DE102021204634B3

DE102021204634B3 - Getriebe für ein Fahrrad und Fahrrad

Info

Publication number: DE102021204634B3
Application number: DE102021204634.7A
Authority: DE
Inventors: Peter Ziemer; Thomas Riedisser; Hagen Doepfert; Christoph Margraf; Ulrich Doerr; Reinhard Deppert; Markus Strobel; Harald Tiesler; Uwe Schraff; Sebastian Grimm
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-05-07
Filing date: 2021-05-07
Publication date: 2022-08-18
Anticipated expiration: 2041-05-08

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrradgetriebe (100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900) mit einem Hauptradsatz (170), aufweisend einen ersten und zweiten Planetenradsatz (160; 180), und mit einem dritten Planetenradsatz (190). Ein zweiter Planetenträger (184) bildet einen Eingang des Hauptradsatzes (170) und ein zweites Sonnenrad (182) einen Ausgang. Das erste Sonnenrad (162) ist mittels einer Bremse (B1) festsetzbar. Ein erstes Sonnenrad (162) ist mittels eines Schaltelements (F1) mit dem zweiten Planetenträger (184) drehfest verbindbar. Ein erster Planetenträger (164) ist permanent drehfest mit einem zweiten Hohlrad (186) verbunden. Ein Drehmoment ist von einem ersten Hohlrad (166) an das zweite Sonnenrad (182) übertragbar. Ein dritter Planetenträger (194) bildet einen Eingang des dritten Planetenradsatzes (190) und ein drittes Hohlrad (196) einen Ausgang. Ein drittes Sonnenrad (192) ist mittels einer Bremse (B2) festsetzbar. Der dritte Planetenradsatz (190) ist mittels eines Schaltelements (F2) verblockbar. Von einem Antrieb (102) ist ein Drehmoment in Reihe über den Hauptradsatz (170) und den dritten Planetenradsatz (190) an einen Abtrieb (104) übertragbar. Die Erfindung betrifft zudem ein Fahrrad.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe für ein Fahrrad mit einer Planetenbaugruppe sowie auf ein Fahrrad.
Stand der Technik
Die DE 10 2018 208 380 A1 beschreibt ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder Pedelec. Das Getriebe mit einer mittleren Anzahl von Gängen weist jedoch bei üblichen Standübersetzungen der jeweiligen Planetenradsätze des Getriebes eine für den Einsatz bei elektrischen Trekkingbikes und elektrischen Mountainbikes kleine Getriebespreizung auf.
DE 10 2018 208 382 A1 zeigt ein Tretlagergetriebe in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder Pedelec, mittels welchem bis zu acht Gänge realisierbar sind.
DE 10 2018 208 387 A1 zeigt ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder Pedelec, mittels welchem bis zu 16 Gänge realisierbar sind.
DE 10 2016 225 145 A1 zeigt ein Getriebe für ein Fahrrad, mit wenigstens vier Schaltelementen, einer Antriebswelle, einem ersten Planetensatz, der mit Antriebswelle wirkverbunden ist, einem zweiten Planetensatz, der mit der Antriebswelle wirkverbindbar ist, und einer Abtriebswelle.
DE 10 2016 225 142 A1 zeigt ein Getriebe für ein Fahrrad, mit einer Eingangswelle, die mit einer Tretkurbelwelle drehfest verbindbar ist, und einer Ausgangswelle, die mit einem Abtriebsrad drehfest verbindbar ist.
DE 10 2020 206 299 A1 zeigt ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder ein Pedelec, mittels welchem bis zu 16 Gänge realisierbar sind.
Darstellung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, einen alternative Ausformung für ein Getriebe für ein Fahrrad vorzuschlagen. Die vorliegende Erfindung schlägt ausgehend von der vorgenannten Aufgabe ein Getriebe für ein Fahrrad mit den Merkmalen nach Anspruch 1 vor. Des Weiteren wird ein Fahrrad mit einem solchen Getriebe vorgeschlagen.
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Fahrrad. Das Getriebe kann als Fahrradgetriebe ausgebildet sein, beispielsweise als Tretlagergetriebe. Das Getriebe kann zum Bereitstellen verschiedener Gänge ausgebildet sein. Das Getriebe weist eine Planetenbaugruppe auf. Die Planetenbaugruppe kann zum Bereitstellen einer Übersetzung und jeweiliger Gänge dienen. Die Planetenbaugruppe kann beispielsweise einen oder mehrere Planetenradsätze aufweisen. Mit dem Getriebe kann ein Drehmoment von einem Eingang des Getriebes zu einem Ausgang des Getriebes übertragen werden. Beispielsweise ermöglicht es das Getriebe, eine langsame Rotation an einem Eingang, beispielsweise von einer Tretkurbel, in eine schnellere Rotation an dem Ausgang des Getriebes und damit beispielsweise an einem angetriebenen Rad des Fahrrads zu übersetzen. Jeder Gang des Getriebes kann eine Übersetzungsstufe bereitstellen. Bei jedem Gang kann ein festes mechanisches Übersetzungsverhältnis zwischen Eingang und Ausgang des Getriebes vorliegen. Das Getriebe kann eine hohe Getriebespreizung bei hohem Wirkungsgrad und üblichen Standübersetzungen der jeweiligen Planetenradsätze ermöglichen.
Das Getriebe ist dazu ausgebildet, wenigstens vier Gänge bereitzustellen. Das Getriebe ist beispielsweise dazu ausgebildet, nur vier Gänge bereitzustellen. Das Getriebe kann beispielsweise auch dazu ausgebildet sein, exakt acht Gänge bereitzustellen. Diese Gänge können beispielsweise durch eine Betätigung jeweiliger Schaltelemente und alternativ oder zusätzlich jeweiliger Bremsen geschaltet werden. Beispielsweise stellt jeder Gang ein anderes Übersetzungsverhältnis bereit. Einige der Schaltelemente können aber auch selbsttätig ihren Zustand wechseln, so dass bei diesen keine aktive Betätigung für einen Gangwechsel notwendig ist.
Die Planetenbaugruppe des Getriebes weist einen Antrieb auf, an welchem beispielsweise die zu übersetzende Größe in das Getriebe eingespeist werden kann. Die Planetenbaugruppe des Getriebes weist einen Abtrieb auf, an welchem beispielsweise die durch das Getriebe übersetzte Größe ausgegeben werden kann. Der Abtrieb kann beispielsweise mit einem Hinterrad des Fahrrads mechanisch wirkverbunden sein, beispielsweise mittels einer Fahrradkette oder eines Riemens. Das Getriebe kann eine Antriebswelle aufweisen, die an einem Ende den Antrieb ausbilden kann. Der Abtrieb kann durch eine Abtriebswelle ausgebildet sein, die achsparallel oder auch koaxial zum Antrieb vorgesehen sein kann. Die Abtriebswelle kann an einem Ende den Abtrieb ausbilden. Der Antrieb der Planetenbaugruppe kann einem Eingang oder Antrieb des Getriebes und der Abtrieb der Planetenbaugruppe einem Ausgang oder Abtrieb des Getriebes entsprechen. Die Planetenbaugruppe kann dazu ausgebildet sein, ein Drehmoment vom Antrieb zum Abtrieb zu übertragen.
Üblicherweise ist ein Fahrradgetriebe nur für das Bereitstellen eines Antriebsmoments in eine Drehrichtung ausgebildet, da mit einem Fahrrad nur vorwärts gefahren wird. Insofern unterscheidet sich ein Fahrradgetriebe bereits von üblichen Kraftfahrzeuggetrieben. Das Getriebe kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, in eine entgegengesetzte Drehrichtung kein Drehmoment übertragen zu können. Beispielsweise weist das Fahrradgetriebe auch keine Möglichkeit auf, eine Drehrichtung des Abtriebs relativ zum Antrieb, beispielsweise durch Schaltung einer Fahrtrichtungswechselbaugruppe, wechseln zu können.
Das Getriebe weist ein stationäres Bauteil auf. Das stationäre Bauteil kann beispielsweise ein Gehäuse des Getriebes oder auch ein Abschnitt eines Fahrradrahmens sein. Ein stationäres Bauteil kann beispielsweise ein relativ zu den Drehelementen des Getriebes unbewegliches Bauteil sein. Das stationäre Bauteil kann auch durch mehrere voneinander beabstandete Elemente gebildet sein.
Das Getriebe weist eine erste Bremse, eine zweite Bremse, ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement auf. Die beiden Bremsen und die beiden Schaltelemente können auch als Teil der Planetenbaugruppe ausgebildet sein. Eine Bremse kann ein reibschlüssiges Schaltelement sein, wie beispielsweise eine Lamellenkupplung. Die jeweiligen Bremsen können dazu ausgebildet sein, eine Rotation eines damit verbundenen Drehelements zu verhindern oder, beispielsweise bis zu einem Stopp, zu reduzieren. Ein Schaltelement kann dazu ausgebildet sein, zwei Drehelemente schaltbar drehfest miteinander zu verbinden. Ist ein Schaltelement, beispielsweise eine Kupplung, zwischen zwei Elementen des Getriebes vorgesehen, so sind diese Drehelemente nicht permanent drehfest miteinander verbunden, jedoch über das Schaltelement drehfest miteinander verbindbar. Eine drehfeste Verbindung wird erst durch Betätigung oder selbsttätigen Zustandswechsel des zwischenliegenden Schaltelements herbeigeführt. Dabei kann eine Betätigung des Schaltelements bedeuten, dass dieses in einen geschlossenen Zustand überführt wird, sodass die an das Schaltelement unmittelbar angekoppelten Bauelemente in ihren Drehbewegungen aneinander angeglichen werden. Ist das betroffene Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet, werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen. Ein Beispiel für ein formschlüssiges Schaltelement ist eine Klauenkupplung. Im Falle eines reibschlüssigen Schaltelements können, auch nach einem Betätigen desselbigen, Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente bezeichnet. Bei einer reibschlüssigen Verbindung kann beispielsweise aufgrund eines Schlupfs eine gewisse Drehzahldifferenz zwischen den zwei miteinander verbundenen Elementen vorliegen. Die Schaltelemente und alternativ oder zusätzlich Bremsen können durch eine Schaltvorrichtung, beispielsweise mittels eines Kabelzugs einer Handschaltung, aktiv betätigt werden. Die jeweiligen Schaltelemente können auch dazu ausgebildet sein, bei bestimmten Zuständen des Getriebes selbsttätig zu schalten und damit deren Zustand zu wechseln.
Das Getriebe kann dazu ausgebildet sein, ein Drehmoment von dem Antrieb über die jeweiligen Radsätze an den Abtrieb zu übertragen. Zum Übertragen eines Drehmoments kann es erforderlich sein, dass ein oder mehrere Schaltelemente und alternativ oder zusätzlich Bremsen betätigt werden müssen.
Die Planetenbaugruppe weist einen Hauptradsatz auf. Der Hauptradsatz weist einen ersten Minus-Planetenradsatz und einen zweiten Minus-Planetenradsatz auf. Der erste Minus-Planetenradsatz weist ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetenträger und ein erstes Hohlrad auf. Der zweite Minus-Planetenradsatz weist ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetenträger und ein zweites Hohlrad auf.
Die Minus-Planetenradsätze sind beispielsweise als Einzelplanetenradsätze ausgebildet. Jeder Planetenradsatz weist drei Drehelemente auf, nämlich ein Sonnenrad, einen Planetenträger und ein Hohlrad. An dem Planetenträger können jeweilige Planetenräder drehbar gelagert sein. Ein Minus-Planetenradsatz hat eine negative Standübersetzung. Im Vergleich hierzu hat ein Plus-Planetenradsatz eine positive Standübersetzung. Die Standübersetzung beschreibt ein Drehzahlverhältnis des Sonnenrads und des Hohlrads bei festgehaltenem Planetenträger. Bei dem Minus-Planetenradsatz drehen diese beiden Drehelemente dann in entgegengesetzter Richtung. Je nach Bauweise kann ein Radsatz ein oder mehrere Sätze von Planetenrädern aufweisen. Jeweilige Planetenräder eines Satzes von Planetenrädern können identisch ausgebildet sein. Bei Minus-Planetenradsätzen ist ein Satz von Planetenrädern üblicherweise ausreichend, wodurch sich Kosten- und Reibungsvorteile ergeben können. Jeweilige Planetenräder eines Planetenradsatzes können mit dessen Hohlrad und dessen Sonnenrad kämmen. Dies ist die übliche Konfiguration bei Minus-Planetenradsätzen. Sofern mehrere Sätze von Planetenrädern vorgesehen sind, können jeweils auch nur die Planetenräder eines Satzes mit dem Sonnenrad und die Planetenräder eines anderen Satzes mit dem Hohlrad kämmen. Jeweilige Planetenräder der zwei Planetenradsätze können dann paarweise miteinander kämmen. Dies ist die übliche Konfiguration bei Plus-Planetenradsätzen. Hierdurch kann bei Plus-Planetenradsätzen zusätzlich Reibung entstehen.
Die Planetenbaugruppe weist zudem einen dritten Minus-Planetenradsatz auf. Der dritte Minus-Planetenradsatz weist ein drittes Sonnenrad, einen dritten Planetenträger und ein drittes Hohlrad auf. An dem dritten Planetenträger können ebenfalls jeweilige Planetenräder drehbar gelagert sein, welche als dritte Planetenräder bezeichnet werden.
Durch die Nutzung der Minus-Planetenradsätze kann das Getriebe einen hohen Wirkungsgrad und eine einfache Bauweise aufweisen. Im Vergleich hierzu kann beispielsweise ein Wirkungsgrad eines ähnlichen Getriebes mit einem oder mehreren Plus-Planetenradsätzen schlechter sein, da die positive Standübersetzung durch eine zusätzliche Kämmung von Planetenrädern in einem Planetenradsatz und der damit einhergehenden Verluste erreicht wird. Außerdem benötigen Plus-Planetenradsätze im Vergleich zu Minus-Planetenradsätzen mehr Bauteile und sind damit aufwendiger. Die jeweiligen Planetenradsätze des Getriebes haben beispielsweise eine Standübersetzung zwischen -2,40 und -1,60.
Die Nummerierung der Drehelemente und der Planetenradsätze kann dabei lediglich der Zuordnung dienen. Insofern können erste Drehelemente Teil des ersten Planetenradsatzes und zweite Drehelemente Teil des zweiten Planetenradsatzes sein. Entsprechend kann der erste Minus-Planetenradsatz einen ersten Satz von Planetenrädern aufweisen, welche auch jeweils als erste Planetenräder bezeichnet werden können. Entsprechend kann der zweite Minus-Planetenradsatz einen zweiten Satz von Planetenrädern aufweisen, welche auch jeweils als zweite Planetenräder bezeichnet werden können. Der zweite Minus-Planetenradsatz kann dagegen frei von einem ersten Satz von Planetenrädern sein. Gleiches gilt entsprechend für den dritten Minus-Planetenradsatz. Jeweilige in dieser Anmeldung beschriebene Planetenradsätze können frei von zusätzlichen, nicht beschriebenen Elementen sein. Die Planetenbaugruppe kann frei von zusätzlichen, nicht beschriebenen Elementen sein. Das Getriebe kann frei von zusätzlichen, nicht beschriebenen Planetenradsätzen, Schaltelementen und Bremsen sein.
Der zweite Planetenträger bildet einen Eingang des Hauptradsatzes, an welchem beispielsweise die zu übersetzende Größe in den Hauptradsatz eingespeist werden kann. Das zweite Sonnenrad bildet einen Ausgang des Hauptradsatzes, an welchem beispielsweise die übersetzte Größe ausgegeben werden kann. Der Hauptradsatz kann dazu ausgebildet sein, ein Drehmoment von dessen Eingang an dessen Ausgang zu übertragen. Der Eingang des Hauptradsatzes kann mit dem Eingang der Planetenbaugruppe direkt oder indirekt verbunden sein. Der Ausgang des Hauptradsatzes kann mit dem Ausgang der Planetenbaugruppe direkt oder indirekt verbunden sein. Der dritte Planetenträger bildet einen Eingang des dritten Planetenradsatzes, an welchem beispielsweise die zu übersetzende Größe in den dritten Planetenradsatz eingespeist werden kann. Das dritte Hohlrad bildet einen Ausgang des dritten Planetenradsatzes, an welchem beispielsweise die übersetzte Größe ausgegeben werden kann. Der dritte Planetenradsatz kann dazu ausgebildet sein, ein Drehmoment von dessen Eingang an dessen Ausgang zu übertragen. Der Eingang des dritten Planetenradsatzes kann direkt mit dem Eingang der Planetenbaugruppe verbunden sein, wobei dann beispielsweise der Eingang des Hauptradsatzes nicht direkt mit dem Eingang der Planetenbaugruppe verbunden ist. Der Ausgang des Hauptradsatzes kann direkt mit dem Ausgang der Planetenbaugruppe verbunden sein, wobei dann beispielsweise der Ausgang des dritten Planetenradsatzes nicht direkt mit dem Ausgang der Planetenbaugruppe verbunden ist.
Das erste Sonnenrad ist mittels der ersten Bremse an dem stationären Bauteil festsetzbar. Das erste Sonnenrad ist mittels des ersten Schaltelements mit dem zweiten Planetenträger drehfest verbindbar. Der erste Planetenträger ist permanent drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbunden. Der Hauptradsatz ist dazu ausgebildet, dass ein Drehmoment von dem ersten Hohlrad an das zweite Sonnenrad übertragbar ist. Dafür kann das erste Hohlrad mit dem zweiten Sonnenrad permanent drehfest verbunden sein. Alternativ kann das erste Hohlrad aber auch mit dem zweiten Planetenradsatz mittels eines weiteren Schaltelements, wie einer Freilaufkupplung, verbindbar sein. Zusätzlich kann dann das erste Hohlrad mittels einer weiteren Bremse an dem stationären Bauteil festsetzbar sein. Dadurch können mit wenig Aufwand mehr Gänge bereitgestellt werden. Es kann auch beispielsweise eine mechanische Wirkverbindung zur Drehmomentübertragung vorgesehen sein.
Das dritte Sonnenrad ist mittels der zweiten Bremse an dem stationären Bauteil festsetzbar. Der dritte Planetenradsatz ist mittels des zweiten Schaltelements verblockbar. Bei einer Verblockung eines Planetenradsatzes werden zwei Drehelemente dieses Planetenradsatzes drehfest miteinander verbunden. Dadurch kann eine Übersetzung des verblockten Planetenradsatzes eins betragen. Bei einem verblockten Planetenradsatz können dessen drei Drehelemente beispielsweise alle mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit rotieren. Beispielsweise kann das dritte Sonnenrad mittels des zweiten Schaltelements mit dem dritten Planetenträger drehfest verbindbar sein. Beispielsweise kann das dritte Sonnenrad mittels des zweiten Schaltelements mit dem dritten Hohlrad drehfest verbindbar sein. Beispielsweise kann der dritte Planetenträger mittels des zweiten Schaltelements mit dem dritten Hohlrad drehfest verbindbar sein.
Unter einer permanent drehfesten Verbindung zweier Elemente wird eine Verbindung verstanden, bei welcher die beiden Elemente zu allen bestimmungsgemäßen Zuständen des Getriebes im Wesentlichen starr miteinander gekoppelt sind. Die Elemente können dabei als drehfest miteinander verbundene Einzelkomponenten oder auch einstückig vorliegen. Sind zwei Elemente hingegen mechanisch wirkverbunden, so sind diese unmittelbar oder mittelbar derart miteinander gekoppelt, dass eine Bewegung des einen Elements eine Reaktion des anderen Elements bewirkt. Zwischen den Elementen können dabei weitere Elemente, beispielsweise eine oder mehrere Stirnradstufen, vorgesehen sein. Sind zwei Elemente miteinander verbindbar, können diese Elemente mittels eines Schaltelements, beispielsweise durch dessen Betätigung, wahlweise voneinander getrennt oder miteinander verbunden werden.
Das Getriebe ist dazu ausgebildet, dass von dem Antrieb in Reihe über den Hauptradsatz und den dritten Planetenradsatz ein Drehmoment an den Abtrieb übertragbar ist. Dafür können der Hauptradsatz und der dritte Planetenradsatz in Reihe miteinander verbunden sein. Beispielsweise kann der Ausgang des Hauptradsatzes mit dem Eingang des dritten Planetenradsatzes verbunden sein, beispielsweise permanent drehfest. Beispielsweise kann der Ausgang des dritten Planetenradsatzes mit dem Eingang des Hauptradsatzes verbunden sein, beispielsweise permanent drehfest. Der dritte Planetenradsatz kann im Drehmomentfluss antriebsseitig oder abtriebsseitig zu dem Hauptradsatz angeordnet sein. Beispielsweise kann der Eingang des Hauptradsatzes mit dem Antrieb, der Ausgang des Hauptradsatzes mit dem Eingang des dritten Planetenradsatzes und der Ausgang des dritten Planetenradsatzes mit dem Abtrieb permanent drehfest verbunden sein. Beispielsweise kann aber auch der Eingang des dritten Planetenradsatzes mit dem Antrieb, der Ausgang des dritten Planetenradsatzes mit dem Eingang des Hauptradsatzes und der Ausgang des Hauptradsatzes mit dem Abtrieb permanent drehfest verbunden sein.
Durch das Getriebe kann mit einfachen Mitteln und wenigen Bauteilen eine Getriebespreizung bereitgestellt werden, welche für den Einsatz bei Trekkingbikes und Mountainbikes, wie eTrekkingbikes und eMountainbikes, sehr geeignet ist. Beispielsweise kann das Getriebe eine Getriebespreizung von mehr als 3,8 bereitstellen und dabei vier oder acht Gänge aufweisen. Die Getriebespreizung kann beispielsweise 5,0 oder 4,2 betragen. Dabei können beispielsweise Planetenradsätze mit einer Standübersetzung zwischen -2,40 und -1,60 genutzt werden. Dadurch ergeben sich robuste und kostengünstige Planetenradsätze, welche radial kompakt sind. Zudem werden so gleichmäßige Gangsprünge, beispielsweise von 1,26 oder 1,27, erreicht. Gleichmäßige Gangsprünge werden bei Fahrradgetrieben von einem Radfahrer als besonders angenehm empfunden. Der Gangsprung bezeichnet ein Übersetzungsverhältnis jeweiliger Übersetzungen von zwei aufeinanderfolgenden Gängen.
Das Getriebe kann eine Schaltvorrichtung aufweisen. Die Schaltvorrichtung kann beispielsweise einen Kabelzug und einen Schalthebel aufweisen, womit an dem Kabelzug zum Schalten beispielsweise gezogen werden kann. Die Schaltvorrichtung kann aber auch elektrische Stellmotoren zum Betätigen jeweiliger Bremsen und alternativ oder zusätzlich jeweiliger Schaltelemente aufweisen. Beispielsweise kann die Schaltvorrichtung eine Steuervorrichtung mit einem Mikrocontroller aufweisen.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass das Getriebe zum Bereitstellen von acht Gängen ausgebildet ist. Dadurch können kleinere Gangsprünge und alternativ oder zusätzlich höhere Getriebespreizungen erreicht werden. Das Getriebe kann eine dritte Bremse und ein drittes Schaltelement aufweisen. Diese zusätzlichen Elemente können ausreichend sein, um statt vier Gänge acht Gänge bei dem Getriebe bereitstellen zu können. So sind keine zusätzlichen Planetenradsätze für mehr Gänge notwendig. Das erste Hohlrad kann mittels der dritten Bremse an dem stationären Bauteil festsetzbar sein. Das erste Hohlrad kann mittels des dritten Schaltelements mit dem zweiten Sonnenrad verbindbar sein.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass das erste Hohlrad mit dem zweiten Sonnenrad permanent drehfest verbunden ist. So kann ein einfaches Getriebe mit nur vier Gängen bereitgestellt werden. So sind keine weiteren Schaltelemente oder Bremsen notwendig.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass wenigstens eines der Schaltelemente als Freilaufkupplung ausgebildet ist. Beispielsweise können auch alle Schaltelemente als Freilaufkupplung ausgebildet sein, wodurch die Gänge besonders einfach zu schalten sind. Es können auch nur einige der Schaltelemente als Freilaufkupplung ausgebildet sein. Durch die Ausführung als Freilaufkupplung ist kein aktives Schalten eines solchen Schaltelements notwendig. Dadurch kann das Getriebe verschachtelter und kompakter sein. Beispielsweise wird eine Freilaufkupplung nicht betätigt und muss deshalb zum Betätigen nicht zugänglich sein. Dadurch kann eine Freilaufkupplung bei dem Getriebe radial von außen von einer Hohlwelle oder einem Drehelement eingefasst sein. Das Getriebe kann dazu ausgebildet sein, dass von dem Antrieb zu dem Abtrieb in jedem Gang ins Schnelle übersetzt wird. Entsprechend können jeweilige Freilaufkupplungen orientiert sein.
Eine Freilaufkupplung ist eine nur in eine Drehrichtung wirkende Kupplung. Zwei miteinander mittels einer Freilaufkupplung drehfest verbindbare Elemente sind in einer Drehrichtung dieser beiden Elemente relativ zueinander permanent drehfest miteinander verbunden. In einer entgegengesetzten relativen Drehrichtung, was auch einem Überholen des antreibenden Elements durch das angetriebene Element entsprechen kann, sind die beiden Elemente nicht mittels der Freilaufkupplung miteinander verbunden bzw. voneinander entkoppelt. Bei einer Umkehr der relativen Drehrichtung von einer Freilaufrichtung in eine Kupplungsrichtung kann die Freilaufkupplung selbsttätig sperren. Die Freilaufkupplung kann beispielsweise als Sperrklingenfreilauf oder Klemmrollenfreilauf ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass der Antrieb permanent drehfest mit dem Eingang des Hauptradsatzes verbunden ist, der Ausgang des Hauptradsatzes permanent drehfest mit dem Eingang des dritten Planetenradsatzes verbunden ist und der Ausgang des dritten Planetenradsatzes permanent drehfest mit dem Abtrieb verbunden ist. Der Hauptradsatz kann antriebsseitig angeordnet sein und der dritte Planetenradsatz abtriebsseitig angeordnet sein. Der Hauptradsatz kann mit seiner Abtriebsseite mit einer Antriebsseite des dritten Planetenradsatzes verbunden sein.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass der Antrieb permanent drehfest mit dem Eingang des dritten Planetenradsatzes verbunden ist, der Ausgang des dritten Planetenradsatzes permanent drehfest mit dem Eingang des Hauptradsatzes verbunden ist und der Ausgang des Hauptradsatzes permanent drehfest mit dem Abtrieb verbunden ist. Der dritte Planetenradsatz kann antriebsseitig angeordnet sein und der Hauptradsatz abtriebsseitig. Der dritte Planetenradsatz kann mit seiner Abtriebsseite mit einer Antriebsseite des Hauptradsatzes verbunden sein.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass das Getriebe eine mit dem Eingang des dritten Planetenradsatzes permanent drehfest verbundene Verbindungswelle aufweist. Die Verbindungswelle kann den dritten Planetenradsatz radial außen umgreifen. Dadurch kann ein Elektromotor einfach an dem Getriebe mittels der Verbindungswelle angebunden werden, beispielsweise bei dem Einsatz des Getriebes in einem Pedelec. Zudem kann so eine Bauweise realisiert werden, bei welcher maximal zwei Wellen radial innerhalb der jeweiligen Sonnenräder angeordnet sind.
Der dritte Planetenradsatz kann mit dem Hauptradsatz mittels der Verbindungswelle zur Drehmomentübertragung permanent drehfest verbunden sein. Die Verbindungswelle kann also den Ausgang des Hauptradsatzes mit dem Eingang des dritten Planetenradsatzes verbinden. Dann kann mittels des dritten Planetenradsatzes oder des Hauptradsatzes eine Übersetzung für den Elektromotor bereitgestellt werden, beispielsweise durch Anbindung des Elektromotors an der Verbindungswelle zur Drehmomenteinleitung in die Planetenbaugruppe. Durch das zweite Schaltelement bzw. die Verblockbarkeit des dritten Planetenradsatzes können dabei zwei Gänge für die Übertragung eines Antriebsmoments des Elektromotors an den Abtrieb bereitgestellt werden.
Der dritte Planetenradsatz kann mit dem Antrieb mittels der Verbindungswelle zur Drehmomentübertragung permanent drehfest verbunden sein. Die Verbindungswelle kann einen axial antriebsseitigstes Teil der Planetenbaugruppe bilden. Dadurch ist eine Drehmomentsensierung, beispielsweise mittels eines Drehmomentsensors, am Antrieb über einen gesamten radialen und axialen Bereich am dritten Planetenträger möglich. Die Drehmomentsensierung kann so einfacher realisiert werden. Die Drehmomentsensierung kann zur Steuerung des Elektromotors genutzt werden.
In einer Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass das Getriebe einen Elektromotor aufweist. Mittels des Elektromotors kann beispielsweise ein von dem Elektromotor erzeugbares Drehmoment an dem Abtrieb bereitstellbar sein. Das Getriebe kann auch als Antriebsvorrichtung mit einem Elektromotor ausgebildet sein. Das Getriebe mit Elektromotor kann ein motorisch unterstütztes Fahrrad ermöglichen und beispielsweise in einem Pedelec verwendet werden. Der Elektromotor kann dazu ausgebildet sein, eine elektrische Energie in ein Antriebsmoment umzuwandeln. Das Getriebe kann auch eine Steuervorrichtung und eine Stromquelle, wie eine Batterie, für den Elektromotor aufweisen. Das Getriebe kann dazu ausgebildet sein, dass ein Drehmoment von dem Elektromotor an die Planetenbaugruppe übertragbar ist. Beispielsweise kann der Elektromotor mit dem Antrieb oder dem Abtrieb der Planetenbaugruppe mechanisch wirkverbunden oder wirkverbindbar sein. Beispielsweise kann der Elektromotor mit einer Verbindung von dem Hauptradsatz mit dem dritten Planetenradsatz, beispielsweise ausgebildet als Verbindungswelle, mechanisch wirkverbunden oder wirkverbindbar sein. Beispielsweise kann der Elektromotor mittels eines weiteren Schaltelements mit der Planetenbaugruppe wirkverbindbar sein. Dadurch kann der Elektromotor bei Nichtbenutzung abgekoppelt werden, sodass dieser nicht mitgeschleppt werden muss. Wenn das weitere Schaltelement als Kupplung ausgebildet ist, kann der Elektromotor auch rekuperieren. Alternativ kann der Elektromotor auch permanent drehfest mit einem Drehelement der Planetenbaugruppe ausgebildet sein. Dann ist ebenfalls eine Rekuperation möglich und die Verbindung des Elektromotors ist einfach und robust. Der Elektromotor kann für eine Rekuperation ausgebildet sein. Das weitere Schaltelement kann als Freilaufkupplung ausgebildet sein. Dann ist keine Betätigung des weiteren Schaltelements notwendig, um den Elektromotor mit der Planetenbaugruppe zu verbinden. Zudem kann der Elektromotor selbsttätig an- und abgekoppelt werden. Beispielsweise kann so auch ein Schleppverlust bei schneller Bergabfahrt, bei welcher der Elektromotor nicht mehr unterstützend arbeiten kann, vermieden werden. Es ist dann auch keine Betätigung eines Schaltelements durch den Fahrradfahrer notwendig, was komfortabel ist.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass das Getriebe einen Elektromotor aufweist, welcher mit dem Abtrieb unter Umgehung der Planetenradsätze zum Bereitstellen eines Drehmoments verbunden ist. Das Drehmoment kann das von dem Elektromotor erzeugbare Drehmoment sein. Beispielsweise kann der Elektromotor mit dem Abtrieb mechanisch wirkverbunden oder wirkverbindbar sein. Der Elektromotor kann beispielsweise mittels einer Stirnradstufe mit dem Abtrieb permanent mechanisch wirkverbunden sein. Dann ist eine Rekuperation besonders effizient. Der Elektromotor kann auch mittels einer Freilaufkupplung mit dem Abtrieb mechanisch wirkverbindbar sein. Dann kann ein Schleppen des Motors bei Nichtbenutzung vermieden werden. Durch die Umgehung der Planetenradsätze kann ein Antriebsmoment vom Motor ohne Verluste in der Planetenbaugruppe, beispielsweise aufgrund von Reibung, effizient am Abtrieb bereitgestellt werden.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass das Getriebe einen Elektromotor aufweist, welcher mit einer Verbindungswelle, welche den Hauptradsatz und den dritten Planetenradsatz drehfest miteinander verbindet, zur Übertragung eines von dem Elektromotor erzeugbaren Drehmoment über die Verbindungswelle an den Abtrieb verbunden ist. Beispielsweise kann der Elektromotor mit der Zwischenwelle mechanisch wirkverbunden oder wirkverbindbar sein. Der Elektromotor wird so im Drehmomentfluss durch die Planetenbaugruppe zwischen dem dritten Planetenradsatz und dem Hauptradsatz eingebunden. In einer Ausführungsform kann das Drehmoment somit über die Verbindungswelle und den Hauptradsatz an den Abtrieb übertragen werden. Entsprechend kann das Drehmoment vom Elektromotor mit einer Übersetzung und jeweiligen alleine durch den Hauptradsatz ohne Beteiligung des dritten Planetenradsatzes bereitstellbaren Gängen an den Abtrieb übertragen werden. In einer anderen Ausführungsform kann das Drehmoment somit über die Verbindungswelle und den dritten Planetenradsatz an den Abtrieb übertragen werden. Entsprechend kann das Drehmoment vom Elektromotor mit einer Übersetzung und jeweiligen allein durch den dritten Planetenradsatz ohne Beteiligung des Hauptradsatzes bereitstellbaren Gängen an den Abtrieb übertragen werden. Bei der Verbindungswelle kann es sich um die bereits oben beschriebene Verbindungswelle handeln oder um eine andere Verbindungswelle. Die Verbindungswelle kann radial außenseitig in der Planetenbaugruppe angeordnet sein, wie beispielsweise radial außenseitig zu den drei Planetenradsätzen, und deshalb besonders einfach zugänglich sein. Beispielsweise kann die Verbindungswelle an einer axialen Position der Verbindung mit dem Elektromotor einen radial äußersten Teil der Planetenbaugruppe bilden.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass der Elektromotor mit dem Antrieb zur Übertragung des von dem Elektromotor erzeugbaren Drehmoments über die Planetenradsätze an den Abtrieb verbunden ist. Beispielsweise kann der Elektromotor mit dem Antrieb mechanisch wirkverbunden oder wirkverbindbar sein. Damit kann eine Übersetzung mit allen Gängen des Getriebes für das von dem Elektromotor erzeugbare Drehmoment bereitgestellt werden. Beispielsweise kann der Elektromotor auch in diesem Fall mit der radial außenseitig den dritten Planetenradsatz umgreifenden Verbindungswelle verbunden sein, sofern der Planetenradsatz mit seinem Eingang direkt mit dem Antrieb verbunden ist.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass das Getriebe eine Tretkurbelwelle aufweist. Das Getriebe kann dazu ausgebildet sein, dass ein Drehmoment von der Tretkurbelwelle an den Antrieb übertragbar ist. Die Tretkurbelwelle kann beispielsweise in einem Tretlagergehäuse des Fahrrads gelagert sein. Die Tretkurbelwelle kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, dass an der Tretkurbelwelle jeweilige Kurbeln mit Pedalen zum Antreiben des Fahrrads wenigstens teilweise mittels Muskelkraft befestigbar sind. Die Tretkurbelwelle kann beispielsweise permanent mit dem Antrieb mechanisch wirkverbindbar sein oder mit dem Antrieb permanent mechanisch wirkverbunden sein. Beispielsweise kann der Antrieb durch die gleiche Welle gebildet sein, wie die Tretkurbelwelle. Die Tretkurbelwelle kann als der Antrieb ausgebildet sein. Die Tretkurbelwelle kann aber beispielsweise auch mittels eines weiteren Schaltelements, wie einer Freilaufkupplung, und alternativ oder zusätzlich einer Stirnradstufe mit dem Antrieb verbunden bzw. verbindbar sein. Das Getriebe kann dazu ausgebildet sein, dass ein Drehmoment von der Tretkurbelwelle an die Planetenbaugruppe übertragbar ist. Die Tretkurbelwelle kann sich axial auf einer zentralen Drehachse des Getriebes zentral vollständig durch das Getriebe erstrecken.
Das Getriebe kann einen Drehmomentsensor aufweisen. Der Drehmomentsensor kann zur Erfassung eines an der Tretkurbelwelle anliegenden Drehmoments ausgebildet sein. Der Drehmomentsensor kann alternativ oder zusätzlich zur Erfassung eines an dem Antrieb anliegenden Drehmoments ausgebildet sein. Die Gänge und alternativ oder zusätzlich eine Antriebsleistung des Elektromotors können in Abhängigkeit von jeweiligen erfassten Drehmomenten gesteuert werden.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass der erste Planetenradsatz axial abtriebsseitig zu dem zweiten Planetenradsatz angeordnet ist. Der dritte Planetenradsatz kann axial abtriebsseitig zu dem ersten Planetenradsatz angeordnet sein. Dies kann die Drehmomentsensierung und alternativ oder zusätzlich die Anbindung des Elektromotors an die Planetenbaugruppe erleichtern. Sofern hier jeweilige Elemente als antriebsseitig beschrieben sind, können diese bezüglich des Drehmomentflusses im Getriebe näher am Antrieb angeordnet sein. Sofern jeweilige Elemente als abtriebsseitig beschrieben sind, können diese bezüglich des Drehmomentflusses im Getriebe näher am Abtrieb angeordnet sein. Axial abtriebsseitig kann dagegen bedeutet, dass jeweilige Elemente axial entlang der zentralen Drehachse des Getriebes näher am Abtrieb angeordnet sind. Axial antriebsseitig kann dagegen bedeuten, dass jeweilige Elemente in die entgegengesetzte Richtung positioniert sind, also axial weiter weg vom Abtrieb.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass der erste Planetenradsatz axial antriebsseitig zu dem zweiten Planetenradsatz angeordnet ist. Der zweite Planetenradsatz kann axial antriebsseitig zu dem dritten Planetenradsatz angeordnet sein. Dadurch kann eine geringe Anzahl von Hohlwellen notwendig sein. Zudem kann die Planetenbaugruppe so wenig verschachtelt sein, sodass jeweilige Bremsen und alternativ oder zusätzlich Schaltelemente zu deren Betätigung einfach zugänglich sind.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass das Getriebe dazu ausgebildet ist, dass zwei der Gänge ein im Wesentlichen gleiches Übersetzungsverhältnis bereitstellen. Diese zwei Gänge mit gleichem Übersetzungsverhältnis können redundant sein. Abweichungen der Übersetzungen von zwei Gängen, welche beispielsweise kleiner als 10%, 5% oder 1 % sind, können im Wesentlichen als die gleiche Übersetzung aufweisend betrachtet werden. Beispielsweise können dafür jeweilige Standübersetzungen der jeweiligen Planetenradsätze ausgewählt werden. Beispielsweise weist bei dem Getriebe in der Ausführungsform mit acht Gängen und einem Übersetzungsverhältnis von -1,89 für den ersten Planetenradsatz, von -1,62 für den zweiten Planetenradsatz und von -1,62 für den dritten Planetenradsatz ein vierter und ein fünfter Gang nahezu ein identisches Übersetzungsverhältnis von 0,49 auf. Das Getriebe kann eine Schaltvorrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, beim Gangwechsel einen der Gänge mit gleichem Übersetzungsverhältnis zu überspringen, sodass immer nur eine der Bremsen des Getriebes beim Gangwechsel geschaltet wird. Beispielsweise kann die Schaltvorrichtung beim Durchschalten in eine Richtung durch die Gänge immer nur das Einlegen eines der beiden Gänge mit im Wesentlichen gleichem Übersetzungsverhältnis zulassen. In eine entgegengesetzte Richtung des Durchschaltens kann von der Schaltvorrichtung immer nur das Einlegen eines anderen der beiden Gänge oder des Gleichen der beiden Gänge mit im Wesentlichen gleichem Übersetzungsverhältnis zulassen. Dadurch kann beim Gangwechsel immer nur eine Bremse geschaltet werden. Das Schalten der Bremse ist, beispielsweise je nach Erfordernis zum Gangwechsel, ein Öffnen oder Schließen. Dazu kann die Schaltvorrichtung dazu ausgebildet sein, nur die jeweiligen Bremsen und alternativ oder zusätzlich Schaltelemente zum Einlegen eines der beiden Gänge mit gleichem Übersetzungsverhältnis zu betätigen. Dadurch kann ermöglicht werden, dass bei einem Gangwechsel immer nur eine Bremse zu- oder abgeschaltet wird. Dadurch ergibt sich ein besonders hochqualitatives Schaltverhalten bei dem Getriebe. Einer der beiden Gänge mit gleichem Übersetzungsverhältnis kann dazu beim Schalten übersprungen werden.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass die Planetenbaugruppe einen vierten Minus-Planetenradsatz mit einem vierten Sonnenrad, einem vierten Planetenträger und einem vierten Hohlrad aufweist. Dadurch kann die Getriebespreizung höher sein und alternativ oder zusätzlich weitere Gänge bereitgestellt werden. Das Getriebe kann eine vierte Bremse und ein viertes Schaltelement aufweisen. Dadurch können Elemente des vierten Planetenradsatzes unterschiedlich miteinander verbunden werden, um zusätzliche Schaltzustände bereitzustellen. Das Getriebe kann zum Bereitstellen von sechszehn Gängen ausgebildet sein. Das Getriebe kann beispielsweise auch dazu ausgebildet sein, exakt sechszehn Gänge bereitzustellen. Diese Gänge können beispielsweise durch eine Betätigung jeweiliger Schaltelemente und alternativ oder zusätzlich jeweiliger Bremsen geschaltet werden.
Der vierte Planetenträger kann einen Eingang des vierten Planetenradsatzes bilden, an welchem beispielsweise die zu übersetzende Größe in den vierten Planetenradsatz eingespeist werden kann. Das vierte Hohlrad kann einen Ausgang des vierten Planetenradsatzes bilden, an welchem beispielsweise die übersetzte Größe ausgegeben werden kann. Der vierte Planetenradsatz kann dazu ausgebildet sein, ein Drehmoment von dessen Eingang an dessen Ausgang zu übertragen.
Das vierte Sonnenrad kann mittels der vierten Bremse an dem stationären Bauteil festsetzbar sein. Der vierte Planetenradsatz kann mittels des vierten Schaltelements verblockbar sein. Beispielsweise kann das vierte Sonnenrad mittels des vierten Schaltelements mit dem vierten Hohlrad drehfest verbindbar sein. So können viele Gänge und eine hohe Getriebespreizung erzielt werden. Der vierte Planetenradsatz kann in seinem Aufbau dem dritten Planetenradsatz entsprechen. Die vierte Bremse und das vierte Schaltelement können bei dem vierten Planetenradsatz die gleiche Funktion haben, wie die zweite Bremse und das zweite Schaltelement bei dem dritten Planetenradsatz.
Das Getriebe kann dazu ausgebildet sein, dass von dem Antrieb in Reihe über den Hauptradsatz, den dritten Planetenradsatz und den vierten Planetenradsatz ein Drehmoment an den Abtrieb übertragbar ist. Dadurch kann das Getriebe stark verschachtelt und kompakt sein. Zudem kann so beispielsweise das zuvor beschriebene Getriebe mit acht Gängen so modular ohne grundsätzlich konstruktive Änderungen anderer Radsätze mit dem vierten Planetenradsatz erweitert werden, um die Anzahl der Gänge zu verdoppeln. Dafür kann der vierte Planetenradsatz mit dem Hauptradsatz oder dem dritten Planetenradsatz in Reihe verbunden sein. Beispielsweise kann der Ausgang des vierten Planetenradsatzes mit dem Eingang des dritten Planetenradsatzes oder des Hauptradsatzes verbunden sein, beispielsweise permanent drehfest. Beispielsweise kann der Eingang des vierten Planetenradsatzes mit dem Ausgang des Hauptradsatzes oder des dritten Planetenradsatzes verbunden sein, beispielsweise permanent drehfest. Der vierte Planetenradsatz kann im Drehmomentfluss antriebsseitig oder abtriebsseitig sowohl zu dem Hauptradsatz als auch dem dritten Planetenradsatz angeordnet sein. Beispielsweise kann der Eingang des vierten Planetenradsatzes mit dem Antrieb permanent drehfest verbunden sein. Alternativ kann beispielsweise der Ausgang des vierten Planetenradsatzes mit dem Abtrieb permanent drehfest verbunden sein. Der vierte Planetenradsatz kann im Drehmomentfluss dem Hauptradsatz und dem dritten Planetenradsatz nachgeschaltet oder vorgeschaltet sein.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass der vierte Planetenradsatz antriebsseitig zu dem dritten Planetenradsatz und dem Hauptradsatz angeordnet ist. Antriebsseitig kann hier im Drehmomentfluss sein. In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass der vierte Planetenradsatz abtriebsseitig zu dem dritten Planetenradsatz und dem Hauptradsatz angeordnet ist. Abtriebsseitig kann hier im Drehmomentfluss sein.
Die Planetenbaugruppe kann frei von weiteren als den in den beiden oberen Ausführungsformen genannten Radsätzen sein. Die jeweiligen Radsätze können frei von weiteren Elementen, wie weiteren Hohlrädern, Planetenträgern, Planetenrädern und Sonnenrädern, sein. Beispielsweise weist die Planetenbaugruppe und auch das Getriebe in einer Ausführungsform keine weiteren außer den hier beschriebenen Planetenradsätzen auf. Ebenso kann das Getriebe in einer Ausführungsform keine weiteren Stirnradstufen außer den jeweiligen hier beschriebenen Stirnradstufen aufweisen. Die jeweiligen Hohlräder können als Gehäuseelemente des Getriebes oder der Planetenbaugruppe ausgebildet sein. Bei dem Getriebe kann es vorgesehen sein, dass dessen gesamte Planetenbaugruppe oder zumindest alle Planetenradsätze gemeinsam als Planetenwalze ausgebildet sind und somit nur koaxiale Elemente aufweist.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrrad. Das Fahrrad weist ein Getriebe gemäß dem ersten Aspekt auf. Jeweilige weitere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Aspekts zu entnehmen.
Figurenliste

1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine erste Ausführungsform eines Getriebes für ein Fahrrad.
2 veranschaulicht eine Schaltlogik des Getriebes gemäß 1.
3 zeigt in einer schematischen Ansicht eine zweite Ausführungsform eines Getriebes für ein Fahrrad.
4 zeigt in einer schematischen Ansicht eine dritte Ausführungsform eines Getriebes für ein Fahrrad.
5 zeigt in einer schematischen Ansicht eine vierte Ausführungsform eines Getriebes für ein Fahrrad.
6 zeigt in einer schematischen Ansicht eine fünfte Ausführungsform eines Getriebes für ein Fahrrad.
7 zeigt in einer schematischen Ansicht eine sechste Ausführungsform eines Getriebes für ein Fahrrad.
8 zeigt in einer schematischen Ansicht eine siebte Ausführungsform eines Getriebes für ein Fahrrad.
9 zeigt in einer schematischen Ansicht eine achte Ausführungsform eines Getriebes für ein Fahrrad.
10 zeigt in einer schematischen Ansicht eine neunte Ausführungsform eines Getriebes für ein Fahrrad.
11 veranschaulicht eine Schaltlogik der Getriebe gemäß 3 bis 10.
12 veranschaulicht eine alternative Schaltlogik der Getriebe gemäß 3 bis 10.
13 zeigt in einer schematischen Ansicht eine zehnte Ausführungsform eines Getriebes für ein Fahrrad.
14 zeigt in einer schematischen Ansicht eine elfte Ausführungsform eines Getriebes für ein Fahrrad.
15 veranschaulicht eine Schaltlogik der Getriebe gemäß 13 und 14.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
1 veranschaulicht in einer schematischen Ansicht eine erste Ausführungsform eines Getriebes 100 für ein Fahrrad, welches in einem Tretkurbelgehäuse angeordnet ist. Das Getriebe 100 weist eine Planetenbaugruppe mit einem Antrieb 102 und einem Abtrieb 104 auf. Der Antrieb 102 wird durch eine Tretkurbelwelle 106 gebildet. Die Planetenbaugruppe ist dazu ausgebildet, ein Drehmoment von dem Antrieb 102 an den Abtrieb 104 zu übertragen, wobei der Abtrieb 104 mit einem Rad des Fahrrads mechanisch wirkverbunden ist. Die Tretkurbelwelle 106 erstreckt sich axial auf einer zentralen Drehachse des Getriebes 100 zentral vollständig durch das Getriebe 100. Dadurch können Pedale beidseitig an der Tretkurbelwelle 106 montiert werden, wodurch das Getriebe 100 quer in einen Fahrradrahmen eingebaut werden kann.
Sofern hier jeweilige Elemente als antriebsseitig beschrieben sind, sind diese bezüglich des Drehmomentflusses im Getriebe näher am Antrieb 102 angeordnet. Sofern jeweilige Elemente als abtriebsseitig beschrieben sind, sind diese bezüglich des Drehmomentflusses im Getriebe näher am Abtrieb 104 angeordnet. Axial abtriebsseitig bedeutet, dass jeweilige Elemente axial entlang der zentralen Drehachse des Getriebes näher am Abtrieb 104 sind. Axial antriebsseitig bedeutet, dass jeweilige Elemente in die entgegengesetzte Richtung positioniert sind, also axial weiter weg vom Abtrieb 104.
Die Planetenbaugruppe weist einen Hauptradsatz 170 mit einem ersten Minus-Planetenradsatz 160 und einem zweiten Minusplanetenradsatz 180 auf. Der erste Minus-Planetenradsatz 160 weist ein erstes Sonnenrad 162, einen ersten Planetenträger 164 und ein erstes Hohlrad 166 auf. Der zweite Minus-Planetenradsatz 180 weist ein zweites Sonnenrad 182, einen zweiten Planetenträger 184 und ein zweites Hohlrad 186 auf. An dem ersten Planetenträger 164 sind jeweilige erste Planetenräder 168 und an dem zweiten Planetenträger 184 jeweilige zweite Planetenräder 188 drehbar gelagert. Die jeweiligen Planetenräder 168, 188 weisen einen Zahnbereich auf, welcher sowohl mit dem korrespondierenden Sonnenrad 162 bzw. 182 als auch mit dem korrespondierenden Hohlrad 166 bzw. 186 kämmt.
Zudem weist die Planetenbaugruppe einen dritten Minus-Planetenradsatz 190 auf. Der dritte Minus-Planetenradsatz 190 weist ein drittes Sonnenrad 192, einen dritten Planetenträger 194 und ein drittes Hohlrad 196 auf. An dem dritten Planetenträger 194 sind ebenfalls jeweilige dritte Planetenräder 198 drehbar gelagert. Die jeweiligen dritten Planetenräder 198 weisen ebenfalls einen Zahnbereich auf, welcher sowohl mit dem korrespondierenden dritten Sonnenrad 192 als auch mit dem korrespondierenden dritten Hohlrad 196 kämmt.
Das Getriebe 100 ist dazu ausgebildet, dass von dem Antrieb 102 in Reihe über den Hauptradsatz 170 und den dritten Planetenradsatz 190 ein Drehmoment an den Abtrieb 104 übertragbar ist. Zu diesem Zweck kann der dritte Planetenradsatz 190 antriebsseitig oder abtriebsseitig mit dem Hauptradsatz 170 verbunden sein. Der zweite Planetenträger 184 bildet einen Eingang des Hauptradsatzes 170. Das zweite Sonnenrad 182 bildet einen Ausgang des Hauptradsatzes 170. Der dritte Planetenträger 194 bildet einen Eingang des dritten Planetenradsatzes 190. Das dritte Hohlrad 196 bildet einen Ausgang des dritten Planetenradsatzes 190.
Bei dem Getriebe 100 ist der dritte Planetenradsatz 190 gemäß dem Drehmomentfluss in Reihe antriebsseitig zu dem Hauptradsatz 170 angeordnet. Entsprechend ist der Eingang des dritten Planetenradsatzes 190 permanent drehfest mit dem Antrieb 102 verbunden. Entsprechend ist der Ausgang des dritten Planetenradsatzes 190 permanent drehfest mit dem Eingang des Hauptradsatzes 170 verbunden. Der Ausgang des Hauptradsatzes 170 ist permanent drehfest mit dem Abtrieb 104 verbunden.
Das Getriebe 100 ist zum Bereitstellen von vier Gängen ausgebildet, mit welchen ein Antriebsmoment von dem Antrieb 102 zu dem Abtrieb 104 übertragbar ist. Zu diesem Zweck weist das Getriebe 100 eine erste Bremse B1 und eine zweite Bremse B2 auf. Mit den beiden Bremsen B1, B2 sind jeweilige Drehelemente an einem stationären Bauteil 108 des Getriebes 100 festsetzbar. Das stationäre Bauteil 108 ist in der gezeigten Ausführungsform als Getriebegehäuse ausgebildet. Zudem weist das Getriebe 100 zu diesem Zweck ein erstes Schaltelement F1 und ein zweites Schaltelement F2 auf, welche beide als Freilaufkupplung ausgebildet sind und deshalb auch als erste Freilaufkupplung F1 bzw. zweite Freilaufkupplung F2 bezeichnet werden. Das Getriebe 100 übersetzt eine Drehbewegung an dem Antrieb 102 in allen Gängen bei dem Abtrieb 104 ins Schnelle. Entsprechende Freilaufrichtungen der beiden Freilaufkupplung F1, F2 sind auch der Schaltlogik gemäß 2 zu entnehmen. Die drei Planetenradsätze 160, 180, 190, die beiden Bremsen B1, B2 und die beiden Schaltelemente F1, F2 sind koaxial zueinander angeordnet und bilden eine Planetenwalze.
Das erste Sonnenrad 162 ist mittels der ersten Bremse B1 an dem stationären Bauteil 108 festsetzbar. Das erste Sonnenrad 162 ist mittels des ersten Schaltelements F1 mit dem zweiten Planetenträger 184 verbindbar. Der erste Planetenträger 164 ist mit dem zweiten Hohlrad 186 permanent drehfest verbunden. Der Hauptradsatz 170 ist dazu ausgebildet, dass ein Drehmoment von dem ersten Hohlrad 166 an das zweite Sonnenrad 182 übertragbar ist. Zu diesem Zweck sind das erste Hohlrad 166 und das zweite Sonnenrad 182 bei dem Getriebe 100 permanent drehfest miteinander verbunden.
Das dritte Sonnenrad 192 ist mittels der zweiten Bremse B2 an dem stationären Bauteil 108 festsetzbar. Der dritte Planetenradsatz 190 ist mittels des zweiten Schaltelements F2 verblockbar. Zu diesem Zweck ist bei dem Getriebe 100 das dritte Hohlrad 196 mittels des zweiten Schaltelements F2 mit dem dritten Sonnenrad 192 verbindbar.
Der Antrieb 102 und der dritte Planetenträger 194 sind mittels einer den dritten Planetenradsatz 190 radial außen umgreifenden und als Hohlwelle ausgebildete erste Verbindungswelle 130 miteinander verbunden. Radial innenseitig ist zu der ersten Verbindungswelle 130 eine als Hohlwelle ausgebildete zweite Verbindungswelle 132 angeordnet, mittels welcher das dritte Hohlrad 196 mit dem zweiten Planetenträger 184 verbunden ist und damit auch der Ausgang des dritten Planetenradsatzes 190 mit dem Eingang des Hauptradsatzes 170. Die zweite Verbindungswelle 132 erstreckt sich radial innenseitig zu dem dritten Planetenradsatz 190 und dem ersten Planetenradsatz 160. Das erste Hohlrad 166 ist mittels einer Hohlwelle 134 mit dem Abtrieb 104 verbunden. Radial innenseitig zu der Hohlwelle 134 ist eine Hohlwelle 136 angeordnet, welche den ersten Planetenträger 164 mit dem zweiten Hohlrad 186 verbindet. Die zweite Bremse B2 ist mit dem dritten Sonnenrad 192 mittels einer Hohlwelle 138 verbunden, welche sich axial abtriebsseitig zu dem dritten Planetenradsatz 190 erstreckt. Die Hohlwelle 138 ist mit der Hohlwelle 132 mittels des radial dazwischen angeordneten zweiten Schaltelements F2 verbindbar. Die erste Bremse B1 ist mit dem ersten Sonnenrad 162 mittels einer Hohlwelle 140 verbunden, welche sich axial antriebsseitig zu dem ersten Planetenradsatz 160 und axial abtriebsseitig zu der Hohlwelle 138 erstreckt. Die Hohlwelle 140 ist mit der Hohlwelle 132 mittels des radial dazwischen angeordneten ersten Schaltelements F1 verbindbar.
Das Getriebe 100 weist zudem einen Elektromotor EM auf. Der Elektromotor EM ist mittels einer Stirnradstufe ST1 mit dem Abtrieb 104 über eine Motorfreilaufkupplung MF mechanisch wirkverbindbar. Dadurch kann der Elektromotor EM mit einem festen Übersetzungsverhältnis ein Antriebsmoment an dem Abtrieb 104 bereitstellen. Im Überholbetrieb, beispielsweise wenn der Elektromotor EM abgeschaltet ist, entkoppelt die Motorfreilaufkupplung MF selbsttätig die Stirnradstufe ST1 und den Elektromotor EM von dem Abtrieb 104 und damit auch von der Planetenbaugruppe, sodass die Stirnradstufe ST1 und der Elektromotor EM nicht mitgeschleppt werden müssen.
Der dritte Planetenradsatz 190 ist axial antriebsseitig zu dem Hauptradsatz 170 angeordnet. Das zweite Schaltelement F2 ist axial abtriebsseitig zu dem dritten Planetenradsatz 190 angeordnet. Die zweite Bremse B2 ist axial abtriebsseitig zu dem dritten Planetenradsatz 190 und dem zweiten Schaltelement F2 angeordnet. Die erste Bremse B1 ist axial abtriebsseitig zu der zweiten Bremse B2 angeordnet. Das erste Schaltelement F1 ist axial antriebsseitig zu dem ersten Planetenradsatz 160 und axial abtriebsseitig zu der ersten Bremse B1 angeordnet. Der zweite Planetenradsatz 180 ist axial abtriebsseitig zu dem ersten Planetenradsatz 160 angeordnet. Die Stirnradstufe ST1 und die Motorfreilaufkupplung MF sind axial auf der gleichen Position und axial zwischen dem Abtrieb 104 und dem zweiten Planetenradsatz 180 angeordnet. Der zweite Planetenradsatz 180 ist axial antriebsseitig zu dem Abtrieb 104 angeordnet.
Bei dem Getriebe 100 beträgt eine Standübersetzung des ersten Planetenradsatzes 160 vorliegend -2,30, eine Standübersetzung des zweiten Planetenradsatzes 180 vorliegend -2,16 und eine Standübersetzung des dritten Planetenradsatzes 190 vorliegend -1,72. Es ergibt sich mit den vier Gängen eine Getriebespreizung von 2,0 mit jeweiligen Gangsprüngen von 1,27.
2 veranschaulicht eine Schaltlogik des Getriebes 100. Die jeweiligen Spalten zeigen einen Schaltzustand der beiden Bremsen B1, B2 und der beiden Schaltelemente F1, F2. Das Getriebe 100 weist vier Gänge auf, welche mit G1, G2, G3 und G4 bezeichnet sind. Die Gänge sind in der Reihenfolge ihrer Übersetzung nummeriert und folgen aufeinander. In den Spalten der Schaltlogik sind die jeweiligen Schaltzustände der verschiedenen schaltbaren Elemente veranschaulicht.
In den jeweiligen Schaltlogiken zeigt ein „X“ einen geöffneten bzw. weggeschalteten Zustand einer Bremse an. Ein „0“ zeigt bei jeweiligen Bremsen einen geschlossenen Zustand an. Ein „-“ zeigt bei jeweiligen Freilaufkupplungen einen Überholtriebzustand an. Ein „0“ zeigt bei jeweiligen Freilaufkupplungen einen Sperrrichtungszustand an.
Im ersten Gang G1 sind die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 geöffnet und setzen so jeweils kein Element an dem stationären Bauteil 108 fest. Das erste Schaltelement F1 und das zweite Schaltelement F2 sind in einem Sperrrichtungszustand und verbinden so zwei Elemente drehfest miteinander. Die beiden Schaltelemente F1, F2 wechseln selbsttätig in den Sperrrichtungszustand, sofern die beiden Bremsen B1, B2 geöffnet sind und ein Antriebsmoment an dem Antrieb 102 anliegt. Im Sperrrichtungszustand sind zwei Elemente drehfest miteinander verbunden.
Beim Wechsel von dem ersten Gang G1 in den zweiten Gang G2 ist die erste Bremse B1 geschlossen worden und setzt somit ein Element an dem stationären Bauteil 108 fest. Die zweite Bremse B2 bleibt dagegen geöffnet. Das erste Schaltelement F1 wechselt selbsttätig in den Überholtriebzustand, sofern ein Antriebsmoment anliegt, womit zwei Elemente nicht mehr drehfest miteinander verbunden sind. Das zweite Schaltelement F2 bleibt weiterhin im Sperrrichtungszustand.
Im dritten Gang G3 ist die zweite Bremse B2 geschlossen worden und setzt somit ein Element an dem stationären Bauteil 108 fest. Die erste Bremse B1 wird dagegen wieder geöffnet. Das zweite Schaltelement F2 wechselt selbsttätig in den Überholtriebzustand, sofern ein Antriebsmoment anliegt, womit zwei Elemente nicht drehfest miteinander verbunden sind. Das erste Schaltelement F1 wechselt wieder selbsttätig in den Sperrrichtungszustand, sofern ein Antriebsmoment anliegt.
Im vierten Gang G4 sind die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 geschlossen. Das erste Schaltelement F1 und das zweite Schaltelement F2 sind selbsttätig in den Überholtriebzustand gewechselt, sofern ein Antriebsmoment anliegt.
Die 3 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform eines Getriebes 200. Es wird dabei nur auf jeweilige relevante Unterschiede zu der ersten Ausführungsform gemäß 1 eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit gleicher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit den gleichen Bezugszeichen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben.
Das Getriebe 200 kann acht verschiedene Gänge zur Drehmomentübertragung bereitstellen. Zu diesem Zweck weist das Getriebe 200 eine dritte Bremse B3 und ein drittes Schaltelement F3 auf, welches als Freilaufkupplung ausgebildet ist und deshalb auch als Freilaufkupplung F3 bezeichnet werden kann. Die drei Planetenradsätze 160, 180, 190, die drei Bremsen B1, B2, B3 und die drei Schaltelemente F1, F2, F3 sind koaxial zueinander angeordnet und bilden eine Planetenwalze.
Das erste Hohlrad 166 ist mittels der dritten Bremse B3 an dem stationären Bauteil 108 festsetzbar. Das erste Hohlrad 166 ist mittels des dritten Schaltelements F3 mit dem zweiten Sonnenrad 182 verbindbar. Im Gegensatz zu dem Getriebe 100 ist bei dem Getriebe 200 die Drehmomentübertragung von dem ersten Hohlrad 166 an das zweite Sonnenrad 182 somit nicht permanent, sondern schaltbar.
Das Getriebe 200 weist keinen Elektromotor EM, keine Stirnradstufe ST1 und keine Motorfreilaufkupplung MF auf. Der Elektromotor EM, die Stirnradstufe ST1 und die Motorfreilaufkupplung MF können bei einer anderen Ausführungsform des Getriebes 200 aber mit einer Anbindung analog zu dem Getriebe 100 vorgesehen werden.
Bei dem Getriebe 200 ist die Reihenschaltung des Hauptradsatzes 170 und des dritten Planetenradsatzes 190 zur Drehmomentübertragung anders. Bei dem Getriebe 200 ist der dritte Planetenradsatz 190 in Reihe zu dem Hauptradsatz 170 im Drehmomentfluss abtriebsseitig angeordnet. Der Eingang des Hauptradsatzes 170 ist permanent drehfest mit dem Antrieb 102 verbunden. Der Ausgang des Hauptradsatzes 170 ist permanent drehfest mit dem Eingang des dritten Planetenradsatzes 190 verbunden. Der Ausgang des dritten Planetenradsatzes 190 ist permanent drehfest mit dem Abtrieb 104 verbunden.
Eine Hohlwelle 202 verbindet das erste Sonnenrad 162 mit der ersten Bremse B1 und dem ersten Schaltelement F1. Das erste Schaltelement F1 ist radial zwischen der Hohlwelle 202 und dem Antrieb 102 bzw. der Tretkurbelwelle 106 angeordnet und kann diese miteinander verbinden. Eine Hohlwelle 204 verbindet das erste Hohlrad 166 mit der dritten Freilaufkupplung F3. Die Hohlwelle 204 ist radial außenseitig zu dem zweiten Planetenradsatz 180 angeordnet. Eine als Hohlwelle ausgebildete Verbindungswelle 206 verbindet das zweite Sonnenrad 182 mit dem dritten Schaltelement F3 und dem dritten Planetenträger 194. Das dritte Schaltelement F3 ist radial zwischen der Hohlwelle 204 und der Hohlwelle 206 angeordnet und kann diese miteinander verbinden. Die Hohlwelle 206 ist radial zwischen dem dritten Planetenradsatz 190 und der Tretkurbelwelle 106 angeordnet. Das dritte Hohlrad 196 ist mit einer radial außenseitig angeordneten Hohlwelle 208 mit dem Abtrieb 104 verbunden. Das Getriebe 200 weist mit Ausnahme der Verbindungswelle 136 keine der Hohlwellen des Getriebes 100 auf.
Der erste Planetenradsatz 160 ist axial abtriebsseitig zu den anderen Planetenradsätzen 180, 190 angeordnet. Die erste Bremse B1 und das erste Schaltelement F1 sind axial antriebsseitig zu dem ersten Planetenradsatz 160 und auf der gleichen axialen Position angeordnet. Die dritte Bremse B3 ist axial auf der Position des ersten Planetenradsatzes 160 angeordnet. Der zweite Planetenradsatz 180 ist axial abtriebsseitig zu dem ersten Planetenradsatz 160 angeordnet. Der dritte Planetenradsatz 190 ist axial abtriebsseitig zu dem zweiten Planetenradsatz 180 angeordnet. Das dritte Schaltelement F3, die zweite Bremse B2 und das zweite Schaltelement F2 sind axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz 180 und dem dritten Planetenradsatz 190 angeordnet. Das dritte Schaltelement F3 ist axial antriebsseitig zu dem zweiten Schaltelement F2 und der zweiten Bremse B2 angeordnet. Die zweite Bremse B2 ist axial antriebsseitig zu dem zweiten Schaltelement F2 angeordnet. Der dritte Planetenradsatz 190 ist axial antriebsseitig zu dem Abtrieb 104 angeordnet.
Die 4 veranschaulicht eine dritte Ausführungsform eines Getriebes 300. Es wird dabei nur auf jeweilige relevante Unterschiede zu der zweiten Ausführungsform gemäß 3 eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit gleicher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit den gleichen Bezugszeichen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben.
Bei dem Getriebe 300 ist der Elektromotor EM vorgesehen, welcher mittels der Stirnradstufe ST1 mit der Planetenbaugruppe permanent mechanisch wirkverbunden ist. Zu diesem Zweck ist statt der radial innen angeordneten Verbindungswelle 206 eine radial außenseitig angeordnete Verbindungswelle 302 vorgesehen, welche den dritten Planetenradsatz 190 umgreift und sich entlang dessen axialer Erstreckung axial an diesem vorbei erstreckt und den dritten Planetenradsatz 190 mit dem Hauptradsatz 170 verbindet. Dadurch ist die Verbindungswelle 302 zum Anbinden des Elektromotors EM leicht zugänglich und ein durch den Elektromotor EM bereitgestelltes Antriebsmoment kann mit zwei unterschiedlichen Übersetzungen über den dritten Planetenradsatz 190 unter Umgehung des Hauptradsatzes 170 an den Abtrieb 104 übertragen werden.
Der Elektromotor EM ist, im Gegensatz zu dem Getriebe 100, nicht von der Planetenbaugruppe abkoppelbar. Der Elektromotor EM ist bei dem Getriebe 300 dazu ausgebildet, im Schleppbetrieb elektrische Energie zu rekuperieren.
Betrachtet aus der Richtung einer Antriebsseite in Richtung des Abtriebs 104, also von links nach rechts in 4, ist die Anordnung und Gestaltung des Getriebes 300 zu dem Getriebe 200 bis zum dritten Schaltelement F3 im Prinzip identisch. Das zweite Sonnenrad 182 ist lediglich mit der Verbindungswelle 302 verbunden, statt mit der Hohlwelle 206.
Die Verbindungswelle 302 verbindet den dritten Planetenträger 194, die Stirnradstufe ST1, das dritte Schaltelement F3 und das zweite Sonnenrad 182 miteinander. Im axialen Bereich des dritten Planetenradsatzes 190 ist die Verbindungswelle 302 radial außenseitig dazu angeordnet. Dagegen ist die Verbindungswelle 302 in dem axialen Bereich des zweiten Planetenradsatzes 180 radial innenseitig zu der Hohlwelle 204 angeordnet. Das dritte Schaltelement F3 ist radial zwischen der Hohlwelle 204 und der Verbindungswelle 302 angeordnet und kann diese miteinander verbinden. Das dritte Hohlrad 196 ist mittels einer Hohlwelle 304 mit dem Abtrieb 104 und dem zweiten Schaltelement F2 verbunden. Die Hohlwelle 304 ist radial innenseitig zu dem dritten Planetenradsatz 190 angeordnet. Das dritte Sonnenrad 192 ist mittels einer Hohlwelle 306 mit der zweiten Bremse B2 und dem zweiten Schaltelement F2 verbunden, welche radial außenseitig zu der Hohlwelle 304 angeordnet ist. Das zweite Schaltelement F2 ist radial zwischen der Hohlwelle 306 und der Hohlwelle 304 angeordnet und kann diese miteinander verbinden.
Der dritte Planetenradsatz 190 ist axial abtriebsseitig zu dem zweiten Planetenradsatz 180 und dem dritten Schaltelement F3 angeordnet. Die Stirnradstufe ST1 und das zweite Schaltelement F2 sind axial abtriebsseitig zu dem dritten Planetenradsatz 190 angeordnet. Das zweite Schaltelement F2 ist abtriebsseitig zu der Stirnradstufe ST1 angeordnet. Die Bremse B2 ist abtriebsseitig zu dem zweiten Schaltelement F2 und der Stirnradstufe ST1 und antriebsseitig zu dem Abtrieb 104 angeordnet.
Die 5 veranschaulicht eine vierte Ausführungsform eines Getriebes 400. Es wird dabei nur auf jeweilige relevante Unterschiede zu der zweiten Ausführungsform gemäß 3 eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit gleicher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit den gleichen Bezugszeichen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben.
Das Getriebe 400 unterscheidet sich von dem Getriebe 200 durch einen axialen Aufbau des Hauptradsatzes 170. Bei dem Hauptradsatz 170 von dem Getriebe 400 ist der zweite Planetenradsatz 180 axial antriebsseitig zu dem ersten Planetenradsatz 160 angeordnet, was eine andere Gestaltung jeweiliger Hohlwellen und axiale Anordnung anderer Teile bedingt. Dies wird noch im Folgenden detaillierter erläutert. Dadurch ist der den Eingang des Hauptradsatzes 170 bildende zweite Planetenträger 184 axial antriebsseitig außen angeordnet, wodurch an diesem eine einfache Drehmomentsensierung möglich ist.
Das Getriebe 400 weist zudem, ähnlich wie das Getriebe 300, einen über die Stirnradstufe ST1 permanent mechanisch wirkverbundenen Elektromotor EM auf. Der Elektromotor EM ist dabei direkt mit dem Abtrieb 104 über die Stirnradstufe ST1 wirkverbunden, sodass ebenfalls eine Rekuperation möglich ist.
Zudem ist bei dem Getriebe 400 in dem dritten Planetenradsatz 190 die Verblockung mittels des zweiten Schaltelements F2 anders ausgeführt. Das dritte Sonnenrad 192 ist mittels des zweiten Schaltelements F2 zum Verblocken des dritten Planetenradsatzes 190 drehfest mit dem dritten Planetenträger 194 verbindbar.
Die Tretkurbelwelle 106, der zweite Planetenträger 184 und das erste Schaltelement F1 sind mittels einer Hohlwelle 402 miteinander verbunden, welche den zweiten Planetenradsatz 180 radial außenseitig umgreift. Das zweite Hohlrad 186 und der erste Planetenträger 164 sind mittels einer Hohlwelle 404 miteinander verbunden, welche radial innenseitig zu der Hohlwelle 402 angeordnet ist und sich im axialen Bereich des ersten Planetenradsatzes 160 radial innenseitig zu diesem erstreckt. Radial zwischen der Hohlwelle 404 und der Tretkurbelwelle 106 ist eine als Hohlwelle ausgebildete Verbindungswelle 406 angeordnet, welche das zweite Sonnenrad 182 mit dem dritten Planetenträger 194 verbindet. Das erste Sonnenrad 162 ist mittels einer Hohlwelle 408 mit dem ersten Schaltelement F1 und der ersten Bremse B1 verbunden, welche radial außenseitig zu der Hohlwelle 404 angeordnet ist. Das erste Hohlrad 166 ist mittels einer Hohlwelle 410 mit dem dritten Schaltelement F3 und der dritten Bremse B3 verbunden, wobei die Hohlwelle 410 radial außen angeordnet ist. Das erste Schaltelement F1 kann die Hohlwelle 402 und die Hohlwelle 408 miteinander verbinden. Das dritte Schaltelement F3 kann die Hohlwelle 410 und die Hohlwelle 406 miteinander verbinden. Das dritte Sonnenrad 192 ist mit der zweiten Bremse B2 und dem zweiten Schaltelement F2 mittels einer Hohlwelle 412 verbunden. Das dritte Hohlrad 196 ist mit dem Abtrieb 104 und der Stirnradstufe ST1 mittels einer Hohlwelle 414 verbunden.
Der zweite Planetenradsatz 180 ist axial antriebsseitig angeordnet. Der erste Planetenradsatz 160 ist axial abtriebsseitig zu dem zweiten Planetenradsatz 180 angeordnet. Das erste Schaltelement F1 und die erste Bremse B1 sind axial zwischen dem ersten Planetenradsatz 160 und dem zweiten Planetenradsatz 180 angeordnet. Das erste Schaltelement F1 ist axial antriebsseitig zu der ersten Bremse B1 angeordnet. Die dritte Bremse B3 ist axial auf einer Position des ersten Planetenradsatzes 160 angeordnet. Das dritte Schaltelement F3 ist axial zwischen dem ersten Planetenradsatz 160 und der zweiten Bremse B2 angeordnet. Die zweite Bremse B2 ist axial antriebsseitig zu dem zweiten Schaltelements F2 angeordnet. Der dritte Planetenradsatz 190 ist axial abtriebsseitig zu dem zweiten Schaltelement F2 angeordnet. Die Stirnradstufe ST1 ist axial abtriebsseitig zu dem dritten Planetenradsatzes 190 und antriebsseitig zu dem Abtrieb 104 angeordnet.
Die 6 veranschaulicht eine fünfte Ausführungsform eines Getriebes 500. Es wird dabei nur auf jeweilige relevante Unterschiede zu der vierten Ausführungsform gemäß 5 eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit gleicher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit den gleichen Bezugszeichen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben.
Bei dem Getriebe 500 entfällt im Vergleich zum Getriebe 400 der Elektromotor EM und die Stirnradstufe ST1. Betrachtet aus der Richtung einer Antriebsseite in Richtung des Abtriebs 104, also von links nach rechts in 6, ist die Anordnung und Gestaltung des Getriebes 500 zu dem Getriebe 400 bis zum dritten Schaltelement F3 nahezu identisch. Das erste Schaltelement F1 und das dritte Schaltelement F3 sind lediglich radial weiter außen angeordnet. Zudem ist das zweite Sonnenrad 182 mit der Verbindungswelle 502 verbunden, statt mit der Verbindungswelle 406. Die Verbindungswelle 502 verläuft, im Gegensatz zu der Verbindungswelle 406, nicht radial innenseitig zu dem dritten Planetenradsatz 190, sondern umgreift diesen radial außenseitig. Die Verbindungswelle 502 verbindet ebenfalls das zweite Sonnenrad 182 mit dem dritten Planetenträger 194.
Entsprechend dieser Verschachtelung ist das zweite Schaltelement F2 und die zweite Bremse B2 axial abtriebsseitig zu dem dritten Planetenradsatz 190 angeordnet. Das zweite Schaltelement F2 ist axial antriebsseitig zu der zweiten Bremse B2 angeordnet.
Die zweite Bremse B2 ist axial antriebsseitig zu dem Abtrieb 104 angeordnet. Eine Hohlwelle 504 verbindet das dritte Hohlrad 196 mit dem Abtrieb 104, wobei dieses Hohlwelle 504 radial innenseitig zu dem dritten Planetenradsatz 190 verläuft, statt wie die Hohlwelle 414 radial außen angeordnet zu sein. Eine Hohlwelle 506 verbindet das dritte Sonnenrad 192 mit dem zweiten Schaltelement F2 und der zweiten Bremse B2. Die Hohlwelle 506 ist radial außenseitig zu der Hohlwelle 504 angeordnet.
Die 7 veranschaulicht eine sechste Ausführungsform eines Getriebes 600. Es wird dabei nur auf jeweilige relevante Unterschiede zu der zweiten Ausführungsform gemäß 3 eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit gleicher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit den gleichen Bezugszeichen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben.
Bei dem Getriebe 600 ist die Reihenschaltung des Hauptradsatzes 170 und des dritten Planetenradsatzes 190 zur Drehmomentübertragung vom Antrieb 102 zum Abtrieb 104 im Vergleich zu Getriebe 200 vertauscht. Der Eingang des dritten Planetenradsatzes 190 ist mit dem Antrieb 102 permanent drehfest verbunden. Diese entspricht dem Getriebe 100. Der dritte Planetenradsatz 190 ist zudem axial antriebsseitig zu dem Hauptradsatz 170 angeordnet.
Der Hauptradsatz 170 ist bei dem Getriebe 160 identisch zu dem Getriebe 200 aufgebaut. Auch das erste Schaltelement F1 und die erste Bremse B1 sind axial gleich angeordnet. Im Vergleich zu Getriebe 200 ist die dritte Bremse B3 geringfügig axial abtriebsseitig zu dem ersten Planetenradsatz 160 versetzt angeordnet, aber ebenfalls mit der Hohlwelle 204 verbunden. Das zweite Sonnenrad 182 ist nicht mit der Hohlwelle 206 mit dem dritten Planetenträger 194 verbunden, sondern über eine Hohlwelle 602 mit dem dritten Schaltelement F3 und dem Abtrieb 104 verbunden, da der Hauptradsatz mit seinem Ausgang mit dem Abtrieb 104 permanent drehfest verbunden ist. Die Hohlwelle 602 ist radial innen angeordnet. Der zweite Planetenträger 184 ist mittels einer Hohlwelle 604 mit dem ersten Schaltelement F1 und dem dritten Hohlrad 196 verbunden, statt mit dem Antrieb 102 bzw. der Tretkurbelwelle 106. Die Hohlwelle 604 ist radial innenseitig zu dem ersten Planetenradsatz 160 angeordnet. Mittels des ersten Schaltelements F1 sind die Hohlwelle 202 und die Hohlwelle 604 drehfest verbindbar.
Mittels des dritten Schaltelements F3 sind die Hohlwelle 204 und die Hohlwelle 602 drehfest verbindbar.
Die Verblockung des dritten Planetenradsatzes 190 mittels des zweiten Schaltelements F2 ist bei dem Getriebe 600 wie bei dem Getriebe 400 konfiguriert. Das dritte Sonnenrad 192 ist mittels der Hohlwelle 412 mit der zweiten Bremse B2 und dem zweiten Schaltelement F2 verbunden. Bei dem Getriebe 600 ist der Antrieb 102 mit dem dritten Planetenträger 194 permanent drehfest verbunden.
Der zweite Planetenradsatz 180 ist antriebsseitig zu dem Abtrieb 104 angeordnet, wobei das dritte Schaltelement F3 axial zwischen dem Abtrieb 104 und dem zweiten Planetenradsatz 180 angeordnet ist. Der dritte Planetenradsatz 190 ist axial antriebsseitig zu dem ersten Planetenradsatz 160 und auch der ersten Bremse B1 und dem ersten Schaltelement F1 angeordnet. Die zweite Bremse B2 und das zweite Schaltelement F2 sind axial antriebsseitig zu dem dritten Planetenradsatz 190 angeordnet.
Bei dem Getriebe 600 ergibt sich gegenüber den Getrieben 200, 300, 400 und 500 günstigere Drehzahlverhältnisse dadurch, dass der dritte Planetenradsatz 190 im Drehmomentfluss antriebsseitig angeordnet ist.
Die 8 veranschaulicht eine siebte Ausführungsform eines Getriebes 700. Es wird dabei nur auf jeweilige relevante Unterschiede zu der sechsten Ausführungsform gemäß 7 eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit gleicher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit den gleichen Bezugszeichen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben.
Das Getriebe 700 weist einen Elektromotor EM auf, welcher über die Stirnradstufe ST1 mittels der Motorfreilaufkupplung MF mit der Hohlwelle 602 und damit dem Abtrieb 104 mechanisch wirkverbindbar ist. Die Anbindung ist insofern ähnlich zu dem Getriebe 100.
Der Hauptradsatz 170 ist bei dem Getriebe 700 wie bei dem Getriebe 600 ausgebildet. Lediglich das erste Schaltelement F1 ist geringfügig axial abtriebsseitig versetzt angeordnet. Zudem ist eine im Vergleich zur Hohlwelle 604 anders gestaltete Hohlwelle 704 vorgesehen, welche den zweiten Planetenträger 184 mit dem dritten Hohlrad 196 verbindet. Die Hohlwelle 704 verläuft nicht nur radial innenseitig zu dem ersten Planetenradsatz 160, sondern auch radial innenseitig zu dem dritten Planetenradsatz 190. Es ist eine den dritten Planetenradsatz 190 radial außenseitig umgreifende Hohlwelle 702 vorgesehen, welche den dritten Planetenträger 194 mit dem Antrieb 102 verbindet. Die Hohlwelle 702 ist zudem axial antriebsseitigst in der Planetenbaugruppe angeordnet. Entsprechend ist eine Drehmomentsensierung über einen gesamten radialen und axialen Bereich am dritten Planetenträger 190 ermöglicht.
Der dritte Planetenradsatz 190 kann bei dem Getriebe durch Verbindung des dritten Hohlrads 196 mit dem dritten Sonnenrad 192 mittels des zweiten Schaltelements F2 verblockt werden. Das zweite Schaltelement F2 ist axial abtriebsseitig zu dem dritten Planetenradsatz 190 und antriebsseitig zu der ersten Bremse B1 und zweiten Bremse B2 angeordnet. Eine Hohlwelle 706 verbindet das dritte Sonnenrad 192 mit dem zweiten Schaltelement F2 und der zweiten Bremse B2. Die zweite Bremse B2 ist axial antriebsseitig zu der ersten Bremse B1 angeordnet. Das zweite Schaltelement F2 ist radial zwischen der Hohlwelle 706 und der Hohlwelle 704 angeordnet und kann diese miteinander verbinden. Das erste Schaltelement F1 ist radial zwischen der Hohlwelle 202 und der Hohlwelle 704 angeordnet und kann diese miteinander verbinden. Die dritte Bremse B3 ist auf der axialen Position des ersten Planetenradsatzes 160 angeordnet, statt axial abtriebsseitig dazu angeordnet.
Die 9 veranschaulicht eine achte Ausführungsform eines Getriebes 800. Es wird dabei nur auf jeweilige relevante Unterschiede zu der vierten Ausführungsform gemäß 5 eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit gleicher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit den gleichen Bezugszeichen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben.
Bei dem Getriebe 800 ist im Vergleich zum Getriebe 400 die Anordnung von dem Hauptradsatz 170 und dem dritten Planetenradsatz 190 zur Drehmomentübertragung im Drehmomentfluss vertauscht. Entsprechend ist nicht mehr die Hohlwelle 406 vorgesehen, welche das zweite Sonnenrad 182 mit dem dritten Planetenträger 194 verbindet, sondern eine Hohlwelle 802, welche das zweite Sonnenrad 182 mit dem Abtrieb 104 und dem dritten Schaltelement F3 verbindet. Entsprechend ist nicht mehr die Hohlwelle 402 vorgesehen, welche den zweiten Planetenträger 184 mit dem Antrieb 102 verbindet, sondern eine Hohlwelle 804, welche den zweiten Planetenträger 184 mit dem dritten Hohlrad 196, dem ersten Schaltelement F1 und dem zweiten Schaltelement F2 verbindet. Der dritte Planetenträger 194 ist mit der Tretkurbelwelle 106 bzw. dem Antrieb 102 permanent drehfest verbunden.
Die Hohlwelle 804 ist radial außenseitig in der Planetenbaugruppe angeordnet. Dadurch wird die veränderte Anbindung des Elektromotors EM ermöglicht. Der Elektromotor EM ist bei dem Getriebe 800 mittels der Stirnradstufe ST1 permanent mechanisch mit der Hohlwelle 804 und damit dem Eingang des Hauptradsatzes 170 verbunden. Dadurch können vier Gänge für eine Übertragung eines von dem Elektromotor EM erzeugten Antriebsmoments an den Abtrieb 104 bereitgestellt werden. Das Antriebsmoment des Elektromotors EM wird also über den Hauptradsatz 170 an den Abtrieb 104 übertragen, unter Umgehung des dritten Planetenradsatzes 190.
Der dritte Planetenradsatz 190 kann bei dem Getriebe 800 dadurch verblockt werden, dass der dritte Planetenträger 194 mit dem dritten Hohlrad 196 mittels des zweiten Schaltelements drehfest verbindbar ist. Das dritte Sonnenrad 192 ist mittels einer Hohlwelle 806 mit der zweiten Bremse B2 verbunden.
Die zweite Bremse B2 ist axial antriebsseitig angeordnet. Der dritte Planetenradsatz 190 ist axial abtriebsseitig zu der zweiten Bremse B2 angeordnet, wobei das zweite Schaltelement F2 axial zwischen dem dritten Planetenradsatz 190 und der zweiten Bremse B2 angeordnet ist. Der dritte Planetenradsatz 190 ist axial antriebsseitig zu dem zweiten Planetenradsatz 180 angeordnet. In dem gezeigten Beispiel ist die Stirnradstufe ST1 axial zwischen dem dritten Planetenradsatz 190 und dem zweiten Planetenradsatz 180 angeordnet.
Die 10 veranschaulicht eine neunte Ausführungsform eines Getriebes 900. Es wird dabei nur auf jeweilige relevante Unterschiede zu der achten Ausführungsform gemäß 9 eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit gleicher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit den gleichen Bezugszeichen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben.
Bei dem Getriebe 900 ist der Elektromotor EM nicht an einer Verbindungswelle von dem dritten Planetenradsatz 190 und dem Hauptradsatz 170 angeordnet, sondern mit dem Eingang des dritten Planetenradsatzes 190 mechanisch mittels der Stirnradstufe ST1 und der Motorfreilaufkupplung MF wirkverbunden. Dadurch können acht Gänge für eine Übertragung eines von dem Elektromotor EM erzeugten Antriebsmoments an den Abtrieb 104 bereitgestellt werden. Das Antriebsmoment des Elektromotors wird am Antrieb 102 eingebracht und in Reihe über den dritten Planetenradsatz 190 und den Hauptradsatz 170 an den Abtrieb 104 übertragen. Der Elektromotor EM kann in einer anderen Ausführungsform des Getriebes 900 mittels der Motorfreilaufkupplung MF mit der Planetenbaugruppe verbunden sein.
Der Hauptradsatz 170 sowie die Anordnung der ersten Bremse B1, der dritten Bremse B3, des ersten Schaltelements F1 sowie des dritten Schaltelements F3 sind identisch mit dem Getriebe 800. Statt mit der Hohlwelle 804 ist der Hauptradsatz 170 mit einer anders gestalteten Hohlwelle 902 mit dem dritten Planetenradsatz 190 verbunden. Die Hohlwelle 902 ist im axialen Bereich des dritten Planetenradsatzes 190 axial innenseitig zu dem dritten Planetenradsatz 190 angeordnet. Die Hohlwelle 902 verbindet den zweiten Planetenträger 184 mit dem ersten Schaltelement F1 und dem dritten Hohlrad 196. Der dritte Planetenträger 194 ist mittels einer Hohlwelle 904 mit der Stirnradstufe ST1 und dem Antrieb 102 bzw. der Tretkurbelwelle 106 verbunden. Die Hohlwelle 904 umgreift den dritten Planetenradsatz 190 und bildet ein axial antriebsseitigstes Ende der Planetenbaugruppe aus. Dadurch ist eine einfache Drehmomentsensierung möglich. Das dritte Sonnenrad 192 ist mittels einer Hohlwelle 906 mit dem zweiten Schaltelement F2 und der zweiten Bremse B2 verbunden. Die Hohlwelle 906 ist radial zwischen der Hohlwelle 904 und der Hohlwelle 902 angeordnet. Das zweite Schaltelement F2 ist radial zwischen der Hohlwelle 904 und der Hohlwelle 906 angeordnet und kann diese miteinander verbinden.
Die zweite Bremse B2 ist axial antriebsseitig zu dem zweiten Planetenradsatz 180 angeordnet. Das zweite Schaltelement F2 ist axial antriebsseitig zu der zweiten Bremse B2 angeordnet. Die Stirnradstufe ST1 ist axial antriebsseitig zu dem dritten Planetenradsatz 190 angeordnet. Die Stirnradstufe ST1 ist axial antriebsseitig zu dem zweiten Schaltelement F2 angeordnet.
11 veranschaulicht eine erste Ausführungsform einer Schaltlogik der Getriebe 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 und 900. Die jeweiligen Spalten zeigen einen Schaltzustand der drei Bremsen B1, B2, B3 und der drei Schaltelemente F1, F2, F3. Das Getriebe 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 weist acht Gänge auf, welche mit G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7 und G8 bezeichnet sind. Die Gänge sind in der Reihenfolge ihrer Übersetzung nummeriert. In den Spalten der Schaltlogik sind die jeweiligen Schaltzustände der verschiedenen schaltbaren Elemente veranschaulicht. Jeder Gang G1 bis G8 stellt ein anderes Übersetzungsverhältnis bereit. Die drei Schaltelemente F1, F2, F3 wechseln selbsttätig in deren Sperrrichtungszustand, sofern dies ein durch die Schaltung der drei Bremsen B1, B2, B3 gewählter Gang erfordert und ein Antriebsmoment anliegt. Im Sperrrichtungszustand sind zwei Elemente drehfest miteinander verbunden. Ebenso wechseln die drei Schaltelemente F1, F2, F3 gemäß dem Erfordernis eines aufgrund der Bremsenschaltung gewählten Gangs in den Überholtriebzustand. Sofern die drei Schaltelemente F1, F2, F3 nicht als Freilaufkupplungen ausgebildet sind, können jeweilige Gänge auch durch ein dem Sperrrichtungszustand korrespondierendes Schließen und ein dem Überholtriebzustand korrespondierendes Öffnen eingelegt werden. Im Überholtriebzustand dreht eine Abtriebshälfte der jeweiligen Freilaufkupplung schneller als eine Antriebshälfte.
Im ersten Gang G1 sind die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2 und die dritte Bremse B3 geöffnet und setzen so jeweils kein Element an dem stationären Bauteil 108 fest. Das erste Schaltelement F1, das zweite Schaltelement F2 und das dritte Schaltelement F3 befinden sich in einem Sperrrichtungszustand und verbinden so zwei Elemente drehfest miteinander.
Im zweiten Gang G2 ist die erste Bremse B1 geschlossen worden und setzt somit ein Element an dem stationären Bauteil 108 fest. Das erste Schaltelement F1 wechselt selbsttätig in den Überholtriebzustand, sofern ein Antriebsmoment anliegt, womit zwei Elemente nicht mehr drehfest miteinander verbunden sind.
Im dritten Gang G3 ist die erste Bremse B1 geöffnet, die dritte Bremse B3 geöffnet und die zweite Bremse B2 geschlossen. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment das erste Schaltelement F1 im Sperrrichtungszustand, das dritte Schaltelement F3 im Sperrrichtungszustand und das zweite Schaltelement F2 im Überholtriebzustand.
Im vierten Gang G4 ist die erste Bremse B1 geschlossen, die dritte Bremse B3 geöffnet und die zweite Bremse B2 geschlossen. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment das erste Schaltelement F1 im Überholtriebzustand, das dritte Schaltelement F3 im Sperrrichtungszustand und das zweite Schaltelement F2 im Überholtriebzustand.
Im fünften Gang G5 ist die erste Bremse B1 geöffnet, die dritte Bremse B3 geschlossen und die zweite Bremse B2 geöffnet. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment das erste Schaltelement F1 im Sperrrichtungszustand, das dritte Schaltelement F3 im Überholtriebzustand und das zweite Schaltelement F2 im Sperrrichtungszustand.
Im sechsten Gang G6 ist die erste Bremse B1 geschlossen, die dritte Bremse B3 geschlossen und die zweite Bremse B2 geöffnet. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment das erste Schaltelement F1 im Überholtriebzustand, das dritte Schaltelement F3 im Überholtriebzustand und das zweite Schaltelement F2 im Sperrrichtungszustand.
Im siebten Gang G7 ist die erste Bremse B1 geöffnet, die dritte Bremse B3 geschlossen und die zweite Bremse B2 geschlossen. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment das erste Schaltelement F1 im Sperrrichtungszustand, das dritte Schaltelement F3 im Überholtriebzustand und das zweite Schaltelement F2 im Überholtriebzustand.
Im achten Gang G8 ist die erste Bremse B1 geschlossen, die dritte Bremse B3 geschlossen und die zweite Bremse B2 geschlossen. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment das erste Schaltelement F1 im Überholtriebzustand, das dritte Schaltelement F3 im Überholtriebzustand und das zweite Schaltelement F2 im Überholtriebzustand.
Bei dem Getriebe 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 und 900 beträgt in einer Ausführungsform eine Standübersetzung des ersten Planetenradsatzes 160 vorliegend -2,30, eine Standübersetzung des zweiten Planetenradsatzes 180 vorliegend -2,16 und eine Standübersetzung des dritten Planetenradsatzes 190 vorliegend -1,72, wie bei dem Getriebe 100. Es ergibt sich mit den acht Gängen eine Getriebespreizung von 5,0 mit jeweiligen Gangsprüngen von 1,26. Die Übersetzung des Gangs G1 beträgt 1.
12 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Schaltlogik für die Getriebe 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 und 900, welche analog zu 11 aufgebaut ist. Diese Schaltlogik weist ebenfalls acht Gänge auf, bei denen zwei Gänge jedoch die gleiche Übersetzung bereitstellen. Die Gänge sind mit G1, G2, G3, G4a, G4b, G5, G6 und G7 bezeichnet. Die Gänge sind in der Reihenfolge ihrer Übersetzung nummeriert, wobei G4a und G4b die gleiche Übersetzung bereitstellen. Zu diesem Zweck ist eine Standübersetzung des ersten Planetenradsatzes 160 vorliegend -1,89, eine Standübersetzung des zweiten Planetenradsatzes 180 vorliegend -1,62 und eine Standübersetzung des dritten Planetenradsatzes 190 vorliegend -1,62. Es ergibt sich mit den acht Gängen bzw. sieben unterschiedlichen Übersetzungen eine Getriebespreizung von 4,2 mit jeweiligen Gangsprüngen von 1,27, wobei es zwischen Gang G4a und G4b keinen Gangsprung gibt. Die Übersetzung der Gänge G4a und G4b beträgt beispielsweise 0,49. Die jeweiligen Gänge können korrespondierend zu den Gängen der 11 geschaltet werden. Gang G1 wird bei der zweiten Ausführungsform genauso wie Gang G1 der ersten Ausführungsform geschaltet. Gang G4a wird wie Gang 4 und Gang G4b wie Gang 5 geschaltet. Die Gänge G5, G6 und G7 entsprechen also der respektiven Schaltung von Gang G6, G7 und G8 bei der ersten Ausführungsform der Schaltlogik.
Entsprechend kann eine Schaltvorrichtung Gang G4a oder Gang G4b beim Schalten in eine Richtung überspringen, sodass immer nur eine Bremse zu- oder abgeschaltet wird. Dadurch kann eine bessere Schaltqualität erreicht werden.
Sofern die drei Schaltelemente F1, F2, F3 nicht als Freilaufkupplungen ausgebildet sind, können jeweilige Gänge auch durch ein dem Sperrrichtungszustand korrespondierendes Schließen und ein dem Überholtriebzustand korrespondierendes Öffnen eingelegt werden. Im Überholtriebzustand dreht eine Abtriebshälfte der jeweiligen Freilaufkupplung schneller als eine Antriebshälfte.
Die 13 veranschaulicht eine zehnte Ausführungsform eines Getriebes 1000. Es wird dabei nur auf jeweilige relevante Unterschiede zu der siebten Ausführungsform gemäß 8 eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit gleicher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit den gleichen Bezugszeichen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben.
Das Getriebe 1000 weist keinen Elektromotor EM auf und damit auch nicht die Elemente zu dessen Anbindung. In einer anderen Ausführungsform kann das Getriebe 1000 aber einen solchen Elektromotor aufweisen.
Die Planetenbaugruppe des Getriebes 1000 weist einen vierten Minus-Planetenradsatz 1050 mit einem vierten Sonnenrad 1052, einem vierten Planetenträger 1054 und einem vierten Hohlrad 1056 auf. An dem vierten Planetenträger 1054 sind jeweilige vierte Planetenräder 1058 drehbar gelagert. Zudem weist das Getriebe (1000) eine vierte Bremse B4 und ein viertes Schaltelement F4 auf. Das vierte Schaltelement F4 ist als Freilaufkupplung ausgebildet und wird deshalb auch als vierte Freilaufkupplung F4 bezeichnet. Durch diese zusätzlichen Komponenten ist das Getriebe 1000 zum Bereitstellen von sechszehn Gängen G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7, G8, G9, G10, G11, G12, G13, G14, G15, G16 ausgebildet, was noch zusammen mit der 15 weiter erläutert wird.
Der vierte Planetenträger 1054 bildet einen Eingang des vierten Planetenradsatzes 1050. Das vierte Hohlrad 1056 bildet einen Ausgang des vierten Planetenradsatzes 1050. Der vierte Planetenradsatz 1050 ist dazu ausgebildet, dass ein Drehmoment von dem Eingang an den Ausgang übertragen wird.
Das vierte Sonnenrad 1052 ist mittels der vierten Bremse B4 an dem stationären Bauteil 108 festsetzbar ist. Der vierte Planetenradsatz 1050 ist mittels des vierten Schaltelements F4 verblockbar. Zu diesem Zweck ist das vierte Hohlrad 1056 mittels des vierten Schaltelements F4 mit dem vierten Sonnenrad 1052 drehfest verbindbar.
Das Getriebe 1000 ist dazu ausgebildet, dass von dem Antrieb 102 in Reihe über den vierten Planetenradsatz 1050, den dritten Planetenradsatz 190 und Hauptradsatz 170 ein Drehmoment an den Abtrieb 104 übertragbar. Zu diesem Zweck ist der vierte Planetenradsatz 1050 im Drehmomentfluss antriebsseitig zu dem dritten Planetenradsatz 190 und dem Hauptradsatz 170 angeordnet. Der Eingang des vierten Planetenradsatzes 1050 ist mit dem Antrieb 102 permanent drehfest verbunden. Der Ausgang des vierten Planetenradsatzes 1050 ist mit dem Eingang des dritten Planetenradsatzes permanent drehfest verbunden. Entsprechend ist der Hauptradsatz 170 mit dem Abtrieb 104 verbunden.
Das Getriebe 1000 weist entsprechend nicht die Hohlwelle 702 auf. Stattdessen weist das Getriebe 1000 eine Hohlwelle 1002 auf, welche den dritten Planetenträger 194 mit dem vierten Hohlrad 1056 verbindet. Die Hohlwelle 1002 verläuft im axialen Bereich des dritten Planetenradsatzes 170 radial außen zu dem dritten Planetenradsatz 170 und erstreckt sich radial innen zu dem vierten Planetenradsatz 1050. Eine Hohlwelle 1004 verbindet das vierte Sonnenrad 1052 mit dem vierten Schaltelement F4 und der vierten Bremse B4. Mittels des vierten Schaltelement F4 ist die Hohlwelle 1002 mit der Hohlwelle 1004 verbindbar. Das vierte Schaltelement F4 ist radial zwischen der Hohlwelle 1004 und der Hohlwelle 1002 angeordnet. Eine Hohlwelle 1006 verbindet den vierten Planetenträger 1054 mit der Tretkurbelwelle 106. Die Hohlwelle 1006 umgreift den vierten Planetenradsatz 1050 radial außen und ist das axial antriebsseitigste Elemente der Planetenbaugruppe.
Der vierte Planetenradsatz 1050 ist axial antriebsseitig zu dem dritten Planetenradsatz 190 angeordnet. Das vierte Schaltelement F4 und die vierte Bremse B4 sind axial zwischen dem vierten Planetenradsatz 1050 und dem dritten Planetenradsatz 190 angeordnet. Das vierte Schaltelement F4 ist axial antriebsseitig zu der vierten Bremse B4 angeordnet.
Die 14 veranschaulicht eine zehnte Ausführungsform eines Getriebes 1100. Es wird dabei nur auf jeweilige relevante Unterschiede zu der zehnten Ausführungsform gemäß 13 eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit gleicher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit den gleichen Bezugszeichen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben.
Das Getriebe 1100 unterscheidet sich von dem Getriebe 1000 durch die Anbindung und Anordnung des vierten Planetenradsatzes 1050 in der Planetenbaugruppe. Der vierte Planetenradsatz 1050 ist bei dem Getriebe 1100 nicht wie bei dem Getriebe 1000 im Drehmomentfluss antriebsseitig angeordnet. Stattdessen ist der vierte Planetenradsatz 1050 im Drehmomentfluss abtriebsseitig zu dem dritten Planetenradsatz 190 und dem Hauptradsatz 170 angeordnet.
Der Eingang des vierten Planetenradsatzes 1050 ist mit dem Ausgang des Hauptradsatzes 170 permanent drehfest verbunden. Der Ausgang des vierten Planetenradsatzes 1050 ist mit Abtrieb 104 permanent drehfest verbunden. Entsprechend ist der dritte Planetenradsatz 190 mit dem Antrieb 102 verbunden. Wie das Getriebe 700 gemäß 8 weist das Getriebe 1100 entsprechend die Hohlwelle 702 für diese Verbindung auf.
Die Hohlwellen 1002 und die Hohlwelle 1006 fehlen bei dem Getriebe 1100. Stattdessen ist eine Hohlwelle 1102 vorgesehen, welche den vierten Planetenträger 1054 mit dem zweiten Sonnenrad 182 und dem dritten Schaltelement F3 verbindet. Das Hohlrad 1102 erstreckt sich radial außen zu dem vierten Planetenradsatz 1050. Das dritte Schaltelement F3 ist radial zwischen der Hohlwelle 704 und der Hohlwelle 1102 angeordnet. Zudem ist stattdessen eine Hohlwelle 1104 vorgesehen, welche das vierte Hohlrad 1056 mit dem Abtrieb 104 und dem vierten Schaltelement F4 verbindet. Das vierte Schaltelement F4 ist radial zwischen der Hohlwelle 1004 und der Hohlwelle 1104 angeordnet. Die Hohlwelle 1104 erstreckt sich radial innen zu dem vierten Planetenradsatz 1050.
Der vierte Planetenradsatz 1050 ist axial abtriebsseitig zu dem zweiten Planetenradsatz 180 angeordnet. Das dritte Schaltelement F3 ist axial zwischen dem zweiten Planetenradsatz 180 und dem vierten Planetenradsatz 1050 angeordnet. Das vierte Schaltelement F4 ist axial abtriebsseitig zu dem vierten Planetenradsatz 1050 angeordnet. Die vierte Bremse B4 ist axial abtriebsseitig zu dem vierten Schaltelement F4 angeordnet.
15 veranschaulicht eine erste Ausführungsform einer Schaltlogik der Getriebe 1000, 1100. Die jeweiligen Spalten zeigen einen Schaltzustand der vier Bremsen B1, B2, B3, B4 und der vier Schaltelemente F1, F2, F3, F4. Das Getriebe 1000, 1100 weist sechszehn Gänge auf, welche mit G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7, G8, G9, G10, G11, G12, G13, G14, G15 und G16 bezeichnet sind. Die Gänge sind in der Reihenfolge ihrer Übersetzung nummeriert. In den Spalten der Schaltlogik sind die jeweiligen Schaltzustände der verschiedenen schaltbaren Elemente veranschaulicht. Jeder Gang G1 bis G16 stellt ein anderes Übersetzungsverhältnis bereit. Die vier Schaltelemente F1, F2, F3, F4 wechseln selbsttätig in deren Sperrrichtungszustand, sofern dies ein durch die Schaltung der vier Bremsen B1, B2, B3, B4 gewählter Gang erfordert und ein Antriebsmoment anliegt. Ebenso wechseln die vier Schaltelemente F1, F2, F3, F4 gemäß dem Erfordernis eines aufgrund der Bremsenschaltung gewählten Gangs in den Überholtriebzustand. Sofern die vier Schaltelemente F1, F2, F3, F4 nicht als Freilaufkupplungen ausgebildet sind, können jeweilige Gänge auch durch ein dem Sperrrichtungszustand korrespondierendes Schließen und ein dem Überholtriebzustand korrespondierendes Öffnen eingelegt werden. Im Überholtriebzustand dreht eine Abtriebshälfte der jeweiligen Freilaufkupplung schneller als eine Antriebshälfte.
Im ersten Gang G1 sind die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2, die dritte Bremse B3 und die vierte Bremse B4 geöffnet und setzen so jeweils kein Element an dem stationären Bauteil 108 fest. Das erste Schaltelement F1, das zweite Schaltelement F2, das dritte Schaltelement F3 und das vierte Schaltelement F4 befinden sich in einem Sperrrichtungszustand und verbinden so zwei Elemente drehfest miteinander.
Im zweiten Gang G2 ist die erste Bremse B1 geschlossen worden und setzt somit ein Element an dem stationären Bauteil 108 fest. Das erste Schaltelement F1 wechselt selbsttätig in den Überholtriebzustand, sofern ein Antriebsmoment anliegt, womit zwei Elemente nicht mehr drehfest miteinander verbunden sind.
Im dritten Gang G3 ist die erste Bremse B1 geöffnet, die zweite Bremse B2 und die dritte Bremse B3 geöffnet und die vierte Bremse B4 geschlossen. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment das erste Schaltelement F1, das zweite Schaltelement F2 und das dritte Schaltelement F3 im Sperrrichtungszustand und das vierte Schaltelement F4 im Überholtriebzustand.
Im vierten Gang G4 ist nur die zweite Bremse B2 ist geschlossen. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment nur das zweite Schaltelement F2 im Überholtriebzustand.
Im fünften Gang G5 ist nur die erste Bremse B1 und die vierte Bremse B4 geschlossen. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment nur das erste Schaltelement F1 und das vierte Schaltelement F4 im Überholtriebzustand.
Im sechsten Gang G6 ist nur die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 geschlossen. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment nur das erste Schaltelement F1 und das zweite Schaltelement F2 im Überholtriebzustand.
Im siebten Gang G7 ist nur die zweite Bremse B2 und die vierte Bremse B4 geschlossen. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment nur das zweite Schaltelement F2 und das vierte Schaltelement F4 im Überholtriebzustand.
Im achten Gang G8 ist nur die dritte Bremse B3 geschlossen. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment nur das dritte Schaltelement F3 im Überholtriebzustand.
Im neunten Gang G9 ist nur die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2 und die vierte Bremse B4 geschlossen. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment nur das erste Schaltelement F1, das zweite Schaltelement F2 und das vierte Schaltelement F4 im Überholtriebzustand.
Im zehnten Gang G10 ist nur die erste Bremse B1 und die dritte Bremse B3 geschlossen. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment nur das erste Schaltelement F1 und das dritte Schaltelement F3 im Überholtriebzustand.
Im elften Gang G11 ist nur die dritte Bremse B3 und die vierte Bremse B4 geschlossen. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment nur das dritte Schaltelement F3 und das vierte Schaltelement F4 im Überholtriebzustand.
Im zwölften Gang G12 ist nur die dritte Bremse B3 und die zweite Bremse B2 geschlossen. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment nur das dritte Schaltelement F3 und das zweite Schaltelement F2 im Überholtriebzustand.
Im dreizehnten Gang G13 ist nur die erste Bremse B1, die dritte Bremse B3 und die vierte Bremse B4 geschlossen. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment nur das erste Schaltelement F1, das dritte Schaltelement F3 und das vierte Schaltelement F4 im Überholtriebzustand.
Im vierzehnten Gang G14 ist nur die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2 und die dritte Bremse B3 geschlossen. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment nur das erste Schaltelement F1, das zweite Schaltelement F2 und das dritte Schaltelement F3 im Überholtriebzustand.
Im fünfzehnten Gang G15 ist nur die die zweite Bremse B2, die dritte Bremse B3 und die vierte Bremse B4 geschlossen. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment nur das das zweite Schaltelement F2, das dritte Schaltelement F3 und das vierte Schaltelement F4 im Überholtriebzustand.
Im sechszehnten Gang G16 sind alle Bremsen B1, B2, B3, B4 geschlossen. Entsprechend befindet sich bei anliegendem Antriebsmoment alle Schaltelement F1, F2, F3, F4 im Überholtriebzustand.
Bei dem Getriebe 1000, 1100 beträgt in einer Ausführungsform eine Standübersetzung des ersten Planetenradsatzes 160 vorliegend -2,30, eine Standübersetzung des zweiten Planetenradsatzes 180 vorliegend -2,16 und eine Standübersetzung des dritten Planetenradsatzes 190 vorliegend -1,72 und eine Standübersetzung des vierten Planetenradsatzes 1050 vorliegend -2,43.
Bezugszeichenliste

100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1100: Getriebe
102: Antrieb
104: Abtrieb
106: Tretkurbelwelle
108: stationäres Bauteil
130, 132; 302; 406, 502: Verbindungswelle
134, 136, 138, 140; 202, 204, 206, 208; 304, 306;: Hohlwelle
402, 404, 408, 410, 412, 414; 504, 506; 602, 604;: Hohlwelle
702, 704, 706; 802, 804, 806; 902, 904, 906;: Hohlwelle
1002, 1004, 1006; 1102, 1104: Hohlwelle
160: erster Planetenradsatz
170: Hauptradsatz
180: zweiter Planetenradsatz
190: dritter Planetenradsatz
1050: vierter Planetenradsatz
162, 182, 192; 1052: Sonnenrad
164, 184, 194, 1054: Planetenträger
166, 186, 196; 1056: Hohlrad
168, 188, 198; 1058: Planetenräder
B1, B2, B3; B4: Bremse
EM: Elektromotor
F1, F2, F3, F4: Freilaufkupplung
G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7, G8, G4a, G4b,: Gang
G9, G10, G11, G12, G13, G14, G15, G16: Gang
MF: Motorfreilaufkupplung
ST1: Stirnradstufe

Claims

Getriebe (100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1050) für ein Fahrrad mit einer Planetenbaugruppe, einem stationären Bauteil (108), einer ersten Bremse (B1), einer zweiten Bremse (B2), einem ersten Schaltelement (F1) und einem zweiten Schaltelement (F2), wobei das Getriebe (100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1100) zum Bereitstellen von wenigstens vier Gängen (G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7, G8, G4a, G4b) ausgebildet ist, wobei die Planetenbaugruppe einen Antrieb (102), einen Abtrieb (104), einen Hauptradsatz (170), welcher einen ersten Minus-Planetenradsatz (160) mit einem ersten Sonnenrad (162), einem ersten Planetenträger (164) und einem ersten Hohlrad (166) sowie einen zweiten Minus-Planetenradsatz (180) mit einem zweiten Sonnenrad (182), einem zweiten Planetenträger (184) und einem zweiten Hohlrad (186), aufweist, und einen dritten Minus-Planetenradsatz (190) mit einem dritten Sonnenrad (192), einem dritten Planetenträger (194) und einem dritten Hohlrad (196) aufweist, wobei der zweite Planetenträger (184) einen Eingang des Hauptradsatzes (170) bildet, wobei das zweite Sonnenrad (182) einen Ausgang des Hauptradsatzes (170) bildet, wobei das erste Sonnenrad (162) mittels der ersten Bremse (B1) an dem stationären Bauteil (108) festsetzbar ist, wobei das erste Sonnenrad (162) mittels des ersten Schaltelements (F1) mit dem zweiten Planetenträger (184) drehfest verbindbar ist, wobei der erste Planetenträger (164) permanent drehfest mit dem zweiten Hohlrad (186) verbunden ist, wobei der Hauptradsatz (170) dazu ausgebildet ist, dass ein Drehmoment von dem ersten Hohlrad (166) an das zweite Sonnenrad (182) übertragbar ist, wobei der dritte Planetenträger (194) einen Eingang des dritten Planetenradsatzes (190) bildet, wobei das dritte Hohlrad (196) einen Ausgang des dritten Planetenradsatzes (190) bildet, wobei das dritte Sonnenrad (192) mittels der zweiten Bremse (B2) an dem stationären Bauteil (108) festsetzbar ist, wobei der dritte Planetenradsatz (190) mittels des zweiten Schaltelements (F2) verblockbar ist, und wobei das Getriebe (100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1100) dazu ausgebildet ist, dass von dem Antrieb (102) in Reihe über den Hauptradsatz (170) und den dritten Planetenradsatz (190) ein Drehmoment an den Abtrieb (104) übertragbar ist.
Getriebe (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hohlrad (166) mit dem zweiten Sonnenrad (182) permanent drehfest verbunden ist.
Getriebe (200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1100) zum Bereitstellen von acht Gängen (G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7, G8) ausgebildet ist und das Getriebe (200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1100) eine dritte Bremse (B3) und ein drittes Schaltelement (F3) aufweist, wobei das erste Hohlrad (166) mittels der dritten Bremse (B3) an dem stationären Bauteil (108) festsetzbar ist und wobei das erste Hohlrad (166) mittels des dritten Schaltelements (F3) mit dem zweiten Sonnenrad (182) drehfest verbindbar ist.
Getriebe (100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Schaltelemente (F1, F2, F3) als Freilaufkupplung ausgebildet ist.
Getriebe (200; 300; 400; 500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (102) permanent drehfest mit dem Eingang des Hauptradsatzes (170) verbunden ist, der Ausgang des Hauptradsatzes (170) permanent drehfest mit dem Eingang des dritten Planetenradsatzes (190) verbunden ist und der Ausgang des dritten Planetenradsatzes (190) permanent drehfest mit dem Abtrieb (104) verbunden ist.
Getriebe (100; 600; 700; 800; 900) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (102) permanent drehfest mit dem Eingang des dritten Planetenradsatzes (190) verbunden ist, der Ausgang des dritten Planetenradsatzes (190) permanent drehfest mit dem Eingang des Hauptradsatzes (170) verbunden ist und der Ausgang des Hauptradsatzes (170) permanent drehfest mit dem Abtrieb (104) verbunden ist.
Getriebe (100; 300; 500; 700; 900; 1000; 1100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (100; 300; 500; 700; 900; 1000; 1100) eine mit dem Eingang des dritten Planetenradsatzes (190) permanent drehfest verbundene Verbindungswelle (130; 302; 502; 702; 904; 1002) aufweist, wobei die Verbindungswelle (130; 302; 502; 702; 904; 1002) den dritten Planetenradsatz (190) radial außen umgreift.
Getriebe (100; 400; 700) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (100; 400; 700) einen Elektromotor (EM) aufweist, welcher mit dem Abtrieb (104) unter Umgehung der Planetenradsätze (160, 180, 190) zum Bereitstellen eines Drehmoments verbunden ist.
Getriebe (300; 800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe einen Elektromotor (EM) aufweist, welcher mit einer Verbindungswelle (302; 804), welche den Hauptradsatz (170) und den dritten Planetenradsatz (190) drehfest miteinander verbindet, zur Übertragung eines von dem Elektromotor (EM) erzeugbaren Drehmoment über die Verbindungswelle an den Abtrieb (104) verbunden ist.
Getriebe (900) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (EM) mit dem Antrieb (102) zur Übertragung des von dem Elektromotor (EM) erzeugbaren Drehmoments über die Planetenradsätze (160, 180, 190) an den Abtrieb (104) verbunden ist.
Getriebe (100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1100) eine Tretkurbelwelle (106) aufweist, wobei das Getriebe (100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1100) dazu ausgebildet ist, dass ein Drehmoment von der Tretkurbelwelle (106) an den Antrieb (102) übertragbar ist.
Getriebe (400; 500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenradsatz (160) axial abtriebsseitig zu dem zweiten Planetenradsatz (180) angeordnet ist und der dritte Planetenradsatz (190) axial abtriebsseitig zu dem ersten Planetenradsatz (160) angeordnet ist.
Getriebe (200; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenradsatz (160) axial antriebsseitig zu dem zweiten Planetenradsatz (180) angeordnet ist und der zweite Planetenradsatz (180) axial antriebsseitig zu dem dritten Planetenradsatz (190) angeordnet ist.
Getriebe (200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900) dazu ausgebildet ist, dass zwei der Gänge (G4a, G4b) ein im Wesentlichen gleiches Übersetzungsverhältnis bereitstellen und das Getriebe (200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900) eine Schaltvorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, beim Gangwechsel einen der Gänge (G4a, G4b) mit gleichem Übersetzungsverhältnis zu überspringen, sodass immer nur eine der Bremsen (B1, B2, B3) beim Gangwechsel geschaltet wird.
Getriebe (1000) nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenbaugruppe einen vierten Minus-Planetenradsatz (1050) mit einem vierten Sonnenrad (1052), einem vierten Planetenträger (1054) und einem vierten Hohlrad (1056) aufweist, das Getriebe (1000) eine vierte Bremse (B4) und ein viertes Schaltelement (F4) aufweist und das Getriebe (1000) zum Bereitstellen von sechszehn Gängen (G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7, G8, G9, G10, G11, G12, G13, G14, G15, G16) ausgebildet ist, wobei der vierte Planetenträger (1054) einen Eingang des vierten Planetenradsatzes (1050) bildet, wobei das vierte Hohlrad (1056) einen Ausgang des vierten Planetenradsatzes (1050) bildet, wobei das vierte Sonnenrad (1052) mittels der vierten Bremse (B4) an dem stationären Bauteil (108) festsetzbar ist, wobei der vierte Planetenradsatz (1050) mittels des vierten Schaltelements (F4) verblockbar ist, und wobei das Getriebe (1000) dazu ausgebildet ist, dass von dem Antrieb (102) in Reihe über den Hauptradsatz (170), den dritten Planetenradsatz (190) und den vierten Planetenradsatz (1050) ein Drehmoment an den Abtrieb (104) übertragbar ist, wobei der vierte Planetenradsatz (1050) antriebsseitig zu dem dritten Planetenradsatz (190) und dem Hauptradsatz (170) angeordnet ist.
Getriebe (1100) nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenbaugruppe einen vierten Minus-Planetenradsatz (1050) mit einem vierten Sonnenrad (1052), einem vierten Planetenträger (1054) und einem vierten Hohlrad (1056) aufweist, das Getriebe (1100) eine vierte Bremse (B4) und ein viertes Schaltelement (F4) aufweist und das Getriebe (1100) zum Bereitstellen von sechszehn Gängen (G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7, G8, G9, G10, G11, G12, G13, G14, G15, G16) ausgebildet ist, wobei der vierte Planetenträger (1054) einen Eingang des vierten Planetenradsatzes (1050) bildet, wobei das vierte Hohlrad (1056) einen Ausgang des vierten Planetenradsatzes (1050) bildet, wobei das vierte Sonnenrad (1052) mittels der vierten Bremse (B4) an dem stationären Bauteil (108) festsetzbar ist, wobei der vierte Planetenradsatz (1050) mittels des vierten Schaltelements (F4) verblockbar ist, und wobei das Getriebe (1100) dazu ausgebildet ist, dass von dem Antrieb (102) in Reihe über den Hauptradsatz (170), den dritten Planetenradsatz (190) und den vierten Planetenradsatz (1050) ein Drehmoment an den Abtrieb (104) übertragbar ist, wobei der vierte Planetenradsatz abtriebsseitig zu dem dritten Planetenradsatz (190) und dem Hauptradsatz (170) angeordnet ist.
Fahrrad mit einem Getriebe (100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.