DE102022203237B3 - Drive assembly for a human-powered vehicle and vehicle having such a drive assembly - Google Patents
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Abstract
Antriebsbaugruppe (10) für ein mit Muskelkraft angetriebenes Fahrzeug, aufweisend folgende zur Antriebsbaugruppe (10) verbundene koaxiale Einheiten aus mehreren Komponenten: eine Gehäuseeinheit (100) mit einem Gehäuse (102), eine Tretkurbelwelleneinheit (200) mit einer Tretkurbelwelle (202), eine Antriebseinheit (300) mit einem als Elektromotor ausgebildeten Antrieb (312), eine Lagerungseinheit (400) zur Lagerung der Tretkurbelwelle (202), und eine Elektronikdeckeleinheit (500), welche die Gehäuseeinheit (100) axial abschließt, wobei mindestens zwei dieser Einheiten (100, 200, 300, 400, 500) mehrere vormontierte Komponenten umfassen und eine davon die Antriebseinheit (300) ist. Ein mit Muskelkraft antreibbares Fahrzeug, das Folgendes aufweist: die Antriebsbaugruppe (10), eine Vorrichtung zur Drehung der Tretkurbelwelleneinheit (200) der Antriebsbaugruppe (10) mit Muskelkraft, und eine Vorrichtung zur Übertragung der durch die Antriebsbaugruppe (10) ausgegebenen Kraft zur Bewegung des Fahrzeugs in eine Fahrtrichtung. Drive assembly (10) for a muscle-powered vehicle, comprising the following coaxial units made up of a plurality of components and connected to the drive assembly (10): a housing unit (100) with a housing (102), a pedal crankshaft unit (200) with a pedal crankshaft (202), a Drive unit (300) with a drive (312) designed as an electric motor, a bearing unit (400) for bearing the pedal crankshaft (202), and an electronics cover unit (500) which closes off the housing unit (100) axially, with at least two of these units (100 , 200, 300, 400, 500) comprise several pre-assembled components and one of which is the drive unit (300). A human-powered vehicle, comprising: the drive assembly (10), means for rotating the crankshaft assembly (200) of the drive assembly (10) with human power, and means for transmitting power output by the drive assembly (10) to move the vehicle in one direction.
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsbaugruppe für ein mit Muskelkraft angetriebenes Fahrzeug und auf ein Fahrzeug mit einer solchen Antriebsbaugruppe.The invention relates to a drive assembly for a human-powered vehicle and to a vehicle having such a drive assembly.
Stand der TechnikState of the art
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlung einer Antriebsbaugruppe für ein mit Muskelkraft angetriebenes Fahrzeug zu verbessern. Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The object of the invention is to improve the cooling of a drive assembly for a vehicle powered by muscle power. The object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous developments result from the dependent claims.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die Erfindung betrifft gemäß einem Aspekt eine Antriebsbaugruppe für ein mit Muskelkraft angetriebenes Fahrzeug, aufweisend folgende zur Antriebsbaugruppe verbundene koaxiale Einheiten aus mehreren Komponenten: eine Gehäuseeinheit mit einem Gehäuse, eine Tretkurbelwelleneinheit mit einer Tretkurbelwelle, eine Antriebseinheit mit einem als Elektromotor ausgebildeten Antrieb, eine Lagerungseinheit zur Lagerung der Tretkurbelwelle, und eine Elektronikdeckeleinheit, welche die Gehäuseeinheit axial abschließt, wobei mindestens zwei dieser Einheiten, von denen eine die Antriebseinheit ist, mehrere vormontierte Komponenten umfassen.According to one aspect, the invention relates to a drive assembly for a vehicle driven by muscle power, comprising the following coaxial units made up of a plurality of components and connected to the drive assembly: a housing unit with a housing, a pedal crankshaft unit with a pedal crankshaft, a drive unit with a drive designed as an electric motor, a bearing unit for Storage of the pedal crankshaft, and an electronics cover unit which closes the housing unit axially, at least two of these units, one of which is the drive unit, comprising a plurality of pre-assembled components.
Die Tretkurbelwelleneinheit und die Lagerungseinheit können drehfest miteinander verbunden sein und eine einzige Welle ausbilden, die axial an beiden Enden eine Verbindungsmöglichkeit für eine Tretkurbel aufweist. Dadurch kann ein insgesamt koaxialer Aufbau der Antriebsbaugruppe erreicht werden, gemäß dem alle Einheiten koaxial sind. Die Antriebseinheit kann zumindest einen Antrieb, beispielsweise einen Elektromotor, und eine Elektronik für den Antrieb umfassen. Die Tretkurbelwelleneinheit kann zumindest ein Getriebe und ein Abtriebselement umfassen. Die Gehäuseeinheit kann zumindest ein Gehäuse, ein Hohlrad, ein Lager und einen Wellendichtring umfassen. Die Lagerungseinheit kann zumindest ein Lager und einen Exzenter umfassen.The pedal crank shaft unit and the bearing unit can be connected to one another in a rotationally fixed manner and form a single shaft which has a connection option for a pedal crank at both ends axially. As a result, an overall coaxial design of the drive assembly can be achieved, according to which all units are coaxial. The drive unit can include at least one drive, for example an electric motor, and electronics for the drive. The pedal crankshaft unit can comprise at least one transmission and one output element. The housing unit can include at least a housing, a ring gear, a bearing and a shaft seal. The storage unit can include at least one bearing and one eccentric.
Zudem ist eine Blende vorgesehen, welche an einem axialen Ende der Antriebsbaugruppe mit einem axialen Abstand zur Luftführung nach außen angeordnet ist.In addition, a screen is provided, which is arranged at an axial end of the drive assembly at an axial distance from the air duct to the outside.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Elektronikdeckeleinheit an einer ihrer axialen Seiten eine Rippenstruktur zur Kühlung aufweist. Dabei kann die Rippenstruktur mehrere Rippen umfassen. Die Anzahl der Rippen kann zwei oder mehr betragen. Die Anzahl der Rippen kann zwischen zehn und 30 betragen, beispielsweise zwischen 15 und 25, wie beispielsweise 21.In a further embodiment it can be provided that the electronics cover unit has a rib structure for cooling on one of its axial sides. In this case, the rib structure can comprise a plurality of ribs. The number of ribs can be two or more. The number of ribs may be from 10 to 30, for example from 15 to 25, such as 21.
Die Rippenstruktur kann alternativ parallel zueinander und über die gesamte Seite der Elektronikdeckeleinheit verlaufende Rippen aufweisen. Dabei können sich die Rippen über ein erstes Ende der Elektronikdeckeleinheit erstrecken. Alternativ kann eine Rippenstruktur vorgesehen sein, die Rippen in einem beliebigen Muster bereitstellt. Ein Rippenstruktur kann alternativ dazu Rippen in einer allgemeinen Wirrrlage aufweisen.The rib structure can alternatively have ribs running parallel to one another and over the entire side of the electronics cover unit. The ribs can extend over a first end of the electronics cover unit. Alternatively, a rib structure may be provided that provides ribs in any pattern. Alternatively, a rib structure may have ribs in a general random orientation.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Rippenstruktur mehrere radial verlaufende Rippen umfasst, welche an ihrem radial äußeren Ende eine Fase aufweisen. Die Rippen können in gleichen Winkelabständen zueinander um die Achse der Elektronikdeckeleinheit angeordnet sein. Die vorstehenden Querschnittsflächen der Rippen können sich mit steigendem radialem Abstand zur Achse der Elektronikdeckeleinheit vergrößern.In a further embodiment it can be provided that the rib structure comprises a plurality of radially extending ribs which have a chamfer at their radially outer end. The ribs may be equiangularly spaced about the axis of the electronics cover assembly. The above cross-sectional areas of the ribs can increase with increasing radial Increase the distance to the axis of the electronics cover unit.
Die Elektronikdeckeleinheit kann Merkmale zur Abdichtung, zur Lagerung, zur Wärmeableitung und zur Produktgestaltung vereinen. Zur Optimierung der Wärmeableitung an die Umgebung kann die außenliegende Fläche, d.h. die am ersten axialen Ende der Elektronikdeckeleinheit liegende Fläche, vorteilhaft gestaltet sein, um eine möglichst große Oberfläche zu erhalten, die eine Konvektion positiv beeinflusst. Dies kann durch die Rippen erreicht werden, wobei die Rippen die Rippenstruktur zur Vergrößerung der Oberfläche ausbilden. Zusätzlich kann eine Wärmeleitung an die Gehäuseeinheit über die entsprechende Schnitt- beziehungsweise Verbindungsstelle gewährleistet sein. Zur Innenseite der Elektronikdeckeleinheit, das heißt zu der dem axialen zweiten Ende der Elektronikdeckeleinheit zugewandten Seite, hin, können Anbindungsmöglichkeiten über Wärmeleitpasten oder -pads an die Elektronik der Antriebseinheit vorgesehen sein, um die Wärmeabfuhr zu verbessern.The electronics cover unit can combine features for sealing, storage, heat dissipation and product design. To optimize heat dissipation to the environment, the outer surface, i.e. the surface located at the first axial end of the electronics cover unit, can be advantageously designed in order to obtain the largest possible surface area, which positively influences convection. This can be achieved by the ribs, the ribs forming the rib structure to increase the surface area. In addition, heat conduction to the housing unit can be ensured via the corresponding interface or connection point. On the inside of the electronics cover unit, ie on the side facing the axial second end of the electronics cover unit, connection options can be provided via thermally conductive pastes or pads to the electronics of the drive unit in order to improve heat dissipation.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Blende mit der Tretkurbelwelleneinheit drehfest verbunden ist und eine Struktur zur Luftführung nach au-ßen aufweist. Alternativ kann die Blende drehfest mit der Elektronikdeckeleinheit verbunden sein, beispielsweise mittels der Rippenstruktur.In a further embodiment it can be provided that the panel is connected to the pedal crankshaft unit in a rotationally fixed manner and has a structure for guiding air outwards. Alternatively, the panel can be connected to the electronics cover unit in a rotationally fixed manner, for example by means of the rib structure.
Die Außenfläche, das heißt die der Gehäuseeinheit abgewandte Seite der Blende, kann die Möglichkeit einer Gestaltung im Sinne des Produktdesigns bieten. So kann auf der Blende eine markenspezifische Gestaltung beispielsweise durch Druck vorgesehen sein. Um die an dieser Stelle benötigte Wärmeabfuhr nicht zu verhindern kann zwischen Blende und der äußeren Oberfläche der Elektronikdeckeleinheit, die der Blende zugewandt ist, ein Freiraum beziehungsweise eine Struktur zur Luftführung ausgebildet sein. Diese Struktur kann der bereits beschriebenen Rippenstruktur entsprechen.The outer surface, that is to say the side of the panel facing away from the housing unit, can offer the possibility of a configuration in the sense of the product design. A brand-specific design can thus be provided on the panel, for example by printing. In order not to prevent the heat dissipation required at this point, a free space or a structure for air guidance can be formed between the cover and the outer surface of the electronics cover unit, which faces the cover. This structure can correspond to the rib structure already described.
In einer weiteren Ausführungsform kann ein Spider vorgesehen sein, welcher mit der Tretkurbelwelleneinheit verbunden ist und zumindest teilweise die Gehäuseeinheit in sich aufnimmt.In a further embodiment, a spider can be provided, which is connected to the pedal crankshaft unit and at least partially accommodates the housing unit.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Spider ein Kettenblatt mit einer Verzahnungsebene aufweist, die in einem axialen Bereich zwischen axial am weitesten voneinander beabstandeten Lagern der Tretkurbelwelleneinheit, beispielsweise der Tretkurbelwelle, liegt.In a further embodiment it can be provided that the spider has a chain ring with a toothing plane which lies in an axial region between bearings of the pedal crankshaft unit, for example the pedal crankshaft, which are spaced furthest apart axially.
Bei einer geringen Baugröße und bei einer zylindrischen Außengeometrie der Antriebsbaugruppe, kann das Kettenblatt vorteilhaft zur Einleitung der Kräfte in Tretkurbelwelleneinheit unter Beachtung einer für das jeweilige Fahrzeug optimalen Kettenlinie axial platziert sein. Hierfür kann in äußerster Ausprägung die Verzahnungsebene des Kettenblatts mittels eines entsprechend ausgeführten Spiders bis über die zylindrische Außenhaut, das heißt bis über die Gehäuseeinheit, der Antriebsbaugruppe gezogen werden.With a small overall size and with a cylindrical outer geometry of the drive assembly, the chain ring can advantageously be placed axially to introduce the forces into the pedal crankshaft unit, taking into account a chain line that is optimal for the respective vehicle. For this purpose, in the most extreme form, the toothing plane of the chain ring can be pulled over the cylindrical outer skin, ie over the housing unit, of the drive assembly by means of a correspondingly designed spider.
In einer weiteren Ausführungsform kann ein Schmierstoffraum vorgesehen sein, der zur Aufnahme von Schmierstoff und zum direkten Kontakt von einem darin befindlichen Schmierstoff mit wenigstens einer Komponente der Gehäuseeinheit und der Antriebseinheit ausgebildet ist. Dabei kann der Schmierstoffraum mit einer rotierenden Komponente, beispielsweise einem Rotor des Elektromotors, verbunden sein, um eine Schmierstoffzirkulation im Schmierstoffraum zu ermöglichen. Außerdem kann der Schmierstoffraum mit Muskelkraft betriebene Komponenten der Antriebsbaugruppe ausschließen, um einen durch die Trägheit des Schmierstoffs bedingten Widerstand beim Betrieb mit Muskelkraft zu vermeiden.In a further embodiment, a lubricant space can be provided, which is designed to hold lubricant and for direct contact of a lubricant located therein with at least one component of the housing unit and the drive unit. In this case, the lubricant chamber can be connected to a rotating component, for example a rotor of the electric motor, in order to allow lubricant to circulate in the lubricant chamber. In addition, the lubricating chamber may exclude human-powered components of the drive assembly to avoid drag due to inertia of the lubricant during human-powered operation.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Schmierstoffraum zumindest zum direkten Kontakt von darin befindlichem Schmierstoff mit dem Gehäuse und dem als Elektromotor ausgebildeten Antrieb, beispielsweise dem Rotor des Elektromotors, ausgebildet ist.In a further embodiment it can be provided that the lubricant chamber is designed at least for direct contact of the lubricant located therein with the housing and the drive designed as an electric motor, for example the rotor of the electric motor.
Der einachsige und weitgehend rotationssymmetrische Aufbau kann vorteilhaft sein, um mittels einer definierten Schmierstofffüllung, beispielsweise eine Ölfüllung, eine Schmierung aller notwendiger Einheiten durch dynamische Verteilung des Schmierstoffs, beispielsweise Öl, im Betrieb zu erzielen. Dadurch können nicht nur Einheiten selbst, sondern gezielt zumindest eine Auswahl der Komponenten einer Einheit von einem Schmierstoff zumindest teilweise umströmt werden. Gleichzeitig kann durch die Schmierstoffbewegung eine Verbesserung der Wärmeabfuhr der einzelnen Komponenten an die Gehäuseeinheit erreicht werden. Zudem kann eine vorteilhafte Beeinflussung der Akustik durch eine Dämpfung der der Antriebsbaugruppe entstehenden Schwingungen über das Fluid erreicht werden. Im Gegensatz zu der üblichen Schmierung mittel Fett ist eine gleichbleibende Schmiereigenschaft über die Lebensdauer erreichbar.The uniaxial and largely rotationally symmetrical design can be advantageous in order to achieve lubrication of all necessary units by dynamic distribution of the lubricant, for example oil, during operation by means of a defined lubricant filling, for example an oil filling. As a result, a lubricant can at least partially flow around not only the units themselves, but also a selection of the components of a unit in a targeted manner. At the same time, the movement of the lubricant can improve the heat dissipation of the individual components to the housing unit. In addition, the acoustics can be advantageously influenced by damping the vibrations occurring in the drive assembly via the fluid. In contrast to the usual lubrication with grease, a constant lubricating property can be achieved over the service life.
Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt eine Elektronikdeckeleinheit einer Antriebsbaugruppe. Dabei kann die Elektronikdeckeleinheit die hier beschriebenen Merkmale aufweisen.According to a further aspect, the invention relates to an electronics cover unit of a drive assembly. The electronics cover unit can have the features described here.
Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt eine Blende einer Antriebsbaugruppe. Dabei kann die Blende die hier beschriebenen Merkmale aufweisen, wobei die Antriebsbaugruppe lediglich auf die zur Kennzeichnung der Blende erforderlichen Einheiten und Komponenten beschränkt sein kann.According to a further aspect, the invention relates to a diaphragm of a drive assembly. Included For example, the bezel may include the features described herein, and the drive assembly may be limited only to the units and components necessary to characterize the bezel.
Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt einen Spider einer Antriebsbaugruppe. Dabei kann der Spider die hier beschriebenen Merkmale aufweisen, wobei die Antriebsbaugruppe lediglich auf die zur Kennzeichnung des Spiders erforderlichen Einheiten und Komponenten beschränkt sein kann.According to a further aspect, the invention relates to a spider of a drive assembly. In this case, the spider can have the features described here, with the drive assembly being able to be limited only to the units and components required for identifying the spider.
Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt einen Schmierstoffraum einer Antriebsbaugruppe. Dabei kann der Schmierstoffraum die hier beschriebenen Merkmale aufweisen, wobei die Antriebsbaugruppe lediglich auf die zur Kennzeichnung des Schmierstoffraums erforderlichen Einheiten und Komponenten beschränkt sein kann.According to a further aspect, the invention relates to a lubricant chamber of a drive assembly. In this case, the lubricant chamber can have the features described here, with the drive assembly being able to be limited only to the units and components required for identifying the lubricant chamber.
Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt ein Fahrzeug, beispielsweise ein Fahrrad, mit einer der beschriebenen Antriebsbaugruppen. Es kann ferner eine Vorrichtung zur Drehung der Tretkurbelwelleneinheit der Antriebsbaugruppe mit Muskelkraft und eine Vorrichtung zur Übertragung der durch die Antriebsbaugruppe ausgegebenen Kraft zur Bewegung des Fahrzeugs in eine Fahrtrichtung aufweisen.According to a further aspect, the invention relates to a vehicle, for example a bicycle, with one of the drive assemblies described. It may further include a device for rotating the pedal crankshaft unit of the drive assembly with human power and a device for transmitting the power output by the drive assembly to move the vehicle in a direction of travel.
Zu einem Aspekt der Erfindung beschriebene Ausführungsformen oder Merkmale können mit zu einem anderen Aspekt der Erfindung beschriebenen Ausführungsformen oder Merkmalen kombiniert werden.Embodiments or features described in relation to one aspect of the invention can be combined with embodiments or features described in relation to another aspect of the invention.
Figurenlistecharacter list
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1 zeigt einen mittigen Längsschnitt durch eine Antriebsbaugruppe, welche auch als Antriebssystem bezeichnet werden kann, für ein manuell angetriebenes Fahrzeug, beispielsweise ein Fahrrad.1 shows a central longitudinal section through a drive assembly, which can also be referred to as a drive system, for a manually driven vehicle, for example a bicycle. -
2 zeigt die Gehäuseeinheit der Antriebsbaugruppe aus1 .2 shows the housing unit of the drive assembly1 . -
3 zeigt die Tretkurbelwelleneinheit der Antriebsbaugruppe aus1 .3 shows the pedal crankshaft unit of the drive assembly1 . -
4 zeigt die Antriebseinheit der Antriebsbaugruppe aus1 .4 shows the drive unit of the drive assembly1 . -
5 zeigt die Lagerungseinheit der Antriebsbaugruppe aus1 .5 shows the bearing unit of the drive assembly1 . -
6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Elektronikdeckeleinheit der Antriebsbaugruppe aus1 .6 12 shows a perspective view of the electronics cover assembly of the drive assembly1 . -
7 zeigt eine Seitenansicht der Antriebsbaugruppe aus1 mit einer Blende am ersten Ende der Antriebsbaugruppe sowie einem Spider und Kettenblatt am zweiten Ende der Antriebsbaugruppe.7 Figure 12 shows a side view of the drive assembly1 with a bezel at the first end of the drivetrain assembly and a spider and chainring at the second end of the drivetrain assembly. -
8 zeigt eine perspektivische Ansicht der Antriebsbaugruppe aus7 , in der die Blende von der Antriebsbaugruppe axial beabstandet ist und das Elektronikdeckelelement die alternative Rippenstruktur aufweist.8th Figure 12 shows a perspective view of the drive assembly7 wherein the bezel is axially spaced from the drive assembly and the electronics cover member has the alternative rib structure. -
9 zeigt den mittigen Längsschnitt durch die Antriebsbaugruppe aus1 mit dem Spider und dem Kettenblatt.9 shows the central longitudinal section through the drive assembly1 with the spider and the chainring. -
10 zeigt den mittigen Längsschnitt durch die Antriebsbaugruppe aus9 mit einer alternativen Ausgestaltung des Spiders.10 shows the central longitudinal section through the drive assembly9 with an alternative design of the spider. -
11 zeigt den mittigen Längsschnitt durch die Antriebsbaugruppe aus1 mit einem Schmierstoffraum.11 shows the central longitudinal section through the drive assembly1 with a lubricant room.
Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed Description of Embodiments
Die Antriebsbaugruppe 10 weist ein axiales erstes Ende 12 und ein axiales zweites Ende 14 auf. Sie umfasst außerdem mehrere Einheiten, aus welchen sie zusammengebaut ist. Zu diesen Einheiten 100, 200, 300, 400, 500 gehören eine Gehäuseeinheit 100 (siehe auch
Die Antriebsbaugruppe 10 kann für elektrische Kleinstfahrzeuge, beispielsweise Fahrräder, im Speziellen EPACs („Electrically Power Assisted Cycle“ - Elektromotorisch unterstützte Räder), vorgesehen sein. Bisherige Antriebsbaugruppen weisen meist einen mehrachsigen Aufbau auf. Zur Bestückung der entsprechenden Gehäuseeinheit beziehungsweise des Gehäuses mit den funktionellen Komponenten war daher bisher ein mindestens zweischaliger Aufbau notwendig.The
Die Gehäuseeinheit 100 umfasst ein Gehäuse 102, das hier rohrförmig und mit einer axialen Durchgangsöffnung ausgebildet ist, welche sich entlang seiner mit einer Strichpunktlinie dargestellten Achse zwischen einem axialen ersten Ende 104 der Gehäuseeinheit 100 und einem axialen zweiten Ende 106 der Gehäuseeinheit 100 erstreckt. Während die Außenseite 108 des Gehäuses 102 im Wesentlichen einen gleichbleibenden Außendurchmesser aufweist, weist die Innenseite 110 des Gehäuses 102 nach innen vorstehende Stufenabschnitte unterschiedlicher Innendurchmesser auf. Diese Stufenabschnitte dienen als Anschläge und axiale Begrenzungen für ein Innenlager 112 der Gehäuseeinheit 100, welches hier von dem ersten Ende 104 der Gehäuseeinheit 100 in das Gehäuse 102 eingeführt ist, ein Hohlrad 114, welches hier ebenfalls von dem ersten Ende 104 der Gehäuseeinheit 100 in das Gehäuse 102 eingeführt ist, und für einen Wellendichtring 116 der Gehäuseeinheit 100, welcher hier von dem zweiten Ende 106 der Gehäuseeinheit 100 in das Gehäuse 102 eingeführt ist. Der auf der Grundlage der in diesem Absatz genannten Komponenten geschaffene Verbund bildet die in
Die Tretkurbelwelleneinheit 200 umfasst eine Tretkurbelwelle 202 mit einer Außenseite 204 der Tretkurbelwelle 202 sowie einem axialen ersten Ende 206 der Tretkurbelwelleneinheit 200und einem axialen zweiten Ende 208 der Tretkurbelwelleneinheit 200. Die Außenseite 204 der Tretkurbelwelle 202 weist nach außen vorstehende Stufenabschnitte auf. Diese Stufenabschnitte dienen als Anschläge und axiale Begrenzungen für ein Getriebe 210, welches hier von dem ersten Ende 206 der Tretkurbelwelleneinheit 200auf die Tretkurbelwelle 202 geschoben ist, und für ein Abtriebselement 212 der Tretkurbelwelleneinheit 200, welches hier von dem zweiten Ende 208 der Tretkurbelwelle 202auf die Tretkurbelwelle 202 geschoben ist. Dabei ist das Abtriebselement 212 der Tretkurbelwelleneinheit 200 über einen ersten Freilauf 214 mit dem Getriebe 210 verbunden. Gleichzeitig ist das Abtriebselement 212 der Tretkurbelwelleneinheit 200 über einen zweiten Freilauf 216 und ein Innenlager 218 der Tretkurbelwelleneinheit 200 mit der Tretkurbelwelle 202 verbunden. Die Tretkurbelwelle 202 und das Abtriebselement 212 der Tretkurbelwelleneinheit 200 sind über einen Wellendichtring 220 der Tretkurbelwelleneinheit 200, der axial zwischen dem Innenlager 218 der Tretkurbelwelleneinheit 200 und dem Abtriebselement 212 der Tretkurbelwelleneinheit 200 angeordnet ist, miteinander verbunden. Zusätzlich umfasst das Abtriebselement 212 der Tretkurbelwelleneinheit 200 ein Außenlager 220 der Tretkurbelwelleneinheit 200. Der auf der Grundlage der in diesem Absatz genannten Komponenten geschaffene Verbund bildet die in
Die Antriebseinheit 300 umfasst eine Antriebshülse 302 mit einem radial nach außen vorstehenden Radialkragen 304 sowie einem axialen ersten Ende 306 der Antriebseinheit 300 und einem axialen zweiten Ende 308 der Antriebseinheit 300. Außerdem umfasst die Antriebseinheit 300 eine Elektronik 310 und einen Antrieb 312, wobei die Elektronik 310 auf der Seite des Radialkragens 304 montiert ist, die dem ersten Ende 306 der Antriebseinheit 300 zugewandt ist, und der Antrieb 312 auf der Seite des Radialkragens 304 montiert ist, die dem zweiten Ende 308 der Antriebseinheit 300 zugewandt ist. Bei dem Antrieb 312 handelt es sich hier um einen E-Motor, der mit der dazu passenden Elektronik 310 verbunden ist. Der auf der Grundlage der in diesem Absatz genannten Komponenten geschaffene Verbund bildet die in
Die Lagerungseinheit 400 umfasst ein Lagerungselement 402 mit einer Außenseite 404 des Lagerungselements 402 sowie einem axialen ersten Ende 406 der Lagerungseinheit 400 und einem axialen zweiten Ende 408 der Lagerungseinheit 400. Die Außenseite 404 des Lagerungselements 402 weist nach außen vorstehende Stufenabschnitte auf. Diese Stufenabschnitte dienen als Anschläge und axiale Begrenzungen für ein Außenlager 410 der Lagerungseinheit 400, welches hier von dem ersten Ende 406 der Lagerungseinheit 400 auf das Lagerungselement 402 geschoben ist, und für einen Exzenter 412, welcher hier von dem zweiten Ende 408 der Lagerungseinheit 400 auf das Lagerungselement 402 geschoben ist. Der auf der Grundlage der in diesem Absatz genannten Komponenten geschaffene Verbund bildet die in
Die Elektronikdeckeleinheit 500 umfasst ein Elektronikdeckelelement 502 mit einem axialen ersten Ende 504 der Elektronikdeckeleinheit 500 und einem axialen zweiten Ende 506 der Elektronikdeckeleinheit 500. Die Elektronikdeckeleinheit 500 ist in der
Die Elektronikdeckeleinheit 500 vereint Merkmale zur Abdichtung, zur Lagerung, zur Wärmeableitung und zur Produktgestaltung. Zur Optimierung der Wärmeableitung an die Umgebung kann die außenliegende Fläche, das heißt die am ersten axialen Ende 504 der Elektronikdeckeleinheit 500 liegende Fläche, vorteilhaft gestaltet sein, um eine möglichst große Oberfläche zu erhalten, die eine Konvektion positiv beeinflusst. Dies kann durch die Rippen 510 erreicht werden, wobei die Rippen 510 die Rippenstruktur 508 zur Vergrößerung der Oberfläche ausbilden. Zusätzlich kann eine Wärmeleitung an die Gehäuseeinheit 100 über die entsprechende Schnitt- beziehungsweise Verbindungsstelle gewährleistet sein. Zur Innenseite der Elektronikdeckeleinheit 500, das heißt zu der dem axialen zweiten Ende 506 der Elektronikdeckeleinheit 500 zugewandten Seite, hin, können Anbindungsmöglichkeiten über Wärmeleitpasten oder -pads an die Elektronik 310 vorgesehen sein, um die Wärmeabfuhr zu verbessern.The electronics cover
Die Antriebsbaugruppe 10 befindet sich hier zwischen einer Blende 600 einerseits und einem Spider 700 mit integralem Kettenblatt 702 andererseits. Die Blende 600 deckt axial das erste Ende 504 der Elektronikdeckeleinheit 500 ab. Der Spider 700 und das Kettenblatt 702 sind von der Seite des zweiten Endes 208 der Tretkurbelwelleneinheit 200 auf das Abtriebselement 212 der Tretkurbelwelleneinheit 200 geschoben. Das Elektronikdeckelelement 502 hat in dieser
Die Außenfläche, das heißt die der Gehäuseeinheit 100 abgewandte Seite der Blende 600, bietet die Möglichkeit einer Gestaltung im Sinne des Produktdesigns. So kann auf der Blende 600 eine markenspezifische Gestaltung beispielsweise durch Druck vorgesehen sein. Um die an dieser Stelle benötigte Wärmeabfuhr nicht zu verhindern kann zwischen Blende 600 und der äußeren Oberfläche der Elektronikdeckeleinheit 500, die der Blende 600 zugewandt ist, ein Freiraum beziehungsweise eine Struktur zur Luftführung ausgebildet sein. Diese Struktur kann der bereits beschriebenen Rippenstruktur 508 entsprechen.The outer surface, that is to say the side of the
Die alternative Rippenstruktur 508 weist 14 parallel zueinander und über die gesamte Seite des Elektronikdeckelelements 502 verlaufenden Rippen 510 auf. Dabei erstrecken sich die Rippen 510 auch hier über das erste Ende 504 der Elektronikdeckeleinheit 500. Alternativ könnte eine Rippenstruktur 508 vorgesehen sein, die Rippen 510 in einem beliebigen Muster oder in einer allgemeinen Wirrrlage aufweist. Selbstverständlich kann die Blende 600 teil der Antriebsbaugruppe 10 sein.The
Das Kettenblatt 702 ist hier an dem Spider 700 lösbar befestigt. Die mit einer senkrechten Strichpunktlinie gezeigte Verzahnungsebene 704 liegt hier jenseits des zweiten Endes 106 der Gehäuseeinheit 100 und im Wesentlichen in einer Ebene mit dem Innenlager 218 der Tretkurbelwelleneinheit 200. Selbstverständlich kann das Kettenblatt 702 alternativ als Riemenscheibe ausgebildet sein.The
Der Spider 700 weist hier einen über das Gehäuse 102 reichenden Axialkragen 706 auf. Durch den Axialkragen 706 lässt sich die Verzahnungsebene 704 weiter zur axialen Mitte der Antriebsbaugruppe 10 verschieben. Hier liegt die Verzahnungsebene 704 zwischen dem Innenlager 112 der Gehäuseeinheit 100 und dem Außenlager 222 der Tretkurbelwelleneinheit 200, welche das Abtriebselement 212 der Tretkurbelwelleneinheit 200 am Gehäuse 102 lagern.The
Der Schmierstoffraum 800 umfasst zusammenhängende Hohlräume in der zusammengebauten Antriebsbaugruppe 10 und dient der Aufnahme und Zirkulation von Schmierstoff im Inneren der Antriebsbaugruppe 10. Dadurch lässt sich die Abwärme, insbesondere die Abwärme des Antriebs 312, besser auf die gesamte Antriebsbaugruppe 10 verteilen und entsprechend auch nach außen abführen. Gleichzeitig lässt sich der Verschleiß der einzelnen mit dem Schmierstoff in Verbindung stehenden Komponenten verringern. Der Schmierstoffraum 800 erstreckt sich durch die Antriebsbaugruppe 10 so, dass er direkten Kontakt mit wenigstens Teilen folgender Einheiten der Antriebsbaugruppe 10 aufweist (von dem ersten Ende 12 der Antriebsbaugruppe 10 zu dem zweiten Ende 14 der Antriebsbaugruppe 10): Antriebseinheit 300, Gehäuseeinheit 100 und Tretkurbelwelleneinheit 200. Dabei kann sich der Schmierstoffraum 800 so durch die Antriebsbaugruppe 10 erstrecken, dass er direkten Kontakt mit wenigstens Teilen folgender Komponenten der Einheiten der Antriebsbaugruppe 10 aufweist (von dem ersten Ende 12 der Antriebsbaugruppe 10 zu dem zweiten Ende 14 der Antriebsbaugruppe 10): Radialkragen 304, Antrieb 312, Antriebshülse 302, Gehäuse 102, Getriebe 210, Hohlrad 114, Innenlager 112 der Gehäuseeinheit 100, Wellendichtring 116 der Gehäuseeinheit 100, Abtriebselement 212 der Tretkurbelwelleneinheit 200, erster Freilauf 214, zweiter Freilauf 216, Innenlager 218 der Tretkurbelwelleneinheit 200, Wellendichtring 220 der Tretkurbelwelleneinheit 200 und Tretkurbelwelle 202.The
In dem in
So bilden die Gehäuseeinheit 100 und die Elektronikdeckeleinheit 500 eine drehfeste Verbindung. Ebenso bilden die Tretkurbelwelleneinheit 200 und die Lagerungseinheit 400 eine drehfeste Verbindung. Die Tretkurbelwelleneinheit 200 und die Lagerungseinheit 400 sind über das Innenlager 112 der Gehäuseeinheit 100, das Außenlager 222 der Tretkurbelwelleneinheit 200und das Außenlager 410 der Lagerungseinheit 400 drehbar zu der Gehäuseeinheit 100 und der Elektronikdeckeleinheit 500 gelagert. Das Abtriebselement 212 der Tretkurbelwelleneinheit 200 ist wiederum durch das Innenlager 112 der Gehäuseeinheit 100, das Außenlager 222 der Tretkurbelwelleneinheit 200, das Innenlager 218 der Tretkurbelwelleneinheit 200und dem zweiten Freilauf 216 sowohl zu der Gehäuseeinheit 100 als auch zu der Tretkurbelwelle 202 drehbar gelagert. Die Antriebseinheit 300 ist über den Radialkragen 304 drehfest mit der Gehäuseeinheit 100 verbunden. Gleichzeitig ist das Getriebe 210, welches mit dem Hohlrad 114 der Gehäuseeinheit 100 in Wirkverbindung steht, eingangsseitig mit der Antriebseinheit 300 und ausgangsseitig mit dem ersten Freilauf 214 verbunden, welcher mit dem Abtriebselement 212 der Tretkurbelwelleneinheit 200 gekoppelt ist. Die beiden Freiläufe 214, 216 sind dabei derart eingerichtet, dass eine Übertragung einer Drehung der Antriebseinheit 300 auf das Abtriebselement 212 der Tretkurbelwelleneinheit 200 ermöglicht und auf die Tretkurbelwelle 202 verhindert wird, und dass eine Übertragung einer Drehung der Tretkurbelwelle 202 auf das Abtriebselement 212 der Tretkurbelwelleneinheit 200 ermöglicht und auf die Antriebseinheit 300 verhindert wird.The
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Antriebsbaugruppedrive assembly
- 1212
- erstes Ende der Antriebsbaugruppefirst end of the drive assembly
- 1414
- zweites Ende der Antriebsbaugruppe second end of the drive assembly
- 100100
- Gehäuseeinheithousing unit
- 102102
- GehäuseHousing
- 104104
- erstes Ende der Gehäuseeinheitfirst end of the housing unit
- 106106
- zweites Ende der Gehäuseeinheitsecond end of the housing unit
- 108108
- Außenseite des Gehäusesoutside of the case
- 110110
- Innenseite des Gehäusesinside of the housing
- 112112
- Innenlager der GehäuseeinheitHousing unit inner bearing
- 114114
- Hohlradring gear
- 116116
- Wellendichtring der Gehäuseeinheit Shaft seal of the housing unit
- 200200
- Tretkurbelwelleneinheitpedal crank unit
- 202202
- Tretkurbelwellepedal crankshaft
- 204204
- Außenseite der Tretkurbelwelleoutside of the crankshaft
- 206206
- erstes Ende der Tretkurbelwelleneinheitfirst end of the pedal crankshaft assembly
- 208208
- zweites Ende der Tretkurbelwelleneinheitsecond end of the pedal crankshaft assembly
- 210210
- Getriebetransmission
- 212212
- Abtriebselement der TretkurbelwelleneinheitOutput element of the pedal crankshaft unit
- 214214
- erster Freilauffirst freewheel
- 216216
- zweiter Freilaufsecond freewheel
- 218218
- Innenlager der TretkurbelwelleneinheitInner bearing of the pedal crankshaft unit
- 220220
- Wellendichtring der TretkurbelwelleneinheitShaft seal of the pedal crankshaft unit
- 222222
- Außenlager der Tretkurbelwelleneinheit Outer bearing of the pedal crankshaft unit
- 300300
- Antriebseinheitdrive unit
- 302302
- Antriebshülsedrive sleeve
- 304304
- Radialkragenradial collar
- 306306
- erstes Ende der Antriebseinheitfirst end of the drive unit
- 308308
- zweites Ende der Antriebseinheitsecond end of the drive unit
- 310310
- Elektronikelectronics
- 312312
- Antrieb drive
- 400400
- Lagerungseinheitstorage unit
- 402402
- Lagerungselementstorage element
- 404404
- Außenseite des LagerungselementsOutside of the storage element
- 406406
- erstes Ende der Lagerungseinheitfirst end of storage unit
- 408408
- zweites Ende der Lagerungseinheitsecond end of storage unit
- 410410
- Außenlager der LagerungseinheitExternal bearing of the storage unit
- 412412
- Exzenter eccentric
- 500500
- Elektronikdeckeleinheitelectronics cover unit
- 502502
- Elektronikdeckelelementelectronics cover element
- 504504
- erstes Ende der Elektronikdeckeleinheitfirst end of electronics cover assembly
- 506506
- zweites Ende der Elektronikdeckeleinheitsecond end of electronics cover assembly
- 508508
- Rippenstrukturrib structure
- 510510
- Rippenribs
- 512512
- Fase chamfer
- 600600
- Blende cover
- 700700
- SpiderSpider
- 702702
- Kettenblattchainring
- 704704
- Verzahnungsebenegear level
- 706706
- Axialkragen axial collar
- 800800
- Schmierstoffraumlubricant space
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Also Published As
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WO2023187144A1 (en) | 2023-10-05 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |