet ist, und einer Mantellinie des ersten Taumelzahnrads 18, die durch die Spitzen seiner Zähne gebildet ist.The gear _{cone angle β T of} the first wobble gear 18th is defined as the angle between a second axis 45 that is perpendicular to the first cone axis 20th of the first wobble gear 18th is aligned, and a surface line of the first wobble gear 18th that is formed by the tips of its teeth.

Das erste Kegelzahnrad 16 und das erste Taumelzahnrad 18 weisen vorzugsweise einen Zahnradkegelwinkel β_K, β_T auf, der zwischen 10° und 60°, bevorzugt zwischen 15° und 40°, mehr bevorzugt zwischen 20° und 35° beträgt. Vorzugsweise sind die beiden Zahnradkegelwinkel β_K, β_T gleich groß.The first bevel gear 16 and the first wobble gear 18th preferably have a gear cone angle β _K , β _T which is between 10 ° and 60 °, preferably between 15 ° and 40 °, more preferably between 20 ° and 35 °. The two gear cone angles β _K , β _T are preferably equal.

Die erste und die zweite Achse 43, 45 schneiden die Getriebeachse 14 im Taumelpunkt T. Der Taumelpunkt T ist definiert als der Drehpunkt des Taumelzahnrads 18 und liegt auf der Getriebeachse 14. Der Taumelpunkt T ist stationär angeordnet.The first and second axes 43 , 45 cut the gear axis 14th at the wobble point T. The wobble point T is defined as the pivot point of the wobble gear 18th and lies on the gear axis 14th . The wobble point T is arranged to be stationary.

Der Taumelwinkel γ ist definiert zwischen der ersten Achse 43, die im Taumelpunkt T senkrecht zur Getriebeachse 14 ausgerichtet ist, und einer maximalen Auslenkung des ersten Taumelzahnrads 18 in Richtung Antrieb (positives Vorzeichen) bzw. in Richtung Abtrieb (negatives Vorzeichen). Alternativ kann der Taumelwinkel γ angegeben werden als der Winkel zwischen der ersten Kegelachse 20 des ersten Taumelzahnrads 18 und der Getriebeachse 14 und entsprechend ein positives oder negatives Vorzeichen aufweisen.The wobble angle γ is defined between the first axis 43 that is perpendicular to the gear axis at the wobble point T 14th is aligned, and a maximum deflection of the first wobble gear 18th in the direction of the drive (positive sign) or in the direction of the output (negative sign). Alternatively, the wobble angle γ can be specified as the angle between the first cone axis 20th of the first wobble gear 18th and the gear axis 14th and accordingly have a positive or negative sign.

Das erste Taumelzahnrad 18 weist vorzugsweise einen Taumelwinkel γ auf, der zwischen +/- 1° und +/- 6°, vorzugsweise zwischen +/- 1,5° und +/- 4°, bevorzugt zwischen +/- 2° und +/- 3,5° beträgt.The first wobble gear 18th preferably has a wobble angle γ which is between +/- 1 ° and +/- 6 °, preferably between +/- 1.5 ° and +/- 4 °, preferably between +/- 2 ° and +/- 3, 5 °.

Jede Zahnspitze und jeder Zahngrund der Zähne des ersten Kegelzahnrads 16 und des ersten Taumelzahnrads 18 erstreckt sich vorzugsweise auf einer Geraden durch den Taumelpunkt T. Ein Zahnwinkel δ_K des ersten Kegelzahnrads 16 bzw. ein Zahnwinkel δ_T des ersten Taumelzahnrads 18 ist definiert zwischen der Gerade einer Zahnspitze und der Gerade eines Zahngrunds eines Zahns des jeweiligen (Kegel- bzw. Taumel-) Zahnrads 16, 18.Each tooth tip and each tooth base of the teeth of the first bevel gear 16 and the first wobble gear 18th preferably extends on a straight line through the wobble point T. A tooth angle δ _{K of} the first bevel gear 16 or a tooth angle δ _{T of} the first wobble gear 18th is defined between the straight line of a tooth tip and the straight line of a tooth base of a tooth of the respective (bevel or wobble) gear 16 , 18th .

Der Zahnwinkel δ_K, δ_T beträgt vorzugsweise zwischen 1° und 10°, bevorzugt zwischen 2° und 5°.The tooth angle δ _K , δ _T is preferably between 1 ° and 10 °, preferably between 2 ° and 5 °.

In allen hierin beschriebenen Ausführungsformen des Taumelscheibengetriebes 4 kann dieses zum Ausgleichen von Schwingungen ferner zumindest eine Ausgleichsmasse 44 aufweisen. Schwingungen werden insbesondere durch die nicht rotationssymmetrisch zur Getriebeachse angeordneten Komponenten, wie z.B. das erste Taumelzahnrad 18, den Wellenabschnitt 40, das Wälzlager 41 und die Hohlwelle 42 induziert. Die Ausgleichsmasse 44 ist bevorzugt an der vom Motor 6 angetriebenen Welle 8, insbesondere der Antriebswelle 8, angebracht oder integral mit derselben ausgebildet und wirkt einer durch die Taumelbewegung des ersten Taumelzahnrads 18 induzierten Schwingung bzw. Unwucht entgegen. Auch eine Unwucht durch eine Schwerpunktverschiebung während einer Umdrehung des ersten Taumelzahnrads 18 kann durch die Ausgleichsmasse 44 im Wesentlichen ausgeglichen werden. Es können auch mehrere Ausgleichsmassen 44 an unterschiedlichen Stellen in axialer Richtung und in Umfangsrichtung vorgesehen sein. Bevorzugt ist die Anordnung der zumindest einen Ausgleichsmasse 44 an einer inneren Umfangsfläche der Antriebswelle 8, da an dieser Stelle ausreichend Bauraum zur Verfügung steht.In all embodiments of the swash plate transmission described herein 4th this can also use at least one balancing mass to compensate for vibrations 44 exhibit. Vibrations are caused in particular by the components that are not arranged rotationally symmetrically to the transmission axis, such as the first wobble gear 18th , the shaft section 40 , the roller bearing 41 and the hollow shaft 42 induced. The leveling compound 44 is preferred to that of the engine 6th driven shaft 8th , especially the drive shaft 8th , attached to or integrally formed therewith, and one acts by the wobbling motion of the first wobble gear 18th induced vibration or imbalance. Also an imbalance due to a shift in the center of gravity during one revolution of the first wobble gear 18th can through the leveling compound 44 be essentially balanced. There can also be several balancing weights 44 be provided at different points in the axial direction and in the circumferential direction. The arrangement of the at least one balancing mass is preferred 44 on an inner peripheral surface of the drive shaft 8th because there is sufficient space available at this point.

In 4 ist eine zweite Ausführungsform des Taumelscheibengetriebes 4 in einer Querschnittsansicht dargestellt. Dieses Taumelscheibengetriebe 4 umfasst die Antriebswelle 8, das erste Kegelzahnrad 16, das erste Taumelzahnrad 18 sowie die Abtriebswelle 12.In 4th is a second embodiment of the swash plate transmission 4th shown in a cross-sectional view. This swashplate gear 4th includes the drive shaft 8th , the first bevel gear 16 , the first wobble gear 18th as well as the output shaft 12th .

Das Taumelscheibengetriebe 4 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nach den 1 bis 3 im Wesentlichen darin, dass das erste Kegelzahnrad 16 fest mit der Abtriebswelle 12 verbunden ist oder auf dieser gelagert ist, wobei das erste Kegelzahnrad 16 sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung bezüglich der Abtriebswelle 12 festgelegt ist. Bevorzugt ist, dass das erste Kegelzahnrad 16 integral mit der Abtriebswelle 12 ausgebildet, wie in 4 dargestellt. Das erste Kegelzahnrad 16 ist abtriebsseitig vom ersten Taumelzahnrad 18 angeordnet und in Richtung des ersten Taumelzahnrads 18 und somit in Richtung des Antriebs ausgerichtet.The swash plate gear 4th according to the second embodiment differs from the first embodiment according to FIG 1 until 3 essentially that the first bevel gear 16 firmly to the output shaft 12th is connected or is mounted on this, the first bevel gear 16 both in the axial direction and in the circumferential direction with respect to the output shaft 12th is fixed. It is preferred that the first bevel gear 16 integral with the output shaft 12th trained as in 4th shown. The first bevel gear 16 is on the output side of the first wobble gear 18th arranged and in the direction of the first wobble gear 18th and thus aligned in the direction of the drive.

Das erste Taumelzahnrad 18 ist in Richtung des Abtriebs ausgerichtet, um mit dem ersten Kegelzahnrad 16 zu kämmen. Bevorzugt ist auch in dieser Ausführungsform das erste Taumelzahnrad 18 integral mit einer ersten Hohlwelle 42 ausgebildet, die analog zur ersten Ausführungsform mittels eines Wälzlagers 41 auf einem Wellenabschnitt 40 der Antriebswelle 8 gelagert ist, der die Schrägstellung der ersten Kegelachse 20 des ersten Taumelzahnrads 18 bezüglich der Getriebeachse 14 bewirkt. Diesbezüglich sei auf die Ausführungsformen zu den 1 bis 3 verwiesen, die entsprechend für die zweite Ausführungsform zutreffen.The first wobble gear 18th is aligned in the direction of the output to match the first bevel gear 16 to comb. The first wobble gear is also preferred in this embodiment 18th integral with a first hollow shaft 42 formed analogous to the first embodiment by means of a roller bearing 41 on a wave section 40 the drive shaft 8th is mounted, which is the inclination of the first cone axis 20th of the first wobble gear 18th with respect to the gear axis 14th causes. In this regard, refer to the embodiments to the 1 until 3 referenced, which apply accordingly to the second embodiment.

Die Ausgleichseinrichtung 34 zum Kompensieren einer bezüglich der Getriebeachse 14 axialen Bewegungskomponente der Taumelbewegung des ersten Taumelzahnrads 18 ist in der zweiten Ausführungsform zwischen dem ersten Taumelzahnrad 18 und dem Gehäuse 32 angeordnet. Die axial feststehende Komponente 36 ist fest mit dem Gehäuse 32 verbunden, insbesondere in axialer Richtung und in Umfangsrichtung am Gehäuse 32 festgelegt. Die axial bewegliche Komponente 38 ist fest mit dem ersten Taumelzahnrad 18 verbunden. Vorzugsweise ist die bewegliche Komponente 38 integral mit der ersten Hohlwelle 42 an einem dem Taumelzahnrad 18 gegenüberliegenden Ende derselben ausgebildet.The compensation device 34 to compensate for a gear axis 14th axial movement component of the wobble movement of the first wobble gear 18th is in the second embodiment between the first wobble gear 18th and the case 32 arranged. The axially fixed component 36 is fixed to the housing 32 connected, in particular in the axial direction and in the circumferential direction on the housing 32 set. The axially movable component 38 is fixed to the first wobble gear 18th connected. Preferably the movable component is 38 integral with the first hollow shaft 42 on one of the wobble gear 18th opposite end thereof formed.

Auch in der zweiten Ausführungsform nach 4 kann die Ausgleichseinrichtung 34 als Kugelgelenk ausgebildet sein. Der Innenring ist dann analog zur 3 integral mit der ersten Hohlwelle 42 ausgebildet. Der Außenring des Kugelgelenks 34 ist am Gehäuse 32 festgelegt. Bezüglich der weiteren Ausgestaltung des Kugelgelenks 34, insbesondere der Nuten im Innenring und im Außenring sowie der Anordnung der Kugeln 39 sei auf die Ausführungen zu den 1 bis 3 verwiesen.Also in the second embodiment according to 4th can the compensation device 34 be designed as a ball joint. The inner ring is then analogous to 3 integral with the first hollow shaft 42 educated. The outer ring of the ball joint 34 is on the housing 32 set. With regard to the further configuration of the ball joint 34 , especially the grooves in the inner ring and in the outer ring as well as the arrangement of the balls 39 be on the remarks on the 1 until 3 referenced.

Da die axial feststehende Komponente 36 und die axial bewegliche Komponente 38 der Ausgleichseinrichtung 34 in Umfangsrichtung vorzugsweise im Wesentlichen zueinander festgelegt sind, kann das erste Taumelzahnrad 18 in der zweiten Ausführungsform nicht um die Getriebeachse 14 umlaufen. Vielmehr kann sich das erste Taumelzahnrad 18 nur in axialer Richtung bewegen und in Umfangsrichtung um die Kugeln 39 des Kugelgelenks 34 hin und her schwenken. Aus der Überlagerung der Bewegung des ersten Taumelzahnrads 18 in axialer Richtung und der Schwenkung des ersten Taumelzahnrads 18 um die Kugeln 39 ergibt sich eine im Wesentlichen elliptische Bewegung des ersten Taumelzahnrads 18.As the axially fixed component 36 and the axially movable component 38 the compensation device 34 are preferably substantially fixed to one another in the circumferential direction, the first wobble gear 18th in the second embodiment not about the transmission axis 14th circulate. Rather, the first wobble gear can 18th only move in the axial direction and in the circumferential direction around the balls 39 of the ball joint 34 pan back and forth. From the superposition of the movement of the first wobble gear 18th in the axial direction and the pivoting of the first wobble gear 18th around the balls 39 an essentially elliptical movement of the first wobble gear results 18th .

Betrachtet man einen Verzahnungsabschnitt der Zahnradpaarung, steht während eines Teils der elliptischen Bewegung das erste Taumelzahnrad 18 mit dem ersten Kegelzahnrad 16 in Eingriff und eine Kraft bzw. Bewegung wird in Antriebs- bzw. Umfangsrichtung auf das erste Kegelzahnrad 16 übertragen und somit in die Abtriebswelle 12 eingeleitet. Während der weiteren Bewegung löst sich der Eingriff allmählich und das Taumelzahnrad 18 wird entgegen der Antriebsrichtung bewegt. Dann nähert es sich dem Kegelzahnrad 16 wieder an, tritt allmählich mit diesem in Eingriff und überträgt erneute eine Kraft in Antriebsrichtung.If one looks at a toothed section of the gear pairing, the first wobble gear is stationary during part of the elliptical movement 18th with the first bevel gear 16 in engagement and a force or movement is applied to the first bevel gear in the drive or circumferential direction 16 transferred and thus in the output shaft 12th initiated. As the movement continues, the engagement gradually loosens and the wobble gear 18th is moved against the drive direction. Then it approaches the bevel gear 16 starts again, gradually engages with it and again transmits a force in the drive direction.

Aufgrund der Anordnung und Bewegung der Komponenten dieser Ausführungsform können sich die Antriebswelle 8 und die Abtriebswelle 12 in entgegengesetzte Richtungen drehen. Due to the arrangement and movement of the components of this embodiment, the drive shaft 8th and the output shaft 12th rotate in opposite directions.

Da die Ausgleichseinrichtung 34 in Richtung Antrieb ausgerichtet ist und zwischen dem ersten Taumelzahnrad 18 und der Abtriebswelle 12 keine Ausgleichsvorrichtung vorzusehen ist, ist diese Ausführungsform des Taumelscheibengetriebes 4 in axialer Richtung der Getriebeachse 14 kompakter ausgebildet.Because the compensator 34 is aligned in the direction of the drive and between the first wobble gear 18th and the output shaft 12th no compensating device is to be provided, this embodiment of the swash plate gear is 4th in the axial direction of the gear axis 14th more compact.

In 5 ist eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Taumelscheibengetriebes 4 in einer Querschnittsansicht dargestellt. Die Ausführungsform nach 5 unterscheidet sich von den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen im Wesentlichen darin, dass das Taumelscheibengetriebe 4 zusätzlich ein zweites Kegelzahnrad 46 und ein zweites Taumelzahnrad 48 umfasst. Eine Ausgleichseinrichtung ist in dieser Ausführungsform nicht erforderlich.In 5 is a third embodiment of the swash plate transmission according to the invention 4th shown in a cross-sectional view. The embodiment according to 5 differs from the embodiments described above essentially in that the swash plate gear 4th additionally a second bevel gear 46 and a second wobble gear 48 includes. A compensation device is not required in this embodiment.

Das erste Kegelzahnrad 16 ist analog zur zweiten Ausführungsform nach 4 fest mit der Abtriebswelle 12 verbunden, abtriebsseitig des ersten Taumelzahnrads 18 angeordnet und diesem zugewandt. Das erste Taumelzahnrad 18 ist analog zur zweiten Ausführungsform nach 4 in Richtung des ersten Kegelzahnrads 16 ausgerichtet und mittels zumindest eines Wälzlagers 41, hier mittels zweier Wälzlager, auf dem Wellenabschnitt 40 gelagert, der, wie zuvor beschrieben, die Schrägstellung der ersten Kegelachse 20 bezüglich der Getriebeachse 14 bewirkt.The first bevel gear 16 is analogous to the second embodiment 4th firmly to the output shaft 12th connected, on the output side of the first Wobble gear 18th arranged and facing this. The first wobble gear 18th is analogous to the second embodiment 4th towards the first bevel gear 16 aligned and by means of at least one roller bearing 41 , here by means of two roller bearings, on the shaft section 40 stored, which, as previously described, the inclination of the first cone axis 20th with respect to the gear axis 14th causes.

Das zweite Kegelzahnrad 46 ist fest im Gehäuse 32 gelagert, insbesondere sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung im Gehäuse 32 festgelegt. In der dritten Ausführungsform ist das zweite Kegelzahnrad 46 abtriebsseitig des zweiten Taumelzahnrads 48 angeordnet und in Richtung des Antriebs ausgerichtet.The second bevel gear 46 is firmly in the housing 32 stored, in particular both in the axial direction and in the circumferential direction in the housing 32 set. In the third embodiment, the second is bevel gear 46 output side of the second wobble gear 48 arranged and aligned in the direction of the drive.

Das zweite Taumelzahnrad 48 ist fest mit dem ersten Taumelzahnrad 46 verbunden, vorzugsweise sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung bezüglich des ersten Taumelzahnrads 18 festgelegt. Das erste und das zweite Taumelzahnrad 46, 48 sind koaxial angeordnet, sodass eine zweite Kegelachse des zweiten Taumelzahnrads 48 mit der ersten Kegelachse 20 zusammenfällt.The second wobble gear 48 is fixed to the first wobble gear 46 connected, preferably both in the axial direction and in the circumferential direction with respect to the first wobble gear 18th set. The first and second wobble gears 46 , 48 are arranged coaxially so that a second cone axis of the second wobble gear 48 with the first cone axis 20th coincides.

In der dritten Ausführungsform nach 5 sind das erste und das zweite Taumelzahnrad 18, 48 in dieselbe Richtung ausgerichtet. Um die Herstellung der Taumelzahnräder 18, 48 zu erleichtern, sind die beiden Taumelzahnräder 18, 48 getrennt voneinander ausgebildet und anschließend miteinander verbunden, z. B. verschraubt, verpresst oder mittels beliebiger Welle-Nabe-Verbindung verbunden.In the third embodiment according to 5 are the first and second wobble gears 18th , 48 oriented in the same direction. About the manufacture of the wobble gears 18th , 48 the two wobble gears are easier 18th , 48 formed separately from one another and then connected to one another, e.g. B. screwed, pressed or connected by means of any shaft-hub connection.

Besonders vorteilhaft ist auch in dieser Ausführungsform eine erste Hohlwelle 42 vorgesehen, die integral mit dem ersten oder dem zweiten Taumelzahnrad 18, 48 ausgebildet ist. Das andere aus erstem und zweitem Taumelzahnrad 18, 48 separat ausgebildet und anschließend an der ersten Hohlwelle 42 befestigt. Die erste Hohlwelle 42 kann mittels der Wälzlager 41 auf dem Wellenabschnitt 40 gelagert sein.A first hollow shaft is also particularly advantageous in this embodiment 42 provided integral with the first or the second wobble gear 18th , 48 is trained. The other from the first and second wobble gear 18th , 48 formed separately and then on the first hollow shaft 42 attached. The first hollow shaft 42 can by means of the roller bearings 41 on the shaft section 40 be stored.

Auch in der dritten Ausführungsform kann die Drehrichtung der Abtriebswelle 12 entgegengesetzt zur Drehrichtung der Antriebswelle 8 sein.The direction of rotation of the output shaft can also be used in the third embodiment 12th opposite to the direction of rotation of the drive shaft 8th being.

In 6 ist eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Taumelscheibengetriebes 4 in einer Querschnittsansicht dargestellt. Auch in dieser Ausführungsform umfasst das Taumelscheibengetriebe 4 zusätzlich ein zweites Kegelzahnrad 46 und ein zweites Taumelzahnrad 48. Eine Ausgleichseinrichtung 34 ist nicht erforderlich. Analog zur dritten Ausführungsform nach 5 ist das erste Kegelzahnrad 16 fest mit der Abtriebswelle 12 verbunden, insbesondere integral mit diese ausgebildet.In 6th is a fourth embodiment of the swash plate transmission according to the invention 4th shown in a cross-sectional view. In this embodiment too, the swash plate gear includes 4th additionally a second bevel gear 46 and a second wobble gear 48 . A compensation device 34 not necessary. Analogous to the third embodiment according to 5 is the first bevel gear 16 firmly to the output shaft 12th connected, in particular formed integrally with this.

Die Ausführungsform nach 6 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach 5 im Wesentlichen dadurch, dass das erste Taumelzahnrad 18 und das zweite Taumelzahnrad 48 in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind und das zweite Kegelzahnrad 46 daher antriebsseitig im Gehäuse 32 gelagert ist. Im Übrigen trifft die Beschreibung der dritten Ausführungsform analog auch auf die vierte Ausführungsform zu.The embodiment according to 6th differs from the embodiment according to 5 essentially by the fact that the first wobble gear 18th and the second wobble gear 48 oriented in opposite directions and the second bevel gear 46 therefore on the drive side in the housing 32 is stored. Otherwise, the description of the third embodiment also applies analogously to the fourth embodiment.

Das erste Taumelzahnrad 18 und das zweite Taumelzahnrad 48 sind fest miteinander verbunden, insbesondere sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung zueinander festgelegt. Das erste und das zweite Taumelzahnrad 46, 48 sind koaxial angeordnet, sodass eine zweite Kegelachse des zweiten Taumelzahnrads 48 mit der ersten Kegelachse 20 zusammenfällt. Aufgrund der Ausrichtung in entgegengesetzte Richtungen ist es zudem möglich und bevorzugt, das erste Taumelzahnrad 18 und das zweite Taumelzahnrad 48 integral mit der ersten Hohlwelle 42 auszubilden. Das erste und das zweite Taumelzahnrad 18, 48 können aber auch separat ausgebildet und mit der ersten Hohlwelle 42 verbunden sein. Das erste Taumelzahnrad 18 ist in Richtung Abtrieb ausgerichtet und dort dem ersten Kegelzahnrad 16 zugewandt. Das zweite Taumelzahnrad 48 ist in Richtung Antrieb ausgerichtet.The first wobble gear 18th and the second wobble gear 48 are firmly connected to one another, in particular fixed to one another both in the axial direction and in the circumferential direction. The first and second wobble gears 46 , 48 are arranged coaxially so that a second cone axis of the second wobble gear 48 with the first cone axis 20th coincides. Due to the orientation in opposite directions, it is also possible and preferred, the first wobble gear 18th and the second wobble gear 48 integral with the first hollow shaft 42 to train. The first and second wobble gears 18th , 48 but can also be formed separately and with the first hollow shaft 42 be connected. The first wobble gear 18th is aligned in the direction of the output and there the first bevel gear 16 facing. The second wobble gear 48 is aligned in the direction of the drive.

Das zweite Kegelzahnrad 46 ist antriebsseitig des zweiten Taumelzahnrads 48 angeordnet und diesem zugewandt, um mit dem zweiten Taumelzahnrad 48 einzugreifen. Das zweite Kegelzahnrad 46 ist fest mit dem Gehäuse 32 verbunden, vorzugsweise sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung festgelegt.The second bevel gear 46 is the drive side of the second wobble gear 48 arranged and facing this to with the second wobble gear 48 to intervene. The second bevel gear 46 is fixed to the housing 32 connected, preferably set both in the axial direction and in the circumferential direction.

Aufgrund der Schrägstellung der ersten und der zweiten Kegelachse 20 zur Getriebeachse 14 greifen das erste Kegelzahnrad 16 und das erste Taumelzahnrad 18 in einem Abschnitt miteinander ein, der diagonal zu dem Abschnitt angeordnet ist, in dem das zweite Kegelzahnrad 46 und das zweite Taumelzahnrad 48 miteinander eingreifen.Due to the inclination of the first and second cone axes 20th to the gear axis 14th grip the first bevel gear 16 and the first wobble gear 18th in a portion with each other, which is arranged diagonally to the portion in which the second bevel gear 46 and the second wobble gear 48 intervene with each other.

Auch in dieser Ausführungsform kann sich die Abtriebswelle 12 entgegengesetzt zur Antriebswelle 8 drehen.In this embodiment too, the output shaft 12th opposite to the drive shaft 8th rotate.

In allen Ausführungsformen ist die Antriebswelle bevorzugt mittels eines Wälzlagers 49, z. B. eines Kugel- oder Nadellagers, auf der Tretlagerwelle 24 gelagert.In all embodiments, the drive shaft is preferably by means of a roller bearing 49 , e.g. B. a ball or needle bearing on the bottom bracket shaft 24 stored.

In 7 ist ein Fahrrad 50 mit einem Antrieb 2 mit einem erfindungsgemäßen Taumelscheibengetriebe 4 in einer Seitenansicht dargestellt. Das Fahrrad 50 umfasst einen vorzugsweise gefederten Rahmen 52, zumindest ein Laufrad 54 sowie ein Zugmittel 56 zur Verbindung des antreibenden Laufrads 54 mit dem Antrieb 2. Ein herkömmliches Fahrrad 50 weist ein Vorderrad 54 und ein Hinterrad 54 auf, wobei das Hinterrad das antreibende Laufrad 54 bildet.In 7th is a bike 50 with one drive 2 with a swash plate gear according to the invention 4th shown in a side view. The bike 50 comprises a preferably sprung frame 52 , at least one impeller 54 as well as a traction device 56 for connecting the driving impeller 54 with the drive 2 . A conventional bike 50 has a front wheel 54 and a rear wheel 54 on, with the rear wheel being the driving impeller 54 forms.

Auf der Ausgangswelle 10 können ein oder mehrere Ritzel oder Kettenblätter 58 gelagert sein. Das Zugmittel 56 überträgt eine Drehbewegung bzw. eine Kraft vom Ritzel 58 auf das Laufrad 54. Das Zugmittel 56 kann beispielsweise als Fahrradkette oder Zahnriemen ausgebildet sein.On the output shaft 10 can be one or more sprockets or chainrings 58 be stored. The traction device 56 transmits a rotary movement or a force from the pinion 58 on the impeller 54 . The traction device 56 can for example be designed as a bicycle chain or toothed belt.

Ebenfalls in der 7 zu erkennen sind Kurbeln 60 und Pedale 62 zum manuellen Antreiben des Fahrrads 50 über die Tretlagerwelle 24 und die Ausgangswelle 10.Also in the 7th cranks can be seen 60 and pedals 62 for manually driving the bike 50 over the bottom bracket shaft 24 and the output shaft 10 .

In 8 ist der Rahmen 52 des Fahrrads 50 nach 7 in einer Seitenansicht dargestellt. Der Rahmen 52 umfasst eine rohrförmige Aufnahme 64, in der der Antrieb 2, insbesondere dessen zylindrisches Gehäuse 32 (siehe 1), aufgenommen werden kann. Der Außendurchmesser des zylindrischen Gehäuses 32 entspricht daher bevorzugt dem Innendurchmesser der rohrförmigen Aufnahme 64.In 8th is the frame 52 of the bike 50 to 7th shown in a side view. The frame 52 comprises a tubular receptacle 64 in which the drive 2 , especially its cylindrical housing 32 (please refer 1 ), can be included. The outside diameter of the cylindrical housing 32 therefore preferably corresponds to the inner diameter of the tubular receptacle 64 .

Vorzugsweise ist die rohrförmige Aufnahme 64 entlang ihres Umfangs geschlossen ausgebildet, wodurch der Rahmen 52 auch im Bereich der Aufnahme 64 und somit im Bereich des Tretlagers besonders steif ausgebildet ist. Zudem kann die Aufnahme 64 dünnwandig ausgebildet sein, wodurch der Rahmen 52 insgesamt leichter ist. Aufgrund der geringen Dimensionen des Antriebs 2 und der Aufnahme 64 ist die Designfreiheit des Rahmens 52, insbesondere im Bereich des Tretlagers, größer.The receptacle is preferably tubular 64 formed closed along its circumference, whereby the frame 52 also in the area of recording 64 and is therefore particularly stiff in the area of the bottom bracket. In addition, the recording 64 be thin-walled, whereby the frame 52 overall is easier. Due to the small dimensions of the drive 2 and the recording 64 is the freedom of design of the frame 52 , especially in the area of the bottom bracket, larger.

Das zylindrische Gehäuse 32 kann entlang des gesamten Umfangs mit seiner Mantelfläche in Kontakt mit der rohrförmigen Aufnahme 64 stehen, wodurch eine gute Wärmeübertragung vom Gehäuse 32 in den Rahmen 52 ermöglicht wird.The cylindrical case 32 can be in contact with the tubular receptacle along the entire circumference with its lateral surface 64 stand, ensuring good heat transfer from the housing 32 in the frame 52 is made possible.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 2672147 A2 [0004]
DE 2162867 A [0005]
DE 102014016719 A1 [0006]

Claims

Swash plate gear (4) for a vehicle, in particular a bicycle (50), with a drive shaft (8) which is designed as a hollow shaft and can be driven by a power source, in particular an electric motor (6); an output shaft (12) which is designed as a hollow shaft and defines a transmission axis (14) to which the drive shaft (8) is arranged coaxially; a first bevel gear (16) which is arranged coaxially to the transmission axis (14); a first wobble gear (18) which is designed as a bevel gear with a first bevel axis (20) and meshes with the first bevel gear (16), the first wobble gear (18) being mounted on the drive shaft (8) in such a way that the first bevel axis (20) of the first wobble gear (18) is arranged obliquely to the transmission axis (14) and intersects it; wherein at least one of the first bevel gear (16) and the first wobble gear (18) is set up to revolve in order to transmit a rotary movement to the output shaft (12); wherein the first wobble gear (18) has a wobble angle which is between +/- 1 ° and +/- 10 °.

Swash plate gear (4) after Claim 1 characterized in that it further comprises a compensation device (34) which is set up to compensate for a movement component of a wobble movement of the first wobble gear (18) which is axial with respect to the transmission axis (14).

Swash plate gear (4) after Claim 1 , characterized in that it further comprises: a second bevel gear (46) which is arranged coaxially to the transmission axis (14); a second wobble gear (48) which is designed as a bevel gear with a second bevel axis and meshes with the second bevel gear (46), the second wobble gear (48) being mounted on the drive shaft (8) in such a way that the second bevel axis of the second wobble gear (48) is arranged obliquely to the transmission axis (14) and intersects it; wherein the first and second wobble gears (18, 48) are fixedly connected to one another; wherein the first and second wobble gears (18, 48) are oriented in opposite directions.

Swash plate transmission (4) according to one of the preceding claims, characterized in that it furthermore has a balancing mass (44) for balancing out vibrations induced by the wobbling movement of the first wobble gear (18).

Swash plate gear (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the first bevel gear (16) and / or the first wobble gear (18) has a gear cone angle which is between 10 ° and 60 °, preferably between 20 ° and 40 °, preferably is between 25 ° and 35 °.

Swash plate gear (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the first wobble gear (18) has a wobble angle which is between +/- 1 ° and +/- 6 °, preferably between +/- 1.5 ° and + / -4 °, preferably between +/- 2 ° and +/- 3.5 °.

Swash plate gear (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the tooth flanks of the first bevel gear (16) and / or of the first swash gear (18) are essentially straight and have a flank angle between 10 ° and 50 °, preferably between 20 ° and 40 °, preferably between 25 ° and 35 °.

Drive (2) for a vehicle, in particular a bicycle (50), comprising: a motor (6) with a shaft (8) driven thereby; an output shaft (10) for driving the vehicle; and a swash plate gear (4) according to one of the Claims 1 until 7th for torque conversion between the driven shaft (8) and the output shaft (10); wherein the drive shaft (8) of the swash plate gear (4) is formed integrally with the shaft (8) driven by the motor or coupled to the shaft driven by the motor, preferably connected in a rotationally fixed manner; and wherein the output shaft (12) of the swash plate gear (4) is coupled to the output shaft (10).

Drive (2) Claim 8 , characterized in that the output shaft (12) is supported radially outwards on a housing (32) of the drive (2) and is supported radially inwards on the output shaft (10).

Drive (2) Claim 8 or 9 , characterized in that it further comprises a bottom bracket shaft (24) which is arranged coaxially to the transmission axis (14) and extends through the drive shaft (8) and the output shaft (12), and that the drive (2) also has a first Freewheel (26) and a second freewheel (28), wherein the first freewheel (26) between the output shaft (12) and the Output shaft (10) is arranged and couples them to one another, and the second freewheel (28) is arranged between the bottom bracket shaft (24) and the output shaft (10) and couples them to one another.

Drive (2) after one of the Claims 8 until 10 , characterized in that it further comprises a housing (32) in which the swash plate gear (4) and the motor (6) are received and which is essentially cylindrical, the diameter of the cylindrical housing (32) preferably at most 200 mm , preferably at most 150 mm, more preferably at most 100 mm.

Bicycle (50) with a drive (2) according to one of the Claims 8 until 11 .

Bicycle (50) Claim 12 , characterized in that it further comprises an impeller (54), at least one pinion (58) and a traction means (56) running between the impeller (54) and the at least one pinion (58), the at least one pinion (58) is mounted on the output shaft (10).