DE102021118294A1

DE102021118294A1 - Eccentric gear, generator module with the eccentric gear and vehicle with the generator module

Info

Publication number: DE102021118294A1
Application number: DE102021118294.8A
Authority: DE
Inventors: Peter Greb; Laszlo Man; Viktor Franz; Eduard Müller; Lars Schumann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-07-15
Filing date: 2021-07-15
Publication date: 2023-01-19

Abstract

Es wird ein Exzentergetriebe 14, insbesondere für ein Generatormodul 6 eines Fahrzeugs 1 vorgeschlagen, mit einem Exzenterradträger 22, wobei der Exzenterradträger 22 mehrere Trägerbolzen 27 aufweist, mit mindestens einem ersten Exzenterrad 23, 24, wobei das erste Exzenterrad 23, 24 mehrere Mitnahmeöffnungen 26 und eine mittige Exzenteraufnahmeöffnung 25 aufweist, mit einem Hohlradabschnitt 28, wobei jeweils ein Trägerbolzen 27 in eine der Mitnahmeöffnungen 26 eingreift und das Exzenterrad 23, 24 in dem Hohlradabschnitt 28 abläuft, mit einer Exzenterwelle 31, wobei die Exzenterwelle mindestens einen ersten Exzenterabschnitt 32, 33 aufweist, wobei die Exzenterwelle 31 in die mittige Exzenteraufnahmeöffnung 25 eingreift, und mit mindestens einer ersten Exzenterradlagereinrichtung 34, 35, wobei die erste Exzenterradlagereinrichtung 34 auf dem ersten Exzenterabschnitt 32 angeordnet ist und wobei das erste Exzenterrad 23 über die erste Exzenterradlagereinrichtung 34 auf dem ersten Exzenterabschnitt 32 gelagert ist, wobei der erste Exzenterabschnitt 32 eine erste innere Anlauffläche 43 und das erste Exzenterrad 23 eine erste äußere Anlauffläche 45 für die erste Exzenterradlagereinrichtung 34 aufweist. Ferner wird ein Generatormodul 6 sowie ein Fahrzeug 1 vorgeschlagen.An eccentric gear 14 is proposed, in particular for a generator module 6 of a vehicle 1, with an eccentric wheel carrier 22, the eccentric wheel carrier 22 having a plurality of carrier bolts 27, with at least one first eccentric wheel 23, 24, the first eccentric wheel 23, 24 having a plurality of driving openings 26 and has a central eccentric receiving opening 25, with a ring gear section 28, with a carrier bolt 27 engaging in one of the driving openings 26 and the eccentric wheel 23, 24 running in the ring gear section 28, with an eccentric shaft 31, with the eccentric shaft having at least one first eccentric section 32, 33 , wherein the eccentric shaft 31 engages in the central eccentric receiving opening 25, and with at least one first eccentric wheel bearing device 34, 35, the first eccentric wheel bearing device 34 being arranged on the first eccentric section 32 and the first eccentric wheel 23 being mounted on the first eccentric wheel bearing device 34 on the first eccentric wheel Section 32 is mounted, the first eccentric section 32 having a first inner contact surface 43 and the first eccentric wheel 23 has a first outer contact surface 45 for the first eccentric wheel bearing device 34 . A generator module 6 and a vehicle 1 are also proposed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Exzentergetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft im Weiteren ein Generatormodul mit dem Exzentergetriebe sowie ein Fahrzeug mit dem Generatormodul.The invention relates to an eccentric gear with the features of claim 1. The invention also relates to a generator module with the eccentric gear and a vehicle with the generator module.

Es sind elektrische Fahrräder bekannt, welche ohne eine mechanische Antriebsverbindung zwischen Tretkurbel und Hinterrad angetrieben werden können. Der Fahrer treibt dabei mit den Tretkurbeln einen Generator zur Stromerzeugung an, um einen mit dem Hinterrad verbundenen Antriebsmotor mit Strom zu versorgen. Bei einem derartigen Antriebssystem kann somit die physikalische Antriebsverbindung, wie z.B. Kette, Zahnriemen, Kardanwelle etc. entfallen. Um die Drehzahl der Kurbelwelle zu erhöhen und das Drehmoment entsprechend zu reduzieren, kommen üblicherweise konventionelle Getriebetypen, wie z.B. ein- oder mehrstufige Planetengetriebe, Wolfromsatz etc., zum Einsatz, um einen Generator mit wenig Drehmoment und entsprechend kleiner Baugröße einsetzen zu können.Electric bicycles are known which can be driven without a mechanical drive connection between the crank and the rear wheel. The driver uses the pedal cranks to drive a generator to generate electricity in order to supply electricity to a drive motor connected to the rear wheel. With such a drive system, the physical drive connection, such as a chain, toothed belt, cardan shaft, etc., can be omitted. In order to increase the speed of the crankshaft and reduce the torque accordingly, conventional gear types, such as single or multi-stage planetary gears, tungsten sets, etc., are usually used in order to be able to use a generator with little torque and a correspondingly small size.

Die Druckschrift DE 59709997 D1 offenbart ein mit Muskelkraft betreibbares Fahrzeug, insbesondere Fahrrad. Das Fahrrad weist einen Generator, der zur Stromerzeugung durch einen Fahrzeugbenutzer antreibbar ist, und mindestens einen Elektromotor zum Antreiben des Fahrzeugs, der mit dem Generator zur Übertragung elektrischer Leistung verbunden ist, auf. Insbesondere ist zwischen einer Tretkurbel für das Antreiben des Generators und dem Generator ein Übersetzungsgetriebe in größere Drehzahl vorgesehen ist, wobei das Getriebe ein Planetengetriebe ist, das vorzugsweise mindestens zum Teil im Inneren des Generators untergebracht ist.Document DE 59709997 D1 discloses a vehicle, in particular a bicycle, that can be operated with muscle power. The bicycle has a generator drivable by a vehicle user to generate electricity, and at least one electric motor for driving the vehicle, which is connected to the generator for transmitting electric power. In particular, between a pedal crank for driving the generator and the generator, a step-up gear is provided for a higher speed, the gear being a planetary gear, which is preferably at least partially accommodated inside the generator.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Exzentergetriebe vorzuschlagen, welches fertigungsgerecht ausgebildet ist. Diese Aufgabe wird durch ein Exzentergetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Generatormodul mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.It is the object of the present invention to propose an eccentric gear which is designed to be ready for production. This object is achieved by an eccentric gear having the features of claim 1, by a generator module having the features of claim 9 and by a vehicle having the features of claim 10. Preferred or advantageous embodiments of the invention result from the dependent claims, the following description and the attached figures.

Gegenstand der Erfindung ist ein Exzentergetriebe, wobei das Exzentergetriebe insbesondere für ein Generatormodul von einem Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist.The subject matter of the invention is an eccentric gear, the eccentric gear being particularly suitable and/or designed for a generator module of a vehicle.

Das Exzentergetriebe weist einen Exzenterradträger mit mehreren Trägerbolzen auf. Die Trägerbolzen sind vorzugsweise auf einem gemeinsamen Teilkreis um die Hauptdrehachse regelmäßig in Umlaufrichtung verteilt. Bevorzugt erstrecken sich die Trägerbolzen in einer axialen Richtung und/oder parallel zu der Hauptdrehachse. Die Trägerbolzen können starr oder drehbar auf dem Exzenterradträger angeordnet sein.The eccentric gear has an eccentric wheel carrier with a plurality of carrier bolts. The support bolts are preferably regularly distributed in the direction of rotation on a common pitch circle around the main axis of rotation. The carrier bolts preferably extend in an axial direction and/or parallel to the main axis of rotation. The carrier bolts can be arranged rigidly or rotatably on the eccentric wheel carrier.

Das Exzentergetriebe weist erfindungsgemäß mindestens ein erstes Exzenterrad mit mehreren Mitnahmeöffnungen für die Trägerbolzen und einer mittigen Exzenteraufnahmeöffnung auf, wobei jeweils ein Trägerbolzen in eine der Mitnahmeöffnungen eingreift. Insbesondere ist der freie Durchmesser der Mitnahmeöffnungen größer ausgebildet als der Durchmesser der Trägerbolzen. Optional ist zwischen den Trägerbolzen und dem ersten Exzenterrad ein Lager angeordnet. Das erste Exzenterrad kann beispielsweise als eine Scheibe ausgebildet sein.According to the invention, the eccentric gear has at least a first eccentric wheel with a plurality of driving openings for the carrier bolts and a central eccentric receiving opening, with each carrier bolt engaging in one of the driving openings. In particular, the free diameter of the entrainment openings is designed to be larger than the diameter of the carrier bolts. A bearing is optionally arranged between the carrier bolts and the first eccentric wheel. The first eccentric wheel can be designed as a disc, for example.

Das Exzentergetriebe weist einen Hohlradabschnitt auf, wobei das erste Exzenterrad in einem Betrieb mit dem Außenumfang in dem Hohlradabschnitt abläuft. Der Hohlradabschnitt kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Das erste Exzenterrad befindet sich in einem Eingriffsbereich in einem kämmenden Eingriff mit dem Hohlradabschnitt, wobei in dem Eingriffsbereich die Hohlradverzahnung mit der Exzenterverzahnung in Eingriff steht. Der Eingriffsbereich ist in Umlaufrichtung begrenzt, so erstreckt sich dieser bevorzugt auf weniger als 20 Zähne, vorzugsweise auf weniger als 10 Zähne der Hohlradverzahnung und/oder der Exzenterverzahnung.The eccentric gear has a ring gear section, with the first eccentric wheel running in operation with the outer circumference in the ring gear section. The ring gear section can be designed in one piece or in multiple pieces. The first eccentric wheel is in a meshing engagement with the ring gear section in an engagement area, with the ring gear toothing being in engagement with the eccentric toothing in the engagement area. The engagement area is limited in the direction of rotation, so it preferably extends to less than 20 teeth, preferably to less than 10 teeth of the ring gear toothing and/or the eccentric toothing.

Das Exzentergetriebe weist eine Exzenterwelle auf, wobei die Exzenterwelle in die mittige Exzenteraufnahmeöffnung eingreift. Insbesondere weist die Exzenterwelle mindestens einen ersten Exzenterabschnitt auf, wobei der erste Exzenterabschnitt einen kreisrunden Querschnitt aufweist. Vorzugsweise greift die Exzenterwelle über den ersten Exzenterabschnitt in die mittige Exzenteraufnahmeöffnung ein.The eccentric gear has an eccentric shaft, the eccentric shaft engaging in the central eccentric receiving opening. In particular, the eccentric shaft has at least one first eccentric section, the first eccentric section having a circular cross section. The eccentric shaft preferably engages in the central eccentric receiving opening via the first eccentric section.

Zwischen dem ersten Exzenterabschnitt und dem ersten Exzenterrad ist in der Exzenteraufnahmeöffnung eine erste Exzenterradlagereinrichtung angeordnet, um die Reibung zu verringern. Die erste Exzenterradlagereinrichtung ist insbesondere als eine Radiallagereinrichtung ausgebildet.A first eccentric wheel bearing device is arranged in the eccentric receiving opening between the first eccentric section and the first eccentric wheel in order to reduce friction. The first eccentric wheel bearing device is designed in particular as a radial bearing device.

In der allgemeinsten Ausführungsform der Erfindung bildet die Exzenterwelle ein erstes Organ, der Exzenterradträger ein zweites Organ und der Hohlradabschnitt ein drittes Organ des Exzentergetriebes, wobei jedes der Organe einen Eingang und/oder jedes der Organe einen Ausgang des Exzentergetriebes bilden kann.In the most general embodiment of the invention, the eccentric shaft forms a first element, the eccentric wheel carrier a second element and the ring gear section a third element of the eccentric gear, with each of the elements being able to form an input and/or each of the elements an output of the eccentric gear.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der erste Exzenterabschnitt eine erste innere Anlauffläche und das erste Exzenterrad eine erste äußere Anlauffläche für die erste Exzenterradlagereinrichtung aufweist. Die erste innere Anlauffläche erstreckt sich ausgehend von dem ersten Exzenterabschnitt und somit von radial innen bevorzugt in einer Radialebene zu einer Hauptdrehachse des Exzentergetriebes und/oder der Exzenterwelle. Die erste Exzenterradlagereinrichtung kann in axialer Richtung an die erste innere Anlauffläche anlaufen. Die erste äußere Anlauffläche erstreckt sich ausgehend von dem Exzenterrad und somit von radial außen bevorzugt in einer Radialebene zu der Hauptdrehachse des Exzentergetriebes und/oder der Exzenterwelle. Die erste Exzenterradlagereinrichtung kann in axialer Gegenrichtung an die erste äußere Anlauffläche anlaufen. Die erste innere Anlauffläche ist einstückig mit dem ersten Exzenterabschnitt und/oder der Exzenterwelle verbunden. Die erste äußere Anlauffläche ist einstückig mit dem Exzenterrad verbunden. Insbesondere sind die Anlaufflächen aus einem Grundmaterial der jeweiligen Komponente gebildet.In the context of the invention it is proposed that the first eccentric section has a first inner contact surface and the first eccentric wheel has a first outer contact surface for the first eccentric wheel bearing device. The first inner contact surface extends starting from the first eccentric section and thus from radially inwards, preferably in a radial plane to a main axis of rotation of the eccentric gear and/or the eccentric shaft. The first eccentric wheel bearing device can run against the first inner contact surface in the axial direction. The first outer contact surface extends, starting from the eccentric wheel and thus radially from the outside, preferably in a radial plane to the main axis of rotation of the eccentric gear and/or the eccentric shaft. The first eccentric wheel bearing device can run against the first outer contact surface in the opposite axial direction. The first inner contact surface is integrally connected to the first eccentric section and/or the eccentric shaft. The first outer contact surface is integrally connected to the eccentric wheel. In particular, the contact surfaces are formed from a base material of the respective component.

Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass üblicherweise zur axialen Positionierung und/oder Fixierung von Exzenterradlagereinrichtungen Sicherungsringe oder andere zusätzliche Komponenten eingesetzt werden, welche neben den Materialkosten zu Montagekosten führen sowie zusätzliche Fehlerquellen bei der Montage darstellen. Erfindungsgemäß wird dagegen vorgeschlagen, statt der Sicherungsringe entsprechende Anlaufflächen in den Komponenten vorzusehen, welche zum einen kostengünstig herstellbar sind und zum anderen die Montagekosten sowie Fehlerquellen minimieren, so dass diese Lösung eine fertigungsgerechte Umsetzung des Exzentergetriebes darstellt.One consideration of the invention is that retaining rings or other additional components are usually used for the axial positioning and/or fixing of eccentric wheel bearing devices, which, in addition to the material costs, lead to assembly costs and represent additional sources of error during assembly. According to the invention, however, it is proposed to provide corresponding contact surfaces in the components instead of the retaining rings, which on the one hand can be produced inexpensively and on the other hand minimize the assembly costs and sources of error, so that this solution represents a production-ready implementation of the eccentric gear.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Exzenterradlagereinrichtung als eine Wälzkörperlagereinrichtung, insbesondere als eine Rollenlagereinrichtung, im Speziellen als eine Zylinderrollenlagereinrichtung, mit einer Mehrzahl von Wälzkörpern, insbesondere Rollen, im Speziellen Zylinderrollen, ausgebildet. Im Betrieb können die Wälzkörper in axialer Richtung gegen die Anlaufflächen anlaufen, so dass die Wälzkörpereinrichtung über die Anlaufflächen wälzkörpergeführt ist.In a preferred embodiment of the invention, the eccentric wheel bearing device is designed as a rolling element bearing device, in particular as a roller bearing device, specifically as a cylindrical roller bearing device, with a plurality of rolling elements, particularly rollers, particularly cylindrical rollers. During operation, the rolling elements can run against the contact surfaces in the axial direction, so that the rolling element device is guided by rolling elements via the contact surfaces.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Wälzkörperlagereinrichtung einen Käfig zum Führen der Wälzkörper auf. Es kann vorgesehen sein, dass der Käfig nur auf einen umlaufenden Verbindungsring begrenzt ist, wobei die gegenüberliegende Seite verbindungsringfrei ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Käfig als ein Kammkäfig realisiert sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Käfig einen inneren Verbindungsringbereich mit dem Verbindungsring aufweist, wobei der innere Verbindungsringbereich auf der Seite der ersten äußeren Anlauffläche angeordnet ist. Der Verbindungsring kann den gleichen Axialabschnitt einnehmen wie ein Träger der äußeren ersten Anlauffläche, jedoch radial weiter innen angeordnet sein. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Käfig einen äußeren Verbindungsringbereich mit dem Verbindungsring aufweist, wobei der äußere Verbindungsringbereich auf der Seite der ersten inneren Anlauffläche angeordnet ist. Der Verbindungsring kann den gleichen Axialabschnitt einnehmen wie ein Träger der ersten inneren Anlauffläche, jedoch radial weiter außen angeordnet sein.In a preferred development of the invention, the rolling body bearing device has a cage for guiding the rolling bodies. Provision can be made for the cage to be limited to only one circumferential connecting ring, with the opposite side being designed without a connecting ring. For example, the cage can be implemented as a comb cage. It can be provided that the cage has an inner connecting ring area with the connecting ring, the inner connecting ring area being arranged on the side of the first outer contact surface. The connecting ring can occupy the same axial section as a carrier of the outer first contact surface, but can be arranged radially further inwards. Alternatively, it can be provided that the cage has an outer connecting ring area with the connecting ring, the outer connecting ring area being arranged on the side of the first inner contact surface. The connecting ring can occupy the same axial section as a carrier of the first inner contact surface, but can be arranged radially further outside.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist die Wälzkörperlagereinrichtung einen Käfig auf, wobei der Käfig einen inneren Verbindungsringbereich mit einem Verbindungsring und einen äußeren Verbindungsringbereich mit einem Verbindungsring aufweist. Der innere Verbindungsringbereich ist auf der Seite der ersten äußeren Anlauffläche angeordnet, der äußere Verbindungsringbereich ist auf der Seite der ersten inneren Anlauffläche angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung weisen die Verbindungsringe unterschiedliche Teilkreisdurchmesser auf, wobei der äußere Verbindungsringbereich einen größeren Teilkreisdurchmesser als der innere Verbindungsringbereich hat. Insbesondere kann ein Käfig in N-Anordnung verwendet werden. Die N-Anordnung bezeichnet einen Käfig bei welchem die beiden umlaufenden Verbindungsringe auf unterschiedlichen Radien angeordnet sind. So kann auf einer Seite der Außenring (Exzenterrad) einen Anschlagbund für die Wälzkörper als Träger der äußeren Anschlagfläche enthalten und auf der anderen Seite der Innenring (Exzenterwelle). Der dadurch verbleibende Bauraum für die umlaufenden Verbindungsringe ist somit versetzt.In another embodiment of the invention, the rolling element bearing device has a cage, the cage having an inner connecting ring area with a connecting ring and an outer connecting ring area with a connecting ring. The inner connection ring area is arranged on the side of the first outer abutment surface, the outer connection ring area is arranged on the side of the first inner abutment surface. In this configuration, the connecting rings have different pitch circle diameters, with the outer connecting ring area having a larger pitch circle diameter than the inner connecting ring area. In particular, a cage in an N arrangement can be used. The N arrangement designates a cage in which the two circumferential connecting rings are arranged on different radii. Thus, on one side of the outer ring (eccentric wheel) contain a stop collar for the rolling elements as a carrier of the outer stop surface and on the other side of the inner ring (eccentric shaft). The remaining space for the peripheral connecting rings is thus offset.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Exzentergetriebe ein zweites Exzenterrad sowie eine zweite Exzenterradlagereinrichtung auf. Die Exzenterwelle weist mindestens oder genau einen zweiten Exzenterabschnitt auf. Die zweite Exzenterradlagereinrichtung ist auf dem zweiten Exzenterabschnitt angeordnet, wobei das zweite Exzenterrad über die zweite Exzenterradlagereinrichtung auf dem zweiten Exzenterabschnitt gelagert ist. Der zweite Exzenterabschnitt weist eine zweite innere Anlauffläche und das zweite Exzenterrad eine zweite äußere Anlauffläche für die zweite Exzenterradlagereinrichtung auf. Insbesondere können das zweite Exzenterrad, die zweite Exzenterradlagereinrichtung sowie der zweite Exzenterabschnitt eine beliebige Auswahl der Merkmale des ersten Exzenterrads, der ersten Exzenterradlagereinrichtung und/oder des ersten Exzenterabschnitts aufweisen.In a preferred development of the invention, the eccentric gear has a second eccentric wheel and a second eccentric wheel bearing device. The eccentric shaft has at least or precisely one second eccentric section. The second eccentric wheel bearing device is arranged on the second eccentric section, the second eccentric wheel being mounted on the second eccentric section via the second eccentric wheel bearing device. The second eccentric section has a second inner contact surface and the second eccentric wheel has a second outer contact surface for the second eccentric wheel bearing device. In particular, the second eccentric wheel, the second eccentric wheel bearing device and the second eccentric section can have any selection of the features of the first eccentric wheel, the first eccentric wheel bearing device and/or the first eccentric section.

In einer weiteren konkreten Realisierung ist vorgesehen, dass die zwei Exzenterräder diametral und/oder gegengleich, z.B. um 180° in Umlaufrichtung, versetzt sind. Die Exzenterräder sind bevorzugt axial aneinandergrenzend angeordnet.In a further specific implementation, it is provided that the two eccentric wheels are offset diametrically and/or in opposite directions, for example by 180° in the direction of rotation. The eccentric wheels are preferably arranged axially adjacent to one another.

In einer ersten möglichen Umsetzung kann das mindestens erste, vorzugsweise beide Exzenterräder als Kurvenscheibe(n) ausgebildet sein. Insbesondere ist die Kurvenscheibe als eine flache Scheibe ausgebildet, welche am Außenumfang eine Kurvenform aufweist. Die Kurvenform der mindestens ersten Kurvenscheibe sowie die Innenkontur des Hohlradabschnitts können prinzipiell beliebig ausgebildet sein, solange diese die Funktion des Exzentergetriebes übernehmen können. Besonders bevorzugt ist das Exzentergetriebe jedoch als ein Zykloidengetriebe ausgebildet, wobei durch den Außenumfang der mindestens einen Kurvenscheibe eine Zykloidenform dargestellt ist.In a first possible implementation, the at least first, preferably both, eccentric wheels can be designed as cam disk(s). In particular, the cam disk is designed as a flat disk which has a curved shape on the outer circumference. The curve shape of at least the first cam disc and the inner contour of the ring gear section can in principle be of any desired design, as long as they can assume the function of the eccentric gear. However, the eccentric gear is particularly preferably designed as a cycloid gear, with a cycloid shape being represented by the outer circumference of the at least one cam disk.

In einer zweiten möglichen Umsetzung kann das mindestens erste, vorzugsweise beide Exzenterräder als Zahnradscheiben ausgebildet sein. Insbesondere ist die Zahnradscheibe als eine flache Scheibe ausgebildet. Die Zahnradscheibe weist am Außenumfang eine Außenverzahnung und der Hohlradabschnitt am Innenumfang eine Innenverzahnung auf, wobei die Außenverzahnung mit der Innenverzahnung bereichsweise in Eingriff steht. Das mindestens erste Exzenterrad befindet sich in einem Eingriffsbereich in einem kämmenden Eingriff mit dem Hohlradabschnitt, wobei in dem Eingriffsbereich die Hohlradverzahnung mit der Exzenterverzahnung in Eingriff steht. Der Eingriffsbereich ist in Umlaufrichtung begrenzt, so erstreckt sich dieser bevorzugt auf weniger als 20 Zähne, vorzugsweise auf weniger als 10 Zähne der Hohlradverzahnung und/oder der Exzenterverzahnung. Die jeweilige Verzahnung ist insbesondere als Evolventenverzahnung und/oder Geradverzahnung ausgeführt. Besonders bevorzugt unterscheiden sich die Anzahl der Zähne der Innenumfangsstirnradverzahnung und der Außenumfangsstirnradverzahnung um mindestens oder genau einen Zahn.In a second possible implementation, the at least first, preferably both, eccentric wheels can be designed as toothed wheel disks. In particular, the gear wheel disk is designed as a flat disk. The toothed wheel disk has external teeth on the outer circumference and the ring gear section has internal teeth on the inner circumference, the outer teeth being in engagement with the inner teeth in some areas. The at least first eccentric wheel is in a meshing engagement with the ring gear section in an engagement area, with the ring gear toothing being in engagement with the eccentric toothing in the engagement area. The engagement area is limited in the direction of rotation, so it preferably extends to less than 20 teeth, preferably to less than 10 teeth of the ring gear toothing and/or the eccentric toothing. The respective gearing is designed in particular as involute gearing and/or straight gearing. Particularly preferably, the number of teeth of the inner circumferential spur gear and the outer circumferential spur gear differ by at least or exactly one tooth.

Insbesondere sind die Exzenterabschnitte in Umlaufrichtung zueinander verdreht angeordnet sind. Der erste Exzenterabschnitt greift in die Exzenteraufnahmeöffnung des ersten Exzenterrads, der zweite Exzenterabschnitt greift in die Exzenteraufnahmeöffnung des zweiten Exzenterrads.In particular, the eccentric sections are arranged rotated relative to one another in the direction of rotation. The first eccentric section engages in the eccentric receiving opening of the first eccentric wheel, and the second eccentric section engages in the eccentric receiving opening of the second eccentric wheel.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die inneren Anlaufflächen und/oder die inneren Anlaufbünde benachbart zueinander angeordnet. Die äußeren Anlaufflächen und/oder äußeren Anlaufbünde umgreifen in axialer Richtung die inneren Anlaufflächen/Anlaufbünde klammerartig. In dieser Ausgestaltung kann in bevorzugter Weise das erste Exzenterrad von einem Ende der Exzenterwelle und das zweite Exzenterrad von einem anderen Ende der Exzenterwelle montiert werden.In a preferred embodiment of the invention, the inner contact surfaces and/or the inner contact collars are arranged adjacent to one another. The outer contact surfaces and/or outer contact collars grip around the inner contact surfaces/contact collars in the axial direction in the manner of clamps. In this embodiment, the first eccentric wheel can be mounted from one end of the eccentric shaft and the second eccentric wheel can be mounted from another end of the eccentric shaft in a preferred manner.

Bei einer besonders fertigungsgerechten Ausgestaltung der Erfindung sind die Exzenterräder als Gleichteile ausgebildet, jedoch in dem Exzentergetriebe um eine Achse, welche in einer Radialebene zu der Hauptdrehachse liegt, um 180° und/oder gegengleich zueinander montiert. Auf diese Weise können weitere Bauteile und damit Fertigungskosten eingespart sowie Montagefehler vermieden werden.In a particularly manufacturable embodiment of the invention, the eccentric wheels are designed as identical parts, but mounted in the eccentric gear about an axis that lies in a radial plane to the main axis of rotation, by 180° and/or in opposite directions to one another. In this way, additional components and thus manufacturing costs can be saved and assembly errors can be avoided.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Generatormodul, welches zur Erzeugung elektrischer Energie für ein Antriebsmodul eines muskelbetriebenen Fahrzeugs ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist das Fahrzeug als ein elektrisches Fahrrad, auch als E-Bike bekannt, ausgebildet. Grundsätzlich kann das Fahrrad genau zwei Räder aufweisen. Alternativ kann das Fahrzeug jedoch auch mehr als zwei, insbesondere drei oder genau vier Räder aufweisen.A further object of the invention is a generator module which is designed and/or suitable for generating electrical energy for a drive module of a human-powered vehicle. In particular, the vehicle is designed as an electric bicycle, also known as an e-bike. In principle, the bicycle can have exactly two wheels. Alternatively, however, the vehicle can also have more than two, in particular three or exactly four wheels.

Das Antriebsmodul dient zur Erzeugung eines elektrischen Antriebsmoments. Das Antriebsmodul umfasst vorzugsweise mindestens einen Elektromotor, welcher elektrische Energie in ein elektrisches Antriebsmoment wandelt. Dabei ist das Antriebsmodul, insbesondere der Elektromotor, mit mindestens oder genau einem Antriebsrad des Fahrzeugs antriebstechnisch verbindbar und/oder verbunden. Prinzipiell ist das Antriebsmodul als ein Radnabenantrieb ausgebildet, welcher in das Antriebsrad des Fahrzeugs integriert ist. Alternativ kann das Antriebsmodul jedoch auch außerhalb des Antriebsrades angeordnet und/oder als zentraler Antriebsmotor für ein oder mehrere Antriebsräder dienen. Grundsätzlich ist das Antriebsrad als ein Hinterrad des Fahrzeugs ausgebildet. Alternativ kann das Antriebsrad jedoch auch als ein Vorderrad des Fahrzeugs ausgebildet sein.The drive module is used to generate an electrical drive torque. The drive module preferably includes at least one electric motor, which converts electrical energy into an electrical drive torque. In this case, the drive module, in particular the electric motor, can be and/or is connected in terms of drive technology to at least or precisely one drive wheel of the vehicle. In principle, the drive module is designed as a wheel hub drive, which is integrated into the drive wheel of the vehicle. Alternatively, however, the drive module can also be arranged outside of the drive wheel and/or can serve as a central drive motor for one or more drive wheels. Basically, the drive wheel is designed as a rear wheel of the vehicle. Alternatively, however, the drive wheel can also be designed as a front wheel of the vehicle.

Das Generatormodul ist insbesondere separat zu dem Antriebsmodul ausgebildet. Das Generatormodul weist einen Generator auf, der durch einen Fahrzeugbenutzer per Tretkraft antreibbar ist. Insbesondere erzeugt der Generator eine elektrische Leistung, welche aus der am Generator aufgebrachten Drehmomente und Drehzahlen resultiert. Vorzugsweise kann der Fahrzeugbenutzer die Größe der elektrischen Leistung in Abhängigkeit der Tretkraft bzw. Trittfrequenz variieren. Bevorzugt weist die Antriebsanordnung eine Steuerungseinrichtung auf, welche ausgebildet ist, das Antriebsmoment und/oder eine Antriebsdrehzahl des Antriebsmoduls in Abhängigkeit der Tretkraft und/oder Trittfrequenz zu steuern. Besonders bevorzugt ist der Generator nicht zur Umsetzung eines Betriebs als Antriebsmotor ausgebildet und/oder kann ausschließlich in einem Generatorbetrieb laufen. Alternativ kann der Generator elektromotorisch betrieben werden, um z.B. die Kurbeln in eine bestimmte Position zu bringen. Das Generatormodul weist einen Stator und einen Rotor auf.The generator module is in particular designed separately from the drive module. The generator module has a generator that can be driven by a vehicle user by pedaling. In particular, the generator generates electrical power which results from the torques and speeds applied to the generator. Preferably, the vehicle user can vary the size of the electrical power depending on the pedaling force or pedaling frequency. The drive arrangement preferably has a control device which is designed to control the drive torque and/or a drive speed of the drive module as a function of the pedaling force and/or pedaling frequency. The generator is not particularly preferred for implementing operation as a drive motor trained and / or can run exclusively in a generator operation. Alternatively, the generator can be operated by an electric motor, for example to bring the cranks into a specific position. The generator module has a stator and a rotor.

Das Generatormodul weist eine Tretkurbelwelle auf, welche zur Übertragung der Tretkraft auf den Generator ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere sind an der Tretkurbelwelle endseitig jeweils eine Tretkurbel angeordnet, über welche die Tretkraft in die Tretkurbelwelle eingeleitet wird. Insbesondere ist die Tretkurbelwelle drehbar in dem Generatormodul gelagert. Bevorzugt definiert die Tretkurbelwelle mit ihrer Rotationsachse eine Hauptdrehachse des Generatormoduls. Die Tretkurbelwelle verläuft durchgängig von einer Tretkurbel zu der anderen Tretkurbel.The generator module has a pedal crankshaft, which is designed and/or suitable for transmitting the pedaling force to the generator. In particular, a pedal crank is arranged at each end of the pedal crankshaft, via which the pedaling force is introduced into the pedal crankshaft. In particular, the pedal crankshaft is rotatably mounted in the generator module. The pedal crankshaft preferably defines a main axis of rotation of the generator module with its axis of rotation. The crankshaft runs continuously from one crank to the other crank.

Das Generatormodul weist eine Getriebeeinrichtung auf, welche zur Übersetzung der Tretkraft auf den Generator ausgebildet und/oder geeignet ist. Die Tretkurbelwelle ist dabei über die Getriebebeinrichtung getriebetechnisch mit dem Generator verbunden. Insbesondere dient die Getriebeeinrichtung zur Übersetzung ins Schnelle (Betrag (i) < 1), wobei die Drehzahl am Generator vergrößert und das übertragene Drehmoment auf den Generator verkleinert wird. Die Tretkurbelwelle ist in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse bevorzugt durch die Getriebeeinrichtung geführt und/oder koaxial zu der Getriebeeinrichtung angeordnet. Somit wird ein Antriebsstrang gebildet, der von der Tretkurbelwelle zu dem Generator führt, wobei die Tretkurbelwelle und der Generator jeweils einen Teil des Antriebsstrangs bilden.The generator module has a transmission device which is designed and/or suitable for transferring the pedaling force to the generator. The pedal crankshaft is connected in terms of transmission to the generator via the transmission device. In particular, the transmission device is used for stepping up (amount (i)<1), the speed at the generator being increased and the torque transmitted to the generator being reduced. The pedal crankshaft is preferably guided through the transmission device in the axial direction with respect to the main axis of rotation and/or is arranged coaxially to the transmission device. A drive train is thus formed, which leads from the crankshaft to the generator, with the crankshaft and the generator each forming part of the drive train.

In einer bevorzugten Realisierung ist vorgesehen, dass die Getriebeeinrichtung ein Übersetzungsverhältnis zwischen Getriebeeingang und Getriebeausgang mit einem Betrag von weniger als 1:40, insbesondere 1:30 aufweist. Vorzugsweise weist die Getriebeeinrichtung ein Übersetzungsverhältnis zwischen 1:10, insbesondere 1:30 und 1:100, insbesondere 1:50 auf. Vorzugsweise weist die Getriebeeinrichtung ein Übersetzungsverhältnis von 1:50 auf. Auf diese Weise wird das durch den Fahrer erzeugte hohe Tretmoment (im Bereich bis ca. 200Nm) am Getriebeeingang mit geringen Drehzahlen (im Bereich 30 bis 120 1/min) in ein geringeres Drehmoment mit hohen Drehzahlen am Getriebeausgang gewandelt.In a preferred implementation, it is provided that the transmission device has a transmission ratio between the transmission input and the transmission output of less than 1:40, in particular 1:30. The transmission device preferably has a transmission ratio of between 1:10, in particular 1:30 and 1:100, in particular 1:50. The transmission device preferably has a transmission ratio of 1:50. In this way, the high pedaling torque generated by the driver (in the range of up to approx. 200Nm) at the transmission input with low speeds (in the range of 30 to 120 rpm) is converted into a lower torque with high speeds at the transmission output.

Es wird vorgeschlagen, dass die Getriebeeinrichtung als ein Exzentergetriebe ausgebildet ist, wie dies zuvor beschreiben wurde. Insbesondere weist das Exzentergetriebe einen Getriebeeingang, insbesondere ein Eingangsorgan, und einen Getriebeausgang, insbesondere ein Ausgangsorgan, auf, wobei die Tretkurbelwelle eingangsseitig und der Generator ausgangsseitig angeordnet ist. In einem Fahrbetrieb wird somit das Tretmoment über das Exzentergetriebe auf den Rotor übertragen, sodass der Rotor relativ zu dem Stator um die Hauptdrehachse rotiert wird. Insbesondere verläuft ein Kraftübertragungsweg zur Übertragung der Tretkraft von der Tretkurbelwelle über das Exzentergetriebe zu dem Generator. Die Tretkurbelwelle ist hierzu in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse durch das Exzentergetriebe geführt und/oder koaxial zu dem Exzentergetriebe angeordnet. Bevorzugt sind das Exzentergetriebe, die Tretkurbelwelle und der Generator koaxial und/oder konzentrisch in Bezug auf die Hauptdrehachse angeordnet. Nachdem gerade bei muskelbetriebenen Fahrzeugen der Benutzer besonders sensibel bei Störgeräuschen ist und zudem unnötige Reibung verhindert werden soll, ist das Exzentergetriebe besonders vorteilhaft einsetzbar.It is proposed that the gear device be designed as an eccentric gear, as was previously described. In particular, the eccentric gear has a gear input, in particular an input element, and a gear output, in particular an output element, with the pedal crankshaft being arranged on the input side and the generator on the output side. When driving, the pedaling torque is thus transmitted to the rotor via the eccentric gear, so that the rotor is rotated about the main axis of rotation relative to the stator. In particular, a power transmission path for transmitting the pedaling power runs from the pedal crankshaft via the eccentric gear to the generator. For this purpose, the pedal crankshaft is guided through the eccentric gear in the axial direction with respect to the main axis of rotation and/or is arranged coaxially with the eccentric gear. The eccentric gear, the pedal crankshaft and the generator are preferably arranged coaxially and/or concentrically in relation to the main axis of rotation. Since the user is particularly sensitive to noise in muscle-powered vehicles and unnecessary friction is to be prevented, the eccentric gear can be used particularly advantageously.

In einer möglichen Realisierung ist vorgesehen, dass der Exzenterradträger ein Eingangsorgan der Getriebeeinrichtung und die Exzenterwelle ein Ausgangsorgan der Getriebeeinrichtung bildet. Insbesondere ist der Exzenterradträger hierzu drehfest mit der Tretkurbelwelle verbunden und die Exzenterwelle drehfest mit dem Rotor verbunden. Alternativ bildet die Exzenterwelle ein Eingangsorgan der Getriebeeinrichtung und der Exzenterradträger ein Ausgangsorgan der Getriebeeinrichtung. Insbesondere ist die Exzenterwelle hierzu drehfest mit der Tretkurbelwelle verbunden und der Exzenterradträger drehfest mit dem Rotor verbunden. Insbesondere ist das Eingangsorgan formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit der Tretkurbelwelle, vorzugsweise zumindest drehfest, verbunden. Alternativ können das Eingangsorgan und die Tretkurbelwelle auch aus einem gemeinsamen Materialabschnitt gebildet sein. Insbesondere ist das Ausgangsorgan formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Rotor, vorzugsweise zumindest drehfest, verbunden. Alternativ können das Ausgangsorgan und der Rotor auch aus einem gemeinsamen Materialabschnitt gebildet sein. Bevorzugt ist das Eingangsorgan in Bezug auf die Hauptdrehachse koaxial und/oder konzentrisch zu der Tretkurbelwelle angeordnet und/oder das Ausgangsorgan in Bezug auf die Hauptdrehachse koaxial und/oder konzentrisch zu dem Rotor angeordnet.In one possible implementation, it is provided that the eccentric wheel carrier forms an input element of the transmission device and the eccentric shaft forms an output element of the transmission device. In particular, the eccentric wheel carrier is connected to the pedal crankshaft in a rotationally fixed manner for this purpose, and the eccentric shaft is connected in a rotationally fixed manner to the rotor. Alternatively, the eccentric shaft forms an input element of the transmission device and the eccentric wheel carrier forms an output element of the transmission device. For this purpose, in particular, the eccentric shaft is connected to the pedal crankshaft in a rotationally fixed manner and the eccentric wheel carrier is connected in a rotationally fixed manner to the rotor. In particular, the input element is positively and/or non-positively and/or cohesively connected to the pedal crankshaft, preferably at least in a rotationally fixed manner. Alternatively, the input element and the pedal crankshaft can also be formed from a common material section. In particular, the output member is connected to the rotor in a form-fitting and/or force-fitting and/or cohesive manner, preferably at least in a rotationally fixed manner. Alternatively, the output member and the rotor can also be formed from a common material section. The input element is preferably arranged coaxially and/or concentrically with respect to the main axis of rotation with respect to the pedal crankshaft and/or the output element is arranged coaxially and/or concentrically with respect to the main axis of rotation with respect to the rotor.

Ein weiterer, möglicher Gegenstand der Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung mit dem Generatormodul und dem Antriebsmodul, wie diese bereits zuvor beschrieben wurden. Das Generatormodul ist zur Bereitstellung der elektrischen Energie über eine elektrische Leitung unmittelbar mit dem Antriebsmodul verbunden. Insbesondere kann der Elektromotor somit direkt durch den vom Generator erzeugten Strom gespeist werden. Alternativ oder optional ergänzend ist das Generatormodul zur Bereitstellung der elektrischen Energie mittelbar über ein Energiespeichermodul mit dem Antriebsmodul verbunden. Insbesondere ist das Energiespeichermodul als ein Akkumulator ausgebildet, welcher während der Fahrt vom Generator gespeist wird und zudem von einer externen Stromquelle geladen werden kann. Insbesondere kann der Elektromotor somit durch den in dem Energiespeichermodul gespeicherten Strom gespeist werden. Insbesondere sind das Generatormodul und das Antriebsmodul mechanisch voneinander entkoppelt.Another possible subject matter of the invention relates to a drive arrangement with the generator module and the drive module, as already described above. In order to provide the electrical energy, the generator module is connected directly to the drive module via an electrical line. In particular, the electric motor can thus directly by the generator generated electricity are fed. Alternatively or optionally in addition, the generator module is connected to the drive module indirectly via an energy storage module to provide the electrical energy. In particular, the energy storage module is designed as an accumulator, which is fed by the generator while driving and can also be charged from an external power source. In particular, the electric motor can thus be fed by the current stored in the energy storage module. In particular, the generator module and the drive module are mechanically decoupled from one another.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit dem Generatormodul bzw. der Antriebsanordnung wie diese bereits zuvor beschrieben wurde. Insbesondere ist das Fahrzeug als ein muskelbetriebenes Fahrzeug, insbesondere Fahrrad, ausgebildet, welches durch einen Elektromotor angetrieben wird. Insbesondere zeichnet sich das Fahrzeug dadurch aus, dass die für den Elektromotor benötigte elektrische Energie zumindest teilweise mittels des Generatormoduls durch den Fahrer erzeugt wird.Another subject matter of the invention relates to a vehicle with the generator module or the drive arrangement as has already been described above. In particular, the vehicle is designed as a human-powered vehicle, in particular a bicycle, which is driven by an electric motor. In particular, the vehicle is characterized in that the electrical energy required for the electric motor is at least partially generated by the driver using the generator module.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Antriebsanordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine Schnittdarstellung eines Generatormoduls der Antriebsanordnung;
3 eine Detaildarstellung aus der 2.

Further features, advantages and effects of the invention result from the following description of a preferred exemplary embodiment of the invention and the attached figures. show:

1 a schematic representation of a vehicle with a drive arrangement as an embodiment of the invention;
2 a sectional view of a generator module of the drive assembly;
3 a detail from the 2 .

Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding or identical parts are each provided with the same reference symbols in the figures.

1 zeigt in einer stark vereinfachten Darstellung ein muskelkraftbetriebenes Fahrzeug 1. Das Fahrzeug 1 ist als ein Fahrrad ausgebildet, welches im Wesentlichen aus einem Rahmen 2 sowie einem Vorderrad 3 und einem Hinterrad 4 gebildet ist. 1 shows a muscle-powered vehicle 1 in a highly simplified representation. The vehicle 1 is designed as a bicycle, which is essentially formed from a frame 2 and a front wheel 3 and a rear wheel 4 .

Das Fahrzeug 1 weist eine Antriebsanordnung 5 auf, welche zum Antrieb des Hinterrads 4 dient. Das Hinterrad 4 bildet somit ein Antriebsrad des Fahrzeugs 1, wobei das Vorderrad 3 antriebslos bleibt. Optional kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Vorderrad 3 angetrieben wird.The vehicle 1 has a drive arrangement 5 which is used to drive the rear wheel 4 . The rear wheel 4 thus forms a drive wheel of the vehicle 1, with the front wheel 3 remaining unpowered. Optionally, however, it can also be provided that the front wheel 3 is driven.

Die Antriebsanordnung 5 umfasst ein Generatormodul 6, optional ein Antriebsmodul 7 und ein Energiespeichermodul 8. Das Generatormodul 6 ist im Bereich des Tretlagers angeordnet und kann durch einen Fahrzeugbenutzer per Tretkraft angetrieben werden, um elektrische Energie für das Antriebsmodul 7 zu erzeugen. Das Generatormodul 6 weist hierzu zwei diametral zueinander angeordnete Tretkurbeln 9 auf, welche per Tretkraft in Rotation versetzt werden, um elektrische Leistung in dem Generatormodul 6 zu erzeugen.The drive arrangement 5 includes a generator module 6, optionally a drive module 7 and an energy storage module 8. The generator module 6 is arranged in the area of the bottom bracket and can be driven by a vehicle user by pedaling power in order to generate electrical energy for the drive module 7. For this purpose, the generator module 6 has two pedal cranks 9 arranged diametrically opposite one another, which are set in rotation by pedaling force in order to generate electrical power in the generator module 6 .

Das Fahrrad 1 weist keine mechanische Antriebsverbindung zwischen den Tretkurbeln 9 und dem Antriebsrad 4 auf. Das Generatormodul 6 ist lediglich über eine elektrische Leitung 10 mit dem Antriebsmodul 6 und/oder dem Energiespeichermodul 8 elektrisch verbunden, um die für das Antriebsmodul 7 nötige elektrische Energie bereitzustellen. Das Antriebsmodul 7 kann beispielsweise als ein in das Hinterrad 4 integrierter Radnabenmotor ausgebildet sein, welcher ein elektrisches Antriebsmoment auf das Hinterrad 4 überträgt. Das Antriebsmodul 7 kann dabei direkt durch die von dem Generatormodul 6 erzeugte elektrische Energie oder mittelbar durch die in dem Energiespeichermodul 8 gespeicherte elektrische Energie versorgt werden. Das Energiespeichermodul 8 kann während der Fahrt von Generatormodul 6 gespeist werden und darüber hinaus von einer externen Stromquelle geladen werden. Optional kann die vom Generatormodul 6 bereitgestellte elektrische Energie einem Verbraucher 11, z. B. Licht, zur Verfügung gestellt werden.The bicycle 1 has no mechanical drive connection between the pedal cranks 9 and the drive wheel 4 . The generator module 6 is only electrically connected to the drive module 6 and/or the energy storage module 8 via an electrical line 10 in order to provide the electrical energy required for the drive module 7 . The drive module 7 can be designed, for example, as a wheel hub motor that is integrated into the rear wheel 4 and transmits an electrical drive torque to the rear wheel 4 . The drive module 7 can be supplied directly by the electrical energy generated by the generator module 6 or indirectly by the electrical energy stored in the energy storage module 8 . The energy storage module 8 can be fed by the generator module 6 while driving and can also be charged from an external power source. Optionally, the electrical energy provided by the generator module 6 can be supplied to a consumer 11, e.g. As light, are made available.

Die 2 zeigt das Generatormodul 6 in einem Längsschnitt entlang einer Hauptdrehachse 100. Das Generatormodul 6 weist eine Tretkurbelwelle 12 auf, welche mit ihrer Rotationsachse die Hauptdrehachse 100 definiert. In einer Einbausituation sind an der Tretkurbelwelle 12 endseitig die Tretkurbeln 9 montiert. Das Generatormodul 6 weist einen Generator 13 sowie eine Getriebeeinrichtung auf, welche gemeinsam in einem Gehäuse 15 aufgenommen sind. Der Generator 13 weist einen Stator 16 und einen Rotor 17 auf, wobei die Tretkurbelwelle 12 mit einem Getriebeeingang und der Rotor 17 mit einem Getriebeausgang der Getriebeeinrichtung 14 verbunden ist. Der Stator 16 hingegen ist gehäusefest mit dem Gehäuse 15 verbunden und verbleibt somit stationär. Die Getriebeeinrichtung dient dazu, ein in die Tretkurbelwelle 12 eingeleitetes Tretmoment über die Getriebeeinrichtung auf den Generator 13 zu übersetzen.the 2 shows the generator module 6 in a longitudinal section along a main axis of rotation 100. The generator module 6 has a pedal crankshaft 12, which defines the main axis of rotation 100 with its axis of rotation. In an installation situation, the pedal cranks 9 are mounted on the end of the pedal crankshaft 12 . The generator module 6 has a generator 13 and a transmission device, which are accommodated together in a housing 15 . The generator 13 has a stator 16 and a rotor 17 , with the pedal crankshaft 12 being connected to a transmission input and the rotor 17 being connected to a transmission output of the transmission device 14 . The stator 16, on the other hand, is fixed to the housing 15 and thus remains stationary. The transmission device serves to convert a pedaling torque introduced into the pedal crankshaft 12 to the generator 13 via the transmission device.

Die Getriebeeinrichtung ist als ein Exzentergetriebe 14 ausgebildet. Das Exzentergetriebe 14 ist in Bezug auf die Hauptdrehachse 100 koaxial zu dem Generator 13 und der Tretkurbelwelle 12 und in axialer Richtung formschlüssig zwischen dem Generator 13 und dem Gehäuse 15 angeordnet.The gear device is designed as an eccentric gear 14 . The eccentric gear 14 is arranged in relation to the main axis of rotation 100 coaxially to the generator 13 and the pedal crankshaft 12 and in the axial direction with a positive fit between the generator 13 and the housing 15 .

Das Gehäuse 15 weist zentrale Durchgangsöffnungen 20, 21 auf, welche zur Durchführung der Tretkurbelwelle 12 durch das Gehäuse 15 dienen.The housing 15 has central through-openings 20, 21, which serve to guide the crankshaft 12 through the housing 15.

Das Exzentergetriebe 15 weist als Eingangsorgan einen Exzenterradträger 22 auf, welcher drehfest mit der Tretkurbelwelle 12 verbunden ist. Dabei ist der Exzenterradträger 22 mit einem Wellenfortsatz der Tretkurbelwelle 12 einteilig ausgebildet, sodass eine Welle-Nabe-Verbindung zwischen der Tretkurbelwelle 12 und der Getriebeeinrichtung 14 eingespart werden kann. Bei einer Rotation der Tretkurbelwelle 12 wird der Exzenterradträger 22 ebenfalls rotiert und die Drehbewegung ins Schnelle übersetzt. In einer bevorzugten Realisierung ist vorgesehen, dass das Exzentergetriebe 14 ein Übersetzungsverhältnis zwischen Getriebeeingang und Getriebeausgang mit einem Betrag von weniger als 1:30 aufweist. Vorzugsweise weist das Exzentergetriebe 14 ein Übersetzungsverhältnis zwischen 1:30 und 1:100 auf. Vorzugsweise weist das Exzentergetriebe 14 ein Übersetzungsverhältnis von 1:50 auf. Auf diese Weise wird das durch den Fahrer erzeugte hohe Tretmoment (im Bereich bis ca. 200 Nm) am Getriebeeingang/Eingangsorgan mit geringen Drehzahlen (im Bereich 30 bis 120 1/min) in ein geringeres Drehmoment mit hohen Drehzahlen am Getriebeausgang/Ausgangsorgan gewandelt.The eccentric gear 15 has an eccentric wheel carrier 22 as an input element, which is connected to the pedal crankshaft 12 in a rotationally fixed manner. The eccentric wheel carrier 22 is designed in one piece with a shaft extension of the pedal crankshaft 12 so that a shaft-hub connection between the pedal crankshaft 12 and the transmission device 14 can be saved. When the pedal crankshaft 12 rotates, the eccentric wheel carrier 22 is also rotated and the rotational movement is accelerated. In a preferred implementation, it is provided that the eccentric gear 14 has a transmission ratio between the gear input and the gear output with an amount of less than 1:30. The eccentric gear 14 preferably has a transmission ratio of between 1:30 and 1:100. The eccentric gear 14 preferably has a transmission ratio of 1:50. In this way, the high pedaling torque generated by the driver (in the range of up to approx. 200 Nm) at the transmission input/input element at low speeds (in the range from 30 to 120 rpm) is converted into a lower torque with high speeds at the transmission output/output element.

Ferner sind ein erstes und ein zweites Exzenterrad 23, 24 vorgesehen, wobei die Exzenterräder 23, 24 jeweils eine Exzenteraufnahmeöffnung 25 und eine Mehrzahl von außermittigen Mitnahmeöffnungen 26 aufweisen. Die Exzenterräder 23, 24 sind in Umlaufrichtung gegengleich zueinander angeordnet, um Querkräfte im Betrieb zu verkleinern.Furthermore, a first and a second eccentric wheel 23, 24 are provided, the eccentric wheels 23, 24 each having an eccentric receiving opening 25 and a plurality of eccentric driving openings 26. The eccentric wheels 23, 24 are arranged opposite to one another in the direction of rotation in order to reduce lateral forces during operation.

Der Exzenterradträger 22 weist eine Mehrzahl von Trägerbolzen 27 auf, wobei die Trägerbolzen 27 in die Mitnahmeöffnungen 26 der Exzenterräder 23, 24 eingreifen, so dass diese in Umlaufrichtung von den Trägerbolzen 27 und damit von dem Exzenterradträger 22 mitgenommen werden. Die Trägerbolzen 27 sind hierzu an dem Exzenterradträger 22 festgelegt und erstrecken sich in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse 100 radial innerhalb eines Hohlradabschnitts 28, welcher drehfest mit dem Gehäusegrundkörper 18 verbunden ist.The eccentric wheel carrier 22 has a plurality of carrier bolts 27, the carrier bolts 27 engaging in the driving openings 26 of the eccentric wheels 23, 24, so that they are carried along in the direction of rotation by the carrier bolts 27 and thus by the eccentric wheel carrier 22. For this purpose, the carrier bolts 27 are fixed to the eccentric wheel carrier 22 and extend in the axial direction with respect to the main axis of rotation 100 radially inside a ring gear section 28 which is connected to the housing base body 18 in a torque-proof manner.

Die Exzenterräder 23, 24 weisen an ihrem Außenumfang eine Außenverzahnung 29 und der Hohlradabschnitt 28 an seinem Innenumfang eine Innenverzahnung 30 auf, wobei die Außenverzahnung 29 und die Innenverzahnung 30 ausschließlich abschnittsweise und zwar um 180° und/oder gegengleich versetzt ineinander eingreifen. Beispielsweise sind die Außenverzahnung 29 und die Innenverzahnung 30 als Stirnradverzahnung, insbesondere als Evolventenverzahnung und/oder Geradverzahnung, ausgebildet.The eccentric gears 23, 24 have external teeth 29 on their outer circumference and the ring gear section 28 has internal teeth 30 on its inner circumference, with the external teeth 29 and the internal teeth 30 only intermeshing in sections and offset by 180° and/or in opposite directions. For example, the external toothing 29 and the internal toothing 30 are designed as spur gearing, in particular as involute gearing and/or straight gearing.

Ein Ausgangsorgan des Exzentergetriebes 14 ist als eine Exzenterwelle 31 in Form einer Hohlwelle ausgebildet, wobei die Exzenterwelle 31 einen ersten und einen zweiten Exzenterabschnitt 32, 33 aufweist, wobei die Exzenterabschnitte 32, 33 über jeweils eine erste und eine zweite Exzenterradlagereinrichtung 34, 35 in die Exzenteraufnahmeöffnung 25 der Exzenterräder 23, 24 eingreifen. Die Exzenterwelle 31 ist drehfest mit dem Rotor 17 verbunden. Die Tretkurbelwelle 12 ist in Bezug auf die Hauptdrehachse 100 koaxial zu der Exzenterwelle 31 angeordnet, wobei die Tretkurbelwelle 12 relativ zu der Exzenterwelle 31 und/oder zu dem Rotor 17 über eine Rotorlagereinrichtung 36 gelagert ist und beispielsweise als eine Wälzkörperlagerung ausgebildet ist.An output element of the eccentric gear 14 is designed as an eccentric shaft 31 in the form of a hollow shaft, the eccentric shaft 31 having a first and a second eccentric section 32, 33, the eccentric sections 32, 33 being connected via a first and a second eccentric wheel bearing device 34, 35 to the Eccentric receiving opening 25 of the eccentric wheels 23, 24 engage. The eccentric shaft 31 is connected to the rotor 17 in a rotationally fixed manner. The pedal crankshaft 12 is arranged coaxially with the eccentric shaft 31 with respect to the main axis of rotation 100, with the pedal crankshaft 12 being mounted relative to the eccentric shaft 31 and/or to the rotor 17 via a rotor bearing device 36 and being designed, for example, as a rolling element bearing.

Die 3 zeigt einen Detailausschnitt aus der 2 im Bereich der Exzenterlagereinrichtungen 34, 35 oberhalb der Exzenterwelle 31. Die Exzenterlagereinrichtungen 34, 35 sind stark schematisiert dargestellt und weisen Zylinderrollen als Wälzkörper 37 auf. An dem Außenumfang von dem ersten Exzenterabschnitt 32 ist eine erste Innenlaufbahn 38 ausgebildet, auf dem Innenumfang von dem ersten Exzenterrad 23 ist eine erste Außenlaufbahn 39 ausgebildet. An dem Außenumfang von dem zweiten Exzenterabschnitt 33 ist eine zweite Innenlaufbahn 40 ausgebildet, auf dem Innenumfang von dem zweiten Exzenterrad 24 ist eine zweite Außenlaufbahn 41 ausgebildet.the 3 shows a detail from the 2 in the area of the eccentric bearing devices 34, 35 above the eccentric shaft 31. The eccentric bearing devices 34, 35 are shown in a highly schematic manner and have cylindrical rollers as the rolling elements 37. A first inner raceway 38 is formed on the outer circumference of the first eccentric portion 32 , and a first outer raceway 39 is formed on the inner circumference of the first eccentric wheel 23 . A second inner raceway 40 is formed on the outer circumference of the second eccentric portion 33 , and a second outer raceway 41 is formed on the inner circumference of the second eccentric wheel 24 .

Der erste Exzenterabschnitt 32 weist einen ersten inneren Anlaufbund 42 mit einer ersten inneren Anlauffläche 43 auf, wobei die erste innere Anlauffläche 43 sich in einer Radialebene zu der Hauptdrehachse 100 erstreckt und die erste Innenlaufbahn 38 zur Innenseite des Exzentergetriebes 14 begrenzt. Die Wälzkörper 37 laufen gegen die erste innere Anlauffläche 43 an. Der erste innere Anlaufbund 42 ist aus dem Grundmaterial von der Exzenterwelle 31 und/oder von dem ersten Exzenterabschnitt 32 gebildet und einstückig realisiert.The first eccentric section 32 has a first inner contact collar 42 with a first inner contact surface 43, the first inner contact surface 43 extending in a radial plane to the main axis of rotation 100 and the first inner track 38 to the inside of the eccentric gear 14 delimits. The rolling bodies 37 run against the first inner contact surface 43 . The first inner stop collar 42 is formed from the base material of the eccentric shaft 31 and/or the first eccentric section 32 and is realized in one piece.

Ferner weist das erste Exzenterrad 23 einen ersten äußeren Anlaufbund 44 mit einer ersten äußeren Anlauffläche 45 auf, wobei die erste äußere Anlauffläche 45 sich in einer Radialebene zu der Hauptdrehachse 100 erstreckt und die erste Außenlaufbahn 39 zur Außenseite des Exzentergetriebes 14 begrenzt. Die Wälzkörper 37 laufen gegen die erste äußere Anlauffläche 45 an. Der erste äußere Anlaufbund 44 ist aus dem Grundmaterial von dem ersten Exzenterrad 23 gebildet und einstückig realisiert.First eccentric wheel 23 also has a first outer contact collar 44 with a first outer contact surface 45, first outer contact surface 45 extending in a radial plane to main axis of rotation 100 and delimiting first outer track 39 on the outside of eccentric gear 14. The rolling bodies 37 run against the first outer contact surface 45 . The first outer collar 44 is formed from the base material of the first eccentric wheel 23 and is realized in one piece.

Der zweite Exzenterabschnitt 33 weist einen zweiten inneren Anlaufbund 46 mit einer zweiten inneren Anlauffläche 47 auf, wobei die zweite innere Anlauffläche 47 sich in einer Radialebene zu der Hauptdrehachse 100 erstreckt und die zweite Innenlaufbahn 40 zur Innenseite des Exzentergetriebes 14 begrenzt. Die Wälzkörper 37 laufen gegen die zweite innere Anlauffläche 47 an. Der zweite innere Anlaufbund 46 ist aus dem Grundmaterial von der Exzenterwelle 31 und/oder von dem zweiten Exzenterabschnitt 33 gebildet und einstückig realisiert.The second eccentric portion 33 has a second inner stop collar 46 with a second inner stop surface 47, the second inner stop surface 47 in a radial plane to the Main axis of rotation 100 extends and the second inner track 40 to the inside of the eccentric gear 14 is limited. The rolling bodies 37 run against the second inner contact surface 47 . The second inner stop collar 46 is formed from the base material of the eccentric shaft 31 and/or the second eccentric section 33 and is realized in one piece.

Ferner weist das zweite Exzenterrad 24 einen ersten äußeren Anlaufbund 48 mit einer zweiten äußeren Anlauffläche 49 auf, wobei die zweite äußere Anlauffläche 49 sich in einer Radialebene zu der Hauptdrehachse 100 erstreckt und die zweite Außenlaufbahn 40 zur Außenseite des Exzentergetriebes 14 begrenzt. Die Wälzkörper 37 laufen gegen die zweite äußere Anlauffläche 49 an. Der zweite äußere Anlaufbund 48 ist aus dem Grundmaterial von dem zweiten Exzenterrad 24 gebildet und einstückig realisiert.Furthermore, the second eccentric wheel 24 has a first outer contact collar 48 with a second outer contact surface 49, the second outer contact surface 49 extending in a radial plane to the main axis of rotation 100 and delimiting the second outer track 40 to the outside of the eccentric gear 14. The rolling bodies 37 run against the second outer contact surface 49 . The second outer stop collar 48 is formed from the base material of the second eccentric wheel 24 and is realized in one piece.

Bei der Montage kann zunächst die erste Exzenterlagereinrichtungen 34 von dem kurzen Ende und die zweite Exzenterlagereinrichtungen 35 von dem langen Ende der Exzenterwelle 31 auf den Exzenterabschnitte 32, 33 montiert werden. Nachfolgend können die Exzenterräder 23, 24 montiert werden, wobei die Wälzkörper 37 in axialer Richtung beidseitig durch die Anlaufflächen 43, 45, 47 und 49 geführt sind.During assembly, first eccentric bearing devices 34 can be mounted on eccentric sections 32, 33 from the short end and second eccentric bearing devices 35 from the long end of eccentric shaft 31. The eccentric wheels 23, 24 can then be mounted, with the rolling elements 37 being guided on both sides by the contact surfaces 43, 45, 47 and 49 in the axial direction.

Die erste Exzenterlagereinrichtungen 34, 35 weisen jeweils einen Käfig 50 auf, wobei der Käfig 50 jeweils einen inneren Verbindungsringbereich 51 und einen äußeren Verbindungringbereich 52 aufweist. Der innere Verbindungsringbereich 51 ist in dem gleichen axialen Abschnitt wie der erste äußere Anlaufbund 44 bzw. der zweite äußere Anlaufbund 48 in dem freien Ringspalt zwischen dem jeweiligen Anlaufbund 44, 48 und dem jeweiligen Exzenterabschnitt 32, 33 angeordnet. Der äußere Verbindungsringbereich 52 ist in dem gleichen axialen Abschnitt wie der erste innere Anlaufbund 42 bzw. der zweite innere Anlaufbund 46 in dem freien Ringspalt zwischen dem jeweiligen Anlaufbund 42, 46 und dem jeweiligen Exzenterrad 23, 24 angeordnet. Zwischen den Verbindungsringbereichen 51, 52 erstrecken sich beispielsweise Stege, welche Taschen für die Wälzkörper 37 bilden. Dadurch, dass die freien Ringspalte unterschiedliche Durchmesser aufweisen, weist auch der innere Verbindungsringbereich 51 einen kleineren Durchmesser, insbesondere einen kleineren Außendurchmesser und/oder einen kleineren Innendurchmesser, als der äußere Verbindungringbereich 52 auf. Alternativ hierzu ist entweder der innere Verbindungsringbereich 51 oder exklusiv alternativ der äußere Verbindungsringbereich 52 ausgebildet. Dann ist der Käfig 50 beispielsweise als ein Kammkäfig realisiert.The first eccentric bearing devices 34, 35 each have a cage 50, the cage 50 having an inner connecting ring area 51 and an outer connecting ring area 52 in each case. The inner connecting ring area 51 is arranged in the same axial section as the first outer stop collar 44 or the second outer stop collar 48 in the free annular gap between the respective stop collar 44, 48 and the respective eccentric section 32, 33. The outer connecting ring area 52 is arranged in the same axial section as the first inner stop collar 42 or the second inner stop collar 46 in the free annular gap between the respective stop collar 42, 46 and the respective eccentric wheel 23, 24. Webs, for example, which form pockets for the rolling bodies 37 extend between the connecting ring regions 51 , 52 . Due to the fact that the free annular gaps have different diameters, the inner connecting ring area 51 also has a smaller diameter, in particular a smaller outside diameter and/or a smaller inside diameter, than the outer connecting ring area 52 . As an alternative to this, either the inner connecting ring area 51 or exclusively alternatively the outer connecting ring area 52 is formed. The cage 50 is then implemented as a comb cage, for example.

BezugszeichenlisteReference List

11: Fahrzeugvehicle
22: Rahmenframe
33: Vorderradfront wheel
44: Hinterradrear wheel
55: Antriebsanordnungdrive arrangement
66: Generatormodulgenerator module
77: Antriebsmoduldrive module
88th: Energiespeichermodulenergy storage module
99: Tretkurbelcrank
1010: LeitungManagement
1111: Verbraucherconsumer
1212: Tretkurbelwellepedal crankshaft
1313: Generatorgenerator
1414: Exzentergetriebeeccentric gear
1515: GehäuseHousing
1616: Statorstator
1717: Rotorrotor
1818: leerempty
1919: leerempty
2020: Durchgangsöffnungpassage opening
2121: Durchgangsöffnungpassage opening
2222: Exzenterradträgereccentric wheel carrier
2323: erstes Exzenterradfirst eccentric wheel
2424: zweites Exzenterradsecond eccentric wheel
2525: Exzenteraufnahmeöffnungeccentric receiving opening
2626: Mitnahmeöffnungenentrainment openings
2727: Trägerbolzensupport bolts
2828: Hohlradabschnittring gear section
2929: Außenverzahnungexternal teeth
3030: Innenverzahnunginternal teeth
3131: Hohlwelle/Exzenterwellehollow shaft/eccentric shaft
3232: erster Exzenterabschnittfirst eccentric section
3333: zweiter Exzenterabschnittsecond eccentric section
3434: erste Exzenterradlagereinrichtungfirst eccentric wheel bearing device
3535: zweite Exzenterradlagereinrichtungsecond eccentric wheel bearing device
3636: Rotorlagereinrichtungrotor bearing device
3737: Wälzkörperrolling elements
3838: erste Innenlaufbahnfirst inner track
3939: erste Außenlaufbahnfirst outer track
4040: zweite Innenlaufbahnsecond inner track
4141: zweite Außenlaufbahnsecond outer track
4242: erster innerer Anlaufbundfirst internal approach
4343: erste innere Anlaufflächefirst inner contact surface
4444: erster äußerer Anlaufbundfirst outer collar
4545: erste äußere Anlaufflächefirst outer contact surface
4646: zweiter innerer Anlaufbundsecond inner collar
4747: zweite innere Anlaufflächesecond inner contact surface
4848: zweiter äußerer Anlaufbundsecond outer collar
4949: zweite äußere Anlaufflächesecond outer contact surface
5050: KäfigCage
5151: innere Verbindungsringbereichinner connecting ring area
5252: äußerer Verbindungringbereichouter connecting ring area
100100: Hauptdrehachsemain axis of rotation

Claims

Eccentric gear (14), in particular for a generator module (6) of a vehicle (1), with an eccentric wheel carrier (22), the eccentric wheel carrier (22) having a plurality of carrier bolts (27), with at least one first eccentric wheel (23, 24), wherein the first eccentric wheel (23, 24) has a plurality of driving openings (26) and a central eccentric receiving opening (25), with a ring gear section (28), with a respective support bolt (27) engaging in one of the driving openings (26) and the eccentric wheel (23, 24) runs in the ring gear section (28), with an eccentric shaft (31), the eccentric shaft having at least one first eccentric section (32, 33), the eccentric shaft (31) engaging in the central eccentric receiving opening (25), and with at least one first eccentric wheel bearing device (34, 35), wherein the first eccentric wheel bearing device (34) is arranged on the first eccentric section (32) and wherein the first eccentric wheel (23) via the first eccentric wheel bearing device (34) au f the first eccentric section (32), characterized in that the first eccentric section (32) has a first inner contact surface (43) and the first eccentric wheel (23) has a first outer contact surface (45) for the first eccentric wheel bearing device (34).

Eccentric gear (14) after claim 1 , characterized in that the eccentric wheel bearing device (34) is designed as a rolling element bearing device with a plurality of rolling elements (37), the rolling element device being guided by rolling elements via the contact surfaces (43, 45) and/or the rolling elements (37) being held on the contact surfaces (43 ,45) can start.

Eccentric gear (14) after claim 2 , characterized in that the rolling element bearing device has a cage (50), the cage (50) having an inner connecting ring area (51), the inner connecting ring area (51) being arranged on the side of the first outer abutment surface (45) and the other side is ring-free, or the cage (50) has an outer connecting ring area (52), the outer connecting ring area (52) being arranged on the side of the first inner contact surface (43) and the other side being ring-free.

Eccentric gear (14) after claim 2 , characterized in that the rolling element bearing device has a cage (50), the cage (50) having an inner connecting ring area (51), the inner connecting ring area (51) being arranged on the side of the first outer contact surface (45), and, the cage (50) having an outer connecting ring portion (52), the outer connecting ring portion (52) being located on the side of the first inner abutment surface (43).

Eccentric gear (14) according to one of the preceding claims, characterized in that it has a second eccentric wheel (24) and a second eccentric wheel bearing device (35), the eccentric shaft (31) having at least one second eccentric section (33), the second eccentric wheel bearing device ( 35) is arranged on the second eccentric section (33) and wherein the second eccentric wheel (24) is mounted on the second eccentric section (33) via the second eccentric wheel bearing device (35), the second eccentric section (33) having a second inner contact surface (47) and the second eccentric wheel (24) has a second outer contact surface (49) for the second eccentric wheel bearing device (35).

Eccentric gear (14) according to one of the preceding claims, characterized in that the first eccentric section (32) has a first inner stop collar (42) with the first inner stop surface (43) and the first eccentric wheel (23) has a first outer stop collar (44) with the first outer contact surface (45) and/or the second eccentric section (33) has a second inner contact collar (46) with the second inner contact surface (47) and the second eccentric wheel (24) has a second outer contact collar (48) with the second outer Has contact surface (49).

Eccentric gear (14) according to one of the preceding Claims 5 or 6 , thereby identified characterized in that the inner contact surfaces (43, 47) and/or inner contact collars (42, 46) are arranged adjacent to one another.

Eccentric gear (14) according to one of the preceding Claims 5 until 7 , characterized in that the eccentric wheels (23, 24) are designed as identical parts.

Generator module (6) for generating electrical energy for a drive module (7) of a human-powered vehicle (1), with a generator (13) that can be driven by a vehicle user by pedaling power, with a pedal crankshaft (12) for transmitting pedaling power from a pedal crank (9) to the generator (13), with a gear device for transferring the pedaling force to the generator (13), the pedal crankshaft (12) being gearedly connected to the generator (13) via the gear device, characterized in that the gear device is the eccentric gear ( 14) is formed according to any one of the preceding claims.

Vehicle (1) with the generator module (6) according to one of the preceding claims.