EP4754411A1 - Antriebseinrichtung für ein zumindest zeitweise durch muskelkraft antreibbares fahrzeug - Google Patents

Antriebseinrichtung für ein zumindest zeitweise durch muskelkraft antreibbares fahrzeug

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EP4754411A1
EP4754411A1 EP24748671.5A EP24748671A EP4754411A1 EP 4754411 A1 EP4754411 A1 EP 4754411A1 EP 24748671 A EP24748671 A EP 24748671A EP 4754411 A1 EP4754411 A1 EP 4754411A1
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EP
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drive device
wheel
drive
traction
housing
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EP24748671.5A
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Thomas Riedisser
Christoph Margraf
Peter Seidel
Markus Scholz
Ulrich Doerr
Finn Neumann
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ZF Friedrichshafen AG
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Abstract

Eine Antriebseinrichtung (1 ) für ein zumindest zeitweise durch Muskelkraft antreibbares Fahrzeug ist mit einem Gehäuse (4), einer Tretkurbelwelle (2) zur Aufnahme von Muskelkraft, einer Ausgangswelle (3) zur Abgabe einer Antriebskraft für ein Antriebsrad des Fahrzeugs, einem Antriebsmotor (5) zur Bereitstellung einer Antriebskraft, mit einem Planetengetriebe (6), wobei der Antriebsmotor (5) mit einem Eingangselement des Planetengetriebes (6) gekoppelt ist, sowie mit einem Zugmittelgetriebe (7) versehen, das ein erstes Zugmittelrad (71 ) und ein zweites Zugmittelrad (72) aufweist, die zur Kraftübertragung miteinander gekoppelt sind. Das erste Zugmittelrad (71 ) ist mit einem Abtriebselement des Planetengetriebes (6) gekoppelt, wobei das zweite Zugmittelrad (72) mit der Ausgangswelle (3) koppelbar ist. Die Tretkurbelwelle (2) ist über ein schaltbares Getriebe (8) mit der Ausgangswelle (3) koppelbar.

Description

Antriebseinrichtung für ein zumindest zeitweise durch Muskelkraft antreibbares Fahr- zeug
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug, das zumindest zeitweise durch Muskelkraft antreibbar ist, wobei die Antriebseinrichtung eine unterstützende Antriebskraft bereitstellt. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfin- dung auf ein Fahrzeug mit einer derartigen Antriebseinrichtung, das beispielsweise als Pedelec oder E-Bike ausgestaltet ist.
Im Stand der Technik nach DE 10 2012 103 355 A1 ist eine Antriebseinrichtung für ein als Elektrorad ausgestaltetes Fahrzeug offenbart. Die Antriebseinrichtung weist einen Elektromotor auf, der über ein flexibles Zugmitel eine Antriebskraft auf ein Aus- gangselement der Antriebseinrichtung übertragen kann. In dem Kraftübertragungspfad zwischen dem Elektromotor und der Ausgangswelle der Antriebseinrichtung ist ein Pla- netengetriebe vorgesehen.
Ausgehend von dem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, eine An- triebseinrichtung für ein zumindest zeitweise durch Muskelkraft antreibbares Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, das eine verbesserte Funktionalität sowie einen zuverlässige- ren Betrieb zur Verfügung stellt. Die Aufgabe wird durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den ab- hängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß einem Aspekt ist eine Antriebseinrichtung für ein zumindest zeitweise durch Muskelkraft antreibbares Fahrzeug vorgesehen. Die Antriebseinrichtung weist ein Ge- häuse, eine Tretkurbelwelle zur Aufnahme von Muskelkraft, eine Ausgangswelle zur Abgabe einer Antriebskraft für ein Antriebsrad des Fahrzeugs, einen Antriebsmotor zur Bereitstellung einer Antriebskraft, ein Planetengetriebe, wobei der Antriebsmotor mit einem Eingangselement des Planetengetriebes gekoppelt ist, und ein Zugmittelgetriebe auf. Das Zugmittelgetriebe weist ein erstes Zugmittelrad und ein zweites Zugmittelrad auf, die zur Kraftübertragung miteinander gekoppelt sind. Das erste Zugmitelrad ist mit einem Abtriebselement des Planetengetriebes gekoppelt. Das zweite Zugmittelrad ist mit der Ausgangswelle koppelbar, wobei die Tretkurbe Iwelle über ein schaltbares Ge- triebe mit der Ausgangswelle koppelbar ist.
Das Zugmittelgetriebe der Antriebseinrichtung kann als Zugmittel eine Gliederkette ein- setzen. In diesem Fall sind das erste Zugmittelrad und das zweite Zugmittelrad als Ket- tenräder ausgebildet. Das Zugmittelgetriebe kann als Zugmittel einen Riemen verwen- den. In diesem Fall sind das erste Zugmittelrad und das zweite Zugmittelrad als Rie- menräder ausgebildet. Das Zugmittelgetriebe der Antriebseinrichtung kann als Zugmitel einen Seitenstirntrieb mit Zwischenrad einsetzen. In diesem Fall sind das erste Zugmit- telrad und das zweite Zugmittelrad als Stirnräder ausgebildet.
Das schaltbare Getriebe kann mindestens zwei Übersetzungsverhältnisse aufweisen. Dabei wird die Übersetzung zwischen der Tretkurbe Iwelle und der Ausgangswelle mit den mindestens zwei Übersetzungsverhältnissen versehen. Das Getriebe kann mehr als zwei Übersetzungsverhältnisse aufweisen. Ferner kann das Getriebe als stufenloses Getriebe ausgebildet sein. Das Getriebe kann ein oder mehrere Planetengetriebe auf- weisen. Das Getriebe kann Schaltelemente aufweisen, mit denen mindestens zwei Übersetzungsverhältnisse gebildet werden können. Das Getriebe kann koaxial um die Tretkurbelwelle bzw. die Ausgangswelle vorgesehen sein.
Der Antriebsmotor der Antriebseinrichtung kann als Elektromotor ausgebildet sein. Der Elektromotor kann eine Antriebskraft zur Verfügung stellen, die zur Unterstützung der in die Tretkurbelwelle eingeleiteten Muskelkraft eingesetzt werden kann. Die Ausgangs- welle kann zur Kraftübertragung mit dem Antriebsrad des Fahrzeugs verbunden sein. Die Ausgangswelle kann hierzu ein Ausgangsrad aufweisen, das als Kettenrad oder Riemenscheibe ausgestaltet sein kann. Ein Zugmittel kann zwischen dem Ausgangsrad und dem Antriebsrad zur Kraftübertragung vorgesehen sein. Das Zugmittel kann ent- sprechend eine Gliederkette bzw. ein Riemen sein.
Die Antriebseinrichtung kann an dem Fahrzeug montiert sein. Insbesondere kann die Antriebseinrichtung an einem als Fahrrad ausgestalteten Fahrzeug montiert sein. In diesem Fall kann die Antriebseinrichtung im Bereich des Fahrrads montiert sein, in dem ein Tretlager positioniert werden kann. In einer Ausführungsform kann das Planetengetriebe ein Sonnenrad, mindestens ein an einem Planetenträger drehbar gestütztes Planetenrad und ein Hohlrad aufweisen. Da- bei kann das Sonnenrad im Eingriff mit dem mindestens einen Planetenrad stehen.
Ferner kann das mindestens eine Planetenrad im Eingriff mit dem Hohlrad stehen. Das Eingangselement kann in der vorliegenden Ausführungsform das Sonnenrad sein. In dieser Ausführungsform ist eine Ausgangswelle des Antriebsmotors mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes gekoppelt. Der Antriebsmotor kann eine Motorwelle aufweisen, die als Abtriebswelle des Antriebsmotors dienen kann. In diesem Fall kann die Motor- welle mit dem Sonnenrad verbunden sein. Ferner kann das Sonnenrad mit der Motor- welle des Antriebsmotors gekoppelt sein. Dabei kann das Sonnenrad direkt oder indi- rekt mit der Motorwelle gekoppelt sein. Eine Verzahnung des Sonnenrads kann an ei- nem Außenumfang der Motorwelle vorgesehen sein. In der vorliegenden Ausführungs- form wird die Antriebskraft des Antriebsmotors über das Sonnenrad in das Planetenge- triebe eingeleitet.
In alternativen Ausführungsformen kann die Antriebskraft des Antriebsmotors über den Planetenträger in das Planetengetriebe eingeleitet werden. In einer zusätzlichen Alter- native kann die Antriebskraft des Antriebsmotors über das Hohlrad in das Planetenge- triebe eingeleitet werden.
In weiteren alternativen Ausführungsformen kann zusätzlich zu dem Planetengetriebe zumindest ein weiteres Planetengetriebe vorgesehen sein. Das mindestens eine Plane- tengetriebe kann bezogen auf den Kraftfluss in Reihe mit dem Planetengetriebe ver- schaltet sein. Somit kann mit den miteinander verschalteten Planetengetrieben ein ho- hes Übersetzungsverhältnis erzielt werden, mit dem die Drehzahl am Ausgang der Pla- netengetriebe bezogen auf die Drehzahl am Eingang der Planetengetriebe wesentlich verlangsamt werden kann, während das Drehmoment am Ausgang bezogen auf das eingeleitete Drehmoment wesentlich erhöht werden kann.
Die Planetenräder des Planetengetriebes können aus einem Metallwerkstoff hergestellt sein. Die Planetenräder des Planetengetriebes können alternativ aus einem Kunststoff- werkstoff hergestellt sein. Ebenso kann zumindest eines von dem ersten Zugmittelrad und dem zweiten Zugmitelrad aus einem Metallwerkstoff hergestellt sein. Alternativ kann zumindest eines von dem ersten Zugmittelrad und dem zweiten Zugmittelrad aus einem Kunststoffwerkstoff hergestellt sein. Das Hohlrad kann aus einem Metallwerkstoff hergestellt sein. Alternativ kann das Hohlrad aus einem Kunststoffwerkstoff hergestellt sein. Das Hohlrad kann an einem Gehäuseelement angeformt sein und insbesondere einstückig mit dem Gehäuseelement ausgebildet sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Planetenträger mit dem ersten Zugmittelrad gekoppelt sein. In diesem Fall kann der Planetenträger als Abtriebselement des Plane- tengetriebes dienen.
In einer Ausführungsform ist der Planetenträger mit dem ersten Zugmittelrad über ein Mitnahmeprofil gekoppelt. Der Planetenträger und das erste Zugmittelrad können alter- nativ fest miteinander verbunden sein. Ferner können der Planetenträger und das erste Zugmitelrad einstückig ausgeführt sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann das erste Zugmittelrad an einem Lagerzapfen ab- gestützt sein, der an einer Innenwand des Gehäuses angebracht ist. Der Lagerzapfen kann einstückig an einem Element des Gehäuses gebildet sein, das die Innenwand bil- det. Der Lagerzapfen kann an dem Gehäuse lösbar angebracht sein. Der Lagerzapfen kann koaxial zu dem Planetengetriebe ausgebildet sein. Der Lagerzapfen kann zum drehbaren Abstützen des ersten Zugmittelrads über ein Lager ausgebildet sein. In den oben genannten Fällen kann der Lagerzapfen zumindest abschnittsweise hohl ausge- führt sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Planetenträger über eine Kopplungsanordnung mit dem ersten Zugmittelrad gekoppelt sein. Die Kopplungsanordnung kann ein separa- tes Element sein, das zwischen dem Planetenträger und dem Zugmittelrad vorgesehen ist. Die Kopplungsanordnung kann eine Verzahnung aufweisen, die mit einer entspre- chenden Verzahnung des Zugmittelrads eingreift.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Hohlrad relativ zum Gehäuse stationär gehal- ten sein. In diesem Fall wird eine Rotation des Hohlrads beim Betrieb des Planetenge- triebes nicht gestattet. Bei diesem Aufbau kann durch das Planetengetriebe eine vorbe- stimmte Übersetzung bereitgestellt werden. Die Übersetzung kann dabei zwischen dem Sonnenrad und dem Planetenträger gebildet werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das zweite Zugmittelrad konzentrisch bezüglich der Ausgangswelle ausgebildet sein und an einem Außenumfang der Ausgangswelle gelagert sein. Das zweite Zugmittelrad kann einen größeren Umfang haben als das ers- te Zugmittelrad. Das zweite Zugmitelrad kann über ein Lager an der Ausgangswelle gelagert sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann das zweite Zugmittel rad über einen Freilauf mit der Ausgangswelle koppelbar sein. In diesem Fall kann bei einer Relativdrehung zwischen dem zweiten Zugmittelrad und der Antriebseinrichtung vorgesehen sein, dass eine Kraft von dem Zugmittelrad auf die Ausgangswelle nur in einer Drehrichtung übertragen wer- den kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Kraft von dem zweiten Zug- mittelrad auf die Ausgangswelle nur in einer Drehrichtung übertragen werden kann, die einer Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs zugeordnet ist, wenn die Antriebseinrichtung an dem Fahrzeug montiert ist. Der Freilauf zwischen dem zweiten Zugmittelrad und der Ausgangswelle kann mit einem Lager integriert sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann sich die Tretkurbel welle axial durch die Aus- gangswelle erstrecken, wobei die Tretkurbelwelle an der Ausgangswellenseite in der Ausgangswelle radial gelagert ist. Die Ausgangswelle kann zusammen mit der Tretkur- belwelle wiederum im Gehäuse radial gelagert sein. Die Tretkurbelwelle kann als mas- sives Wellenelement ausgebildet sein. Die Ausgangswelle kann als Hohlwelle ausgebil- det sein. Zwischen der Tretkurbelwelle und der Ausgangswelle kann ein radialer Ab- stand vorgesehen sein, in dem ein oder mehrere Lager vorgesehen sind. Die Tretkur- belwelle kann sich relativ zu der Ausgangswelle zumindest in vorbestimmten Betriebs- zuständen der Antriebseinrichtung drehen.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Gehäuse mit Trennelementen zur Bildung von separaten Gehäuseabschnitten ausgebildet sein. Die separaten Gehäuseabschnitte können zur selektiven Aufnahme von Komponenten der Antriebseinrichtung ausgebildet sein. Das Gehäuse kann als Trennelemente Trennwände aufweisen. Zumindest ein Teil der Trennwände kann einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet sein. Die separaten Gehäuseabschnitte können Räume bilden, die fluidtechnisch voneinander getrennt sind. Die Gehäuseabschnitte können an die Komponenten angepasst sein, die von den je- weiligen Gehäuseabschniten aufzunehmen sind. Die Gehäuseabschnite können Öff- nungen zur Entlüftung aufweisen, mit dem ein Druckausgleich ermöglicht wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann in einem ersten Gehäuseabschnitt die Tretkurbel- welle, die Ausgangswelle, das Zugmittelgetriebe und das Planetengetriebe unterge- bracht sein. In einem zweiten Gehäuseabschnitt kann der Antriebsmotor untergebracht sein. Zusätzlich zu den vorstehend genannten Gehäuseabschnitten können weitere Gehäuseabschnitte vorgesehen sein. Insbesondere kann zusätzlich ein Gehäuseab- schnitt vorgesehen sein, in dem elektrische bzw, elektronische Bauteile untergebracht werden können, die dem Betrieb des Antriebsmotors zugeordnet sind.
Gemäß einer Ausführungsform kann in einem ersten Gehäuseabschnitt ein Schmiermit- tel zur Schmierung der in dem ersten Gehäuseabschnitt vorgesehenen Komponenten der Antriebseinrichtung vorgesehen sein. Das in dem ersten Gehäuseabschnitt vorge- sehene Schmiermittel kann derart ausgewählt sein, dass es für die Schmierung des Zugmitelgetriebes und für die Schmierung des Planetengetriebes geeignet ist. Das Schmiermitel, das in dem ersten Gehäuseabschnitt vorgesehen sein kann, kann ein Schmieröl aufweisen. Alternativ kann das in dem ersten Gehäuseabschnitt vorgesehe- ne Schmiermitel ein Schmierfett umfassen. Das schaltbare Getriebe kann sich am un- teren Bereich des ersten Gehäuseabschnitts befinden, so dass das schaltbare Getriebe in einem Ölsumpf angeordnet ist. Das in dem ersten Gehäuseabschnitt vorgesehene Schmiermittel kann derart ausgewählt sein, dass zusätzllich zu der Schmierung des Zugmitelgetriebes und des Planetengetriebes für die Schmierung des schaltbaren Ge- triebes geeignet ist.
Gemäß einer Ausführungsform kann der ersten Gehäuseabschnitt mit einem abnehm- baren Deckel zur Gestattung des Zugriffs zumindest auf Elemente des Zugmittelgetrie- bes versehen sein. Der Lagerzapfen kann an einer Innenseite des Gehäusedeckels angebracht sein. In dieser Ausführungsform kann der Gehäusedeckel mit Elementen des Gehäuses verschraubt werden. Der Gehäusedeckel kann mit einem Dichtungsele- ment versehen sein, um eine Abdichtung des ersten Gehäuseabschnitts zu erzielen. Der Lagerzapfen kann aus demselben Material bestehen wie der Gehäusedeckel. Der Lagerzapfen kann aus einem Material bestehen, das ein anderes Material als dasjenige des Gehäusedeckels ist. Der Lagerzapfen kann an dem Gehäusedeckel einstückig an- geformt sein. Der Lagerzapfen kann an dem Gehäusedeckel verschraubt sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann an der Innenseite des Gehäusedeckels eine ein- stellbare Spanneinrichtung für das Zugmittel vorgesehen sein. Die Spanneinrichtung kann von der Außenseite des Gehäusedeckels einstellbar sein. Die Spanneinrichtung für das Zugmitel kann eine Spannrolle aufweisen. Die Spanneinrichtung für das Zug- mittel kann alternativ ein Gleitstück aufweisen. Die Spanneinrichtung kann einen Me- chanismus zum Anlegen eines Elementes der Spanneinrichtung an das Zugmitel auf- weisen. Die Spanneinrichtung kann einen Exzentermechanismus aufweisen, mit dem das einstellbare Anlegen des Elements der Spanneinrichtung an das Zugmittel ermög- licht wird. Die Spanneinrichtung kann durch ein Einstellelement bestätigt werden. Das Einstellelement kann als Einstellelement ausgestaltet sein, das von der Außenseite des Gehäusedeckels betätigbar ist. Das Einstellelement kann als drehbares Einstellelement ausgestaltet sein.
Gemäß einem Aspekt ist ein Fahrzeug mit mindestens einem Antriebsrad und einer An- triebseinrichtung zum Aufbringen einer Antriebskraft auf das Antriebsrad mit einem oder mehreren der vorstehend genannten Merkmale vorgesehen. Das Fahrzeug kann als Pedelec oder E-Bike ausgestaltet sein. Das Fahrzeug kann die Struktur eines Fahrrads aufweisen. Die Antriebseinrichtung kann in dem Bereich vorgesehen sein, in dem ein Tretlager angeordnet ist. Das Fahrzeug kann eine elektrische Energiespeichereinrich- tung aufweisen, mit der die Antriebseinrichtung mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Das Fahrzeug kann eine Steuerungseinrichtung aufweisen, die den Betrieb der Antriebseinrichtung steuert. Das Antriebsrad kann mit der Antriebseinrichtung über ei- nen Zugmittelantrieb gekoppelt sein. Der Zugmittelantrieb kann als Kettenantrieb aus- gebildet sein. Der Zugmittelantrieb kann alternativ als Riemenantrieb ausgebildet sein. Das Antriebsrad kann ein Hinterrad des als Fahrrad ausgestalten Fahrzeugs sein. Der Zugmittelantrieb kann alternativ als Seitenstirntrieb mit Zwischenrad ausgebildet sein. Das Fahrzeug kann alternativ als Mehrspurfahrzeug mit mindestens einem Antriebsrad ausgebildet sein.
Figur 1 zeigt zeigt eine Antriebseinrichtung in einer Ausführungsform in einer Schnittan- sicht; und
Figur 2 zeigt die Antriebseinrichtung in einer Ausführungsform zur Erläuterung eines Gehäuseaufbaus.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Antriebseinrichtung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Figur 1 zeigt die Antriebseinrichtung in einer Schnittansicht in einer Ausführungsform. Wie in Figur 1 gezeigt ist, weist die Antriebseinrichtung 1 ein Gehäuse 4 auf, das zur Aufnahme der Komponenten der Antriebseinrichtung 1 ausge- bildet ist. Das Gehäuse 4 der Antriebseinrichtung 1 ist mit geeigneten Befestigungsmit- teln versehen, um die Antriebseinrichtung 1 an einem nicht dargestellten Fahrzeug zu montieren. In diesem Zusammenhang wird die Antriebseinrichtung 1 an einem als Pe- delec oder E-Bike ausgestalteten Fahrzeug eingesetzt, das grundsätzlich den Aufbau eines Fahrrads hat. Dabei wird die Antriebseinrichtung 1 in dem Bereich des Fahrzeugs angebracht, an dem üblicherweise ein Tretlager vorgesehen ist.
Die Antriebseinrichtung 1 weist eine Tretkurbelwelle 2 auf, die sich beidseitig axial aus dem Gehäuse 4 herauserstreckt. An der in Figur 1 gezeigten Tretkurbelwelle 2 sind an den entgegengesetzten Enden nicht gezeigte Tretkurbeln mit Pedalen vorgesehen, über die Muskelkraft in die Antriebseinrichtung 1 eingeleitet werden kann.
Die Antriebseinrichtung 1 weist ferner eine Ausgangswelle 3 auf, die in der vorliegenden Ausführungsform koaxial zur Tretkurbelwelle 2 ausgebildet ist. Dabei ist die Ausgangs- welle 3 als Hohlwelle gestaltet, durch die die Tretkurbelwelle 2 sich hindurcherstreckt. Zwischen der Ausgangswelle 3 und der Tretkurbelwelle 2 ist ein radialer Abstand vor- gesehen, in dem Lager 22, 23 vorgesehen sind, die sich am Innenumfang der Aus- gangswelle 3 sowie am Außenumfang der Tretkurbelwelle 2 abstützen. Axial beab- standet von den Lagern 22, 23, mit der die Tretkurbelwelle 2 gegenüber der Ausgangs- welle 3 abgestützt ist, ist ein weiteres Lager 21 vorgesehen, das sich am Außenumfang der Tretkurbelwelle sowie am Innenumfang eines in dem Gehäuse 4 vorgesehenen La- gersitzes abstützt. Axial außerhalb der Lager 21 , 22 und 23 sind Dichtelemente 24 vor- gesehen, die zum Abdichten der Tretkurbelwelle 2 an ihrem Außenumfang vorgesehen sind.
Die Ausgangswelle 3 ragt mit einem Endabschnitt aus dem Gehäuse 4 heraus. An dem aus dem Gehäuse 4 herausragenden Abschnitt der Ausgangswelle 3 ist ein Antriebsrad der Antriebseinrichtung anbringbar. Das Antriebsrad wird an der Ausgangswelle 3 so angebracht, dass eine Rotation der Ausgangswelle 3 auf das Antriebsrad übertragen wird. Das Antriebsrad kann als Zahnkranz zum Antreiben einer Gliederkette ausgebildet sein. In alternativen Ausführungsformen kann das Antriebsrad als Riemenscheibe zum Antreiben eines Riemenantriebs vorgesehen sein. Das Antriebsrad, das an der Aus- gangswelle 3 anbringbar ist, wird zum Übertragen der Rotation der Ausgangswelle auf ein Antriebsrad des Fahrzeugs eingesetzt, an dem die Antriebseinrichtung 1 montiert ist.
Die Ausgangswelle 3 erstreckt sich axial in das Gehäuse 4 hinein. An einem Außenum- fang der Antriebswelle 3 ist ein Lager 32 vorgesehen, das zum Lagern der Ausgangs- welle gegenüber dem Gehäuse 4 vorgesehen ist. Das Lager 32 ist zu diesem Zweck mit seinem Außenumfang in eine Öffnung des Gehäuses 4 eingesetzt. Axial außerhalb be- züglich des Lagers 32 ist ein Dichtelement 33 vorgesehen, um den Spalt zwischen dem Gehäuse 4 und der Ausgangswelle 3 abzudichten. Somit wird die Ausgangswelle ge- genüber der Tretkurbelwelte mit den Lagern 22, 23 und gegenüber dem Gehäuse 4 mit dem Lager 32 abgestützt. Anders ausgedrückt wird die Tretkurbel welle mit den Lagern 22, 23 an der Ausgangswellenseite in der Ausgangswelle 3 radial gelagert und die Aus- gangswelle 3 zusammen mit der Tretkurbelwelte 2 wiederum gegenüber dem Gehäuse 4 mit dem Lager 32 abgestützt.
Die Antriebseinrichtung weist ein Zugmittelgetriebe 7 auf, das ein erstes Zugmittel- rad 71, ein zweites Zugmittelrad 72 und ein Zugmittel 73 aufweist. Axial innerhalb des Lagers 32 ist am Außenumfang der Ausgangswelle ein Freilauf 31 vorgesehen. Der Freilauf 31 ist mit einem zweiten Zugmitelrad 72 gekoppelt. Hierzu ist das zweite Zug- mittelrad 72 auf den Freilauf 31 aufgesetzt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Zugmittelgetriebe 7 als Kettengetriebe ausgebildet. Hierzu sind das erste Zugmittelrad 71 und das zweite Zugmitelrad 72 als Kettenräder ausgebildet, die von einer Kette als Zugmittel 73 umschlungen werden. In einer alternativen Ausführungsform ist das Zugmittelgetriebe 7 als Riemengetriebe mit als Riemenscheiben ausgebildeten ersten und zweiten Zugmittelrädern 71 , 72 sowie einem Riemen als Zugmittel 73 ausgebildet. In einer alternativen Ausführungsform ist das Zugmitelgetriebe 7 als Seitenstirntrieb mit als Laufverzahnungsscheiben ausgebil- deten ersten und zweiten Zugmittelrädern 71 , 72 sowie einem Zwischenrad als Zugmit- tel 73 ausgebildet.
Das erste Zugmittelrad 71 ist achsparallel zu dem zweiten Zugmittelrad 72 drehbar ge- lagert. Hierzu weist das erste Zugmittelrad 71 an seinem Innenumfang ein Lager 74 auf, das an einem Lagerzapfen 41 angebracht ist, wie in Figur 1 ersichtlich ist. Das Lager 74 kann als zwei axial nebeneinander angeordnete Rillenkugellager ausgeführt sein. Ein effektiver Durchmesser des ersten Zugmittelrads 71 ist kleiner als ein effektiver Durch- messer des zweiten Zugmittelrads 72. Durch die Umschlingung des ersten Zugmitel- rads 71 und des zweiten Zugmittelrads 72 mit dem Zugmittel 73 wird eine Rotation des ersten Zugmittelrads 71 auf das zweite Zugmitelrad 72 übertragen. Aufgrund der An- ordnung mit den vorstehend genannten effektiven Durchmessern wird ein entsprechen- des Übersetzungsverhältnis bei dem Zugmittelgetriebe 7 vorgesehen.
Die Antriebseinrichtung weist einen Antriebsmotor 5 auf, der achsparallel von der Tret- kurbelwelle 2 bzw. von der Ausgangswelle 3 angeordnet ist. Der Antriebsmotor 5 weist eine Rotorwelle 53 auf, die konzentrisch zu einem Rotor des Antriebsmotors 5 vorgese- hen ist. Radial außerhalb des Rotors befindet sich ein am Gehäuse angebrachter Stator 51 . Bei Energiebeaufschlagung des Stators 51 wird der Rotor 52 rotiert, so dass die Motorwelle 53, die mit dem Rotor 52 verbunden ist, rotieren kann. Hierzu sind an dem Außenumfang der Motorwelle 53 entsprechende Lager 54, 55 vorgesehen, die an ihrem Außenumfang in Lagersitze des Gehäuses 4 eingesetzt sind. An der axial dem Rotor 52 des Antriebsmotors 5 zugewandten Seite des Lagers 55 ist ein Dichtungselement 56 vorgesehen.
Die Antriebseinrichtung 1 weist ferner ein Planetengetriebe 6 auf, das in der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform konzentrisch bezüglich der Motorwelle 53 des Antriebsmo- tors 5 ausgebildet ist. Das Planetengetriebe 6 weist ein Sonnenrad 61 auf, das im Zent- rum des Planetengetriebes 6 vorgesehen ist. Das Sonnenrad 61 ist mit der Motorwelle 53 des Motors 5 drehtest gekoppelt. Radial außerhalb des Sonnenrads 61 weist das Planetengetriebe 6 eine Anzahl von Planetenrädern 62 auf. Die Planetenräder 62 sind drehbar an einem Planetenträger 63 gestützt, der wiederum relativ zu der Rotations- achse des Sonnenrads 61 drehbar gelagert ist. Außerhalb der Planetenräder 62 weist das Planetengetriebe 6 ein Hohlrad 64 auf, das eine Innenverzahnung aufweist. Bei dem Planetengetriebe 6 greift das Sonnenrad 61 mit seiner Verzahnung in die Verzah- nung der Planetenräder 62 ein. Die Verzahnung der Planetenräder greift zusätzlich in die Verzahnung des Hohlrads 64 ein. Das Hohlrad 64 ist in der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform am Gehäuse drehfest montiert.
Der Träger 63 des Planetengetriebes 6 ist über ein oder mehrere Lager 66 an dem Ge- häuse 4 gelagert, so dass der bei einer Rotation des Sonnenrads 61 rotiert. Aufgrund der vorbestimmten Zähnezahl der Elemente des Planetengetriebes 6 und des am Ge- häuse 4 fest montierten Hohlrads 64 ergibt sich bei dem Planetengetriebe 6 zwischen dem Sonnenrad 61 und dem Planetenträger 63 ein vorbestimmtes Übersetzungsver- hältnis. Insbesondere wird die Rotation des Sonnenrads 61 aufgrund des vorbestimm- ten Übersetzungsverhältnisses als verlangsamte Rotation auf den Planetenträger 63 übertragen.
Der Planetenträger 63 ist über eine Kopplungsanordnung 65 mit dem ersten Zugmittel- rad 71 verbunden. Hierzu weist die Kopplungsanordnung 65 Elemente auf, die eine Drehmomentübertragung zwischen dem Planetenträger 63 und dem ersten Zugmittel- rad 71 erlauben.
Bei einer Rotation der Motorwelle 53 wird das mit der Motorwelle 53 verbundene Son- nenrad 61 angetrieben. Durch die Rotation des Sonnenrads 61 werden die Planetenrä- der 62 rotiert, wodurch aufgrund des fest am Gehäuse 4 montierten Hohlrads 64 der Planetenträger 63 rotiert. Der rotierende Planetenträger 63 überträgt seine Rotation über die Kopplungsanordnung 65 auf das erste Zugmittelrad 71. Durch die Rotation des ersten Zugmittelrads 71 wird über das Zugmitel 73 das zweite Zugmitelrad 72 rotiert. Bei einer Rotation des zweiten Zugmittelrads 72, die bezogen auf das Fahrzeug, an dem die Antriebseinrichtung 1 montiert ist, einer Vorwärtsrichtung zugeordnet ist, über- trägt der Freilauf 31 , der zwischen dem zweiten Zugmittelrad 72 und der Ausgangswelte 3 vorgesehen ist, seine Rotation auf die Ausgangswelle 3 und somit auf das Aus- gangselement zum Antreiben des Antriebsrads des Fahrzeugs. Auf diesem Weg wird mit dem Antriebsmotor 5, dem Planetengetriebe 6 und dem Zugmitelgetriebe 7 eine Unterstützungsantriebskraft für die Ausgangswelle 3 zur Verfügung gestellt. Gleichzeitig ist es möglich, die Ausgangswelle 3 entgegengesetzt zu der Drehrichtung zu drehen, die der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs zugeordnet ist, da der Freilauf 31 zwischen dem zweiten Zugmittelrad 72 und der Ausgangswelle 3 vorgesehen ist.
In dem Bereich des Gehäuses 4, der sich radial um die Tretkurbelwelle 2 befindet, ist ein schaltbares Getriebe 8 vorgesehen. Das schaltbare Getriebe 8 der Ausführungsform von Figur 1 weist eine Anzahl von Planetensätzen auf, die durch nicht weiter erläuterte Schaltelemente miteinander koppelbar sind. Das schaltbare Getriebe 8 ist eingangssei- tig mit der Tretkurbelwelle 2 verbunden und nimmt somit die Rotation der Tretkurbelwel- le 2 auf. Ausgangsseitig ist das schaltbare Getriebe 8 mit der Ausgangswelle 3 verbun- den, so dass über das schaltbare Getriebe 8 die Rotation der Tretkurbelwelle 2 auf die Ausgangswelle 3 übertragbar ist. Das schaltbare Getriebe 8 ist in einer alternativen Ausführungsform als stufenlos schaltbares Getriebe ausgebildet. Die Ansteuerung der Schaltelemente des schaltbaren Getriebes 8 werden in einer Ausführungsform von ei- ner Steuerungseinrichtung zumindest teilautomatisch angesteuert. In einer Ausfüh- rungsform werden die Schaltelemente des schaltbaren Getriebes 8 durch ein Bedien- element angesteuert, das an dem Fahrzeug vorgesehen und von dem Fahrer des Fahr- zeugs betätigbar ist.
Mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau der Antriebseinrichtung 1 ist es möglich, über die Tretkurbelwelle 2 eine Antriebskraft in der Form der Muskelkraft in die An- triebseinrichtung 1 einzuleiten. Über das schaltbare Getriebe 8 wird die in die Tretkur- belwelle 2 eingeleitete Muskelkraft auf die Ausgangswelle 3 übertragen. Mit dem schaltbaren Getriebe 8 kann das Übersetzungsverhältnis zwischen der Tretkurbelwel- le 2 und der Ausgangswelle 3 situationsabhängig eingestellt werden. In Situationen, in denen es erforderlich ist, eine Unterstützungsantriebskraft auf die Ausgangswelle 3 auf- zubringen, wird der Antriebsmotor 5 entsprechend angesteuert, so dass über das Pla- netengetriebe 6 und das Zugmittelgetriebe 7 die Unterstützungsantriebskraft auf die Ausgangswelle 3 aufgebracht werden kann. Auf der Grundlage einer entsprechend am Fahrzeug vorgesehenen Sensorik kann unter Berücksichtigung eines in die Tretkurbel- welle 2 einge leiteten Drehmoments oder anderer Eingangsgrößen der Betrieb des An- triebsmotors 5 so gesteuert werden, dass sich die Betriebsweise eines E-Bikes oder Pedelecs ergibt.
Im Folgenden wird der innere Aufbau des Gehäuses 4 der Antriebseinrichtung 1 erläu- tert. Wie in Figur 2 gezeigt ist, weist das Gehäuse 4 eine äußere Hülle auf, in der die Komponenten der Antriebseinrichtung 1 untergebracht sind, während die Tretkurbelwel- le 2 beidseitig und die Ausgangswelle 3 einseitig aus dem Gehäuse 4 herausragen. In dem radial um die Tretkurbelwelle 2 gelegenen Bereich ist, wie vorstehend beschrieben ist, das schaltbare Getriebe 8 mit seinen Elementen vorgesehen. Dabei ist innerhalb des Gehäuses 4 ein Ölraum 43 vorgesehen, in dem Schmieröl untergebracht ist, das zum Schmieren der Elemente des schaltbaren Getriebes 8 geeignet ist. Der Ölraum 43 erstreckt sich somit einerseits radial um die Tretkurbelwelle 2 herum und weist, wie in Figur 2 gezeigt ist, einen Bereich auf, in dem das Zugmittelgetriebe 7 vorgesehen ist. Wie in Figur 2 gezeigt ist, ist der Bereich, in dem das Zugmittelgetriebe 7 vorgesehen ist, an der rechten Seite des Gehäuses 4 vorgesehen und erstreckt sich zumindest zwi- schen den Außenumfängen des ersten Zugmittelrads 71 und des zweiten Zugmittelrads 72. Somit wird durch das Schmieröl, das in dem Ölraum 43 vorgesehen ist, einerseits das schaltbare Getriebe 8 mit Schmieröl versorgt und wird andererseits das Zugmittel- getriebe 7 mit demselben Schmieröl geschmiert. Ferner befindet sich das Planetenge- triebe 6 ebenfalls in demselben Ölraum 43, so dass eine effiziente Schmierung der sich in dem Ölraum 43 befindenden Komponenten der Antriebseinrichtung 41 mit demselben Schmieröl ermöglicht wird. Bei der Verwendung von Schmieröl in dem Ölraum, das fließfähig ist, bildet sich am unteren Abschnitt des Ölraums ein Ölsumpf. In diesem Öl- sumpf tauchen die Komponenten des schaltbaren Getriebes 8 und das zweite Zugmit- telrad 72 mit dem dieses umschlingendn Abschitt des Zugmittels 73 ein. Dadurch wer- den die vorgenannten Elemente direkt geschmiert. Im Betrieb der Antriebseinrichtung 1 läuft das Zugmittel 73 um und transportiert so das Schmieröl zum dem Bereich, in dem das erste Zugmittelrad 71 vorgesehen ist. In diesem Bereich ist auch das Planetenge- triebe 6 vorgesehen und Schmieröl erreicht somit auch die zu schmierenden Elemente des Planetengetriebes 6.
Die Elemente des Antriebsmotors 5 werden konstruktionsbedingt nicht mit dem Schmieröl geschmiert, das in dem Ölraum 43 vorgesehen ist. Vielmehr muss sicherge- stellt werden, dass der Raum, in dem der Antriebsmotor 5 vorgesehen ist, von dem Öl- raum 43 getrennt ist. Hierzu sind entsprechende Trennelemente 47 innerhalb des Ge- häuses 4 vorgesehen, die einen Trockenraum 44 ausbilden, in dem die Komponenten des Antriebsmotors 5 untergebracht sind. An der linken Seite des Antriebsmotors 5 in Figur 2 ist ein weiterer Abschnit vorgesehen, der ebenfalls als Trockenraum 44 kon- struiert ist. In diesem weiteren Trockenraum können elektronische oder elektrische Bau- teile untergebracht werden, die feuchtigkeitsempfindlich sind und zum Betrieb der An- triebseinrichtung 1 eingesetzt werden.
Somit weist die Antriebseinrichtung 1 zum einen einen Antriebsstrang auf, bei dem der Antriebsmotor 5 zunächst ein Planetengetriebe 6 antreibt, das wiederum ein Zugmittel- getriebe 7 antreibt, mit welchem die Ausgangswelle 3 der Antriebseinrichtung 1 ange- trieben werden kann. Die Ausgangswelle 3 wird bei der vorliegenden Antriebseinrich- tung 1 durch in die Tretkurbelwelle 2 eingeleitete Muskelkraft über das schaltbare Ge- triebe 8 angetrieben. Durch Zusammenführen der Antriebskräfte von dem Antriebsmo- tor 5 und von der Tretkurbelwelle 2 wird an der Ausgangswelle 3 eine kombinierte An- triebskraft bereitgestellt, die zum Antreiben des Fahrzeugs eingesetzt werden kann.
In dem Gehäuse 4 sind diejenigen Bauteile, die mit einem Schmieröl zu schmieren sind, in einem Raum untergebracht. Zu diesem gehören das Planetengetriebe 6, das Zugmit- telgetriebe 7 und das schaltbare Getriebe 8. Diejenigen Elemente der Antriebseinrich- tung 1 , die von dem Ölraum 43 getrennt untergebracht werden sollen, werden in einem Trockenraum 44, 45 untergebracht, der separat von dem Ölraum 43 ist. Hierzu werden in dem Gehäuse 4 entsprechende Trennelemente 47 vorgesehen, die den Ölraum 43 von dem Trockenraum 44, 45 trennen.
Um die axial versetzte Anordnung von Antriebsmotor 5 und Planetengetriebe 6 bezüg- lich der Ausgangswelle 3 und Tretkurbelwelle 2 zu ermöglichen, weist der Ölraum 43 einen konzentrisch um die Tretkurbelwelle 2 angeordneten Raumabschnitt und einen sich radial von dem konzentrischen Raumabschnitt erstreckenden radialen Ölraumab- schnitt 46 auf, in dem das Zugmittelgetriebe 7 untergebracht ist.
Der Trockenraum 44, 45 ist in der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich unterteilt. Dabei nimmt ein erster Trockenraum 44 elektrische bzw. elektronische Bauteile auf, die für den Betrieb der Antriebseinrichtung 1 eingesetzt werden. Ein zweiter Trocken- raum 45 nimmt den Antriebsmotor 5 auf. Der Ölraum 43, 46 und die Trockenräume 44, 45 weisen entsprechende Entlüftungsanordnungen auf, die einen Druckausgleich relativ zu der Umgebung ermöglichen.
Die Antriebseinrichtung 1 wird in einer Ausführungsform an einem Pedelec bzw. E-Bike eingesetzt. Zu diesem Zweck ist die Antriebseinrichtung 1 an dem Fahrzeug montiert und wird die Ausgangswelle 3 über einen Kettenantrieb mit dem Antriebsrad verbunden. Das als Pedelec oder E-Bike ausgestaltete Fahrzeug weist in diesem Fall eine elektri- sche Energiespeichereinrichtung in der Form eines wiederaufladbaren Akkumulators, eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Antriebseinrichtung 1 , zweckmäßige Sensoren zur Erfassung eines Betriebszustands des Fahrzeugs und Bedienelemente auf, über die der Fahrer des Fahrzeugs die Antriebseinrichtung 1 steuern kann.
Bezugszeichen
1 Antriebseinrichtung
2 Tretkurbel welle
21 Lager
22 Lager
23 Lager
24 Dichtelement
3 Ausgangswelle
31 Frei lauf
32 Lager
33 Dichtelement
4 Gehäuse
41 Lagerzapfen
42 Gehäusedeckel
43 Ölraum
44 Trockenraum
45 Trockenraum
46 Ölraumabschnitt
47 Trennelement
5 Antriebsmotor
51 Stator
52 Rotor
53 Motorwelle
54 Lager
55 Lager
56 Dichtelement
6 Planetengetriebe
61 Sonnen rad
62 Planetenrad
63 Planetenträger
64 Hohlrad
65 Kopplungsanordnung
66 Lager 7 Zugmittelgetriebe (Kettengetriebe)
71 erstes Zugmittelrad (Kettenrad)
72 zweites Zugmittelrad (Kettenrad)
73 Zugmittel (Kette)
74 Lager
8 schaltbares Getriebe

Claims

Patentansprüche
1. Antriebseinrichtung (1) für ein zumindest zeitweise durch Muskelkraft antreibbares Fahrzeug, mit einem Gehäuse (4), einer Tretkurbelwelle (2) zur Aufnahme von Muskel- kraft, einer Ausgangswelte (3) zur Abgabe einer Antriebskraft für ein Antriebsrad des Fahrzeugs, einem Antriebsmotor (5) zur Bereitstellung einer Antriebskraft, mit einem Planetengetriebe (6), wobei der Antriebsmotor (5) mit einem Eingangselement des Pla- netengetriebes (6) gekoppelt ist, mit einem Zugmittelgetriebe (7), das ein erstes Zugmit- telrad (71) und ein zweites Zugmittelrad (72) aufweist, die zur Kraftübertragung mitei- nander gekoppelt sind, wobei das erste Zugmittelrad (71 ) mit einem Abtriebselement des Planetengetriebes (6) gekoppelt ist, wobei das zweite Zugmittelrad (72) mit der Ausgangswelle (3) koppelbar ist und wobei die Tretkurbelwelle (2) über ein schaltbares Getriebe (8) mit der Ausgangswelte (3) koppelbar ist.
2. Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Plane- tengetriebe (6) ein Sonnenrad (61), mindestens ein an einem Planetenträger (63) dreh- bar gestütztes Planetenrad (62) und ein Hohlrad (64) aufweist, wobei das Sonnenrad (61 ) im Eingriff mit dem mindestens einen Planentenrad (62) steht und das mindestens eine Planetenrad (62) im Eingriff mit dem Hohlrad (64) steht, wobei das Eingangsele- ment das Sonnenrad (61) ist.
3. Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Plane- tenträger (63) mit dem ersten Zugmittelrad (71) gekoppelt ist.
4. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das erste Zugmittelrad (71) an einem Lagerzapfen (41) abgestützt ist, der an einer Innenwand des Gehäuses (4) angebracht ist.
5. Antriebseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (63) über eine Kopplungsanordnung (65) mit dem ersten Zug- mittelrad (71 ) gekoppelt ist
6. Antriebseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (64) relativ zum Gehäuse (4) stationär gehalten ist.
7. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das zweite Zugmitelrad (72) konzentrisch bezüglich der Aus- gangswelle (3) ausgebildet ist und an einem Außenumfang der Ausgangswelle (3) ge- lagert ist.
8. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das zweite Zugmittelrad (72) über einen Freilauf (31 ) mit der Aus- gangswelle (3) koppelbar ist.
9. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass sich die Tretkurbelwelle (2) axial durch die Ausgangswelle (3) er- streckt, wobei die Ausgangswelle (3) an der Tretkurbelwelle (2) und in dem Gehäuse (4) gelagert ist.
10. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Gehäuse (4) mit Trennelementen (47) zur Bildung von separa- ten Gehäuseabschnitten zur selektiven Aufnahme von Komponenten der Antriebsein- richtung (1 ) ausgebildet ist.
11. Antriebseinrichtung (1) nach Anpruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Gehäuseabschnitt (43) die Tretkurbelwelle (2), die Ausgangswelle (3), das Zug- mittelgetriebe (7) und das Planetengetriebe (6) untergebracht sind, und wobei einem zweiten Gehäuseabschnitt (45) der Antriebsmotor (5) untergebracht ist.
12. Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Gehäuseabschnitt (43) ein Schmiermitel zur Schmierung der in dem ersten Ge- häuseabschnitt (43) vorgesehenen Komponenten der Antriebseinrichtung (1 ) vorgese- hen ist.
13. Antriebseinrichtung (1 ) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gehäuseabschnitt (43) mit einem abnehmbaren Gehäusedeckel (42) zur Ge- statung des Zugriffs zumindest auf Elemente des Zugmittelgetriebes (7) versehen ist, wobei der Lagerzapfen (41 ) an einer Innenseite des Gehäusedeckels (42) angebracht ist.
14. Antriebseinrichtung (1 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite des Gehäusedeckels (42) eine einstellbare Spanneinrichtung für das Zugmit- tel (73) vorgesehen ist, wobei die Spanneinrichtung von der Außenseite des Gehäuse- deckels (42) einstellbar ist.
15. Antriebseinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Zugmitelgetriebe (7) als Kettentrieb und das erste Zugmittelrad (71 ) sowie das zweite Zugmittelrad (72) als Kettenräder ausgeführt sind.
16. Antriebseinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittelgetriebe (7) als Seitenstirntrieb mit Zwischenrad und das erste Zug- mittelrad (71 ) sowie das zweite Zugmittelrad (72) als Stirnräder ausgeführt sind.
17. Fahrzeug mit mindestens einem Antriebsrad und einer Antriebseinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Aufbringen einer Antriebskraft auf das An- triebsrad.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102025119584B3 (de) 2025-05-20 2026-05-13 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise mit Muskelkraft antreibbares Fahrzeug und Fahrzeug
DE102025119716A1 (de) * 2025-05-21 2026-06-03 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsanordnung für ein zumindest teilweise mit Muskelkraft antreibbares Fahrzeug

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011013109A1 (de) * 2009-07-31 2011-02-03 Clean Mobile Ag Drei-ketten-getriebe für ein fahrzeug mit elektromotor
JP2012163167A (ja) * 2011-02-08 2012-08-30 Hitachi Constr Mach Co Ltd 減速装置
DE102012103355A1 (de) 2012-04-17 2013-10-17 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg Antriebseinrichtung für ein Elektrorad
DE202014103462U1 (de) 2014-07-28 2015-10-29 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg Antriebseinrichtung für ein Elektrorad
DE102016225159B4 (de) 2016-12-15 2025-10-02 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Fahrrad
DE102017219606B4 (de) * 2017-11-06 2025-10-02 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Fahrrad, Tretlager, Fahrrad
DE102018217097A1 (de) 2018-10-05 2020-04-09 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsanordnung für ein Fahrrad oder Pedelec
DE102021213515B3 (de) 2021-11-30 2023-03-23 Zf Friedrichshafen Ag Elektrische Antriebseinrichtung für ein Fahrrad und Fahrrad damit
DE102021213522B3 (de) * 2021-11-30 2023-03-09 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsanordnung für ein Fahrrad oder Pedelec
DE102022200155B3 (de) 2022-01-10 2023-02-23 Zf Friedrichshafen Ag Anordnung mit einem Tretlagergetriebe für ein Fahrrad oder Pedelec

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