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Die vorgeschlagene Lösung betrifft eine Hohlradbaugruppe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Getriebe, ein Elektrofahrrad und ein Montageverfahren.
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Eine derartige Hohlradbaugruppe weist mindestens ein Hohlrad mit einer Innenverzahnung und einer Außenverzahnung auf.
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Eine solche Hohlradbaugruppe kann zum Beispiel in einem stufenlosen Getriebe (CVT) eines Fahrrads mit elektromotorischer Unterstützung (E-Bike) Anwendung finden. Durch das CVT-Getriebe kann dabei eine Mehrzahl von antreibenden Drehmomenten addiert und auf einen einzelnen Abtrieb übertragen werden. Insbesondere kann somit ein primäres Drehmoment, das über einen Kurbelantrieb von einer das E-Bike benutzenden Person aufgebracht wird, mit einem von einem Elektromotor aufgebrachten sekundären Drehmoment addiert werden. Hierfür kann das primäre Drehmoment über ein Planetengetriebe mit einer Innenverzahnung des Hohlrades und das sekundäre Drehmoment mit einer Außenverzahnung des Hohlrades wirkverbunden sein.
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Das CVT-Getriebe kann dabei einen signifikanten Anteil hinsichtlich des Gesamtgewichtes des E-Bikes darstellen. Grundsätzlich führt ein höheres Gewicht jedoch zu einer größeren Trägheit des E-Bikes sowie auf einem nicht horizontalen Untergrund zu größeren auf das E-Bike wirkenden Hangabtriebskräften. Große Hangabtriebskräfte und große Trägheit wiederum können den Fahrkomfort reduzieren, ein notwendiges Gesamtantriebsdrehmoment und den Verschleiß eines Bremssystems erhöhen. Es besteht folglich neben einem grundsätzlichen Wunsch einer günstigeren Fertigung auch stets der Wunsch nach einer Reduktion des Gewichtes des Getriebes.
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Ein Ausweichen auf leichtere Werkstoffe, wie Kunststoffe, kann jedoch eine reduzierte Steifigkeit oder einen erhöhten Verschleiß eines Bauteils, insbesondere des Hohlrades, nach sich ziehen. Dabei beschreibt die Steifigkeit die Deformation des Bauteils in Reaktion auf im Betrieb wirkende Drehmomente. Die Steifigkeit des Bauteils kann hierbei sowohl über materialspezifische elastische Eigenschaften, d.h. den Elastizitätstensor, als auch über eine geometrische Ausformung des Bauteils beeinflusst werden. Die durch ungenügende Steifigkeit des Bauteils hervorgerufene Deformation kann dabei zur Beschädigung wirkverbundener Elemente, verschlechterter Akustik des Getriebes, reduziertem Wirkungsgrad und vorzeitigem Verschließ bis hin zur Zerstörung des Bauteils führen.
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Der vorgeschlagenen Lösung liegt daher das Problem zu Grunde, das erforderliche Gewicht eines Getriebes bei gleichzeitigem Erhalt der notwendigen Steifigkeit der Bauteile zu reduzieren.
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Dieses Problem wird durch eine Hohlradbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einem Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 19, einem Elektrofahrrad mit den Merkmalen des Anspruchs 22 und einem Montageverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 23 gelöst.
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Demnach weist die Hohlradbaugruppe mindestens ein als separates Bauteil ausgeführtes Verstärkungselement auf, welches zur Erhöhung der Steifigkeit des Hohlrades an einem Abschnitt des Hohlrades festgelegt ist.
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Durch die separate Ausführung des mindestens einen Verstärkungselementes kann dabei das Hohlrad mit gewichtsreduzierter Bauart ausgeführt und gleichzeitig die notwendige Steifigkeit des Hohlrades gewährt werden. Hierbei bezieht sich die Gewichtsreduktion insbesondere auf den Vergleich mit einer Ausführung, welche auch ohne Verstärkungselement die notwendige Steifigkeit aufweist, die Deformation im Betrieb hinreichend klein zu halten.
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Somit erhöht das mindestens eine Verstärkungselement die im Betrieb über die Innen- und Außenverzahnung des Hohlrades ohne kritische Deformation auf das Hohlrad übertragbaren Drehmomente.
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In einer Ausführungsvariante kann dafür das mindestens eine Verstärkungselement ringförmig ausgebildet sein. Hierfür weist das mindestens eine Verstärkungselement eine kreisringförmige Grundfläche mit einem inneren und einen äußeren Radius auf, wobei der äußere Radius größer als der innere Radius ausfällt. Das mindestens eine Verstärkungselement kann in dieser Ausführungsform mit Hilfe kostengünstiger Herstellungsverfahren gefertigt werden. Exemplarisch kann das mindestens eine ringförmige Verstärkungselement aus einem metallischen oder anderen geeigneten Werkstoff gestanzt werden.
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In einer weiteren Ausführungsvariante kann das mindestens eine Verstärkungselement derart an dem Hohlrad angeordnet sein, dass das mindestens eine Verstärkungselement bezogen auf eine Rotationsachse des Hohlrades radial zwischen der Innenverzahnung und der Außenverzahnung an dem Hohlrad angeordnet ist. Insbesondere kann demnach das mindestens eine Verstärkungselement in einer ringförmigen Ausführung einen inneren Radius aufweisen, welcher größer als der radiale Abstand der Innenverzahnung des Hohlrades von der Rotationsachse des Hohlrades ist. Ebenso kann das mindestens eine Verstärkungselement in der ringförmigen Ausführung einen äußeren Radius aufweisen, welcher kleiner als der radiale Abstand der Außenverzahnung des Hohlrades von der Rotationsachse des Hohlrades ist.
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Darüber hinaus kann das Hohlrad zwei Stirnseiten aufweisen, wobei das mindestens eine Verstärkungselement an einer der zwei Stirnseiten des Hohlrades angeordnet sein kann. Eine solche Anordnung kann insbesondere den Montageaufwand reduzieren. Alternativ kann das mindestens eine Verstärkungselement zum Beispiel auf einem radial außen oder innenliegenden verzahnungslosen Abschnitt des Hohlrades angeordnet sein. Weiterhin möglich ist die Einbringung des mindestens einen Verstärkungselementes im Volumen des Hohlrades. Eine solche Einbringung ist exemplarisch durch eine Fertigung des Hohlrades in einem Spritzgussverfahren möglich, bei welchem das mindestens eine Verstärkungselement umspritzt wird.
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Für die Anordnung des mindestens einen Verstärkungselementes an dem Hohlrad kann dieses eine Vertiefung aufweisen, in welche das mindestens eine Verstärkungselement zumindest abschnittsweise eingebracht werden kann. Eine solche Vertiefung kann exemplarisch als Nut ausgeführt sein, welche in eine der zwei Stirnseiten des Hohlrades einbracht ist. Eine solche Nut kann auch als kreisförmige durchgehende Nut ausgebildet sein. In alternativen Ausgestaltungen kann die Nut auch in einen radial außen oder innenliegenden verzahnungslosen Abschnitt des Hohlrades eingebracht sein. In weiteren alternativen Ausgestaltungen, kann das Hohlrad eine Schulter aufweisen, an welcher sich das mindestens eine Verstärkungselement zumindest abschnittsweise abstützt.
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In einer weiteren Ausführungsvariante kann das mindestens eine Verstärkungselement eine höhere Steifigkeit als das Hohlrad aufweisen. Dies kann erlauben, das Hohlrad in weiter gewichtsreduzierter Bauweise auszuführen. Die unter Umständen durch die Gewichtsreduktion reduzierte Steifigkeit kann dabei durch das mindestens eine Verstärkungselement derart ausgeglichen werden, dass das Hohlrad mit dem festgelegten mindestens einen Verstärkungselement eine für den Betrieb hinreichende Steifigkeit aufweist. Insbesondere kann dabei das Hohlrad ohne das festgelegte mindestens eine Verstärkungselement eine für den Betrieb unzureichende Steifigkeit aufweisen.
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In einer Ausführungsvariante können das mindestens eine Verstärkungselement und das Hohlrad zur Ausbildung unterschiedlicher Steifigkeiten aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Elastizitätstensoren bestehen. Insbesondere kann das mindestens eine Verstärkungselement aus einem ersten Werkstoff besteht, der gegenüber einem zweiten Werkstoff, aus dem das Hohlrad besteht, eine höhere Festigkeit aufweist.
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In einer Ausgestaltung der Hohlradbaugruppe kann eine höhere Steifigkeit des mindestens einen Verstärkungselementes dadurch erreicht werden, dass das mindestens eine Verstärkungselement aus Metall und das Hohlrad aus Kunststoff gefertigt ist. In einer weiteren exemplarischen Ausgestaltung können das mindestens eine Verstärkungselement aus einem faserverstärkten Kunststoff und das Hohlrad aus einem Kunststoff ohne Faserverstärkung bestehen.
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In einer alternativen oder ergänzenden Ausführungsvariante kann das mindestens eine Verstärkungselement geometrische Merkmale aufweisen, die geeignet sind, die Steifigkeit zu erhöhen. Solche Steifigkeit erhöhenden geometrischen Merkmale können exemplarisch in Form von mindestens einer Sicke vorliegen.
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Zum Festlegen des mindestens einen Verstärkungselementes an dem Hohlrad kann das mindestens eine Verstärkungselement mit dem Hohlrad über mindestens eine Verklebung verbunden sein.
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In einer weiteren Ausführungsform kann das mindestens eine Verstärkungselement der Hohlradbaugruppe mittels mindestens eines mit dem Hohlrad verbundenen Verbindungselementes an dem Hohlrad festgelegt sein. Dabei kann sich das mindestens eine Verbindungselement durch jeweils genau eine korrespondierende Öffnung des Verstärkungselementes erstrecken.
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Ein solches Verbindungselement kann exemplarisch als im Wesentlichen zylinderförmiger Pin mit einer pilzförmigen Stirnseite ausgeführt sein. Ein solcher Pin kann sich durch die Öffnung des mindestens einen Verstärkungselementes erstrecken und zum Beispiel mit dem Hohlrad heißverstemmt sein. Hierdurch kann das mindestens eine Verstärkungselement dauerhaft, spielfrei und mit niedrigem Montageaufwand an dem Hohlrad festgelegt werden.
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In einer alternativen Ausgestaltung des mindestens einen Verbindungselementes kann dieses als Schraube oder Niet ausgebildet sein. Ferner kann das Hohlrad zur Verbindung mit dem mindestens einen Verbindungselement eine der Anzahl der Verbindungselemente entsprechende Anzahl von Löchern aufweist. Ein solches Loch kann zum Beispiel zur Aufnahme eines Niets dienen. Hierbei müssen die Löcher des Hohlrades grundsätzlich mit den Öffnungen des Verstärkungselementes fluchten.
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Im Falle einer Mehrzahl von Verbindungselementen kann somit auch das mindestens eine Verstärkungselement eine der Anzahl der Verbindungselemente entsprechende Anzahl von Öffnungen aufweisen. Diese Öffnungen können entlang des Verstärkungselementes gleichverteilt sein. Hierdurch kann ein weitestgehend räumlich gleichverteilter Anpressdruck des mindestens einen Verstärkungselements an das Hohlrad durch die Mehrzahl von Verbindungselementen aufgebracht werden.
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In einer weiteren alternativen Ausgestaltung des mindestens einen Verbindungselementes können das mindestens eine Verbindungselement und das Hohlrad einstückig ausgebildet sein.
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In einer Ausführungsvariante kann die Hohlradbaugruppe ferner einen Steg aufweisen. Der Steg kann dabei axial gegenüber der Innenverzahnung versetzt mit dem Hohlrad drehfest verbunden sein. Dabei kann eine Rotationsachse des Steges mit einer Rotationsachse des Hohlrades zusammenfallen.
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Dabei kann der Steg unabhängig von der Wahl des Werkstoffes für das Hohlrad aus einem Werkstoff höherer Festigkeit als das Hohlrad gefertigt werden. Zur drehfesten Verbindung des Steges mit dem Hohlrad, kann der Steg bezogen auf die Rotationsachse rotationssymmetrisch ausgeformt sein und an einer radial außenliegenden Berandung eine umlaufende Verbindungskontur aufweisen, in welche das Hohlrad mit einer korrespondierenden umlaufenden Verbindungskontur formschlüssig eingreift.
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Eine solche umlaufende Verbindungskontur kann zum Beispiel zwei bezogen auf die Rotationsachse des Steges unterschiedliche radiale Beabstandungen aufweisen. Hierbei kann die Verbindungskontur zwischen den zwei radialen Beabstandungen unstetig alternierende Kreisbogenabschnitte (Rechteckkontur) oder lineare Übergänge (Dreieckskontur) oder eine Kombination (Sägezahnkontur) aufweisen.
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In einer alternativen Ausführungsvariante kann der Steg mit einer rotationssymmetrischen Verbindungskontur ausgeführt sein, welche mit dem Hohlrad zum Beispiel mittels einer Verklebung drehfest verbunden werden kann.
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Gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung kann der Steg eine höhere Steifigkeit als das Hohlrad aufweisen. Wie eingangs beschrieben, kann die höhere Steifigkeit des Steges dabei aus einem abweichenden Elastizitätstensor oder der geometrischen Ausgestaltung des Steges resultieren. Insbesondere kann der Steg aus einem metallischen Werkstoff und das Hohlrad aus einem Kunststoff bestehen. Somit kann das Gesamtgewicht der Hohlradbaugruppe und gleichzeitig die Deformation des Steges im Betrieb der Hohlradbaugruppe reduziert werden.
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In einer Variante kann der Steg dabei drehfest mit einer Lagerwelle verbunden sein. Die Lagerwelle kann dabei zur drehbaren Lagerung der Hohlradbaugruppe dienen. Hierfür kann insbesondere eine Rotationsachse der Lagerwelle mit der Rotationsachse des Hohlrades zusammenfallen. Ferner kann die Lagerwelle derart ausgebildet sein, dass axial an beiden Enden der Lagerwelle Abschnitte zur drehbaren Lagerung der Lagerwelle bereitgestellt werden. In einer Ausführungsvariante kann die Lagerwelle dabei an mindestens einem der axialen Enden als Hohlwelle ausgeführt sein, um einen Zapfen zur Lagerung der Hohlradbaugruppe aufzunehmen. In einer alternativen oder ergänzenden Ausführungsform, kann die Lagerwelle das Hohlrad in axialer Richtung bezüglich mindestens einer Seite überragen.
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Darüber hinaus kann der Steg grundsätzlich einen Abschnitt mit einer Außenverzahnung aufweisen. Über eine derartige Außenverzahnung kann der Steg insbesondere mit einem weiteren Bauteil oder einer Baugruppe wirkverbunden sein.
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Weiterhin kann die Hohlradbaugruppe in einer der vorangehenden Ausführungsvarianten Bestandteil eines Getriebes sein. Das Getriebe weist hierfür neben der Hohlradbaugruppe in einer der vorgenannten Ausführungsformen eine erste und eine zweite Getriebebaugruppe auf. Dabei ist die erste Getriebebaugruppe über die Innenverzahnung des Hohlrades mit der Hohlradbaugruppe wirkverbunden. Die zweite Getriebebaugruppe ist über die Außenverzahnung des Hohlrades mit der Hohlradbaugruppe wirkverbunden. Des Weiteren können sowohl die erste als auch die zweite Getriebebaugruppe ein antreibendes Drehmoment auf das Hohlrad der Hohlradbaugruppe übertragen. Beide Getriebebaugruppen können zur Anpassung der antreibenden Drehmomente sowie die zugehörigen Drehzahlen weitere Getriebeelemente aufweisen, die geeignet sind das jeweilige antreibende Drehmoment der ersten und / oder zweiten Getriebebaugruppe sowie die zugehörigen Drehzahlen anzupassen. Solche Getriebeelemente können exemplarisch mindestens eine Stirnradstufe und / oder mindestens ein Planetengetriebe umfassen.
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Durch die Ausgestaltung mindestens einer Getriebebaugruppe mit Getriebeelementen zur Anpassung des Drehmoments und der Drehzahl kann dabei ein erstes Drehmoment mit einem kontrollierbaren zweiten Drehmoment addiert werden. In einer Ausführungsvariante kann somit das zweite Drehmoment ein einstellbarer Anteil des ersten Drehmomentes sein.
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Weiterhin kann die erste Getriebebaugruppe einen Kurbelantrieb aufweisen, wodurch ein antreibendes Drehmoment durch eine das Getriebe benutzende Person muskelkraftbetätigt aufgebracht werden kann. Die zweite Getriebebaugruppe weist zur Bereitstellung einer elektromotorischen Unterstützung der das Getriebe benutzenden Person einen Elektromotor auf. An einem drehfest mit dem Hohlrad der Hohlradbaugruppe verbundenen Steg, kann somit die addierte Leistung abgetrieben werden. Hierfür kann der Steg abschnittsweise eine Außenverzahnung aufweisen.
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In einer Variante kann die erste Getriebebaugruppe ein Planetengetriebe aufweisen, welches ein Sonnenrad und eine Mehrzahl von Planetenrädern umfasst. Dabei kann das Sonnenrad drehbar auf der Lagerwelle im Inneren des Hohlrades angeordnet sein und mit einer Außenverzahnung die Planetenräder kämmen, welche mit der Innenverzahnung des Hohlrades in Eingriff stehen. Zum Antrieb des Sonnenrades kann die erste Getriebebaugruppe weiterhin eine Antriebswelle aufweisen, welche drehfest mit dem Sonnenrad und somit koaxial bezüglich der Rotationsachse des Hohlrades verbunden sein kann. Der muskelkraftbetätigte Antrieb über die erste Getriebebaugruppe und der Abrieb über den außenverzahnten Steg können somit koaxial erfolgen.
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In einer alternativen Variante kann die erste Getriebebaugruppe neben dem Planetengetriebe weiterhin mindestens eine mit dem Sonnenrad wirkverbundene Stirnradstufe aufweisen. Dabei kann ein erstes Stirnrad der Stirnradstufe drehfest mit der Antriebswelle verbunden sein. Ferner kann auch der Steg mit weiteren Getriebeelementen wirkverbunden sein. In einer Ausführungsform kann dabei der Steg mit einem zweiten Stirnrad wirkverbunden sein, um über das zweite Stirnrad einen bezogen auf die Antriebswelle koaxialen Abtrieb zu realisieren.
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Grundsätzlich kann das Getriebe weiterhin Sensorik für die Detektion einer oder mehrerer der Drehzahlen des Hohlrades, des Elektromotors, des muskelkraftbetätigten Antriebes, des Abtriebes oder eines der weiteren Getriebeelemente enthalten. Insbesondere, kann die Sensorik dabei eine Bestimmungseinheit aufweisen, die basierend auf einer oder einem Teil der vorgenannten Drehzahlen mindestens eine weitere Drehzahl rechnerisch bestimmen kann.
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Die vorangehend für die Hohlradbaugruppe beschriebenen Ausführungsformen finden analog auch auf das Getriebe Anwendung.
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Darüber hinaus kann ein Getriebe der vorangehend beschriebenen Ausführungsvarianten Teil eines Elektrofahrrads sein. Hierbei wird die erste Getriebebaugruppe von der das Elektrofahrrad benutzenden Person über mit dem Kurbelantrieb verbundene Pedale angetrieben.
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In einer Variante kann das Elektrofahrrad demnach ein Getriebe aufweisend ein Hohlrad mit mindestens einem festgelegten Verstärkungselement sein, wobei das mindestens eine Verstärkungselement eine höhere Steifigkeit als das Hohlrad aufweist. Dies kann erlauben, das Hohlrad in weiter gewichtsreduzierter Bauweise auszuführen. Insbesondere kann dabei das Hohlrad ohne das festgelegte mindestens eine Verstärkungselement eine für den Betrieb unzureichende Steifigkeit aufweisen. Ein solches Elektrofahrrad kann sich durch ein geringeres Gewicht als ein Elektrofahrrad mit einem Hohlrad, das ohne festgelegtes Verstärkungselement die notwendige Steifigkeit aufweist, auszeichnen. Das Elektrofahrrad gemäß der vorgeschlagenen Lösung kann somit eine höhten Fahrkomfort und / oder ein geringeres notwendiges Gesamtantriebsdrehmoment und / oder einen geringen Verschleiß eines Bremssystems aufweisen.
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Die zweite Getriebebaugruppe kann das Drehmoment der ersten Getriebebaugruppe relativ oder unabhängig von diesem verstärken. Dementsprechend kann die zweite Getriebebaugruppe bei einem Ausbleiben des Drehmoments der ersten Getriebebaugruppe auch den alleinigen Antrieb darstellen.
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Die vorangehend für das Getriebe beschriebenen Ausführungsformen finden analog auch auf das Elektrofahrrad Anwendung.
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Die vorgeschlagene Lösung umfasst ferner ein Montageverfahren einer Hohlradbaugruppe. Das Montageverfahren weist in einer ersten Ausführungsvariante ein Bereitstellen einer Hohlradbaugruppe und ein Festlegen mindestens eines Verstärkungselementes an einem Abschnitt eines Hohlrades der Hohlradbaugruppe auf. Dabei umfasst die bereitgestellte Hohlradbaugruppe das mindestens eine innen- und außenverzahnte Hohlrad sowie das mindestens eine Verstärkungselement. Des Weiteren erhöht das Festlegen des mindestens einen Verstärkungselementes die Steifigkeit des Hohlrades.
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Durch das vorgeschlagene Montageverfahren kann somit das Hohlrad der Hohlradbaugruppe mit einem reduzierten Gewicht gefertigt werden. Hierbei bezieht sich die Gewichtsreduktion insbesondere auf den Vergleich mit einer Ausführung, welche auch ohne Verstärkungselement die notwendige Steifigkeit aufweist, die Deformation im Betrieb hinreichend klein zu halten. Ein solches reduziertes Gewicht kann sowohl durch Wahl eines Materials mit einer geringeren spezifischen Masse als auch durch eine Ausgestaltung des Hohlrades mit weniger Materialvolumen erfolgen. Eine aufgrund der gewichtsreduzierten Ausgestaltung des Hohlrades reduzierte Steifigkeit kann dabei durch das Festlegen des mindestens einen Verstärkungselementes kompensiert werden.
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In einer weiteren Ausführungsvariante des Montageverfahrens kann das Bereitstellen der Hohlradbaugruppe ferner ein Ausformen des Hohlrades im Spritzgussverfahren umfassen. Dabei kann das Hohlrad auf einen rotationssymmetrischen Steg der Hohlradbaugruppe mit einer radial außenliegenden umlaufenden Verbindungskontur derart aufgeformt werden, dass das Hohlrad abschnittsweise formschlüssig in die Verbindungskontur eingreift. Bei dem ausgeformten Hohlrad kann dabei insbesondere die Rotationsachse des Steges mit einer Rotationsachse des Hohlrades zusammenfallen.
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Durch eine derartige Ausformung des Hohlrades, kann das Hohlrad bei niedrigem Herstellungs- und Montageaufwand spielfrei und dauerhaft mit dem Steg verbunden werden. Weiterhin kann das Hohlrad durch Ausformung aus einem für den Spritzguss geeigneten Material gegenüber einer Ausführung mit einem metallischen Werkstoff gewichtsreduziert vorliegen. Darüber hinaus kann der Steg unabhängig von der Wahl des Werkstoffes für das Hohlrad hinsichtlich der im Betrieb zu erwartenden Lasten aus einem belastbarerem Werkstoff als das Hohlrad gefertigt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung des Montageverfahrens kann das Festlegen des Verstärkungselementes an dem Hohlrad ein Heißverstemmen von als Pins ausgeführten Verbindungselementen in dem Hohlrad umfassen. Dabei kann sich jeweils eines der Verbindungselemente durch jeweils eine Öffnung in dem Verstärkungselement erstrecken.
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Die vorangehend für die Hohlradbaugruppe beschriebenen Ausführungsformen finden analog auch auf das Montageverfahren Anwendung.
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Die beigefügten Figuren veranschaulichen exemplarisch mögliche Ausführungsformen der vorgeschlagenen Lösung. Hierbei zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Hohlradbaugruppe, aufweisend ein Hohlrad mit einer Außenverzahnung sowie Innenverzahnung (nicht dargestellt), ein Verstärkungselement und einen Steg, welcher abschnittsweise eine Außenverzahnung aufweist und mit einer Lagerwelle verbunden ist;
- 2 eine Draufsicht auf die Hohlradbaugruppe in 1 in Richtung einer Rotationsachse des Hohlrades mit Blick auf die Lagerwelle;
- 2A einen Querschnitt durch die Hohlradbaugruppe in 1 und 2 entlang der in 2 markierten Schnittebene;
- 2B eine Draufsicht auf die Hohlradbaugruppe mit separatem Verstärkungselement in einer Richtung orthogonal zu der Rotationsachse des Hohlrades mit Blick auf die Außenverzahnungen des Hohlrades und des Steges; und
- 3 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Getriebes aufweisend eine Hohlradbaugruppe sowie eine erste und zweite mit der Hohlbaugruppe wirkverbundene Getriebebaugruppe.
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Hohlradbaugruppe. Eine derartige Hohlradbaugruppe weist mindestens ein Hohlrad 1 mit einer Innenverzahnung 11 und einer Außenverzahnung 12 auf. Weiterhin weist die Hohlradbaugruppe mindestens ein als separates Bauteil ausgeführtes Verstärkungselement 2 auf, welches zur Erhöhung der Steifigkeit des Hohlrades 1 an einem Abschnitt des Hohlrades 1 festgelegt ist.
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Bei der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform ist das Hohlrad 1 im Wesentlichen hohlzylinderförmig mit einer Rotationsachse 1A ausgestaltet. Darüber hinaus weist das Hohlrad 1 auf einer äußeren Mantelfläche des Hohlzylinders eine Außenverzahnung 11 und auf einer inneren Mantelfläche des Hohlzylinders eine nicht dargestellte Innenverzahnung 12 auf. Hierbei ist die Außenverzahnung 11 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als eine schrägverzahnte Evolventenverzahnung ausgeführt.
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Ferner ist das Verstärkungselement 2 kreisscheibenförmig ausgebildet und an einer ersten zu der Rotationsachse 1A orthogonalen Stirnfläche 13 des Hohlrades 1 angeordnet. Das Verstärkungselement 2 weist dabei einen äußeren Radius 2Rmax und einen inneren Radius 2Rmin auf. Hierbei ist der äußere und somit größere Radius 2Rmax des Verstärkungselementes 2 kleiner als die radiale Beabstandung 1Rmax der Außenverzahnung 11 des Hohlrades 1. Darüber hinaus ist das Verstärkungselement 2 mit einer Mehrzahl von mit dem Hohlrad 1 verbundenen Verbindungselementen 17 an dem Hohlrad 1 festgelegt.
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Jedes der Mehrzahl von Verbindungselementen 17 ist dabei als ein im Wesentlichen zylinderförmiger und an der Stirnseite des Hohlrades 1 axial (bezüglich der Rotationsachse 1A) vorstehender Pin mit einem verbreiterten pilzförmigen Kopf ausgeformt. Dabei erstrecken sich alle Verbindungselemente 17 durch jeweils eine Öffnung 21 in dem Verstärkungselement 2. Die Verbindungselemente 17 sind mit dem Hohlrad 1 dabei derart verbunden, dass der verbreiterte pilzförmige Kopf der Verbindungselemente 17 auf der dem Hohlrad 1 abgewandten Seite des Verstärkungselementes 2 angeordnet ist. Somit ist das Verstärkungselement 2 formschlüssig an dem Hohlrad 1 festgelegt.
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Auf der zweiten Stirnfläche 14 des Hohlrades 1 weist das Hohlrad 1 einen sich radial nach innen erstreckenden rotationssymmetrischen Vorsprung 18 auf.
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Darüber hinaus umfasst die Hohlradbaugruppe in der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform einen Steg 3, welcher mit dem Vorsprung 18 drehfest verbunden ist. Der Steg 3 ist dabei derart an dem Vorsprung 18 des Hohlrades 1 angeordnet, dass eine Rotationsachse A3 des Steges 3 mit der Rotationsachse 1A des Hohlrades 1 zusammenfällt. Ferner ragt der Steg 3 in bezogen auf die Rotationsachse 1A des Hohlrades 1 axialer Richtung aus dem Hohlrad 1 heraus. Der aus dem Hohlrad 1 herausragende Abschnitt des Steges 3 weist dabei eine Außenverzahnung 31 auf.
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Weiterhin ist der Steg 3 radial innenliegend mit einer Lagerwelle 32 derart verbunden, dass eine Rotationsachse 32A der Lagerwelle 32 mit der Rotationsachse A1 des Hohlrades 1 zusammenfällt. Die Lagerwelle 32 erstreckt sich dabei axial zu beiden Seiten über das Hohlrad 1 und den Steg 3 hinaus. Auf dem stegseitigen Endabschnitt der Lagerwelle 32 ist die Lagerwelle 32 hierbei als eine Hohlwelle 34 ausgeformt. Somit stellt die Lagerwelle 32 auf dem steigseitigen Endabschnitt eine Lageröffnung 35 bereit und ist somit eingerichtet einen Zapfen oder der gleichen zur drehbaren Lagerung aufzunehmen.
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2 zeigt eine Draufsicht auf die erste Ausführungsvariante der Hohlradbaugruppe in 1 mit Blick entlang der Rotationsachse 1A des Hohlrades 1 auf die erste Stirnfläche 13 des Hohlrades.
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Hierbei ist radial außenliegend das Hohlrad 1 mit der Außenverzahnung 11 und der Innenverzahnung 12 dargestellt. An der dargestellten ersten Stirnfläche 13 des Hohlrades 1 ist mittels der Mehrzahl von Verbindungselementen 17 das Verstärkungselement 2 festgelegt. Hierbei ist das flächige Verstärkungselement 2 als Kreisring mit dem inneren und äußeren Radien 2Rmax, 2Rmin ausgeformt. In der dargestellten Ausführungsvariante ist das Verstärkungselement 2 derart an dem Hohlrad 1 angeordnet, dass das Verstärkungselement 2 bezogen auf die Rotationsachse 1A des Hohlrades 1 radial zwischen der Innenverzahnung 12 und der Außenverzahnung 11 an dem Hohlrad 1 angeordnet ist. Insbesondere ist demnach der innere Radius 2Rmin des Verstärkungselementes 2 größer als der radiale Abstand 1Rmin der Innenverzahnung 12 des Hohlrades 1. Ebenso ist der äußere Radius 2Rmax kleiner als der radiale Abstand 1Rmax der Außenverzahnung 11 des Hohlrades 1.
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Radial innenliegend und benachbart zu der Innenverzahnung 12 des Hohlrades 1 ist der Vorsprung 18 dargestellt. Der Vorsprung 18, welcher radial außenliegend mit dem Hohlrad 1 verbunden ist, erstreckt sich auf der dem Verstärkungselement 2 abgewandten zweiten Stirnseite 14 radial nach innen bis zu einem inneren Radius 18R. Entlang der bei dem inneren Radius 18R gebildeten Berandung des Vorsprungs 18 ist eine umlaufende Verbindungskontur 15 des Hohlrades 1 ausgebildet. In der dargestellten ersten Ausführungsvariante ist die Verbindungskontur 15 dabei als Rechteckkontur ausgeformt.
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Weiter radial innenliegend und benachbart zu dem Vorsprung 18 ist der Steg 3 dargestellt. Hierbei weist der Steg 3 an seiner radial außenliegenden Berandung eine Verbindungskontur 33 auf, welche formschlüssig in die Verbindungskontur 15 des Hohlrades 1 eingreift.
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Weiterhin ist auf der radial innenliegenden Seite des Steges 3 dieser in nicht dargestellter Weise mit der Lagerwelle 32 derart verbunden, dass die Rotationsachse 32A der Lagerwelle mit der Rotationsachse 1A des Hohlrades zusammenfällt.
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2A zeigt einen Querschnitt durch die erste Ausführungsvariante der Hohlradbaugruppe aus 1 und 2 entlang der in 2 markierten Schnittebene. Das im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgestaltete Hohlrad weist auf der äußeren Mantelfläche des Hohlzylinders die Außenverzahnung 11 und auf der inneren Mantelfläche des Hohlzylinders die Innenverzahnung 12 auf.
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Ferner ist das Verstärkungselement 2 kreisscheibenförmig ausgebildet und an der ersten zu der Rotationsachse 1A orthogonalen Stirnfläche 13 des Hohlrades 1 in einer Vertiefung 16 angeordnet. Hierbei wird die Vertiefung 16 durch die in axialer Richtung zurückspringende erste Stirnfläche 13 des Hohlrades 1 ausgebildet. Dabei ist die Vertiefung 16 derart angeordnet, dass sich das Verstärkungselement 2 mit einer radial innenliegenden Berandung an einer durch die zurückspringende erste Stirnfläche 13 gebildeten Schulter 19 abstützt.
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Das Verstärkungselement 2 weist dabei den äußeren Radius 2Rmax und den inneren Radius 2Rmin auf. In der dargestellten Ausführungsvariante ist das Verstärkungselement 2 derart an dem Hohlrad 1 angeordnet, dass das Verstärkungselement 2 bezogen auf die Rotationsachse 1A des Hohlrades 1 radial zwischen der Innenverzahnung 12 und der Außenverzahnung 11 an dem Hohlrad 1 angeordnet ist. Insbesondere ist demnach der innere Radius 2Rmin des Verstärkungselementes 2 größer als der radiale Abstand 1Rmin der Innenverzahnung 12 des Hohlrades 1. Ebenso ist der äußere Radius 2Rmax kleiner als der radiale Abstand 1Rmax der Außenverzahnung 11 des Hohlrades 1. Hierbei ist das Verstärkungselement 2 mit der Mehrzahl von mit dem Hohlrad 1 verbundenen Verbindungselementen 17 an dem Hohlrad 1 festgelegt.
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Jedes der Mehrzahl von Verbindungselementen 17 ist dabei als im Wesentlichen zylinderförmiger Pin mit einem verbreiterten pilzförmigen Kopf ausgeformt. Dabei erstrecken sich alle Verbindungselemente 17 durch jeweils eine der Öffnungen 21 in dem Verstärkungselement 2. Die Verbindungselemente 17 sind mit dem Hohlrad 1 dabei derart verbunden, dass der verbreiterte pilzförmige Kopf der Verbindungselemente 17 auf der dem Hohlrad 1 abgewandten Seite angeordnet ist. Somit ist das Verstärkungselement 2 formschlüssig an dem Hohlrad 1 festgelegt.
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Auf der zweiten Stirnfläche 14 des Hohlrades 1 weist das Hohlrad 1 einen sich radial nach innen erstreckenden rotationssymmetrischen Vorsprung 18 auf.
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Darüber hinaus ist der Steg 3 mit dem Vorsprung 18 drehfest verbunden ist. Der Steg 3 ist dabei derart an dem Vorsprung 18 des Hohlrades 1 angeordnet, dass die Rotationsachse A3 des Steges 3 mit der Rotationsachse 1A des Hohlrades 1 zusammenfällt. Ferner ragt der Steg 3 in bezogen auf die Rotationsachse 1A des Hohlrades 1 axialer Richtung aus dem Hohlrad 1 heraus. Der aus dem Hohlrad 1 herausragende Abschnitt des Steges 3 weist dabei die Außenverzahnung 31 auf.
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Weiterhin ist der Steg 3 radial innenliegend mit der Lagerwelle 32 derart verbunden, dass die Rotationsachse 32A der Lagerwelle 32 mit der Rotationsachse A1 des Hohlrades 1 zusammenfällt. Die Lagerwelle 32 erstreckt sich dabei axial zu beiden Seiten über das Hohlrad 1 und den Steg 3 hinaus. Auf dem stegseitigen Endabschnitt der Lagerwelle 32 ist die Lagerwelle 32 hierbei als Hohlwelle 34 ausgeformt. Somit stellt die Lagerwelle 32 auf dem steigseitigen Endabschnitt die Lageröffnung 35 bereit.
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2B zeigt eine Draufsicht auf die Hohlradbaugruppe mit separatem Verstärkungselement 3 in einer Blickrichtung orthogonal zu der Rotationsachse 1A des Hohlrades 1. Das im Wesentlichen hohlzylinderförmige Hohlrad 1 weist auf der äußeren Mantelfläche des Hohlzylinders eine schrägverzahnte Außenverzahnung 11 auf.
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Das separate Verstärkungselement 2 ist kreisscheibenförmig ausgebildet und wie durch die gestrichelten Linien dargestellt an der ersten zu der Rotationsachse 1A orthogonalen Stirnfläche 13 des Hohlrades 1 in der Vertiefung 16 anordbar.
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Hierbei wird die Vertiefung 16 durch die in axialer Richtung zurückspringende erste Stirnfläche 13 des Hohlrades 1 ausgebildet. Dabei ist die Vertiefung 16 derart angeordnet, dass sich das Verstärkungselement 2 mit einer radial innenliegenden Berandung an einer durch die zurückspringende erste Stirnfläche 13 gebildeten Schulter 19 abstützt.
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Das Verstärkungselement 2 weist dabei einen äußeren Radius 2Rmax auf, wobei der äußere Radius 2Rmax des Verstärkungselementes 2 kleiner als die radiale Beabstandung 1Rmax der Außenverzahnung 11 des Hohlrades von der Rotationsachse 1A ausfällt. Hierbei ist das Verstärkungselement 2 mit einer Mehrzahl von mit dem Hohlrad 1 verbundenen Verbindungselementen 17 an dem Hohlrad 1 festlegbar.
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Jedes der Mehrzahl von Verbindungselementen 17 ist dabei als im Wesentlichen zylinderförmiger Pin mit einem verbreiterten pilzförmigen Kopf ausgeformt. Dabei weist das Verstärkungselement 3 eine Mehrzahl an Öffnungen 21 auf (nicht dargestellt). Durch diese Öffnungen 21 erstrecken sich im bestimmungsgemäß montierten Zustand alle Verbindungselemente 17. Die Verbindungselemente 17 sind mit dem Hohlrad 1 dabei derart verbunden, dass der verbreiterte pilzförmige Kopf der Verbindungselemente 17 auf der dem Hohlrad 1 abgewandten Seite des Verstärkungselementes 2 anordbar ist. Somit ist das Verstärkungselement 2 formschlüssig an dem Hohlrad 1 festlegbar.
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Auf der zweiten Stirnfläche 14 des Hohlrades 1 ist das Hohlrad 1 mit dem Steg 3 in nicht dargestellter Weise über den Vorsprung 18 drehfest verbunden. Der Steg 3 ist dabei derart an dem Hohlrad 1 angeordnet, dass die Rotationsachse A3 des Steges 3 mit der Rotationsachse 1A des Hohlrades 1 zusammenfällt. Ferner ragt der Steg 3 in bezogen auf die Rotationsachse 1A des Hohlrades 1 axialer Richtung aus dem Hohlrad 1 heraus. Der aus dem Hohlrad 1 herausragende Abschnitt des Steges 3 weist dabei eine Außenverzahnung 31 auf.
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Ferner ist der Steg 3 mit einer Lagerwelle 32 derart verbunden, dass die Rotationsachse 32A der Lagerwelle 32 mit der Rotationsachse A1 des Hohlrades 1 zusammenfällt. Die Lagerwelle 32 erstreckt sich dabei axial zu beiden Seiten über das Hohlrad 1 und den Steg 3 hinaus. Auf dem stegseitigen Endabschnitt der Lagerwelle 32 ist die Lagerwelle 32 hierbei als Hohlwelle 34 mit der Lageröffnung 35 ausgeformt.
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In einer alternativen Ausführungsform kann das Hohlrad 1 von der im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Ausgestaltung abweichen, solange die Ausformung eine Außenverzahnung 11 und eine Innenverzahnung 12 aufweist. So kann das Hohlrad 1 beispielsweise einen trapezförmigen Querschnitt und somit insbesondere Stirnflächen 13, 14 aufweisen, welche bezogen auf die Rotationsachse 1A nicht orthogonal ausgerichtet sind.
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In einer weiteren Abweichung von der in den 1 bis 2B dargestellten ersten Ausführungsform kann die Hohlradbaugruppe dabei eine Mehrzahl von Verstärkungselementen 2 umfassen. Dabei ist unabhängig von der Anzahl der Verstärkungselemente 2 die Ausformung des einzelnen Verstärkungselementes 2 dabei nicht auf die genannte Kreisscheibe beschränkt. Ebenso kann das einzelne Verstärkungselement 2 zum Beispiel als Ring, Streifen oder Vieleck ausgeformt sein.
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Ebenso umfasst die vorgeschlagene Lösung Ausführungsformen, bei welchen das mindestens eine Verstärkungselement 2 an einem Abschnitt des Hohlrades 1 festgelegt ist, welcher nicht auf der ersten Stirnfläche 13 angeordnet ist. So kann alternativ das mindestens eine Verstärkungselement 2 zum Beispiel auf der zweiten Stirnseite 14 oder einem radial außen oder innenliegenden verzahnungslosen Abschnitt des Hohlrades 1 angeordnet sein. Weiterhin möglich ist die Einbringung des mindestens einen Verstärkungselementes 2 im Volumen des Hohlrades 1. Eine solche Einbringung ist exemplarisch durch eine Fertigung des Hohlrades 1 in einem Spritzgussverfahren möglich, bei welchem das mindestens eine Verstärkungselement 2 umspritzt wird.
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Darüber hinaus kann der äußere Radius 2Rmax des Verstärkungselementes 2 bei einer Anordnung des Verstärkungselementes 1 an einer der zwei Stirnseiten 13, 14 auch größer als die radiale Beabstandung 1 Rmax der Außenverzahnung 11 des Hohlrades 1 sein. In gleicher Weise kann ebenso der innere Radius 2Rmin des Verstärkungselementes 2 kleiner als die radiale Beabstandung 1 Rmin der Innenverzahnung 12 des Hohlrades 1 sein.
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In weiteren alternativen Ausführungsformen der Hohlradbaugruppe kann die Vertiefung 16 als Nut ausgebildet sein und somit zwei Schultern 19 aufweisen. Insbesondere, kann die Vertiefung 16 auf einem von der ersten Stirnseite 13 abweichenden Abschnitt des Hohlrades 1 ausgebildet sein, um mit der Anordnung des mindestens einen Verstärkungselements 2 zumindest abschnittsweise zu korrespondieren. Ferner können alternative Ausführungsformen mit einer Mehrzahl von Verstärkungselementen 2 eine der Anzahl der Verstärkungselemente 2 entsprechende Anzahl von Vertiefungen 16 aufweisen.
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In einer alternativen Ausgestaltung des mindestens einen Verbindungselementes 17 kann dieses als Schraube oder Niet ausgebildet sein. Hierbei kann das Hohlrad 1 zur Verbindung mit dem mindestens einen Verbindungselement 17 eine der Anzahl der Verbindungselemente 17 entsprechende Anzahl von Löchern aufweisen. Ein solches Loch kann zum Beispiel zur Aufnahme eines Niets dienen. Darüber hinaus kann das mindestens eine Verbindungselement 17 auch nicht rotationssymmetrisch ausgeformt sein. Hierbei muss die korrespondierende Öffnungen 21 in dem Verstärkungselement 2 jedoch derart ausgeformt sein, dass das Verstärkungselement 2 spielfrei an dem Hohlrad 1 festgelegt ist. Ferner müssen die Löcher des Hohlrades 1 grundsätzlich mit den Öffnungen 21 des Verstärkungselementes 2 fluchten. In einer alternativen oder ergänzenden Ausführungsform, kann das Verstärkungselement 2 mit dem Hohlrad über einer Verklebung verbunden sein.
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Im Falle einer Mehrzahl von Verbindungselementen 17 weist auch das mindestens eine Verstärkungselement 2 eine der Anzahl der Verbindungselemente 17 entsprechende Anzahl von Öffnungen 21 auf. Diese Öffnungen 21 können entlang des Verstärkungselementes 2 gleichverteilt sein. In einer weiteren alternativen Ausgestaltung des mindestens einen Verbindungselementes 17 kann das mindestens eine Verbindungselement 17 und das Hohlrad 1 einstückig ausgebildet sein.
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In von der dargestellten Ausführungsform abweichenden Varianten der Hohlradbaugruppe, können die Außenverzahnung 11 des Hohlrades 1, die Innenverzahnung 12 des Hohlrades 1 sowie die Verzahnung 31 des Steges von den dargestellten Verzahnungsformen abweichen. Hierbei ist neben der dargestellten geraden und schrägverzahnten Evolventenverzahnung jede Form von Verzahnung denkbar, welche geeignet ist langlebige Wirkverbindung zu realisieren.
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In weiteren Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Lösung, kann der Vorsprung 18 von einer rotationssymmetrischen Ausformung abweichen und exemplarisch sternförmig, kreuzförmig oder als einzelner sich radial erstreckender Balken ausgebildet sein. Darüber hinaus kann der Vorsprung 18 einen inneren Radius 18R aufweisen, welcher größer als die radiale Beabstandung 1Rmin der Innenverzahnung ist.
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Weiterhin können die Verbindungskonturen 15, 33 des Hohlrades 1 und des Steges 3 von der dargestellten Rechteckkontur der ersten Ausführungsform abweichen und exemplarisch als Dreieckskontur oder Sägezahnkontur ausgebildet sein. Ebenso kann der Steg 3 mit einer rotationssymmetrischen Verbindungskontur 33 ausgeführt sein, welche mit dem Hohlrad 1 zum Beispiel mittels einer Verklebung drehfest verbunden werden kann.
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Des Weiteren kann die Lagerwelle 32 in abweichende Ausführungsformen sich nicht zu beiden Seiten über das Hohlrad 1 hinaus erstrecken. Ebenso können neben einem Endabschnitt der Lagerwelle 32 auch beide oder keiner der Endabschnitt als Hohlwelle 34 ausgeformt sein.
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3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Getriebes der vorgeschlagenen Lösung, das beispielsweise als Teil einer Antriebseinrichtung für ein Elektrofahrrad zum Einsatz kommen kann. Die Ausführungsform des Getriebes umfasst dabei eine Hohlradbaugruppe mit dem Hohlrad 1 und dem Verstärkungselement 2 sowie eine erste mit der Hohlbaugruppe wirkverbundene Getriebebaugruppe 5 und eine zweite mit der Hohlbaugruppe wirkverbundene Getriebebaugruppe 6.
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In der dargestellten Ausführungsform des Getriebes weist die erste Getriebebaugruppe 5 demnach eine Antriebswelle 51 auf, welche mit der Innenverzahnung 12 des Hohlrades 1 über ein nicht dargestelltes Planetengetriebe wirkverbunden ist. Weiterhin umfasst die erste Getriebebaugruppe 5 eine Kurbelverbindung 52, über welche die Antriebswelle 51 der ersten Getriebebaugruppe 5 mit einer Kurbel verbindbar ist.
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Die zweite Getriebebaugruppe 6 umfasst in der ersten Ausführungsform des Getriebes mindestens eine Antriebswelle 61, welche mit der Außenverzahnung 11 des Hohlrades 1 über eine Antriebsverzahnung 62 wirkverbunden ist.
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In einer weiteren Ausführungsvariante ist die Antriebswelle 61 der zweiten Getriebebaugruppe 6 mit einem Elektromotor wirkverbunden. Somit wird im Betrieb des Getriebes mittels der Kurbel auf die erste Getriebebaugruppe 5 muskelkraftbetätigt ein antreibendes erstes Drehmoment aufgebracht. Dieses erste Drehmoment wird über die Wirkverbindung der Antriebswelle 51 mit der Innenverzahnung 12 auf das Hohlrad 1 übertragen. Die zweite Getriebebaugruppe 6 überträgt das zur Unterstützung elektromotorisch aufgebrachte weitere Drehmoment über die Wirkverbindung der Antriebswelle 61 mit der Außenverzahnung 11 ebenfalls auf das Hohlrad 1. Somit sind über das Hohlrad 1 die addierten Drehmomente abtreibbar.
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Beide Getriebebaugruppen 5, 6 können zur Anpassung der antreibenden Drehmomente weitere Getriebeelemente aufweisen, die geeignet sind das jeweilige antreibende Drehmoment der ersten und / oder zweiten Getriebebaugruppe 5, 6 sowie die zugehörigen Drehzahlen anzupassen. Insbesondere kann die erste Getriebebaugruppe 5 hierzu Getriebeelemente aufweisen, die das vorgenannte Planetengetriebe ersetzten.
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In einer weiteren Ausführungsvariante kann das Hohlrad 1 ferner in einer eingangs erläuterten Weise mit dem Steg 3 drehfest verbunden sein. Insbesondere kann der Steg 3 einen Abschnitt mit einer Außenverzahnung 31 aufweisen, welche mit einem weiteren abtriebsseitigen Bauteil oder einer Baugruppe verbunden werden kann.
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In einer alternativen Ausgestaltung weist die erste Getriebegruppe 5 ein Planetengetriebe umfassend ein Sonnenrad und eine Mehrzahl von Planetenrädern auf. Dabei ist die Antriebswelle 51 der ersten Getriebebaugruppe 5 zum Antrieb des Sonnenrades drehfest mit dem Sonnenrad und somit koaxial bezüglich der Rotationsachse 1A des Hohlrades 1 verbunden. Der muskelkraftbetätigte Antrieb über die erste Getriebebaugruppe 5 und der Abrieb über den außenverzahnten Steg 3 erfolgen somit koaxial.
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In einer weiteren alternativen Variante weist die erste Getriebebaugruppe 5 neben dem Planetengetriebe weiterhin mindestens eine mit dem Sonnenrad wirkverbundene Stirnradstufe auf. Dabei ist ein erstes Stirnrad der Stirnradstufe drehfest mit der Antriebswelle 5 verbunden. Ferner ist auch der Steg 3 mit einer Stirnradstufe wirkverbunden. Dabei kämmt der Steg 3 mit der Außenverzahnung ein zweites Stirnrad, das bezüglich einer weiteren Rotationsachse des zweiten Stirnrades koaxial zur der Antriebswelle 51 der ersten Getriebebaugruppe angeordnet ist.
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In einer alternativen Ausgestaltung kann der Steg 3 eine Kette eines Elektrofahrrads antreiben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hohlrad
- 1A
- Rotationsachse des Hohlrades
- 11
- Außenverzahnung des Hohlrades
- 12
- Innenverzahnung des Hohlrades
- 1Rmax
- radiale Beabstandung der Außenverzahnung
- 1Rmin
- radiale Beabstandung der Innenverzahnung
- 13
- Erste Stirnfläche des Hohlrades
- 14
- Zweite Stirnfläche des Hohlrades
- 15
- Verbindungskontur des Hohlrades
- 16
- Vertiefung
- 17
- Verbindungselement
- 18
- Vorsprung
- 18R
- innerer Radius des Vorsprungs
- 19
- Schulter
- 2
- Verstärkungselement
- 2Rmax
- äußerer Radius
- 2Rmin
- innerer Radius
- 21
- Öffnung
- 3
- Steg
- 3A
- Rotationsachse des Steges
- 31
- Außenverzahnung
- 32
- Lagerwelle
- 32A
- Rotationsachse der Lagerwelle
- 33
- Verbindungskontur des Steges
- 34
- Hohlwelle
- 35
- Lageröffnung
- 5
- Erste Getriebebaugruppe
- 51
- Antriebswelle
- 52
- Kurbelverbindung
- 6
- Zweite Getriebebaugruppe
- 61
- Antriebswelle
- 62
- Antriebsverzahnung
