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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit Antriebsunterstützung, insbesondere ein einspuriges Fahrzeug wie ein eBike oder Pedelec.
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Obwohl auf allgemein beliebige Antriebsanordnungen anwendbar, wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf einspurige Fahrzeuge in Form von eBikes beschrieben.
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Aus der
US 2019 112 003 A1 ist eine Fahrradkomponente bekannt geworden, umfassend eine Antriebseinheit und eine Batterie, die einen Motor mit Energie versorgt. Die Antriebseinheit umfasst ein an einem Fahrradrahmen montiertes Gehäuse, eine an/zu dem Gehäuse vorgesehene Kurbelwelle und den an/zu dem Gehäuse vorgesehenen Motor, um den Vortrieb des Fahrrads zu unterstützen. Das Gehäuse umfasst einen ersten und einen zweiten Abschnitt. Die Kurbelwelle ist an/zu dem ersten Abschnitt vorgesehen. Der Motor ist an/zu dem zweiten Abschnitt vorgesehen und umfasst eine Drehachse, die sich in einer Richtung erstreckt, die eine Richtung schneidet, in der sich die Kurbelwelle erstreckt. Zumindest ein Teil des zweiten Abschnitts und zumindest ein Teil der Batterie sind in einem Zustand in dem Rahmen untergebracht, in dem der zweite Abschnitt und die Batterie nebeneinander, hintereinander oder übereinander in einer Richtung parallel zur Drehachse des Motors angeordnet sind und die Batterie an dem zweiten Abschnitt auf anbringbare und lösbare Weise gekoppelt ist.
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Offenbarung der Erfindung
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In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erindung eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit Antriebsunterstützung, insbesondere ein einspuriges Fahrzeug wie ein eBike oder Pedelec, bereit, umfassend
einen Antrieb zum Antrieb einer Ausgangswelle für das Fahrzeug,
einen Sensor, insbesondere einen Drehmoment- und/oder Drehzahlsensor, der im Bereich der Ausgangswelle angeordnet ist,
eine Auswerte- und/oder Steuereinrichtung für den Sensor,
wobei der Antrieb zwischen Sensor und Auswerte- und/oder Steuereinrichtung angeordnet ist,
und ein gemeinsames Gehäuse, wobei
das Gehäuse einen Kabelkanal aufweist zur Aufnahme eines Kabels von dem Sensor zur Auswerteeinrichtung.
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Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit das Verbindungskabel zwischen Sensor und Auswerte- und/oder Steuereinrichtung geschützt gegenüber Umgebungseinflüssen, insbesondere wassergeschützt, angeordnet ist. Auf diese Weise können zusätzliche Dichtungen oder Dichtungsanordnungen für das Verbindungskabel minimiert werden. Ebenso werden Kräfte auf das Kabel minimiert. Insgesamt wird dadurch die Robustheit der Antriebsanordnung erhöht. Des Weiteren kann der Kabelkanal so angeordnet werden, dass der effektive Außendurchmesser des Gehäuses durch den Kabelkanal nicht erhöht wird, was eine einfache Integration der Antriebsanordnung in ein Fahrzeug ermöglicht. Ein weiterer Vorteil ist auf einfache Weise eine verbesserte EMV-Schirmung.
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Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Kabelkanal in Umfangsrichtung des Kanals vollständig geschlossen. Damit wird eine Kapselung des Kanals erreicht, was ein in dem Kanal verlegtes Kabel vor Umwelteinflüssen schützt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Kabelkanal im Querschnitt unterschiedliche Abmessungen auf, insbesondere ist dieser im Querschnitt flächig ausgebildet. Vorteil hiervon ist eine flexible Ausbildung des Kabelkanals und ein weniger hoher Aufbau bei flächiger Ausbildung.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Kabelkanal zumindest teilweise, insbesondere im Bereich des Antriebs, im Bereich der Außenseite des Gehäuses verlaufend ausgebildet. Damit wird eine einfache Zugänglichkeit des Kabelkanals sichergestellt. Darüber hinaus müssen bisherige Baugruppen trotz des Kabelkanals nicht anders angeordnet werden. Ist der Kabelkanal nicht vollständig umseitig geschlossen, kann eine Abdeckung angeordnet sein, die eine vollständige Umschließung des Kabels im Kabelkanal bereitstellt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Kabelkanal außerhalb des Bereichs einer Welle angeordnet. Vorteil hiervon ist eine einfache Anordnung des Kabelkanals.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Kabelkanal im Bereich des Antriebs parallel zu einer Antriebswelle des Antriebs angeordnet. Vorteil hiervon ist eine einfache Anordnung des Kabelkanals, ohne zusätzlichen Aufbau in radialer Richtung nach außen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Kabelkanal durch zumindest eine Hohlwelle gebildet. Vorteil hiervon ist, dass der Außendurchmesser des Gehäuses unverändert bleibt, wenn der Kabelkanal durch eine oder mehrere Hohlwellen gebildet wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in der Hohlwelle zumindest ein Kabelabstandshalter, insbesondere in Form eines Rohrs, angeordnet. Einer der damit erzielten Vorteile ist eine äußerst kompakte Anordnung der Kabelführung von Sensor zu Auswerte- und/oder Steuereinrichtung. Zudem wird das Kabel bei Rotation der Hohlwelle geschützt, was dessen Lebensdauer verlängert.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Antrieb einen Motor und ein mit einer Antriebswelle des Motors verbundenes Getriebe auf. Vorteil hiervon ist eine geeignete Bereitstellung eines Drehmoments für die Ausgangswelle.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Ausgangswelle im Wesentlichen senkrecht zu einer Antriebswelle des Antriebs angeordnet. Vorteil hiervon ist eine sogenannten „Bottom Bracket“-Anordnung, also eine orthogonale Anordnung von Antrieb und Ausgangswelle, was eine kompakte Anordnung des Antriebs in einspurigen Fahrzeugen ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Kabelkanal einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet. Vorteil hiervon ist eine kompakte Anordnung und einfache Herstellung des Kabelkanals.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Kabelkanal zumindest teilweise elektrisch geschirmt ausgebildet, insbesondere metallisch beschichtet. Vorteil hiervon ist, dass das Kabel im Kabelkanal auf einfache Weise vor elektromagnetischen Einflüssen, insbesondere des Antriebs, geschirmt ist.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der dazugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
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Dabei zeigt in schematischer Form
- 1 eine Antriebsanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine Antriebsanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 3 eine Antriebsanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt ein Schnittbild einer Antriebsanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 2 zeigt wiederum ein Schnittbild der selben Antriebsanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nun mit Blickrichtung im Wesentlichen parallel zur Ausgangswelle.
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Im Detail zeigen 1 und 2 eine Antriebsanordnung 1 mit einem Gehäuse 2 in dessen eine Antriebswelle 11 eines Elektromotors 102 angeordnet ist. Über ein Getriebe 101 wird ein Drehmoment vom Elektromotor 102 mittels der Antriebswelle 11 auf eine senkrecht hierzu angeordnete Ausgangswelle 10 übertragen, die wiederum beispielsweise über eine Kette mit einem Rad oder einer Achse eines Fahrzeugs verbunden ist.
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Im oberen Bereich des Gehäuses 2 ist in 1 ein flächig mit gerundeten Ecken ausgebildeter Kabelkanal 3 einstückig am Gehäuse 2 angeordnet. Der Kabelkanal 3 ist dabei vollumfänglich gegenüber anderen Komponenten oder Umwelteinflüssen abgeschirmt und abgedichtet. In den Kabelkanal 3 kann auf diese Weise kein Medium an ein im Kabelkanal 3 angeordnetes Kabel 20 gelangen und eine Beschädigung verursachen. In dem Kabelkanal 3 ist ein entsprechend flächig ausgebildetes Kabel 20 angeordnet, welches einen Sensor oder Sensoreinrichtung 100 mit einer Auswerteinrichtung 5 verbindet. 1 zeigt lediglich eine mögliche Anordnung des Kabelkanals 3. In weiteren Ausführungsformen kann der Kabelkanal 3 beliebig überall am Umfang der Antriebswelle 11 beabstandet von dieser angeordnet werden.
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Von links nach rechts ist gemäß 2 der Aufbau der Antriebsanordnung 1 für ein eBike wie folgt: Zunächst ist eine Auswerteeinrichtung 5 angeordnet, die Signale des Sensors 100 auswertet. Rechts daneben ist ein Elektromotor 102 angeordnet, der mittels einer Antriebswelle 11 mit einem Getriebe 101 verbunden ist, welches wiederum mit einer Ausgangswelle 10 zum Antrieb des Fahrzeugs verbunden ist. An der Ausgangswelle 10 ist hier der Sensor in Form eines Drehmomentsensors 100 angeordnet, der mittels des Kabels 20, welches auf der radialen Außenseite von Getriebe 101 und Elektromotor 102 parallel zur Antriebswelle 11 in einem geraden und im Querschnitt flächigen Kabelkanal 3 geführt ist, mit der Auswerteeinrichtung 5 verbunden ist. Im Bereich des Elektromotors 102 weist der Kabelkanal 3 einen Knick 4 von ca. 90 Grad auf und das Kabel 20 tritt aus dem Kabelkanal 3 heraus, um mit der Unterseite einer Platine der Auswerteeinrichtung 5 verbunden zu sein. Im Bereich des Drehmomentsensors 100, also im Bereich eines Tretlagers des eBikes, weist der Kabelkanal 3 ebenfalls einen Knick 4 von im Wesentlichen 90 Grad auf.
3 zeigt eine Antriebsanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 3 ist im Wesentlichen eine Antriebsanordnung 1 gemäß 2 gezeigt. Im Unterschied zur Antriebsanordnung 1 gemäß 2 weist die Antriebsanordnung 1 gemäß 3 nun anstelle des Kabelkanals 3 auf der radialen Außenseite einen Kabelkanal 3 auf, der durch eine als Hohlwelle 7a ausgebildete Antriebswelle 11 des Elektromotors 102 und eine Getriebeausgangswelle 7b, ebenfalls ausgebildet als Hohlwelle, gebildet ist. Die Getriebeausgangswelle 7b ist dabei mit dem Elektromotor 102 zum Antrieb verbunden und ist letztendlich mit der Ausgangswelle 10 verbunden. Im Bereich der Ausgangswelle 10 tritt das Kabel 20 aus dem Kabelkanal 3 aus und ist mit dem Drehmomentsensor 100 verbunden. Auf der gegenüberliegenden Seite tritt das Kabel 20 ebenfalls aus dem Kabelkanal 3 aus und ist mit der Unterseite einer Platine der Auswerteeinrichtung 5 verbunden. Zum Schutz des Kabels 20 kann in zumindest einer der Hohlwellen 7a, 7b eine Schutzhülse 8 in Form eines Kunststoffröhrchens oder dergleichen angeordnet sein.
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In allen Ausführungsformen kann das Kabel 1-20 Litzen, vorzugsweise 8 Litzen aufweisen, die jeweils einen Durchmesser zwischen 0,25-5mm Durchmesser, insbesondere 1 mm Durchmesser, aufweisen.
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In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform kann der Kabelkanal als Vertiefung in dem Gehäuse ausgebildet sein, wobei die Vertiefung zumindest teilweise zur Aufnahme des Kabels ausgebildet ist. Mittels einer Kanalabdeckung über der Vertiefung wird ein Kabelkanal bereitgestellt.
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Zusammenfassend weist zumindest eine der Ausführungsformen der Erfindung zumindest einen der folgenden Vorteile und/oder stellt zumindest eines der folgenden Merkmale bereit:
- - Schutz gegenüber Umgebungseinflüssen, insbesondere gegenüber Wasser.
- - Keine zusätzlichen Dichtungen oder Dichtungsanordnungen notwendig.
- - Vermeidung von Krafteinwirkungen auf das Kabel im Kabelkanal.
- - Erhöhte Robustheit der Antriebsanordnung.
- - Keine Vergrößerung des relevanten Platzbedarfes des Antriebs.
- - Einfache Integration der Antriebsanordnung.
- - Verbesserte Möglichkeit der EMV-Schirmung.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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