DE202017007569U1

DE202017007569U1 - Drive arrangement of a pedelec

Info

Publication number: DE202017007569U1
Application number: DE202017007569.5U
Authority: DE
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-11-06
Filing date: 2017-11-06
Publication date: 2022-10-06
Anticipated expiration: 2027-11-07

Abstract

Antriebsanordnung eines Pedelecs mit einer manuellen Antriebswelle (7) und mit einem ersten elektrischen Antrieb (EM 1), welche über ein erstes Wellgetriebe (WG 1) mit einem gemeinsamen Abtrieb (15) gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtrieb (15) über ein zweites Wellgetriebe (WG 2) mit einem zweiten elektrischen Antrieb (EM 2) gekoppelt ist.

Drive arrangement of a pedelec with a manual drive shaft (7) and with a first electric drive (EM 1), which are coupled via a first harmonic drive (WG 1) to a common output (15), characterized in that the output (15) via a second harmonic drive (WG 2) is coupled to a second electric drive (EM 2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung eines Pedelecs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.The present invention relates to a drive arrangement of a pedelec according to the type defined in more detail in the preamble of patent claim 1.

Manuell angetriebene Fahrzeuge, insbesondere Fahrräder oder Pedelecs, bei denen ein pedalierender Fahrer das Fahrzeug durch Muskelkraft antreibt und von einem elektrischen Hilfsmotor unterstützt wird, sind bekannt.Manually driven vehicles, in particular bicycles or pedelecs, in which a pedaling driver drives the vehicle with muscle power and is supported by an electric auxiliary motor, are known.

Ferner sind Wellgetriebe bekannt, die unter anderem auch als Spannungswellengetriebe oder Gleitkeilgetriebe bezeichnet werden. Das Wellgetriebe weist einen Wellengenerator, eine Innenbuchse und eine Außenbuchse auf. Die Außenbuchse weist eine Innenverzahnung und die Innenbuchse weist eine Außenverzahnung auf, die über z.B. zwei Umfangsabschnitte miteinander in Eingriff stehen. Der Querschnitt der Außenbuchse ist kreisförmig. Die Innenbuchse ist verformbar ausgebildet. Durch den Wellengenerator, der eine längsgestreckte oder elliptische Form aufweist, wird die Innenbuchse mit ihrer Außenverzahnung über z.B. zwei Umfangsabschnitte in die Innenverzahnung der Außenbuchse gedrückt. Die Zähnezahl der Außenverzahnung der Innenbuchse und der Innenverzahnung der Außenbuchse sind verschieden voneinander. Wenn beispielsweise die Außenbuchse als Abtriebselement verwendet wird, kann sowohl über die Innenbuchse als auch an dem Wellengenerator antriebsseitig Leistung in das Wellengetriebe eingebracht werden. Auf diese Weise wird eine Überlagerungsfunktion durch das Wellgetriebe realisiert.Furthermore, strain wave gears are known, which are also referred to, among other things, as stress wave gears or sliding wedge gears. The strain wave gear has a wave generator, an inner bush and an outer bush. The outer sleeve has internal teeth and the inner sleeve has outer teeth, which engage with each other via, for example, two circumferential sections. The cross section of the outer sleeve is circular. The inner bush is designed to be deformable. The shaft generator, which has an elongated or elliptical shape, presses the inner bushing with its outer toothing over, for example, two circumferential sections into the inner toothing of the outer bushing. The number of teeth of the outer teeth of the inner bush and the inner teeth of the outer bush are different from each other. If, for example, the outer bushing is used as the output element, power can be introduced into the shaft transmission on the drive side both via the inner bushing and at the shaft generator. In this way, a superimposition function is realized by the strain wave gear.

Beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2015 100 676 B3 ist eine Antriebsbaugruppe für ein manuell angetriebenes Fahrzeug mit einem elektrischen Hilfsantrieb bekannt. Die Antriebsgruppe weist eine erste Antriebswelle als Tretkurbel mit einem ersten Pedal und einem zweiten Pedal als manuellen Antrieb auf. Ferner ist eine zweite Antriebswelle vorgesehen, die drehfest mit einem Rotor des elektrischen Hilfsantriebes verbunden ist. Die Tretkurbel und der Rotor sind über ein Wellgetriebe mit einem Abtriebselement gekoppelt, wobei das Abtriebselement mit einem Hinterrad des Fahrzeuges verbunden ist. Bei der bekannten Antriebsgruppe ist ein Wellengenerator des Wellgetriebes mit dem Rotor des Hilfsantriebes drehfest verbunden, wobei eine vorformbare Innenbuchse des Wellgetriebes mit der Tretkurbel drehfest verbunden ist. Das Abtriebselement ist mit einer Außenbuchse des Wellgetriebes verbunden.For example from the publication DE 10 2015 100 676 B3 a drive assembly for a manually driven vehicle with an auxiliary electric drive is known. The drive group has a first drive shaft as a pedal crank with a first pedal and a second pedal as a manual drive. Furthermore, a second drive shaft is provided, which is non-rotatably connected to a rotor of the electric auxiliary drive. The pedal crank and the rotor are coupled to a driven element via a harmonic drive, the driven element being connected to a rear wheel of the vehicle. In the known drive group, a shaft generator of the strain wave gear is non-rotatably connected to the rotor of the auxiliary drive, with a preformable inner bushing of the strain wave gear being non-rotatably connected to the pedal crank. The output element is connected to an outer bushing of the harmonic drive.

Bei derartigen antriebsunterstützten zwei oder mehrrädrigen Fahrzeugen, wie zum Beispiel Pedelecs, ist es erforderlich, dass der Motor das Drehmoment des Fahrers abstürzt, damit der Fahrer einen Widerstand am Pedal spürt. Es ist jedoch bekannt, dass bei Pedelecfahrzeugen zum Beispiel die motorische Unterstützung nur bis zu einer vorbestimmten Abregelgeschwindigkeit vorgesehen sein darf. Wird die motorische Unterstützung ab einer bestimmten Abregelgeschwindigkeit z. B. 25 Km/h, zurückgenommen, hat dies in nachteiliger Weise zur Folge, dass der Fahrer ohne Widerstand ins Leere tritt. Dies erzeugt bei dem Fahrer ein negatives Fahrgefühl. Darüber hinaus ist es bei der bekannten Antriebsbaugruppe nicht möglich, dass der Fahrer bei Geschwindigkeiten oberhalb der vorbestimmten Unterstützungs- bzw. Abregelgeschwindigkeit keinen manuellen Antrieb mehr leisten kann. Außerdem ist eine mechanische Schaltung erforderlich, damit die motorische Unterstützungsleistung variiert werden kann, wenn sowohl die Fahrgeschwindigkeit als auch die Trittfrequenz vorgegeben sind.In such power-assisted two or more wheeled vehicles such as pedelecs, it is necessary for the motor to crash the driver's torque so that the driver feels resistance to the pedal. However, it is known that in the case of pedelec vehicles, for example, the motorized support may only be provided up to a predetermined limiting speed. If the motor support from a certain limit speed z. B. 25 km / h, taken back, this has the disadvantageous result that the driver enters the void without resistance. This creates a negative driving feeling for the driver. In addition, with the known drive assembly, it is not possible for the driver to no longer be able to provide a manual drive at speeds above the predetermined support speed or speed limit. In addition, a mechanical gearshift is required so that the motor support can be varied when both the driving speed and the cadence are specified.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welche ein negatives Fahrgefühl vermeidet und die Betriebsmöglichkeiten erweitert.The present invention is based on the object of proposing a drive arrangement of the type described in the introduction, which avoids a negative driving experience and expands the operating options.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.This object is achieved according to the invention by the features of patent claim 1, advantageous and claimed developments resulting from the dependent claims and the description and the drawings.

Somit wird eine Antriebsanordnung vorzugsweise für ein Pedelec oder dergleichen vorgeschlagen, welche einen manuellen Antrieb, beispielsweise durch eine als Tretkurbelwelle oder dergleichen ausgeführte manuelle Antriebswelle, und einen ersten elektrischen Antrieb aufweist, wobei die Antriebe über ein erstes Wellgetriebe mit einem gemeinsamen Abtrieb zum Realisieren einer Überlagerungsfunktion gekoppelt sind. Um ein negatives Fahrgefühl für den Fahrer zu vermeiden und die Betriebsmöglichkeiten zu erweitern, ist vorgesehen, dass der Abtrieb über ein zweites Wellgetriebe mit einem zweiten elektrischen Antrieb gekoppelt ist.Thus, a drive arrangement is preferably proposed for a pedelec or the like, which has a manual drive, for example a manual drive shaft designed as a pedal crankshaft or the like, and a first electric drive, the drives having a first harmonic drive with a common output to implement a superimposition function are coupled. In order to avoid a negative driving experience for the driver and to expand the operating options, it is provided that the output is coupled to a second electric drive via a second harmonic drive.

Durch die mechanische Anbindung zumindest eines zweiten elektrischen Antriebes über zumindest ein zweites Wellgetriebe wird eine Festübersetzung neben der Überlagerungsfunktion bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung realisiert. Somit wird die Festübersetzung parallel zur Überlagerungsfunktion bei der Antriebsanordnung vorgesehen. Durch die vorgeschlagene Antriebsanordnung ergibt sich eine besonders kostengünstige Lösung, da die Bauteile des vorhandenen Wellgetriebes einschließlich des ersten elektrischen Antriebes weiterverwendet werden. Die zusätzliche Festübersetzung wird durch den zweiten elektrischen Antrieb und das zweite Wellgetriebe realisiert.Due to the mechanical connection of at least one second electric drive via at least one second harmonic drive, a fixed transmission is realized in addition to the superimposition function in the drive arrangement according to the invention. Thus, the fixed gear ratio is provided in parallel with the superimposition function in the drive arrangement. The proposed drive arrangement results in a particularly cost-effective solution, since the components of the existing harmonic drive, including the first electric drive, continue to be used. The additional fixed ratio is realized by the second electric drive and the second harmonic drive.

Die erfindungsgemäße Erweiterung mit einem zweiten elektrischen Antrieb ist es möglich, bei jeder Fahrgeschwindigkeit sowohl eine gewünschte Unterstützungsstufe als auch eine gewünschte Trittfrequenz einzustellen. Demzufolge ist keine konventionelle mechanische Übersetzungsverstelleinrichtung, wie zum Beispiel eine Kettenschaltung, Nabenschaltung oder ein mechanisches Naben-CVT erforderlich. Die Trittfrequenz wird durch Variation der Drehzahl des ersten elektrischen Antriebs eingestellt, während die Unterstützungsstufe durch das frei wählbare Moment des zweiten elektrischen Antriebes eingestellt wird. Hierbei ist es ohne weiteres möglich, dass der als elektrische Maschine ausgeführte zweite elektrische Antrieb motorisch oder auch generatorisch wirken kann.The extension according to the invention with a second electric drive makes it possible to set both a desired support level and a desired cadence at any driving speed. As a result, no conventional mechanical gear changer such as a derailleur, internal gear hub, or mechanical in-hub CVT is required. The cadence is set by varying the speed of the first electric drive, while the support level is set by the freely selectable moment of the second electric drive. In this case, it is easily possible for the second electric drive, which is designed as an electric machine, to act as a motor or else as a generator.

Zudem ist es möglich, ein höheres Anfahrmoment anzubieten, da der zweite elektrische Antrieb am Abtrieb unabhängig von dem ersten elektrischen Antrieb und dem ersten Wellgetriebe ein Drehmoment am Abtrieb bzw. am Kettenrad des Pedelecs über das zweite Wellgetriebe aufbringen kann. Bei Fahrgeschwindigkeiten zum Beispiel größer 25 Km/h kann der zweite elektrische Antrieb entsprechend Gegenbremsen, sodass die aufgrund der Drehmomentabstützung an dem ersten Wellgetriebe auftretende motorische Leistung des ersten elektrischen Antriebes kompensiert wird. Es entsteht dann quasi eine elektrische Blindleistung, wobei der effektive Antrieb oberhalb der Unterstützungsgeschwindigkeit dann über die Muskelkraft des Fahrers erfolgt.It is also possible to offer a higher starting torque, since the second electric drive at the output can apply a torque at the output or on the sprocket of the pedelec via the second harmonic drive, independently of the first electric drive and the first harmonic drive. At driving speeds greater than 25 km/h, for example, the second electric drive can counter-brake accordingly, so that the motor power of the first electric drive occurring due to the torque support on the first harmonic drive is compensated. A kind of reactive electrical power is then created, with the effective drive above the support speed then taking place via the driver's muscle power.

Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass der erste elektrische Antrieb koaxial zur manuellen Antriebswelle und der zweite elektrische Antrieb koaxial zu einer gehäusefesten Achse angeordnet ist. Dadurch ist der erste elektrische Antrieb mit dem ersten Wellgetriebe der rotierenden Tretkurbelwelle zugeordnet, während der zweite elektrische Antrieb mit dem zweiten Wellgetriebe der feststehenden Achse zugeordnet ist.As part of an advantageous development of the present invention, it can be provided that the first electric drive is arranged coaxially to the manual drive shaft and the second electric drive is arranged coaxially to an axis fixed to the housing. As a result, the first electric drive with the first harmonic drive is assigned to the rotating pedal crankshaft, while the second electric drive is assigned to the second harmonic drive of the stationary axle.

Eine besonders bauraumsparende Bauweise ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung dadurch, dass die gehäusefeste bzw. stehende Achse achsparallel zu der manuellen Antriebswelle bzw. zu der Tretkurbelwelle angeordnet ist. Hierdurch ist es ohne weiteres möglich, die beiden elektrischen Antriebe mit den zugeordneten Wellgetrieben in einem gemeinsamen Gehäuse bauraumsparend unterzubringen.A particularly space-saving design results from the drive arrangement according to the invention in that the housing-fixed or stationary axle is arranged axially parallel to the manual drive shaft or to the pedal crankshaft. As a result, it is easily possible to accommodate the two electric drives with the associated harmonic drives in a common housing in a space-saving manner.

Um den zweiten elektrischen Antrieb über das zweite Wellgetriebe mit dem Abrieb des Pedelecs zu koppeln, kann im Rahmen einer bevorzugten Ausführung der Erfindung vorgesehen sein, dass hierzu eine Außenbuchse des zweiten Wellgetriebes entweder über ein Element des ersten Wellgetriebes mit dem Abtrieb oder quasi direkt mit dem Abrieb verbunden wird. Beispielsweise kann die Außenbuchse des zweiten Wellgetriebes über Zahnräder, Ketten, Riemen oder dergleichen mit dem Abtrieb verbunden werden, um dadurch einen größeren Achsenabstand zwischen der manuellen Antriebswelle und der gehäusefeste Achse zu realisieren. Hierdurch kann insgesamt ein kleineres Gehäuse realisiert werden.In order to couple the second electric drive to the wear of the pedelec via the second harmonic drive, it can be provided within the scope of a preferred embodiment of the invention that an outer bushing of the second harmonic drive is connected either via an element of the first harmonic drive to the output or more or less directly to the abrasion is connected. For example, the outer bushing of the second harmonic drive can be connected to the output via gears, chains, belts or the like, in order to achieve a larger axis distance between the manual drive shaft and the axis fixed to the housing. As a result, a smaller housing can be implemented overall.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung für ein Pedelec,
2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung;
3 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung;
4 eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung und;
5 eine schematische Ansicht einer fünften Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung.

The present invention is explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:

1 a schematic view of a first embodiment variant of a drive arrangement according to the invention for a pedelec,
2 a schematic view of a second embodiment of the drive assembly according to the invention;
3 a schematic view of a third embodiment of the drive assembly according to the invention;
4 a schematic view of a fourth embodiment of the drive assembly according to the invention and;
5 a schematic view of a fifth embodiment of the drive assembly according to the invention.

In den 1 bis 5 sind verschiedene Ausführungsvarianten einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung eines Pedelecs mit einer manuellen Antriebswelle und mit einem ersten elektrischen Antrieb EM 1, welcher über ein erstes Wellgetriebe WG 1 mit einem gemeinsamen Abtrieb 15 gekoppelt sind, wobei der Abtrieb 15 über ein zweites Wellgetriebe WG 2 mit einem zweiten elektrischen Antrieb EM 2 gekoppelt ist. Die verschiedenen Ausführungsvarianten unterscheiden sich durch die verschiedenen Anbindungsmöglichkeiten des zweiten Wellgetriebes WG 2 an den Abtrieb 15. Hierbei wird der Abtrieb 15 des zwei oder mehrrädrigen Pedelecs beispielsweise über ein Kettenrad bzw. ein Riemenrad mit dem anzutreibenden Hinter- oder Vorderrad verbunden. Es ist auch möglich, dass der Abrieb 15 als Nabenabtrieb ausgeführt ist.In the 1 until 5 are different embodiment variants of a drive arrangement of a pedelec according to the invention with a manual drive shaft and with a first electric drive EM 1, which is coupled to a common output 15 via a first strain wave gear WG 1, with the output 15 being connected via a second strain wave gear WG 2 to a second electric Drive EM 2 is coupled. The various design variants differ in the different connection options for the second harmonic drive WG 2 to the output 15. Here, the output 15 of the two-wheel or multi-wheel pedelec is connected to the rear or front wheel to be driven, for example via a sprocket or belt wheel. It is also possible that the abrasion 15 is designed as a hub drive.

Wie bereits eingangs beschriebenen, weist jedes Wellgetriebe WG 1, WG 2 üblicherweise einen gelagerten Wellengenerator 1, 4 im Inneren auf, der mit einem elliptischen bzw. längsgezogenen äußeren Laufring versehen ist, der mit einer verformbaren Innenbuchse 2, 5 gekoppelt ist, wobei die jeweilige Innenbuchse 2, 5 eine Au-ßenverzahnung aufweist, die jeweils mit einer einen kreisförmigen Durchmesser aufweisenden Außenbuchse 3, 6 mit einer Innenverzahnung in Eingriff steht.As already described above, each harmonic drive WG 1, WG 2 usually has a mounted shaft generator 1, 4 inside, which is provided with an elliptical or longitudinally drawn outer race that is coupled to a deformable inner bushing 2, 5, the respective Inner bushing 2, 5 has an outer toothing, which in each case is in engagement with an outer bushing 3, 6 having a circular diameter and having inner toothing.

Unabhängig von den verschiedenen Ausführungsvarianten ist bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung vorgesehen, dass der erste elektrische Antrieb bzw. die erste elektrische Maschine EM 1 koaxial zu der manuellen Antriebswelle bzw. Tretkurbelwelle 7 angeordnet, wobei der zweite elektrische Antrieb bzw. die zweite elektrische Maschine EM 2 koaxial zu einer gehäusefesten Achse 8 angeordnet ist. Die gehäusefeste Achse 8 ist achsparallel zu der manuellen Antriebswelle 7 angeordnet.Regardless of the different variants is in the invention Drive arrangement provided that the first electric drive or the first electric machine EM 1 is arranged coaxially to the manual drive shaft or pedal crankshaft 7, wherein the second electric drive or the second electric machine EM 2 is arranged coaxially to an axis 8 fixed to the housing. The axis 8 fixed to the housing is arranged axis-parallel to the manual drive shaft 7 .

Auf diese Weise ergibt sich eine radial verschachtelte Bauweise der beiden elektrischen Maschinen EM 1, EM 2 und der beiden Wellgetriebe WG 1, WG 2 bezogen auf die Tretkurbelwelle bzw. die manuelle Antriebswelle 7, wobei die beiden elektrischen Antriebe EM 1, EM 2 und die beiden Wellgetriebe WG 1, WG 2 in einem gemeinsamen Gehäuse 14 angeordnet sind. In dem gemeinsamen Gehäuse 14 sind jeweils der erste elektrische Antrieb EM 1 und das erste Wellgetriebe WG 1 bezogen auf die manuelle Antriebswelle 7 axial nebeneinander angeordnet, wobei der zweite elektrische Antrieb EM 2 und das zweite Wellgetriebe WG 2 bezogen auf die gehäusefeste Achse 8 axial nebeneinander angeordnet sind.This results in a radially nested design of the two electrical machines EM 1, EM 2 and the two strain wave gears WG 1, WG 2 based on the pedal crankshaft or the manual drive shaft 7, the two electric drives EM 1, EM 2 and the two strain wave gears WG 1, WG 2 are arranged in a common housing 14. In the common housing 14, the first electric drive EM 1 and the first harmonic drive WG 1 are arranged axially next to one another in relation to the manual drive shaft 7, with the second electric drive EM 2 and the second harmonic drive WG 2 being arranged axially next to one another in relation to the axis 8 fixed to the housing are arranged.

Der erste elektrische Antrieb EM 1 und der zweite elektrische Antrieb EM 2 können sowohl als Motor als auch als Generator betrieben werden.The first electric drive EM 1 and the second electric drive EM 2 can be operated both as a motor and as a generator.

Ferner ist bei sämtlichen Ausführungsvarianten der Antriebsanordnung vorgesehen, dass die Tretkurbelwelle mit einem linken Pedal 10 an ihrem linken Ende und einem rechten Pedal 11 an ihrem rechten Ende als manuelle Antriebswelle 7 mit einer verformbaren Innenbuchse 2 des ersten Wellgetriebes WG 1 und ein Wellengenerator 1 des ersten Wellgetriebes WG 1 mit dem Rotor 12 des ersten elektrischen Antriebes EM 1 verbunden sind, wobei eine Außenbuchse 3 des ersten Wellgetriebes WG 1 mit dem Abtrieb 15 des Pedelecs verbunden ist.Furthermore, in all variants of the drive arrangement, it is provided that the pedal crankshaft with a left pedal 10 at its left end and a right pedal 11 at its right end as a manual drive shaft 7 with a deformable inner bushing 2 of the first harmonic drive WG 1 and a shaft generator 1 of the first Wave gear WG 1 are connected to the rotor 12 of the first electric drive EM 1, with an outer bushing 3 of the first wave gear WG 1 being connected to the output 15 of the pedelec.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass eine Außenbuchse 6 des zweiten Wellgetriebes WG 2 direkt oder indirekt mit Abtrieb 15 des Pedelecs verbunden, wobei eine Innenbuchse 5 des zweiten Wellgetriebes WG 2 mit der gehäusefesten Achse 8 verbunden ist und wobei ein Wellengenerator 4 des zweiten Wellgetriebes WG 2 mit dem Rotor 13 des zweiten elektrischen Antriebes EM 2 verbunden ist.In addition, it is provided that an outer bushing 6 of the second harmonic drive WG 2 is connected directly or indirectly to output 15 of the pedelec, with an inner bushing 5 of the second harmonic drive WG 2 being connected to the axle 8 fixed to the housing and with a shaft generator 4 of the second harmonic drive WG 2 is connected to the rotor 13 of the second electric drive EM 2 .

Bei der ersten Ausführungsvariante gemäß 1 ist vorgesehen, dass die Außenbuchse 6 des zweiten Wellgetriebes WG 2 über die Außenbuchse 3 des ersten Wellgetriebes WG 1 mit dem Abtrieb 15 verbunden ist. Hierzu weist die Außenbuchse 3 des ersten Wellgetriebes WG 1 und die Außenbuchse 6 des zweiten Wellgetriebes WG 2 jeweils eine Außenverzahnung auf, die miteinander in Eingriff stehen.In the first embodiment according to 1 It is provided that the outer bushing 6 of the second harmonic drive WG 2 is connected to the output 15 via the outer bushing 3 of the first harmonic drive WG 1 . For this purpose, the outer bushing 3 of the first harmonic drive WG 1 and the outer bushing 6 of the second harmonic drive WG 2 each have external teeth that mesh with one another.

Bei der in 2 dargestellten zweiten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung des Pedelecs ist dagegen vorgesehen, dass die Außenbuchse 6 des zweiten Wellgetriebes WG 2 über ein Zwischenrad 9 mit der Außenbuchse 3 des ersten Wellgetriebes WG 1 gekoppelt ist. Hierbei ist das Zwischenrad 9 drehbar gelagert, wobei die Achse des Zwischenrades 9 ortsfest bzw. gehäusefest und nicht umlaufend angeordnet ist. Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass ein größerer Axtabstand zwischen der Tretkurbel bzw. der manuellen Antriebswelle 7 und der ortsfesten bzw. gehäusefesten Achse 8 realisiert werden kann, ohne den Durchmesser der Außenbuchse 3 des ersten Wellgetriebes WG 1 und des zweiten Wellgetriebes WG 2 zu vergrößern. Dadurch ist insgesamt ein kleineres Gehäuse 14 realisierbar.At the in 2 In contrast, the second embodiment variant of the drive arrangement of the pedelec according to the invention that is illustrated provides that the outer bushing 6 of the second harmonic drive WG 2 is coupled to the outer bushing 3 of the first harmonic drive WG 1 via an intermediate wheel 9 . Here, the intermediate wheel 9 is rotatably mounted, the axis of the intermediate wheel 9 being stationary or fixed to the housing and not rotating. This has the advantage that a larger axis distance between the pedal crank or the manual drive shaft 7 and the stationary or housing-fixed axle 8 can be realized without increasing the diameter of the outer bushing 3 of the first harmonic drive WG 1 and the second harmonic drive WG 2 . As a result, a smaller housing 14 can be implemented overall.

In 3 ist eine dritte Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt, bei der vorgesehen ist, dass die Außenbuchse 6 des zweiten Wellgetriebes WG 2 über eine Stirnradstufe ST mit dem Abtrieb 15 gekoppelt ist. Hierzu weist die Stirnradstufe ST ein erstes Stirnrad ST 1 und ein zweites Stirnrad ST 2 auf, welche direkt miteinander in Eingriff stehen. Das erste Stirnrad ST 1 ist quasi als Hohlrad auf der gehäusefesten Achse 8 gelagert. Das zweite Stirnrad ST 2 ist quasi als Hohlrad auf der Tretkurbelwelle bzw. der manuellen Antriebswelle 7 gelagert. Das erste Stirnrad ST 1 ist mit der Außenbuchse 6 des zweiten Wellgetriebes WG 2 verbunden, während das zweite Stirnrad ST 2 mit dem Abtrieb 15 verbunden ist.In 3 a third embodiment variant of the invention is shown, in which it is provided that the outer bushing 6 of the second harmonic drive WG 2 is coupled to the output 15 via a spur gear stage ST. For this purpose, the spur gear ST has a first spur gear ST 1 and a second spur gear ST 2 which are in direct engagement with one another. The first spur gear ST 1 is mounted quasi as a ring gear on the axle 8 fixed to the housing. The second spur gear ST 2 is mounted as a ring gear on the pedal crankshaft or the manual drive shaft 7 . The first spur gear ST 1 is connected to the outer bushing 6 of the second harmonic drive WG 2 , while the second spur gear ST 2 is connected to the output 15 .

4 zeigt eine vierte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung, bei der vorgesehen ist, dass die Stirnräder ST 1, ST 2 der Stirnradstufe ST über ein Zwischenrad 17 miteinander gekoppelt sind. Das Zwischenrad 17 ist auf einer Achse gelagert, die ortsfest bzw. gehäusefest angeordnet ist. Durch die Verwendung eines Zwischenrades 17 ergibt sich der Vorteil, dass ein größerer Achsabstand zwischen der Tretkurbelwelle bzw. der manuellen Antriebswelle 7 und der gehäusefesten Achse 8 realisiert wird, ohne dass die Stirnräder ST 1, ST 2 über den Durchmesser der Außenbuchse 3 des ersten Wellgetriebes WG 1 und der Außenbuchse 6 des zweiten Wellgetriebes Wege 2 hinausgehen, sodass sich insgesamt ein kleineres Gehäuse 14 realisieren lässt. 4 shows a fourth embodiment variant of the drive arrangement according to the invention, in which it is provided that the spur gears ST 1 , ST 2 of the spur gear stage ST are coupled to one another via an intermediate gear 17 . The intermediate wheel 17 is mounted on an axle which is stationary or fixed to the housing. The use of an intermediate wheel 17 has the advantage that a greater center distance between the pedal crankshaft or the manual drive shaft 7 and the axle 8 fixed to the housing is realized without the spur gears ST 1, ST 2 exceeding the diameter of the outer bushing 3 of the first harmonic drive WG 1 and the outer bushing 6 of the second strain wave gear go beyond paths 2, so that overall a smaller housing 14 can be realized.

Schließlich ist in 5 eine fünfte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt. Bei der fünften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass als indirekte Kopplung der Stirnräder ST 1, ST 2 der Stirnradstufe ST ein Ketten- oder Riementrieb 16 vorgesehen ist. Demzufolge wird durch den Riemen- oder Kettentrieb 16 eine Überbrückung des Achsabstandes realisiert. Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass ein größerer Achsabstand zwischen der Tretkurbelwelle bzw. der manuellen Antriebswelle 7 und der gehäusefesten Achse 8 realisiert werden kann, ohne dass die Stirnräder ST 1, ST 2 über den Durchmesser der Außenbuchse 3 des ersten Wellgetriebes WG 1 und der Außenbuchse 6 des zweiten Wellgetriebes WG 2 hinausgehen, sodass insgesamt ein kleineres Gehäuse 14 realisierbar ist.Finally is in 5 a fifth embodiment of the arrangement according to the invention is shown. In the fifth embodiment variant it is provided that a chain or belt drive 16 is provided as an indirect coupling of the spur gears ST 1 , ST 2 of the spur gear stage ST. Consequently, the center distance is bridged by the belt or chain drive 16 . This results in the advantage that a larger Achsab stand between the pedal crankshaft or the manual drive shaft 7 and the axle 8 fixed to the housing can be realized without the spur gears ST 1, ST 2 going beyond the diameter of the outer bushing 3 of the first harmonic drive WG 1 and the outer bushing 6 of the second harmonic drive WG 2, so that overall a smaller housing 14 can be realized.

BezugszeichenlisteReference List

11: Wellengenerator des ersten WellgetriebesWave generator of the first harmonic drive
22: verformbare Innenbuchse des ersten WellgetriebesDeformable inner sleeve of the first strain wave gear
33: Außenbuchse des ersten WellgetriebesOuter bushing of the first strain wave gear
44: Wellengenerator des zweiten WellgetriebesWave generator of the second harmonic drive
55: verformbaren Innenbuchse des zweiten Wellgetriebesdeformable inner bush of the second strain wave gear
66: Außenbuchse des zweiten WellgetriebesOuter bushing of the second strain wave gear
77: manuelle Antriebswelle bzw. Tretkurbel bzw. Tretkurbelwellemanual drive shaft or pedal crank or pedal crank shaft
88th: gehäusefeste bzw. feststehende Achsehousing-fixed or fixed axis
99: Zwischenradintermediate wheel
1010: linkes Pedal an der Tretkurbelleft pedal on the crank
1111: rechtes Pedal an der Tretkurbelright pedal on the crank
1212: Rotor des ersten elektrischen Antriebes bzw. der ersten elektr. MaschineRotor of the first electric drive or the first electric. machine
1313: Rotor des zweiten elektrischen Antriebes bzw. der zweiten elektr. MaschineRotor of the second electric drive or the second electric. machine
1414: Gehäuse der AntriebsanordnungHousing of the drive assembly
1515: Abtriebdownforce
1616: Kettentrieb bzw. RiementriebChain drive or belt drive
1717: Zwischenradintermediate wheel
STST: Stirnradstufespur gear stage
ST 1ST 1: erstes Stirnradfirst spur gear
ST 2ST 2: zweites Stirnradsecond spur gear
EM 1EM 1: erster elektrischer Antrieb bzw. erste elektrische Maschinefirst electric drive or first electric machine
EM 2EM 2: zweiter elektrischer Antrieb bzw. zweite elektrische Maschinesecond electric drive or second electric machine
WG 1flat share 1: erstes Wellgetriebefirst harmonic drive
WG 2flat share 2: zweites Wellgetriebesecond wave gear

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102015100676 B3 [0004]

Claims

Drive arrangement of a pedelec with a manual drive shaft (7) and with a first electric drive (EM 1), which are coupled via a first harmonic drive (WG 1) to a common output (15), characterized in that the output (15) via a second harmonic drive (WG 2) is coupled to a second electric drive (EM 2).

Drive arrangement according to claim 1 , characterized in that the first electric drive (EM 1) is arranged coaxially to the manual drive shaft (7) and that the second electric drive (EM 2) is arranged coaxially to a housing-fixed axis (8).

Drive arrangement according to claim 2 , characterized in that the housing-fixed axle (8) is arranged axially parallel to the manual drive shaft (7).

Drive arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a pedal crankshaft as a manual drive shaft (7) with a deformable inner bush (2) of the first harmonic drive (WG 1) and a shaft generator (1) of the first harmonic drive (WG 1) with the rotor ( 12) of the first electric drive (EM 1), with an outer bushing (3) of the first harmonic drive (WG 1) being connected to the output (15) of the pedelec.

Drive arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that an outer bush (6) of the second harmonic drive (WG 2) is connected directly or indirectly to the output (15) of the pedelec, with an inner bush (5) of the second harmonic drive (WG 2) is connected to the axis (8) fixed to the housing, and wherein a shaft generator (4) of the second harmonic drive (WG 2) is connected to the rotor (13) of the second electric drive (EM 2).

Drive arrangement according to one of Claims 4 or 5 , characterized in that the outer bushing (6) of the second harmonic drive (WG 2) is connected to the output (15) via the outer bushing (3) of the first harmonic drive (WG 1), the outer bushing (3) of the first harmonic drive (WG 1) has an external toothing, which is in engagement with an external toothing of the outer bushing (6) of the second harmonic drive (WG 2).

Drive arrangement according to one of Claims 4 or 5 , characterized in that the outer bushing (6) of the second harmonic drive (WG 2) is coupled to the outer bushing (3) of the first harmonic drive (WG 1) via an intermediate wheel (9).

Drive arrangement according to one of Claims 4 until 5 , characterized in that the outer bushing (6) of the second harmonic drive (WG 2) is coupled to the output (15) via a spur gear stage (ST).

Drive arrangement according to claim 8 , characterized in that the outer bushing (6) of the second harmonic drive (WG 2) is connected to a first spur gear (ST 1) and the output (15) is connected to a second spur gear (ST 2), the two spur gears (ST 1, ST 2) of the spur gear (ST) are engaged with each other.

Drive arrangement according to claim 8 , characterized in that the spur gears (ST 1, ST 2) of the spur gear stage (ST) are coupled to one another (16) via a chain or belt drive.

Drive arrangement according to claim 8 , characterized in that the spur gears (ST 1, ST 2) of the spur gear stage (ST) are coupled to one another via an intermediate gear (17).

Drive arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first electric drive (EM 1) and the second electric drive (EM 2) as well as the first shaft gear (WG 1) and the second shaft gear (WG 2) are housed in a common housing (14 ) are arranged.