DE102022108377B3 - Drive system for an e-bike or pedelec - Google Patents

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Stefan Bender
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Abstract

Antriebssystem (10) für ein E-Bike oder Pedelec, mit einer Pedalwelle (11), mit einer elektrischen Maschine (12), die mit der Pedalwelle (11) wirkverbunden ist, mit einem Getriebe (13), wobei das Getriebe (13) zwischen die elektrische Maschine (12) und die Pedalwelle (11) geschaltet ist, wobei das Getriebe (13) eine erste Stirnrad-Getriebestufe (14), eine zweite Stirnrad-Getriebestufe (15) und eine Kegelrad-Getriebestufe (16) aufweist, wobei die erste Stirnrad-Getriebestufe (14) direkt mit der elektrischen Maschine (12) wirkverbunden ist, wobei die Kegelrad-Getriebestufe (16) direkt mit der Pedalwelle (11) wirkverbunden ist, und wobei die zweite Stirnrad-Getriebestufe (15) zwischen die erste Stirnrad-Getriebestufe (14) und die Kegelrad-Getriebestufe (16) geschaltet ist.Drive system (10) for an e-bike or pedelec, with a pedal shaft (11), with an electric machine (12), which is operatively connected to the pedal shaft (11), with a gear (13), the gear (13) is connected between the electric machine (12) and the pedal shaft (11), the gear (13) having a first spur gear stage (14), a second spur gear stage (15) and a bevel gear stage (16), wherein the first spur gear stage (14) is operatively connected directly to the electric machine (12), the bevel gear stage (16) being operatively connected directly to the pedal shaft (11), and the second spur gear stage (15) between the first Spur gear stage (14) and the bevel gear stage (16) is connected.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein E-Bike oder Pedelec.The invention relates to a drive system for an e-bike or pedelec.

Ein Antriebssystem eines Fahrrads, sei es eines konventionellen Fahrrads oder eines E-Bikes oder Pedelecs, verfügt über eine Pedalwelle, wobei mit der Pedalwelle Tretkurbeln wirkverbunden sind. Die Tretkurbeln tragen Pedale, auf denen sich ein Fahrer des Fahrrads mit seinen Füßen abstützt. Ein Antriebssystem für ein E-Bike oder Pedelec verfügt darüber hinaus über eine elektrische Maschine, die ebenfalls mit der Pedalwelle wirkverbunden ist. Zwischen die elektrische Maschine und die Pedalwelle kann ein Getriebe geschaltet sein.A drive system of a bicycle, be it a conventional bicycle or an e-bike or pedelec, has a pedal shaft, with pedal cranks being actively connected to the pedal shaft. The cranks carry pedals on which a rider of the bicycle supports himself with his feet. A drive system for an e-bike or pedelec also has an electric machine that is also actively connected to the pedal shaft. A transmission can be connected between the electric machine and the pedal shaft.

Aus der Praxis bekannte Antriebssysteme für ein E-Bike oder Pedelec benötigen viel Bauraum. Hierdurch wird der ästhetische Gesamteindruck des E-Bikes oder Pedelecs beeinträchtigt.Drive systems known from practice for an e-bike or pedelec require a lot of installation space. This affects the overall aesthetic impression of the e-bike or pedelec.

JP 3 700 773 B2 offenbart ein Antriebssystem für ein E-Bike oder Pedelec mit einem zwischen eine elektrische Maschine und eine Pedalwelle schalteten Getriebe, wobei das Getriebe eine Stirnrad-Getriebestufe und eine Kegelrad-Getriebestufe aufweist. JP 3 700 773 B2 discloses a drive system for an e-bike or pedelec with a transmission connected between an electric machine and a pedal shaft, the transmission having a spur gear stage and a bevel gear stage.

Aus US 7 284 631 B2 , CN 105 449 921 A , CN 2 277 934 Y , DE 694 16 742 T2 , DE 695 07 870 T2 und DE 20 2019 103 283 U1 sind weitere Antriebssysteme für ein E-Bike oder Pedelec bekannt.Out of U.S. 7,284,631 B2 , CN 105 449 921 A , CN 2 277 934 Y , DE 694 16 742 T2 , DE 695 07 870 T2 and DE 20 2019 103 283 U1 other drive systems for an e-bike or pedelec are known.

EP 0 798 203 A1 betrifft ein Fahrrad mit elektrischem Hilfsmotor. EP 0 700 826 A1 betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Hilfsmotors von Fahrrädern. JP H11-240 481 A betrifft eine antriebsunterstützte Vorrichtung für elektrisch unterstützte Fahrräder. JP H09-11 970 A betrifft ein Fahrrad mit einer Hilfsenergievorrichtung. US 6 230 586 B1 betrifft eine elektrische Antriebsvorrichtung für ein Fahrrad. EP 0 798 203 A1 relates to a bicycle with an electric auxiliary motor. EP 0 700 826 A1 relates to a method for controlling the auxiliary motor of bicycles. JP H11-240 481A relates to a power-assisted device for electrically assisted bicycles. JP H09-11 970 A relates to a bicycle with an auxiliary power device. U.S. 6,230,586 B1 relates to an electric drive device for a bicycle.

Es besteht Bedarf an einem neuartigen, kompakt bauenden Antriebssystem für ein E-Bike oder Pedelec. Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches Antriebssystem für ein E-Bike oder Pedelec zu schaffen.There is a need for a new, compact drive system for an e-bike or pedelec. The object of the invention is to create such a drive system for an e-bike or pedelec.

Diese Aufgabe wird durch ein Antriebssystem für ein E-Bike oder Pedelec gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a drive system for an e-bike or pedelec according to claim 1.

Das erfindungsgemäße Antriebssystem weist eine Pedalwelle, eine elektrische Maschine, die mit der Pedalwelle wirkverbunden ist, und ein Getriebe auf, wobei das Getriebe zwischen die elektrische Maschine und die Pedalwelle geschaltet ist. Das Getriebe des erfindungsgemäßen Antriebssystems weist eine erste Stirnrad-Getriebestufe, eine zweite Stirnrad-Getriebestufe und eine Kegelrad-Getriebestufe auf, wobei die erste Stirnrad-Getriebestufe direkt mit der elektrischen Maschine wirkverbunden ist, wobei die Kegelrad-Getriebestufe direkt mit der Pedalwelle wirkverbunden ist, und wobei die zweite Stirnrad-Getriebestufe zwischen die erste Stirnrad-Getriebestufe und die Kegelrad-Getriebestufe geschaltet ist. Die elektrische Maschine erstreckt sich abschnittsweise entlang und/oder seitlich neben der Pedalwelle. Ein erstes Zahnrad der ersten Stirnrad-Getriebestufe ist koaxial zu einer Antriebswelle der elektrischen Maschine angeordnet. Ein in das erste Zahnrad der ersten Stirnrad-Getriebestufe kämmendes zweites Zahnrad der ersten Stirnrad-Getriebestufe und ein erstes Zahnrad der zweiten Stirnrad-Getriebestufe sind koaxial angeordnet und drehfest verbunden. Ein in das erste Zahnrad der zweiten Stirnrad-Getriebestufe kämmendes zweites Zahnrad der zweiten Stirnrad-Getriebestufe und ein erstes Kegelrad der Kegelrad-Getriebestufe sind koaxial angeordnet und drehfest verbunden. Ein in das erste Kegelrad der Kegelrad-Getriebestufe kämmendes zweites Kegelrad der Kegelrad-Getriebestufe ist koaxial zu der Pedalwelle angeordnet. Die Summe aus der Abmessung der elektrischen Maschine in Richtung der Antriebswelle und der axialen Dicke der ersten Stirnrad-Getriebestufe ist kleiner als der Durchmesser des zweiten Kegelrads der Kegelrad-Getriebestufe oder entspricht demselben.The drive system according to the invention has a pedal shaft, an electrical machine that is operatively connected to the pedal shaft, and a transmission, with the transmission being connected between the electrical machine and the pedal shaft. The transmission of the drive system according to the invention has a first spur gear stage, a second spur gear stage and a bevel gear stage, the first spur gear stage being operatively connected directly to the electric machine, the bevel gear stage being operatively connected directly to the pedal shaft, and wherein the second spur gear stage is connected between the first spur gear stage and the bevel gear stage. The electrical machine extends in sections along and/or laterally next to the pedal shaft. A first gear of the first spur gear stage is arranged coaxially to a drive shaft of the electric machine. A second gear wheel of the first spur gear stage meshing with the first gear wheel of the first spur gear stage and a first gear wheel of the second spur gear stage are arranged coaxially and connected in a torque-proof manner. A second gear of the second spur gear, meshing with the first gear of the second spur gear, and a first bevel gear of the bevel gear are arranged coaxially and non-rotatably connected. A second bevel gear of the bevel gear stage meshing with the first bevel gear of the bevel gear stage is arranged coaxially to the pedal shaft. The sum of the dimensions of the electrical machine in the direction of the drive shaft and the axial thickness of the first spur gear stage is smaller than the diameter of the second bevel gear of the bevel gear stage or corresponds to the same.

Bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem verfügt das Getriebe über die erste und zweite Stirnrad-Getriebestufe und die Kegelrad-Getriebestufe. Das erfindungsgemäße Antriebssystem für ein E-Bike oder Pedelec zeichnet sich durch eine kompakte Bauform aus.In the drive system according to the invention, the transmission has the first and second spur gear stage and the bevel gear stage. The drive system according to the invention for an e-bike or pedelec is characterized by a compact design.

Die elektrische Maschine erstreckt sich abschnittsweise entlang und/oder seitlich neben der Pedalwelle. Auch dies dient der Bereitstellung eines Antriebssystems für ein E-Bike oder Pedelec mit einer kompakten Bauform.The electrical machine extends in sections along and/or laterally next to the pedal shaft. This also serves to provide a drive system for an e-bike or pedelec with a compact design.

Ein erstes Zahnrad der ersten Stirnrad-Getriebestufe ist koaxial zu einer Antriebswelle der elektrischen Maschine angeordnet, wobei ein in das erste Zahnrad der ersten Stirnrad-Getriebestufe kämmendes zweites Zahnrad der ersten Stirnrad-Getriebestufe und ein erstes Zahnrad der zweiten Stirnrad-Getriebestufe koaxial angeordnet und drehfest verbunden sind, wobei ein in das erste Zahnrad der zweiten Stirnrad-Getriebestufe kämmendes zweites Zahnrad der zweiten Stirnrad-Getriebestufe und ein erstes Kegelrad der Kegelrad-Getriebestufe koaxial angeordnet und drehfest verbunden sind, und wobei ein in das erste Kegelrad der Kegelrad-Getriebestufe kämmendes zweites Kegelrad der Kegelrad-Getriebestufe koaxial zu der Pedalwelle angeordnet ist. Auch dies dient der Bereitstellung eines Antriebssystems für ein E-Bike oder Pedelec mit einer kompakten Bauform.A first gearwheel of the first spur gear stage is arranged coaxially to a drive shaft of the electric machine, with a second gearwheel of the first spur gear stage meshing with the first gearwheel of the first spur gear stage and a first gearwheel of the second spur gear stage being arranged coaxially and non-rotatably are connected, with a second gear wheel of the second spur gear stage meshing with the first gear wheel of the second spur gear stage and a first bevel gear of the bevel gear stage being arranged coaxially and connected in a torque-proof manner, and with a second gear wheel meshing with the first bevel gear of the bevel gear stage bevel gear of Bevel gear stage is arranged coaxially to the pedal shaft. This also serves to provide a drive system for an e-bike or pedelec with a compact design.

Vorzugsweise verläuft die Antriebswelle der elektrischen Maschine senkrecht zur Pedalwelle. Dies ist bevorzugt, um ein Antriebssystem für ein E-Bike oder Pedelec mit einer kompakten Bauform bereitzustellen.The drive shaft of the electric machine preferably runs perpendicularly to the pedal shaft. This is preferred in order to provide a drive system for an e-bike or pedelec with a compact design.

Vorzugsweise erstreckt sich das zweite Zahnrad der ersten Stirnrad-Getriebestufe abschnittsweise entlang und/oder oberhalb der elektrischen Maschine. Das zweite Zahnrad der zweiten Stirnrad-Getriebestufe erstreckt sich vorzugsweise abschnittsweise entlang und/oder oberhalb der Pedalwelle und abschnittsweise entlang und/ oberhalb des zweiten Zahnrads der ersten Stirnrad-Getriebestufe. Auch dies dient der Bereitstellung eines Antriebssystems für ein E-Bike oder Pedelec mit einer kompakten Bauform.The second gear of the first spur gear stage preferably extends in sections along and/or above the electrical machine. The second gear wheel of the second spur gear stage preferably extends in sections along and/or above the pedal shaft and in sections along and/or above the second gear wheel of the first spur gear stage. This also serves to provide a drive system for an e-bike or pedelec with a compact design.

Vorzugsweise verlaufen das zweite Zahnrad der ersten Stirnrad-Getriebestufe und das zweite Zahnrad der zweiten Stirnrad-Getriebestufe teilweise überlappend zueinander. Hiermit kann der Bauraumbedarf des Antriebssystems für ein E-Bike oder Pedelec weiter reduziert werden.Preferably, the second gear wheel of the first spur gear stage and the second gear wheel of the second spur gear stage partially overlap each other. In this way, the installation space requirement of the drive system for an e-bike or pedelec can be further reduced.

Die Abmessung der elektrischen Maschine in Richtung der Antriebswelle der elektrischen Maschine ist kleiner als der Durchmesser des zweiten Kegelrads der Kegelrad-Getriebestufe. Insbesondere ist die Summe aus der Abmessung der elektrischen Maschine in Richtung deren Antriebswelle und der axialen Dicke der ersten Stirnrad-Getriebestufe kleiner als der Durchmesser des zweiten Kegelrads der Kegelrad-Getriebestufe oder entspricht demselben. Hiermit kann der Bauraumbedarf des Antriebssystems für ein E-Bike oder Pedelec weiter reduziert werden.The dimension of the electrical machine in the direction of the drive shaft of the electrical machine is smaller than the diameter of the second bevel gear of the bevel gear stage. In particular, the sum of the dimensions of the electrical machine in the direction of its drive shaft and the axial thickness of the first spur gear stage is smaller than the diameter of the second bevel gear of the bevel gear stage or corresponds to the same. In this way, the installation space requirement of the drive system for an e-bike or pedelec can be further reduced.

Vorzugsweise ist der Durchmesser des zweiten Zahnrads der zweiten Stirnrad-Getriebestufe kleiner als die Abmessung der elektrischen Maschine in Richtung der Pedalwelle und/oder kleiner als die Abmessung der elektrischen Maschine senkrecht zur Pedalwelle sowie senkrecht zur Antriebswelle der elektrischen Maschine oder entspricht denselben. Hiermit kann der Bauraumbedarf des Antriebssystems für ein E-Bike oder Pedelec weiter reduziert werden.The diameter of the second gear wheel of the second spur gear stage is preferably smaller than the dimensions of the electric machine in the direction of the pedal shaft and/or smaller than the dimensions of the electric machine perpendicular to the pedal shaft and perpendicular to the drive shaft of the electric machine, or corresponds to the same. In this way, the installation space requirement of the drive system for an e-bike or pedelec can be further reduced.

Vorzugsweise ist der Durchmesser des zweiten Kegelrads der Kegelrad-Getriebestufe kleiner als der Durchmesser des zweiten Zahnrads der zweiten Stirnrad-Getriebestufe. Hiermit kann der Bauraumbedarf des Antriebssystems für ein E-Bike oder Pedelec weiter reduziert werden.The diameter of the second bevel gear of the bevel gear stage is preferably smaller than the diameter of the second gear wheel of the second spur gear stage. In this way, the installation space requirement of the drive system for an e-bike or pedelec can be further reduced.

Vorzugsweise weist das Getriebe ein Übersetzungsverhältnis zwischen 1:40 und 1:50 auf.The transmission preferably has a transmission ratio of between 1:40 and 1:50.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

  • 1 eine schematisierte Seitenansicht eines Antriebssystems für ein E-Bike oder Pedelec;
  • 2 eine schematisierte Draufsicht des Antriebssystems der 1.
Preferred developments of the invention result from the dependent claims and the following description. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, without being limited thereto. It shows:
  • 1 a schematic side view of a drive system for an e-bike or pedelec;
  • 2 a schematic top view of the drive system of FIG 1 .

1 und 2 zeigen unterschiedliche Ansichten eines erfindungsgemäßen Antriebssystems 10 für ein E-Bike, wobei die X-Richtung der horizontalen Längsrichtung des E-Bikes oder Pedelecs entspricht, wobei die Y-Richtung der horizontalen Querrichtung des E-Bikes oder Pedelecs entspricht, und wobei die Z-Richtung der vertikalen Hochrichtung des E-Bikes oder Pedelecs entspricht. 1 and 2 show different views of a drive system 10 according to the invention for an e-bike, the X-direction corresponding to the horizontal longitudinal direction of the e-bike or pedelec, the Y-direction corresponding to the horizontal transverse direction of the e-bike or pedelec, and the Z- Corresponds to the vertical direction of the e-bike or pedelec.

Das Antriebssystem 10 verfügt über eine Pedalwelle 11. Mit der Pedalwelle 11 sind nicht gezeigte Tretkurbeln wirkverbunden, die Pedale tragen. An den Pedalen stützt sich ein Fahrer des E-Bikes oder Pedelecs mit seinen Füßen ab.The drive system 10 has a pedal shaft 11. Pedal cranks (not shown) that carry pedals are operatively connected to the pedal shaft 11. A rider of the e-bike or pedelec supports himself with his feet on the pedals.

Das Antriebssystem 10 verfügt weiterhin über eine elektrische Maschine 12, die ebenfalls mit der Pedalwelle 11 wirkverbunden ist. Darüber hinaus verfügt das Antriebssystem 10 über ein Getriebe 13, wobei das Getriebe 13 zwischen die elektrische Maschine 12 und die Pedalwelle 11 geschaltet ist.The drive system 10 also has an electric machine 12 which is also operatively connected to the pedal shaft 11 . In addition, the drive system 10 has a transmission 13 , the transmission 13 being connected between the electric machine 12 and the pedal shaft 11 .

Das Getriebe 13 verfügt über eine erste Stirnrad-Getriebestufe 14, eine zweite Stirnrad-Getriebestufe 15 und eine Kegelrad-Getriebestufe 16.The gear 13 has a first spur gear stage 14, a second spur gear stage 15 and a bevel gear stage 16.

Die erste Stirnrad-Getriebestufe 14 ist direkt mit der elektrischen Maschine 12, nämlich einer Antriebswelle 12a derselben, wirkverbunden bzw. gekoppelt. Die Kegelrad-Getriebestufe 16 ist direkt mit der Pedalwelle 11 wirkverbunden bzw. gekoppelt. Die zweite Stirnrad-Getriebestufe 15 ist zwischen die erste Stirnrad-Getriebestufe 14 und die Kegelrad-Getriebestufe 16 geschaltet.The first spur gear stage 14 is operatively connected or coupled directly to the electric machine 12, namely a drive shaft 12a thereof. The bevel gear stage 16 is operatively connected or coupled directly to the pedal shaft 11 . The second spur gear stage 15 is connected between the first spur gear stage 14 and the bevel gear stage 16 .

Ein erstes Zahnrad 14a der ersten Stirnrad-Getriebestufe 14 ist koaxial zur Antriebswelle 12a der ersten elektrischen Maschine 12 angeordnet und drehfest mit dieser Antriebswelle 12a verbunden. Ein in das erste Zahnrad 14a der ersten Stirnrad-Getriebestufe 14 kämmendes zweites Zahnrad 14b der ersten Stirnrad-Getriebestufe 14 und ein erstes Zahnrad 15a der zweiten Stirnrad-Getriebestufe 15 sind koaxial angeordnet und drehfest miteinander verbunden. Ein in das erste Zahnrad 15a der zweiten Stirnrad-Getriebestufe 15 kämmendes zweites Zahnrad 15b der zweiten Stirnrad-Getriebestufe 15 und ein erstes Kegelrad 16a der Kegelrad-Getriebestufe 16 sind koaxial angeordnet und drehfest verbunden. Ein in das erste Kegelrad 16a der Kegelrad-Getriebestufe 16 kämmendes zweites Kegelrad 16b der Kegelrad-Getriebestufe 16 ist koaxial zur Pedalwelle 11 angeordnet und mit derselben drehfest wirkverbunden.A first gear 14a of the first spur gear stage 14 is arranged coaxially to the drive shaft 12a of the first electrical machine 12 and is connected to this drive shaft 12a in a torque-proof manner. A second gear 14b of the first spur gear stage 14 meshing with the first gear 14a of the first spur gear stage 14 and a first gear 15a of the second spur gear stage 15 are arranged coaxially and non-rotatably connected to one another. A in the first gear 15a of the second Spur gear stage 15 meshing second gear 15b of the second spur gear stage 15 and a first bevel gear 16a of the bevel gear stage 16 are arranged coaxially and non-rotatably connected. A second bevel gear 16b of the bevel gear stage 16 meshing with the first bevel gear 16a of the bevel gear stage 16 is arranged coaxially to the pedal shaft 11 and is operatively connected thereto in a torque-proof manner.

Die Drehachsen sämtlicher Zahnräder 14a, 14b, 15a, 15b der beiden Stirnrad-Getriebestufen 14, 15 verlaufen koaxial oder parallel zur Antriebswelle 12a der elektrischen Maschine 12. Die Antriebswelle 12a verläuft senkrecht zur Pedalwelle 11.The axes of rotation of all gears 14a, 14b, 15a, 15b of the two spur gear stages 14, 15 run coaxially or parallel to the drive shaft 12a of the electric machine 12. The drive shaft 12a runs perpendicular to the pedal shaft 11.

Die Antriebswelle 12a der elektrischen Maschine 12 sowie die Drehachsen der Zahnräder 14a, 14b, 15a, 15b der Stirnrad-Getriebestufen erstrecken sich dabei in Z-Richtung und damit in Hochrichtung des E-Bikes oder Pedelecs. Die Pedalwelle 11 erstreckt sich in Y-Richtung und damit in Querrichtung des E-Bikes oder Pedelecs.The drive shaft 12a of the electrical machine 12 and the axes of rotation of the gears 14a, 14b, 15a, 15b of the spur gear stages extend in the Z direction and thus in the vertical direction of the e-bike or pedelec. The pedal shaft 11 extends in the Y direction and thus in the transverse direction of the e-bike or pedelec.

Ebenso erstreckt sich die Drehrichtung des zweiten Kegelrads 16b der Kegelrad-Getriebestufe 16 in Y-Richtung damit in Querrichtung des E-Bikes oder Pedelecs. Die Drehachsen der beiden Kegelräder 16a, 16b der Kegelrad-Getriebestufe 16 sind um 90° zueinander versetzt, sodass demnach die Kegelrad-Getriebestufe 16 als 90°-Kegelrad-Getriebestufe ausgebildet ist.The direction of rotation of the second bevel gear 16b of the bevel gear stage 16 in the Y direction also extends in the transverse direction of the e-bike or pedelec. The axes of rotation of the two bevel gears 16a, 16b of the bevel gear stage 16 are offset from one another by 90°, so that the bevel gear stage 16 is therefore designed as a 90° bevel gear stage.

Die elektrische Maschine 12 erstreckt sich in Y-Richtung damit in Querrichtung des E-Bikes oder Pedelecs abschnittsweise entlang und/oder in X-Richtung damit in Längsrichtung des E-Bikes oder Pedelecs seitlich neben, insbesondere hinter, der Pedalwelle 11.The electric machine 12 extends in the Y direction, thus in the transverse direction of the e-bike or pedelec, in sections along and/or in the X direction in the longitudinal direction of the e-bike or pedelec, to the side next to, in particular behind, the pedal shaft 11.

Eine Abmessung Z12 der elektrischen Maschine 12 in Richtung der Antriebswelle 12a und damit in Z-Richtung bzw. Hochrichtung des E-Bikes oder Pedelecs entspricht maximal dem Durchmesser D16b des zweiten Kegelrads 16b der Kegelrad-Getriebestufe 16. Insbesondere ist die Abmessung Z12 der elektrischen Maschine 12 in Richtung der Antriebswelle 12a derselben kleiner als der Durchmesser D16b des zweiten Kegelrads 16b der Kegelrad-Getriebestufe 16. A dimension Z12 of the electrical machine 12 in the direction of the drive shaft 12a and thus in the Z direction or vertical direction of the e-bike or pedelec corresponds at most to the diameter D16b of the second bevel gear 16b of the bevel gear stage 16. In particular, the dimension Z12 of the electrical machine 12 in the direction of the drive shaft 12a of the same smaller than the diameter D16b of the second bevel gear 16b of the bevel gear stage 16.

Vorzugsweise ist die Summe aus der Abmessung der elektrischen Maschine 12 in Richtung der Antriebswelle 12a der elektrischen Maschine 12 und der axialen Dicke der ersten Stirnrad-Getriebestufe 14 kleiner als der Durchmesser D16b des zweiten Kegelrads 16b der Kegelrad-Getriebestufe 16 oder entspricht demselben.The sum of the dimensions of the electric machine 12 in the direction of the drive shaft 12a of the electric machine 12 and the axial thickness of the first spur gear stage 14 is preferably smaller than the diameter D16b of the second bevel gear 16b of the bevel gear stage 16 or corresponds to the same.

Das zweite Zahnrad 14b der ersten Stirnrad-Getriebestufe 14 erstreckt sich abschnittsweise entlang und oberhalb der elektrischen Maschine 12. Das zweite Zahnrad 15b der zweiten Stirnrad-Getriebestufe 15 erstreckt sich abschnittsweise entlang und oberhalb der Pedalwelle 11, wobei sich die beiden zweiten Zahnräder 14b, 15b der beiden Stirnrad-Getriebestufen 14, 15 abschnittsweise überlappen.The second gear 14b of the first spur gear stage 14 extends in sections along and above the electric machine 12. The second gear 15b of the second spur gear stage 15 extends in sections along and above the pedal shaft 11, with the two second gears 14b, 15b of the two spur gear stages 14, 15 overlap in sections.

Der Durchmesser D16b des zweiten Kegelrads 16b der Kegelrad-Getriebestufe 16 ist kleiner als der Durchmesser D15b des zweiten Zahnrads 15b der zweiten Stirnrad-Getriebestufe 15.The diameter D16b of the second bevel gear 16b of the bevel gear stage 16 is smaller than the diameter D15b of the second gear 15b of the second spur gear stage 15.

Der Durchmesser D14b des zweiten Zahnrads 14b der ersten Stirnrad-Getriebestufe 14 ist kleiner als der Durchmesser D15b des zweiten Zahnrads 15b der zweiten Stirnrad-Getriebestufe 15 und ist ferner kleiner als der Durchmesser D16b des zweiten Kegelrads 16b der Kegelrad-Getriebestufe 16.The diameter D14b of the second gear 14b of the first spur gear stage 14 is smaller than the diameter D15b of the second gear 15b of the second spur gear stage 15 and is also smaller than the diameter D16b of the second bevel gear 16b of the bevel gear stage 16.

Die erste Stirnrad-Getriebestufe 14 ist in Z-Richtung des E-Bikes oder Pedelecs zwischen der elektrischen Maschine 12 und der zweiten Stirnrad-Getriebestufe 15 angeordnet. Die Kegelrad-Getriebestufe 16 ist in X-Richtung des E-Bikes oder Pedelecs neben der elektrischen Maschine 12 und der ersten Stirnrad-Getriebestufe 14 angeordnet. Die zweite Stirnrad-Getriebestufe 15 ist in Z-Richtung des E-Bikes oder Pedelecs oberhalb der Kegelrad-Getriebestufe 16 angeordnet.The first spur gear stage 14 is arranged between the electric machine 12 and the second spur gear stage 15 in the Z direction of the e-bike or pedelec. The bevel gear stage 16 is arranged in the X-direction of the e-bike or pedelec next to the electric machine 12 and the first spur gear stage 14 . The second spur gear stage 15 is arranged above the bevel gear stage 16 in the Z-direction of the e-bike or pedelec.

Die erste Stirnrad-Getriebestufe 14 ist eingerichtet ist, durch die Antriebswelle 12a der elektrischen Maschine 12 angetrieben zu werden. Die zweite Stirnrad-Getriebestufe 15 ist eingerichtet, durch die erste Stirnrad-Getriebestufe 14 angetrieben zu werden. Die Kegelrad-Getriebestufe 16 ist eingerichtet, durch die zweite Stirnrad-Getriebestufe 15 angetrieben zu werden und auf die Pedalwelle 11 ein Antriebs-Drehmoment zu übertragen, welches von der elektrischen Maschine 12 erzeugt und vom Getriebe 13, nämlich den drei Getriebestufen 14, 15 und 16, gewandelt wird.The first spur gear stage 14 is set up to be driven by the drive shaft 12a of the electric machine 12 . The second spur gear stage 15 is set up to be driven by the first spur gear stage 14 . The bevel gear stage 16 is set up to be driven by the second spur gear stage 15 and to transmit a drive torque to the pedal shaft 11, which is generated by the electric machine 12 and by the gear 13, namely the three gear stages 14, 15 and 16, is converted.

Die Abmessung X12 der elektrischen Maschine 12 in Längsrichtung des E-Bikes oder Pedelecs sowie die Abmessung in Querrichtung des E-Bikes oder Pedelecs beträgt insbesondere 70±7 mm. Diese Abmessung der elektrischen Maschine 12 sind insbesondere gleich groß und entsprechen insbesondere dem Durchmesser der elektrischen Maschine 12.The dimension X12 of the electrical machine 12 in the longitudinal direction of the e-bike or pedelec and the dimension in the transverse direction of the e-bike or pedelec is in particular 70±7 mm. These dimensions of the electrical machine 12 are in particular the same size and correspond in particular to the diameter of the electrical machine 12.

Die Abmessung Z12 der elektrischen Maschine 12 in Richtung der Antriebswelle 12a der elektrischen Maschine 12 und damit in Hochrichtung des E-Bikes oder Pedelecs beträgt insbesondere 40±4 mm oder 45±5 mm.The dimension Z12 of the electrical machine 12 in the direction of the drive shaft 12a of the electrical machine 12 and thus in the vertical direction of the e-bike or pedelec is in particular 40±4 mm or 45±5 mm.

Der Durchmesser D16b des zweiten Kegelrads 16b der Kegelrad-Getriebestufe 16 beträgt insbesondere 50±5 mm.The diameter D16b of the second bevel gear 16b of the bevel gear stage 16 is in particular 50±5 mm.

Der Durchmesser D15b des zweiten Zahnrads 15b der zweiten Stirnrad-Getriebestufe 15 beträgt insbesondere 65±7 mm und der Durchmesser D14b des zweiten Zahnrads 14b der ersten Stirnrad-Getriebestufe 14 beträgt insbesondere 35±4 mm.The diameter D15b of the second gear 15b of the second spur gear stage 15 is in particular 65±7 mm and the diameter D14b of the second gear 14b of the first spur gear stage 14 is in particular 35±4 mm.

Der Durchmesser der ersten Zahnräder 14a, 15a der beiden Stirnrad-Getriebestufen 14 und 15 beträgt insbesondere 10±1 mm.The diameter of the first gears 14a, 15a of the two spur gear stages 14 and 15 is in particular 10±1 mm.

Der Durchmesser der ersten Kegelrads 16a der Kegelrad-Getriebestufen 16 beträgt insbesondere 20±2 mm.The diameter of the first bevel gear 16a of the bevel gear stages 16 is in particular 20±2 mm.

Es kann ein Antriebssystem 1 Ofür ein E-Bike oder Pedelec bereitgestellt werden, das in X-Richtung eine Abmessung von 127±13 mm, in Z-Richtung eine Abmessung von 60±6 mm und in Y-Richtung eine Abmessung von 70±7 mm aufweist.A drive system 10 for an e-bike or pedelec can be provided, which has a dimension of 127±13 mm in the X direction, a dimension of 60±6 mm in the Z direction and a dimension of 70±7 mm in the Y direction mm.

Insbesondere weist das Getriebe 13 ein Übersetzungsverhältnis zwischen 1:40 und 1:50, vorzugsweise von 1:42, auf.In particular, the transmission 13 has a transmission ratio between 1:40 and 1:50, preferably 1:42.

Das Antriebssystem 10 baut kompakt und benötigt wenig Bauraum. Es weist die drei Getriebestufen 14, 15, 16 auf. Das Antriebssystem 10 beeinträchtigt nicht den ästhetischen Gesamteindruck eines E-Bikes oder Pedelecs.The drive system 10 is compact and requires little installation space. It has the three gear stages 14, 15, 16. The drive system 10 does not impair the overall aesthetic impression of an e-bike or pedelec.

Vorzugsweise kommt das Antriebssystem 10 bei E-Bikes oder Pedelecs mit einem hydraulischen Bremssystem zum Einsatz.The drive system 10 is preferably used in e-bikes or pedelecs with a hydraulic brake system.

Claims (8)

Antriebssystem (10) für ein E-Bike oder Pedelec, mit einer Pedalwelle (11), mit einer elektrischen Maschine (12), die mit der Pedalwelle (11) wirkverbunden ist, mit einem Getriebe (13), wobei das Getriebe (13) zwischen die elektrische Maschine (12) und die Pedalwelle (11) geschaltet ist, wobei das Getriebe (13) eine erste Stirnrad-Getriebestufe (14), eine zweite Stirnrad-Getriebestufe (15) und eine Kegelrad-Getriebestufe (16) aufweist, wobei die erste Stirnrad-Getriebestufe (14) direkt mit der elektrischen Maschine (12) wirkverbunden ist, wobei die Kegelrad-Getriebestufe (16) direkt mit der Pedalwelle (11) wirkverbunden ist, wobei die zweite Stirnrad-Getriebestufe (15) zwischen die erste Stirnrad-Getriebestufe (14) und die Kegelrad-Getriebestufe (16) geschaltet ist, wobei die elektrische Maschine (12) sich abschnittsweise entlang und/oder seitlich neben der Pedalwelle (11) erstreckt, ein erstes Zahnrad (14a) der ersten Stirnrad-Getriebestufe (14) koaxial zu einer Antriebswelle (12a) der elektrischen Maschine (12) angeordnet ist, ein in das erste Zahnrad (14a) der ersten Stirnrad-Getriebestufe (14) kämmendes zweites Zahnrad (14b) der ersten Stirnrad-Getriebestufe (14) und ein erstes Zahnrad (15a) der zweiten Stirnrad-Getriebestufe (15) koaxial angeordnet und drehfest verbunden sind, ein in das erste Zahnrad (15a) der zweiten Stirnrad-Getriebestufe (15) kämmendes zweites Zahnrad (15b) der zweiten Stirnrad-Getriebestufe (15) und ein erstes Kegelrad (16a) der Kegelrad-Getriebestufe (16) koaxial angeordnet und drehfest verbunden sind, ein in das erste Kegelrad (16a) der Kegelrad-Getriebestufe (16) kämmendes zweites Kegelrad (16b) der Kegelrad-Getriebestufe (16) koaxial zu der Pedalwelle (11) angeordnet ist, die Summe aus der Abmessung der elektrischen Maschine (12) in Richtung der Antriebswelle (12a) und der axialen Dicke der ersten Stirnrad-Getriebestufe (14) kleiner als der Durchmesser des zweiten Kegelrads (16b) der Kegelrad-Getriebestufe (16) ist oder demselben entspricht.Drive system (10) for an e-bike or pedelec, with a pedal shaft (11), with an electric machine (12) which is operatively connected to the pedal shaft (11), with a gear (13), the gear (13) being connected between the electric machine (12) and the pedal shaft (11), wherein the transmission (13) has a first spur gear stage (14), a second spur gear stage (15) and a bevel gear stage (16), wherein the first spur gear stage (14) is operatively connected directly to the electric machine (12), wherein the bevel gear stage (16) is operatively connected directly to the pedal shaft (11), the second spur gear stage (15) being connected between the first spur gear stage (14) and the bevel gear stage (16), wherein the electric machine (12) extends in sections along and/or laterally next to the pedal shaft (11), a first gear (14a) of the first spur gear stage (14) is arranged coaxially to a drive shaft (12a) of the electric machine (12), a second gear (14b) of the first spur gear stage (14) meshing with the first gear (14a) of the first spur gear stage (14) and a first gear wheel (15a) of the second spur gear stage (15) are coaxially arranged and non-rotatably connected are, a second gear (15b) of the second spur gear stage (15) meshing with the first gear (15a) of the second spur gear stage (15) and a first bevel gear (16a) of the bevel gear stage (16) are arranged coaxially and are non-rotatably connected , a second bevel gear (16b) of the bevel gear stage (16) meshing with the first bevel gear (16a) of the bevel gear stage (16) is arranged coaxially to the pedal shaft (11), the sum of the dimensions of the electrical machine (12) in the direction of the drive shaft (12a) and the axial thickness of the first spur gear stage (14) is smaller than the diameter of the second bevel gear (16b) of the bevel gear stage (16) or the same is equivalent to. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (12a) der elektrischen Maschine (12) senkrecht zur Pedalwelle verläuft.drive system claim 1 , characterized in that the drive shaft (12a) of the electric machine (12) runs perpendicular to the pedal shaft. Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zahnrad (14b) der ersten Stirnrad-Getriebestufe (14) sich abschnittsweise entlang und/oder oberhalb der elektrischen Maschine (12) erstreckt, und das zweite Zahnrad (15b) der zweiten Stirnrad-Getriebestufe (15) sich abschnittsweise entlang und/oder oberhalb der Pedalwelle (11) und des zweiten Zahnrads (14b) der ersten Stirnrad-Getriebestufe (14) erstreckt.drive system claim 1 or 2 , characterized in that the second gear (14b) of the first spur gear stage (14) extends in sections along and/or above the electrical machine (12), and the second gear (15b) of the second spur gear stage (15) extends extends in sections along and/or above the pedal shaft (11) and the second gear (14b) of the first spur gear stage (14). Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zahnrad (14b) der ersten Stirnrad-Getriebestufe (14) und das zweite Zahnrad (15b) der zweiten Stirnrad-Getriebestufe (15) teilweise überlappend zueinander verlaufen.Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the second gear (14b) of the first spur gear stage (14) and the second gear (15b) of the second spur gear stage (15) partially overlap one another. Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessung der elektrischen Maschine (12) in Richtung der Antriebswelle (12a) kleiner als der Durchmesser des zweiten Kegelrads (16b) der Kegelrad-Getriebestufe (16) ist.Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the dimension of the electric machine (12) in the direction of the drive shaft (12a) is smaller than the diameter of the second bevel gear (16b) of the bevel gear stage (16). Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des zweiten Zahnrads (15a) der zweiten Stirnrad-Getriebestufe (15) kleiner als die Abmessung der elektrischen Maschine (12) in Richtung der Pedalwelle (11) und/oder kleiner als die Abmessung der elektrischen Maschine (12) senkrecht zur Pedalwelle (11) sowie senkrecht zur Antriebswelle (12a) der elektrischen Maschine (12) ist oder diesen entspricht.Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the second gear (15a) of the second spur gear stage (15) is smaller than the dimension of the electric machine (12) in the direction of the pedal shaft (11) and/or smaller than the Dimension of the electric machine (12) is perpendicular to the pedal shaft (11) and perpendicular to the drive shaft (12a) of the electric machine (12) or corresponds to them. Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelrad-Getriebestufe (16) eine 90° Kegelrad-Getriebestufe ist.Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the bevel gear stage (16) is a 90° bevel gear stage. Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (13) ein Übersetzungsverhältnis zwischen 1:40 und 1:50 aufweist.Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission (13) has a transmission ratio of between 1:40 and 1:50.
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