DE102023202060A1

DE102023202060A1 - Drive device for a muscle-powered vehicle

Info

Publication number: DE102023202060A1
Application number: DE102023202060.2A
Authority: DE
Inventors: Fabian Kutter; Uwe Griesmeier; Philipp Rechenbach; Johannes Kaltenbach; Markus Strobel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2023-03-08
Filing date: 2023-03-08
Publication date: 2024-06-27

Abstract

Es ist eine Antriebseinrichtung für ein muskelkraftbetriebenes Fahrzeug gezeigt. Die Antriebseinrichtung weist eine Kurbelwelle (W1), ein Getriebe (4) mit drehbaren Elementen (12, 14, 16), eine Abtriebswelle (6) der Antriebseinrichtung, eine erste elektrische Maschine (EMo) mit einer ersten Motorwelle (W2), einem ersten Stator (41) und einem ersten Rotor (42) und einen ersten Stirnradsatz (18) auf. Das Getriebe (4) ist koaxial zur Kurbelwelle (W1) angeordnet. Die erste elektrische Maschine (EMo) ist achsparallel versetzt zur Kurbelwelle (W1) angeordnet. Die erste elektrische Maschine (EMo) ist über den ersten Stirnradsatz (18) mit der Abtriebswelle (6) mechanisch wirkverbindbar. Der erste Stirnradsatz (18) weist eine erste Zwischenwelle (W3) mit einer ersten Drehachse und eine dazu achsparallel versetzte zweite Zwischenwelle (ZW1) mit einer zweiten Drehachse auf. Zumindest eine der beiden Drehachsen der Zwischenwellen (W3, ZW1) ist radial überlappungsfrei zu allen drehbaren Elementen (12, 14, 16) des Getriebes (4) angeordnet.A drive device for a human-powered vehicle is shown. The drive device has a crankshaft (W1), a transmission (4) with rotatable elements (12, 14, 16), an output shaft (6) of the drive device, a first electric machine (EMo) with a first motor shaft (W2), a first stator (41) and a first rotor (42) and a first spur gear set (18). The transmission (4) is arranged coaxially to the crankshaft (W1). The first electric machine (EMo) is arranged axially parallel to the crankshaft (W1). The first electric machine (EMo) can be mechanically connected to the output shaft (6) via the first spur gear set (18). The first spur gear set (18) has a first intermediate shaft (W3) with a first axis of rotation and a second intermediate shaft (ZW1) axially parallel to the first intermediate shaft with a second axis of rotation. At least one of the two axes of rotation of the intermediate shafts (W3, ZW1) is arranged radially without overlap to all rotatable elements (12, 14, 16) of the transmission (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein muskelkraftbetriebenes Fahrzeug. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, welches als Fahrrad ausgebildet ist und eine derartige Antriebseinrichtung aufweist.The present invention relates to a drive device for a muscle-powered vehicle. Furthermore, the present invention relates to a vehicle which is designed as a bicycle and has such a drive device.

Bekannt sind Antriebseinrichtungen für muskelkraftbetriebene Fahrzeuge, bei welchen Getriebe zur Überlagerung von Muskelkraft und Antriebskraft von zumindest einer Antriebsmaschine verwendet werden. Dabei kann das Getriebe nicht nur für eine Überlagerung von Kräften verwendet werden, sondern auch zur Übersetzung von Drehzahl und Drehmoment zwischen unterschiedlichen Elementen der Antriebseinrichtung. Durch die Überlagerung und notwendige mechanische Wirkverbindungen können solche Antriebseinrichtungen jedoch viel Bauraum benötigen und schwer sein. Dies ist beispielsweise bei Fahrzeugen, welche auch teilweise mit Muskelkraft angetrieben werden, häufig unerwünscht.Drive systems for muscle-powered vehicles are known in which gears are used to superimpose muscle power and the drive force of at least one drive machine. The gear can not only be used to superimpose forces, but also to translate speed and torque between different elements of the drive system. However, due to the superimposition and necessary mechanical connections, such drive systems can require a lot of installation space and be heavy. This is often undesirable, for example, in vehicles that are also partially powered by muscle power.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Antriebseinrichtung für muskelkraftbetriebene Fahrzeuge zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.It is therefore the object of the present invention to provide an improved drive device for muscle-powered vehicles. This object is achieved by the subject matter having the features of the independent claims. Advantageous further developments emerge from the subclaims.

Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt eine Antriebseinrichtung für ein muskelkraftbetriebenes Fahrzeug. Ein muskelkraftbetriebenes Fahrzeug kann beispielsweise wenigstens teilweise seine Antriebskraft durch einen Fahrer bereitgestellt bekommen. Die Antriebseinrichtung kann beispielsweise einen Teil eines Antriebsstrangs des Fahrzeugs bilden. Das Fahrzeug kann beispielsweise ein Fahrrad sein, wie etwa ein Pedelec.In a first aspect, the present invention relates to a drive device for a muscle-powered vehicle. A muscle-powered vehicle can, for example, have its drive power provided at least partially by a driver. The drive device can, for example, form part of a drive train of the vehicle. The vehicle can, for example, be a bicycle, such as a pedelec.

Die Antriebseinrichtung weist eine Kurbelwelle zur Einleitung einer Muskelkraft auf. An der Kurbelwelle können Kurbelarme mit daran drehbar befestigten Pedalen befestigt sein. Über die Pedale kann ein Fahrer des Fahrzeugs mittels beispielsweise seiner Beine Muskelkraft auf die Kurbelwelle aufbringen. Über die Kurbelwelle kann Muskelkraft in die Antriebseinrichtung eingeleitet werden. Eine Abtriebswelle der Antriebseinrichtung kann über ein Kraftübertragungselement mit einem Laufrad des Fahrzeugs verbunden sein. Beispielsweise kann die Abtriebswelle über eine Kette oder einen Riemen mit einem Rad des Fahrzeugs verbunden sein. An der Abtriebswelle kann beispielsweise ein Ritzel permanent drehfest befestigt sein. Die Abtriebswelle kann beispielsweise koaxial zu der Kurbelwelle angeordnet sein. Alternativ kann die Abtriebswelle auch Teil einer Nabe eines Rads des Fahrzeugs sein.The drive device has a crankshaft for introducing muscle power. Crank arms with pedals rotatably attached to them can be attached to the crankshaft. A driver of the vehicle can use the pedals to apply muscle power to the crankshaft, for example using his legs. Muscle power can be introduced into the drive device via the crankshaft. An output shaft of the drive device can be connected to a wheel of the vehicle via a power transmission element. For example, the output shaft can be connected to a wheel of the vehicle via a chain or a belt. For example, a pinion can be permanently attached to the output shaft in a rotationally fixed manner. The output shaft can, for example, be arranged coaxially to the crankshaft. Alternatively, the output shaft can also be part of a hub of a wheel of the vehicle.

Die Antriebseinrichtung weist ferner ein Getriebe mit drehbaren Elementen zur Übertragung der Muskelkraft auf die Abtriebswelle der Antriebseinrichtung auf. Das Getriebe kann wenigstens eine Eingangswelle und wenigstens eine Ausgangswelle aufweisen. Beispielsweise weist das Getriebe genau eine Eingangswelle und genau eine Ausgangswelle auf. Beispielsweise kann das Getriebe genau zwei Eingangswellen und genau eine Ausgangswelle aufweisen. Wenn das Getriebe mehr als eine Eingangswelle aufweist, kann das Getriebe als Überlagerungsgetriebe ausgebildet sein. Über jeweilige Eingangswellen kann beispielsweise Drehmoment in das Getriebe eingeleitet werden und über die Ausgangswelle kann beispielsweise Drehmoment an einen Abtrieb des Fahrzeugs ausgegeben werden. Das Getriebe kann dazu ausgebildet sein, eine Übersetzung zwischen jeweiligen Eingangswellen und der Ausgangswelle bereitzustellen. Diese Übersetzung kann konstant sein oder variabel sein. Eine variable Übersetzung kann beispielsweise diskrete Gänge aufweisen oder auch stufenlos sein. Das Getriebe kann als stufenloses Getriebe oder gestuft schaltbares Getriebe ausgebildet sein. Eine stufenlose Übersetzung kann bedeuten, dass ein Übersetzungsverhältnis wenigstens in einem bestimmten Übersetzungsbereich frei gewählt werden kann. Im Gegensatz dazu können bei einem gestuften Getriebe beispielsweise nur diskrete Übersetzungsverhältnisse selektiert werden. Die Eingangswelle und die Ausgangswelle können miteinander mechanisch wirkverbunden sein, beispielsweise je nach gewählter Übersetzung. Es kann auch ein Leerlauf vorgesehen sein, in welchem eine mechanische Wirkverbindung des Getriebes getrennt ist. Beispielsweise kann ein Leerlauf für eine relative Drehrichtung vorgesehen sein, um die mechanische Wirkverbindung des Getriebes zu trennen. Das Getriebe kann neben drehbaren Elementen weitere Elemente aufweisen, welche festgesetzt sind, beispielsweise an einem Gehäuse. Das Gehäuse kann permanent drehfest mit dem Fahrzeug, beispielsweise mit einem Rahmen des Fahrzeugs verbunden sein, oder auch dadurch gebildet sein. Beispielsweise kann das Gehäuse durch einen Fahrradrahmen gebildet sein. Das Getriebe kann beispielsweise wenigstens einen Radsatz aufweisen, welcher beispielsweise als Stirnradsatz oder Planetenradsatz ausgebildet sein kann. Drehbare Elemente können drehbare Zahnräder des Getriebes sein. Drehbare Elemente können auch festsetzbare Elemente des Getriebes umfassen, beispielsweise ein am Gehäuse festsetzbares Hohlrad eines Planetenradsatzes. Festsetzbare Elemente können beispielsweise mittels eines Freilaufs oder eines anderen Schaltelements festgesetzt werden.The drive device further comprises a transmission with rotatable elements for transmitting the muscle power to the output shaft of the drive device. The transmission can comprise at least one input shaft and at least one output shaft. For example, the transmission has exactly one input shaft and exactly one output shaft. For example, the transmission can comprise exactly two input shafts and exactly one output shaft. If the transmission has more than one input shaft, the transmission can be designed as a superposition transmission. For example, torque can be introduced into the transmission via respective input shafts and torque can be output to an output of the vehicle via the output shaft. The transmission can be designed to provide a gear ratio between respective input shafts and the output shaft. This gear ratio can be constant or variable. A variable gear ratio can comprise discrete gears, for example, or can also be continuously variable. The transmission can be designed as a continuously variable transmission or a stepped transmission. A continuously variable transmission can mean that a gear ratio can be freely selected at least in a certain gear ratio range. In contrast, with a stepped transmission, for example, only discrete gear ratios can be selected. The input shaft and the output shaft can be mechanically operatively connected to one another, for example depending on the selected gear ratio. An idle can also be provided in which a mechanical operative connection of the transmission is separated. For example, an idle can be provided for a relative direction of rotation in order to separate the mechanical operative connection of the transmission. In addition to rotatable elements, the transmission can have further elements which are fixed, for example on a housing. The housing can be permanently connected to the vehicle in a rotationally fixed manner, for example to a frame of the vehicle, or can also be formed thereby. For example, the housing can be formed by a bicycle frame. The transmission can, for example, have at least one gear set, which can be designed as a spur gear set or planetary gear set, for example. Rotatable elements can be rotatable gears of the transmission. Rotatable elements can also comprise lockable elements of the transmission, for example a ring gear of a planetary gear set that can be locked on the housing. Lockable elements can, for example, be locked by means of a freewheel or another switching element.

Die Antriebseinrichtung weist eine erste elektrische Maschine mit einer ersten Motorwelle, einem ersten Stator und einem ersten Rotor auf. Die erste elektrische Maschine kann dazu ausgebildet sein, Antriebsleistung an der ersten Motorwelle bereitzustellen. Die erste elektrische Maschine weist üblicherweise nur eine Motorwelle, einen Stator und einen Rotor auf. Die Nummerierung kann lediglich der Zuordnung zu der ersten elektrischen Maschine dienen.The drive device has a first electric machine with a first motor shaft, a first stator and a first rotor. The first electrical machine can be designed to provide drive power to the first motor shaft. The first electrical machine usually has only one motor shaft, one stator and one rotor. The numbering can only serve to assign it to the first electrical machine.

Eine elektrische Maschine, beispielsweise die erste elektrische Maschine, kann dazu ausgebildet sein, elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln. Alternativ oder zusätzlich kann eine elektrische Maschine zur Rekuperation ausgebildet sein. Eine elektrische Maschine kann beispielsweise als Asynchronmotor oder Synchronmotor ausgebildet sein. Die Antriebseinrichtung kann eine Energiequelle aufweisen, beispielsweise einen Akkumulator. Mit Energie der Energiequelle kann eine elektrische Maschine mit Energie zum Betrieb versorgt werden. Alternativ oder zusätzlich kann bei Rekuperation Energie aus einer elektrischen Maschine in die Energiequelle eingespeist werden. Die Antriebseinrichtung kann einen Inverter aufweisen, welcher zwischen der Energiequelle und einer elektrischen Maschine eine Leistungsabgabe steuern kann.An electrical machine, for example the first electrical machine, can be designed to convert electrical energy into mechanical energy. Alternatively or additionally, an electrical machine can be designed for recuperation. An electrical machine can be designed, for example, as an asynchronous motor or synchronous motor. The drive device can have an energy source, for example an accumulator. Energy from the energy source can be used to supply an electrical machine with energy for operation. Alternatively or additionally, energy from an electrical machine can be fed into the energy source during recuperation. The drive device can have an inverter, which can control a power output between the energy source and an electrical machine.

Ein Stator kann stationär ausgebildet sein, beispielsweise durch eine permanente drehfeste Verbindung mit dem Gehäuse. Ein Rotor kann drehbar gelagert sein, beispielsweise relativ zu dem Gehäuse. Ein Rotor kann mit einer Motorwelle einer elektrischen Maschine, der erste Rotor also beispielsweise mit der ersten Motorwelle, permanent drehfest verbunden sein. Ein Rotor und ein Stator können jeweils eine radiale Erstreckung um eine Drehachse der zugeordneten Motorwelle aufweisen. Dabei kann die radiale Erstreckung eines Stators größer sein als eine radiale Erstreckung eines Rotors.A stator can be stationary, for example through a permanent rotationally fixed connection to the housing. A rotor can be mounted so that it can rotate, for example relative to the housing. A rotor can be permanently rotationally fixedly connected to a motor shaft of an electrical machine, i.e. the first rotor can be permanently connected to the first motor shaft. A rotor and a stator can each have a radial extension around an axis of rotation of the associated motor shaft. The radial extension of a stator can be greater than the radial extension of a rotor.

Die Antriebseinrichtung weist ferner einen ersten Stirnradsatz auf. Ein Stirnradsatz, beispielsweise der erste Stirnradsatz, kann eine Mehrzahl von Stirnrädern aufweisen. Jedes der Stirnräder des Stirnradsatzes kann mit zumindest einem weiteren Stirnrad des Stirnradsatzes kämmen. Alle Stirnräder des Stirnradsatzes können miteinander mechanisch wirkverbunden sein. Ein Stirnradsatz kann eine Übersetzung zwischen zwei Wellen bereitstellen. Ein Stirnradsatz kann beispielsweise eine mechanische Wirkverbindung zwischen zwei achsparallel versetzten Wellen bereitstellen.The drive device also has a first spur gear set. A spur gear set, for example the first spur gear set, can have a plurality of spur gears. Each of the spur gears of the spur gear set can mesh with at least one other spur gear of the spur gear set. All spur gears of the spur gear set can be mechanically operatively connected to one another. A spur gear set can provide a transmission between two shafts. A spur gear set can, for example, provide a mechanical operative connection between two shafts offset parallel to the axis.

Das Getriebe ist koaxial zur Kurbelwelle angeordnet. Das Getriebe kann dafür wenigstens eine Drehachse aufweisen, welche koaxial zu einer Drehachse der Kurbelwelle ist. Beispielsweise kann wenigstens eine der Eingangswellen des Getriebes koaxial zu der Kurbelwelle angeordnet sein. Beispielsweise kann wenigstens eine der Ausgangswellen des Getriebes koaxial zu der Kurbelwelle angeordnet sein. Beispielsweise können alle Eingangswellen und alle Ausgangswellen des Getriebes koaxial zu der Kurbelwelle angeordnet sein. Koaxiale Wellen haben beispielsweise die gleiche Drehachse.The transmission is arranged coaxially to the crankshaft. The transmission can therefore have at least one axis of rotation which is coaxial to a rotation axis of the crankshaft. For example, at least one of the input shafts of the transmission can be arranged coaxially to the crankshaft. For example, at least one of the output shafts of the transmission can be arranged coaxially to the crankshaft. For example, all input shafts and all output shafts of the transmission can be arranged coaxially to the crankshaft. Coaxial shafts have, for example, the same axis of rotation.

Die erste elektrische Maschine ist achsparallel versetzt zur Kurbelwelle angeordnet. Achsparallele Wellen haben beispielsweise verschiedene Drehachsen, welche sich nicht im Raum schneiden. Die erste elektrische Maschine und das Getriebe können im gleichen Axialbereich bezogen auf die Kurbelwelle angeordnet sein oder sich wenigstens teilweise axial überlappen. Alternativ können die erste elektrische Maschine und das Getriebe in unterschiedlichen Axialbereichen angeordnet sein. Die erste elektrische Maschine und das Getriebe können axial überlappungsfrei angeordnet sein. Die erste elektrische Maschine kann radial überlappungsfrei zum Getriebe angeordnet sein. Der erste Stirnradsatz und das Getriebe können im gleichen Axialbereich bezogen auf die Kurbelwelle angeordnet sein oder sich wenigstens teilweise axial überlappen. The first electric machine is arranged axially parallel to the crankshaft. Axial-parallel shafts have, for example, different axes of rotation that do not intersect in space. The first electric machine and the transmission can be arranged in the same axial region in relation to the crankshaft or at least partially axially overlap. Alternatively, the first electric machine and the transmission can be arranged in different axial regions. The first electric machine and the transmission can be arranged without axial overlap. The first electric machine can be arranged radially without overlap to the transmission. The first spur gear set and the transmission can be arranged in the same axial region in relation to the crankshaft or at least partially axially overlap.

Die Kurbelwelle ist über das Getriebe mit der Abtriebswelle mechanisch wirkverbindbar, beispielsweise mittels eines Freilaufs oder eines anderen Schaltelements. Ein Schaltelement kann beispielsweise auch als reibschlüssige oder formschlüssige Kupplung ausgebildet sein. Die Kurbelwelle kann auch über das Getriebe mit der Abtriebswelle mechanisch wirkverbunden sein, also beispielsweise ohne die Möglichkeit einer Trennung der Wirkverbindung durch einen dazwischen angeordneten Freilauf oder sonstiges dazwischen angeordnetes Schaltelement.The crankshaft can be mechanically connected to the output shaft via the transmission, for example by means of a freewheel or another switching element. A switching element can also be designed as a frictional or positive coupling, for example. The crankshaft can also be mechanically connected to the output shaft via the transmission, for example without the possibility of breaking the connection by means of a freewheel or another switching element arranged in between.

Die erste elektrische Maschine ist über den ersten Stirnradsatz mit der Abtriebswelle mechanisch wirkverbindbar. Die erste elektrische Maschine kann auch über den ersten Stirnradsatz mit der Abtriebswelle mechanisch wirkverbunden sein. Die erste Motorwelle kann mit einem festen Übersetzungsverhältnis mit der Abtriebswelle verbunden sein.The first electric machine can be mechanically connected to the output shaft via the first spur gear set. The first electric machine can also be mechanically connected to the output shaft via the first spur gear set. The first motor shaft can be connected to the output shaft with a fixed transmission ratio.

Der ersten Stirnradsatz weist eine erste Zwischenwelle mit einer ersten Drehachse und eine dazu achsparallel versetzte zweite Zwischenwelle mit einer zweiten Drehachse auf. Beispielsweise können zwei Stirnräder des Stirnradsatzes mit einer der beiden Zwischenwellen und damit miteinander permanent drehfest verbunden sein. Die beiden Drehachsen der beiden Zwischenwellen können achsparallel versetzt zueinander sein.The first spur gear set has a first intermediate shaft with a first axis of rotation and a second intermediate shaft with a second axis of rotation offset parallel to the first. For example, two spur gears of the spur gear set can be permanently connected to one of the two intermediate shafts and thus to one another in a rotationally fixed manner. The two axes of rotation of the two intermediate shafts can be offset parallel to one another.

Die Zwischenwellen sind achsparallel versetzt zur Kurbelwelle und zur ersten Motorwelle angeordnet. Die Drehachsen der Zwischenwellen können achsparallel versetzt zu einer Drehachse der Kurbelwelle und zu einer Drehachse der ersten Motorwelle sein.The intermediate shafts are arranged axially parallel to the crankshaft and the first engine shaft. The rotation axes of the intermediate shafts can be offset axially parallel to a rotation axis of the crankshaft and to a rotation axis of the first engine shaft.

Zumindest eine der beiden Drehachsen der Zwischenwellen ist radial überlappungsfrei zu allen drehbaren Elementen des Getriebes angeordnet. Beispielsweise sind beide Drehachsen der Zwischenwellen radial überlappungsfrei zu allen drehbaren Elementen des Getriebes angeordnet. Beispielsweise können auch die Zwischenwellen insgesamt radial überlappungsfrei zu allen drehbaren Elementen des Getriebes angeordnet sein. Radial überlappungsfrei kann bei den Drehachsen bedeuten, dass zumindest die eine Drehachse der Zwischenwellen in einem anderen radialen Teilabschnitt angeordnet ist als die drehbaren Elemente des Getriebes mit deren radialer Erstreckung. Bei einer Draufsicht auf eine Stirnseite der Stirnräder kann beispielsweise zumindest eine Drehachse einer der beiden Zwischenwellen nicht vor oder hinter einem beliebigen aller drehbaren Elemente des Getriebes angeordnet sein.At least one of the two axes of rotation of the intermediate shafts is arranged radially without overlapping with all the rotatable elements of the transmission. For example, both axes of rotation of the intermediate shafts are arranged radially without overlapping with all the rotatable elements of the transmission. For example, the intermediate shafts as a whole can also be arranged radially without overlapping with all the rotatable elements of the transmission. Radially without overlap can mean in the case of the axes of rotation that at least one axis of rotation of the intermediate shafts is arranged in a different radial section than the rotatable elements of the transmission with their radial extension. In a plan view of an end face of the spur gears, for example, at least one axis of rotation of one of the two intermediate shafts cannot be arranged in front of or behind any of the rotatable elements of the transmission.

Damit kann ein einfacher Aufbau einer Antriebseinrichtung mit lediglich einer ersten elektrischen Maschine zur Bereitstellung einer Antriebskraft, einem ersten Stirnradsatz zur Übersetzung der Antriebskraft und einem Getriebe zur Übertragung der Muskelkraft bereitgestellt werden. Mit wenig mechanischem Aufwand kann eine hohe Übersetzung der Drehzahl der ersten elektrischen Maschine zur Abtriebswelle bereitgestellt werden. Dadurch, dass zumindest eine der beiden Drehachsen der Zwischenwellen radial überlappungsfrei zu allen drehbaren Elementen des Getriebes angeordnet ist, kann der erste Stirnradsatz einfach mit dem Getriebe zumindest teilweise axial überlappend angeordnet sein. Die zumindest teilweise axiale Überlappung von erstem Stirnradsatz und Getriebe kann eine kleine axiale Bauweise ermöglicht werden, was gerade bei Fahrrädern eine Bauweise ermöglicht, die besonders gut einem verfügbaren Bauraum entspricht. Die erste elektrische Maschine kann eine Unterstützungsfunktion bereitstellen. Zusätzlich zur Muskelkraft kann das Fahrzeug also unterstützend oder auch ausschließlich elektrisch angetrieben werden. Somit kann die Antriebseinrichtung für ein Pedelec verwendet werden. Mittels des ersten Stirnradsatzes kann ein Achsversatz zwischen der ersten elektrischen Maschine und dem Getriebe erzeugt werden. Dadurch kann ein durch die begrenzte Länge der Kurbelwelle vorgegebener axialer Bauraum optimal ausgenutzt werden. Ein sich in radialer Richtung erstreckender Bauraum kann zusätzlich für die erste elektrische Maschine und den ersten Stirnradsatz zur Übersetzung von Drehzahl und Drehmoment der ersten elektrischen Maschine verwendet werden. Insgesamt ermöglicht der Aufbau und die Anordnung der Antriebseinrichtung eine kompakte Bauweise mit hohen Übersetzungen.This makes it possible to provide a simple design of a drive device with just a first electric machine for providing a driving force, a first spur gear set for translating the driving force and a gearbox for transmitting the muscle power. With little mechanical effort, a high ratio of the speed of the first electric machine to the output shaft can be provided. Because at least one of the two axes of rotation of the intermediate shafts is arranged radially without overlapping with all rotatable elements of the gearbox, the first spur gear set can simply be arranged with the gearbox at least partially axially overlapping. The at least partial axial overlap of the first spur gear set and gearbox can enable a small axial design, which, especially in the case of bicycles, enables a design that corresponds particularly well to the available installation space. The first electric machine can provide a support function. In addition to muscle power, the vehicle can therefore be driven electrically in a supporting manner or exclusively. The drive device can therefore be used for a pedelec. An axial offset between the first electric machine and the gearbox can be generated using the first spur gear set. This allows optimal use to be made of the axial installation space provided by the limited length of the crankshaft. An installation space extending in the radial direction can also be used for the first electric machine and the first spur gear set to translate the speed and torque of the first electric machine. Overall, the structure and arrangement of the drive device enables a compact design with high gear ratios.

Wenn zwei Elemente mechanisch wirkverbunden sind, so können diese unmittelbar oder mittelbar derart miteinander gekoppelt sein, dass eine Bewegung des einen Elements eine Reaktion des anderen Elements bewirken kann. Beispielsweise kann eine mechanische Wirkverbindung durch eine formschlüssige oder reibschlüssige Verbindung bereitgestellt werden. Bei einer mechanischen Wirkverbindung können eine oder mehrere Stirnradstufen bei einer Antriebsleistungsübertragung beteiligt sein. If two elements are mechanically operatively connected, they can be directly or indirectly coupled to one another in such a way that a movement of one element can cause a reaction in the other element. For example, a mechanical operative connection can be provided by a positive or frictional connection. In a mechanical operative connection, one or more spur gear stages can be involved in a drive power transmission.

Beispielsweise kann die mechanische Wirkverbindung einem Kämmen von korrespondierenden Verzahnungen von zwei Elementen entsprechen. Zwischen mechanisch miteinander wirkverbundenen Elementen können weitere Elemente, beispielsweise eine oder mehrere Stirnradstufen, vorgesehen sein. Eine Stirnradstufe wird durch zwei miteinander kämmende Stirnräder definiert.For example, the mechanical operative connection can correspond to a meshing of corresponding gears of two elements. Additional elements, such as one or more spur gear stages, can be provided between mechanically operatively connected elements. A spur gear stage is defined by two spur gears that mesh with each other.

Unter einer permanent drehfesten Verbindung zweier Elemente wird eine Verbindung verstanden, bei welcher die beiden Elemente zu allen bestimmungsgemäßen Zuständen im Wesentlichen starr miteinander gekoppelt sind. Hierunter fällt auch eine reibschlüssige Verbindung, bei welcher es zu einem gewollten oder ungewollten Schlupf kommen kann. Permanent drehfest verbundene Elemente können beispielsweise als drehfest miteinander verbundene einzelne Komponenten oder auch einstückig vorliegen.A permanently non-rotatable connection between two elements is understood to mean a connection in which the two elements are essentially rigidly coupled to one another in all intended states. This also includes a frictional connection in which intentional or unintentional slippage can occur. Permanently non-rotatably connected elements can, for example, be present as individual components connected to one another in a rotationally fixed manner or as a single piece.

Eine Verbindung zweier Elemente über ein weiteres Element kann bedeuten, dass dieses weitere Element an einer mittelbaren Wirkverbindung der beiden Elemente beteiligt sein kann. Beispielsweise kann dieses Element im Kraftfluss zwischen diesen beiden Elementen angeordnet sein. Eine Verbindung zweier Elemente über zwei oder mehr Elemente kann bedeuten, dass diese weiteren Elemente alle an einer mittelbaren Wirkverbindung der beiden Elemente beteiligt sind. Eine schaltbare Verbindung kann in einem Zustand eine Drehmomentübertragung zwischen zwei Elementen ermöglichen, beispielsweise durch eine starre Kopplung, und in einem anderen Zustand diese Drehmomentübertragung im Wesentlichen unterbrechen. Dafür kann zwischen den zwei Elementen ein entsprechendes Schaltelement vorgesehen sein. Wenn zwei Elemente drehfest verbindbar sind, können diese zwei Elemente beispielsweise über einen Freilauf oder ein anderes Schaltelement miteinander drehfest verbindbar sein. Wenn zwei Elemente mechanisch wirkverbindbar sind, können diese zwei Elemente beispielsweise über einen Freilauf oder ein anderes Schaltelement zur Drehmomentübertragung verbunden werden.A connection of two elements via a further element can mean that this further element can be involved in an indirect operative connection between the two elements. For example, this element can be arranged in the power flow between these two elements. A connection of two elements via two or more elements can mean that these further elements are all involved in an indirect operative connection between the two elements. A switchable connection can enable torque transmission between two elements in one state, for example through a rigid coupling, and in another state essentially interrupt this torque transmission. For this purpose, a corresponding switching element can be provided between the two elements. If two elements can be connected in a rotationally fixed manner, these two elements can be connected to one another in a rotationally fixed manner, for example via a freewheel or another switching element. If two elements can be mechanically connected, these two elements can be connected in a torque transmission manner, for example via a freewheel or another switching element.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der erste Stirnradsatz ein erstes Stirnrad, ein zweites Stirnrad, ein drittes Stirnrad, ein viertes Stirnrad und ein fünftes Stirnrad auf. Der erste Stirnradsatz kann frei von weiteren als den fünf Stirnrädern sein. Der erste Stirnradsatz kann drei Stirnradstufen aufweisen, wobei drei Paare von Stirnrädern miteinander kämmen. Jeweils ein Paar dieser Stirnräder, welche miteinander kämmen, bilden dann eine Stirnradstufe. Die drei Stirnradstufen können miteinander verbunden sein, beispielsweise indem zwei Stirnräder miteinander permanent drehfest über eine der beiden Zwischenwelle verbunden sind. Eine solche Bauweise ist einfach zu fertigen und erlaubt die Verzahnung von jeweiligen miteinander kämmenden Stirnrädern besonders frei zu optimieren. Das erste Stirnrad kann mit dem zweiten Stirnrad kämmen und so eine erste Stirnradstufe ausbilden. Das dritte Stirnrad kann mit dem vierten Stirnrad kämmen und so eine zweite Stirnradstufe ausbilden. Das vierte Stirnrad kann mit dem fünften Stirnrad kämmen und so eine dritte Stirnradstufe ausbilden.According to a further embodiment, the first spur gear set has a first spur gear, a second spur gear, a third spur gear, a fourth spur gear and a fifth spur gear. The first spur gear set can be free of spur gears other than the five. The first spur gear set can have three spur gear stages, with three pairs of spur gears meshing with one another. A pair of these spur gears that mesh with one another then form a spur gear stage. The three spur gear stages can be connected to one another, for example by two spur gears being permanently connected to one another in a rotationally fixed manner via one of the two intermediate shafts. Such a design is easy to manufacture and allows the toothing of the respective meshing spur gears to be optimized particularly freely. The first spur gear can mesh with the second spur gear and thus form a first spur gear stage. The third spur gear can mesh with the fourth spur gear and thus form a second spur gear stage. The fourth spur gear can mesh with the fifth spur gear and thus form a third spur gear stage.

Das erste Stirnrad kann ein im Drehmomentfluss am weitesten antriebsseitig gelegenes Stirnrad des ersten Stirnradsatzes sein. Abtriebsseitig und auch antriebsseitig kann bei dem ersten Stirnradsatz durch einen Drehmomentfluss beim Antreiben des Fahrzeugs von der ersten Motorwelle hin zu der Abtriebswelle definiert sein. Beispielsweise kann antriebsseitig durch die erste elektrische Maschine ein Antriebsmoment eingeleitet werden, welches in ein im Drehmomentfluss am weitesten antriebsseitig gelegenes Stirnrad des ersten Stirnradsatzes eingeleitet wird und von dort zum im Drehmomentfluss am weitesten abtriebsseitig gelegenen Stirnrad des ersten Stirnradsatzes übertragen wird. Das erste Stirnrad kann mit der ersten Motorwelle drehfest verbindbar sein. Das erste Stirnrad kann mit der ersten Motorwelle permanent drehfest verbunden sein. Das fünfte Stirnrad kann ein im Drehmomentfluss am weitesten abtriebsseitig gelegenes Stirnrad des ersten Stirnradsatzes sein. Das fünfte Stirnrad kann mit der Abtriebswelle drehfest verbindbar sein. Das fünfte Stirnrad kann mit der Abtriebswelle permanent drehfest verbunden sein. Das fünfte Stirnrad und die Abtriebswelle können beispielsweise durch zwei miteinander permanent drehfest verbundene Bauteile oder auch durch ein einstückiges Bauteil gebildet sein. Das fünfte Stirnrad kann über die drei Stirnradstufen mit dem ersten Stirnrad mechanisch wirkverbunden sein. Das zweite Stirnrad und das dritte Stirnrad können mit der ersten Zwischenwelle permanent drehfest verbunden sein. Das vierte Stirnrad des ersten Stirnradsatzes kann als ein Zwischenrad ausgebildet sein. Das Zwischenrad kann beispielsweise mit zwei anderen Stirnrädern des ersten Stirnradsatzes kämmen. Das vierte Stirnrad kann mit der zweiten Zwischenwelle permanent drehfest verbunden sein. The first spur gear can be a spur gear of the first spur gear set that is furthest on the drive side in the torque flow. The output side and also the drive side of the first spur gear set can be defined by a torque flow when driving the vehicle from the first motor shaft to the output shaft. For example, a drive torque can be introduced on the drive side by the first electric machine, which is introduced into a spur gear of the first spur gear set that is furthest on the drive side in the torque flow and from there is transferred to the spur gear of the first spur gear set that is furthest on the output side in the torque flow. The first spur gear can be rotationally fixedly connected to the first motor shaft. The first spur gear can be permanently rotationally fixedly connected to the first motor shaft. The fifth spur gear can be a spur gear of the first spur gear set that is furthest on the output side in the torque flow. The fifth spur gear can be rotationally fixedly connected to the output shaft. The fifth spur gear can be permanently connected to the output shaft in a rotationally fixed manner. The fifth spur gear and the output shaft can be formed, for example, by two components that are permanently connected to one another in a rotationally fixed manner or by a one-piece component. The fifth spur gear can be mechanically connected to the first spur gear via the three spur gear stages. The second spur gear and the third spur gear can be permanently connected to the first intermediate shaft in a rotationally fixed manner. The fourth spur gear of the first spur gear set can be designed as an intermediate gear. The intermediate gear can, for example, mesh with two other spur gears of the first spur gear set. The fourth spur gear can be permanently connected to the second intermediate shaft in a rotationally fixed manner.

Neben dem vierten Stirnrad kann beispielsweise kein weiteres Stirnrad mit der zweiten Zwischenwelle permanent drehfest verbunden sein. Der erste Stirnradsatz kann eine feste Übersetzung von Drehzahl und Drehmoment zwischen dem ersten und dem fünften Stirnrad bereitstellen. Mit dem als Zwischenrad ausgebildeten vierten Stirnrad kann eine besonders große Übersetzung zwischen dem dritten Stirnrad und dem fünften Stirnrad bereitgestellt werden, beispielsweise indem das vierte Stirnrad einen kleineren Wirkdurchmesser aufweist als das fünfte Stirnrad. Damit kann der erste Stirnradsatz eine besonders große Übersetzung zwischen der ersten elektrischen Maschine und der Abtriebswelle bereitstellen.In addition to the fourth spur gear, for example, no other spur gear can be permanently connected to the second intermediate shaft in a rotationally fixed manner. The first spur gear set can provide a fixed ratio of speed and torque between the first and fifth spur gears. With the fourth spur gear designed as an intermediate gear, a particularly large ratio can be provided between the third spur gear and the fifth spur gear, for example by the fourth spur gear having a smaller effective diameter than the fifth spur gear. The first spur gear set can therefore provide a particularly large ratio between the first electric machine and the output shaft.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Antriebseinrichtung eine zweite elektrische Maschine mit einer zweiten Motorwelle, einem zweiten Stator und einem zweiten Rotor auf. Die Nummerierung kann erneut lediglich der Zuordnung dienen. Die zweite elektrische Maschine kann dazu ausgebildet sein, Antriebsleistung an der zweiten Motorwelle bereitzustellen. Die zweite elektrische Maschine weist üblicherweise nur eine Motorwelle auf. Die Bezeichnung als zweite Motorwelle dient beispielsweise lediglich der Zuordnung zu der zweiten elektrischen Maschine. Die zweite Motorwelle kann koaxial zur Kurbelwelle angeordnet sein. Die erste und die zweite elektrische Maschine können achsparallel versetzt zueinander angeordnet sein. Das Getriebe kann als Überlagerungsgetriebe ausgebildet sein, wenn zwei elektrische Maschinen vorgesehen sind. Das Überlagerungsgetriebe kann eine erste Eingangswelle, eine zweite Eingangswelle und eine Ausgangswelle aufweisen. Beispielsweise weist das Überlagerungsgetriebe keine weiteren Ein- und Ausgangswellen auf. Das Überlagerungsgetriebe kann dazu ausgebildet sein, an den beiden Eingangswellen anliegende Drehmomente zu überlagern, beispielsweise durch eine Summierung. Durch anliegende Drehmomente an Wellen des Überlagerungsgetriebes kann auch ein Übersetzungsverhältnis zwischen einer Eingangswelle und der Ausgangswelle variiert werden.According to a further embodiment, the drive device has a second electric machine with a second motor shaft, a second stator and a second rotor. The numbering can again only serve for assignment. The second electric machine can be designed to provide drive power to the second motor shaft. The second electric machine usually has only one motor shaft. The designation as second motor shaft, for example, only serves to assign the second electric machine. The second motor shaft can be arranged coaxially to the crankshaft. The first and second electric machines can be arranged offset to one another in an axially parallel manner. The transmission can be designed as a superposition transmission if two electric machines are provided. The superposition transmission can have a first input shaft, a second input shaft and an output shaft. For example, the superposition transmission does not have any further input and output shafts. The superposition transmission can be designed to superimpose torques applied to the two input shafts, for example by summing them. A transmission ratio between an input shaft and the output shaft can also be varied by applying torques to shafts of the superposition transmission.

Die zweite elektrische Maschine kann über das Getriebe mit der Abtriebswelle mechanisch wirkverbindbar sein. Die zweite elektrische Maschine kann über das Getriebe mit der Abtriebswelle mechanisch wirkverbunden sein. Beispielsweise kann die zweite elektrische Maschine mit der ersten Eingangswelle mechanisch wirkverbindbar sein. Die Kurbelwelle kann mit der zweiten Eingangswelle mechanisch wirkverbindbar sein. Die Abtriebswelle kann mit der Ausgangswelle mechanisch wirkverbindbar sein. Eine von der ersten und zweiten elektrischen Maschine kann eingerichtet sein, eine stufenlose Übersetzung am Getriebe zwischen der zweiten Eingangswelle und der Ausgangswelle bereitzustellen. Durch die stufenlose Übersetzung, welche durch zumindest eine der beiden elektrischen Maschinen bereitgestellt werden kann, kann auf eine Gangschaltung verzichtet werden. Beispielsweise sind keine Lamellenkupplungen oder Klauenkupplungen notwendig, welche aktiv zum Verändern einer Übersetzung betätigt werden. Eine weitere Ketten- oder Nabenschaltung ist somit auch nicht notwendig. Beispielsweise kann sowohl die erste wie auch die zweite elektrische Maschine zum Antrieb als auch zur Veränderung der stufenlosen Übersetzung verwendet werden. Wird eine der beiden elektrischen Maschinen zum Einstellen der stufenlosen Übersetzung verwendet, so kann die andere der beiden elektrischen Maschinen zum Antrieb oder zur Unterstützung verwendet werden. Beispielsweise kann ein im Wesentlichen batterieneutraler Betrieb möglich sein, wenn eine elektrische Maschine als Generator und die andere elektrische Maschine als Elektromotor verwendet wird.The second electric machine can be mechanically operatively connected to the output shaft via the transmission. The second electric machine can be mechanically operatively connected to the output shaft via the transmission. For example, the second electric machine can be mechanically operatively connected to the first input shaft. The crankshaft can be mechanically operatively connected to the second input shaft. The output shaft can be mechanically operatively connected to the output shaft. One of the first and second electric machines can be set up to provide a continuously variable transmission on the transmission between the second input shaft and the output shaft. to provide. Due to the continuously variable transmission, which can be provided by at least one of the two electrical machines, gear shifting is not necessary. For example, no multi-plate clutches or claw clutches are required, which are actively operated to change a transmission ratio. An additional chain or hub gear is therefore also not necessary. For example, both the first and the second electrical machine can be used to drive and also to change the continuously variable transmission ratio. If one of the two electrical machines is used to set the continuously variable transmission ratio, the other of the two electrical machines can be used to drive or provide support. For example, essentially battery-neutral operation may be possible if one electrical machine is used as a generator and the other electrical machine as an electric motor.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist in einer axialen Anordnung von einem ersten Ende der Kurbelwelle zu einem zweiten Ende der Kurbelwelle zunächst die zweite elektrische Maschine, dann das Getriebe, dann das fünfte Stirnrad des ersten Stirnradsatzes und dann die Abtriebswelle angeordnet. Das erste Ende der Kurbelwelle kann beispielsweise ein linkes Ende der Kurbelwelle sein und das zweite Ende der Kurbelwelle kann beispielsweise ein rechtes Ende der Kurbelwelle sein. Rechts und links können dabei orthogonal zu einer Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet sein, welches die Antriebseinrichtung aufweisen kann. Rechts und links können zu einer linken und rechten Seite des Fahrzeugs korrespondieren. Wenn beispielsweise in einer axialen Anordnung vom ersten Ende zum zweiten Ende zunächst die zweite elektrische Maschine und dann das Getriebe angeordnet ist, so kann zumindest ein Bereich der zweiten elektrischen Maschine in axialer Anordnung näher am ersten Ende angeordnet sein als alle Bereiche des Getriebes. Beispielsweise kann ein linkes axiales Ende auch durch eine linke Seite eines radial innersten Bereichs eines Bauteils definiert sein und ein rechtes axiales Ende durch eine rechte Seite eines radial innersten Bereichs dieses Bauteils. Die erste und die zweite elektrische Maschine können beispielsweise im gleichen Axialbereich bezogen auf die Kurbelwelle angeordnet sein. Sind beispielsweise die erste und die zweite elektrische Maschine im gleichen Axialbereich bezogen auf die Kurbelwelle angeordnet, so können die erste und zweite elektrische Maschine eine ähnliche oder identische Längserstreckung entlang der Kurbelwelle aufweisen. Dabei kann eine Längserstreckung der ersten elektrischen Maschine im ähnlichen oder identischen Axialbereich bezogen auf die Kurbelwelle angeordnet sein wie eine Längserstreckung der zweiten elektrischen Maschine. Dadurch ist eine besonders platzsparende Bauweise der Antriebseinrichtung möglich. Beispielsweise können so axial zwischen den elektrischen Maschinen und der Abtriebswelle Stirnräder des ersten Stirnradsatzes sowie das Getriebe radial stark verschachtelt und kompakt angeordnet werden.According to a further embodiment, in an axial arrangement from a first end of the crankshaft to a second end of the crankshaft, first the second electric machine, then the transmission, then the fifth spur gear of the first spur gear set and then the output shaft are arranged. The first end of the crankshaft can be, for example, a left end of the crankshaft and the second end of the crankshaft can be, for example, a right end of the crankshaft. Right and left can be aligned orthogonally to a forward direction of travel of the vehicle, which can have the drive device. Right and left can correspond to a left and right side of the vehicle. If, for example, in an axial arrangement from the first end to the second end, first the second electric machine and then the transmission are arranged, at least one area of the second electric machine can be arranged closer to the first end in the axial arrangement than all areas of the transmission. For example, a left axial end can also be defined by a left side of a radially innermost area of a component and a right axial end by a right side of a radially innermost area of this component. The first and second electrical machines can, for example, be arranged in the same axial region relative to the crankshaft. If, for example, the first and second electrical machines are arranged in the same axial region relative to the crankshaft, the first and second electrical machines can have a similar or identical longitudinal extension along the crankshaft. A longitudinal extension of the first electrical machine can be arranged in a similar or identical axial region relative to the crankshaft as a longitudinal extension of the second electrical machine. This enables a particularly space-saving design of the drive device. For example, spur gears of the first spur gear set and the gearbox can be arranged radially in a highly nested and compact manner axially between the electrical machines and the output shaft.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die erste Drehachse radial überlappungsfrei zu dem zweiten Rotor angeordnet. Die Drehachse der ersten Zwischenwelle kann radial überlappungsfrei zum zweiten Stator angeordnet sein. Die erste Zwischenwelle kann radial überlappungsfrei zum zweiten Rotor angeordnet sein. Die erste Zwischenwelle kann radial überlappungsfrei zum zweiten Stator sein. Dadurch können die erste Zwischenwelle und die zweite elektrische Maschine axial überlappend angeordnet werden. Dadurch kann die Antriebseinrichtung in besonders platzsparender Weise den axialen Bauraum ausnutzen.According to a further embodiment, the first axis of rotation is arranged radially without overlapping with the second rotor. The axis of rotation of the first intermediate shaft can be arranged radially without overlapping with the second stator. The first intermediate shaft can be arranged radially without overlapping with the second rotor. The first intermediate shaft can be arranged radially without overlapping with the second stator. As a result, the first intermediate shaft and the second electric machine can be arranged axially overlapping. As a result, the drive device can utilize the axial installation space in a particularly space-saving manner.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die zweite Drehachse radial überlappungsfrei zum zweiten Rotor angeordnet. Die zweite Drehachse kann radial überlappungsfrei zum zweiten Stator angeordnet sein. Die zweite Zwischenwelle kann radial überlappungsfrei zum zweiten Rotor angeordnet sein. Die zweite Zwischenwelle kann radial überlappungsfrei zum zweiten Stator angeordnet sein. Damit kann ein besonders großer Wirkdurchmesser des fünften Stirnrads bereitgestellt werden. Damit kann eine besonders große Übersetzung zwischen der ersten elektrischen Maschine und der Abtriebswelle bereitgestellt werden.According to a further embodiment, the second axis of rotation is arranged radially without overlapping with the second rotor. The second axis of rotation can be arranged radially without overlapping with the second stator. The second intermediate shaft can be arranged radially without overlapping with the second rotor. The second intermediate shaft can be arranged radially without overlapping with the second stator. This makes it possible to provide a particularly large effective diameter of the fifth spur gear. This makes it possible to provide a particularly large gear ratio between the first electric machine and the output shaft.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die erste Drehachse radial überlappend zum ersten Rotor angeordnet. Die erste Drehachse kann radial überlappungsfrei zum ersten Stator angeordnet sein. Die erste Zwischenwelle kann radial überlappend zum ersten Rotor angeordnet sein. Die erste Zwischenwelle kann radial überlappungsfrei oder radial überlappend zum ersten Stator angeordnet sein. Die radiale Überlappung der ersten Drehachse mit dem ersten Rotor kann das Vorsehen eines besonders kleinen Wirkdurchmessers des ersten Stirnrads vereinfachen. Damit kann einfach eine besonders große Übersetzung zwischen dem ersten und dem zweiten Stirnrad bereitgestellt werden. Damit kann beispielsweise einfach eine besonders große Übersetzung zwischen der ersten elektrischen Maschine und der Abtriebswelle bereitgestellt werden.According to a further embodiment, the first axis of rotation is arranged radially overlapping the first rotor. The first axis of rotation can be arranged radially without overlapping the first stator. The first intermediate shaft can be arranged radially overlapping the first rotor. The first intermediate shaft can be arranged radially without overlapping or radially overlapping the first stator. The radial overlap of the first axis of rotation with the first rotor can simplify the provision of a particularly small effective diameter of the first spur gear. This makes it easy to provide a particularly large gear ratio between the first and second spur gears. This makes it easy to provide a particularly large gear ratio between the first electrical machine and the output shaft, for example.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die zweite Drehachse radial überlappungsfrei zum ersten Rotor angeordnet. Die zweite Drehachse kann radial überlappend zum ersten Stator angeordnet sein. Die zweite Zwischenwelle kann radial überlappungsfrei zum ersten Rotor angeordnet sein. Die zweite Zwischenwelle kann radial überlappend oder radial überlappungsfrei zum ersten Stator angeordnet sein. Beispielsweise kann damit der Wirkdurchmesser des dritten Stirnrads besonders klein sein und der Wirkdurchmesser des fünften Stirnrads besonders groß. Somit kann einfach und kompakt eine besonders große Übersetzung zwischen dem dritten und dem fünften Stirnrad bereitgestellt werden. Somit kann eine besonders große Übersetzung zwischen der ersten elektrischen Maschine und der Abtriebswelle bereitgestellt werden.According to a further embodiment, the second axis of rotation is arranged radially without overlapping with the first rotor. The second axis of rotation can be arranged radially overlapping with the first stator. The second intermediate shaft can be arranged radially without overlapping with the first rotor. The second intermediate shaft can be arranged radially overlapping or be arranged radially without overlapping with the first stator. For example, the effective diameter of the third spur gear can be particularly small and the effective diameter of the fifth spur gear particularly large. This makes it possible to provide a particularly large gear ratio between the third and fifth spur gears in a simple and compact manner. This makes it possible to provide a particularly large gear ratio between the first electrical machine and the output shaft.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Getriebe einen Planetenradsatz auf. Das Getriebe kann nur einen einzigen Planetenradsatz aufweisen oder auch mehr als einen Planetenradsatz, beispielsweise zwei Planetenradsätze. Der Planetenradsatz kann als Minus-Planetenradsatz ausgebildet sein. Ein Planetenradsatz kann drei Drehelemente aufweisen. Der Planetenradsatz kann ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetenträger und ein erstes Hohlrad aufweisen. An dem ersten Planetenträger können ein oder mehrere Planetenräder drehbar gelagert sein.According to a further embodiment, the transmission has a planetary gear set. The transmission can have only a single planetary gear set or more than one planetary gear set, for example two planetary gear sets. The planetary gear set can be designed as a minus planetary gear set. A planetary gear set can have three rotating elements. The planetary gear set can have a first sun gear, a first planet carrier and a first ring gear. One or more planetary gears can be rotatably mounted on the first planet carrier.

Beispielsweise kann der Planetenradsatz drei auf dem gleichen Durchmesser um die Kurbelwelle angeordnete Planetenräder aufweisen. Das erste Sonnenrad kann eine Außenverzahnung aufweisen, mit welcher Außenverzahnungen jeweiliger Planetenräder kämmen. Das erste Hohlrad kann eine Innenverzahnung aufweisen, mit welcher ebenfalls Außenverzahnungen jeweiliger Planetenräder kämmen. Ein Minus-Planetenradsatz weist eine negative Standübersetzung auf. Bei einem Minus-Planetenradsatz kämmen die Planetenräder beispielsweise sowohl mit dem Sonnenrad als auch dem Hohlrad. Alternativ kann der Planetenradsatz als Plus-Planetenradsatz ausgebildet sein. Ein Plus-Planetenradsatz weist eine positive Standübersetzung auf. Bei einem Plus-Planetenradsatz sind beispielsweise mehrere Sätze von Planetenrädern vorgesehen. In dem Fall von zwei Sätzen von Planetenrädern kämmt jedes Planetenrad eines ersten Satzes mit einem Sonnenrad und einem Planetenrad eines zweiten Satzes. Die Planetenräder des zweiten Satzes kämmen in diesem Fall mit dem Hohlrad. Durch einen Planetenradsatz kann mit geringem axialen Bauraumbedarf eine hohe Übersetzung bereitgestellt werden.For example, the planetary gear set can have three planet gears arranged on the same diameter around the crankshaft. The first sun gear can have external teeth, with which external teeth of respective planet gears mesh. The first ring gear can have internal teeth, with which external teeth of respective planet gears also mesh. A minus planetary gear set has a negative stationary gear ratio. In a minus planetary gear set, the planet gears mesh with both the sun gear and the ring gear, for example. Alternatively, the planetary gear set can be designed as a plus planetary gear set. A plus planetary gear set has a positive stationary gear ratio. In a plus planetary gear set, for example, several sets of planet gears are provided. In the case of two sets of planet gears, each planet gear of a first set meshes with a sun gear and a planet gear of a second set. In this case, the planet gears of the second set mesh with the ring gear. A planetary gear set can provide a high gear ratio with little axial space required.

Die erste Eingangswelle kann als das erste Sonnenrad ausgebildet sein. Die zweite Eingangswelle kann als der erste Planetenträger ausgebildet sein. Die Ausgangswelle kann als das erste Hohlrad ausgebildet sein. Die zweite Motorwelle kann mit dem ersten Sonnenrad mechanisch wirkverbindbar sein. Die zweite Motorwelle kann mit dem ersten Sonnenrad mechanisch wirkverbunden sein. Die Kurbelwelle kann mit dem ersten Planetenträger mechanisch wirkverbindbar sein. Die Kurbelwelle kann mit dem ersten Planetenträger mechanisch wirkverbunden sein. Die Kurbelwelle kann mit den ersten Planetenträger drehfest verbindbar sein. Die Kurbelwelle kann mit dem ersten Planetenträger permanent drehfest verbunden sein. Das erste Hohlrad kann mit der Abtriebswelle drehfest verbindbar sein. Das erste Hohlrad kann mit der Abtriebswelle permanent drehfest verbunden sein. So kann einfach eine stufenlos verstellbare Übersetzung durch den Planetenradsatz bereitgestellt werden. Durch das Vorsehen des Planetenradsatzes kann ein mechanisch einfaches Überlagerungsgetriebe ausgebildet werden, wobei motorisch erzeugte Antriebskraft und Muskelkraft überlagert und an die Abtriebswelle übertragen werden können.The first input shaft can be designed as the first sun gear. The second input shaft can be designed as the first planet carrier. The output shaft can be designed as the first ring gear. The second motor shaft can be mechanically operatively connected to the first sun gear. The second motor shaft can be mechanically operatively connected to the first sun gear. The crankshaft can be mechanically operatively connected to the first planet carrier. The crankshaft can be mechanically operatively connected to the first planet carrier. The crankshaft can be rotationally fixedly connected to the first planet carrier. The crankshaft can be permanently rotationally fixedly connected to the first planet carrier. The first ring gear can be rotationally fixedly connected to the output shaft. The first ring gear can be permanently rotationally fixedly connected to the output shaft. In this way, a continuously adjustable transmission ratio can be easily provided by the planetary gear set. By providing the planetary gear set, a mechanically simple superposition gear can be formed, whereby the motor-generated drive force and muscle power can be superimposed and transmitted to the output shaft.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Antriebseinrichtung einen zweiten Stirnradsatz mit zwei Stirnradstufen auf. Beispielsweise kann der zweite Stirnradsatz genau vier Stirnräder aufweisen, wobei zwei Paare von Stirnrädern miteinander kämmen. Jeweils ein Paar der Stirnräder des zweiten Stirnradsatzes, welche miteinander kämmen, bilden dann eine Stirnradstufe. Die zwei Stirnradstufen können miteinander verbunden sein, beispielsweise indem zwei Stirnräder miteinander permanent drehfest über eine Zwischenwelle des zweiten Stirnradsatzes verbunden sind. Die Zwischenwelle des zweiten Stirnradsatzes kann achsparallel versetzt zur Kurbelwelle und alternativ oder zusätzlich achsparallel versetzt zur ersten Motorwelle angeordnet sein. Eine solche Bauweise kann einfach herstellbar sein und kann es erlauben, die Verzahnung von jeweiligen miteinander kämmenden Zahnrädern des zweiten Stirnradsatzes besonders frei zu optimieren.According to a further embodiment, the drive device has a second spur gear set with two spur gear stages. For example, the second spur gear set can have exactly four spur gears, with two pairs of spur gears meshing with one another. A pair of spur gears of the second spur gear set that mesh with one another then form a spur gear stage. The two spur gear stages can be connected to one another, for example by two spur gears being permanently connected to one another in a rotationally fixed manner via an intermediate shaft of the second spur gear set. The intermediate shaft of the second spur gear set can be arranged axially parallel to the crankshaft and alternatively or additionally axially parallel to the first motor shaft. Such a design can be easy to manufacture and can allow the toothing of the respective meshing gears of the second spur gear set to be optimized particularly freely.

Die zweite Motorwelle kann mit dem ersten Sonnenrad über den zweiten Stirnradsatz verbindbar sein. Die zweite Motorwelle kann mit dem ersten Sonnenrad über den zweiten Stirnradsatz mechanisch wirkverbindbar sein. Die zweite Motorwelle kann mit dem ersten Sonnenrad über den zweiten Stirnradsatz mechanisch wirkverbunden sein. Die zweite elektrische Maschine kann über den zweiten Stirnradsatz mit dem ersten Sonnenrad mechanisch wirkverbindbar sein. Die zweite elektrische Maschine kann auch über den zweiten Stirnradsatz mit dem ersten Sonnenrad mechanisch wirkverbunden sein. Die zweite Motorwelle kann mit einem festen Übersetzungsverhältnis mit dem ersten Sonnenrad verbunden sein.The second motor shaft can be connected to the first sun gear via the second spur gear set. The second motor shaft can be mechanically operatively connected to the first sun gear via the second spur gear set. The second motor shaft can be mechanically operatively connected to the first sun gear via the second spur gear set. The second electric machine can be mechanically operatively connected to the first sun gear via the second spur gear set. The second electric machine can also be mechanically operatively connected to the first sun gear via the second spur gear set. The second motor shaft can be connected to the first sun gear with a fixed gear ratio.

Der erste Stirnradsatz und der zweite Stirnradsatz können zumindest teilweise radial überlappend angeordnet sein. Eine teilweise radiale Überlappung kann bedeuten, dass die Stirnradsätze wenigstens teilweise im gleichen radialen Teilabschnitt angeordnet sind. Beispielsweise kann zumindest ein Teil eines Stirnrads des ersten Stirnradsatzes mit zumindest einem Teil eines Stirnrads des zweiten Stirnradsatzes zumindest teilweise radial überlappend angeordnet sein. Mit einer solchen Antriebseinrichtung kann auf einfache Art eine große Übersetzung zwischen der zweiten elektrischen Maschine und dem Getriebe bereitgestellt werden.The first spur gear set and the second spur gear set can be arranged at least partially radially overlapping. A partial radial overlap can mean that the spur gear sets are at least partially arranged in the same radial section. For example, at least part of a spur gear of the first spur gear set can be connected to at least part of a spur gear of the second spur gear set can be arranged at least partially radially overlapping. With such a drive device, a large gear ratio between the second electric machine and the transmission can be provided in a simple manner.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das fünfte Stirnrad durch das erste Hohlrad gebildet. Eine Verzahnung an der Außenseite des ersten Hohlrads kann eine Verzahnung des fünften Stirnrads ausbilden. Diese Verzahnung an der Außenseite des ersten Hohlrads kann mit einer Verzahnung des vierten Stirnrads kämmen. Beispielsweise kann das erste Hohlrad sowohl eine Innenverzahnung als auch eine Außenverzahnung aufweisen. Die Innerverzahnung kann mit Planetenrädern des Planetenradsatzes kämmen. Die Außenverzahnung kann mit dem vierten Stirnrad kämmen. Die Innenverzahnung und die Außenverzahnung des ersten Hohlrads können dabei im gleichen Axialbereich bezogen auf die Kurbelwelle angeordnet sein. Alternativ können die Innenverzahnung und die Außenverzahnung des ersten Hohlrads in unterschiedlichen Axialbereichen bezogen auf die Kurbelwelle angeordnet sein. Durch eine solche Antriebseinrichtung mit einem solchen ersten Hohlrad kann auf mechanisch besonders einfache Art und Weise eine Überlagerung von Antriebskraft der zweiten elektrischen Maschine mit Antriebskraft der ersten elektrischen Maschine und Muskelkraft des Fahrers erfolgen. Das erste Hohlrad kann einstückig oder mehrteilig ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Außenverzahnung durch ein erstes Teil des ersten Hohlrads und die Innenverzahnung durch ein zweites Teil des ersten Hohlrads gebildet sein, wobei die beiden Teile permanent drehfest miteinander verbunden sind. Die Fertigung kann in diesem Fall einfach und kostengünstig sein. Bei der einstückigen Bauweise kann die Antriebseinrichtung besonders wenig Teile aufweisen und damit einfach zu montieren sein.According to a further embodiment, the fifth spur gear is formed by the first ring gear. A toothing on the outside of the first ring gear can form a toothing of the fifth spur gear. This toothing on the outside of the first ring gear can mesh with a toothing of the fourth spur gear. For example, the first ring gear can have both an internal toothing and an external toothing. The internal toothing can mesh with planetary gears of the planetary gear set. The external toothing can mesh with the fourth spur gear. The internal toothing and the external toothing of the first ring gear can be arranged in the same axial region relative to the crankshaft. Alternatively, the internal toothing and the external toothing of the first ring gear can be arranged in different axial regions relative to the crankshaft. By means of such a drive device with such a first ring gear, a superposition of the driving force of the second electric machine with the driving force of the first electric machine and the muscle power of the driver can take place in a mechanically particularly simple manner. The first ring gear can be made in one piece or in multiple parts. For example, the external toothing can be formed by a first part of the first ring gear and the internal toothing by a second part of the first ring gear, with the two parts being permanently connected to one another in a rotationally fixed manner. In this case, production can be simple and cost-effective. With the one-piece design, the drive device can have very few parts and can therefore be easy to assemble.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Getriebe einen Stufenplanetenradsatz auf. Der Stufenplanetenradsatz kann koaxial zur Kurbelwelle angeordnet sein. Das Getriebe kann lediglich einen Stufenplanetenradsatz aufweisen. Der Stufenplanetenradsatz kann ein zweites Sonnenrad, ein zweites Hohlrad, ein drittes Hohlrad und wenigstens einen Stufenplaneten aufweisen. Die Nummerierung kann hier lediglich der Zuordnung dienen. Der Stufenplanetenradsatz kann alternativ zu dem zuvor beschriebenen Planetenradsatz und alternativ zu dem zuvor beschriebenen zweiten Stirnradsatz vorgesehen sein. Der Stufenplanet kann einen ersten Verzahnungsbereich und einen zweiten Verzahnungsbereich aufweisen. Der Stufenplanetenradsatz kann weitere Drehelemente aufweisen. Alternativ kann der Stufenplanetenradsatz kein weiteres Drehelement aufweisen, beispielsweise kann der Stufenplanetenradsatz kein drittes Sonnenrad aufweisen. Der Stufenplanetenradsatz kann drei auf dem gleichen Durchmesser um die Kurbelwelle angeordnete Stufenplaneten aufweisen. Das zweite Sonnenrad kann eine Außenverzahnung aufweisen, mit welcher einer der Verzahnungsbereiche der Außenverzahnungen jeweiliger Stufenplaneten kämmen. Das zweite Hohlrad kann eine Innenverzahnung aufweisen, mit welcher einer der Verzahnungsbereiche der Außenverzahnungen jeweiliger Stufenplaneten kämmen. Das dritte Hohlrad kann eine Innenverzahnung aufweisen, mit welcher einer der Verzahnungsbereiche der Außenverzahnungen jeweiliger Stufenplaneten kämmen.According to a further embodiment, the transmission has a stepped planetary gear set. The stepped planetary gear set can be arranged coaxially to the crankshaft. The transmission can only have one stepped planetary gear set. The stepped planetary gear set can have a second sun gear, a second ring gear, a third ring gear and at least one stepped planet. The numbering can only serve for assignment here. The stepped planetary gear set can be provided as an alternative to the planetary gear set described above and as an alternative to the second spur gear set described above. The stepped planet can have a first toothing area and a second toothing area. The stepped planetary gear set can have further rotating elements. Alternatively, the stepped planetary gear set can have no further rotating element, for example the stepped planetary gear set can have no third sun gear. The stepped planetary gear set can have three stepped planets arranged on the same diameter around the crankshaft. The second sun gear can have an external toothing with which one of the toothing areas of the external toothings of respective stepped planets meshes. The second ring gear can have an internal toothing with which one of the toothing areas of the external toothings of respective stepped planets meshes. The third ring gear can have an internal toothing with which one of the toothing areas of the external toothings of respective stepped planets meshes.

Die zweite Motorwelle kann mit dem zweiten Sonnenrad drehfest verbindbar sein. Die zweite Motorwelle kann mit dem zweiten Sonnenrad permanent drehfest verbunden sein. Das zweite Hohlrad kann mit der Abtriebswelle drehfest verbindbar sein. Das zweite Hohlrad kann mit der Abtriebswelle permanent drehfest verbunden sein. Das dritte Hohlrad kann mit der Kurbelwelle drehfest verbindbar sein. Das dritte Hohlrad kann mit der Kurbelwelle permanent drehfest verbunden sein. Der zweite Verzahnungsbereich kann mit dem zweiten Sonnenrad und mit dem dritten Hohlrad kämmen. Der erste Verzahnungsbereich kann mit dem zweiten Hohlrad kämmen. Durch den Stufenplanetenradsatz kann mit geringem axialen Bauraumbedarf eine hohe Übersetzung zwischen der zweiten elektrischen Maschine und der Abtriebswelle bereitgestellt werden.The second motor shaft can be connected to the second sun gear in a rotationally fixed manner. The second motor shaft can be permanently connected to the second sun gear in a rotationally fixed manner. The second ring gear can be connected to the output shaft in a rotationally fixed manner. The second ring gear can be permanently connected to the output shaft in a rotationally fixed manner. The third ring gear can be connected to the crankshaft in a rotationally fixed manner. The third ring gear can be permanently connected to the crankshaft in a rotationally fixed manner. The second toothing area can mesh with the second sun gear and with the third ring gear. The first toothing area can mesh with the second ring gear. The stepped planetary gear set can provide a high gear ratio between the second electric machine and the output shaft with little axial space required.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Getriebe einen vierten Planetenradsatz, einen fünften Planetenradsatz, einen sechsten Planetenradsatz, einen siebten Planetenradsatz, eine erste Bremse, eine zweite Bremse, eine dritte Bremse, eine vierte Bremse, einen ersten Freilauf, einen zweiten Freilauf, einen dritten Freilauf und einen vierten Freilauf auf. Das Getriebe kann neben dem vierten, fünften, sechsten und siebten Planetenradsatz keine weiteren Planetenradsätze aufweisen. Die Nummerierung kann hier ebenfalls der Zuordnung dienen. Das Getriebe kann neben der ersten Bremse, der zweiten Bremse, der dritten Bremse und der vierten Bremse keine weiteren Bremsen aufweisen. Das Getriebe kann neben dem ersten Freilauf, dem zweiten Freilauf, dem dritten Freilauf und dem vierten Freilauf keine weiteren Freiläufe aufweisen. Der vierte Planetenradsatz kann ein viertes Sonnenrad, einen vierten Planetenträger und ein viertes Hohlrad aufweisen. Der fünfte Planetenradsatz kann ein fünftes Sonnenrad, einen fünften Planetenträger und ein fünftes Hohlrad aufweisen. Der der sechste Planetenradsatz kann ein sechstes Sonnenrad, einen sechsten Planetenträger und ein sechstes Hohlrad aufweisen. Der siebte Planetenradsatz kann ein siebtes Sonnenrad, einen siebten Planetenträger und ein siebtes Hohlrad aufweisen. Ein Planetenradsatz von dem vierten, fünften, sechsten und siebten Planetenradsatz kann neben den drei Drehelementen Sonnenrad, Planetenträger und Hohlrad keine weiteren Drehelemente aufweisen. Die Nummerierung kann auch hier, wie bei anderen Nummerierungen, der eindeutigen Zuordnung dienen.According to a further embodiment, the transmission has a fourth planetary gear set, a fifth planetary gear set, a sixth planetary gear set, a seventh planetary gear set, a first brake, a second brake, a third brake, a fourth brake, a first freewheel, a second freewheel, a third freewheel and a fourth freewheel. The transmission cannot have any further planetary gear sets besides the fourth, fifth, sixth and seventh planetary gear sets. The numbering can also be used for assignment here. The transmission cannot have any further brakes besides the first brake, the second brake, the third brake and the fourth brake. The transmission cannot have any further freewheels besides the first freewheel, the second freewheel, the third freewheel and the fourth freewheel. The fourth planetary gear set can have a fourth sun gear, a fourth planet carrier and a fourth ring gear. The fifth planetary gear set can have a fifth sun gear, a fifth planet carrier and a fifth ring gear. The sixth planetary gear set may include a sixth sun gear, a sixth planet carrier, and a sixth ring gear. The seventh planetary gear set may include a seventh sun gear, a seventh planet carrier, and a seventh ring gear. A planetary gear set consisting of the fourth, fifth, sixth and seventh planetary gear sets cannot have any other rotating elements besides the three rotating elements: sun gear, planet carrier and ring gear. The numbering can also be used here, as with other numberings, for unambiguous assignment.

Das vierte Sonnenrad kann mit dem fünften Planetenträger permanent drehfest verbunden sein. Der vierte Planetenträger kann mit der Kurbelwelle drehfest verbindbar sein. Der vierte Planetenträger kann mit der Kurbelwelle permanent drehfest verbunden sein. Das vierte Hohlrad kann mit dem sechsten Planetenträger permanent drehfest verbunden sein. Der vierte Planetenträger kann mittels des ersten Freilaufs mit dem fünften Sonnenrad drehfest verbindbar sein. Das fünfte Sonnenrad kann mittels der ersten Bremse festsetzbar sein. Ein Festsetzen kann beispielsweise immer durch ein drehfestes Verbinden mit einem Gehäuse oder sonstigem stationären Bauteil erfolgen. Beispielsweise kann ein Element mittels einer Bremse am Gehäuse festsetzbar sein. Das fünfte Hohlrad kann mittels der zweiten Bremse festsetzbar sein. Das fünfte Hohlrad kann mittels des zweiten Freilaufs mit dem sechsten Planetenträger drehfest verbindbar sein. Das sechste Sonnenrad kann mittels der dritten Bremse festsetzbar sein. Das sechste Sonnenrad kann mittels des dritten Freilaufs mit dem sechsten Hohlrad drehfest verbindbar sein. Der sechste Planetenradsatz kann mittels des dritten Freilaufs verblockt werden. Dafür können zwei Drehelemente des sechsten Planetenradsatzes, wie beispielsweise das sechste Hohlrad und das sechste Sonnenrad, miteinander mittels des dritten Freilaufs drehfest verbindbar sein. Im verblockten Zustand Laufen beispielsweise alle Drehelemente eines Planetenradsatzes mit einer gleichen Winkelgeschwindigkeit um. Das sechste Hohlrad kann mit dem siebten Planetenträger permanent drehfest verbunden sein. Das siebte Sonnenrad kann mit der Abtriebswelle drehfest verbindbar sein. Das siebte Sonnenrad kann mit der Abtriebswelle permanent drehfest verbunden sein. Das siebte Sonnenrad kann mittels des vierten Freilaufs mit dem siebten Hohlrad drehfest verbindbar sein. Der siebte Planetenradsatz kann mittels des vierten Freilaufs verbockt werden. Dafür können zwei Drehelemente des siebten Planetenradsatzes, wie beispielsweise das siebte Hohlrad und das siebte Sonnenrad, miteinander mittels des vierten Freilaufs drehfest verbindbar sein. Das siebte Hohlrad kann mittels der vierten Bremse festsetzbar sein. Das Getriebe kann dazu ausgebildet sein, sechzehn unterschiedliche Übersetzungen bereitzustellen. The fourth sun gear can be permanently connected to the fifth planet carrier in a rotationally fixed manner. The fourth planet carrier can be rotationally fixed to the crankshaft. The fourth planet carrier can be permanently connected to the crankshaft in a rotationally fixed manner. The fourth ring gear can be permanently connected to the sixth planet carrier in a rotationally fixed manner. The fourth planet carrier can be rotationally fixed to the fifth sun gear by means of the first freewheel. The fifth sun gear can be locked by means of the first brake. Locking can always be done, for example, by a rotationally fixed connection to a housing or other stationary component. For example, an element can be locked to the housing by means of a brake. The fifth ring gear can be locked by means of the second brake. The fifth ring gear can be rotationally fixed to the sixth planet carrier by means of the second freewheel. The sixth sun gear can be locked by means of the third brake. The sixth sun gear can be rotationally fixed to the sixth ring gear by means of the third freewheel. The sixth planetary gear set can be blocked by means of the third freewheel. For this purpose, two rotating elements of the sixth planetary gear set, such as the sixth ring gear and the sixth sun gear, can be connected to one another in a rotationally fixed manner by means of the third freewheel. In the blocked state, for example, all rotating elements of a planetary gear set rotate at the same angular velocity. The sixth ring gear can be permanently connected to the seventh planet carrier in a rotationally fixed manner. The seventh sun gear can be permanently connected to the output shaft in a rotationally fixed manner. The seventh sun gear can be permanently connected to the output shaft in a rotationally fixed manner. The seventh sun gear can be rotationally fixedly connected to the seventh ring gear by means of the fourth freewheel. The seventh planetary gear set can be blocked by means of the fourth freewheel. For this purpose, two rotating elements of the seventh planetary gear set, such as the seventh ring gear and the seventh sun gear, can be rotationally fixedly connected to one another in a rotationally fixed manner by means of the fourth freewheel. The seventh ring gear can be locked by means of the fourth brake. The transmission can be designed to provide sixteen different gear ratios.

Das Getriebe kann Übersetzungen zwischen der Kurbelwelle und der Abtriebswelle bereitstellen. Damit kann auf die zweite elektrische Maschine zur Bereitstellung einer stufenlosen Übersetzung verzichtet werden. So kann auf energiesparende Art eine Schaltung bereitgestellt werden.The transmission can provide gear ratios between the crankshaft and the output shaft. This means that the second electric machine for providing a continuously variable gear ratio is not required. This means that gear shifting can be provided in an energy-saving manner.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Fahrzeug. Das Fahrzeug kann als Fahrrad, beispielsweise als Pedelec, ausgebildet sein. Das Fahrzeug kann eine Antriebseinrichtung nach einer Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung aufweisen. Die Abtriebswelle kann über ein Kraftübertragungselement mit einem Abtrieb, wie einem Rad des Fahrrads, zum Antrieben des Fahrzeugs gekoppelt sein.

1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform einer Antriebseinrichtung.
2 veranschaulicht schematisch in einer Seitenansicht eine radiale Anordnung jeweiliger Stirnräder der Antriebseinrichtung gemäß 1 zueinander.
3 zeigt schematisch eine Antriebseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
4 zeigt schematisch eine Antriebseinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
5 zeigt schematisch eine Antriebseinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.
6 zeigt schematisch eine Antriebseinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform.

A second aspect of the present invention relates to a vehicle. The vehicle can be designed as a bicycle, for example as a pedelec. The vehicle can have a drive device according to an embodiment of the first aspect of the present invention. The output shaft can be coupled via a power transmission element to an output, such as a wheel of the bicycle, for driving the vehicle.

1 shows schematically a first embodiment of a drive device.
2 schematically illustrates in a side view a radial arrangement of respective spur gears of the drive device according to 1 to each other.
3 shows schematically a drive device according to a second embodiment.
4 shows schematically a drive device according to a third embodiment.
5 shows schematically a drive device according to a fourth embodiment.
6 shows schematically a drive device according to a fifth embodiment.

1 zeigt schematisch eine Antriebseinrichtung mit einer Kurbeleinrichtung 2 für ein Fahrrad. Die Kurbeleinrichtung 2 weist eine Kurbelwelle W1 zur Einleitung einer Muskelkraft auf. An einem ersten in der Darstellung linken Ende 3 der Kurbelwelle W1 ist ein Kurbelarm mit einem Pedal angeordnet und befestigt. An einem zweiten in der Darstellung rechten Ende 5 der Kurbelwelle W1 ist ein weiterer Kurbelarm mit einem weiteren Pedal befestigt. 1 shows schematically a drive device with a crank device 2 for a bicycle. The crank device 2 has a crankshaft W1 for introducing muscle power. A crank arm with a pedal is arranged and fastened to a first end 3 of the crankshaft W1 (left in the illustration). A further crank arm with a further pedal is fastened to a second end 5 of the crankshaft W1 (right in the illustration).

Die Antriebseinrichtung weist ferner ein Gehäuse 10 auf, gegen welches nicht rotierende Teile der Antriebseinrichtung abgestützt werden. Das Gehäuse 10 ist in der gezeigten Ausführungsform durch einen Fahrradrahmen gebildet.The drive device further comprises a housing 10 against which non-rotating parts of the drive device are supported. In the embodiment shown, the housing 10 is formed by a bicycle frame.

Koaxial zur Kurbelwelle W1 ist ein Getriebe 4 angeordnet. Das Getriebe 4 ist benachbart zu dem ersten Ende 3 der Kurbelwelle W1 angeordnet. Nicht in 1 gezeigt sind drehbare Elemente des Getriebes 4. Beispielhafte Ausgestaltungen des Getriebes 4 mit drehbaren Elementen sind in anderen Ausführungsformen gezeigt.A gear 4 is arranged coaxially to the crankshaft W1. The gear 4 is arranged adjacent to the first end 3 of the crankshaft W1. Not in 1 Rotatable elements of the transmission 4 are shown. Exemplary embodiments of the transmission 4 with rotatable elements are shown in other embodiments.

Die Antriebseinrichtung weist ferner eine erste elektrische Maschine EMo mit einer ersten Motorwelle W2, einem ersten Stator 41 und einem ersten Rotor 42 auf. Die erste elektrische Maschine EMo ist achsparallel versetzt zur Kurbelwelle W1 angeordnet. Die erste elektrische Maschine EMo und das Getriebe 4 sind in der gezeigten Ausführungsform in unterschiedlichen Axialbereichen entlang der Kurbelwelle W1 angeordnet. Der erste Stator 41 ist permanent drehfest mit dem Gehäuse 10 verbunden.The drive device further comprises a first electric machine EMo with a first motor shaft W2, a first stator 41 and a first rotor 42. The first electric machine EMo is arranged axially parallel to the crankshaft W1. In the embodiment shown, the first electric machine EMo and the transmission 4 are arranged in different axial areas along the crankshaft W1. The first stator 41 is permanently connected to the housing 10 in a rotationally fixed manner.

Die Antriebseinrichtung weist eine Abtriebswelle 6 auf. Die Abtriebswelle 6 ist als Hohlwelle ausgebildet, welche koaxial und radial außenseitig zu der Kurbelwelle W1 angeordnet. Die Abtriebswelle 6 ist dazu ausgebildet, eine Antriebskraft auf ein angetriebenes Rad des Fahrrads mittels eines nicht dargestellten Kraftkopplungselements zu übertragen. Die Abtriebswelle 6 ist benachbart zu dem zweiten Ende 5 der Kurbelwelle W1 angeordnet.The drive device has an output shaft 6. The output shaft 6 is designed as a hollow shaft which is arranged coaxially and radially on the outside of the crankshaft W1. The output shaft 6 is designed to transmit a drive force to a driven wheel of the bicycle by means of a force coupling element (not shown). The output shaft 6 is arranged adjacent to the second end 5 of the crankshaft W1.

Das Getriebe 4 ist zur Übertragung der Muskelkraft auf die Abtriebswelle 6 ausgebildet. Die Kurbelwelle W1 ist über das Getriebe 4 mit der Abtriebswelle 6 mechanisch wirkverbunden.The gear 4 is designed to transmit muscle power to the output shaft 6. The crankshaft W1 is mechanically connected to the output shaft 6 via the gear 4.

Die Antriebseinrichtung weist einen ersten Stirnradsatz 18 auf. Die erste elektrische Maschine EMo ist über den ersten Stirnradsatz 18 mit der Abtriebswelle 6 mechanisch wirkverbunden. Der erste Stirnradsatz 18 weist ein erstes Stirnrad ST1, ein zweites Stirnrad ST2, ein drittes Stirnrad ST3, ein viertes Stirnrad ST4 und ein fünftes Stirnrad ST5 auf. Der erste Stirnradsatz 18 weist eine erste Zwischenwelle W3 mit einer ersten Drehachse und eine dazu achsparallel versetzte zweite Zwischenwelle ZW1 mit einer zweiten Drehachse auf. Die Zwischenwellen W3, ZW1 sind achsparallel versetzt zur Kurbelwelle W1 und zur ersten Motorwelle W2 angeordnet. Die Drehachse der ersten Zwischenwelle W3, also die erste Drehachse, ist radial überlappungsfrei zum Getriebe 4 angeordnet. Die Drehachse der zweiten Zwischenwelle ZW1, also die zweite Drehachse, ist radial überlappungsfrei zum Getriebe 4 angeordnet. Damit sind die erste Drehachse und die zweite Drehachse radial überlappungsfrei zu allen drehbaren Elementen des Getriebes 4 angeordnet. Ferner ist die erste Drehachse radial überlappend zum ersten Rotor 42 angeordnet. Dagegen ist die zweite Drehachse radial überlappungsfrei zum ersten Rotor 42 angeordnet.The drive device has a first spur gear set 18. The first electric machine EMo is mechanically connected to the output shaft 6 via the first spur gear set 18. The first spur gear set 18 has a first spur gear ST1, a second spur gear ST2, a third spur gear ST3, a fourth spur gear ST4 and a fifth spur gear ST5. The first spur gear set 18 has a first intermediate shaft W3 with a first axis of rotation and a second intermediate shaft ZW1 with a second axis of rotation offset axially parallel to it. The intermediate shafts W3, ZW1 are arranged axially parallel to the crankshaft W1 and the first motor shaft W2. The axis of rotation of the first intermediate shaft W3, i.e. the first axis of rotation, is arranged radially without overlap with the gearbox 4. The axis of rotation of the second intermediate shaft ZW1, i.e. the second axis of rotation, is arranged radially without overlap with the gearbox 4. The first axis of rotation and the second axis of rotation are thus arranged radially without overlapping with all rotatable elements of the transmission 4. Furthermore, the first axis of rotation is arranged radially overlapping with the first rotor 42. In contrast, the second axis of rotation is arranged radially without overlapping with the first rotor 42.

Das erste Stirnrad ST1 ist permanent drehfest mit der ersten Motorwelle W2 verbunden. Das erste Stirnrad ST1 kämmt mit dem zweiten Stirnrad ST2 und bildet so eine erste Stirnradstufe 22 aus. Das zweite Stirnrad ST2 und das dritte Stirnrad ST3 sind mit der ersten Zwischenwelle W3 permanent drehfest verbunden und somit auch miteinander permanent drehfest verbunden. Das dritte Stirnrad ST3 kämmt mit dem vierten Stirnrad ST4 und bildet so eine zweite Stirnradstufe 24 aus. Das vierte Stirnrad ST4 kämmt mit dem fünften Stirnrad ST5 und bildet so eine dritte Stirnradstufe 26 aus. Das vierte Stirnrad ST4 ist als ein Zwischenrad ST4 ausgebildet, welches somit mit zwei Stirnrädern, hier sowohl mit dem dritten Stirnrad ST3 als auch dem fünften Stirnrad ST5, kämmt. Das vierte Stirnrad ST4 ist mit der zweiten Zwischenwelle ZW1 permanent drehfest verbunden. Das fünfte Stirnrad ST5 ist mit der Abtriebswelle 6 permanent drehfest verbunden. Das erste Stirnrad ST1 und das fünfte Stirnrad ST5 sind über die drei Stirnradstufen 22, 24, 26 mechanisch wirkverbunden. Das erste Stirnrad ST1 ist das im Drehmomentfluss am weitesten antriebsseitig gelegene Stirnrad des ersten Stirnradsatzes 18. Das fünfte Stirnrad ST5 ist das im Drehmomentfluss am weitesten abtriebsseitig gelegene Stirnrad des ersten Stirnradsatzes 18. Abtriebsseitig und antriebsseitig ist dabei durch einen Drehmomentfluss von der ersten Motorwelle W2 hin zu der Abtriebswelle 6 definiert. Es wird beim Fahrbetriebe antriebsseitig durch die erste elektrische Maschine EMo ein Antriebsmoment zur Unterstützung eingeleitet, welches in das erste Stirnrad ST1 eingeleitet wird und von dort zum fünften Stirnrad ST5 übertragen wird. Bei einer möglichen Rekuperation kann sich dieser Drehmomentfluss umkehren.The first spur gear ST1 is permanently connected in a rotationally fixed manner to the first motor shaft W2. The first spur gear ST1 meshes with the second spur gear ST2 and thus forms a first spur gear stage 22. The second spur gear ST2 and the third spur gear ST3 are permanently connected in a rotationally fixed manner to the first intermediate shaft W3 and are therefore also permanently connected in a rotationally fixed manner to one another. The third spur gear ST3 meshes with the fourth spur gear ST4 and thus forms a second spur gear stage 24. The fourth spur gear ST4 meshes with the fifth spur gear ST5 and thus forms a third spur gear stage 26. The fourth spur gear ST4 is designed as an intermediate gear ST4, which thus meshes with two spur gears, here both the third spur gear ST3 and the fifth spur gear ST5. The fourth spur gear ST4 is permanently connected in a rotationally fixed manner to the second intermediate shaft ZW1. The fifth spur gear ST5 is permanently connected in a rotationally fixed manner to the output shaft 6. The first spur gear ST1 and the fifth spur gear ST5 are mechanically connected via the three spur gear stages 22, 24, 26. The first spur gear ST1 is the spur gear of the first spur gear set 18 that is furthest on the drive side in the torque flow. The fifth spur gear ST5 is the spur gear of the first spur gear set 18 that is furthest on the output side in the torque flow. The output side and the drive side are defined by a torque flow from the first motor shaft W2 to the output shaft 6. During driving, a drive torque is introduced on the drive side by the first electric machine EMo to provide support, which is introduced into the first spur gear ST1 and from there transferred to the fifth spur gear ST5. In the event of possible recuperation, this torque flow can be reversed.

In einer axialen Anordnung vom ersten Ende 3 zum zweiten Ende 5 ist zunächst die erste elektrische Maschine EMo, dann das Getriebe 4, dann der erste Stirnradsatz 18 und dann die Abtriebswelle 6 angeordnet.In an axial arrangement from the first end 3 to the second end 5, first the first electric machine EMo, then the gearbox 4, then the first spur gear set 18 and then the output shaft 6 are arranged.

2 veranschaulicht schematisch in einer Seitenansicht eine radiale Anordnung jeweiliger Stirnräder der Antriebseinrichtung gemäß 1 zueinander. Dabei sind in 2 Wirkdurchmesser der Stirnräder ST1 - ST5 der Antriebseinrichtung aus 1 mittels gestrichelter Linien dargestellt. Zusätzlich sind in 2 mittels durchgezogener Linien Durchmesser der ersten elektrischen Maschine EMo und des Getriebes 4 dargestellt. Ein Wirkdurchmesser eines Stirnrads ist dabei der Durchmesser des Stirnrads, welcher zur Berechnung einer Übersetzung verwendet wird, wenn das Stirnrad mit einem weiteren Stirnrad kämmt und eine Stirnradstufe bildet. Ein Durchmesser einer elektrischen Maschine entspricht hier einem Außendurchmesser eines Rotors dieser elektrischen Maschine. Wenn Wirkdurchmesser oder Durchmesser zumindest teilweise radial überlappend angeordnet sind, so sind auch die dazugehörigen Stirnräder oder elektrischen Maschinen zumindest teilweise radial überlappend angeordnet. 2 schematically illustrates in a side view a radial arrangement of respective spur gears of the drive device according to 1 to each other. 2 Effective diameter of the spur gears ST1 - ST5 of the drive device from 1 shown by dashed lines. In addition, 2 The diameter of the first electrical machine EMo and the gear 4 is shown by means of solid lines. An effective diameter of a spur gear is the diameter of the spur gear that is used to calculate a gear ratio when the spur gear meshes with another spur gear and forms a spur gear stage. A diameter of an electrical machine here corresponds to an outer diameter of a rotor of this electrical machine. If effective diameters or diameters are arranged to overlap at least partially radially, the associated spur gears or electrical machines are also arranged to overlap at least partially radially.

Wie in 1 zu erkennen, sind das erste Stirnrad ST1 und die erste elektrische Maschine EMo koaxial zueinander angeordnet.As in 1 As can be seen, the first spur gear ST1 and the first electric machine EMo are arranged coaxially to each other.

Der Wirkdurchmesser des zweiten Stirnrads ST2 ist zumindest teilweise radial überlappend mit dem Wirkdurchmesser des vierten Stirnrads ST4 sowie mit dem Durchmesser der ersten elektrischen Maschine EMo angeordnet.The effective diameter of the second spur gear ST2 is at least partially radially overlapping with the effective diameter of the fourth spur gear ST4 and the diameter of the first electrical machine EMo.

Das dritte Stirnrad ST3 ist koaxial zum zweiten Stirnrad ST2 angeordnet. Damit haben das zweite Stirnrad ST2 und das dritte Stirnrad ST3 dieselbe Drehachse. Der Wirkdurchmesser des dritten Stirnrads ST3 ist zumindest teilweise radial überlappend mit dem Durchmesser der ersten elektrischen Maschine EMo angeordnet.The third spur gear ST3 is arranged coaxially to the second spur gear ST2. The second spur gear ST2 and the third spur gear ST3 therefore have the same axis of rotation. The effective diameter of the third spur gear ST3 is arranged to at least partially radially overlap the diameter of the first electrical machine EMo.

Der Wirkdurchmesser des vierten Stirnrads ST4 ist zumindest teilweise radial überlappend mit dem Durchmesser des Getriebes 4 angeordnet.The effective diameter of the fourth spur gear ST4 is arranged at least partially radially overlapping with the diameter of the gear 4.

Wie in 1 zu erkennen, ist das fünfte Stirnrad ST5 koaxial zum Getriebe 4 angeordnet.As in 1 As can be seen, the fifth spur gear ST5 is arranged coaxially to the gear 4.

3 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform der Antriebseinrichtung, welche ähnlich zu der ersten Ausführungsform ausgebildet ist. Im Weiteren wird nur auf Unterschiede zur ersten Ausführungsform eingegangen. 3 shows schematically a second embodiment of the drive device, which is designed similarly to the first embodiment. In the following, only differences from the first embodiment will be discussed.

Die zweite Ausführungsform der Antriebseinrichtung weist eine zweite elektrische Maschine EMs auf. Die zweite elektrische Maschine EMs ist koaxial zur Kurbelwelle W1 angeordnet. Die zweite elektrische Maschine EMs weist eine zweite Motorwelle 48, einen zweiten Stator 44 und einen zweiten Rotor 46 auf. Das Getriebe 4 ist als Überlagerungsgetriebe 4 ausgebildet. Die zweite elektrische Maschine EMs ist über das Getriebe 4 mit der Abtriebswelle 6 mechanisch wirkverbunden. Mittels des Getriebes 4 wird Muskelkraft, welche in die Kurbelwelle W1 einleitbar ist, mit Antriebskraft der zweiten elektrischen Maschine EMs überlagert und an die Abtriebswelle 6 abgegeben.The second embodiment of the drive device has a second electric machine EMs. The second electric machine EMs is arranged coaxially to the crankshaft W1. The second electric machine EMs has a second motor shaft 48, a second stator 44 and a second rotor 46. The transmission 4 is designed as a superposition transmission 4. The second electric machine EMs is mechanically connected to the output shaft 6 via the transmission 4. By means of the transmission 4, muscle power, which can be introduced into the crankshaft W1, is superimposed with the drive force of the second electric machine EMs and delivered to the output shaft 6.

Die erste Drehachse ist radial überlappungsfrei zum zweiten Rotor 46 angeordnet. Die zweite Drehachse ist radial überlappungsfrei zum zweiten Rotor 46 angeordnet.The first axis of rotation is arranged radially without overlapping with the second rotor 46. The second axis of rotation is arranged radially without overlapping with the second rotor 46.

In einer axialen Anordnung vom ersten Ende 3 zum zweiten Ende 5 ist zunächst die zweite elektrische Maschine EMs und dann das Getriebe 4 angeordnet. Die erste elektrische Maschine EMo und die zweite elektrische Maschine EMs sind im gleichen Axialbereich angeordnet.In an axial arrangement from the first end 3 to the second end 5, first the second electric machine EMs and then the transmission 4 are arranged. The first electric machine EMo and the second electric machine EMs are arranged in the same axial region.

Die erste elektrische Maschine EMo wird in einem Betriebsmodus zur Antriebsunterstützung verwendet. Dabei wird Antriebskraft zum Antreiben des Fahrrads bereitgestellt, welche über die Abtriebswelle 6 zusammen mit der Muskelkraft abgegeben wird. Die zweite elektrische Maschine EMs wird in diesem Betriebsmodus zur Veränderung einer stufenlosen Übersetzung einer Drehzahl zwischen der Kurbelwelle W1 und der Abtriebswelle 6 verwendet.The first electric machine EMo is used in an operating mode for drive support. In this case, drive power is provided to drive the bicycle, which is delivered via the output shaft 6 together with the muscle power. The second electric machine EMs is used in this operating mode to change a continuously variable transmission of a speed between the crankshaft W1 and the output shaft 6.

4 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform der Antriebseinrichtung, welche ähnlich zu der zweiten Ausführungsform ausgebildet ist. Im Weiteren wird nur auf Unterschiede zur zweiten Ausführungsform eingegangen. Bei der dritten Ausführungsform wird beispielhaft eine Gestaltung des Getriebes 4 veranschaulicht. 4 shows schematically a third embodiment of the drive device, which is designed similarly to the second embodiment. In the following, only differences from the second embodiment are discussed. In the third embodiment, a design of the transmission 4 is illustrated as an example.

Das Getriebe 4 weist einen Planetenradsatz 4a auf, welcher als Minus-Planetenradsatz 4a ausgebildet ist. Der Planetenradsatz 4a weist ein erstes Sonnenrad 12, einen ersten Planetenträger 14 und ein erstes Hohlrad 16 auf. An dem Planetenträger 14 sind mehrere Planetenräder drehbar gelagert, welche jeweils mit dem Sonnenrad 12 und dem Hohlrad 16 kämmen. Die zweite Motorwelle 48 ist mit dem ersten Sonnenrad 12 mechanisch wirkverbunden. Die Kurbelwelle W1 ist mit dem ersten Planetenträger 14 permanent drehfest verbunden. Das erste Hohlrad 16 ist mit der Abtriebswelle 6 permanent drehfest verbunden. Das fünfte Stirnrad ST5 ist durch das erste Hohlrad 16 ausgebildet. Die erste Zwischenwelle W3 ist radial überlappungsfrei zum ersten Sonnenrad 12, zum ersten Planetenträger 14 und zum ersten Hohlrad 16 angeordnet. Die zweite Zwischenwelle ZW1 ist radial überlappungsfrei zum ersten Sonnenrad 12, zum ersten Planetenträger 14 und zum ersten Hohlrad 16 angeordnet.The transmission 4 has a planetary gear set 4a, which is designed as a minus planetary gear set 4a. The planetary gear set 4a has a first sun gear 12, a first planet carrier 14 and a first ring gear 16. Several planetary gears are rotatably mounted on the planet carrier 14, each of which meshes with the sun gear 12 and the ring gear 16. The second motor shaft 48 is mechanically connected to the first sun gear 12. The crankshaft W1 is permanently connected in a rotationally fixed manner to the first planet carrier 14. The first ring gear 16 is permanently connected in a rotationally fixed manner to the output shaft 6. The fifth spur gear ST5 is formed by the first ring gear 16. The first intermediate shaft W3 is arranged radially without overlap with the first sun gear 12, the first planet carrier 14 and the first ring gear 16. The second intermediate shaft ZW1 is arranged radially without overlap to the first sun gear 12, the first planet carrier 14 and the first ring gear 16.

Die Antriebseinrichtung weist zudem einen zweiten Stirnradsatz 33 auf. Die zweite Motorwelle 48 ist über den zweiten Stirnradsatz 33 mit dem ersten Sonnenrad 12 mechanisch wirkverbunden. Der zweite Stirnradsatz 33 weist ein sechstes Stirnrad 34, ein siebtes Stirnrad 36, ein achtes Stirnrad 40 und ein neuntes Stirnrad 50 auf. Der zweite Stirnradsatz weist eine dritte Zwischenwelle W4 auf. Die zweite Motorwelle 48 ist mit dem sechsten Stirnrad 34 permanent drehfest verbunden. Das sechste Stirnrad 34 kämmt mit dem siebten Stirnrad 36 und bildet eine vierte Stirnradstufe 28 aus. Das siebte Stirnrad 36 und das achte Stirnrad 40 sind mit der dritten Zwischenwelle W4 permanent drehfest verbunden und somit auch miteinander permanent drehfest verbunden. Das achte Stirnrad 40 kämmt mit dem neunten Stirnrad 50 und bildet eine fünfte Stirnradstufe 30 aus. Das neunte Stirnrad 50 ist mit dem ersten Sonnenrad 12 permanent drehfest verbunden. Das sechste Stirnrad 28 ist das im Drehmomentfluss am weitesten antriebsseitig gelegene Stirnrad des zweiten Stirnradsatzes 33. Das neunte Stirnrad 50 ist das im Drehmomentfluss am weitesten abtriebsseitig gelegene Stirnrad des zweiten Stirnradsatzes 33. Abtriebsseitig und antriebsseitig ist dabei durch einen Drehmomentfluss von der zweiten Motorwelle 48 hin zu der Abtriebswelle 6 definiert. Der erste Stirnradsatz 18 und der zweite Stirnradsatz 33 sind zumindest teilweise radial überlappend und axial zueinander versetzt angeordnet. Dies ist eine besonders platzsparende Bauweise der Antriebseinrichtung mit zwei elektrischen Maschinen EMs, EMo und zwei Stirnradsätzen 18, 33.The drive device also has a second spur gear set 33. The second motor shaft 48 is mechanically connected to the first sun gear 12 via the second spur gear set 33. The second spur gear set 33 has a sixth spur gear 34, a seventh spur gear 36, an eighth spur gear 40 and a ninth spur gear 50. The second spur gear set has a third intermediate shaft W4. The second motor shaft 48 is permanently connected to the sixth spur gear 34 in a rotationally fixed manner. The sixth spur gear 34 meshes with the seventh spur gear 36 and forms a fourth spur gear stage 28. The seventh spur gear 36 and the eighth spur gear 40 are permanently connected to the third intermediate shaft W4 in a rotationally fixed manner and are therefore also permanently connected to one another in a rotationally fixed manner. The eighth spur gear 40 meshes with the ninth spur gear 50 and forms a fifth spur gear stage 30. The ninth spur gear 50 is permanently connected to the first sun gear 12 in a rotationally fixed manner. The sixth spur gear 28 is the spur gear of the second spur gear set 33 that is furthest towards the drive side in the torque flow. The ninth spur gear 50 is the spur gear of the second spur gear set 33 that is furthest towards the output side in the torque flow. The output side and the drive side are defined by a torque flow from the second motor shaft 48 to the output shaft 6. The first spur gear set 18 and the second spur gear gear set 33 are arranged at least partially radially overlapping and axially offset from one another. This is a particularly space-saving design of the drive device with two electric machines EMs, EMo and two spur gear sets 18, 33.

In einer axialen Anordnung vom ersten Ende 3 zum zweiten Ende 5 ist zunächst die zweite elektrische Maschine EMs, dann der zweite Stirnradsatz 33, dann das Getriebe 4 und dann die Abtriebswelle 6 angeordnet. Der erste Stirnradsatz 18 und das Getriebe 4 sind im gleichen Axialbereich angeordnet.In an axial arrangement from the first end 3 to the second end 5, first the second electric machine EMs, then the second spur gear set 33, then the gearbox 4 and then the output shaft 6 are arranged. The first spur gear set 18 and the gearbox 4 are arranged in the same axial area.

5 zeigt schematisch eine vierte Ausführungsform der Antriebseinrichtung, welche ähnlich zu der zweiten Ausführungsform ausgebildet. Im Weiteren wird nur auf Unterschiede zur zweiten Ausführungsform eingegangen. Bei der vierten Ausführungsform wird beispielhaft eine Gestaltung des Getriebes 4 veranschaulicht, welche sich von der Gestaltung bei der dritten Ausführungsform unterscheidet. 5 shows schematically a fourth embodiment of the drive device, which is designed similarly to the second embodiment. Only differences from the second embodiment will be discussed below. In the fourth embodiment, a design of the transmission 4 is illustrated by way of example, which differs from the design in the third embodiment.

Das Getriebe 4 weist einen Stufenplanetenradsatz 4b auf. Der Stufenplanetenradsatz 4b weist ein zweites Sonnenrad 49, ein zweites Hohlrad 52, ein drittes Hohlrad 58 und mehrere Stufenplaneten 51 auf. Die Stufenplaneten 51 sind auf einem gleichen Durchmesser um die Kurbelwelle W1 angeordnet. Jeder Stufenplanet 51 weist einen ersten Verzahnungsbereich 53 und einen zweiten Verzahnungsbereich 55 auf. Ferner weist jeder Stufenplanet 51 eine Planetenwelle 57 auf, über welche die Verzahnungsbereiche 53, 55 permanent drehfest miteinander verbunden sind. Die Stufenplaneten 51 sind in der gezeigten Ausführungsform einteilig ausgebildet. Die zweite Motorwelle 48 ist mit dem zweiten Sonnenrad 49 permanent drehfest verbunden. Das zweite Hohlrad 52 ist mit der Abtriebswelle 6 permanent drehfest verbunden. Das dritte Hohlrad 58 ist mit der Kurbelwelle W1 permanent drehfest verbunden. Der zweite Verzahnungsbereich 55 kämmt mit dem zweiten Sonnenrad 49 und mit dem dritten Hohlrad 58. Der erste Verzahnungsbereich 53 kämmt nur mit dem zweiten Hohlrad 52. Mit dem Stufenplanetenradsatz 4b wird eine hohe Übersetzung zwischen der zweiten elektrischen Maschine EMs und der Abtriebswelle 6 bereitgestellt. Entsprechend wurde bei der vierten Ausführungsform auf den zweiten Stirnradsatz 33, welcher bei der dritten Ausführungsform vorgesehen ist, verzichtet. Durch den Stufenplanetenradsatz 4b werden Antriebskraft der zweiten elektrischen Maschine EMs und Muskelkraft überlagert und an die Abtriebswelle 6 weitergeleitet.The transmission 4 has a stepped planetary gear set 4b. The stepped planetary gear set 4b has a second sun gear 49, a second ring gear 52, a third ring gear 58 and several stepped planets 51. The stepped planets 51 are arranged on the same diameter around the crankshaft W1. Each stepped planet 51 has a first toothed area 53 and a second toothed area 55. Furthermore, each stepped planet 51 has a planetary shaft 57, via which the toothed areas 53, 55 are permanently connected to one another in a rotationally fixed manner. In the embodiment shown, the stepped planets 51 are formed in one piece. The second motor shaft 48 is permanently connected to the second sun gear 49 in a rotationally fixed manner. The second ring gear 52 is permanently connected to the output shaft 6 in a rotationally fixed manner. The third ring gear 58 is permanently connected to the crankshaft W1 in a rotationally fixed manner. The second gearing area 55 meshes with the second sun gear 49 and with the third ring gear 58. The first gearing area 53 meshes only with the second ring gear 52. The stepped planetary gear set 4b provides a high gear ratio between the second electric machine EMs and the output shaft 6. Accordingly, the second spur gear set 33, which is provided in the third embodiment, was omitted in the fourth embodiment. The stepped planetary gear set 4b superimposes the driving force of the second electric machine EMs and muscle power and transmits it to the output shaft 6.

6 zeigt schematisch eine fünfte Ausführungsform der Antriebseinrichtung, welche ähnlich zu der ersten Ausführungsform ausgebildet. Im Weiteren wird nur auf Unterschiede zur ersten Ausführungsform eingegangen. Bei der fünften Ausführungsform wird beispielhaft eine Gestaltung des Getriebes 4 veranschaulicht. 6 shows schematically a fifth embodiment of the drive device, which is designed similarly to the first embodiment. In the following, only differences from the first embodiment are discussed. In the fifth embodiment, a design of the transmission 4 is illustrated as an example.

Das Getriebe 4 weist einen vierten Planetenradsatz 60, einen fünften Planetenradsatz 70, einen sechsten Planetenradsatz 80 und einen siebten Planetenradsatz 90 auf. Das Getriebe 4 weist eine erste Bremse B1, eine zweite Bremse B2, eine dritte Bremse B3 und eine vierte Bremse B4 auf. Das Getriebe 4 weist einen ersten Freilauf F1, einen zweiten Freilauf F2, einen dritten Freilauf F3 und einen vierten Freilauf F4 auf. Der vierte Planetenradsatz 60 weist ein viertes Sonnenrad 62, einen vierten Planetenträger 64 und ein viertes Hohlrad 66 auf. Der fünfte Planetenradsatz 70 weist ein fünftes Sonnenrad 72, einen fünften Planetenträger 74 und ein fünftes Hohlrad 76 auf. Der sechste Planetenradsatz 80 weist ein sechstes Sonnenrad 82, einen sechsten Planetenträger 84 und ein sechstes Hohlrad 86 auf. Der siebte Planetenradsatz 90 weist ein siebtes Sonnenrad 92, einen siebten Planetenträger 94 und ein siebtes Hohlrad 96 auf. Die vierten, fünften, sechsten und siebten Planetenradsätze 60, 70, 80, 90 weisen keine weiteren Drehelemente auf.The transmission 4 has a fourth planetary gear set 60, a fifth planetary gear set 70, a sixth planetary gear set 80 and a seventh planetary gear set 90. The transmission 4 has a first brake B1, a second brake B2, a third brake B3 and a fourth brake B4. The transmission 4 has a first freewheel F1, a second freewheel F2, a third freewheel F3 and a fourth freewheel F4. The fourth planetary gear set 60 has a fourth sun gear 62, a fourth planet carrier 64 and a fourth ring gear 66. The fifth planetary gear set 70 has a fifth sun gear 72, a fifth planet carrier 74 and a fifth ring gear 76. The sixth planetary gear set 80 has a sixth sun gear 82, a sixth planet carrier 84 and a sixth ring gear 86. The seventh planetary gear set 90 has a seventh sun gear 92, a seventh planet carrier 94 and a seventh ring gear 96. The fourth, fifth, sixth and seventh planetary gear sets 60, 70, 80, 90 have no further rotating elements.

Das vierte Sonnenrad 62 ist mit dem fünften Planetenträger 74 permanent drehfest verbunden. Der vierte Planetenträger 64 ist mit der Kurbelwelle W1 permanent drehfest verbunden. Das vierte Hohlrad 66 ist mit dem sechsten Planetenträger 84 permanent drehfest verbunden. Der vierte Planetenträger 64 ist mittels des ersten Freilaufs F1 mit dem fünften Sonnenrad 72 drehfest verbindbar ist. Das fünfte Sonnenrad 72 ist mittels der ersten Bremse B1 festsetzbar. Das fünfte Hohlrad 76 ist mittels der zweiten Bremse B2 festsetzbar. Das fünfte Hohlrad 76 ist mittels des zweiten Freilaufs F2 mit dem sechsten Planetenträger 84 drehfest verbindbar. Das sechste Sonnenrad 82 ist mittels der dritten Bremse B3 festsetzbar. Das sechste Sonnenrad 82 ist mittels des dritten Freilaufs F3 mit dem sechsten Hohlrad 86 drehfest verbindbar. Damit ist der sechste Planetenradsatz 80 verblockbar. Das sechste Hohlrad 86 ist mit dem siebten Planetenträger 94 permanent drehfest verbunden. Das siebte Sonnenrad 92 ist mit der Abtriebswelle 6 permanent drehfest verbunden. Das siebte Sonnenrad 92 ist mittels des vierten Freilaufs F4 mit dem siebten Hohlrad 96 drehfest verbindbar ist. Damit ist der siebte Planetenradsatz 90 verblockbar. Das siebte Hohlrad 96 ist mittels der vierten Bremse B4 festsetzbar.The fourth sun gear 62 is permanently connected to the fifth planet carrier 74 in a rotationally fixed manner. The fourth planet carrier 64 is permanently connected to the crankshaft W1 in a rotationally fixed manner. The fourth ring gear 66 is permanently connected to the sixth planet carrier 84 in a rotationally fixed manner. The fourth planet carrier 64 can be connected to the fifth sun gear 72 in a rotationally fixed manner by means of the first freewheel F1. The fifth sun gear 72 can be locked in place by means of the first brake B1. The fifth ring gear 76 can be locked in place by means of the second brake B2. The fifth ring gear 76 can be connected to the sixth planet carrier 84 in a rotationally fixed manner by means of the second freewheel F2. The sixth sun gear 82 can be locked in place by means of the third brake B3. The sixth sun gear 82 can be connected to the sixth ring gear 86 in a rotationally fixed manner by means of the third freewheel F3. The sixth planetary gear set 80 can thus be blocked. The sixth ring gear 86 is permanently connected to the seventh planet carrier 94 in a rotationally fixed manner. The seventh sun gear 92 is permanently connected to the output shaft 6 in a rotationally fixed manner. The seventh sun gear 92 can be connected to the seventh ring gear 96 in a rotationally fixed manner by means of the fourth freewheel F4. This allows the seventh planetary gear set 90 to be locked in place. The seventh ring gear 96 can be locked in place by means of the fourth brake B4.

Die erste Drehachse ist radial überlappungsfrei zu den drehbaren Elementen des vierten Planetenradsatzes 60, des fünften Planetenradsatzes 70, des sechsten Planetenradsatzes 80 und des siebten Planetenradsatzes 90 angeordnet. Die zweite Drehachse ist radial überlappungsfrei zu den drehbaren Elementen des vierten Planetenradsatzes 60, des fünften Planetenradsatzes 70, des sechsten Planetenradsatzes 80 und des siebten Planetenradsatzes 90 angeordnet.The first axis of rotation is arranged radially without overlapping with the rotatable elements of the fourth planetary gear set 60, the fifth planetary gear set 70, the sixth planetary gear set 80 and the seventh planetary gear set 90. The second axis of rotation is arranged radially without overlapping with the rotatable elements of the fourth planetary gear set 60, the fifth planetary gear set 70, the sixth planetary gear set 80 and the seventh planetary gear set 90.

In einer axialen Anordnung vom ersten Ende 3 zum zweiten Ende 5 ist zunächst der vierte Planetenradsatz 60, dann der fünfte Planetenradsatz 70, dann der sechste Planetenradsatz 80 und dann der siebte Planetenradsatz 90 angeordnet.In an axial arrangement from the first end 3 to the second end 5, first the fourth planetary gear set 60, then the fifth planetary gear set 70, then the sixth planetary gear set 80 and then the seventh planetary gear set 90 are arranged.

Somit bildet das Getriebe 4 eine Schaltung mit 16 Gängen aus, welche unterschiedliche Übersetzungen zwischen der Kurbelwelle W1 und der Abtriebswelle 6 bereitstellen.Thus, the transmission 4 forms a circuit with 16 gears, which provide different ratios between the crankshaft W1 and the output shaft 6.

BezugszeichenReference symbols

22: KurbeleinrichtungCrank mechanism
33: erstes Ende der Kurbelwellefirst end of the crankshaft
44: Getriebetransmission
4a4a: PlanetenradsatzPlanetary gear set
4b4b: StufenplanetenradsatzStepped planetary gear set
55: zweites Ende der Kurbelwellesecond end of the crankshaft
66: AbtriebswelleOutput shaft
1010: GehäuseHousing
12, 49, 62, 72, 82, 9212, 49, 62, 72, 82, 92: SonnenradSun gear
14, 64, 74, 84, 9414, 64, 74, 84, 94: PlanetenträgerPlanet carrier
16, 52, 58, 66, 76, 86, 9616, 52, 58, 66, 76, 86, 96: HohlradRing gear
1818: erster Stirnradsatzfirst spur gear set
22, 24, 2622, 24, 26: Stirnradstufen des ersten StirnradsatzesSpur gear stages of the first spur gear set
28, 3028, 30: Stirnradstufen des zweiten StirnradsatzesSpur gear stages of the second spur gear set
3333: zweiter Stirnradsatzsecond spur gear set
34, 36, 40, 5034, 36, 40, 50: Stirnrad des zweiten StirnradsatzesSpur gear of the second spur gear set
41, 4441, 44: Statorstator
42, 4642, 46: Rotorrotor
4848: zweite Motorwellesecond motor shaft
5151: StufenplanetStep Planet
53, 5553, 55: Verzahnungsbereich des StufenplanetenGearing area of the stepped planet
5757: PlanetenwellePlanetary shaft
60, 70, 80 ,9060, 70, 80 ,90: PlanetenradsatzPlanetary gear set
B1, B2, B3, B4B1, B2, B3, B4: Bremsebrake
F1, F2, F3, F4F1, F2, F3, F4: FreilaufFreewheel
EMoEMo: erste elektrische Maschinefirst electric machine
EMsEMs: zweite elektrische Maschinesecond electric machine
ST1, ST2, ST3, ST4, ST5ST1, ST2, ST3, ST4, ST5: Stirnrad des ersten StirnradsatzesSpur gear of the first spur gear set
W1W1: Kurbelwellecrankshaft
W2W2: erste Motorwellefirst motor shaft
W3, W4, ZW1W3, W4, ZW1: ZwischenwelleIntermediate shaft

Claims

Drive device for a muscle-powered vehicle, - wherein the drive device has a crankshaft (W1) for introducing muscle power, a transmission (4) with rotatable elements (12, 14, 16) for transmitting the muscle power to an output shaft (6) of the drive device, a first electric machine (EMo) with a first motor shaft (W2), a first stator (41) and a first rotor (42) and a first spur gear set (18), - wherein the transmission (4) is arranged coaxially to the crankshaft (W1), - wherein the first electric machine (EMo) is arranged axially parallel to the crankshaft (W1), - wherein the crankshaft (W1) can be mechanically operatively connected to the output shaft (6) via the transmission (4), - wherein the first electric machine (EMo) can be mechanically operatively connected to the output shaft (6) via the first spur gear set (18), - wherein the first spur gear set (18) has a first intermediate shaft (W3) with a first axis of rotation and a second intermediate shaft (ZW1) offset axially parallel thereto with a second axis of rotation, - wherein the intermediate shafts (W3, ZW1) are arranged axially parallel to the crankshaft (W1) and the first motor shaft (W2) and - wherein at least one of the two axes of rotation of the intermediate shafts (W3, ZW1) is arranged radially without overlap with all rotatable elements (12, 14, 16) of the transmission (4).

Drive system according to Claim 1 , characterized in that the first spur gear set (18) has a first spur gear (ST1), a second spur gear (ST2), a third spur gear (ST3), a fourth spur gear (ST4) and a fifth spur gear (ST5), - wherein the first spur gear (ST1) and the second spur gear (ST2) form a first spur gear stage (22), - wherein the third spur gear (ST3) and the fourth spur gear (ST4) form a second spur gear stage (24) - wherein the fourth spur gear (ST4) and the fifth spur gear (ST5) form a third spur gear stage (26), - wherein the first spur gear (ST1) is a spur gear (ST1) of the first spur gear set (18) located furthest on the drive side in the torque flow, which can be connected in a rotationally fixed manner to the first motor shaft (W2), - wherein the fifth spur gear (ST5) is a spur gear (ST5) of the first spur gear set (18) located furthest on the output side in the torque flow, which is mechanically operatively connected to the first spur gear (ST1) via the three spur gear stages (22, 24, 26), - wherein the second spur gear (ST2) and the third spur gear (ST3) are permanently connected in a rotationally fixed manner to the first intermediate shaft (W3), - wherein the fourth spur gear (ST4) of the first spur gear set (18) is designed as an intermediate gear (ST4) which is connected to the second intermediate shaft (ZW1) is permanently connected in a rotationally fixed manner and - wherein the fifth spur gear (ST5) can be connected in a rotationally fixed manner to the output shaft (6).

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device has a second electrical machine (EMs) with a second motor shaft (48), a second stator (44) and a second rotor (46), wherein the second motor shaft (48) is arranged coaxially to the crankshaft (W1), wherein the gear (4) is designed as a superposition gear (4) and wherein the second electrical machine (EMs) can be mechanically operatively connected to the output shaft (6) via the gear (4).

Drive system according to Claim 3 , characterized in that in an axial arrangement from a first end (3) of the crankshaft (W1) to a second end (5) of the crankshaft (W1), first the second electric machine (EMs), then the transmission (4), then the fifth spur gear (ST5) of the first spur gear set (18) and then the output shaft (6) are arranged.

Drive system according to Claim 3 or 4 , characterized in that the first axis of rotation is arranged radially without overlap with the second rotor (46).

Drive device according to one of the Claims 3 until 5 , characterized in that the second axis of rotation is arranged radially without overlap with the second rotor (46).

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the first axis of rotation is arranged radially overlapping the first rotor (42).

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the second axis of rotation is arranged radially without overlap with the first rotor (42).

Drive device according to one of the Claims 3 until 8th , characterized in that the transmission (4) has a planetary gear set (4a) which is designed as a minus planetary gear set (4a), wherein the planetary gear set (4a) has a first sun gear (12), a first planet carrier (14) and a first ring gear (16), wherein the second motor shaft (48) is mechanically operatively connectable to the first sun gear (12), wherein the crankshaft (W1) is rotationally fixedly connectable to the first planet carrier (14) and wherein the first ring gear (16) is rotationally fixedly connectable to the output shaft (6).

Drive system according to Claim 9 , characterized in that the drive device has a second spur gear set (33) with two spur gear stages (28, 30), via which the second motor shaft (48) can be connected to the first sun gear (12).

Drive device according to one of the Claims 9 or 10 , characterized in that the fifth spur gear (ST5) is formed by the first ring gear (16).

Drive device according to one of the Claims 3 until 8th , characterized in that the transmission (4) has a stepped planetary gear set (4b), the stepped planetary gear set (4b) having a second sun gear (49), a second ring gear (52), a third ring gear (58) and at least one stepped planet (51) with a first toothing region (53) and a second toothing region (55), the second motor shaft (48) being rotationally fixedly connected to the second sun gear (49), the second ring gear (52) being rotationally fixedly connected to the output shaft (6), the third ring gear (58) being rotationally fixedly connected to the crankshaft (W1), the second toothing region (55) meshing with the second sun gear (49) and with the third ring gear (58), and the first toothing region (53) meshing with the second ring gear (52).

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission (4) has a fourth planetary gear set (60), a fifth planetary gear set (70), a sixth planetary gear set (80), a seventh planetary gear set (90), a first brake (B1), a second brake (B2), a third brake (B3), a fourth brake (B4), a first freewheel (F1), a second freewheel (F2), a third freewheel (F3) and a fourth freewheel (F4), - wherein the fourth planetary gear set (60) has a fourth Sun gear (62), a fourth planet carrier (64) and a fourth ring gear (66), - wherein the fifth planetary gear set (70) has a fifth sun gear (72), a fifth planet carrier (74) and a fifth ring gear (76), - wherein the sixth planetary gear set (80) has a sixth sun gear (82), a sixth planet carrier (84) and a sixth ring gear (86), - wherein the seventh planetary gear set (90) has a seventh sun gear (92), a seventh planet carrier (94) and a seventh ring gear (96), - wherein the fourth sun gear (62) is permanently connected to the fifth planet carrier (74) in a rotationally fixed manner, - wherein the fourth planet carrier (64) is rotatably connected to the crankshaft (W1), wherein the fourth ring gear (66) is permanently connected to the sixth planet carrier (84) in a rotationally fixed manner, - wherein the fourth planet carrier (64) can be connected to the fifth sun gear (72) in a rotationally fixed manner by means of the first freewheel (F1), - wherein the fifth sun gear (72) can be locked by means of the first brake (B1), - wherein the fifth ring gear (76) can be locked by means of the second brake (B2), - wherein the fifth ring gear (76) can be connected to the sixth planet carrier (84) in a rotationally fixed manner by means of the second freewheel (F2), - wherein the sixth sun gear (82) can be locked by means of the third brake (B3), - wherein the sixth sun gear (82) can be connected to the sixth ring gear (86) in a rotationally fixed manner by means of the third freewheel (F3), - wherein the sixth ring gear (86) is permanently connected to the seventh planet carrier (94) in a rotationally fixed manner, - wherein the seventh sun gear (92) can be connected to the output shaft (6) in a rotationally fixed manner, - wherein the seventh sun gear (92) can be connected in a rotationally fixed manner to the seventh ring gear (96) by means of the fourth freewheel (F4), and - wherein the seventh ring gear (96) can be locked by means of the fourth brake (B4).

Vehicle, wherein the vehicle is designed as a bicycle and has a drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the output shaft (6) is coupled to a wheel of the bicycle via a power transmission element.