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Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Leichtfahrzeug, umfassend ein Getriebe und einen Elektromotor, und ein Leichtfahrzeug.
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Aus der
WO 2020/260772 A1 ist ein Antriebssystem für ein Fahrrad bekannt, wobei das Antriebssystem ein Planetengetriebe umfasst und wobei eine Pedalwelle des Fahrrads mit einem Steg des Planetengetriebes verbunden ist, ein Hohlrad des Planetengetriebes mit einer Abtriebswelle verbunden ist, ein Steuermotor mit einem Sonnenrad des Planetengetriebes verbunden ist und ein Hilfsmotor mit dem Hohlrad verbunden ist.
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Das erfindungsgemäße Antriebssystem für ein Leichtfahrzeug umfasst ein Getriebe und einen Elektromotor, wobei
- - das Getriebe ein Gruppengetriebe mit einer ersten und einer zweiten Gruppe und eine Welle umfasst,
- - die erste Gruppe ausgebildet ist, ein Eingangsdrehmoment aufzunehmen,
- - die Welle mit dem Elektromotor so verbunden ist, dass sie ein Drehmoment des Elektromotors aufnehmen kann,
- - die Welle ausgebildet ist, die erste Gruppe und den Elektromotor mit der zweiten Gruppe zu verbinden, so dass die Welle das Eingangsdrehmoment von der ersten Gruppe und das Drehmoment des Elektromotors auf die zweite Gruppe übertragen kann,
- - die Welle schaltbar ausgeführt ist, so dass durch ein Schalten der Welle ein Übersetzungsverhältnis der ersten und/oder der zweiten Gruppe veränderbar ist und
- - die zweite Gruppe ausgebildet ist, das von der Welle aufgenommene Eingangsdrehmoment und das von der Welle aufgenommene Drehmoment vom Elektromotor abzugeben.
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Dadurch, dass die Welle ausgebildet ist, die erste Gruppe und den Elektromotor mit der zweiten Gruppe zu verbinden und das Eingangsdrehmoment und das Drehmoment des Elektromotors dadurch parallel angeordnet sind, ermöglicht die Erfindung, dass das Eingangsdrehmoment unabhängig vom Drehmoment des Elektromotors eingebracht werden kann. Gleichzeitig kann das Drehmoment des Elektromotors flexibel als Unterstützung zum Eingangsdrehmoment eingebracht werden ohne einen Fahrkomfort zu beeinträchtigen oder eine Beeinträchtigung eines Fahrkomforts zumindest zu reduzieren.
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Als Leichtfahrzeug werden hier Fahrzeuge wie Fahrräder, Lastenräder oder auch Rikschas verstanden. Sie umfassen in der Regel zwei Räder, können aber auch drei- oder vierrädrig ausgeführt sein.
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Als Eingangsdrehmoment wird hier eine Last verstanden, die zum Antreiben des Leichtfahrzeugs aufgebracht wird. Üblicherweise wird diese durch einen Fahrenden auf einer Pedalwelle des Leichtfahrzeugs bereitgestellt.
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Als Gruppengetriebe wird hier ein Getriebe verstanden, das mehr als eine Getriebegruppe umfasst. Hier umfasst das Gruppengetriebe eine erste und eine zweite Gruppe. Die erste und die zweite Gruppe umfassen jeweils zumindest zwei Zahnräder, so dass die erste und die zweite Gruppe jeweils zumindest ein Übersetzungsverhältnis aufweisen. Bevorzugt weist zumindest die erste oder die zweite Gruppe ein zweites Zahnradpaar auf, so dass es zwei Übersetzungsverhältnisse aufweist. Besonders bevorzugt weisen die erste und die zweite Gruppe zumindest zwei Übersetzungsverhältnisse auf.
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Als schaltbare Welle wird hier eine Welle verstanden, die verstellbar ist oder schaltbare Elemente aufweist. Hier ist zumindest jeweils ein Zahnrad der ersten und der zweiten Gruppe auf der schaltbaren Welle angeordnet. Durch Schalten der Welle oder der schaltbaren Elemente kann ein Kraftschluss zwischen der schaltbaren Welle und jeweils einem Zahnrad der ersten und der zweiten Gruppe hergestellt werden. Bevorzugt kann so, wenn die erste und die zweite Gruppe mehr als ein Zahnradpaar umfassen, durch Schalten der schaltbaren Welle ein anderes Übersetzungsverhältnis der ersten und/oder der zweiten Gruppe eingestellt werden.
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Als Ausgangsdrehmoment wird hier ein Drehmoment verstanden, das am Ausgang des Antriebssystems abgegeben werden kann. Üblicherweise wird dieses zum Antreiben einer Kette oder eines Riemens, die oder der wiederum ein Hinterrad des Leichtfahrzeugs in eine Rotationsbewegung versetzen kann, verwendet.
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Bevorzugt ist das Antriebssystem so ausgeführt, dass das Eingangsdrehmoment und das Ausgangsdrehmoment koaxial aufgenommen beziehungsweise abgegeben werden können. Hierzu sind die Zahnräder der ersten und der zweiten Gruppe, die nicht auf der schaltbaren Welle angeordnet sind auf zwei axial fluchtenden Wellen angeordnet. Diese zwei axial fluchtenden Wellen sind dabei besonders bevorzugt als Hohlwellen ausgeführt.
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Vorzugsweise umfasst die erste und/oder die zweite Gruppe zumindest drei Übersetzungsverhältnisse .
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Dadurch, dass die erste und/oder die zweite Gruppe zumindest drei Übersetzungsverhältnisse umfasst, ermöglicht die Erfindung, dass durch eine Multiplikation der Übersetzungsverhältnisse der ersten und zweiten Gruppe (3x3) mindestens ein 9-gängiges Getriebe und eine vorteilhafte Übersetzungsbandbreite erreicht werden kann.
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Bevorzugt umfassen die erste und die zweite Gruppe drei Übersetzungsverhältnisse. Besonders bevorzugt ist die Übersetzungsbandbreite des Gruppengetriebes größer als 450 %.
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Vorzugsweise umfasst das Getriebe ein Planetengetriebe, wobei
- - das Planetengetriebe einen Steg mit zumindest zwei Umlaufrädern, ein Hohlrad und ein Sonnenrad umfasst,
- - das Planetengetriebe der ersten Gruppe des Gruppengetriebes vorgeschaltet ist und
- - das Planetengetriebe ausgebildet ist, das Eingangsdrehmoment über den Steg aufzunehmen und über das Sonnenrad an die erste Gruppe abzugeben.
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Dadurch, dass das Getriebe ein der ersten Gruppe vorgeschaltetes Planetengetriebe umfasst und das Planetengetriebe das Eingangsdrehmoment über den Steg aufnimmt und über das Sonnenrad an die erste Gruppe abgibt, ermöglicht die Erfindung, dass eine Eingangsdrehzahl erhöht und das Eingangsdrehmoment verringert werden können.
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Dies ist insbesondere vorteilhaft, da das von einem Fahrenden aufgebrachte Eingangsdrehmoment üblicherweise relativ hohe Spitzendrehmomente über 200 Nm bei niedrigen Drehzahlen von unter 150 U/min, meist sogar unter 100 U/min, aufweist. Da Getriebe kleiner dimensioniert werden können, wenn Spitzendrehmomente geringer sind, ist es daher vorteilhaft, das Eingangsdrehmoment zu reduzieren. Da Elektromotoren, insbesondere mit Spezifikationen wie sie in Fahrrädern verbaut werden, üblicherweise durch niedrige Drehmomente bei hohen Drehzahlen charakterisiert sind, wird so zusätzlich eine Verbindung zwischen Elektromotor und schaltbarer Welle vereinfacht, da eine geringere Drehzahldifferenz vorliegt und somit ein geringeres Übersetzungsverhältnis zwischen Elektromotor und schaltbarer Welle benötigt wird.
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Bevorzugt verringert das Planetengetriebe das Eingangsdrehmoment und erhöht die Eingangsdrehzahl um zumindest einen Faktor 2, besonders bevorzugt um zumindest einen Faktor 3.
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Vorzugsweise ist die schaltbare Welle mit dem Elektromotor lösbar verbunden, so dass die schaltbare Welle von dem Elektromotor entkoppelbar ist.
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Dadurch, dass die schaltbare Welle von dem Elektromotor entkoppelbar ist, ermöglicht die Erfindung, dass die Antriebseinheit ohne Elektromotor betrieben werden kann und dabei hohe Verluste infolge eines Mitschleppens des Elektromotors verhindert oder zumindest reduziert werden können.
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Vorzugsweise ist das Hohlrad des Planetengetriebes gegen Verdrehen in zumindest eine Drehrichtung gesichert.
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Dadurch, dass das Hohlrad des Planetengetriebes gegen Verdrehen in zumindest eine Drehrichtung gesichert ist, ermöglicht die Erfindung, dass das Eingangsdrehmoment über das Sonnenrad an die erste Gruppe des Gruppengetriebes vorteilhaft übertragen werden kann.
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Bevorzugt ist das Hohlrad nur in eine Drehrichtung gegen Verdrehen gesichert, um so einen Freilauf zu ermöglichen. Besonders bevorzugt ist das Hohlrad gegen Verdrehen durch eine Sperrklinke gesichert und die Sperrklinke oder eine Halterung der Sperrklinke umfasst einen Kraftaufnehmer, zum Beispiel einen sogenannten Dehnungsmessstreifen, zum Messen des Eingangsdrehmoments.
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Vorzugsweise umfasst das Antriebssystem eine elektrische Schaltvorrichtung, wobei die elektrische Schaltvorrichtung einen Stellmotor umfasst, die Welle elektrisch schaltbar ausgeführt ist und der Stellmotor ausgebildet ist, die Welle elektrisch über eine Spindel zu schalten.
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Dadurch, dass das Antriebssystem eine elektrische Schaltvorrichtung umfasst, ermöglicht die Erfindung, dass die schaltbare Welle elektrisch verstellt werden kann. Dadurch kann ein Komfort erhöht und ein automatisches Schalten ermöglicht werden.
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Das erfindungsgemäße Leichtfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Antriebssystem.
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Dadurch, dass das erfindungsgemäße Leichtfahrzeug ein erfindungsgemäßes Antriebssystem umfasst, ermöglicht die Erfindung, dass Getriebe und Elektromotor vorteilhaft integriert werden können. Bevorzugt ist das Antriebssystem als Mittelmotor umgesetzt, da das zu einem vorteilhaften Schwerpunkt führt.
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Weiterhin verringert die Erfindung gegenüber offenen Getrieben einen Wartungsaufwand und ermöglicht das Verwenden von Funktionen wie elektrisches Schalten, elektrisch unterstütztes Schalten, automatisches Schalten und/oder ein Rückgewinnen von Bremsenergie.
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Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines Antriebssystems für ein Fahrrad,
- 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Antriebssystems für ein Fahrrad,
- 3 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Antriebssystems für ein Fahrrad,
- 4 ein Ausführungsbeispiel eines Antriebssystems für ein Fahrrad mit einer Sperrklinke,
- 5 ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen Schaltvorrichtung eines Antriebssystems für ein Fahrrad,
- 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer elektrischen Schaltvorrichtung eines Antriebssystems für ein Fahrrad,
- 7 ein Ausführungsbeispiel einer Entkopplungsvorrichtung eines Antriebssystems für ein Fahrrad und
- 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Entkopplungsvorrichtung eines Antriebssystems für ein Fahrrad.
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1 zeigt ein Antriebssystem 1 für ein Fahrrad. Das Antriebssystem 1 umfasst ein Getriebe 2 und einen Elektromotor 3. Da sowohl Getriebe 2 als auch Elektromotor 3 als eine Einheit in dem Antriebssystem 1 integriert sind, weist das Antriebssystem 1 kompakte und damit platzsparende Abmaße, vergleichbar zu aktuellen, leistungsfähigeren E-Fahrrad-Mittelmotoren, auf. Das hier gezeigte Antriebssystem 1 ist in einem nicht dargestellten Fahrrad als Mittelmotor verbaut.
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2 zeigt eine schematische Darstellung des Antriebssystems 1. Ein Eingangsdrehmoment eines Fahrenden des Fahrrads wird über eine Pedalwelle 20 an das Getriebe 2 übertragen. Das Eingangsdrehmoment setzt sich dabei aus zwei Drehmomenten (Mein,L, Mein,R) einer in Fahrtrichtung gesehenen linken und einer in Fahrtrichtung gesehenen rechten Tretkurbel zusammen.
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Da von einem Fahrenden aufgebrachte Drehmomente üblicherweise hohe Werte, die größer 200 Nm betragen können, bei niedrigen Drehzahlen, meist unter 100 U/min, aufweisen, umfasst das Getriebe am Eingang ein Planetengetriebe 7. Das Planetengetriebe 7 ist ausgebildet, das Eingangsdrehmoment zu reduzieren und die Eingangsdrehzahl entsprechend zu erhöhen. Das Planetengetriebe 7 ist dabei einem Gruppengetriebe des Getriebes 2 vorgeschaltet, wobei das Gruppengetriebe eine erste 4 und eine zweite 5 Gruppe umfasst. Das Getriebe 2 umfasst weiterhin eine schaltbare Welle 6, die ausgebildet ist, die erste Gruppe 4 sowie den Elektromotor 3 mit der zweiten Gruppe 4 zu verbinden. Die schaltbare Welle 6 umfasst ein erstes 23 und ein zweites 24 Betätigungselement, die in axialer Richtung der schaltbaren Welle 6 bewegbar sind, und so ein Schalten des Getriebes 2 ermöglichen.
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Das Planetengetriebe 7 umfasst einen Steg 8 mit drei Umlaufrädern 9, ein Hohlrad 10 und ein Sonnenrad 11. Das Planetengetriebe 7 nimmt das Eingangsdrehmoment über den Steg 8 auf und gibt es über das Sonnenrad 11 and die erste Gruppe 4 ab. Das Planetengetriebe 7 weist hier ein Übersetzungsverhältnis von etwa 0,3 auf, so dass die Eingangsdrehzahl ungefähr verdreifacht und das Eingangsdrehmoment ungefähr gedrittelt werden.
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Die erste Gruppe 4 ist ausgebildet, das Eingangsdrehmoment des Sonnenrads 11 aufzunehmen. Hierzu weist die erste Gruppe 4 drei Zahnradpaare 21 auf, wobei ein Zahnrad jeden Zahnradpaars 21 mit einer ersten Hohlwelle 22 verbunden ist, mit der auch das Sonnenrad 11 verbunden ist. Das andere Zahnrad jeden Zahnradpaars 21 ist auf der schaltbaren Welle 6 angeordnet. Eine kraftschlüssige Verbindung besteht zwischen der schaltbaren Welle 6 und einem Zahnradpaar 21 jedoch nur, wenn die schaltbare Welle 6 und ein Zahnradpaar 21 durch das erste Betätigungselement 23 kraftschlüssig verbunden sind.
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In 2 ist das erste Betätigungselement 23 so geschaltet, dass die schaltbare Welle 6 und das mittlere Zahnradpaar 21 kraftschlüssig verbunden sind. Somit wird das Eingangsdrehmoment über das mittlere Zahnradpaar 21 auf die schaltbare Welle übertragen, da die beiden Zahnräder eines jeden Zahnradpaares 21 miteinander in Eingriff sind. Die beiden äußeren Zahnradpaare 21 drehen hier ohne ein Drehmoment zu übertragen mit, da sie von der Hohlwelle 20 angetrieben werden, jedoch mit der schaltbaren Welle 6 nicht kraftschlüssig verbunden sind.
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Die schaltbare Welle 6 ist mit dem Elektromotor 3 so verbunden, dass die schaltbare Welle 6 ein Drehmoment des Elektromotors 3 aufnehmen kann. Um ein Drehmoment des Elektromotors 3 zu erhöhen und eine Drehzahl zu verringern, sind die schaltbare Welle 6 und der Elektromotor 3 über zwei Zahnradpaare 25, 26, die miteinander in Eingriff stehen, verbunden. Durch das Anpassen von Drehmoment und Drehzahl des Elektromotors 3 wird ein Angleichen an Eingangsdrehmoment und -drehzahl erreicht, so dass Eingangsdrehmoment und Drehmoment vom Elektromotor 3 über die schaltbare Welle 6 an die zweite Gruppe 5 übertragen werden können.
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Die zweite Gruppe 5 ist ausgebildet, das von der schaltbaren Welle 6 aufgenommene Eingangsdrehmoment und das von der schaltbaren Welle 6 aufgenommene Drehmoment vom Elektromotor 3 abzugeben. Hierzu umfasst die zweite Gruppe 5 wie die erste Gruppe 4 drei Zahnradpaare 27. Ein Zahnrad jeden Zahnradpaars 27 ist dabei mit einer zweiten Hohlwelle 28 kraftschlüssig verbunden. Das andere Zahnrad eines jeden Zahnradpaares 27 ist auf der schaltbaren Welle 6 angeordnet. Eine kraftschlüssige Verbindung besteht zwischen der schaltbaren Welle 6 und einem Zahnradpaar 27 jedoch nur, wenn die schaltbare Welle 6 und ein Zahnradpaar 27 durch das zweite Betätigungselement 24 kraftschlüssig verbunden sind.
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In 2 ist das zweite Betätigungselement 24 so geschaltet, dass die schaltbare Welle 6 und das mittlere Zahnradpaar 27 kraftschlüssig verbunden sind. Somit werden das Eingangsdrehmoment und das Drehmoment vom Elektromotor 3 über das mittlere Zahnradpaar 27 auf die zweite Hohlwelle 28 übertragen, da die beiden Zahnräder eines jeden Zahnradpaares 27 miteinander in Eingriff sind. Die beiden äußeren Zahnradpaare 27 drehen hier ohne ein Drehmoment zu übertragen mit, da sie von der zweiten Hohlwelle 28 angetrieben werden, jedoch mit der schaltbaren Welle 6 nicht kraftschlüssig verbunden sind.
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Die erste Gruppe 4 und die zweite Gruppe 5 weisen hier Übersetzungsverhältnisse auf, so dass eine Spreizung beziehungsweise eine Entfaltung von 450% verteilt über neun weitgehend gleichmäßig gestufte Gangstufen erreicht wird. In anderen, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen weisen die erste 4 und die zweite 5 Gruppe je nach Anwendung höhere oder niedrigere Entfaltungen auf.
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Durch Schalten der schaltbaren Welle 6, also durch axiales Verschieben des ersten 23 und/oder des zweiten 24 Betätigungselements, kann ein Übersetzungsverhältnis der ersten 4 und/oder der zweiten 5 Gruppe verändert werden, indem unterschiedliche Zahnradpaare 21,27 der ersten 4 und/oder der zweiten 5 Gruppe kraftschlüssig mit der schaltbaren Welle 6 verbunden werden.
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Am äußeren Ende der zweiten Hohlwelle 28 ist ein Zahnkranz 29 kraftschlüssig angeordnet, der/die als Abtrieb dient. Hier wird das vom mittleren Zahnradpaar 27 auf die zweite Hohlwelle 28 übertragene Eingangsdrehmoment und das Drehmoment des Elektromotors 3 als Abtriebsdrehmoment Mab von dem Zahnkranz 29 über eine Kette an ein Hinterrad des Fahrrads übertragen. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Riemen statt einer Kette verwendet und eine Riemenscheibe statt des Zahnkranzes 29.
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3 zeigt das Antriebssystem 1 in einer Schnittdarstellung. Dabei ist die koaxiale Anordnung der ersten 22 und der zweiten 28 Hohlwelle zu erkennen. Die Pedalwelle 20 ist innerhalb der ersten 22 und der zweiten 28 Hohlwelle gelagert.
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Die schaltbare Welle 6 ist ebenfalls gezeigt, insbesondere ist ein innerer Aufbau zum Schalten der Welle 6 erkennbar. Im Inneren der schaltbaren Welle 6 sind das erste 23 und das zweite 24 Betätigungselement axial verschiebbar angeordnet. Das erste 23 und das zweite 24 Betätigungselement sind ausgebildet zwischen einem Zahnradpaar 21 der ersten Gruppe 4 und einem Zahnradpaar 27 der zweiten Gruppe sowie der schaltbaren Welle 6 eine kraftschlüssige Verbindung herzustellen.
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Zum Verstellen des ersten 23 und des zweiten 24 Betätigungselements, also zum Schalten der schaltbaren Welle 6, umfasst das Antriebssystem 1 eine erste 30 und eine zweite 31 Stange. Die erste Stange 30 wird über einen ersten Schalthebel 32, die zweite Stange 31 über einen zweiten, nicht dargestellten Schalthebel aktuiert.
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Das Hohlrad 10 des Planetengetriebes 7 ist, da Steg 8, Umlaufräder 9 und Sonnenrad 11 beweglich sind und ein Drehmoment übertragen werden soll, gegen ein Verdrehen zu sichern. 4 zeigt ein Sichern des Hohlrads 10 gegen Verdrehen in eine Drehrichtung durch eine Sperrklinke 12. Durch das Sichern des Hohlrads 10 gegen Verdrehen in eine Drehrichtung wird ein Freilauf ermöglicht. Alternativ zu der dargestellten Sperrklinkenlösung ist auch ein Klemmkörperfreilauf denkbar.
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Zusätzlich wird so auch eine Rückgewinnung von Bremsenergie vorteilhaft umgesetzt. Für die Rückgewinnung von Bremsenergie wird das Getriebe 2 rückwärts betrieben. Die Bremsenergie wird also über den Zahnkranz 29 in die zweite Gruppe 5 eingebracht, über ein kraftschlüssig mit der schaltbaren Welle 6 verbundenes Zahnradpaar 27 auf die schaltbare Welle 6 übertragen und über die Zahnradpaare 25,26 dem Elektromotor 3 zugeführt, der dann als Generator genutzt werden kann. Zur Darstellung dieser Funktion darf sich im Kraftfluss zwischen dem angetriebenen Rad des Fahrzeugs und dem Elektromotor aber kein Freilauf befinden.
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Eine Freilauffunktion ist für den Fahrer aber notwendig, da sich sonst die Pedale bei fahrendem Fahrzeug permanent mitdrehen würden. Diese Freilauffunktion ist vorteilhaft am Hohlrad 10 umgesetzt. Alternativ müsste das erste Betätigungselement 23 eine zusätzliche Schaltposition haben, in der keines der Zahnradpaare 21 kraftschlüssig mit der schaltbaren Welle 6 verbunden ist, wodurch eine Komplexität des Getriebes 2 erhöht werden würde, vor allem in Bezug auf eine Ansteuerung. Durch den Freilauf wird hingegen eine einfach umsetzbare Entkopplung von Getriebe 2 und Pedalbewegung umgesetzt.
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Die in 4 gezeigte Sperrklinke 12 ist durch eine Halterung 13 befestigt. Die Halterung 13 umfasst hier einen Dehnungsmessstreifen 14 als Kraftaufnehmer, um das Eingangsdrehmoment zu erfassen. Das Erfassen des Eingangsdrehmoments anhand eines Dehnungsmessstreifens 14 ist gegenüber üblicherweise an E-Fahrrädern verbauten Systemen zur Drehmomentbestimmung einfacher konstruktiv umsetzbar und auch günstiger. Das erfasste Drehmoment wird hier zur Steuerung des Elektromotors 3 verwendet.
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Die 5 und 6 zeigen eine elektrische Schaltvorrichtung 15 des Antriebssystems. Die elektrische Schaltvorrichtung 15 umfasst einen Stellmotor 16, der eine Spindel 17 aktuiert. Das in den 1, 2 und 3 gezeigte Antriebssystem 1 umfasst eine elektrische Schaltvorrichtung mit zwei Stellmotoren 16 und zwei Spindeln 17. Eine der Spindeln 17 betätigt den ersten Schalthebel 32, über den das erste Betätigungselement 23 bewegt wird. Die andere Spindel 17 betätigt den zweiten Schalthebel, über den das zweite Betätigungselement 24 bewegt wird.
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Mit der elektrischen Schaltvorrichtung 15 wird ein elektrisches Schalten ermöglicht. Weiterhin kann so ein automatisches Schalten ermöglicht werden. Hier wird ein automatisches Schalten unter Nutzen des vom Dehnungsmessstreifen 14 erfassten Drehmoments umgesetzt, indem ein Schalten der schaltbaren Welle 6 bevorzugt dann durchgeführt wird, wenn ein Eingangsdrehmoment im Verlauf der Umdrehung niedrig ist. Zusätzlich kann vom Elektromotor aktiv ein Gegendrehmoment zum Eingangsdrehmoment aufgebracht werden. Dadurch wird ein Komfort erhöht und ein Verschleiß des Getriebes 2 verringert.
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Das hier gezeigte Ausführungsbeispiel der elektrischen Schaltvorrichtung 15 umfasst eine vorgespannte, bidirektionale Federanordnung 18. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Stellmotor 16 eine vollständige Bewegung ausführen kann, auch wenn das über die Spindel 17 aktuierte erste 23 oder zweite 24 Betätigungselement nicht mit einem entsprechenden Zahnradpaar 21,27 koppelbar ist und somit nicht seine vollständige Betätigungsbewegung ausführen kann. Durch die bidirektionale Federanordnung 18 wird trotz einer bidirektionalen Wirkung nur eine Feder benötigt.
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Die schaltbare Welle 6 des in den 1, 2 und 3 gezeigten Antriebssystems 1 ist mit dem Elektromotor 3 lösbar verbunden. Hierzu umfasst das Antriebssystem eine in den 7 und 8 dargestellte Entkopplungsvorrichtung 40, durch die die schaltbare Welle 6 von dem Elektromotor 3 entkoppelbar ist. Das hat den Vorteil, dass das Fahrrad auch ohne Unterstützung des Elektromotors 3 gefahren werden kann. Der Elektromotor 3 muss so nicht mitgeschleppt werden, so dass Reibungsverluste reduziert werden.
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Die Entkopplungsvorrichtung 40 umfasst einen Knauf 41 mit einer Spiralnut 42. Der Knauf 41 kann gedreht werden, ist aber nicht axial bewegbar. Das Zahnrad 34 des Zahnradpaars 26 ist axial verschiebbar ausgeführt. Ein Lagersitz 43 des Zahnrads 34 umfasst hierfür einen radialen Bolzen 44, der in die Spiralnut 42 des Knaufs 41 eingreift und der zusätzlich in einer nicht dargestellten Gehäusenut axial verschiebbar ist.
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7 und 8 zeigen das Zahnrad 34 im Eingriff mit dem Zahnrad 33, ein Drehmoment des Elektromotors 3 kann also auf die schaltbare Welle 6 übertragen werden. Wenn der Knauf 41 gedreht wird, wird der Bolzen 44 durch die Spiralnut 42 in eine axiale Bewegung versetzt, wodurch der Lagersitz 43 und damit das Zahnrad 34 axial bewegt werden. Dann sind die Zahnräder 34 und 33 nicht mehr im Eingriff und ein Drehmoment des Elektromotors 3 kann nicht mehr auf die schaltbare Welle 6 übertragen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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