DE102022201482B3 - Tretlagergetriebe für ein Mikromobilitätsfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Tretlagergetriebe in Planetenradsatzbauweise für ein Mikromobilitätsfahrzeug (1) mit zumindest einem Schaltelement vorgeschlagen, wobei jedes Schaltelement einen Schaltring (3) mit einer Außenverzahnung (4) aufweist, dem eine Schaltklinke (5) zum Sperren oder Freigeben des einem Getriebebauteil zugeordneten Schaltringes (3) des Schaltelementes zugeordnet ist, wobei zumindest eine drehbar gelagerte Schaltwalze (7) zum Betätigen der zugeordneten Schaltklinke (5) achsparallel zu einer zentralen Getrieberotationsachse (6) angeordnet ist und wobei im Inneren der zumindest abschnittsweise als Hohlwelle ausgeführten Schaltwalze (7) ein Schaltaktor (8) angeordnet ist. Ferner wird ein Mikromobilitätsfahrzeug (1) mit dem Tretlagergetriebe beansprucht.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tretlagergetriebe in Planetenradsatzbauweise für ein Mikromobilitätsfahrzeug mit zumindest einem Schaltelement zum Schalten einer Übersetzungsstufe, wobei jedes Schaltelement einen Schaltring mit einer Außenverzahnung aufweist, dem eine Schaltklinke zum Sperren und Freigeben des einem Getriebebauteil zugeordneten Schaltringes des Schaltelements zugeordnet ist und wobei zumindest eine drehbar gelagerte Schaltwalze zum Betätigen der zugeordneten Schaltklinke achsparallel zu einer zentralen Getrieberotationsachse angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Mikromobilitätsfahrzeug mit dem Tretlagergetriebe.
  • Beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2019 220 044 A1 ist ein Tretlagergetriebe in Planetenradsatzbauweise für ein Fahrrad oder ein Pedelec mit einer Anordnung zum Betätigen zumindest eines Bremsschaltelements bekannt, welches mehrere Planetenradsätze zum Realisieren verschiedener Übersetzungsstufen aufweist. Dem Tretlagergetriebe sind mehrere Bremsschaltelemente zugeordnet, die jeweils einen einem Getriebebauteil zugeordneten Bremsring aufweisen, der über eine Bremsklinke gesperrt oder freigegeben werden kann, um eine vorbestimmte zugeordnete Übersetzungsstufe zu schalten. Jede Bremsklinke wird durch eine drehbar gelagerte Schaltwalze betätigt, die etwa achsparallel zu einer zentralen Rotationsachse des Tretlagergetriebes angeordnet ist. Zur Drehbetätigung der Schaltwalze ist ein Bowdenzug vorgesehen. Hierzu ist an der Schaltwalze außerhalb des Gehäuses ein drehfester Zapfen oder dergleichen befestigt, mit dem ein Ende des Bowdenzuges verbunden ist, während das andere Ende des Bowdenzuges beispielsweise an einem Lenker des Fahrrades oder Pedelecs angeordnet ist, um von dem Bediener betätigt zu werden, sodass die Schaltwalze über den Bowdenzug betätigt werden kann, um eine gewünschte Übersetzungsstufe schalten zu können.
  • Weitere beispielhafte Tretlagergetriebe sind aus DE 10 2019 220 043 A1 , DE 10 2020 200 677 A1 , DE 10 2020 209 844 A1 , DE 10 2008 064 514 A1 , DE 10 2019 111 028 A1 , DE 10 2015 217 013 A1 , EP 2 567 888 A1 , JP H06- 263 080 A sowie JP H06- 298 153 A bekannt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tretlagergetriebe und ein Mikromobilitätsfahrzeug mit dem Tretlagergetriebe vorzuschlagen, bei denen eine besonders einfache und bauraumneutrale Betätigung der Schaltwalze vorgesehen wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 10 gelöst. Vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
  • Demnach wird ein Tretlagergetriebe in Planetenradsatzbauweise für ein Mikromobilitätsfahrzeug mit zumindest einem Schaltelement vorgeschlagen, wobei jedes Schaltelement einen Schaltring mit einer Außenverzahnung oder dergleichen aufweist, dem eine Schaltklinke zum Sperren und Freigeben des einem Getriebebauteil zugeordneten Schaltringes des Schaltelements zugeordnet ist und wobei zumindest eine drehbar gelagerte Schaltwalze zum Betätigen der zugeordneten Schaltklinke achsparallel zu einer zentralen Getrieberotationsachse angeordnet ist. Um die Betätigung der Schaltwalze möglichst konstruktiv einfach und bauraumgünstig vorzusehen, ist vorgesehen, dass im Inneren der zumindest abschnittsweise als Hohlwelle ausgeführten Schaltwalze ein Schaltaktor zur Betätigung der Schaltwalze angeordnet ist.
  • Auf diese Weise wird die Betätigung in Form eines Schaltaktors in die Schaltwalze bauraumneutral integriert, indem die Schaltwalze zumindest abschnittsweise hohl ausgeführt ist, sodass zumindest teilweise die Aktoreinheit radial innenliegend bzw. radial geschachtelt in der Schaltwalze angeordnet wird, wodurch der axiale Bauraumbedarf in dem Getriebegehäuse deutlich reduziert wird und somit die vorgegebene axiale Breite des Getriebegehäuses zwischen den Tretkurbeln des Mikromobilitätsfahrzeuges nicht überschritten wird.
  • Unter einem Mikromobilitätsfahrzeug ist ein Fahrzeug zu verstehen, das muskelkraftbetrieben und/oder mit einem elektrischen Antriebssystem betrieben werden kann, wobei das Mikromobilitätsfahrzeug in jedem Fall ein Tretlager aufweist. Beispielsweise umfassen Mikromobilitätsfahrzeuge Fahrräder, Pedelecs, S-Pedelecs, Cargobikes, Velomobile, E-Bikes.
  • Eine konstruktiv einfache Ausgestaltung der Drehmomentübertragung zwischen dem vorzugsweise elektromechanischen Schaltaktor und der Schaltwalze kann im Rahmen der Erfindung über ein Antriebsritzel des Schaltaktors erfolgen, welches mit einer Innenverzahnung oder dergleichen als Mitnahmeprofi im Inneren der Schaltwalze in Eingriff steht. Neben der konstruktiv einfachen Ausführung wird durch die Drehmomentübertragung im Innenbereich der Schaltwalze eine insgesamt sehr kompakte Bauweise in dem Getriebegehäuse realisiert.
  • Um eine optimale Betätigung der Schaltwalze durch den elektromechanischen Schaltaktor bei dem vorgeschlagenen Tretlagergetriebe zu realisieren, ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass der elektromechanische Schaltaktor neben einem elektrischen Motor bzw. Servomotor oder dergleichen ein integriertes Untersetzungsgetriebe aufweist. Mithilfe des Untersetzungsgetriebes kann die erforderliche Drehung der Schaltwalze zum Betätigen der Schaltklinken durch den elektromechanischen Schaltaktor realisiert werden.
  • Dadurch, dass der Schaltaktor und die Schaltwalze koaxial quasi radial ineinander verschachtelt zueinander angeordnet sind, ergibt sich der Vorteil, dass die Schaltwalze mit dem Schaltaktor quasi achsparallel zu der Getrieberotationsachse in dem Getriebegehäuse bauraumsparend untergebracht werden kann, sodass der axial benötigte Bauraum auf ein Minimum reduziert werden kann.
  • Zur konstruktiv einfachen und bauraumgünstigen Drehmomentabstützung zwischen dem Schaltaktor und dem Getriebegehäuse kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass der Schaltaktor über eine Stützhülse oder dergleichen zur Drehmomentabstützung in der Schaltwalze gehalten und an dem Getriebegehäuse befestigt ist.
  • Hinsichtlich der konstruktiven Ausführung der verwendeten Stützhülse sind verschiedene Anordnungen denkbar. Eine besonders bauraumgünstige und ausreichend stabile Ausführung sieht vor, dass die Stützhülse einen etwa hohlylindrischen bzw. zylinderförmigen Aufnahmebereich zum Aufnehmen des Schaltaktors aufweist, wobei ein erstes dem Antriebsritzel des Schaltaktors zugeordnetes Ende des Aufnahmebereiches eine Durchführungsöffnung bzw. Aussparung oder dergleichen zum axialen Durchführen des Antriebsritzels aufweist und wobei ein zweites Ende des Aufnahmebereiches einen Befestigungsflansch zum Verbinden der Stützhülse mit dem Getriebegehäuse aufweist.
  • Demzufolge wird der Schaltaktor mit seinem Gehäuse derart in der Stützhülse zur Drehmomentabstützung aufgenommen, dass das sich drehende Antriebsritzel axial aus der Stützhülse herausragt, um mit der Mitnahmeverzahnung der Schaltwalze formschlüssig verbunden zu sein, wodurch neben der Drehmomentabstützung auch die Drehmomentübertragung zwischen dem Schaltaktor und der Schaltwalze sichergestellt ist.
  • Um eine Positions- bzw. Drehwinkelerkennung an der Schaltwalze möglichst bauraumneutral zu realisieren, ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass an einer Stirnseite der Schaltwalze ein Drehwinkelgeber oder dergleichen für die Drehwinkel-Positionserkennung in einem radial innenliegenden Bereich der Schaltwalze angeordnet ist. Beispielsweise kann der Drehwinkelgeber über eine Pressverbindung, mittels Kleben oder dergleichen an der Schaltwalze befestigt werden. Dafür ist die Schaltwalze auch in diesem Bereich hohl ausgeführt, um die Bauteile des Trägers radial innenliegend verschachtelt anzuordnen.
  • Vorzugsweise wird ein dem Drehwinkelgeber der Schaltwalze zugewandter Drehwinkelnehmer getriebegehäuseseitig angeordnet. Durch die gehäusefeste Anordnung des Drehwinkelnehmers wird die Signalübertragung des Drehwinkelnehmers bei dem vorgeschlagenen Tretlagergetriebe deutlich vereinfacht.
  • Als Schaltelemente sind vorzugsweise Bremsschaltelemente bei dem Tretlagergetriebe vorgesehen. Ein derartiges Bremsschaltelement weist einen nur in eine Drehrichtung über eine Bremsklinke sperrbaren Bremsring auf, wobei die Bremsklinke über die Schaltwalze betätigbar ist. Durch das Sperren eines einem Getriebebauteil zugeordneten Bremsringes wird dann die zugeordnete Übersetzungsstufe bei dem Tretlagergetriebe geschaltet.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung beansprucht ein Mikromobilitätsfahrzeug mit dem vorbeschriebenen Tretlagergetriebe, wodurch sich die bereits beschriebenen und weitere Vorteile ergeben.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine geschnittene Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Tretlagergetriebes für ein Mikromobilitätsfahrzeug;
    • 2 eine geschnittene Ansicht des Tretlagergetriebes entlang der Schnittlinie A-A gemäß 1 ;
    • 3 eine schematische dreidimensionale Ansicht einer Schaltwalze des Tretlagergetriebes;
    • 4 ein dreidimensionaler Längsschnitt der Schaltwalze; und
    • 5 eine schematische Einzelteilansicht einer Stützhülse für einen Schaltaktor des Tretlagergetriebes.
  • In den 1 und 2 sind verschiedene Ansichten eines erfindungsgemäßen Tretlagergetriebes in Planetenradsatzbauweise beispielhaft anhand eines Mikromobilitätsfahrzeuges 1 dargestellt.
  • Das Tretlagergetriebe umfasst mehrere koaxial zu einer zentralen Getrieberotationsachse 6 angeordnete Planetenradsätze 2 in einem Getriebegehäuse bzw. Tretlagergehäuse 12 zum Realisieren verschiedener Übersetzungsstufen mit mehreren beispielhaft als Bremsschaltelemente ausgebildeten Schaltelementen, wobei jedes Schaltelement bzw. Bremsschaltelement einen Schaltring bzw. Bremsring 3 mit einer Außenverzahnung 4 aufweist, dem eine Schaltklinke bzw. Bremsklinke 5 zum Sperren oder Freigeben des einem Getriebebauteil der Planetenradsätze 2 zugeordneten Bremsrings 3 des Bremsschaltelementes zugeordnet ist.
  • Der Bremsring 3 ist koaxial zu der Getrieberotationsachse 6 der Planetenradsätze 2 angeordnet. Zum Betätigen mehrerer Bremsklinken 5 ist eine drehbar gelagerte Schaltwalze 7 vorgesehen, die achsparallel zu der zentralen Getrieberotationsachse 6 angeordnet ist. Die Schaltwalze 7 ist einem Ölsumpf 24 des Tretlagergetriebes zur besseren Ölversorgung zugeordnet. Dadurch, dass die Schaltwalze 7 zumindest abschnittsweise in das in dem Ölsumpf 24 befindliche Öl eintaucht, wird die Schaltwalze 7 als auch die umliegenden Bauteile mit Öl versorgt, welches insbesondere in 1 angedeutet.
  • Um eine möglichst bauraumneutrale Betätigung der Schaltwalze 7 zu realisieren, ist vorgesehen, dass im Inneren der zumindest abschnittsweise als Hohlwelle ausgeführten Schaltwalze 7 ein elektromechanischer Schaltaktor 8 angeordnet ist. Demzufolge wird eine radial ineinander verschachtelte Bauweise von Schaltwalze 7 und elektromechanischen Schaltaktor 8 vorgesehen.
  • Dadurch, dass die Schaltwalze 7 abschnittsweise innen hohl ausgeführt ist, kann der aus einem elektrischen Servomotor und einem Untersetzungsgetriebe bestehende Schaltaktor 8 als Einheit radial innenliegend in der Schaltwalze 7 verschachtelt aufgenommen werden, um die notwendige axiale Breite zwischen den Tretkurbeln des Tretlagergetriebes zu minimieren.
  • Zur Drehmomentübertragung steht ein Antriebsritzel 9 des Schaltaktors 8 mit einer Innenverzahnung 10 als Mitnahmeprofil im Innenbereich der Schaltwalze 7 in Eingriff. Der Schaltaktor 8 und die Schaltwalze 7 sind koaxial zueinander angeordnet.
  • Zur Drehmomentabstützung ist der Schaltaktor 8 über eine Stützhülse 11 in der Schaltwalze 7 gehalten und an einem Getriebegehäuse bzw. Tretlagergehäuse 12 des Tretlagergetriebes befestigt.
  • Aus den Einzelteilansicht der Schaltwalze gemäß 3 und 4 und der Stützhülse 11 gemäß 5 wird deutlich, dass die Stützhülse 11 einen etwa hohlzylindrisch Aufnahmebereich 23 zum Aufnehmen des Schaltaktors 8 aufweist. Der Aufnahmebereich 23 ist einem ersten Aufnahmeraum 13 im Inneren der Schaltwalze 7 zugeordnet. Der Aufnahmebereich 23 weist an einem ersten dem Antriebsritzel 9 des Schaltaktors 8 zugeordneten Ende eine Durchführungsöffnung 14 zum axialen Durchführen des Antriebsritzels 9 auf, während ein zweites Ende des Aufnahmebereiches 12 einen Befestigungsflansch 15 zum Befestigen der Stützhülse 11 an dem Getriebegehäuse 12 aufweist. Das Antriebsritzel 9 ist einem zweiten Aufnahmeraum 16 im Inneren der Schaltwalze 7 zugeordnet, der sich axial gesehen an den ersten Aufnahmeraum 13 anschließt, wobei dem zweiten Aufnahmeraum 16 die Innenverzahnung 10 als Mitnahmeprofil der Schaltwalze 7 zugeordnet ist, mit der das Antriebsritzel 9 formschlüssig verbunden ist.
  • An den zweiten Aufnahmeraum 16 schließt sich axial gesehen ein dritter Aufnahmeraum 17 im Inneren der Schaltwalze 7 an, wobei dem dritten Aufnahmeraum 17 ein Drehwinkelgeber 18 für die Positionserkennung an der Schaltwalze 7 zugeordnet ist. Der Drehwinkelgeber 18 für die Schaltwalzen-Positionserkennung wird direkt gegenüberliegend des Schaltaktors 8 stirnseitig an der Schaltwalze 7 über eine Pressverbindung oder mittels Kleben befestigt. Direkt gegenüberliegend des Drehwinkelgebers 18 ist im Bereich eines Gehäusedeckels 19 des Getriebegehäuses 12 ein korrespondierender Drehwinkelnehmer 20 gehäusefest angeordnet, um die Winkelposition der Schaltwalze 7 zu sensieren.
  • Der getriebegehäuseseitig angeordnete Drehwinkelnehmer 20 ist hierbei vorzugsweise außenseitig an einer dünnen Wandung des Gehäusedeckels 19 befestigt. Der Gehäusedeckel 19 ist vorzugsweise aus Aluminium oder Kunststoff gefertigt, sodass das Gebersignal durch die nicht ferromagnetische Wandung direkt von dem im Trockenbereich angeordneten Drehwinkelnehmer 20 erfasst werden kann.
  • Der elektrischen Servomotor des Schaltaktors 8 ist vorzugsweise ein BLDC- Motor mit Hallsensierung. Die Regelung erfolgt über einen 3-stufigen Kaskaden-PI-Regler. Der Positionsregler verwendet sowohl die Absolutwinkel-Information der Schaltwalzen-Drehwinkelerkennung als auch die Rotorlage-Information der intern verbauten Hallsensoren des Schaltaktors 8 und erreicht hierdurch eine erhöhte Genauigkeit.
  • Wie insbesondere aus den 3 und 4 ersichtlich ist, sind mehrere Schaltkulissen 25 an dem Außenumfang der Schaltwalze 7 vorgesehen. Die Schaltkulissen 25 sind hinsichtlich ihrer Erhebungen und Absenkungen bzw. Berge und Täler über den Umfangsbereich unterschiedlich ausgeführt. Jede Schaltkulisse 25 der Schaltwalze 7 ist einer Bremsklinke 5 zum Betätigen dieser bzw. zum Schalten einer vorbestimmten Übersetzungsstufe zugeordnet.
  • Die Schaltwalze 7 ist radial über ein erste Rillenkugellager 21 und ein zweites Rillenkugellager 22 in dem Getriebegehäuse 12 gelagert. Insbesondere aus 2 ist ersichtlich, dass das dem Schaltaktor 8 zugeordnete zweite Rillenkugellager 22 einen Presssitz zur Schaltwalze 7 aufweist und dient neben der radialen Führung gleichzeitig auch zur axialen Führung der Schaltwalze 7. Dieses zweite Rillenkugellager 22 ist über seinen Innenring zur Schaltwalze 7 reibschlüssig über den Presssitz verbunden und über seinen Außenring zwischen dem Getriebegehäuse 12 und der Stützhülse 11 axial geführt. Hierdurch ergibt sich eine besonders kurze Toleranzkette in radialer Richtung und auch gleichzeitig in axialer Richtung am Luftspalt zwischen dem Drehwinkelgeber 18 an der Schaltwalze 7 und dem Drehwinkelnehmer 20 an dem Gehäusedeckel 19, wodurch die Präzision des Schaltvorganges erhöht wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Mikromobilitätsfahrzeug
    2
    Planetenradsatz
    3
    Schaltring bzw. Bremsring
    4
    Außenverzahnung
    5
    Schaltklinke bzw. Bremsklinke
    6
    zentrale Getrieberotationsachse
    7
    Schaltwalze
    8
    Schaltaktor
    9
    Antriebsritzel des Schaltaktors
    10
    Innenverzahnung als Mitnahmeprofil der Schaltwalze
    11
    Stützhülse
    12
    Getriebegehäuse bzw. Tretlagergehäuse
    13
    erster Aufnahmeraum im Inneren der Schaltwalze
    14
    Durchführungsöffnung an dem Aufnahmebereich der Stützhülse
    15
    Befestigungsflansch der Stützhülse
    16
    zweiter Aufnahmeraum im Inneren der Schaltwalze
    17
    dritter Aufnahmeraum im Inneren der Schaltwalze
    18
    Drehwinkelgeber
    19
    Gehäusedeckel
    20
    Drehwinkelnehmer
    21
    erstes Rillenkugellager
    22
    zweites Rillenkugellager
    23
    Aufnahmebereich der Stützhülse
    24
    Ölsumpf in dem Getriebegehäuse
    25
    Schaltkulisse

Claims (10)

  1. Tretlagergetriebe in Planetenradsatzbauweise für ein Mikromobilitätsfahrzeug (1) mit zumindest einem Schaltelement, wobei jedes Schaltelement einen Schaltring (3) mit einer Außenverzahnung (4) aufweist, dem eine Schaltklinke (5) zum Sperren oder Freigeben des einem Getriebebauteil zugeordneten Schaltringes (3) des Schaltelementes zugeordnet ist und wobei zumindest eine drehbar gelagerte Schaltwalze (7) zum Betätigen der zugeordneten Schaltklinke (5) achsparallel zu einer zentralen Getrieberotationsachse (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren der zumindest abschnittsweise als Hohlwelle ausgeführten Schaltwalze (7) ein Schaltaktor (8) angeordnet ist.
  2. Tretlagergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Schaltaktor (8) über ein Antriebsritzel (9) mit einer Innenverzahnung (10) als Mitnahmeprofilen im Inneren der Schaltwalze (7) in Eingriff steht.
  3. Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltaktor (8) einen elektrischen Motor und ein integriertes Untersetzungsgetriebe aufweist.
  4. Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltaktor (8) und die Schaltwalze (7) koaxial zueinander angeordnet sind.
  5. Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltaktor (8) über eine Stützhülse (11) zur Drehmomentabstützung in der Schaltwalze (7) gehalten und an einem Getriebegehäuse (12) befestigt ist.
  6. Tretlagergetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützhülse (11) einen etwa hohlzylindrischen Aufnahmebereich (23) zum Aufnehmen des Schaltaktors (8) aufweist, wobei ein erstes dem Antriebsritzel (9) zugeordnetes Ende des Aufnahmebereiches (23) eine Durchführungsöffnung (14) zum axialen Durchführen des Antriebsritzels (9) aufweist und wobei ein zweites Ende des Aufnahmebereiches (23) einen Befestigungsflansch (15) zum Verbinden der Stützhülse (11) mit dem Getriebegehäuse (12) aufweist.
  7. Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Stirnseite der Schaltwalze (7) ein Drehwinkelgeber (18) für die Positionserkennung in einem radial innenliegenden Bereich angeordnet ist.
  8. Tretlagergetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Drehwinkelgeber (18) an der Schaltwalze (7) zugewandter Drehwinkelnehmer (20) getriebegehäuseseitig angeordnet ist.
  9. Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaltelement zumindest ein Bremsschaltelement mit einem nur in eine Drehrichtung über eine Bremsklinke (5) sperrbaren Bremsring (3) vorgesehen ist.
  10. Mikromobilitätsfahrzeug (1) mit einem Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche.
DE102022201482.0A 2022-02-14 2022-02-14 Tretlagergetriebe für ein Mikromobilitätsfahrzeug Active DE102022201482B3 (de)

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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06263080A (ja) 1993-03-12 1994-09-20 Bridgestone Cycle Co 自転車用変速装置
JPH06298153A (ja) 1993-04-13 1994-10-25 Bridgestone Cycle Co 自転車用変速装置
DE102008064514A1 (de) 2008-12-22 2010-07-01 Fineschnitt Gmbh Getriebeeinheit
EP2567888A1 (de) 2011-09-07 2013-03-13 Grzegorz Zielinski Mehrganggetriebe für ein Fahrrad
DE102015217013A1 (de) 2015-09-04 2017-03-09 Volkswagen Aktiengesellschaft Getriebeanordnung und Antriebsanordnung für ein Fahrzeug
DE102019111028A1 (de) 2019-04-29 2020-10-29 Pinion Gmbh Getriebeanordnung, Antriebseinheit und Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit für ein Fahrzeug
DE102019220044A1 (de) 2019-12-18 2021-06-24 Zf Friedrichshafen Ag Tretlagergetriebe mit einer Anordnung zum Betätigen eines Bremsschaltelements
DE102019220043A1 (de) 2019-12-18 2021-06-24 Zf Friedrichshafen Ag Tretlagergetriebe mit einer Anordnung zum Betätigen eines Bremsschaltelements
DE102020200677A1 (de) 2020-01-22 2021-07-22 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsvorrichtung für ein mit Muskelkraft angetriebenes Fahrrad mit einem elektrischen Hilfsantrieb und Verfahren zur Steuerung der Antriebsvorrichtung
DE102020209844A1 (de) 2020-08-05 2022-02-10 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsvorrichtung für ein Fahrrad und Verfahren zur Steuerung der Antriebsvorrichtung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2377740A (en) * 2001-07-19 2003-01-22 Luk Lamellen & Kupplungsbau Electric motor actuator having planetary reduction gear
AU2002221543A1 (en) * 2000-11-07 2002-05-21 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Electromotor actuator for a gearbox

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06263080A (ja) 1993-03-12 1994-09-20 Bridgestone Cycle Co 自転車用変速装置
JPH06298153A (ja) 1993-04-13 1994-10-25 Bridgestone Cycle Co 自転車用変速装置
DE102008064514A1 (de) 2008-12-22 2010-07-01 Fineschnitt Gmbh Getriebeeinheit
EP2567888A1 (de) 2011-09-07 2013-03-13 Grzegorz Zielinski Mehrganggetriebe für ein Fahrrad
DE102015217013A1 (de) 2015-09-04 2017-03-09 Volkswagen Aktiengesellschaft Getriebeanordnung und Antriebsanordnung für ein Fahrzeug
DE102019111028A1 (de) 2019-04-29 2020-10-29 Pinion Gmbh Getriebeanordnung, Antriebseinheit und Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit für ein Fahrzeug
DE102019220044A1 (de) 2019-12-18 2021-06-24 Zf Friedrichshafen Ag Tretlagergetriebe mit einer Anordnung zum Betätigen eines Bremsschaltelements
DE102019220043A1 (de) 2019-12-18 2021-06-24 Zf Friedrichshafen Ag Tretlagergetriebe mit einer Anordnung zum Betätigen eines Bremsschaltelements
DE102020200677A1 (de) 2020-01-22 2021-07-22 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsvorrichtung für ein mit Muskelkraft angetriebenes Fahrrad mit einem elektrischen Hilfsantrieb und Verfahren zur Steuerung der Antriebsvorrichtung
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