DE102022103637A1 - Propulsion device, vehicle and modular system - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (2) für ein elektromotorisch antreibbares, vorzugsweise einspuriges, Fahrzeug (1). Die Antriebsvorrichtung weist eine Hohlwelle (3) auf. In der Antriebsvorrichtung (2) sind ein Elektromotor (6) und ein Getriebe (7) konzentrisch zu der Hohlwelle (2) angeordnet. An axialen Enden der Hohlwelle (3) befinden sich Anschlüsse (32), um mit Ausfallenden (38) oder mit Tretkurbeln (40) des, vorzugsweise einspurigen, Fahrzeugs (1) drehfest gekoppelt zu werden. Bereitgestellt wird weiterhin ein elektromotorisch antreibbares, vorzugsweise einspuriges, Fahrzeug (1) mit einer solchen Antriebsvorrichtung (2), sowie ein modulares System zur Bereitstellung entsprechender Antriebsvorrichtungen (2).The present invention relates to a drive device (2) for an electric motor-driven, preferably single-track, vehicle (1). The drive device has a hollow shaft (3). An electric motor (6) and a gear (7) are arranged concentrically to the hollow shaft (2) in the drive device (2). Connections (32) are located at the axial ends of the hollow shaft (3) in order to be coupled in a torque-proof manner to dropouts (38) or to pedal cranks (40) of the preferably single-track vehicle (1). Also provided is an electric motor-driven, preferably single-track, vehicle (1) with such a drive device (2), as well as a modular system for providing corresponding drive devices (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein elektromotorisch antreibbares, vorzugsweise einspuriges, Fahrzeug. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein elektromotorisch antreibbares, vorzugsweise einspuriges, Fahrzeug mit besagter Antriebsvorrichtung und ein modulares System zur Bereitstellung der Antriebsvorrichtungen.The present invention relates to a drive device for an electric motor-driven, preferably single-track, vehicle. In addition, the invention relates to an electric motor-driven, preferably single-track, vehicle with said drive device and a modular system for providing the drive devices.

Zu den einspurigen Fahrzeugen werden insbesondere Fahrräder, (Tret-)Roller, Mofas und Motorräder gezählt. Die vorgeschlagene Antriebsvorrichtung kann ebenso in dreirädrigen Elektromobilen, beispielsweise in einem ein dreirädrigen Lastenfahrrad mit Elektromotor, Anwendung finden.Single-track vehicles include, in particular, bicycles, (pedal) scooters, mopeds and motorbikes. The proposed drive device can also be used in three-wheeled electric vehicles, for example in a three-wheeled cargo bike with an electric motor.

Der elektromotorische Antrieb für diese Fahrzeuge kann als alleiniger Antrieb, beispielsweise bei einem Elektro-Mofa, einem Elektroroller oder einem Elektromotorrad, fungieren. Alternativ kann der elektromotorische Antrieb aber auch lediglich als Hilfsantrieb, wie bei einem Elektrofahrrad, vorgesehen sein. Elektrofahrräder, bei denen der Elektromotor lediglich als Hilfsantrieb wirkt, werden gemeinhin auch als Pedelecs oder S-Pedelecs bezeichnet.The electric motor drive for these vehicles can act as the sole drive, for example in an electric moped, an electric scooter or an electric motorcycle. Alternatively, however, the electric motor drive can also be provided only as an auxiliary drive, as in the case of an electric bicycle. Electric bicycles, in which the electric motor only acts as an auxiliary drive, are also commonly referred to as pedelecs or S-pedelecs.

Elektrische Antriebe für, insbesondere einspurige, Fahrzeuge werden im Wesentlichen als Nabenmotor für das Vorder- oder Hinterrad, als Mittelmotor mit einer Krafteinleitung per zusätzlichem Ritzel in die Fahrradkette (bzw. den Zahnriemen) oder mit einem direkten Antrieb der Tretkurbelwelle ausführt.Electric drives for vehicles, especially single-track vehicles, are essentially implemented as hub motors for the front or rear wheel, as central motors with a power transmission via an additional pinion in the bicycle chain (or the toothed belt) or with a direct drive of the pedal crankshaft.

Historisch bedingt werden die Fahrzeuge und die zugehörigen Antriebssysteme von einer Vielzahl verschiedener Hersteller entwickelt und produziert. Entsprechend groß und unübersichtlich ist die Anzahl unterschiedlicher und häufig untereinander inkompatibler Antriebssysteme.For historical reasons, the vehicles and the associated drive systems are developed and produced by a large number of different manufacturers. The number of different and often mutually incompatible drive systems is correspondingly large and confusing.

Für die verschiedenen am Markt anzutreffenden Systeme kompatible Antriebsmotoren bereitzustellen ist deshalb mit einem großen Aufwand verbunden. Die hohe Variantenvielfalt und die (nachträgliche) Einführung neuer Produktvarianten führt zu einer Erhöhung der Produkt- und Prozesskomplexität. Diese wiederum beeinflusst die zentralen Leistungszielgrößen Kosten, Qualität und Zeit negativ. Die Beherrschung der Komplexität, die auf die Vielzahl der unterschiedlichen Varianten zurückgeht, ist für ein über den gesamten Produktlebenszyklus nachhaltiges Produkt mit guter Wartungs- und Reparaturfähigkeit daher von besonderer Bedeutung.Providing drive motors that are compatible for the various systems found on the market is therefore associated with a great deal of effort. The high number of variants and the (subsequent) introduction of new product variants lead to an increase in product and process complexity. This in turn has a negative impact on the key performance targets of cost, quality and time. Mastering the complexity, which goes back to the large number of different variants, is therefore of particular importance for a product that is sustainable over the entire product life cycle and can be easily maintained and repaired.

Eine der durch die Erfindung zu lösende Aufgabe liegt daher darin, eine insbesondere in den genannten Punkten verbesserte Antriebsvorrichtung bereitzustellen, die eine geringe Komplexität bei großer Variabilität aufweist. Darüber hinaus liegt der Erfindung weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes elektromotorisch antreibbares, vorzugsweise einspuriges, Fahrzeug und ein modulares System zur Bereitstellung entsprechender Antriebsvorrichtungen anzubieten.One of the problems to be solved by the invention is therefore to provide a drive device that is improved in particular in the points mentioned, which has a low level of complexity with great variability. In addition, the invention is also based on the object of offering an improved, preferably single-track, vehicle that can be driven by an electric motor and a modular system for providing corresponding drive devices.

Zur Lösung oben genannter Aufgaben wird eine Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein, vorzugsweise einspuriges, Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 und ein modulares System mit den Merkmalen des Anspruchs 13 vorgeschlagen.To solve the above-mentioned tasks, a drive device with the features of patent claim 1, a preferably single-track vehicle with the features of patent claim 12 and a modular system with the features of claim 13 are proposed.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich. Auch können die im Zusammenhang der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung beschriebenen Merkmale vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs bzw. des modularen Systems sein und umgekehrt.It should be pointed out that the features listed individually in the claims can be combined with one another in any technically meaningful way and show further refinements of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, in particular in connection with the figures. The features described in connection with the drive device according to the invention can also be advantageous configurations of the vehicle according to the invention or of the modular system and vice versa.

Es sei ferner darauf hingewiesen, dass eine hierin verwendete, zwischen zwei Merkmalen stehende und diese miteinander verknüpfende Konjunktion „und/oder“ stets so auszulegen ist, dass in einer ersten Ausgestaltung lediglich das erste Merkmal vorhanden sein kann, in einer zweiten Ausgestaltung lediglich das zweite Merkmal vorhanden sein kann und in einer dritten Ausgestaltung sowohl das erste als auch das zweite Merkmal vorhanden sein können.It should also be pointed out that a conjunction “and/or” used here, standing between two features and linking them to one another, must always be interpreted in such a way that in a first embodiment only the first feature can be present, in a second embodiment only the second Feature may be present and in a third embodiment, both the first and the second feature may be present.

Erfindungsgemäß wird eine Antriebsvorrichtung für ein elektromotorisch antreibbares, vorzugsweise einspuriges, Fahrzeug vorgeschlagen, die eine Hohlwelle aufweist. Die Hohlwelle kann axial zweigeteilt sein und im Zuge der Montage aus zwei Wellenteilstücken zusammengesetzt werden. Die Wellenteilstücke der Hohlwelle können auch als Hohlwellenteilstücke bzw. Teilstücke der Hohlwelle (erstes und zweites Teilstück) bezeichnet werden.According to the invention, a drive device for a preferably single-track vehicle that can be driven by an electric motor is proposed, which has a hollow shaft. The hollow shaft can be split in two axially and assembled from two shaft sections in the course of assembly. The shaft sections of the hollow shaft can also be referred to as hollow shaft sections or sections of the hollow shaft (first and second sections).

Im Sinne der Offenbarung gilt eine Hohlwelle auch dann noch als zweigeteilt, wenn die Hohlwellenteilstücke im Zuge der Montage mittels stoffschlüssiger Verbindung gefügt, beispielsweise geklebt, werden. Für eine bessere Reparier- und Wartbarkeit ist eine lösbare Verbindung allerdings bevorzugt.For the purposes of the disclosure, a hollow shaft is also considered to be divided in two if the hollow shaft sections are joined, for example glued, in the course of assembly by means of a material connection. However, a detachable connection is preferred for better repairability and maintainability.

In der Antriebsvorrichtung sind ein Elektromotor und ein Umlaufrädergetriebe konzentrisch zu der Hohlwelle angeordnet. In anderen Worten drehen die Hohlwelle, der Elektromotor und das Umlaufrädergetriebe, teilweise mit unterschiedlichen Drehzahlen, um dieselbe imaginäre Drehachse.In the drive device, an electric motor and an epicyclic gear are arranged concentrically to the hollow shaft. In other words dre The hollow shaft, the electric motor and the epicyclic gearing rotate around the same imaginary axis of rotation, sometimes at different speeds.

Durch das Getriebe kann ein Elektromotor mit vergleichsweise geringem Bauvolumen gewählt werden, und trotzdem das benötigte Drehmoment am Rad bereitstellen.Thanks to the gearing, an electric motor with a comparatively small construction volume can be selected and still provide the required torque at the wheel.

Die Hohlwelle weist an beiden axialen Enden jeweils einen Anschluss auf. Die Anschlüsse sind ausgebildet, um in Abhängig von der Einbausituation wahlweise beispielsweise mit Ausfallenden oder mit Tretkurbeln des, vorzugsweise einspurigen, Fahrzeugs drehfest gekoppelt zu werden. In anderen Worten kann über die Anschlüsse eine drehmomentübertragende Welle-Nabe-Verbindungen mit weiteren Bauteilen des Fahrzeugs hergestellt werden.The hollow shaft has a connection at both axial ends. The connections are designed to be coupled in a rotationally fixed manner, depending on the installation situation, for example with dropouts or with pedal cranks of the preferably single-track vehicle. In other words, a torque-transmitting shaft-hub connection can be established with other components of the vehicle via the connections.

Als „Ausfallenden“ werden die am Rahmen und der Gabel vorhandenen Aufnahmen für die Achse der Radnabe bezeichnet. Insbesondere beim Fahrrad bzw. Elektrofahrrad sind verschiedene Bauformen von Ausfallenden üblich. Die nach unten schräge Bauform ist nach vorne offen und erlaubt eine Spannung der Kette ohne Kettenspanner. Vertikale Ausfallenden sind nach unten offen. Hierdurch wird ein Verrutschen der Achsen während der Fahrt verhindert. Horizontale Ausfallenden sind nach hinten offen. Dadurch kann die Kette durch ein Verschieben des Rades einfach gespannt werden. Geschlossene Ausfallenden hingegen sind besonders stabil und zeigen auch unter hohen Lasten nur eine geringe Verwindung. Geschlossene Ausfallenden können die Radnaben jedoch auch zum Beispiel mit Gewindebolzen, Flügelschrauben, verschiedenen Arten von Muttern oder anderen Befestigungselementen bzw. -adaptern an den geschlossenen Ausfallenden befestigt werdenThe mounts for the wheel hub axle on the frame and fork are called "dropouts". Various types of dropouts are common, particularly in bicycles and electric bicycles. The downward sloping design is open at the front and allows the chain to be tensioned without a chain tensioner. Vertical dropouts are open at the bottom. This prevents the axles from slipping while driving. Horizontal dropouts are open at the back. This allows the chain to be tensioned simply by moving the wheel. Closed dropouts, on the other hand, are particularly stable and only twist slightly, even under high loads. However, closed dropouts can also be attached to the wheel hubs with, for example, threaded bolts, wing screws, various types of nuts or other fastening elements or adapters

Eine Tretkurbel ist ein an den Anschlüssen angebrachter Hebel mit einem Tritt zum Aufsetzen eines Fußes am freien Ende. Durch kreisförmige Bewegung wird über die Kurbel ein Antriebsmoment in die Hohlwelle eingeleitet. Der häufigste Anwendungsfall sind die zwei an den Enden einer kurzen Tretlager- bzw. Tretkurbelwelle angebrachten Tretkurbeln am Fahrrad. Durch Treten der Fahrradpedale am Ende der Kurbeln werden Welle und Kettenblatt (bzw. Zahnriemenblatt) angetrieben.A pedal crank is a lever attached to the terminals with a foot pedal on the free end. A drive torque is introduced into the hollow shaft by means of a circular movement via the crank. The most common application is the two cranks attached to the ends of a short bottom bracket or crankshaft on a bicycle. By stepping on the bicycle pedals at the end of the cranks, the shaft and chain wheel (or toothed belt wheel) are driven.

Durch die besondere Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung und seiner Anschlüsse kann die Antriebsvorrichtung sowohl als Mittelmotor oder als Radnabenmotor genutzt werden, ohne umfangreiche Änderungen an der Konstruktion erforderlich zu machen.Due to the special design of the drive device and its connections, the drive device can be used both as a central motor or as a wheel hub motor without making extensive changes to the construction necessary.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen erfindungsgemäßer Antriebsvorrichtungen ergeben sich aus den in den Unteransprüchen angegebenen, sowie den nachfolgend beschriebenen Merkmalen. Betont sei an dieser Stelle, dass die nachfolgend beschriebenen Merkmale ohne Weiteres auch vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale eines erfindungsgemäßen, vorzugsweise einspurigen, Fahrzeugs bzw. des modularen Systems sein können. Um Wiederholungen zu vermeiden, seien die in Rede stehenden Merkmale nachfolgend regelmäßig nur in Bezug zu der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung beschrieben.Further advantageous configurations of drive devices according to the invention result from the features specified in the dependent claims and from the features described below. It should be emphasized at this point that the features described below can easily also be advantageous design features of a preferably single-track vehicle or of the modular system according to the invention. In order to avoid repetition, the features in question will be described below as a rule only in relation to the drive device according to the invention.

Bevorzugt sind dabei Elektromotor und Umlaufrädergetriebe in der Hohlwelle angeordnet. Ein Kerngedanke dabei ist, eine Hohlwelle zu nutzen, die nicht nur zur Übertragung eines Drehmomentes, sondern gleichzeitig auch als Motorgehäuse dient. Da sowohl das polare Flächenträgheitsmoment wie auch das Torsionsträgheitsmoment in ganz wesentlichem Maße von der radialen Ausdehnung der Querschnittsfläche um ihren Bezugspunkt abhängen, kann auf diese Weise erheblich Bauraum und Material bzw. damit einhergehend Gewicht eingespart werden.The electric motor and epicyclic gearing are preferably arranged in the hollow shaft. A core idea is to use a hollow shaft, which not only serves to transmit torque, but also serves as a motor housing. Since both the polar area moment of inertia and the torsional moment of inertia depend to a very significant extent on the radial expansion of the cross-sectional area around its reference point, considerable space and material and the associated weight can be saved in this way.

In einigen Ausführungsvarianten können das erste und das zweite Hohlwellenteilstück jeweils auf ihrem äußeren Umfang einen Lagersitz für ein erstes und ein zweites Hauptlager aufweisen. Die Hohlwelle ist dann mittels der Hauptlager in der Antriebsvorrichtung drehbar gelagert.In some embodiment variants, the first and the second hollow shaft section can each have a bearing seat for a first and a second main bearing on their outer circumference. The hollow shaft is then rotatably mounted in the drive device by means of the main bearings.

Die Anschlüsse können ein Außengewinde und/oder ein Innengewinde aufweisen. Bevorzugt können die Anschlüsse ein Außengewinde und ein Innengewinde umfassen. Durch diese Art der Ausgestaltung können die Anschlüsse besonders einfach und vielfältig adaptiert werden.The connections can have an external thread and/or an internal thread. The connections can preferably have an external thread and an internal thread. This type of configuration allows the connections to be adapted particularly easily and in a variety of ways.

Bei der Nutzung der Antriebsvorrichtung als Mittelmotor umfasst die Antriebsvorrichtung weiterhin Hauptlager und zugehörige Lagerdeckel. Die Lagerdeckel sind ausgebildet, um die Hohlwelle in einer Motoraufnahme eines Rahmens des, vorzugsweise einspurigen, Fahrzeugs zu lagern.When using the drive device as a central motor, the drive device also includes main bearings and associated bearing caps. The bearing caps are designed to mount the hollow shaft in a motor mount of a frame of the preferably single-track vehicle.

Bei einer Nutzung der Antriebsvorrichtung als Radnabenmotor umfasst die Antriebsvorrichtung zusätzlich Gehäuseschalen und Hauptlager. Die Gehäuseschalen sind vorgesehen ein Nabengehäuse auszubilden, in der die Hohlwelle mittels der Hauptlager gelagert wird. Bevorzugt weist das Nabengehäuse zwei Speichenflansche aufweist.When using the drive device as a wheel hub motor, the drive device also includes housing shells and main bearings. The housing shells are intended to form a hub housing in which the hollow shaft is mounted by means of the main bearing. The hub shell preferably has two spoke flanges.

Der Elektromotor kann, insbesondere beim Einsatz der Antriebsvorrichtung als Mittelmotor, über entsprechende Schleifringe mit elektrischer Energie und Steuersignalen versorgt werden. In gleicher Weise können Sensorsignale über Schleifringe an eine außerhalb der Hohlwelle liegende Steuerung/Regelung/Steuerelektronik geleitet werden. Beim Einsatz der Antriebsvorrichtung als Nabenmotor sind Schleifringe optional, insbesondere wenn der Stator des Elektromotors nicht mitdreht.The electric motor can be supplied with electrical energy and control signals via corresponding slip rings, particularly when the drive device is used as a central motor. In the same way, sensor signals can be sent to a controller outside the hollow shaft via slip rings g/regulation/control electronics. When using the drive device as a hub motor, slip rings are optional, especially if the stator of the electric motor does not rotate.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt ist die Hohlwelle axial zweigeteilt und umfasst ein erstes und ein zweites Hohlwellenteilstück. Bevorzugt ist der Elektromotor in dem ersten Hohlwellenteilstück und das Umlaufrädergetriebe in dem zweiten Hohlwellenteilstück angeordnet.According to a further advantageous aspect, the hollow shaft is divided in two axially and comprises a first and a second hollow shaft section. The electric motor is preferably arranged in the first hollow shaft section and the epicyclic gear train is arranged in the second hollow shaft section.

Ein Stator des Motors kann drehfest mit dem ersten Hohlwellenteilstück verbunden sein. Ein Rotor des Motors kann drehbar in dem ersten Hohlwellenteilstück gelagert werden.A stator of the motor can be connected to the first hollow shaft section in a torque-proof manner. A rotor of the motor can be rotatably supported in the first hollow shaft section.

Durch dies räumliche Trennung von Motor und Getriebe kann ein besonders effizientes Wärmemanagement betrieben werden. Dadurch, dass die thermische Last des Elektromotors im Wesentlichen in das erste Teilstück der Hohlwelle ein- und von diesem abgeleitet wird, sowie dadurch, dass die durch Reibung und Dissipation eingetragene thermische Last des Getriebes in das zweite Teilstück der Hohlwelle ein- und von diesem abgeleitet wird, werden Elektromotor und Getriebe thermisch weitestgehend entkoppelt. Um eine zusätzliche thermische Isolation zwischen den Hohlwellenteilstücken herzustellen, kann optional zwischen den Teilstücken der Hohlwelle ein schlecht-wärmeleitender Einleger, beispielsweise aus einem entsprechenden Polymer, angeordnet werden. Ein solcher kann zusätzlich auch zu einer guten akustischen Entkopplung, und damit geringeren Antriebsgeräuschen, führen.This spatial separation of the engine and transmission enables particularly efficient thermal management. Because the thermal load of the electric motor is essentially absorbed into and dissipated from the first section of the hollow shaft, and because the thermal load of the transmission introduced by friction and dissipation is absorbed into and dissipated from the second section of the hollow shaft the electric motor and transmission are thermally decoupled as far as possible. In order to produce additional thermal insulation between the hollow shaft sections, an insert with poor thermal conductivity, for example made of a corresponding polymer, can optionally be arranged between the sections of the hollow shaft. Such a system can also lead to good acoustic decoupling, and thus lower drive noise.

Bevorzugt können die Zahnräder und/oder weitere Bauteile des Umlaufrädergetriebe zum Zwecke der Gewichts-, Kosten- und Geräuschreduktion zumindest teilweise aus Kunststoff gefertigt werden. Da Bauteile aus Kunststoff jedoch häufig relativ sensibel auf hohe Betriebstemperaturen reagieren, ist die thermische Trennung von Elektromotor und Getriebe besonders vorteilhaft. Weil nämlich der Wirkungsgrad eines Getriebes häufig höher ist als der Wirkungsgrad eines Elektromotors, ist die thermische Last im Elektromotor in den allermeisten Betriebszuständen höher als im Getriebe. Da die vom Motor abgegebene thermische Energie aufgrund der thermischen Trennung zwischen den Hohlwellenteilstücken nicht wesentlich in das Getriebe (mit einer optimalen Betriebstemperatur vorzugsweise unter 70°C) eingetragen wird, und der Motor selbst vergleichsweise tolerant auf höhere Betriebstemperaturen (bis ca. 110°C) reagiert, werden beide Bauteile auch bei hoher Leistungsabgabe nicht thermisch überlastet.Preferably, the gears and/or other components of the planetary gear mechanism can be at least partially made of plastic for the purpose of reducing weight, costs and noise. However, since components made of plastic are often relatively sensitive to high operating temperatures, the thermal separation of the electric motor and transmission is particularly advantageous. Because the efficiency of a gearbox is often higher than the efficiency of an electric motor, the thermal load in the electric motor is higher than in the gearbox in most operating states. Since the thermal energy emitted by the motor is not significantly introduced into the gearbox (with an optimal operating temperature preferably below 70°C) due to the thermal separation between the hollow shaft sections, and the motor itself is comparatively tolerant of higher operating temperatures (up to approx. 110°C) reacts, both components are not thermally overloaded even with high power output.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt ist das Umlaufrädergetriebe zweistufig. Durch den elektrischen Antrieb, bzw. dessen Unterstützung, kann das Getriebe nicht-schaltbar ausgeführt sein. Eine eher unergonomische, langsame Trittfrequenz (Kadenz) mit gleichzeitig sehr hohem Drehmomentbedarf kann durch den Elektromotor zumindest kurzzeitig weitestgehend ausgeglichen werden, sodass die Getriebemechanik deutlich einfacher ausgeführt sein kann.According to a further advantageous aspect, the epicyclic gearing has two stages. Due to the electric drive, or its support, the transmission can be non-shiftable. A rather unergonomic, slow pedaling frequency (cadence) with a simultaneously very high torque requirement can be largely compensated by the electric motor, at least for a short time, so that the gear mechanism can be designed much more simply.

Insbesondere ein Untersetzungsgetriebe, bevorzugt mit einer Untersetzung von ca. 30:1 bis 60:1 ins Langsame, besonders bevorzugt mit einer Untersetzung von ca. 40:1 bis 50:1, weiter bevorzugt mit einer Untersetzung im Bereich von ca. 45:1, hat sich als besonders geeignet herausgestellt, da auf diese Weise auch durch einen kleinen Elektromotor ausreichend Drehmoment bei der gewünschten maximalen Drehzahl bereitgestellt werden kann. Ein zweistufiges Getriebe ist für diese Untersetzung besonders gut geeignet.In particular a reduction gear, preferably with a reduction of about 30:1 to 60:1 underdrive, particularly preferably with a reduction of about 40:1 to 50:1, more preferably with a reduction in the range of about 45:1 , has proven to be particularly suitable, since in this way sufficient torque can be provided at the desired maximum speed even with a small electric motor. A two-stage gear is particularly well suited for this reduction.

Ein im Umlaufrädergetriebe angeordneter optionaler Freilauf kann den Motor immer dann entkoppeln, wenn ein Fahrer mit einer schnelleren Trittfrequenz tritt, als es der Motor, beispielsweise aufgrund gesetzlicher Maximalgeschwindigkeiten, als Kadenz anbietet. Der Freilauf kann zwischen einem Planetenträger der ersten Getriebestufe und dem Ritzel der zweiten Getriebestufe angeordnet sein.An optional freewheel arranged in the epicyclic gear can always decouple the motor when a rider pedals with a faster cadence than the motor offers as a cadence, for example due to legal maximum speeds. The freewheel can be arranged between a planet carrier of the first gear stage and the pinion of the second gear stage.

Ein treibendes Ritzel einer ersten Getriebestufe des Umlaufrädergetriebe kann drehfest mit dem Rotor des Elektromotors verbunden oder als integraler Teil einer Rotorwelle des Rotors ausgeformt sein. Ein möglichst kompakter Kraftfluss mit wenigen Koppelstellen ist besonders vorteilhaft für ein kleines Bauvolumen und geringe Verluste.A driving pinion of a first gear stage of the epicyclic gear can be connected to the rotor of the electric motor in a torque-proof manner or formed as an integral part of a rotor shaft of the rotor. A power flow that is as compact as possible with few coupling points is particularly advantageous for a small construction volume and low losses.

Wenn das Getriebe ein Umlaufrädergetriebe, also ein sogenanntes Planetengetriebe ist, kann das zweite Hohlwellenteilstück zumindest ein sich von einer Innenseite zu einer Außenseite erstreckendes Fenster, in anderen Worten einen Durchbruch, aufweisen. In dem Fenster kann ein drehbar gelagertes Umlaufrad (Planetenrad) derart angeordnet sein, dass das Umlaufrad in ein dem Umlaufrad zugeordnetes Hohlrad eingreift. Das Hohlrad kann die Hohlwelle dabei konzentrisch umgeben.If the gear is an epicyclic gear, ie a so-called planetary gear, the second hollow shaft section can have at least one window, in other words an opening, extending from an inside to an outside. A rotatably mounted revolving gear (planetary gear) can be arranged in the window in such a way that the revolving gear engages in a ring gear assigned to the revolving gear. The ring gear can surround the hollow shaft concentrically.

Das Hohlrad kann als separates Bauteil ausgeführt sein. Dies ist vorteilhaft, wenn die Antriebsvorrichtung mit geringem Fertigungsaufwand in die Fahrzeugrahmen eingebracht werden soll.The ring gear can be designed as a separate component. This is advantageous if the drive device is to be introduced into the vehicle frame with little manufacturing effort.

In einer alternativen Ausführungsform kann das Hohlrad, bzw. ein entsprechender Innenzahnkranz, auch integral am Rahmen des, vorzugsweise einspurigen, Fahrzeugs (beispielsweise im Fahrradrahmen eines Fahrrads) ausgeformt sein. In der Herstellung zwar aufwändiger, spart diese Variante jedoch vorteilhaft ein zusätzliches Bauteil ein.In an alternative embodiment, the ring gear or a corresponding internal toothed ring can also be formed integrally on the frame of the preferably single-track vehicle (for example in the bicycle frame of a bicycle). In the heart position is more complex, but this variant advantageously saves an additional component.

Das Hohlwellenteilstück, im Rahmen dieser Offenbarung auch als zweites Teilstück der Hohlwelle bezeichnet, kann abschnittsweise als Planetenträger des Umlaufrädergetriebes ausgeführt sein. Auf dem Planetenträger kann das zumindest eine Umlaufrad gelagert sein. Das Umlaufrad ist dabei in zumindest einigen Ausführungsformen einer zweiten Getriebestufe zugeordnet.The hollow shaft section, also referred to as the second section of the hollow shaft within the scope of this disclosure, can be embodied in sections as a planet carrier of the epicyclic gear. At least one planet wheel can be mounted on the planet carrier. In at least some embodiments, the planetary wheel is assigned to a second gear stage.

Das erste und das zweite Hohlwellenteilstück weisen in axialer Richtung jeweils eine erste Seite und eine zweite Seite auf. Bevorzugt können die Teilstücke dabei topfartig auf der ersten Seite verschlossen und an der zweiten Seite offen ausgebildet sein. Das erste und das zweite Teilstück können dann derart auf der jeweils zweiten Seite drehfest miteinander verbunden werden, dass die Teilstücke gemeinsam einen Hohlraum ausbilden, in dem der Elektromotor und (falls vorhanden) das Getriebe angeordnet sind. Die Hohlwellenteilstücke können auf der jeweils ersten Seite nach der Montage mit einem Deckel verschlossen werden. Alternativ können die Hohlwellenteilstücke aber auch direkt mit einer (integral ausgeformten) geschlossenen Seite hergestellt werden. Auf diese Weise wird das Eindringen von Verschmutzungen in den Motor und/oder das Getriebe weitestgehend vermieden. Im montierten Zustand weisen die ersten Seiten der beiden Hohlwellenteilstücke voneinander weg, sprich die beiden ersten Seiten sind nach außen weisend angeordnet. Die ersten Seiten bilden demnach im montierten Zustand die entgegengesetzten axialen Enden der resultierenden Hohlwelle aus. Die zweiten Seiten der beiden Hohlwellenteilstücke wiederum sind im montierten Zustand nach innen weisend angeordnet, sprich die beiden Hohlwellenteilstücke liegen mit ihren jeweiligen zweiten Seiten aneinander an.The first and the second hollow shaft sections each have a first side and a second side in the axial direction. The sections can preferably be closed like a pot on the first side and open on the second side. The first and the second section can then be connected to one another in a rotationally fixed manner on the respective second side in such a way that the sections together form a cavity in which the electric motor and (if present) the transmission are arranged. The hollow shaft sections can be closed with a cover on the first side after assembly. Alternatively, the hollow shaft sections can also be produced directly with an (integrally formed) closed side. In this way, the ingress of dirt into the engine and/or the transmission is largely avoided. In the assembled state, the first sides of the two hollow shaft sections point away from one another, that is to say the two first sides are arranged pointing outwards. Accordingly, in the assembled state, the first sides form the opposite axial ends of the resulting hollow shaft. The second sides of the two hollow shaft sections, in turn, are arranged pointing inwards in the assembled state, ie the two hollow shaft sections rest against one another with their respective second sides.

Zusätzlich oder alternativ können das erste und das zweite Hohlwellenteilstück jeweils zumindest einen innenliegenden Lagersitz aufweisen. Bevorzugt kann das zweite Hohlwellenteilstück zwei innenliegende Lagersitze, insbesondere für die Lagerung eines Planetenträgers der ersten Getriebestufe, aufweisen.Additionally or alternatively, the first and the second hollow shaft section can each have at least one inner bearing seat. Preferably, the second hollow shaft section can have two internal bearing seats, in particular for mounting a planetary carrier of the first gear stage.

Zwischen dem ersten und dem zweiten Hohlwellenteilstück kann optional ein Lagerschild zur Aufnahme eines weiteren Lagers eingespannt werden. Das leicht einbringbare Lagerschild vereinfacht die Montage. Über das Lager des Lagerschilds und das in dem ersten Teilstück angeordneten Lager kann der Rotor des Elektromotors gelagert sein.An end shield for accommodating a further bearing can optionally be clamped between the first and the second hollow shaft section. The easy-to-insert end shield simplifies assembly. The rotor of the electric motor can be mounted via the bearing of the end shield and the bearing arranged in the first section.

Weiterhin vorgeschlagen wird ein elektromotorisch antreibbares, vorzugsweise einspuriges, Fahrzeug, das eine Antriebsvorrichtung, wie zuvor beschrieben, umfasst.Also proposed is an electric motor-driven, preferably single-track, vehicle that includes a drive device as described above.

Ein modulares System zur Bereitstellung von wenigstens einer Antriebsvorrichtung, die in verschiedenen definierten Einbausituationen sowohl als Mittelmotor wie auch als Radnabenmotor einsetzbar ist, umfasst a) eine Antriebsvorrichtung, wie zuvor beschrieben, sowie b) den verschiedenen definierten Einbausituationen zugeordnete Konstruktionsdaten für einbausituationsabhängige Motoraufnahmen zur Aufnahme der Antriebsvorrichtung.A modular system for providing at least one drive device, which can be used in various defined installation situations both as a central motor and as a wheel hub motor, comprises a) a drive device, as described above, and b) design data assigned to the various defined installation situations for motor mounts dependent on the installation situation for accommodating the drive device.

Konstruktionsdaten im Sinne der Offenbarung umfassen insbesondere Definitionen von durch die Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung festgelegten Funktionsflächen und -räume, Materialien und Schnittstellen von Bauteilen des Fahrzeugs. Konstruktionsdaten können dabei beispielsweise insbesondere Konstruktionspläne, digitale CAD-Modelle, Bauteilspezifikationen und andere Informationen umfassen. Die Konstruktionsdaten können auf einem transportablen Datenträger, beispielsweise auf Papier, einer CD oder DVD, alternativ aber auch als unkörperliche Dateien über ein Netzwerk, beispielsweise das Internet, bereitgestellt werden.Design data within the meaning of the disclosure includes in particular definitions of functional surfaces and spaces, materials and interfaces of components of the vehicle determined by the design of the drive device. Design data can include, for example, design plans, digital CAD models, component specifications and other information. The design data can be provided on a transportable data medium, for example on paper, a CD or DVD, but alternatively also as intangible files over a network, for example the Internet.

Vorteilhaft kann das modulares System Gehäuseschalen umfassen, um ein Nabengehäuse auszubilden bzw. wobei mit den Gehäuseschalen ein Nabengehäuse ausbildbar ist bzw. ausgebildet wird. Dabei ist in dem Nabengehäuse die Hohlwelle lagerbar bzw. wird die Hohlwelle gelagert. Auf sehr einfache Weise kann damit die Antriebsvorrichtung auch als Nabenmotor verwendet werden. Das Nabengehäuse kann zwei Speichenflansche aufweisen.Advantageously, the modular system can comprise housing shells in order to form a hub housing or with a hub housing being able to be formed or being formed with the housing shells. The hollow shaft can be mounted or the hollow shaft is mounted in the hub housing. The drive device can thus also be used as a hub motor in a very simple manner. The hub shell may have two spoke flanges.

Weiterhin kann das modulares System eine Mehrzahl unterschiedlicher Befestigungsadapter zur Adaptierung der Anschlüsse der Antriebsvorrichtung an die verschiedenen definierten Einbausituationen, teilweise mit unterschiedlichen Einbaubreiten, umfassen. Beispielsweise kann bei der Nutzung als Mittelmotor durch eine bereitgestellte Auswahl von verschiedenen Kurbelzapfen die Antriebsvorrichtung zu sehr vielen bestehenden OEM-Lösungen kompatibel gemacht werden. Die Befestigungsadapter können bevorzugt eine drehmomentübertragende Geometrie und/oder verschiedene Längen aufweisen. Für die Nutzung der Antriebsvorrichtung als Vorderrad- oder Hinterradnabenmotor können die Befestigungsadapter insbesondere derart ausgestaltet sein, dass sie zu den verschiedenen Arten von Ausfallenden und Einbaubreiten kompatibel bzw. korrespondierend sind. Beispielsweise können die Befestigungsadapter zumindest abschnittsweise einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen. Bevorzugt sind die Befestigungsadapter derart ausgebildet, dass sie mit der Hohlwelle und/oder den zu befestigenden Bauteilen einen Formschluss ausbilden können.Furthermore, the modular system can include a number of different fastening adapters for adapting the connections of the drive device to the various defined installation situations, sometimes with different installation widths. For example, when used as a mid-engine, the drive device can be made compatible with many existing OEM solutions by providing a selection of different crankpins. The fastening adapters can preferably have a torque-transmitting geometry and/or different lengths. For the use of the drive device as a front wheel or rear wheel hub motor, the fastening adapters can in particular be designed in such a way that they are compatible or correspond to the different types of dropouts and installation widths. For example, the fastening adapters can have a rectangular or square cross section, at least in sections. The mounting adapters are preferably designed in such a way that they can be connected to the hollow shaft and/or the components to be fastened can form a form fit.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung nicht einschränkend zu verstehender Ausführungsbeispiele der Erfindung, welche unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. In diesen Zeichnungen zeigen schematisch:

  • 1 eine Antriebsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 eine Antriebsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 3 eine Antriebsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
  • 4 ein elektromotorisch antreibbares Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, zusammenfassend dargestellt in drei verschiedenen Varianten einer Einbausituation einer Antriebsvorrichtung in dem Fahrzeug (Elektrofahrrad).
Further features and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments of the invention which are not to be understood as limiting and which are explained in more detail with reference to the drawings. In these drawings show schematically:
  • 1 a drive device according to a first embodiment of the invention;
  • 2 a drive device according to another embodiment of the invention;
  • 3 a drive device according to a third embodiment of the invention; and
  • 4 an electric motor-driven vehicle according to an embodiment of the invention, summarized in three different variants of an installation situation of a drive device in the vehicle (electric bicycle).

Die 1 bis 3 zeigen jeweils ähnliche Ausführungsbeispiele der Erfindung und werden deshalb im Wesentlichen gemeinsam beschrieben. Lediglich die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen werden gesondert und im Zusammenhang mit den jeweiligen Figuren hervorgehoben.The 1 until 3 each show similar exemplary embodiments of the invention and are therefore essentially described together. Only the differences between the exemplary embodiments are highlighted separately and in connection with the respective figures.

Gezeigt sind jeweils eine Antriebsvorrichtung 2 für ein elektromotorisch antreibbares einspuriges Fahrzeug 1, wobei es sich bei dem Fahrzeug 1 in dem vorliegend dargestellten und insofern bevorzugten Ausführungsbeispiel um ein Elektrofahrrad handelt (vgl. 4).In each case, a drive device 2 is shown for a single-track vehicle 1 that can be driven by an electric motor, the vehicle 1 in the presently illustrated and therefore preferred exemplary embodiment being an electric bicycle (cf. 4 ).

Die Hohlwelle 3 ist axial zweigeteilt. In einem ersten Teilstück 4 der Hohlwelle 3 (erstes Hohlwellenteilstück 4) ist ein Elektromotor 6 mit seinem Rotor 8 und seinem einem Stator 9 angeordnet.The hollow shaft 3 is divided in two axially. An electric motor 6 with its rotor 8 and its one stator 9 is arranged in a first section 4 of the hollow shaft 3 (first hollow shaft section 4).

Der Stator 9 ist dabei drehfest mit dem ersten Hohlwellenteilstück 4 verbunden. Der Rotor 8 wiederum ist zumindest auf einer Seite drehbar in dem ersten Hohlwellenteilstück 4 gelagert.The stator 9 is connected to the first hollow shaft section 4 in a torque-proof manner. The rotor 8 in turn is rotatably mounted in the first hollow shaft section 4 at least on one side.

In dem zweiten Hohlwellenteilstück 5 der Hohlwelle 3 ist ein Getriebe in Form des Umlaufrädergetriebes 7 angeordnet. Teile des Umlaufrädergetriebes 7, konkret die Umlaufräder 28 der zweiten Getriebestufe, treten durch Fenster 27 bzw. Aussparungen in dem zweiten Hohlwellenteilstück 5 aus diesem hervor.In the second hollow shaft section 5 of the hollow shaft 3, a gear in the form of the epicyclic gear 7 is arranged. Parts of the epicyclic gear 7, specifically the epicyclic gears 28 of the second gear stage, emerge from the second hollow shaft section 5 through windows 27 or recesses in the latter.

Das Umlaufrädergetriebe 7 ist ein ins Langsame übersetzendes zweistufiges Umlaufrädergetriebe. Getriebe dieser Art werden auch Untersetzungsgetriebe genannt. Das Umlaufrädergetriebe 7 ist konzentrisch zu der Hohlwelle 3 und dem Elektromotor 6 angeordnet.The epicyclic gearing 7 is a two-stage epicyclic gearing that reduces the speed. Gears of this type are also called reduction gears. The planetary gear 7 is arranged concentrically to the hollow shaft 3 and the electric motor 6 .

Ein treibendes Ritzel 10 einer ersten Getriebestufe des Umlaufrädergetriebes 7 ist als integraler Teil einer Rotorwelle 11 des Rotors 8 ausgeformt. Alternativ kann das Ritzel 10 separat gefertigt und auf die Rotorwelle 11 montiert werden.A driving pinion 10 of a first gear stage of the epicyclic gear 7 is formed as an integral part of a rotor shaft 11 of the rotor 8 . Alternatively, the pinion 10 can be manufactured separately and mounted on the rotor shaft 11.

Die Umlaufräder 28 der zweiten Getriebestufe greifen in ein zugeordnetes Hohlrad 26 ein. Das Hohlrad 26 und die Hohlwelle 3 sind konzentrisch angeordnet, sodass das Hohlrad 26 die Hohlwelle 3 umgibt. Anders ausgedrückt ist die Hohlwelle 3 durch das Hohlrad 26 hindurch gesteckt.The planetary gears 28 of the second gear stage engage in an associated ring gear 26 . The ring gear 26 and the hollow shaft 3 are arranged concentrically so that the ring gear 26 surrounds the hollow shaft 3 . In other words, the hollow shaft 3 is pushed through the ring gear 26 .

Weiterhin ist das zweite Hohlwellenteilstück 5 der Hohlwelle 3 zumindest abschnittsweise als Planetenträger einer zweiten Getriebestufe des Umlaufrädergetriebes ausgeführt.Furthermore, the second hollow shaft section 5 of the hollow shaft 3 is designed at least in sections as a planetary carrier of a second gear stage of the epicyclic gear train.

Das erste und das zweite Hohlwellenteilstück 4, 5 weisen, in axialer Richtung gesehen, jeweils eine erste Seite 12, 14 und eine zweite Seite 13, 15 auf. Sie sind dabei jeweils topfartig auf der ersten Seite 12, 14 verschlossen und an der zweiten Seite 13, 15 offen ausgebildet. Beide Hohlwellenteilstücke 4, 5 sind derart auf der jeweils zweiten Seite 13, 15 drehfest miteinander verbunden, dass die Hohlwellenteilstücke 4, 5 gemeinsam einen Hohlraum 16 in ihrem Inneren ausbilden (Hohlraum 16 lediglich in 1 über einen Pfeil angedeutet). In dem Hohlraum 16 sind der Elektromotor 6 und das Umlaufrädergetriebe 7 angeordnet.The first and the second hollow shaft section 4, 5 each have a first side 12, 14 and a second side 13, 15, viewed in the axial direction. They are each closed like a pot on the first side 12, 14 and open on the second side 13, 15. Both hollow shaft sections 4, 5 are non-rotatably connected to one another on the respective second side 13, 15 in such a way that the hollow shaft sections 4, 5 together form a cavity 16 in their interior (cavity 16 only in 1 indicated by an arrow). In the cavity 16, the electric motor 6 and the planetary gear 7 are arranged.

Weiterhin weisen das erste und das zweite Hohlwellenteilstück 4, 5 der Hohlwelle 3 jeweils auf ihrem äußeren Umfang einen Lagersitz 17, 18 für ein erstes und ein zweites Hauptlager 29, 30 auf. Die Hohlwelle 3 wird also beidseits mittels der Hauptlager 29, 30 drehbar gelagert. Dabei ist das erste Hauptlager 29 als Loslager, das zweite Hauptlager 30 als Festlager ausgeführt.Furthermore, the first and the second hollow shaft section 4, 5 of the hollow shaft 3 each have a bearing seat 17, 18 for a first and a second main bearing 29, 30 on their outer circumference. The hollow shaft 3 is thus rotatably mounted on both sides by means of the main bearings 29, 30. The first main bearing 29 is designed as a loose bearing, and the second main bearing 30 is designed as a fixed bearing.

In den Ausführungsbeispielen der 1 und 2, in denen die Antriebsvorrichtung 2 als Mittelmotor in das Fahrzeug 1 (Elektrofahrrad) integriert sind, sind die Hauptlager 29,30 in fest mit dem Rahmen des Fahrzeugs verbundenen Lagerbuchsen bzw. Lagerdeckeln 31 gelagert. Die Lagerdeckel 31 sind mit dem Hauptrahmen 42 verschraubt.In the embodiments of 1 and 2 , in which the drive device 2 is integrated as a central motor in the vehicle 1 (electric bicycle), the main bearings 29, 30 are mounted in bearing bushes or bearing caps 31 that are firmly connected to the frame of the vehicle. The bearing caps 31 are bolted to the main frame 42 .

In den Ausführungsbeispielen der 2 und 3 weist das erste und das zweite Hohlwellenteilstück 4, 5 jeweils zumindest einen innenliegenden Lagersitz 20, 21, 22 auf. In den gezeigten Varianten umfasst das zweite Hohlwellenteilstück 5 dabei zwei innenliegende Lagersitze 21, 22, die einen Planetenträger der ersten Getriebestufe des Umlaufrädergetriebes lagern.In the embodiments of 2 and 3 the first and the second hollow shaft section 4, 5 each have at least one inner bearing seat 20, 21, 22. In the variants shown, the second hollow shaft section 5 comprises two internal bearing seats 21, 22, which support a planetary carrier of the first gear stage of the epicyclic gear train.

Weiterhin umfassen die Antriebsvorrichtungen der 2 und 3 ein Lagerschild 19 zur Aufnahme eines Lagers 20. Das Lagerschild ist zwischen Stirnflächen bzw. Absätzen der ersten und zweiten Hohlwellenteilstücke 4, 5 der Hohlwelle 3 eingespannt/eingeklemmt.Furthermore, the drive devices include the 2 and 3 a bearing plate 19 for receiving a bearing 20. The bearing plate is clamped/clamped between end faces or shoulders of the first and second hollow shaft sections 4, 5 of the hollow shaft 3.

In den Ausführungsbeispielen der 1 bis 3 weist die Hohlwelle 3 an axialen Enden jeweils einen Anschluss 32 für eine Welle-Nabe-Verbindung auf. Die Anschlüsse 32 umfassen jeweils ein Außen- und ein Innengewinde. In 2 ist ein Ausführungsbeispiel als Mittelmotor dargestellt. Befestigungsadapter 39 in Form eines Gewindebolzens/Tretkurbelzapfen verspannen die Tretkurbeln 40 an der Hohlwelle 3. In 3 ist eine Ausführungsvariante der Antriebsvorrichtung als Radnabenmotor dargestellt. In den Innengewinden der Anschlüsse 32 sind, als Befestigungsadapter 39, Gewindebolzen angeordnet/eingeschraubt, die die Ausfallenden 38 durchdringen und dort (nicht dargestellt) mit einem entsprechenden Schnellspanner oder einer Mutter festgesetzt werden können.In the embodiments of 1 until 3 the hollow shaft 3 has a connection 32 for a shaft-hub connection at each axial end. The connectors 32 each include an external and an internal thread. In 2 an embodiment is shown as a mid-engine. Fastening adapter 39 in the form of a threaded bolt/crank pin brace the cranks 40 on the hollow shaft 3. In 3 an embodiment variant of the drive device is shown as a wheel hub motor. Threaded bolts are arranged/screwed into the internal threads of the connections 32 as a fastening adapter 39, which penetrate the dropouts 38 and can be fixed there (not shown) with a corresponding quick-release fastener or a nut.

Bei Ausführungsvarianten als Mittelmotor 34 eines Elektrofahrrads können an den Anschlüssen 32 entsprechende Tretkurbeln 40 und ein oder mehrere Kettenblätter drehfest angebracht werden. Falls metallische Tretkurbeln genutzt werden, dienen diese aufgrund Ihrer guten Wärmeleitfähigkeit und großen Oberfläche gleichzeitig als Kühlkörper für die Antriebsvorrichtung 2.In the case of design variants as a central motor 34 of an electric bicycle, corresponding pedal cranks 40 and one or more chainrings can be attached in a rotationally fixed manner to the connections 32 . If metal pedal cranks are used, they also serve as a heat sink for the drive unit 2 due to their good thermal conductivity and large surface.

Soweit die Antriebsvorrichtung 2 als Radnabenmotor 33, 35, wie in 3 gezeigt, insbesondere als Hinterradnabenmotor 35, ausgebildet ist (vgl. auch 4), sind die Anschlüsse 32 mit dem Rahmen, konkret mit dem Ausfallende 38 des Hinterbaus drehfest gekoppelt. Die Hauptlager sind in diesem Fall in einem (axial) zweigeteilten Nabengehäuse aus drehfest miteinander verbundenen Gehäuseschalen 36 gelagert. Das Nabengehäuse kann zwei axial beabstandete Speichenflansche 41 aufweisen.As far as the drive device 2 as a wheel hub motor 33, 35, as in 3 shown, in particular as a rear wheel hub motor 35 (cf. also 4 ), the connections 32 are coupled to the frame, specifically to the dropout 38 of the rear triangle in a torque-proof manner. In this case, the main bearings are mounted in an (axially) two-part hub housing made of housing shells 36 connected to one another in a torque-proof manner. The hub shell may have two axially spaced spoke flanges 41 .

In 4 sind die verschiedenen Einbaupositionen einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung exemplarisch anhand eines Elektrofahrrads gezeigt.In 4 the various installation positions of a drive device according to the invention are shown as an example using an electric bicycle.

Elektrofahrräder weisen üblicherweise einen Rahmen aus einen Hauptrahmen 42 und einen Hinterbau 43 auf. Der Hauptrahmen 42 umfasst ein Unterrohr 44, zumeist ein Oberrohr 45, ein Sitzrohr 46 und ein Steuerrohr. Der Hinterbau 43 zur Lagerung eines Hinterrads 47 weist eine untere Hinterradgabel mit Kettenstreben 48 sowie eine obere Hinterradgabel mit Sitzstreben 49 auf. Die Hinterradgabel kann federnd gelagert sein. Am freien unteren Ende der Vorderradgabel sind die Gabelausfallenden ausgebildet. Die Gabelausfallenden nehmen die Vorderradnabe bzw. die Anschlüsse der Achse der Vorderradnabe auf. Am Hinterbau 43 sind die Hinterbauausfallenden im Verbindungs- bzw. Kreuzungsbereich von Kettenstreben 48 und Sitzstreben 49 angeordnet. Die Hinterbauausfallenden nehmen die Hinterradnabe, bzw. die Anschlüsse der Achse der Hinterradnabe, auf.Electric bicycles usually have a frame made up of a main frame 42 and a rear frame 43 . The main frame 42 includes a down tube 44, mostly a top tube 45, a seat tube 46 and a head tube. The rear structure 43 for mounting a rear wheel 47 has a lower rear wheel fork with chain stays 48 and an upper rear wheel fork with seat stays 49 . The rear wheel fork can be spring-mounted. The fork dropouts are formed at the free lower end of the front wheel fork. The fork dropouts take on the front wheel hub or the connections of the axle of the front wheel hub. On the rear frame 43, the rear frame dropouts are arranged in the connection or crossing area of chain stays 48 and seat stays 49. The rear dropouts accommodate the rear wheel hub or the connections of the rear wheel hub axle.

An der Stelle, an der Sitzrohr 46 und Unterrohr 44 zusammentreffen, ist im Rahmen die Tretkurbelwelle bzw. die Antriebsvorrichtung 2 als Mittelmotor angeordnet. Eine Tretkurbel ist ein an den Anschlüssen der Hohlwelle 3 bzw. der Tretkurbelwelle angebrachter Hebel mit einem Pedal zum Aufsetzen eines Fußes. Durch kreisförmige Bewegung wird über die Kurbel ein Antriebsmoment in die Hohlwelle 3 eingeleitet. Durch Treten der Fahrradpedale am Ende der Kurbeln werden Welle und Ketten- bzw. Zahnriemenblatt angetrieben.At the point where the seat tube 46 and the down tube 44 meet, the pedal crankshaft or the drive device 2 is arranged as a central motor in the frame. A pedal crank is a lever attached to the connections of the hollow shaft 3 or the pedal crank shaft with a pedal for placing a foot on. A drive torque is introduced into the hollow shaft 3 by means of a circular movement via the crank. By stepping on the bicycle pedals at the end of the cranks, the shaft and chain or toothed belt wheel are driven.

(Einspurige) Fahrzeuge 1 mit einem Vorderradnabenmotor 33 sind im Allgemeinen günstiger als jene mit Mittelmotor 34 oder Nabenmotor am Hinterrad 47. Hinzu kommt, dass man einen Frontmotor 33 mit allen Schaltsystemen kombinieren kann.(Single-track) vehicles 1 with a front wheel hub motor 33 are generally cheaper than those with a central motor 34 or a hub motor on the rear wheel 47. In addition, a front motor 33 can be combined with all switching systems.

Allerdings besteht beim Vorderradnabenmotor 33 das Risiko, dass der Vorderreifen 50 die Traktion verliert, durchdreht und wegrutscht. Auch ist das Lenkverhalten durch das hohe Gewicht des Antriebs 2 am Vorderrad 50 nachteilig beeinflusst. Zusätzlich lässt sich das Vorderrad 50 durch das Gewicht des Elektromotors bzw. der Antriebsvorrichtung 2 etwas schwerer anheben. Auch der Reifenwechsel ist aufwendiger, als wenn ein Mittelmotor genutzt wird.However, with the front hub motor 33, there is a risk that the front tire 50 will lose traction, spin and slip. The steering behavior is also adversely affected by the high weight of the drive 2 on the front wheel 50 . In addition, the front wheel 50 is somewhat more difficult to lift due to the weight of the electric motor or the drive device 2 . Changing tires is also more complex than using a mid-engine.

Bei Hecknabenmotoren 35 ist zwar die Gewichtsverteilung zwischen den Rädern besser als bei Frontnabenmotoren 33, sodass die Gefahr eines durchdrehenden und weggleitenden Reifens verringert wird. Allerdings weisen beide Konzepte mit Nabenmotor, unabhängig davon, ob dieser nun am Vorder- oder am Hinterrad montiert ist, im Vergleich zu Antriebskonzepten mit Mittelmotor 34, hohe ungefederte Massen an den Rädern auf. Wie beim Frontmotor 33 ist der Reifenwechsel auch beim Hecknabenmotor 35 aufwendiger als beim Mittelmotorkonzept.In the case of rear hub motors 35, the weight distribution between the wheels is better than in the case of front hub motors 33, so that the risk of the tire spinning and sliding away is reduced. However, both concepts with a hub motor, regardless of whether it is mounted on the front or rear wheel, have high unsprung masses on the wheels in comparison to drive concepts with a central motor 34 . As with the front motor 33, changing the tires is also more complex with the rear hub motor 35 than with the mid-motor concept.

Soweit ein Mittelmotor 34 für ein Elektrofahrrad vorgesehen ist, weist dieser beim Stand der Technik zumeist ein Motorgehäuse auf, in dem eine quer zur Fahrtrichtung liegende Tretlagerwelle zum beidseitigen Anschluss von Tretkurbeln eines Kurbeltriebs integriert ist.Insofar as a central motor 34 is provided for an electric bicycle, in the prior art this usually has a motor housing in which a bottom bracket shaft lying transversely to the direction of travel is integrated for connecting pedal cranks of a crank mechanism on both sides.

Durch die vorgeschlagene Antriebsvorrichtung 2 kann ein separates Motorgehäuse bei der Nutzung als Mittelmotor 34 entfallen.The proposed drive device 2 means that a separate motor housing can be omitted when used as a central motor 34 .

Neben dem die Tretbewegung unterstützenden Elektromotor, umfasst der Antrieb einen Sensor für eine Kurbelbewegungserkennung sowie eine Steuerelektronik. Der Mittelmotor 34 ist im Verbindungsbereich zwischen Unterrohr 44 und Sitzrohr 46 rahmenfest angeordnet. Vorteilhaft liegt der Schwerpunkt des Mittelmotors 34 niedriger als bei Radnabenmotoren 33, 35.In addition to the electric motor supporting the pedaling movement, the drive includes a sensor for detecting crank movement and control electronics. The central motor 34 is arranged fixed to the frame in the connection area between the down tube 44 and the seat tube 46 . The center of gravity of the central motor 34 is advantageously lower than that of wheel hub motors 33, 35.

Die Antriebsvorrichtung 2 kann als Mittelmotor 34, als Hinterradnabenmotor 35 oder auch als Vorderradnabenmotor 33 in das Fahrzeug 1, hier das gezeigte Elektrofahrrad, integriert sein.The drive device 2 can be integrated as a central motor 34, as a rear wheel hub motor 35 or as a front wheel hub motor 33 in the vehicle 1, here the electric bicycle shown.

Bei einer Ausführung als Mittelmotor 34 ist die Hohlwelle 3 als Tretkurbelwelle ausgebildet.In an embodiment as a central motor 34, the hollow shaft 3 is designed as a pedal crankshaft.

Bei einer Ausführung als Radnabenmotor 33, 35 wird die Hohlwelle 3 in einem Nabengehäuse 37 mit zwei Gehäuseschalen 36 gelagert. Das Nabengehäuse 37 wiederum wird in bekannter Art und Weise in die Räder 47, 50 des Fahrzeugs 1 eingespeicht.In an embodiment as a wheel hub motor 33, 35, the hollow shaft 3 is mounted in a hub housing 37 with two housing shells 36. The hub shell 37 is in turn spoked into the wheels 47, 50 of the vehicle 1 in a known manner.

Ein modulares System zur Bereitstellung von Antriebsvorrichtungen 2, die in verschiedenen definierten Einbausituationen sowohl als Mittelmotor 34 wie auch als Radnabenmotor 33, 35 eingesetzt werden können, umfasst eine Antriebsvorrichtung 2, wie beschrieben, und zusätzlich den definierten Einbausituationen zugeordnete Konstruktionsdaten für einbausituationsabhängige Motoraufnahmen zur Aufnahme der Antriebsvorrichtung 2. Die Konstruktionsdaten 51 können auf einem Datenträger bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich können die Konstruktionsdaten auch körperlos als digitale Dateien (etwa als Download) bereitgestellt sein.A modular system for providing drive devices 2, which can be used in various defined installation situations both as a central motor 34 and as a wheel hub motor 33, 35, includes a drive device 2, as described, and additional design data assigned to the defined installation situations for installation situation-dependent motor mounts for accommodating the Drive device 2. The design data 51 can be provided on a data carrier. Alternatively or additionally, the design data can also be provided without a body as digital files (e.g. as a download).

BezugszeichenlisteReference List

11
Fahrzeug (Elektrofahrrad)vehicle (electric bicycle)
22
Antriebsvorrichtungdrive device
33
Zweigeteilte Hohlwelle / TretkurbelwelleSplit hollow shaft / pedal crankshaft
44
Erstes HohlwellenteilstückFirst hollow shaft section
55
Zweites HohlwellenteilstückSecond hollow shaft section
66
Elektromotorelectric motor
77
Umlaufrädergetriebeplanetary gears
88th
Rotorrotor
99
Statorstator
1010
Treibendes Ritzel / Sonnenrad (1. Getriebestufe)Driving pinion / sun wheel (1st gear stage)
1111
Rotorwellerotor shaft
1212
Erste Seite (des ersten Hohlwel lenteilstücks)First side (of the first section of hollow shaft)
1313
Zweite Seite (des ersten Hohlwel lentei lstücks)Second side (of the first hollow shaft section)
1414
Erste Seite (des zweiten Hohlwel lentei lstücks)First side (of the second piece of hollow shaft)
1515
Zweite Seite (des zweiten Hohlwel lentei lstücks)Second side (of the second hollow shaft section)
1616
Hohlraumcavity
1717
Hauptlagersitz des ersten HohlwellenteilstücksMain bearing seat of the first hollow shaft section
1818
Hauptlagersitz des zweiten HohlwellenteilstücksMain bearing seat of the second hollow shaft section
1919
Innere Lagersitz des ersten HohlwellenteilstücksInner bearing seat of the first hollow shaft section
2020
Erster innerer Lagersitz des zweiten HohlwellenteilstücksFirst inner bearing seat of the second hollow shaft section
2121
Zweiter innerer Lagersitz des zweiten HohlwellenteilstücksSecond inner bearing seat of the second hollow shaft section
2222
Lagerschildbearing shield
2323
Lagercamp
2424
Lagercamp
2525
Lagercamp
2626
Hohlrad (2. Stufe)ring gear (2nd stage)
2727
Fenster für UmlaufradWindow for orbital wheel
2828
Umlaufrad (2. Stufe)Revolving wheel (2nd stage)
2929
Erstes HauptlagerFirst main camp
3030
Zweites HauptlagerSecond main camp
3131
Lagerdeckelbearing cap
3232
Anschluss für Welle-Nabe-VerbindungConnection for shaft-hub connection
3333
Frontnabenmotorfront hub motor
3434
Mittelmotormid-engine
3535
Hecknabenmotorrear hub motor
3636
Gehäuseschalenhousing shells
3737
Nabengehäuse (mit Speichenflanschen)hub shell (with spoke flanges)
3838
Ausfallendedropout
3939
Befestigungsadaptermounting adapter
4040
Tretkurbelncranks
4141
Speichenflanschespoke flanges
4242
Hauptrahmenmain frame
4343
Hinterbaurear end
4444
Unterrohrdown tube
4545
Oberrohrtop tube
4646
Sitzrohrseat tube
4747
Hinterradrear wheel
4848
Kettenstrebenchainstays
4949
Sitzstrebenseatstays
5050
Vorderradfront wheel
5151
Konstruktionsdatenconstruction data

Claims (15)

Antriebsvorrichtung (2) für ein elektromotorisch antreibbares, vorzugsweise einspuriges, Fahrzeug (1), insbesondere für ein Elektrofahrrad, wobei die Antriebsvorrichtung (2) eine Hohlwelle (3) aufweist, wobei in der Antriebsvorrichtung (2) ein Elektromotor (6) und ein Umlaufrädergetriebe (7) konzentrisch zu der Hohlwelle (3) angeordnet sind, wobei die Hohlwelle (3) an axialen Enden jeweils einen Anschluss (32) aufweist, und wobei die Anschlüsse (32) ausgebildet sind, um wahlweise mit Ausfallenden (38) oder mit Tretkurbeln (40) des Fahrzeugs (1) drehfest gekoppelt zu werden.Drive device (2) for an electric motor-driven, preferably single-track, vehicle (1), in particular for an electric bicycle, the drive device (2) having a hollow shaft (3), the drive device (2) containing an electric motor (6) and an epicyclic gear (7) are arranged concentrically to the hollow shaft (3), the hollow shaft (3) having a connection (32) at each axial end, and the connections (32) being designed to be optionally equipped with dropouts (38) or with pedal cranks (40) of the vehicle (1) to be rotatably coupled. Antriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 1, wobei der Elektromotor (6) und das Umlaufrädergetriebe (7) in der Hohlwelle (3) angeordnet sind.Drive device (2) after claim 1 , wherein the electric motor (6) and the planetary gear (7) are arranged in the hollow shaft (3). Antriebsvorrichtung (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Hohlwelle (3) auf ihrem äußeren Umfang Lagersitze (17, 18) für ein erstes und ein zweites Hauptlager (29, 30) aufweist.Drive device (2) according to one of the preceding claims, in which the hollow shaft (3) has bearing seats (17, 18) for a first and a second main bearing (29, 30) on its outer circumference. Antriebsvorrichtung (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Antriebsvorrichtung (2) zur Nutzung als Mittelmotor (34) vorgesehen ist und Hauptlager (29, 30) sowie Lagerdeckel (31) umfasst, wobei die Lagerdeckel (31) ausgebildet sind, um die Hohlwelle (3) in einer Motoraufnahme eines Rahmens des Fahrzeugs (1) zu lagern.Drive device (2) according to one of the preceding claims, wherein the drive device (2) is intended for use as a central motor (34) and comprises main bearings (29, 30) and bearing caps (31), the bearing caps (31) being designed to To store hollow shaft (3) in an engine mount of a frame of the vehicle (1). Antriebsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Antriebsvorrichtung (2) zur Nutzung als Radnabenmotor (33, 35) eingerichtet ist, wobei die Antriebsvorrichtung (2) Gehäuseschalen (36) und Hauptlager (29, 30) umfasst, wobei die Gehäuseschalen (36) ein Nabengehäuse (37) ausbilden, und wobei die Hohlwelle (3) mit den Hauptlagern (29, 30) in dem Nabengehäuse (37) gelagert ist, insbesondere wobei das Nabengehäuse (37) zwei Speichenflansche (41) aufweist.Drive device (2) according to one of Claims 1 until 3 , wherein the drive device (2) is set up for use as a wheel hub motor (33, 35), the drive device (2) comprising housing shells (36) and main bearings (29, 30), the housing shells (36) forming a hub housing (37). , and wherein the hollow shaft (3) is mounted with the main bearings (29, 30) in the hub shell (37), in particular wherein the hub shell (37) has two spoke flanges (41). Antriebsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Umlaufrädergetriebe (7) zweistufig ist.Drive device (2) according to one of the preceding claims, wherein the epicyclic gear (7) is in two stages. Antriebsvorrichtung (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Hohlwelle (3) axial zweigeteilt ist und ein erstes und ein zweites Hohlwellenteilstück (4, 5) umfasst, wobei der Elektromotor (6) in dem ersten Hohlwellenteilstück (4) und das Umlaufrädergetriebe (7) in dem zweiten Hohlwellenteilstück (4) angeordnet ist.Drive device (2) according to one of the preceding claims, wherein the hollow shaft (3) is divided axially in two and comprises a first and a second hollow shaft section (4, 5), the electric motor (6) in the first hollow shaft section (4) and the epicyclic gear ( 7) is arranged in the second hollow shaft section (4). Antriebsvorrichtung zumindest nach Anspruch 7, wobei das zweite Hohlwellenteilstück (5) zumindest ein sich von einer Innenseite zu einer Außenseite erstreckendes Fenster (27) aufweist, in dem ein drehbares Umlaufrad (28) derart angeordnet ist, dass das Umlaufrad (28) in ein zugeordnetes Hohlrad (26) eingreift, insbesondere wobei das Hohlrad (26) die Hohlwelle (3) konzentrisch umgibt.Drive device at least after claim 7 , wherein the second hollow shaft section (5) has at least one window (27) extending from an inside to an outside, in which a rotatable planet wheel (28) is arranged in such a way that the planet wheel (28) engages in an associated ring gear (26). , In particular wherein the ring gear (26) surrounds the hollow shaft (3) concentrically. Antriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 8, wobei das zweite Hohlwellenteilstück (5) abschnittsweise als Planetenträger des Umlaufrädergetriebes (7) ausgeführt ist und zumindest das eine Umlaufrad (28) trägt, insbesondere wobei das Umlaufrad (28) einer zweiten Getriebestufe zugeordnet ist.Drive device (2) after claim 8 , wherein the second hollow shaft section (5) is designed in sections as a planetary carrier of the planetary gear (7) and carries at least one planetary gear (28), in particular wherein the planetary gear (28) is assigned to a second gear stage. Antriebsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das erste und das zweite Hohlwellenteilstück (4, 5) jeweils zumindest einen innenliegenden Lagersitz (20, 21, 22) aufweisen, insbesondere wobei das zweite Hohlwellenteilstück (5) dabei zwei innenliegende Lagersitze (21, 22) aufweist.Drive device (2) according to one of Claims 7 until 9 , wherein the first and the second hollow shaft section (4, 5) each have at least one inner bearing seat (20, 21, 22), in particular wherein the second hollow shaft section (5) has two inner bearing seats (21, 22). Antriebsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, umfassend ein Lagerschild (22) zur Aufnahme eines Lagers (20), wobei das Lagerschild zwischen dem ersten und dem zweiten Hohlwellenteilstück (4, 5) eingeklemmt ist.Drive device (2) according to one of Claims 7 until 10 , comprising a bearing plate (22) for receiving a bearing (20), wherein the bearing plate between the first and the second hollow shaft section (4, 5) is clamped. Elektromotorisch antreibbares, vorzugsweise einspuriges, Fahrzeug (1), umfassend eine Antriebsvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Motor-driven, preferably single-track, vehicle (1), comprising a drive device (2) according to one of the preceding claims. Modulares System zur Bereitstellung von wenigstens einer Antriebsvorrichtung (2), die in verschiedenen definierten Einbausituationen sowohl als Mittelmotor (34) wie auch als Radnabenmotor (33, 35) einsetzbar ist, umfassend: a. eine Antriebsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, und b. den verschiedenen definierten Einbausituationen zugeordnete Konstruktionsdaten für einbausituationsabhängige Motoraufnahmen zur Aufnahme der Antriebsvorrichtung (2).Modular system for providing at least one drive device (2), which can be used in various defined installation situations both as a central motor (34) and as a wheel hub motor (33, 35), comprising: a. a drive device (2) according to one of Claims 1 until 11 , and b. design data assigned to the various defined installation situations for motor mounts dependent on the installation situation for accommodating the drive device (2). Modulares System nach Anspruch 13, umfassend Gehäuseschalen (36), um ein Nabengehäuse (37) auszubilden, wobei in dem Nabengehäuse (37) die Hohlwelle (3) lagerbar ist oder gelagert wird, insbesondere wobei das Nabengehäuse (37) zwei Speichenflansche (41) aufweist.Modular system according to Claim 13 , comprising housing shells (36) to form a hub housing (37), the hollow shaft (3) being storable or being storable in the hub housing (37), in particular the hub housing (37) having two spoke flanges (41). Modulares System nach einem der Ansprüche 13 oder 14, umfassend eine Mehrzahl unterschiedlicher Befestigungsadapter (39) zur Adaptierung der Anschlüsse (32) der Antriebsvorrichtung (2) an die verschiedenen definierten Einbausituationen, insbesondere wobei die Befestigungsadapter (39) Kurbelzapfen, Stifte, Gewindebolzen und/oder Tellerschrauben umfassen.Modular system according to one of Claims 13 or 14 , comprising a plurality of different attachment adapters (39) for adapting the connections (32) of the drive device (2) to the various defined installation situations, in particular the attachment adapter (39) include crankpins, pins, studs and/or cup screws.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010092345A1 (en) 2009-02-12 2010-08-19 Nexxtdrive Limited Bicycle transmission system
CN102317143A (en) 2009-02-16 2012-01-11 鲁道夫·弗雷 Wheel drive
DE102015216949A1 (en) 2015-09-04 2017-03-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Motorcycle with electrically driven front wheel
DE102016123047A1 (en) 2015-12-04 2017-06-08 Gm Global Technology Operations, Llc BICYCLE DRIVE SYSTEM WITH INTEGRATED MEDIUM ELECTRIC DRIVE
WO2017101088A1 (en) 2015-12-17 2017-06-22 深圳一哥智行科技有限公司 Wheel hub of electric bicycle
DE102020212905B3 (en) 2020-10-13 2021-11-18 KILLWATT GmbH Drive unit for a means of transport that can be driven simultaneously from human muscle power and drive energy provided by an electric motor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6100615A (en) * 1998-05-11 2000-08-08 Birkestrand; Orville J. Modular motorized electric wheel hub assembly for bicycles and the like
JP3939862B2 (en) * 1998-08-18 2007-07-04 ヤマハ発動機株式会社 Motor drive unit for electric bicycle
JP2005335535A (en) * 2004-05-27 2005-12-08 Sanyo Electric Co Ltd Hub unit for electromotive vehicle, and vehicle with the hub unit
FR3079811B1 (en) * 2018-04-06 2020-11-06 Mavic Sas REDUCER FOR ELECTRIC CYCLE ASSISTANCE SYSTEM
JP2020050043A (en) * 2018-09-25 2020-04-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Three-wheel bicycle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010092345A1 (en) 2009-02-12 2010-08-19 Nexxtdrive Limited Bicycle transmission system
CN102317143A (en) 2009-02-16 2012-01-11 鲁道夫·弗雷 Wheel drive
DE102015216949A1 (en) 2015-09-04 2017-03-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Motorcycle with electrically driven front wheel
DE102016123047A1 (en) 2015-12-04 2017-06-08 Gm Global Technology Operations, Llc BICYCLE DRIVE SYSTEM WITH INTEGRATED MEDIUM ELECTRIC DRIVE
WO2017101088A1 (en) 2015-12-17 2017-06-22 深圳一哥智行科技有限公司 Wheel hub of electric bicycle
DE102020212905B3 (en) 2020-10-13 2021-11-18 KILLWATT GmbH Drive unit for a means of transport that can be driven simultaneously from human muscle power and drive energy provided by an electric motor

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