WO2020030213A1

WO2020030213A1 - Zwei-gang-getriebe für ein elektrisch antreibbares kraftfahrzeug

Info

Publication number: WO2020030213A1
Application number: PCT/DE2019/100654
Authority: WO
Inventors: Ps Satyanarayana; Prajod Ayyappath
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2018-08-06
Filing date: 2019-07-15
Publication date: 2020-02-13
Also published as: DE102018118985A1

Abstract

Es ist ein Zwei-Gang-Getriebe (10) für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, insbesondere Elektromotorroller, vorgesehen mit einer mit einer elektrischen Maschine verbindbaren Eingangswelle (12) zum Einleiten eines Drehmoments, einer mit einem Antriebsrad verbindbaren Ausgangswelle (14) zum Ausleiten des Drehmoments, einer niedrigen ersten Gangstufe (16) zur Übersetzung einer Drehzahl der Eingangswelle (12) an die Ausgangswelle (14) mit einem ersten Übersetzungsverhältnis, einer hohen zweiten Gangstufe (18) zur Übersetzung einer Drehzahl der Eingangswelle (12) an die Ausgangswelle (14) mit einem zum ersten Übersetzungsverhältnis kleineren zweiten Übersetzungsverhältnis, wobei die erste Gangstufe (16) ein mit der Ausgangswelle (14) über einen Freilauf (28) angekoppeltes erstes Ausgangsrad (22) aufweist, wobei der Freilauf (28) bei einem Überholen des ersten Ausgangsrads (22) drehmomentübertragend sperrt und bei einem Überholen der Ausgangswelle (14) eine Drehmomentübertragung unterbricht, und wobei die zweite Gangstufe (18) ein mit der Ausgangswelle (14) über eine Fliehkraftkupplung (38) angekoppeltes zweites Ausgangsrad (26) aufweist. Dadurch ist bei einem elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug eine komfortable Leistungsübertragung ermöglicht.

Description

Zwei-Gang-Getriebe für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Zwei-Gang-Getriebe für ein elektrisch antreibbares Kraftfahr- zeug, mit dessen Hilfe eine Leistung einer elektrischen Maschine gewandelt werden kann.

Beim Beschleunigen eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs aus dem Stand kann eine elektrische Maschine zunächst aus dem Stillstand mit einem im Wesentli- chen konstanten Drehmoment bis zu einer Grunddrehzahl beschleunigen. Wenn die Grunddrehzahl erreicht ist, bleibt die Antriebsleistung der elektrischen Maschine im Wesentlichen konstant, so dass für eine höhere Drehzahl das Drehmoment abnimmt. Um eine große Drehmoment- und Drehzahlspreizung zu erreichen, kann ein Zwei- Gang-Getriebe vorgesehen sein, das unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse be- reitstellt. So kann in einem niedrigen Drehzahlbereich ein hohes Übersetzungsver- hältnis vorgesehen sein, um zum Beschleunigen ein möglichst hohes Drehmoment bereitzustellen, während in einem hohen Drehzahlbereich ein niedriges Überset- zungsverhältnis vorgesehen sein kann, um eine möglichst hohe Fahrzeuggeschwin- digkeit realisieren zu können. Hierbei kann jedoch ein Gangwechsel von einem Über- setzungsverhältnis zu einem anderen Übersetzungsverhältnis zu einer Unterbrechung der Zugkraft führen, die als Komforteinbuße empfunden wird und vermieden werden soll.

Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die bei einem elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug eine komfortable Leistungsübertragung ermöglichen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Zwei-Gang-Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Erfindungsgemäß ist ein Zwei-Gang-Getriebe für ein elektrisch antreibbares Kraftfahr- zeug, insbesondere Elektromotorroller, vorgesehen mit einer mit einer elektrischen Maschine verbindbaren Eingangswelle zum Einleiten eines Drehmoments, einer mit einem Antriebsrad verbindbaren Ausgangswelle zum Ausleiten des Drehmoments, ei- ner niedrigen ersten Gangstufe zur Übersetzung einer Drehzahl der Eingangswelle an die Ausgangswelle mit einem ersten Übersetzungsverhältnis, einer hohen zweiten Gangstufe zur Übersetzung einer Drehzahl der Eingangswelle an die Ausgangswelle mit einem zum ersten Übersetzungsverhältnis kleineren zweiten Übersetzungsver- hältnis, wobei die erste Gangstufe ein mit der Ausgangswelle über einen Freilauf an- gekoppeltes erstes Ausgangsrad aufweist, wobei der Freilauf bei einem Überholen des ersten Ausgangsrads drehmomentübertragend sperrt und bei einem Überholen der Ausgangswelle eine Drehmomentübertragung unterbricht, und wobei die zweite Gangstufe ein mit der Ausgangswelle über eine Fliehkraftkupplung angekoppeltes zweites Ausgangsrad aufweist.

Bei einer niedrigen Drehzahl der Eingangswelle überholt das über die erste Gangstufe mit der Eingangswelle gekoppelte erste Ausgangsrad die Ausgangswelle, so dass der Freilauf sperrt. Gleichzeitig ist die Drehzahl noch so niedrig, dass die Fliehkraftkupp- lung aufgrund der geringen angreifenden Fliehkraft noch nicht geschlossen ist und sich in einem geöffneten Zustand befindet. In dieser Situation findet ein Drehmoment- fluss von der Eingangswelle an die Ausgangswelle nur über die erste Gangstufe statt. Da es sich bei der ersten Gangstufe um einen niedrigen Gang handelt, liegt an der Ausgangswelle ein vergleichsweise hohes Drehmoment an, so dass eine besonders gute Beschleunigung auf eine gewünschte Endgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs er- folgen kann. Wenn sich die Drehzahl der Eingangswelle erhöht, liegt aufgrund der entsprechend schneller mitdrehenden Ausgangswelle an der Fliehkraftkupplung ir- gendwann eine so hohe Fliehkraft an, dass die Fliehkraftkupplung schließt. Dies führt dazu, dass das zweite Ausgangsrad nicht mehr relativ zur Ausgangswelle mit einer Relativdrehzahl mitdreht, sondern mit der Ausgangswelle drehfest gekoppelt wird. Die Drehzahl des zweiten Ausgangsrads gleicht sich nach einem Schlupfbetrieb der Flieh- kraftkupplung an die Drehzahl der Ausgangswelle an. Dies führt dazu, dass ein Dreh- momentfluss von der Eingangswelle an die Ausgangswelle über die zweite Gangstufe erfolgt. Da es sich bei der zweiten Gangstufe um einen höheren Gang mit einem nied- rigeren Übersetzungsverhältnis handelt, führt die Übersetzung der zweiten Gangstufe im Vergleich zu der ersten Gangstufe zu einem niedrigeren Drehmoment und einer höheren Drehzahl der Ausgangswelle. Aufgrund der sich erhöhenden Drehzahl der Ausgangswelle, die durch den Drehmomentfluss über die zweite Gangstufe bei ge- schlossener Fliehkraftkupplung verursacht ist, dreht sich die Ausgangswelle mit einer höheren Drehzahl als dies bei dem Übersetzungsverhältnis der ersten Gangstufe vor- gesehen ist. Dadurch überholt die Ausgangswelle das erste Ausgangsrad, so dass der Freilauf bei dieser Relativdrehung nicht mehr sperrt, sondern freiläuft. Das erste Aus- gangsrad wird mit Hilfe des Freilaufs bei einem Drehmomentfluss über die zweite Gangstufe bei geschlossener Fliehkraftkupplung automatisch von der Ausgangswelle abgekoppelt, so dass nur über die zweite Gangstufe ein Drehmomentfluss erfolgt. Bei einer abfallenden Drehzahl der Eingangswelle kann die Drehzahl der angekoppelten Ausgangswelle so niedrig werden, dass die Fliehkraftkupplung öffnet und ein Dreh- momentfluss zwischen der Ausgangswelle und dem zweiten Ausgangsrad unterbro- chen wird. Bei geöffneter Fliehkraftkupplung kann die mit der Eingangswelle gekop- pelte erste Ausgangsrad wieder die Ausgangswelle überholen, wodurch der Freilauf sperrt und ein Drehmomentfluss über die erste Gangstufe erfolgt. Der Gangwechsel zwischen dem ersten Gang und dem zweiten Gang kann automatisch in Abhängigkeit von der Drehzahl der Eingangswelle erfolgen. Für die Fliehkraftkupplung kann hierbei eine geeignete Drehzahl vorgesehen werden, bei der die Fliehkraftkupplung schließt beziehungsweise öffnet. Ein Blockieren der Zwei-Gang-Getriebes ist vermieden. Zu- dem kann der automatische Wechsel des Drehmomentflusses zwischen der ersten Gangstufe und der zweiten Gangstufe im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfrei er- folgen, so dass ein Schalten des Zwei-Gang-Getriebes mit einem hohen Komfort für einen Nutzer erfolgen kann. Durch das automatische Abkoppeln des ersten Aus- gangsrads von der Ausgangswelle mit Hilfe des Freilaufs, wenn bei einer hinreichend hohen Drehzahl die Fliehkraftkupplung schließt und ein Drehmomentfluss über die zweite Gangstufe erfolgt, kann ein im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreies Schalten der Gänge des Zwei-Gang-Getriebes erfolgen, so dass bei einem elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug eine komfortable Leistungsübertragung ermöglicht ist.

Insbesondere weist die erste Gangstufe ein mit dem ersten Ausgangsrad kämmendes und mit der Eingangswelle drehfest verbundenes erstes Eingangsrad und die zweite Gangstufe ein mit dem zweiten Ausgangsrad kämmendes und mit der Eingangswelle drehfest verbundenes zweites Eingangsrad auf. Das erste Ausgangsrad ist über den Freilauf je nach aktueller Drehzahl der Ausgangswelle mit der Ausgangswelle dreh- momentübertragend gekoppelt oder abgekoppelt. Das zweite Ausgangsrad ist über die Fliehkraftkupplung je nach aktueller Drehzahl der Ausgangswelle mit der Aus- gangswelle drehmomentübertragend gekoppelt oder abgekoppelt. Dadurch ist es möglich das erste Eingangsrad und das zweite Eingangsrad fest mit der Eingangswel- le zu befestigen, ohne dass dies zu einem Blockieren des Zwei-Gang-Getriebes füh- ren kann. Je nach automatisch geschaltetem Gang wird entweder das erste Aus- gangsrad oder das zweite Ausgangsrad kraftlos mitgedreht. Gleichzeitig ermöglicht die feste Verbindung der Eingangsräder mit der Eingangswelle, dass bei geschlosse- ner Fliehkraftkupplung das kraftlos mitdrehende erste Ausgangsrad von der Aus- gangswelle überholt werden kann.

Vorzugsweise weist die Fliehkraftkupplung mindestens eine an einer Rampe abgleit- bare Fliehkraftmasse zur axialen Verlagerung einer Anpressplatte unter Fliehkraftein- fluss auf. Eine fliehkraftbedingte Verlagerung der Fliehkraftmasse nach radial außen kann durch das Abgleiten an der zur Radialebene angeschrägten Rampe in eine axia- le Verlagerung gewandelt werden. Die Fliehkraftmasse kann dadurch bei einer hinrei- chend großen Drehzahl und den damit korrespondierenden Fliehkräften nicht nur in radialer Richtung sondern auch in axialer Richtung verlagert werden und mit ihrem Bewegungsanteil in axialer Richtung die Fliehkraftkupplung schließen. Die beispiels- weise als Kugel ausgestaltete Fliehkraftmasse kann beispielsweise ein einer Rücksei- te einer Anpressplatte anliegen und die Anpressplatte mit ihrem axialen Bewegungs- anteil axial verlagern, so dass die Anpressplatte einen Reibschluss zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangseite der Fliehkraftkupplung herbeiführen kann. Vor- zugsweise weist die Fliehkraftkupplung eine Lamellenkupplung auf, so dass an einem Außenlamellenträger axial relativ verschiebbare Lamellen mit an einem Innenlamel- lenträger axial relativ verschiebbare Lamellen reibschlüssig miteinander verbunden werden können, wenn die Anpressplatte auf eine axial feststehende Gegenplatte zu verlagert wird und die alternierend zwischen der Anpressplatte und der Gegenplatte angeordneten Lamellen verpresst werden.

Besonders bevorzugt ist mit der Ausgangswelle eine Stützscheibe fest verbunden, wobei die Stützscheibe eine Rampe für die Fliehkraftkupplung ausbildet. Die Stütz- scheibe kann dadurch geleichzeitig in der Art eines Deckels einen Aufnahmeraum für die Fliehkraftmasse axial abdecken und begrenzen. Die Stützscheibe kann insbeson- dere axial abstehende Trennwände aufweisen, so dass die Stützscheibe eine Auf- nahmetasche für die Fliehkraftmasse ausbilden kann. Durch die feste Verbindung der Stützscheibe mit der Ausgangswelle dreht die Stützscheibe mit der Drehzahl der Aus- gangswelle. Da die Trennwände der Stützscheibe die Fliehkraftmasse in Umfangsrich- tung mitnehmen können, kann auch die Fliehkraftmasse mit der Drehzahl der Aus- gangswelle drehen und eine von der Drehzahl der Ausgangswelle abhängige Flieh- kraft erfahren.

Insbesondere weist die Fliehkraftkupplung eine Lamellenkupplung auf, wobei die La- mellenkupplung einen mit dem zweiten Ausgangsrad verbundenen, insbesondere vernieteten, Innenlamellenträger zum Einleiten des Drehmoments in die Lamellen- kupplung und einen mit der Ausgangswelle direkt oder indirekt gekoppelten Aus- gangslamellenträger zum Ausleiten des Drehmoments aus der Lamellenkupplung aufweist. Da der Innenlamellenträger auf einem geringeren Radius positioniert ist als der Außenlamellenträger, kann der Innenlamellenträger leicht über in axialer Richtung ausgerichtete Befestigungselemente, insbesondere Nietverbindungen, mit dem zwei- ten Ausgangsrad verbunden werden. Obwohl das zweite Ausgangsrad aufgrund des höheren Übersetzungsverhältnisses der zweiten Gangstufe einen geringeren Durch- messer als beispielsweise das erste Ausgangsrad aufweist, kann leicht eine drehmo- mentübertragende Verbindung des zweiten Ausgangsrads mit der Fliehkraftkupplung erreicht werden.

Vorzugsweise ist mit der Ausgangswelle eine Stützscheibe fest verbunden, wobei mit der Stützscheibe der Außenlamellenträger verbunden ist. Der Außenlamellenträger und/oder die Stützscheibe können eine radial äußere Begrenzung für die Fliehkraft- masse ausbilden, so dass die Fliehkraftmasse in der Fliehkraftkupplung zurückgehal- ten wird und nicht fliehkraftbedingt weggeschleudert werden kann. Der mit der Stütz- scheibe fest verbundenen Außenlamellenträger kann den von der Lamellenkupplung kommenden Drehmomentfluss über die Stützscheibe an die Ausgangswelle ausleiten.

Besonders bevorzugt ist mit der Ausgangswelle eine Stützscheibe fest verbunden, wobei mit der Stützscheibe ein in axialer Richtung abstehender Übertragungsring ver- bunden ist, wobei in radialer Richtung zwischen dem Übertragungsring und einem von dem ersten Ausgangsrad axial abstehenden Schaft der Freilauf vorgesehen ist, wobei insbesondere in radialer Richtung zwischen dem ersten Ausgangsrad und der Aus- gangswelle ein Lager, insbesondere ein Gleitlager, vorgesehen ist. Der Übertragungs- ring und der Schaft ermöglichen es den Freilauf axial neben dem ersten Ausgangsrad vorzusehen. Dadurch bestehen konstruktive Freiheiten über den gewählten Außen- durchmesser und die gewählte Zähnezahl des ersten Eingangsrads und des ersten Ausgangsrads eine bestimmte gewünschte Übersetzung für die erste Gangstufe vor- zusehen. Die für die erste Gangstufe realisierbare Übersetzung ist dadurch nicht durch die Integration des Freilaufs beeinträchtigt oder eingeschränkt. Zudem kann der Freilauf in einem axialen Bauraum vorgesehen sein, der auch in radialer Richtung ausreichenden Bauraum vorhält, um den Freilauf mit einer geeigneten radialen Er- streckung vorzusehen. Dies ermöglicht es einen groß bauenden Freilauf vorzusehen, der aufgrund geringerer Toleranzanforderungen kostengünstiger hergestellt sein kann.

Insbesondere ist das zweite Ausgangsrad über ein Axiallager zur Abstützung einer axialen Betätigungskraft der Fliehkraftkupplung an der Ausgangswelle abgestützt, wo bei insbesondere das Axiallager von einer, insbesondere als Nutmutter ausgestalte- ten, Sicherungsmutter an der Ausgangswelle axial gesichert ist. Das insbesondere über eine vorzugsweise als Lamellenkupplung ausgestaltete Reibungskupplung der Fliehkraftkupplung an die Ausgangswelle ankuppelbare zweite Ausgangsrad kann über das Axiallager die von der Fliehkraftmasse aufgeprägten Axialkräfte abstützen. Ein axiales Wegwandern des zweiten Ausgangsrads ist dadurch vermieden. Insbe- sondere ist zwischen dem zweiten Ausgangsrad und dem Axiallager ein Gleitlager ausgebildet. Das Axiallager selber kann fest mit der Ausgangswelle befestigt und ge- sichert sein. Ein Relativdrehung des zweiten Ausgangsrads, wenn die Fliehkraftkupp- lung geöffnet ist, ist durch das Axiallager nicht beeinträchtigt.

Vorzugsweise weist die Fliehkraftkupplung eine Rückstellfeder zum Verlagern einer Anpressplatte in eine der geöffneten Stellung der Fliehkraftkupplung entsprechenden Ausgangsstellung auf. Bei einer hohen Drehzahl kann die Fliehkraftmasse die Flieh- kraftkupplung schließen. Bei einer niedrigen Drehzahl kann die Rückstellfeder die Fliehkraftkupplung öffnen. Eine Grenzdrehzahl, bei welcher die Fliehkraftkupplung öff- net und schließt, kann über die Federkraft der Rückstellfeder und das Massenträg- heitsmoment der Fliehkraftmasse vorgegeben werden. Beim Schließen der Fliehkraft- kupplung kann die Fliehkraftmasse gegen die Federkraft der Rückstellfeder ankämp- fen, so dass die Fliehkraftkupplung erst bei einer entsprechend höheren Drehzahl schließt.

Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, insbesondere elektrisch antreibbares Zweirad, mit einer elektrischen Maschine zur Erzeugung eines Drehmoments, einem Antriebsrad zum Vortrieb des Kraftfahrzeug und einem mit der elektrischen Maschine und dem Antriebsrad gekoppelten Zwei-Gang-Getriebe, das wie vorstehend beschrie- ben aus- und weitergebildet sein kann, zur Übertragung des Drehmoments der elektri- schen Maschine an das Antriebsrad. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als reines Elektrofahrzeug, beispielsweise als Elektromotorroller, ausgestaltet. Durch das auto- matische Abkoppeln des ersten Ausgangsrads von der Ausgangswelle mit Hilfe des Freilaufs, wenn bei einer hinreichend hohen Drehzahl die Fliehkraftkupplung schließt und ein Drehmomentfluss über die zweite Gangstufe erfolgt, kann ein im Wesentli- chen zugkraftunterbrechungsfreies Schalten der Gänge des Zwei-Gang-Getriebes er- folgen, so dass bei einem elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug eine komfortable Leis- tungsübertragung ermöglicht ist.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfol- gend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

Fig. 1 : eine schematische Schnittansicht eines Zwei-Gang-Getriebes,

Fig. 2: eine schematische Schnittansicht des Zwei-Gang-Getriebes aus Fig. 1 bei ge- schaltetem ersten Gang und

Fig. 3: eine schematische Schnittansicht des Zwei-Gang-Getriebes aus Fig. 1 bei ge- schaltetem zweiten Gang.

Das in Fig. 1 dargestellte Zwei-Gang-Getriebe 10 ist für ein elektrisch angetriebenes Zweirad, beispielsweise ein Elektromotorroller („E-Scooter“) vorgesehen. Das Zwei- Gang-Getriebe 10 weist eine Eingangswelle 12 auf, an der eine Motorwelle einer elektrischen Maschine angeschlossen sein kann, um eine in der elektrischen Maschi- ne erzeugte Leistung in die Eingangswelle 12 einzuleiten. Über eine Ausgangswelle 14 kann die Leistung ausgeleitet und beispielsweise an ein Antriebsrad übertragen werden. Zur Übertragung der Leistung von der Eingangswelle 12 an die Ausgangswel- le 14 ist eine erste Gangstufe 16 und eine zweite Gangstufe 18 vorgesehen. Die erste Gangstufe 16 weist ein mit der Eingangswelle 12 fest verbundenes erstes Eingangs- rad 20 auf, das mit einem ersten Ausgangsrad 22 kämmt. Die zweite Gangstufe 18 weist ein mit der Eingangswelle 12 fest verbundenes zweites Eingangsrad 24 auf, das mit einem zweiten Ausgangsrad 26 kämmt.

Das erste Ausgangsrad 22 ist über einen Freilauf 28 mit der Ausgangswelle 14 ge- koppelt. Hierzu weist das erste Ausgangsrad 22 einen in axialer Richtung abstehen- den Schaft 30 auf, der mit einem Innenring des Freilaufs 28 verbunden sein kann oder den Innenring des Freilaufs 28 ausbildet. Mit der Ausgangswelle 14 ist eine Stütz- scheibe 32 fest verbunden, von der in axialer Richtung ein Übertragungsring 34 ab- steht, der mit einem Außenring des Freilaufs 28 verbunden sein kann oder den Au- ßenring des Freilaufs 28 ausbildet. Der Freilauf 28 ist derart ausgestaltet, dass der Freilauf 28 sperrt und ein Drehmoment überträgt, wenn die das erste Ausgangsrad 22 die Ausgangswelle 14 überholt, und freiläuft und einen Drehmomentfluss 36 unter- bricht, wenn die Ausgangswelle 14 das erste Ausgangsrad 22 überholt.

Das zweite Ausgangsrad 26 ist über eine Fliehkraftkupplung 38 mit der Ausgangswel- le 14 gekoppelt. Hierzu ist sind Fliehkraftmassen 40 vorgesehen, die fliehkraftbedingt an einer von der Stützscheibe 32 ausgebildeten Rampe 42 abgleiten können. Durch den durch die Rampe 42 erzwungenen Bewegungsanteil der Fliehkraftmassen 40 in axialer Richtung kann bei einer hinreichenden großen Drehzahl und entsprechend ho- hen an den Fliehkraftmassen 40 angreifenden Fliehkräften eine Anpressplatte 44 axial verlagert werden, um eine als Lamellenkupplung 46 ausgestaltete Reibungskupplung der Fliehkraftkupplung 38 zu schließen. Die Lamellenkupplung 46 weist einen Außen- lamellenträger 48 auf, der mit der Stützscheibe 32 fest verbunden ist, um die Leistung der Lamellenkupplung 46 an die Ausgangswelle 14 auszuleiten. Ein Innenlamellenträ- ger 50 der Lamellenkupplung 46 ist drehfest mit dem zweiten Ausgangsrad 26 ver- bunden, insbesondere vernietet. Bei einer nachlassenden Drehzahl kann eine mittel- bar an dem zweiten Ausgangsrad 26 und an der Anpressplatte 44 abgestützte als Druckfeder ausgestaltete Rückstellfeder 52 die Fliehkraftkupplung 38 automatisch öff- nen. Das zweite Ausgangsrad 26 ist axial an einem Axiallager 54 abgestützt, das über eine Sicherungsmutter 56 mit der Ausgangswelle 14 gesichert ist.

Bei einer niedrigen Drehzahl, wie in Fig. 2 dargestellt, ist die Fliehkraftkupplung 38 geöffnet. Zudem überholt das erste Ausgangsrad 22 die Ausgangswelle 14, so dass der Freilauf 28 sperrt. Der Drehmomentfluss 36 erfolgt dadurch von der Eingangswelle 12 über das erste Eingangsrad 20, das erste Ausgangsrad 22, den Freilauf 28 und die Stützscheibe 32 an die Ausgangswelle 14, so dass der Drehmomentfluss 36 aus- schließlich über die erste Gangstufe 16 an die Ausgangswelle 14 fließt. Das zweite Ausgangsrad 26 dreht kraftlos mit und führt eine Relativdrehung zur Ausgangswelle 14 auf.

Bei einer hohen Drehzahl, wie in Fig. 3 dargestellt, ist die Fliehkraftkupplung 38 ge- schlossen, so dass der Drehmomentfluss 36 von der Eingangswelle 12 über das zwei- te Eingangsrad 24, das zweite Ausgangsrad 26, die Lamellenkupplung 46 und die Stützscheibe 32 an die Ausgangswelle 14 erfolgt. Da der Drehmomentfluss 36 über die zweite Gangstufe 18 fließt, wird die Ausgangswelle 14 aufgrund der niedrigeren Übersetzung im Vergleich zu der Übersetzung der ersten Gangstufe 16 mit einer hö- heren Drehzahl angetrieben. Dies führt dazu, dass die Ausgangswelle 14 das erste Ausgangsrad 22 überholt, wodurch der Freilauf 28 frei läuft und eine Drehmomen- tübertragung unterbricht. Das erste Ausgangsrad 22 dreht dadurch kraftlos mit und führt eine Relativdrehung zur Ausgangswelle 14 auf, ohne dass ein Blockieren des Zwei-Gang-Getriebes 10 auftritt. Der Wechsel des Drehmomentflusses 36 zwischen der ersten Gangstufe 16 und der zweiten Gangstufe 18 erfolgt hierbei im Wesentli- chen zugkraftunterbrechungsfrei.

Bezuqszeichenliste Zwei-Gang-Getriebe

Eingangswelle

Ausgangswelle

erste Gangstufe

zweite Gangstufe

erstes Eingangsrad

erstes Ausgangsrad

zweites Eingangsrad

zweites Ausgangsrad

Freilauf

Schaft

Stützscheibe

Übertragungsring

Drehmomentfluss

Fliehkraftkupplung

Fliehkraftmasse

Rampe

Anpressplatte

Lamellenkupplung

Außenlamellenträger

Innenlamellenträger

Rückstellfeder

Axiallager

Sicherungsmutter

Claims

Patentansprüche

1. Zwei-Gang-Getriebe für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, insbesondere Elektromotorroller, mit

einer mit einer elektrischen Maschine verbindbaren Eingangswelle (12) zum Einleiten eines Drehmoments,

einer mit einem Antriebsrad verbindbaren Ausgangswelle (14) zum Ausleiten des Drehmoments,

einer niedrigen ersten Gangstufe (16) zur Übersetzung einer Drehzahl der Eingangs- welle (12) an die Ausgangswelle (14) mit einem ersten Übersetzungsverhältnis, einer hohen zweiten Gangstufe (18) zur Übersetzung einer Drehzahl der Eingangs- welle (12) an die Ausgangswelle (14) mit einem zum ersten Übersetzungsverhältnis kleineren zweiten Übersetzungsverhältnis,

wobei die erste Gangstufe (16) ein mit der Ausgangswelle (14) über einen Freilauf (28) angekoppeltes erstes Ausgangsrad (22) aufweist, wobei der Freilauf (28) bei ei- nem Überholen des ersten Ausgangsrads (22) drehmomentübertragend sperrt und bei einem Überholen der Ausgangswelle (14) eine Drehmomentübertragung unterbricht, und

wobei die zweite Gangstufe (18) ein mit der Ausgangswelle (14) über eine Fliehkraft- kupplung (38) angekoppeltes zweites Ausgangsrad (26) aufweist.

2. Zwei-Gang-Getriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gangstufe (16) ein mit dem ersten Ausgangsrad (22) kämmendes und mit der Ein- gangswelle (12) drehfest verbundenes erstes Eingangsrad (20) und die zweite Gang- stufe (18) ein mit dem zweiten Ausgangsrad (26) kämmendes und mit der Eingangs- welle (12) drehfest verbundenes zweites Eingangsrad (24) aufweist.

3. Zwei-Gang-Getriebe nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehkraftkupplung (38) mindestens eine an einer Rampe (42) abgleitbare Flieh- kraftmasse (40) zur axialen Verlagerung einer Anpressplatte (44) unter Fliehkraftein- fluss aufweist.

4. Zwei-Gang-Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeich- net, dass mit der Ausgangswelle (14) eine Stützscheibe (32) fest verbunden ist, wobei die Stützscheibe (32) eine Rampe (42) für die Fliehkraftkupplung (38) ausbildet.

5. Zwei-Gang-Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeich- net, dass das die Fliehkraftkupplung (38) eine Lamellenkupplung (46) aufweist, wobei die Lamellenkupplung (46) einen mit dem zweiten Ausgangsrad (46) verbundenen, insbesondere vernieteten, Innenlamellenträger (50) zum Einleiten des Drehmoments in die Lamellenkupplung (46) und einen mit der Ausgangswelle direkt oder indirekt ge- koppelten Ausgangslamellenträger (48) zum Ausleiten des Drehmoments aus der Lamellenkupplung (46) aufweist.

6. Zwei-Gang-Getriebe nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass mit der Ausgangswelle (14) eine Stützscheibe (32) fest verbunden ist, wobei mit der Stütz- scheibe (32) der Außenlamellenträger (48) verbunden ist.

7. Zwei-Gang-Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeich- net, dass mit der Ausgangswelle (14) eine Stützscheibe (32) fest verbunden ist, wobei mit der Stützscheibe (32) ein in axialer Richtung abstehender Übertragungsring (34) verbunden ist, wobei in radialer Richtung zwischen dem Übertragungsring (34) und einem von dem ersten Ausgangsrad (22) axial abstehenden Schaft (30) der Freilauf (28) vorgesehen ist, wobei insbesondere in radialer Richtung zwischen dem ersten Ausgangsrad (22) und der Ausgangswelle (14) ein Lager, insbesondere ein Gleitlager, vorgesehen ist.

8. Zwei-Gang-Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeich- net, dass das zweite Ausgangsrad (26) über ein Axiallager (54) zur Abstützung einer axialen Betätigungskraft der Fliehkraftkupplung (38) an der Ausgangswelle (14) abge- stützt ist, wobei insbesondere das Axiallager (54) von einer, insbesondere als Nutmut- ter ausgestalteten, Sicherungsmutter (56) an der Ausgangswelle (14) axial gesichert ist.

9. Zwei-Gang-Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeich- net, dass die Fliehkraftkupplung (38) eine Rückstellfeder (52) zum Verlagern einer Anpressplatte (44) in eine der geöffneten Stellung der Fliehkraftkupplung (38) ent- sprechenden Ausgangsstellung aufweist.

10. Kraftfahrzeug, insbesondere elektrisch antreibbares Zweirad, mit einer elektri- schen Maschine zur Erzeugung eines Drehmoments, einem Antriebsrad zum Vortrieb des Kraftfahrzeug und einem mit der elektrischen Maschine und dem Antriebsrad ge- koppelten Zwei-Gang-Getriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Übertra- gung des Drehmoments der elektrischen Maschine an das Antriebsrad.