DE202014103462U1 - Drive device for an electric bike - Google Patents
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- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
- F16H57/031—Gearboxes; Mounting gearing therein characterised by covers or lids for gearboxes
Abstract
Antriebseinrichtung für ein Elektrorad, insbesondere für ein elektromotorisch und mit Muskelkraft hybrid betriebenes Pedelec, mit einem Antriebsgehäuse, indem ein mehrstufiges Getriebe angeordnet ist, das einerseits mit einem Elektromotor und andererseits mit einer Tretkurbelwelle verbunden ist und ein Riemengetriebe und ein Rädergetriebe enthält, die über ein Koppelrad miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Rädergetriebe (5) mittels einer konzentrisch zum Koppelrad (61) angeordneten und mit dem Antriebsgehäuse (7) verbundenen Abdeckung (8) gegenüber dem Riemengetriebe (6) abgeschirmt ist. Drive device for an electric bike, in particular for a motor-driven and muscle powered hybrid pedelec, with a drive housing by a multi-stage transmission is arranged, which is connected on the one hand with an electric motor and on the other hand with a pedal crankshaft and a belt transmission and a gear transmission, via a Coupling gear are interconnected, characterized in that the gear train (5) by means of a concentric with the coupling wheel (61) arranged and with the drive housing (7) connected cover (8) opposite the belt transmission (6) is shielded.
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Elektrorad, insbesondere für ein elektromotorisch und mit Muskelkraft hybrid betriebenes Pedelec, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a drive device for an electric wheel, in particular for a motor-driven and muscle powered hybrid pedelec, according to the preamble of
Aus der
Die Tretkurbelwelle
Die elektromotorische Kraft wird von dem Elektromotor
Das von der Motorwelle
Das zweistufige Getriebe
Der Planetenradträger
Das Riemengetriebe
Zur Erfassung der Drehzahl und Drehrichtung der Tretkurbelwelle
Da bei Einsatz eines Riemengetriebes auch bei optimaler Einstellung beziehungsweise Spannung des Zahnriemens und Verwendung hochwertiger Materialien ein unvermeidlicher Abrieb entsteht und dieser Abrieb aufgrund der notwendigen Verbindung zwischen dem Riemengetriebe und dem Planetengetriebe des zweistufigen Getriebes in das Planetengetriebe gerät, besteht die Gefahr eines Blockierens der Zahnräder des Planetengetriebes und eines vorzeitigen Verschleißes einzelner Getriebeteile. As with the use of a belt transmission even with optimum setting or tension of the belt and use of high quality materials inevitable abrasion occurs and this abrasion due to the necessary connection between the belt transmission and the planetary gear of the two-stage transmission in the Planet gear device, there is a risk of locking the gears of the planetary gear and premature wear of individual gear parts.
Weitere Vorgaben für den Hybridantrieb eines Elektrorades bestehen darin, dass die Antriebseinrichtung neben geringen äußeren Abmessungen ein geringes Gewicht aufweist, einfach aufgebaut und leicht montierbar ist. Um diese Forderungen zu erfüllen, wird angestrebt, die Funktionselemente des Hybridantriebs weitestgehend ohne zusätzliche Befestigungselemente in das Antriebsgehäuse zu integrieren, ohne dass die Gefahr einer ungewollten axialen oder radialen Verstellung der miteinander in Eingriff stehenden Funktionselemente besteht. Further specifications for the hybrid drive of an electric scooter are that the drive device has low weight in addition to small outer dimensions, is simple and easy to install. To meet these requirements, the aim is to integrate the functional elements of the hybrid drive as far as possible without additional fasteners in the drive housing, without the risk of unwanted axial or radial displacement of the engaged functional elements consists.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebseinrichtung für ein Elektrorad zu schaffen, die bei geringen Abmessungen und geringem Gewicht eine einwandfreie Funktion über eine hohe Lebensdauer sicherstellt sowie einfach aufgebaut und montierbar ist. Object of the present invention is to provide a drive device for an electric bike, which ensures a proper function over a long service life with a small size and low weight and is simple to set up and install.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved with the features of
Die erfindungsgemäße Lösung, das Rädergetriebe mittels einer konzentrisch zum Koppelrad angeordneten und mit dem Antriebsgehäuse verbundenen Abdeckung gegenüber dem Riemengetriebe abzuschirmen, verhindert das Eindringen von Abrieb des Riemengetriebes in das Planetengetriebe und fixiert die axiale Lage des Hohlrades des Planetengetriebes, so dass dieses ohne zusätzliche Befestigungsmittel axial im Getriebegehäuse fixiert wird und mit geringem Material- und Montageaufwand ein sicherer Betrieb der Antriebseinrichtung auch bei langjährigem Gebrauch gewährleistet ist. The inventive solution to shield the gear train by means of a concentrically arranged to the coupling wheel and connected to the drive housing cover against the belt transmission, prevents the penetration of abrasion of the belt drive in the planetary gear and fixes the axial position of the ring gear of the planetary gear, so that this without additional fastening means axially is fixed in the gear housing and with low material and assembly costs secure operation of the drive device is ensured even with long-term use.
Vorzugsweise ist die Abdeckung als Zylinderscheibe ausgebildet, deren Außendurchmesser eine periodische Formschlusskontur aufweist, die in einer ersten radialen Stellung (Einsetzposition) der Abdeckung mit einer periodischen Gegenformschlusskontur des Antriebsgehäuses korrespondiert und in einer zweiten, von der ersten verschiedenen radialen Stellung (Verriegelungsposition) der Abdeckung Hinterschneidungen des Antriebsgehäuses hintergreift. Preferably, the cover is formed as a cylindrical disk whose outer diameter has a periodic form-fitting contour which corresponds in a first radial position (insertion position) of the cover with a periodic Gegenformschlusskontur the drive housing and in a second, different from the first different radial position (locking position) of the cover undercuts engages behind the drive housing.
Die periodische Formschlusskontur der Abdeckung und die ebenfalls periodische Gegenformschlusskontur des Antriebsgehäuses bilden eine bajonettartige Verriegelung, die wellenförmig mit Wellenbergen und Wellentälern ausgebildet ist, wobei in der Einsetzposition die Wellenberge der Abdeckung den Wellentälern des Antriebsgehäuses und umgekehrt gegenüberstehen, während in der Verriegelungsposition die Wellenberge der Abdeckung die axial zu den Wellenbergen der Gegenformschlusskontur des Antriebsgehäuses versetzt angeordneten Hinterschneidungen im Antriebsgehäuse hintergreifen. The periodic positive locking contour of the cover and the likewise periodic Gegenformschlusskontur the drive housing form a bayonet-like lock, which is wave-shaped with wave crests and troughs, in the insertion position, the peaks of the cover the troughs of the drive housing and vice versa, while in the locking position, the wave crests of the cover the axially offset to the crests of Gegenformschlusskontur the drive housing arranged undercuts in the drive housing engage behind.
Der Endzustand der bajonettartigen Verriegelung wird durch ein von der Oberfläche der Abdeckung abstehendes, als Rastnase ausgebildetes Formschlusselement der Abdeckung fixiert, das in der Verriegelungsposition in ein als Rastnut ausgebildetes Gegenformschlusselement im Antriebsgehäuse eingreift. The final state of the bayonet-type locking is fixed by a protruding from the surface of the cover, designed as a locking lug positive locking element of the cover, which engages in the locking position in a formed as a latching groove Gegenformschlusselement in the drive housing.
Die bajonettartige Verriegelung der Abdeckung mit dem Antriebsgehäuse bewirkt gleichzeitig eine axiale Fixierung des Rädergetriebes, so dass die Abdeckung neben der Schutzfunktion auch eine Sicherungsfunktion bewirkt, durch die auf zusätzliche Befestigungsmaßnahmen zur Fixierung des Rädergetriebes verzichtet werden kann. The bayonet-like locking of the cover with the drive housing simultaneously causes an axial fixation of the gear train, so that the cover in addition to the protective function also causes a backup function, can be dispensed with by the additional fastening measures for fixing the gear train.
Um die Abdeckung aus der Einsetzposition zur bajonettartigen Verriegelung mit dem Antriebsgehäuse in die Verriegelungsposition zu verdrehen, stehen von der Oberfläche der Abdeckung senkrecht mehrere über den Umfang der Abdeckung verteilt angeordnete Montagedome zum manuellen Verdrehen der Abdeckung ab. In order to rotate the cover from the insertion position to the bayonet-type locking with the drive housing in the locking position, stand vertically from the surface of the cover more distributed over the circumference of the cover arranged assembly domes for manually rotating the cover.
Vorzugsweise sind die Montagedome radial versetzt zur Rastnase der Abdeckung angeordnet. Preferably, the mounting domes are radially offset from the latching lug of the cover.
Zur Optimierung der Abschirmung des Rädergetriebes gegenüber dem Riemengetriebe ist zwischen dem Innendurchmesser der Abdeckung und dem Außendurchmesser einer abgestuften Bundscheibe des Koppelrades eine Labyrinthdichtung ausgebildet, die vorzugsweise aus axial versetzten Kreisringen am Innendurchmesser der Abdeckung und am Außendurchmesser der axial abgestuften Bundscheibe besteht, zwischen denen in axialer und radialer Richtung ein minimaler Spalt ausgebildet ist, so dass einerseits keine Reibung zwischen der mit dem Koppelrad mitdrehenden abgestuften Bundscheibe und dem feststehenden Innendurchmesser der Abdeckung auftritt, andererseits aber eine hinreichende Abdichtung durch die Labyrinthform der Dichtung gewährleistet ist. To optimize the shielding of the gear transmission relative to the belt drive, a labyrinth seal is formed between the inner diameter of the cover and the outer diameter of a stepped collar disc of the coupling wheel, which preferably consists of axially offset circular rings on the inner diameter of the cover and the outer diameter of the axially stepped collar disc between which in axial and a minimum gap is formed in the radial direction, so that on the one hand, no friction between the co-rotating with the coupling wheel stepped collar and the fixed inner diameter of the cover, on the other hand, however, a sufficient seal is ensured by the labyrinth shape of the seal.
In bevorzugter Ausführungsform besteht das Rädergetriebe aus einem Planetengetriebe mit einem feststehenden Hohlrad, auf dessen Innenverzahnung mit einem Planetenradträger verbundene Planetenräder ablaufen, die mit einem mit der Motorwelle des Elektromotors verbundenen Sonnenrad in Eingriff stehen, und das Riemengetriebe aus einem mit dem Planetenradträger verbundenen Riemenantriebsrad und einem Riemenabtriebsrad, die über einen Zahnriemen miteinander verbunden sind, wobei das Riemenantriebsrad das Koppelrad zum Planetengetriebe bildet. In a preferred embodiment, the gear train consists of a planetary gear with a fixed ring gear, run on the internal teeth connected to a planet carrier planetary gears, which are connected to a connected to the motor shaft of the electric motor sun gear, and the belt transmission from a connected to the planet carrier Riemenantriebsrad and a Riemenabtriebsrad, which are connected to each other via a toothed belt, wherein the Riemenantriebsrad forms the coupling gear to the planetary gear.
Zur leichten Montage und optimalen Einpassung in einen Fahrradrahmen weist das Antriebsgehäuse zwei Gehäuseschalen auf, wobei in der ersten Gehäuseschale axial zueinander fluchtend der Elektromotor, das Planetengetriebe und die Abdeckung angeordnet sind und die erste Gehäuseschale parallel zur axial fluchtenden Anordnung des Elektromotors, des Planetengetriebes und der Abdeckung eine rohrförmige Durchführung durch eine die Öffnung für die Abdeckung enthaltende Stirnwand der ersten Gehäuseschale enthält und wobei das Riemenantriebsrad und das konzentrisch zur rohrförmigen Durchführung angeordnete Riemenabtriebsrad und der Zahnriemen des Riemengetriebes zwischen der Stirnwand der ersten Gehäuseschale und der mit der ersten Gehäuseschale verbindbaren zweiten Gehäuseschale angeordnet sind. For easy installation and optimal fit into a bicycle frame, the drive housing on two housing shells, wherein in the first housing shell axially aligned with each other, the electric motor, the planetary gear and the cover and the first housing shell parallel to the axially aligned arrangement of the electric motor, the planetary gear and the Cover includes a tubular passage through an opening containing the opening for the end wall of the first housing shell and wherein the Riemenantriebsrad and arranged concentrically to the tubular bushing Riemenabtriebsrad and the belt of the belt drive between the end wall of the first housing shell and connectable to the first housing shell second housing shell are.
Wie vorstehend ausgeführt wurde, erfüllt die Abdeckung eine Doppelfunktion, nämlich einerseits die Abschirmung des Räder- bzw. Planetengetriebes gegenüber dem Riemengetriebe und andererseits eine axiale Fixierung des Räder- oder Planetengetriebes, so dass das Hohlrad des Planetengetriebes radial kraft- und/oder formschlüssig in eine topfförmige Ausnehmung der ersten Gehäuseschale einsetzbar ist, deren Seitenwand die Wellenberge und Wellentäler der periodischen Gegenformschlusskontur des Antriebsgehäuses ausbildet, ohne dass zusätzliche Maßnahmen zur axialen Sicherung des Hohlrades getroffen werden müssen. As stated above, the cover fulfills a dual function, namely on the one hand the shielding of the wheel or planetary gear relative to the belt transmission and on the other hand an axial fixation of the wheel or planetary gear, so that the ring gear of the planetary gear radially non-positively and / or positively in a cup-shaped recess of the first housing shell is used, the side wall of the wave crests and troughs of the periodic Gegenformschlusskontur the drive housing forms without additional measures for axial securing of the ring gear must be taken.
Die kraft- und/oder formschlüssige Verbindung des Hohlrades mit dem Antriebsgehäuse wird dadurch erzielt, dass das Hohlrad umfangsseitig eine den Wellenbergen und Wellentälern der periodischen Gegenformschlusskontur des Antriebsgehäuses angepasste periodische, aus Wellenbergen und Wellentälern bestehende Umfangskontur aufweist. The non-positive and / or positive connection of the ring gear with the drive housing is achieved in that the ring gear has circumferentially adapted to the wave crests and troughs of periodic Gegenformschlusskontur the drive housing periodic, consisting of wave crests and troughs circumferential contour.
Um das Einpressen des Hohlrades in die topfförmige Ausnehmung der ersten Gehäuseschale des Antriebsgehäuses zu erleichtern und gleichzeitig eine feste kraftschlüssige Verbindung herzustellen, enthalten die Wellenberge der Umfangskontur des Hohlrades von der Oberfläche rippenförmig abstehende Stege, die in die Wellentäler der periodischen Gegenformschlusskontur des Antriebsgehäuses einpressbar sind. In order to facilitate the pressing of the ring gear in the cup-shaped recess of the first housing shell of the drive housing and at the same time to produce a strong frictional connection, the crests of the peripheral contour of the ring gear of the surface rib-shaped protruding webs, which are in the troughs of the periodic Gegenformschlusskontur the drive housing can be pressed.
Anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sollen die Merkmale der Erfindung sowie daraus ableitbare Varianten näher erläutert werden. Es zeigen: Reference to an embodiment shown in the figures of the drawing, the features of the invention and derivable variants thereof are explained in more detail. Show it:
In den
Durch eine Bohrung
Aufgrund des unvermeidlichen Abriebs, der bei der Drehung des Riemengetriebes
Außerhalb der Abdeckung
Der Übergang von den drehenden Bundscheiben
Die Verbindung der Abdeckung
- – einerseits am
Außendurchmesser der Abdeckung 8 eine aus periodisch angeordneten Wellenbergen85 und Wellentälern86 bestehende wellenförmige Formschlusskontur, - – andererseits am Innendurchmesser einer topfförmigen Ausnehmung
79 desGehäuserahmens 70 eine aus periodisch angeordneten Wellenbergen75 und Wellentälern76 bestehende wellenförmige Gegenformschlusskontur sowiemit den Wellenbergen 75 der wellenförmigen,periodischen Gegenformschlusskontur 75 ,76 desGehäuserahmens 70 fluchtende Hinterschneidungen 77 , die durch einen Spalt zur Aufnahme der Wellenberge85 der Abdeckung 8 oberhalb der Oberkante der Wellenberge75 der Gegenformschlusskontur 75 ,76 desGehäuserahmens 70 ausgebildet ist, - – sowie eine von der Oberfläche der Abdeckung
8 abstehende Rastnase88 , die in der Verriegelungsposition ineine Rastnut 78 desGehäuserahmens 70 eingreift.
- - On the one hand on the outer diameter of the cover
8th a periodically arranged wave crests85 andtroughs 86 existing wavy form-fitting contour, - - On the other hand, the inner diameter of a cup-shaped
recess 79 of the case frame70 a periodically arranged wave crests75 andtroughs 76 existing wavy Gegenformschlusskontur as well as with the wave crests75 the wave-shaped, periodic Mating form-fittingcontour 75 .76 of thecase frame 70 alignedundercuts 77 passing through a gap to accommodate the wave crests85 the cover8th above the top of thepeaks 75 theGegenformschlusskontur 75 .76 of thecase frame 70 is trained, - - And one of the surface of the cover
8th protruding latch 88 , which in the locking position in a lockinggroove 78 of thecase frame 70 intervenes.
Zur manuellen Betätigung der Abdeckung
Zur Verbindung der Abdeckung
Durch die Labyrinthdichtung
Gleichzeitig bewirkt die bajonettartige Verriegelung der Abdeckung
Dem in
Von den Wellenbergen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Antriebseinrichtung driving means
- 2 2
- Tretkurbelwelle pedal crankshaft
- 3 3
- Hohlwelle hollow shaft
- 4 4
- Elektromotor electric motor
- 5 5
- Planetengetriebe planetary gear
- 6 6
- Riemengetriebe belt transmission
- 7 7
- Antriebsgehäuse drive housing
- 8 8th
- Abdeckung cover
- 10 10
- Zahnscheibe toothed washer
- 21, 22 21, 22
- Kurbelzapfen crank pin
- 30 30
- Kettenradflansch Kettenradflansch
- 31 31
- erste drehrichtungsabhängig geschaltete Kupplung first direction-dependent coupling
- 32 32
- zweite drehrichtungsabhängig geschaltete Kupplung second direction-dependent switched coupling
- 40 40
- Motorwelle motor shaft
- 50 50
- Sonnenrad sun
- 51–53 51-53
- Planetenräder planetary gears
- 54 54
- feststehendes Hohlrad fixed ring gear
- 55 55
- Planetenradträger planet
- 60 60
- Zahnriemen toothed belt
- 61 61
- Riemenantriebsrad Riemenantriebsrad
- 62 62
- Riemenabtriebsrad Riemenabtriebsrad
- 63 63
- Umlenkrolle idler pulley
- 70 70
- Gehäuserahmen housing frame
- 71 71
- Gehäusedeckel housing cover
- 72 72
- Erste Gehäuseschale First housing shell
- 73 73
- Zweite Gehäuseschale Second housing shell
- 74 74
- Rohrförmige Durchführung Tubular passage
- 75 75
- Wellenberge crests
- 76 76
- Wellentäler troughs
- 77 77
- Hinterschneidungen undercuts
- 78 78
- Gegenformschlusselement (Rastnut) Counterforming element (locking groove)
- 79 79
- Topfförmige Ausnehmung Pot-shaped recess
- 80 80
- Labyrinthdichtung labyrinth seal
- 81 81
- Innendurchmesser Inner diameter
- 82–84 82-84
- Montagedome mounting Dome
- 85, 86 85, 86
- Periodische Formschlusskontur Periodic form-fitting contour
- 85 85
- Wellenberge crests
- 86 86
- Wellentäler troughs
- 88 88
- Formschlusselement (Rastnase) Positive locking element (latching nose)
- 720 720
- Stirnwand der ersten Gehäuseschale End wall of the first housing shell
- 790 790
- Bohrung drilling
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2013/057811 [0002] EP 2013/057811 [0002]
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE202014103462.5U DE202014103462U1 (en) | 2014-07-28 | 2014-07-28 | Drive device for an electric bike |
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DE202014103462.5U DE202014103462U1 (en) | 2014-07-28 | 2014-07-28 | Drive device for an electric bike |
Publications (1)
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DE202014103462U1 true DE202014103462U1 (en) | 2015-10-29 |
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ID=54481801
Family Applications (1)
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DE202014103462.5U Expired - Lifetime DE202014103462U1 (en) | 2014-07-28 | 2014-07-28 | Drive device for an electric bike |
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DE (1) | DE202014103462U1 (en) |
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-
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- 2014-07-28 DE DE202014103462.5U patent/DE202014103462U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R158 | Lapse of ip right after 8 years |