EP4351956A1 - Motor für ein fahrrad und fahrrad - Google Patents

Motor für ein fahrrad und fahrrad

Info

Publication number
EP4351956A1
EP4351956A1 EP21798307.1A EP21798307A EP4351956A1 EP 4351956 A1 EP4351956 A1 EP 4351956A1 EP 21798307 A EP21798307 A EP 21798307A EP 4351956 A1 EP4351956 A1 EP 4351956A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
torque
wheel axle
housing cover
motor
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21798307.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Theodor Piele
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Silent Leader GmbH
Original Assignee
Silent Leader GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Silent Leader GmbH filed Critical Silent Leader GmbH
Publication of EP4351956A1 publication Critical patent/EP4351956A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/60—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at axle parts
    • B62M6/65—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at axle parts with axle and driving shaft arranged coaxially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/41—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
    • B62J45/411—Torque sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/42—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting
    • B62J45/423—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting on or besides the wheel

Definitions

  • the invention relates to a motor for a bicycle and the bicycle with the motor.
  • a motor for a bicycle can be arranged, for example, in an area of a rear wheel of the bicycle.
  • the power to be delivered by the motor for moving the bicycle can be controlled, for example, as a function of a torque that is applied by a driver of the driver when pedaling.
  • the object of the invention is therefore to create a motor for a bicycle and the bicycle with the motor, with the motor being able to measure a torque applied by a rider of the bicycle.
  • the motor for a bicycle comprises an axle intended to be fixed to a frame of the bicycle, a hub shell having a housing cap defining an internal space of the motor in an axial direction with respect to the axle, and a housing cap through hole through which the wheel axle extends, a bearing seat protruding in the axial direction from the remaining housing cover, and having at least two through holes arranged side by side in the housing cover in a circumferential direction with respect to the wheel axle, a cam configured to receive one from a driver of the bicycle by pedaling applied torque, as well as a driver through hole through which the wheel axle extends outside the hub shell, and for each of the through holes has a pin that extends through one of the through holes, a measuring disc that is in the interior and in a radi alides is arranged with respect to the wheel axle outside of the bearing seat and has a measuring disk through hole through which the wheel axle extends and which is arranged to receive the torque from the journals and to transmit the torque to the hub shell, and a torque measuring device which is
  • a rider When riding the bicycle, a rider applies torque by pedaling. The torque is transmitted to the driver, which transmits the torque via the pins through the through-holes to the measuring disc. The torque is applied to the hub shell by the measuring disk transfer. The deformation of the measuring disc takes place, the deformation being determined by the torque measuring device.
  • Torque measuring device is set up to draw conclusions about the torque from the magnitude of the deformation. This creates a motor that is set up to measure the torque applied by the driver.
  • the housing cover is designed to allow the torque to pass from outside the hub housing into the interior by means of the through holes, and at the same time it is possible to mount the housing cover and thus the hub housing so that they can rotate against the wheel axle by means of the bearing seat.
  • the motor preferably has a first radial bearing which supports the bearing seat inside in the radial direction and supports the housing cover in a rotatable manner against the wheel axle.
  • the bearing seat can have, for example, a bearing surface which is directed inwards in the radial direction and which in particular has the shape of a cylinder jacket. It is conceivable, for example, for the bearing surface to be in contact with rolling bodies, for example balls, of the first radial bearing. Alternatively, it is conceivable, for example, for a housing shell of the first radial bearing to be attached to the bearing surface.
  • the torque measuring device has a strain gauge which is applied to the measuring disc.
  • the measuring disk can have one or more sliding contacts, via which a resistance of the strain gauge can be read out.
  • the measuring disc is magnetic and the torque measuring device has a sensor that is set up to measure the deformation of the measuring disc using magnetostriction.
  • the fact that the magnetic properties of the measuring disk change as a function of the magnitude of the deformation of the measuring disk can be used here.
  • the wheel axle has a wheel axle disc which protrudes outwards in the radial direction from the remaining wheel axle and on which the sensor is attached.
  • the sensor can have one coil or multiple coils.
  • the pins preferably protrude outwards in the radial direction from the remaining driver.
  • the bearing seat has a plurality of axial ridges protruding from the remaining housing cover in the axial direction, each of the through-holes being defined by two of the axial ridges in the circumferential direction.
  • the bearing seat has a ring body fixed to the longitudinal ends of the axial ribs in the axial direction and facing inward in the radial direction, the ring body defining each of the through holes in the axial direction.
  • the housing cover has a radial web for each of the axial webs, which is fastened to a surface of the housing cover facing inward in the radial direction, protrudes in the radial direction inward from the remaining housing cover and on which one of the axial webs in each case is attached.
  • the motor preferably has a freewheel which has a first freewheel half and a second freewheel half which is formed by the driver. This advantageously ensures that the measuring disk is only deformed when the torque is actually being transmitted to the hub shell. On the other hand, if the second freewheel half overtakes the first freewheel half, no torque is transmitted to the second freewheel half and thus no torque to the hub shell, which means that there is no deformation of the measuring disk. It is particularly preferred that the motor has a pinion carrier which is coupled in a torsionally rigid manner to the first half of the freewheel.
  • the pins are preferably in engagement with the measuring disc.
  • the motor has an intermediate ring which is in engagement with the journals on its side facing inwards in the radial direction and which has an outer ring gear on its side facing outwards in the radial direction, which is connected to a inside facing side of the measuring disc arranged internal ring gear of the measuring disc is engaged.
  • the spigot has a plurality of teeth. It is particularly preferred that the measuring disk or the intermediate ring has a respective recess for each tooth.
  • the torque which is transmitted from the driver to the measuring disc, can be distributed more evenly along the circumferential direction than without the teeth. It is preferable for the measuring disk to have a measuring disk projection on the measuring disk through-hole that protrudes in the axial direction and completely delimits the measuring disk through-hole in the circumferential direction.
  • an axial extent of the measuring disk in the axial direction in a region of the measuring disk projection can be at least twice as long or at least three times as long as in a region of the measuring disk that adjoins the measuring disk projection.
  • the driver engages in the measuring disc along the complete extension of the measuring disc through-hole in the axial direction.
  • the driver only engages in the measuring disk in an axial region of the measuring disk projection that extends in the axial direction.
  • a force flow between the driver and the edge of the measuring disk lying on the outside in the radial direction has an axial component in the measuring disk projection. This achieves a more homogeneous distribution of the mechanical stress in the measuring disc.
  • the axial region may be spaced from a portion of the dial, which portion is adjacent to the dial protrusion.
  • the axial area can, for example, amount to a maximum of one third of the extension of the measuring disk through-hole in the axial direction.
  • the measuring disc in order to transmit the torque from the measuring disc to the hub housing, is fastened to the hub housing, in particular to the housing cover, in a form-fitting and/or force-fitting manner.
  • the measuring disc can have a measuring disc pin for the form fit, which engages in a housing recess of the hub housing, in particular the housing cover.
  • the hub housing, in particular the housing cover it is conceivable for the hub housing, in particular the housing cover, to have a housing pin for the form fit, which engages in a measuring disk recess of the measuring disk.
  • a press fit for example, is conceivable for the non-positive connection.
  • the measuring disk has an external toothing and the hub housing has an internal toothing, the external toothing meshing with the internal toothing, the internal toothing being formed in particular by the housing cover.
  • the measuring disc can be fastened to the hub shell in a form-fitting and/or force-fitting manner.
  • a distance is preferably provided between the trunnion and the housing cover in the circumferential direction, which is longer than zero when the torque is zero and becomes shorter when the torque becomes greater than zero, the trunnion abutting the housing cover when the torque is greater than a limit torque, in particular the limit torque is selected so that it occurs when pedaling.
  • the motor is preferably an electric motor.
  • the bicycle according to the invention has the motor. It is preferred that the motor is arranged in a rear wheel of the bicycle.
  • Figure 1 is an exploded view of the engine
  • Figure 2 shows a first longitudinal section through the motor 1, the longitudinal section running between two pins 18,
  • FIG. 3 shows a second longitudinal section through the motor 1, the longitudinal section running through one of the journals 18.
  • Figure 4 shows a first perspective view of a housing cover 9 of the motor 1
  • Figure 5 shows a second perspective view of the housing cover
  • Figure 6 is a first perspective view of a driver 32 of the motor 1,
  • Figure 7 is a second perspective view of the driver 32
  • Figure 8 is a perspective view of a measuring disc 20 of the engine 1
  • Figure 9 is a perspective view of the housing cover 9 and the metering disc 20 assembled together
  • Figure 10 is a perspective view of the housing cover 9 and the driver 32 assembled together.
  • a motor 1 for a bicycle has a wheel axle 14, a hub housing 8, a driver 32, a measuring disc 20 and a torque measuring device.
  • the wheel axle 14 is intended to be fixed to a frame of the bicycle.
  • the hub housing 8 has a housing cover 9, which delimits an interior space 31 of the motor 1 in an axial direction 28 with respect to the wheel axle 14, and a housing cover through-hole 27, through which the wheel axle 14 extends, a bearing seat 10, which in the axial direction 28 is separated from the remaining Housing cover 9 protrudes, and at least two through holes 12, which are arranged in a circumferential direction 30 with respect to the wheel axle 14 next to each other in the housing cover 9. It can be seen in particular from FIGS.
  • the driver 32 is set up to absorb a torque applied by a rider of the bicycle by pedaling.
  • the driver 32 has a driver through-hole 33 through which the wheel axle 14 extends outside the hub shell 8 , and for each of the through-holes 12 a pin 18 which extends through one of the through-holes 12 .
  • the measuring disk 20 is arranged in the interior space 31 and in a radial direction 29 with respect to the wheel axle 14 on the outside of the bearing seat 10 .
  • the dial 20 has a dial through hole 34 through which the wheel axle 14 extends and is configured to receive torque from the pins 18 and transmit the torque to the hub shell 8 .
  • the torque measuring device is set up to determine the torque based on a deformation of the measuring disk 20 .
  • the motor 1 can be an electric motor, for example.
  • the motor 1 can be arranged in a rear wheel of a bicycle, for example.
  • the bearing seat 10 may have a plurality of axial ridges 35 (compare Figures 2, 4, 5, 9 and 10) protruding from the remaining housing cover 9 in the axial direction 28, each of the through holes 12 of any two of the axial ridges 35 in the circumferential direction 30 is limited.
  • the bearing seat 10 can have an annular body 41 (see in particular Figures 2 to 5, 9 and 10), which is attached to the longitudinal ends of the axial webs 35 lying in the axial direction 28 and protruding into the interior space 31, and one in the radial direction 29 inwards facing bearing surface 11, wherein the ring body 41 delimits each of the through holes 12 in the axial direction 28.
  • the bearing surface 11 can, for example, have the shape of a cylinder jacket (see in particular FIGS. 2, 3, 5 and 19).
  • FIGS. 2 and 3 show that the motor 1 can have a first radial bearing 24 which supports the bearing seat 10 on the inside in the radial direction 29 and supports the housing cover 9 so that it can rotate against the wheel axle 14 .
  • the bearing surface 11 can be in contact with rolling bodies, for example balls, of the first radial bearing 24 .
  • a housing shell of the first radial bearing 24 can be attached to the bearing surface 11 .
  • the figures show that more than two of the through-holes 12 can also be provided, in particular, for example, from four to twelve of the through-holes 12 or eight of the through-holes 12 can be provided. This ensures high strength of the bearing seat 10 and at the same time the torque is introduced into the measuring disk 20 very uniformly along the circumferential direction 30 .
  • the through holes 12 may be evenly distributed in the circumferential direction 30 .
  • the housing cover 9 can have a radial web 36 for each of the axial webs 35, which is attached to a surface 42 of the housing cover 9 that faces inward in the radial direction 29, in which Radial direction 29 protrudes inwards from the remaining housing cover 9 and on which one of the axial webs 36 is attached.
  • the inwardly facing surface 42 can, for example, delimit the housing cover through-hole 27, see in particular Figure 4.
  • the axial webs 35 are arranged within the inwardly facing surface 42 as seen in the axial direction 28 (see, for example, Figures 2 and 4).
  • an outer diameter of the driver 32 can be made shorter than an outer diameter of the housing cover through-hole 27.
  • the pegs 18 can, for example, protrude outwards from the remaining driver 32 in the radial direction 29, compare in particular Figures 6 and 7.
  • the outer diameter of the driver 32 can be twice the distance between an outer end of one of the pegs and the center point of the driver 32.
  • the outer diameter of the housing cover through hole 27 can be twice the distance between the inwardly facing surface 42 and the center point of the housing cover through hole 27 .
  • FIGS. 1 and 2 show that the measuring disk 20 can be arranged completely outside of the bearing seat 10.
  • the measuring disc 20 can be magnetic and the torque measuring device can have a sensor 26 (see FIGS. 2 and 3) which is set up to measure the deformation of the measuring disc 20 using magnetostriction.
  • the wheel axle 14 can have a wheel axle disk 17 which is arranged in the interior space 31 , protrudes outwards in the radial direction 29 from the remaining wheel axle 14 and on which the sensor 26 is attached.
  • the torque measuring device can have a strain gauge which is applied to the measuring disc 20 .
  • the motor 1 can have a slider that is applied to the measuring disk 20, and an electrical contact that is in contact with the slider and via which a resistance of the strain gauge can be read out can be attached to the wheel axle disk 17 instead of the sensor 26 .
  • the wheel axle 14 can have a first part-wheel axle 15 and a second part-wheel axle 16 which are arranged at a distance from one another in the axial direction 28 .
  • the wheel axle disk 17 can form the end of the first partial wheel axle 16 located in the interior space 31, compare, for example, Figures 1 and 2.
  • the pins 18 can engage with the measuring disk 20 .
  • the pins 18 can be in positive and/or non-positive engagement with the measuring disc 20 .
  • the motor 1 it is conceivable for the motor 1 to have an intermediate ring (not shown in the figures) which engages with the journals 18 on its side facing inwards in the radial direction 29 and which on its side facing outwards in the radial direction 29 engages a External toothed rim which is in engagement with an internal toothed rim of the measuring disk 20 which is arranged on the side of the measuring disk 20 which faces inwards in the radial direction 29 .
  • each of the pins 18 can have a plurality of teeth 19 .
  • the measuring disc 20 can have a recess 21 for each of the teeth 19 (see in particular FIG. 8), in which one of the teeth 19 engages. If the intermediate ring is provided, the intermediate ring can have a recess for each of the teeth 19, in which one of the teeth 19 engages.
  • the measuring disc 20 can have an external toothing 22 (compare FIG. 8) and the hub housing 8 can have an internal toothing 23 (compare FIG. 10), the external toothing 22 being in engagement with the internal toothing 23 .
  • FIG. 10 shows that the internal teeth 23 can be formed by the housing cover 9 .
  • the measuring disk 20 can be fastened to the hub housing 8 , in particular to the housing cover 9 , in a form-fitting and/or force-fitting manner.
  • a press fit, for example, is conceivable for the non-positive connection.
  • the measuring disc 20 can also have a hole, multiple holes, a slot or multiple slots.
  • the measuring disk 20 has a ridge, multiple ridges, an elevation and/or multiple elevations.
  • a maximum extension of the measuring disc 20 in the radial direction 29 can be longer than a maximum extension of the measuring disc 20 in the axial direction 28.
  • FIGS. 1 to 3 show that the measuring disk 20 can have a measuring disk projection 44 at the measuring disk through-hole 34 that protrudes in the axial direction 28 and completely delimits the measuring disk through-hole 34 in the circumferential direction 30 .
  • an axial extent 28 of measuring disk 20 in axial direction 28 in a region of measuring disk projection 44 can be at least twice as long or at least three times as long as in a region of measuring disk 20 that adjoins measuring disk projection 44.
  • the driver 32 can engage in the measuring disk 20 along the complete extension of the measuring disk through-hole 34 in the axial direction 28 or the driver 32 can engage along an extension of the measuring disk through-hole 34 in the axial direction 28, the extent being at least 80% or 90% of the complete extent , in the Measuring disk 20 engage, see FIG. 3.
  • the driver 32 engages in the measuring disk 20 only in an axial region of the measuring disk projection 44 that extends in the axial direction 28 .
  • the axial region may be spaced from a portion of dial 20 which portion is adjacent to dial protrusion 44 .
  • the axial area can, for example, amount to a maximum of one third of the extent of the measuring disk through-hole 34 in the axial direction 28 .
  • FIGS. 1 to 3 show that the motor 1 can have a freewheel 5 which has a first freewheel half 6 and a second freewheel half 7 which is formed by the driver 32 .
  • the first freewheel half 6 and the second freewheel half 7 can be axially coupled to one another.
  • the first freewheel half 6 and the second freewheel half 7 can each have teeth which protrude in the axial direction 28 from the respective remaining freewheel half 6, 7, and the two teeth can mesh with one another.
  • the motor 1 can have a pinion carrier 2 which is coupled to the first freewheel half 6 in a torsionally rigid manner.
  • the motor 2 can have a second radial bearing 3 , which supports the pinion carrier 2 on the inside in the radial direction 29 and supports the pinion carrier 2 so that it can rotate against the wheel axle 14 .
  • the motor 1 can have a compression spring 4 which biases the first freewheel half 6 in the direction of the second freewheel half 7 .
  • the compression spring 4 can be supported on the second radial bearing 3 .
  • a third radial bearing 25 can be provided, which supports the second freewheel half 7 on the inside in the radial direction 29 and supports the second freewheel half 7 so that it can rotate against the wheel axle 14 .
  • the limit torque can be at least 100 Nm or at least 200 Nm, for example.
  • the limit torque can, for example be a maximum of 300 Nm or a maximum of 350 Nm.
  • the distance can be formed in particular between the pin 18 and the axial web 35 . As a result, the pin 18 hits the axial web 35 when the torque is greater than the limit torque.
  • FIGS. 1 to 3 show that the hub housing 8 can have a housing ring 37 which delimits the interior space 31 in the radial direction 29 .
  • the housing ring 37 can have an internal thread 43 and the housing cover 9 can have an external thread 13, which are screwed together.
  • the housing ring 37 may have a first annular projection 38 and a second annular

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Motor (1) für ein Fahrrad, mit einer Radachse (14), die dazu vorgesehen ist, an einem Rahmen des Fahrrads befestigt zu sein, einem Nabengehäuse (8), das einen Gehäusedeckel (9) aufweist, der einen Innenraum (31) des Motors in einer Axialrichtung (28) bezüglich der Radachse begrenzt sowie ein Gehäusedeckeldurchgangsloch (27), durch das die Radachse sich erstreckt, einen Lagersitz (10), der in der Axialrichtung von dem verbliebenen Gehäusedeckel vorsteht, und mindestens zwei Durchgangslöcher (12) aufweist, die in einer Umfangsrichtung (30) bezüglich der Radachse nebeneinander in dem Gehäusedeckelangeordnet sind, einem Mitnehmer (32), der eingerichtet ist, ein von einem Fahrer des Fahrrads durch ein Pedalieren aufgebrachtes Drehmoment aufzunehmen, sowie ein Mitnehmerdurchgangsloch (33), durch das außerhalb des Nabengehäuses die Radachse sich erstreckt, und für jedes der Durchgangslöcher jeweils einen Zapfen (18) aufweist, der sich durch eines der Durchgangslöcher erstreckt, einer Messscheibe (20), die in dem Innenraum und in einer Radialrichtung (29) bezüglich der Radachse außen von dem Lagersitz angeordnet ist sowie ein Messscheibendurchgangsloch (34) aufweist, durch das die Radachse sich erstreckt, und die eingerichtet ist, das Drehmoment von den Zapfen aufzunehmen und das Drehmoment auf das Nabengehäuse zu übertragen, und einer Drehmomentmesseinrichtung, die eingerichtet ist, das Drehmoment aufgrund einer Deformation der Messscheibe zu bestimmen.

Description

Motor für ein Fahrrad und Fahrrad
Die Erfindung betrifft einen Motor für ein Fahrrad und das Fahrrad mit dem Motor.
Ein Motor für ein Fahrrad kann beispielsweise in einem Bereich eines hinteren Laufrads des Fahrrads angeordnet sein. Die von dem Motor für eine Fortbewegung des Fahrrads abzugebende Leistung kann beispielsweise in Abhängigkeit von einem Drehmoment geregelt werden, das von einem Fahrer des Fahrers bei einem Pedalieren aufgebracht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Motor für ein Fahrrad und das Fahrrad mit dem Motor zu schaffen, wobei mit dem Motor ein von einem Fahrer des Fahrrads aufgebrachtes Drehmoment messbar ist.
Der erfindungsgemäße Motor für ein Fahrrad weist eine Radachse, die dazu vorgesehen ist, an einem Rahmen des Fahrrads befestigt zu sein, ein Nabengehäuse, das einen Gehäusedeckel aufweist, der einen Innenraum des Motors in einer Axialrichtung bezüglich der Radachse begrenzt sowie ein Gehäusedeckeldurchgangsloch, durch das die Radachse sich erstreckt, einen Lagersitz, der in der Axialrichtung von dem verbliebenen Gehäusedeckel vorsteht, und mindestens zwei Durchgangslöcher aufweist, die in einer Umfangsrichtung bezüglich der Radachse nebeneinander in dem Gehäusedeckel angeordnet sind, einen Mitnehmer, der eingerichtet ist, ein von einem Fahrer des Fahrrads durch ein Pedalieren aufgebrachtes Drehmoment aufzunehmen, sowie ein Mitnehmerdurchgangsloch, durch das außerhalb des Nabengehäuses die Radachse sich erstreckt, und für jedes der Durchgangslöcher jeweils einen Zapfen aufweist, der sich durch eines der Durchgangslöcher erstreckt, eine Messscheibe, die in dem Innenraum und in einer Radialrichtung bezüglich der Radachse außen von dem Lagersitz angeordnet ist sowie ein Messscheibendurchgangsloch aufweist, durch das die Radachse sich erstreckt, und die eingerichtet ist, das Drehmoment von den Zapfen aufzunehmen und das Drehmoment auf das Nabengehäuse zu übertragen, und eine Drehmomentmesseinrichtung auf, die eingerichtet ist, das Drehmoment aufgrund einer Deformation der Messscheibe zu bestimmen.
Bei einem Fahren des Fahrrads wird von einem Fahrer durch sein Pedalieren ein Drehmoment aufgebracht. Das Drehmoment wird auf Mitnehmer übertragen, der das Drehmoment via die Zapfen durch die Durchgangslöcher auf die Messscheibe überträgt. Von der Messscheibe wird das Drehmoment auf das Nabengehäuse übertragen. Dabei erfolgt die Deformation der Messscheibe, wobei die Deformation von der Drehmomentmesseinrichtung bestimmt wird. Die
Drehmomentmesseinrichtung ist eingerichtet, von der Größe der Deformation auf das Drehmoment zurückzuschließen. Damit ist ein Motor geschaffen, der eingerichtet ist, das von dem Fahrer aufgebrachte Drehmoment zu messen. Der Gehäusedeckel ist dabei eingerichtet, das Drehmoment mittels der Durchgangslöcher von außerhalb des Nabengehäuses in den Innenraum passieren zu lassen und gleichzeitig ist es möglich, den Gehäusedeckel und damit das Nabengehäuse mittels des Lagersitzes gegen die Radachse rotierbar zu lagern.
Der Motor weist bevorzugt ein erstes Radiallager auf, das den Lagersitz in der Radialrichtung innen abstützt und den Gehäusedeckel rotierbar gegen die Radachse lagert. Dazu kann der Lagersitz beispielsweise eine Lagerfläche aufweisen, die in der Radialrichtung nach innen gerichtet ist und die insbesondere die Form eines Zylindermantels hat. Dabei ist beispielsweise denkbar, dass die Lagerfläche in Kontakt mit Rollkörpern, beispielsweise Kugeln, des ersten Radiallagers steht. Alternativ ist beispielsweise denkbar, dass an der Lagerfläche eine Gehäuseschale des ersten Radiallagers befestigt ist.
Es ist bevorzugt, dass die Drehmomentmesseinrichtung einen Dehnmessstreifen aufweist, der auf die Messscheibe aufgebracht ist. Dazu kann die Messscheibe einen oder mehrere Schleifkontakte aufweisen, via die ein Widerstand des Dehnmessstreifens auslesbar ist.
Es ist bevorzugt, dass die Messscheibe magnetisch ist und die Drehmomentmesseinrichtung einen Sensor aufweist, der eingerichtet ist, die Deformation der Messscheibe unter Verwendung von Magnetostriktion zu messen. Dabei kann ausgenutzt werden, dass sich die magnetischen Eigenschaften der Messscheibe in Abhängigkeit von der Größe der Deformation der Messscheibe ändern. Dabei ist besonders bevorzugt, dass die Radachse eine Radachsenscheibe aufweist, die in der Radialrichtung nach außen von der verbliebenen Radachse vorsteht und an der der Sensor angebracht ist. Der Sensor kann beispielsweise einen Spule oder mehrere Spulen aufweisen.
Die Zapfen stehen bevorzugt in der Radialrichtung nach außen von dem verbliebenen Mitnehmer ab. Es ist bevorzugt, dass der Lagersitz eine Mehrzahl an Axialstegen aufweist, die von dem verbliebenen Gehäusedeckel in der Axialrichtung vorstehen, wobei jedes der Durchgangslöcher von jeweils zwei der Axialstege in der Umfangsrichtung begrenzt ist. Dabei ist besonders bevorzugt, dass der Lagersitz einen Ringkörper aufweist, der an den in der Axialrichtung liegenden Längsenden der Axialstege befestigt ist und die in der Radialrichtung nach innen gewandte aufweist, wobei der Ringkörper jedes der Durchgangslöcher in der Axialrichtung begrenzt. Es ist zudem besonders bevorzugt, dass der Gehäusedeckel für jeden der Axialstege jeweils einen Radialsteg aufweist, der an einer in der Radialrichtung nach innen gewandten Oberfläche des Gehäusedeckels befestigt ist, in der Radialrichtung nach innen von dem verbliebenen Gehäusedeckel vorsteht und an dem jeweils einer der Axialstege befestigt ist.
Der Motor weist bevorzugt einen Freilauf auf, der eine erste Freilaufhälfte und eine zweite Freilaufhälfte aufweist, die von dem Mitnehmer gebildet ist. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass die Deformation der Messscheibe nur erfolgt, wenn das Drehmoment tatsächlich auf das Nabengehäuse übertragen wird. Überholt hingegen die zweite Freilaufhälfte die erste Freilaufhälfte, wird kein Drehmoment auf das die zweite Freilaufhälfte und damit auch kein Drehmoment auf das Nabengehäuse übertragen, wodurch auch keine Deformation der Messscheibe erfolgt. Dabei ist besonders bevorzugt, dass der Motor einen Ritzelträger aufweist, der drehstarr mit der ersten Freilaufhälfte gekoppelt ist.
Die Zapfen stehen bevorzugt mit der Messscheibe in Eingriff. Alternativ ist bevorzugt, dass der Motor einen Zwischenring aufweist, der an seiner in der Radialrichtung nach innen gewandten Seite mit den Zapfen in Eingriff steht und der an seiner in der Radialrichtung nach außen gewandten Seite einen Außenzahnkranz aufweist, der mit einem an in der Radialrichtung nach innen gewandten Seite der Messscheibe angeordneten Innenzahnkranz der Messscheibe in Eingriff steht. Durch das Vorsehen des Zwischenrings kann das Drehmoment, welches von dem Mitnehmer auf die Messscheibe übertragen wird, gleichmäßiger entlang der Umfangsrichtung als ohne den Zwischenring verteilt werden.
Es ist bevorzugt, dass der Zapfen eine Mehrzahl an Zähnen aufweist. Dabei ist besonders bevorzugt, dass die Messscheibe oder der Zwischenring für jeden Zahn eine jeweilige Ausnehmung aufweist. Durch das Vorsehen der Zähne kann das Drehmoment, welches von dem Mitnehmer auf die Messscheibe übertragen wird, gleichmäßiger entlang der Umfangsrichtung als ohne die Zähne verteilt werden. Es ist bevorzugt, dass die Messscheibe an dem Messscheibendurchgangsloch einen in der Axialrichtung vorstehenden Messscheibenvorsprung aufweist, der das Messscheibendurchgangsloch in der Umfangsrichtung vollumfänglich begrenzt. Beispielsweise kann durch das Vorsehen des Messscheibenvorsprungs eine Axialerstreckung der Messscheibe in der Axialrichtung in einem Bereich des Messscheibenvorsprungs mindestens doppelt so lang oder mindestens dreimal so lang sein wie in einem Bereich der Messscheibe, der an den Messscheibenvorsprung angrenzt.
Ferner ist es bevorzugt, dass der Mitnehmer entlang der vollständigen Erstreckung des Messscheibendurchgangslochs in der Axialrichtung in die Messscheibe eingreift. Alternativ ist es bevorzugt, dass der Mitnehmer lediglich in einem sich in der Axialrichtung erstreckenden Axialbereich des Messscheibenvorsprungs in die Messscheibe eingreift. Insbesondere mit den alternativ bevorzugten Ausführungsformen wird erreicht, dass ein Kraftfluss zwischen dem Mitnehmer und dem in der Radialrichtung außen liegenden Rand der Messscheibe eine axiale Komponente in dem Messscheibenvorsprung hat. Dadurch wird eine homogenere Verteilung der mechanischen Spannung in der Messscheibe erreicht. Der Axialbereich kann beabstandet von einem Teil der Messscheibe sein, wobei der Teil an den Messscheibenvorsprung angrenzt. Der Axialbereich kann beispielsweise maximal ein Drittel der Erstreckung des Messscheibendurchgangslochs in der Axialrichtung betragen.
Es ist bevorzugt, dass zum Übertragen des Drehmoments von der Messscheibe auf das Nabengehäuse die Messscheibe formschlüssig und/oder kraftschlüssig an dem Nabengehäuse, insbesondere an dem Gehäusedeckel, befestigt ist. Beispielsweise kann für den Formschluss die Messscheibe einen Messscheibenzapfen aufweisen, der in eine Gehäuseaussparung des Nabengehäuses, insbesondere des Gehäusedeckels, eingreift. Alternativ ist denkbar, dass für den Formschluss das Nabengehäuse, insbesondere der Gehäusedeckel, einen Gehäusezapfen aufweist, der in eine Messscheibenaussparung der Messscheibe eingreift. Für den Kraftschluss ist beispielsweise eine Presspassung denkbar.
Es ist bevorzugt, dass die Messscheibe eine Außenverzahnung aufweist und das Nabengehäuse eine Innenverzahnung aufweist, wobei die Außenverzahnung mit der Innenverzahnung in Eingriff steht, wobei die Innenverzahnung insbesondere von dem Gehäusedeckel gebildet ist. Mittels der Außenverzahnung und der Innenverzahnung kann die Messscheibe formschlüssig und/oder kraftschlüssig an dem Nabengehäuse befestigt sein.
Zwischen dem Zapfen und dem Gehäusedeckel ist bevorzugt in der Umfangsrichtung ein Abstand vorgesehen, der länger als Null ist, wenn das Drehmoment Null beträgt, und kürzer wird, wenn das Drehmoment größer als Null wird, wobei der Zapfen an den Gehäusedeckel anschlägt, wenn das Drehmoment größer als ein Grenzdrehmoment wird, insbesondere wobei das Grenzdrehmoment so gewählt ist, das es bei dem Pedalieren auftritt. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass, wenn das Drehmoment größer als das Grenzdrehmoment ist, nicht das gesamte Drehmoment via die Messscheibe auf das Nabengehäuse übertragen wird, sondern das ein Teil des Drehmoments unmittelbar von dem Mitnehmer auf das Nabengehäuse übertragen wird. Dadurch kann eine starke Belastung der Messscheibe unterbunden werden.
Der Motor ist bevorzugt ein Elektromotor.
Das erfindungsgemäße Fahrrad weist den Motor auf. Dabei ist bevorzugt, dass der Motor in einem hinteren Laufrad des Fahrrads angeordnet ist.
Im Folgenden wird anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen die Erfindung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 eine Explosionszeichnung des Motors 1,
Figur 2 einen ersten Längsschnitt durch den Motor 1 , wobei der Längsschnitt zwischen zwei Zapfen 18 verläuft,
Figur 3 einen zweiten Längsschnitt durch den Motor 1 , wobei der Längsschnitt durch einen der Zapfen 18 verläuft.
Figur 4 eine erste perspektivische Ansicht eines Gehäusedeckels 9 des Motors 1 , Figur 5 eine zweite perspektivische Ansicht des Gehäusedeckels,
Figur 6 eine erste perspektivische Ansicht eines Mitnehmers 32 des Motors 1 ,
Figur 7 eine zweite perspektivische Ansicht des Mitnehmers 32, Figur 8 eine perspektivische Ansicht einer Messscheibe 20 des Motors 1 ,
Figur 9 eine perspektivische Ansicht des Gehäusedeckels 9 und der Messscheibe 20, die zusammengebaut sind, und
Figur 10 eine perspektivische Ansicht des Gehäusedeckels 9 und des Mitnehmers 32, die zusammengebaut sind.
Wie es aus Figuren 1 bis 10 ersichtlich ist, weist ein Motor 1 für ein Fahrrad eine Radachse 14, ein Nabengehäuse 8, einen Mitnehmer 32, eine Messscheibe 20 und eine Drehmomentmesseinrichtung auf. Die Radachse 14 ist dazu vorgesehen, an einem Rahmen des Fahrrads befestigt zu sein. Das Nabengehäuse 8 weist einen Gehäusedeckel 9 auf, der einen Innenraum 31 des Motors 1 in einer Axialrichtung 28 bezüglich der Radachse 14 begrenzt sowie ein Gehäusedeckeldurchgangsloch 27, durch das die Radachse 14 sich erstreckt, einen Lagersitz 10, der in der Axialrichtung 28 von dem verbliebenen Gehäusedeckel 9 vorsteht, und mindestens zwei Durchgangslöcher 12 auf, die in einer Umfangsrichtung 30 bezüglich der Radachse 14 nebeneinander in dem Gehäusedeckel 9 angeordnet sind. Insbesondere aus Figuren 2 und 3 ist ersichtlich, dass der Lagersitz 10 in den Innenraum 31 hineinragen kann. Der Mitnehmer 32 ist eingerichtet, ein von einem Fahrer des Fahrrads durch ein Pedalieren aufgebrachtes Drehmoment aufzunehmen. Zudem weist der Mitnehmer 32 ein Mitnehmerdurchgangsloch 33, durch das außerhalb des Nabengehäuses 8 die Radachse 14 sich erstreckt, und für jedes der Durchgangslöcher 12 jeweils einen Zapfen 18 auf, der sich durch eines der Durchgangslöcher 12 erstreckt. Die Messscheibe 20 ist in dem Innenraum 31 und in einer Radialrichtung 29 bezüglich der Radachse 14 außen von dem Lagersitz 10 angeordnet. Zudem weist die Messscheibe 20 ein Messscheibendurchgangsloch 34 auf, durch das die Radachse 14 sich erstreckt, und ist eingerichtet, das Drehmoment von den Zapfen 18 aufzunehmen und das Drehmoment auf das Nabengehäuse 8 zu übertragen. Die Drehmomentmesseinrichtung ist eingerichtet, das Drehmoment aufgrund einer Deformation der Messscheibe 20 zu bestimmen.
Bei dem Motor 1 kann es sich beispielsweise um einen Elektromotor handeln. Der Motor 1 kann beispielsweise in einem hinteren Laufrad eines Fahrrads angeordnet sein. Der Lagersitz 10 kann eine Mehrzahl an Axialstegen 35 aufweisen (vergleiche Figuren 2, 4, 5, 9 und 10), die von dem verbliebenen Gehäusedeckel 9 in der Axialrichtung 28 vorstehen, wobei jedes der Durchgangslöcher 12 von jeweils zwei der Axialstege 35 in der Umfangsrichtung 30 begrenzt ist. Zudem kann der Lagersitz 10 einen Ringkörper 41 aufweisen (siehe insbesondere Figuren 2 bis 5, 9 und 10), der an den in der Axialrichtung 28 liegenden und in den Innenraum 31 hineinragenden Längsenden der Axialstege 35 befestigt ist und eine in der Radialrichtung 29 nach innen gewandte Lagerfläche 11 aufweist, wobei der Ringkörper 41 jedes der Durchgangslöcher 12 in der Axialrichtung 28 begrenzt. Die Lagerfläche 11 kann beispielsweise die Form eines Zylindermantels haben (siehe insbesondere Figuren 2, 3, 5 und 19). Figuren 2 und 3 zeigen, dass der Motor 1 ein erstes Radiallager 24 aufweisen kann, das den Lagersitz 10 in der Radialrichtung 29 innen abstützt und den Gehäusedeckel 9 rotierbar gegen die Radachse 14 lagert. Dazu kann die Lagerfläche 11 in Kontakt mit Rollkörpern, beispielsweise Kugeln, des ersten Radiallagers 24 stehen. Alternativ kann an der Lagerfläche 11 eine Gehäuseschale des ersten Radiallagers 24 befestigt sein.
Die Figuren zeigen, dass auch mehr als zwei der Durchgangslöcher 12 vorgesehen sein können, insbesondere können beispielsweise von vier bis zwölf der Durchganglöcher 12 oder acht der Durchgangslöcher 12 vorgesehen sein. Dadurch ist eine hohe Festigkeit des Lagersitzes 10 gewährleistet und gleichzeitig wird das Drehmoment sehr gleichmäßig entlang der Umfangsrichtung 30 in die Messscheibe 20 eingeleitet. Die Durchgangslöcher 12 können gleichmäßig in der Umfangsrichtung 30 verteilt sein.
Aus Figuren 2, 4, 5, 9 und 10 ist ersichtlich, dass der Gehäusedeckel 9 für jeden der Axialstege 35 jeweils einen Radialsteg 36 aufweisen kann, der an einer in der Radialrichtung 29 nach innen gewandten Oberfläche 42 des Gehäusedeckels 9 befestigt ist, in der Radialrichtung 29 nach innen von dem verbliebenen Gehäusedeckel 9 vorsteht und an dem jeweils einer der Axialstege 36 befestigt ist. Die nach innen gewandte Oberfläche 42 kann beispielsweise das Gehäusedeckeldurchgangsloch 27 begrenzen, siehe insbesondere Figur 4. Durch das Vorsehen der Radialstege 36 sind die Axialstege 35 in der Axialrichtung 28 gesehen innerhalb der nach innen gewandten Oberfläche 42 angeordnet (siehe beispielsweise Figuren 2 und 4). Zudem kann ein Außendurchmesser des Mitnehmers 32 kürzer ausgeführt sein als ein Außendurchmesser des Gehäusedeckeldurchgangslochs 27. Dadurch und das durch das Vorsehen der Radialstege 36 ist es möglich, zum Montieren des Motors 1 den Mitnehmer 32 in der Axialrichtung 28 in Richtung zu dem Gehäusedeckel 9 hin zu verlagern, so dass die Zapfen 18 in die Durchgangslöcher 12 gelangen. Die Zapfen 18 können dabei beispielsweise in der Radialrichtung 29 nach außen von dem verbliebenen Mitnehmer 32 abstehen, vergleiche insbesondere Figuren 6 und 7. Der Außendurchmesser des Mitnehmers 32 kann dabei der zweifache Abstand eines äußeren Endes eines der Zapfen zu dem Mittelpunkt des Mitnehmers 32 sein. Der Außendurchmesser des Gehäusedeckeldurchgangslochs 27 kann dabei der zweifache Abstand der nach innen gewandten Oberfläche 42 zu dem Mittelpunkt des Gehäusedeckeldurchgangslochs 27 sein. Figuren 1 und 2 zeigen, dass die Messscheibe 20 vollständig außerhalb des Lagersitzes 10 angeordnet sein kann.
Die Messscheibe 20 kann magnetisch sein und die Drehmomentmesseinrichtung kann einen Sensor 26 (siehe Figuren 2 und 3) aufweisen, der eingerichtet ist, die Deformation der Messscheibe 20 unter Verwendung von Magnetostriktion zu messen. Dabei kann die Radachse 14 eine Radachsenscheibe 17 aufweisen, die in dem Innenraum 31 angeordnet ist, in der Radialrichtung 29 nach außen von der verbliebenen Radachse 14 vorsteht und an der der Sensor 26 angebracht ist. Alternativ dazu, die Messscheibe 20 magnetisch auszuführen, kann die Drehmomentmesseinrichtung einen Dehnmessstreifen aufweisen, der auf die Messscheibe 20 aufgebracht ist. Dabei kann der Motor 1 einen Schleifer aufweisen, der auf die Messscheibe 20 aufgebracht ist, und ein elektrischer Kontakt, der in Kontakt mit dem Schleifer steht und via den ein Widerstand des Dehnmessstreifens auslesbar ist, kann an der Radachsenscheibe 17 anstelle des Sensors 26 angebracht sein.
Die Radachse 14 kann eine erste Teilradachse 15 und eine zweite Teilradachse 16 aufweisen, die in der Axialrichtung 28 beabstandet voneinander angeordnet sind. Die Radachsenscheibe 17 kann das in dem Innenraum 31 liegende Ende der ersten Teilradachse 16 bilden, vergleiche beispielsweise Figuren 1 und 2.
Die Zapfen 18 können mit der Messscheibe 20 in Eingriff stehen. Insbesondere können die Zapfen 18 formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit der Messscheibe 20 in Eingriff stehen. Alternativ ist denkbar, dass der Motor 1 einen Zwischenring aufweist (nicht in den Figuren dargestellt), der an seiner in der Radialrichtung 29 nach innen gewandten Seite mit den Zapfen 18 in Eingriff steht und der an seiner in der Radialrichtung 29 nach außen gewandten Seite einen Außenzahnkranz aufweist, der mit einem an in der Radialrichtung 29 nach innen gewandten Seite der Messscheibe 20 angeordneten Innenzahnkranz der Messscheibe 20 in Eingriff steht. Insbesondere aus Figuren 6 und 7 ist ersichtlich, dass jeder der Zapfen 18 eine Mehrzahl an Zähnen 19 aufweisen kann. Dabei kann die Messscheibe 20 für jeden der Zähne 19 jeweils eine Ausnehmung 21 aufweisen (siehe insbesondere Figur 8), in die jeweils einer der Zähne 19 eingreift. In dem Fall, dass der Zwischenring vorgesehen ist, kann der Zwischenring für jeden der Zähne 19 jeweils eine Ausnehmung aufweisen, in die jeweils einer der Zähne 19 eingreift.
Die Messscheibe 20 kann eine Außenverzahnung 22 aufweisen (vergleiche Figur 8) und das Nabengehäuse 8 kann eine Innenverzahnung 23 aufweisen (vergleiche Figur 10), wobei die Außenverzahnung 22 mit der Innenverzahnung 23 in Eingriff steht. Figur 10 zeigt, dass die Innenverzahnung 23 von dem Gehäusedeckel 9 gebildet sein kann. Die Messscheibe 20 kann formschlüssig und/oder kraftschlüssig an dem Nabengehäuse 8, insbesondere an dem Gehäusedeckel 9, befestigt sein.
Für den Kraftschluss ist beispielsweise eine Presspassung denkbar.
Die Messscheibe 20 kann zusätzlich zu dem Messscheibendurchgangsloch 34 noch ein Loch, mehrere Löcher, einen Schlitz oder mehrere Schlitze aufweisen. Zudem ist denkbar, dass die Messscheibe 20 einen Steg, mehrere Stege, eine Erhebung und/oder mehrere Erhebungen aufweist.
Eine maximale Erstreckung der Messscheibe 20 in der Radialrichtung 29 kann länger sein als eine maximale Erstreckung der Messscheibe 20 in der Axialrichtung 28.
Figuren 1 bis 3 zeigen, dass die Messscheibe 20 an dem Messscheibendurchgangsloch 34 einen in der Axialrichtung 28 vorstehenden Messscheibenvorsprung 44 aufweisen kann, der das Messscheibendurchgangsloch 34 in der Umfangsrichtung 30 vollumfänglich begrenzt. Beispielsweise kann durch das Vorsehen des Messscheibenvorsprungs 44 eine Axialerstreckung 28 der Messscheibe 20 in der Axialrichtung 28 in einem Bereich des Messscheibenvorsprungs 44 mindestens doppelt so lang oder mindestens dreimal so lang sein wie in einem Bereich der Messscheibe 20, der an dem Messscheibenvorsprung 44 angrenzt.
Der Mitnehmer 32 kann entlang der vollständigen Erstreckung des Messscheibendurchgangslochs 34 in der Axialrichtung 28 in die Messscheibe 20 eingreifen oder der Mitnehmer 32 kann entlang einer Erstreckung des Messscheibendurchgangslochs 34 in der Axialrichtung 28, wobei die die Erstreckung mindestens 80 % oder 90 % der vollständigen Erstreckung beträgt, in die Messscheibe 20 eingreifen, siehe Figur 3. Alternativ ist es denkbar, dass der Mitnehmer 32 lediglich in einem sich in der Axialrichtung 28 erstreckenden Axialbereich des Messscheibenvorsprungs 44 in die Messscheibe 20 eingreift. Insbesondere mit den alternativ bevorzugten Ausführungsformen wird erreicht, dass ein Kraftfluss zwischen dem Mitnehmer 32 und dem in der Radialrichtung 29 außen liegenden Rand der Messscheibe 20 eine axiale Komponente in dem Messscheibenvorsprung 44 hat. Dadurch wird eine homogenere Verteilung der mechanischen Spannung in der Messscheibe 20 erreicht. Der Axialbereich kann beabstandet von einem Teil der Messscheibe 20 sein, wobei der Teil an den Messscheibenvorsprung 44 angrenzt. Der Axialbereich kann beispielsweise maximal ein Drittel der Erstreckung des Messscheibendurchgangslochs 34 in der Axialrichtung 28 betragen.
Figuren 1 bis 3 zeigen, dass der Motor 1 einen Freilauf 5 aufweisen kann, der eine erste Freilaufhälfte 6 und eine zweite Freilaufhälfte 7 aufweist, die von dem Mitnehmer 32 gebildet ist. Die erste Freilaufhälfte 6 und die zweite Freilaufhälfte 7 können axial miteinander gekoppelt sein. Dazu können die erste Freilaufhälfte 6 und die zweite Freilaufhälfte 7 jeweils eine Verzahnung aufweisen, die in der Axialrichtung 28 von der jeweiligen verbliebenen Freilaufhälfte 6, 7 vorsteht, und die beiden Verzahnungen können miteinander in Eingriff stehen. Der Motor 1 kann einen Ritzelträger 2 aufweisen, der drehstarr mit der ersten Freilaufhälfte 6 gekoppelt ist. Zudem kann der Motor 2 ein zweites Radiallager 3 aufweisen, das den Ritzelträger 2 in der Radialrichtung 29 innen abstützt und den Ritzelträger 2 rotierbar gegen die Radachse 14 lagert. Außerdem kann der Motor 1 eine Druckfeder 4 aufweisen, die die erste Freilaufhälfte 6 in Richtung zu der zweiten Freilaufhälfte 7 hin vorspannt. Dazu kann die Druckfeder 4 an dem zweiten Radiallager 3 abgestützt sein. Zudem kann ein drittes Radiallager 25 vorgesehen sein, das die zweite Freilaufhälfte 7 in der Radialrichtung 29 innen abstützt und die zweite Freilaufhälfte 7 rotierbar gegen die Radachse 14 lagert.
Insbesondere aus Figur 10 ist ersichtlich, dass zwischen dem Zapfen 18 und dem Gehäusedeckel 9 in der Umfangsrichtung 30 ein Abstand vorgesehen ist, der länger als Null ist, wenn das Drehmoment Null beträgt, und kürzer wird, wenn das Drehmoment größer als Null wird, wobei der Zapfen 18 an den Gehäusedeckel 9 anschlägt, wenn das Drehmoment größer als ein Grenzdrehmoment wird, insbesondere wobei das Grenzdrehmoment so gewählt ist, das es bei dem Pedalieren auftritt. Das Grenzdrehmoment kann beispielsweise mindestens 100 Nm oder mindestens 200 Nm betragen. Das Grenzdrehmoment kann beispielsweise maximal 300 Nm oder maximal 350 Nm betragen. Der Abstand kann insbesondere zwischen dem Zapfen 18 und dem Axialsteg 35 ausgebildet sein. Dadurch stößt der Zapfen 18 an den Axialsteg 35 an, wenn das Drehmoment größer als das Grenzdrehmoment wird.
Figuren 1 bis 3 zeigen, dass das Nabengehäuse 8 einen Gehäusering 37 aufweisen kann, der den Innenraum 31 in der Radialrichtung 29 begrenzt. Der Gehäusering 37 kann ein Innengewinde 43 aufweisen und der Gehäusedeckel 9 kann ein Außengewinde 13 aufweisen, die miteinander verschraubt sind. Der Gehäusering 37 kann einen ersten ringförmigen Vorsprung 38 und einen zweiten ringförmigen
Vorsprung 39 aufweisen, die jeweils eine Mehrzahl an Einhängelöcher 43 aufweisen, in die Speichen eines Laufrads des Fahrrads eingehangen werden können.
Bezugszeichenliste
1 Motor
2 Ritzelträger
3 zweites Radiallager
4 Druckfeder
5 Freilauf
6 erste Freilaufhälfte
7 zweite Freilaufhälfte
8 Nabengehäuse
9 Gehäusedeckel
10 Lagersitz
11 Lagerfläche
12 Durchgangsloch
13 Außengewinde
14 Radachse
15 erste Teilradachse
16 zweite Teilradachse
17 Radachsenscheibe
18 Zapfen
19 Zahn
20 Messscheibe
21 Ausnehmung
22 Außenverzahnung
23 Innenverzahnung
24 erstes Radiallager
25 drittes Radiallager
26 Sensor
27 Gehäusedeckeldurchgangsloch
28 Axialrichtung
29 Radialrichtung
30 Umfangsrichtung
31 Innenraum
32 Mitnehmer
33 Mitnehmerdurchgangsloch
34 Messscheibendurchgangsloch
35 Axialsteg
36 Radialsteg 37 Gehäusering
38 erster ringförmiger Vorsprung
39 zweiter ringförmiger Vorsprung
40 Einhängelöcher 41 Ringkörper
42 in der Radialrichtung nach innen gewandte Oberfläche
43 Innengewinde
44 Messscheibenvorsprung

Claims

Patentansprüche
1. Motor für ein Fahrrad, mit einer Radachse (14), die dazu vorgesehen ist, an einem Rahmen des Fahrrads befestigt zu sein, einem Nabengehäuse (8), das einen Gehäusedeckel (9) aufweist, der einen Innenraum (31) des Motors (1) in einer Axialrichtung (28) bezüglich der Radachse (14) begrenzt sowie ein Gehäusedeckeldurchgangsloch (27), durch das die Radachse (14) sich erstreckt, einen Lagersitz (10), der in der Axialrichtung (28) von dem verbliebenen Gehäusedeckel (9) vorsteht, und mindestens zwei Durchgangslöcher (12) aufweist, die in einer Umfangsrichtung (30) bezüglich der Radachse (14) nebeneinander in dem Gehäusedeckel (9) angeordnet sind, einem Mitnehmer (32), der eingerichtet ist, ein von einem Fahrer des Fahrrads durch ein Pedalieren aufgebrachtes Drehmoment aufzunehmen, sowie ein Mitnehmerdurchgangsloch (33), durch das außerhalb des Nabengehäuses (8) die Radachse (14) sich erstreckt, und für jedes der Durchgangslöcher (12) jeweils einen Zapfen (18) aufweist, der sich durch eines der Durchgangslöcher (12) erstreckt, einer Messscheibe (20), die in dem Innenraum (31) und in einer Radialrichtung (29) bezüglich der Radachse (14) außen von dem Lagersitz (10) angeordnet ist sowie ein Messscheibendurchgangsloch (34) aufweist, durch das die Radachse (14) sich erstreckt, und die eingerichtet ist, das Drehmoment von den Zapfen (18) aufzunehmen und das Drehmoment auf das Nabengehäuse (8) zu übertragen, und einer Drehmomentmesseinrichtung, die eingerichtet ist, das Drehmoment aufgrund einer Deformation der Messscheibe (20) zu bestimmen.
2. Motor gemäß Anspruch 1 , wobei der Motor (1 ) ein erstes Radiallager (24) aufweist, das den Lagersitz (10) in der Radialrichtung (29) innen abstützt und den Gehäusedeckel (9) rotierbar gegen die Radachse (14) lagert.
3. Motor gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Drehmomentmesseinrichtung einen Dehnmessstreifen aufweist, der auf die Messscheibe (20) aufgebracht ist.
4. Motor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Messscheibe (20) magnetisch ist und die Drehmomentmesseinrichtung einen Sensor (26) aufweist, der eingerichtet ist, die Deformation der Messscheibe (20) unter Verwendung von Magnetostriktion zu messen.
5. Motor gemäß Anspruch 4, wobei die Radachse (14) eine Radachsenscheibe (17) aufweist, die in der Radialrichtung (29) nach außen von der verbliebenen Radachse (14) vorsteht und an der der Sensor (26) angebracht ist.
6. Motor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Lagersitz (10) eine Mehrzahl an Axialstegen (35) aufweist, die von dem verbliebenen Gehäusedeckel (9) in der Axialrichtung (28) vorstehen, wobei jedes der Durchgangslöcher (12) von jeweils zwei der Axialstege (35) in der Umfangsrichtung (30) begrenzt ist.
7. Motor gemäß Anspruch 6, wobei der Lagersitz (10) einen Ringkörper (41) aufweist, der an den in der Axialrichtung (28) liegenden Längsenden der Axialstege (35) befestigt ist und eine in der Radialrichtung (29) nach innen gewandte Lagerfläche (11 ) aufweist, wobei der Ringkörper (41 ) jedes der Durchgangslöcher (12) in der Axialrichtung (28) begrenzt.
8. Motor gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei der Gehäusedeckel (9) für jeden der Axialstege (35) jeweils einen Radialsteg (36) aufweist, der an einer in der Radialrichtung (29) nach innen gewandten Oberfläche (42) des Gehäusedeckels (9) befestigt ist, in der Radialrichtung (29) nach innen von dem verbliebenen Gehäusedeckel (9) vorsteht und an dem jeweils einer der Axialstege (36) befestigt ist.
9. Motor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Motor (1 ) einen Freilauf (5) aufweist, der eine erste Freilaufhälfte (6) und eine zweite Freilaufhälfte (7) aufweist, die von dem Mitnehmer (32) gebildet ist.
10. Motor gemäß Anspruch 9, wobei der Motor (1) einen Ritzelträger (2) aufweist, der drehstarr mit der ersten Freilaufhälfte (6) gekoppelt ist.
11. Motor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Zapfen (18) mit der Messscheibe (20) in Eingriff stehen.
12. Motor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Motor (1 ) einen Zwischenring aufweist, der an seiner in der Radialrichtung (29) nach innen gewandten Seite mit den Zapfen (18) in Eingriff steht und der an seiner in der Radialrichtung (29) nach außen gewandten Seite einen Außenzahnkranz aufweist, der mit einem an in der Radialrichtung (29) nach innen gewandten Seite der Messscheibe (20) angeordneten Innenzahnkranz der Messscheibe (20) in Eingriff steht.
13. Motor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Messscheibe (20) eine Außenverzahnung (22) aufweist und das Nabengehäuse (8) eine Innenverzahnung (23) aufweist, wobei die Außenverzahnung (22) mit der Innenverzahnung (23) in Eingriff steht, wobei die Innenverzahnung (23) insbesondere von dem Gehäusedeckel (9) gebildet ist.
14. Motor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei zwischen dem Zapfen (18) und dem Gehäusedeckel (9) in der Umfangsrichtung (30) ein Abstand vorgesehen ist, der länger als Null ist, wenn das Drehmoment Null beträgt, und kürzer wird, wenn das Drehmoment größer als Null wird, wobei der Zapfen (18) an den Gehäusedeckel (9) anschlägt, wenn das Drehmoment größer als ein Grenzdrehmoment wird, insbesondere wobei das Grenzdrehmoment so gewählt ist, das es bei dem Pedalieren auftritt.
15. Fahrrad mit einem Motor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der
Motor (1) in einem hinteres Laufrad des Fahrrads angeordnet ist.
EP21798307.1A 2021-06-10 2021-10-18 Motor für ein fahrrad und fahrrad Pending EP4351956A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021002975 2021-06-10
PCT/EP2021/078751 WO2022258209A1 (de) 2021-06-10 2021-10-18 Motor für ein fahrrad und fahrrad

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4351956A1 true EP4351956A1 (de) 2024-04-17

Family

ID=78372002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21798307.1A Pending EP4351956A1 (de) 2021-06-10 2021-10-18 Motor für ein fahrrad und fahrrad

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240109621A1 (de)
EP (1) EP4351956A1 (de)
DE (1) DE102021126910B4 (de)
WO (1) WO2022258209A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH720493A1 (de) * 2023-02-13 2024-08-30 Mystromer Ag Antriebsanordnung für E-Bike
DE102023206981B3 (de) 2023-07-21 2024-07-04 Zf Friedrichshafen Ag Drehmomentübertragungsanordnung für eine Antriebseinrichtung, muskelbetriebenes Fahrzeug sowie Verfahren zur Herstellung

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3495433B2 (ja) 1994-09-30 2004-02-09 三洋電機株式会社 電動自転車
JPH11227668A (ja) * 1998-02-13 1999-08-24 Aichi Steel Works Ltd トルク補助自転車及びその製造方法
JP2013047081A (ja) 2011-08-29 2013-03-07 Shimano Inc 自転車用リアハブ
CN104755367B (zh) 2012-12-05 2018-01-09 松下知识产权经营株式会社 电动用轮毂装置及电动自行车
KR20140094735A (ko) * 2013-01-22 2014-07-31 주식회사 만도 전기자전거용 허브 모터 구조체
CN105628270B (zh) 2015-12-29 2018-01-09 中北大学 功能与测试一体化主动轮扭矩校准方法
US10675913B2 (en) * 2016-06-24 2020-06-09 Specialized Bicycle Components, Inc. Bicycle wheel hub with power meter
KR101722106B1 (ko) * 2016-08-03 2017-04-03 주식회사 에이치엔이 전동 자전거용 인휠 드라이브 구동제어방법
CN107054545A (zh) * 2017-05-04 2017-08-18 深圳哥智行科技有限公司 电机轮毂结构及自行车的后轮
US11260691B2 (en) * 2019-02-11 2022-03-01 Two Point Zero Usa, Inc. Interchangeable hub system for bicycle
TWM627966U (zh) * 2022-03-04 2022-06-01 如陽科技股份有限公司 助力車之中空輪轂馬達

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021126910B4 (de) 2023-02-23
WO2022258209A1 (de) 2022-12-15
DE102021126910A1 (de) 2022-12-15
US20240109621A1 (en) 2024-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102021126910B4 (de) Motor für ein fahrrad und fahrrad
EP3190038B1 (de) Mehrfach-ritzelanordnung für eine fahrradschaltung
DE3006331C3 (de) Getriebe
DE3801716C2 (de) Differentialgetriebe
DE102008040256B4 (de) Ventilzeitsteuervorrichtung
DE69305380T2 (de) Reihe drehzahlsteigernder und -senkender Getriebe unter Verwendung einer Getriebekonstruktion nach dem Zykloidenprinzip
EP3746356B1 (de) Drehmomenterfassungsanordnung für ein mit muskelkraft angetriebenes fahrzeug
DE10008911A1 (de) Vorrichtung zur Vermeidung von Zahnradspiel in Getrieben
DE10304124A1 (de) Differentialgetriebeeinheit
DE2951234A1 (de) Lageranordnung mit zwei im gegenseitigen axialen abstand zwischem dem rotor und dem gestellfesten gehaeuse eines differentialgetriebes angeordneten waelzlager
DE102012202450A1 (de) Ausgleichsradlagerung mit Bolzen ohne gehärtete Oberfläche in einer dreiteiligen Lösung
DE102011087578A1 (de) Ausgleichsrad mit Zapfenlagerung
DE19547980A1 (de) Differentialgetriebe
DE19751117A1 (de) Vorrichtung zur Vermeidung von Spiel zwischen den kämmenden Zähnen eines ersten und eines zweiten Zahnrads in einem Druckwerk einer Offset-Rotationsdruckmaschine
DE2410472A1 (de) Umlaufendes untersetzungs-planetengetriebe
EP1819942B1 (de) Getriebe
DE102018112249A1 (de) Planetengetriebe
WO2005021368A1 (de) Sensorträger
EP3483473A1 (de) Getriebe
WO2008092886A2 (de) Differential mit drehmomentverteilung für ein kraftfahrzeug
WO2006066813A1 (de) Vorrichtung, insbesondere ein planetengetriebe, mit einem ringartigen grundkörper
EP3984764A1 (de) Freilaufnabe mit feder aus kunststoff mit zelliger struktur
DE102018127858B3 (de) Wellgetriebe und Verfahren zur Herstellung eines Wellgetriebes
DE102006047061B4 (de) Spielfreier Gelenkbeschlag für eine Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes
DE1299644B (de) Innenachsige Rotationskolben-Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20231215

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)