WO2020239168A1 - Antriebsstrang für ein hybrid-zweirad - Google Patents

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WO2020239168A1
WO2020239168A1 PCT/DE2020/100371 DE2020100371W WO2020239168A1 WO 2020239168 A1 WO2020239168 A1 WO 2020239168A1 DE 2020100371 W DE2020100371 W DE 2020100371W WO 2020239168 A1 WO2020239168 A1 WO 2020239168A1
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drive
output shaft
freewheel
wheel
transmission
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PCT/DE2020/100371
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English (en)
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Kedar Bargaje
Prajod Ayyappath
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16H9/02—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion
    • F16H9/04—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes
    • F16H9/12—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members
    • F16H9/14—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using only one pulley built-up out of adjustable conical parts
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Definitions

  • the invention relates to a drive train with the help of which a hybrid two-wheeler can be driven.
  • a drive train for a hybrid two-wheeler is provided with a drive shaft provided for an internal combustion engine for introducing a motor-generated torque, a transmission for converting the motor-generated torque, an output shaft coupled to the transmission for driving a drive wheel, one with the output shaft and wheel hub drive, which can be coupled to the drive wheel, to electrically drive the drive wheel and / or to generate electrical energy and a drive between the gearbox and the Radnabenan, in particular between the gearbox and the output shaft, switched freewheel for the transmission of the motor-generated torque in pulling mode and for interruption a torque flow in overrun mode.
  • the wheel hub drive makes it possible to integrate the electric machine into the drive wheel.
  • the electrical machine of the wheel hub assembly The drive and the drive wheel can be arranged in a common axial area, so that the electrical machine and the drive wheel, viewed in the radial direction, can at least partially overlap and cover one another.
  • the wheel hub drive can be connected to an electrical energy source, in particular a rechargeable battery, via electrical cables, wherein the electrical cables can be routed, for example, via a wheel fork leading the drive wheel.
  • the internal combustion engine designed in particular as a combustion engine, can be provided under a seat of the hybrid two-wheeler, while the electrical machine of the wheel hub drive is relocated from the installation space under the seat and integrated into the drive wheel.
  • the hybrid two-wheeler can be designed to be more compact and space-saving and, in particular, is not designed to be bulky and bulky below the seat.
  • use is made of the knowledge that installation space is available within a rim of the drive wheel in which a wheel hub drive with an electrical machine can be provided with virtually no installation space.
  • the freewheel In order to be able to achieve a high degree of efficiency with a purely electric drive using the wheel hub drive, the freewheel is provided between the gearbox and the output shaft. In the case of a purely electric drive, there would be an overrun mode in which the output shaft overtakes, so that in this situation the freewheel can switch to its filing position, in particular automatically. As a result, the drag torques of the internal combustion engine and the transmission are thrown off, so that the energy introduced into the wheel hub drive does not have to be used to overcome unnecessary drag torques. In a purely motorized operation, the output shaft can be overhauled, so that in this situation the freewheel, in particular automatically, can switch to its locking pitch.
  • the torque generated by the motor can be introduced into the output shaft via the freewheel with almost no loss.
  • the freewheel can also be in the locking division so that the power generated can also be transmitted to the drive wheel.
  • the wheel hub drive it is possible for the wheel hub drive to switch to generator mode, for example when braking, in sailing mode or when a motor-generated torque is initiated in order to generate electrical energy.
  • the freewheel enables good efficiency in the transmission of the motor-generated th torque and can be produced particularly inexpensively.
  • the freewheel is designed in particular as a unidirectional freewheel, for example a unidirectional pawl freewheel.
  • the wheel hub drive integrated in the drive wheel and the connection of the gearbox coupled to the drive shaft to the wheel hub drive via the freewheel enables a compact and inexpensive hybrid two-wheeler.
  • the electric machine of the wheel hub drive can be designed in particular on a low-voltage basis with a voltage of up to nominally 48 V.
  • the electrical machine and the electrical peripherals i.e. the overall electrical system, is therefore more cost-effective than a floch-voltage system.
  • the electric machine can be used here in particular primarily for electrical support of the motorized operation, so that it is possible to operate the internal combustion engine closer to the optimal operating point and to raise the load point, which increases efficiency and reduces fuel consumption.
  • the electric machine can fill up a torque that is requested by the internal combustion engine but cannot easily be realized in an efficient operating mode, so that sporty acceleration behavior is possible with efficient operation.
  • the electric machine can provide electrical support when changing gears using the internal combustion engine (“torque fill”) in order to achieve a power transmission with as little interruption in traction as possible in order to achieve improved driving comfort.
  • a purely electric drive can be provided, for example, when starting to reduce noise emissions and / or clutch wear.
  • a drag start should be carried out as smoothly as possible for reasons of comfort, which can be achieved with the help of the electrical machine.
  • operating modes can be implemented in which electric start-up, purely electric driving, boost mode, sailing mode, load point increase, economy mode to save fuel and / or recuperation mode can be provided.
  • the transmission is coupled to the output shaft via a final spur gear stage for fixed speed conversion, with a drive pinion assigned to the output shaft of the final spur gear stage being coupled to the output shaft via the freewheel.
  • the freewheel can easily be integrated into the final spur gear stage to save space. Since the freewheel is provided at the end of the gearbox, a maximum part of the gearbox can be decoupled in push mode and / or in purely electrical operation of the drive train, so that a particularly large proportion of dragging moments can be thrown off.
  • the output pinion is preferably arranged in a common axial area with the freewheel, the output pinion in particular forming an outer ring of the freewheel or being non-rotatably connected to an outer ring of the freewheel, in particular being pressed.
  • the output pinion and the freewheel can be viewed in the radial direction at least partially overlap. It is even possible for the output pinion to form an integral functional component of the freewheel, for example in that the output pinion, as the outer ring of the freewheel, forms a locking contour for clamping bodies or a receiving geometry for clamping bodies. The space requirement and the number of construction parts can be kept small.
  • the freewheel has an inner ring firmly connected to the output shaft, the inner ring having a radially outwardly protruding sealing disk for the radial covering of an axial side of an outer ring of the freewheel.
  • a separate sealing cover disk can be attached to the inner ring to cover the other axial side of the outer ring, so that the freewheel can be protected from dirt and other external influences. Because the sealing washer is one piece with the inner ring, the number of components and the fitting costs can be kept low.
  • the wheel hub drive has a stator that can be coupled to an electrical energy source and a rotor that interacts electromagnetically with the stator and is non-rotatably connected to the drive wheel, the rotor being non-rotatably connected to the output shaft.
  • the rotor can, for example, be non-rotatably connected to a rim of the drive wheel, or it can form the rim itself. Due to the non-rotatable connection of the rotor with the output shaft, the torque produced by the motor can be introduced into the drive wheel with good efficiency. The motor-generated torque and the electrically generated torque are only combined in the rotor.
  • the transmission preferably has a belt transmission, in particular a bevel pulley belt transmission or chain drive, for at least partial bridging of an offset between the drive shaft and the output shaft. Due to the loop transmission, an offset of the drive shaft to the output shaft can easily be bridged over the length of the belt.
  • a continuously variable transmission which is also referred to as a "CVT” transmission (CVT: Continuously Variable Transmission). In addition to bridging the center distance, this also enables particularly smooth torque and speed conversion.
  • the belt drive in pulling operation, has a centrifugal clutch for producing a torque flow above a defined minimum speed. A stalling of the internal combustion engine below the minimum speed can thereby be avoided.
  • idling operation can easily be implemented in this way, so that only minimal fuel consumption occurs when the internal combustion engine is switched on.
  • the transmission has at least one spur gear stage for fixed speed conversion, in particular the at least one spur gear stage being positioned adjacent to the drive wheel.
  • a fixed speed conversion can be provided by the at least one spur gear stage, so that in particular the variable speed conversion implemented by the rest of the transmission can take place with a larger spread.
  • the spur gear stage can be stored out of the area below the seat and be provided in the area of the drive wheel, so that there is a compact and space-saving structure.
  • the drive wheel can preferably be viewed in the axial direction, at least partially cover the at least one spur gear stage, preferably all of the spur gear stages.
  • the invention also relates to a two-wheeled vehicle for passenger transport, in particular a motorcycle or scooter, with an internal combustion engine for generating a motor-generated torque and a drive wheel for locomotion, the internal combustion engine with the drive wheel via a drive train which, as described above, trains and continues to develop can be coupled.
  • the wheel hub drive integrated into the drive wheel and the connection of the gearbox coupled with the drive shaft to the wheel hub drive via the freewheel enables a compact and cost-effective flybrid two-wheeler.
  • the invention also relates to a tricycle for passenger transport, in particular motor rickshaw or trike, with an internal combustion engine for generating a motor-generated torque and a drive wheel for locomotion, the internal combustion engine with the drive wheel via a drive train which, as described above, is trained and further developed can be coupled.
  • the wheel hub drive integrated into the drive wheel and the connection of the gearbox coupled with the drive shaft to the wheel hub drive via the freewheel enables a compact and inexpensive hybrid two-wheeler.
  • the tricycle has a front and two rear wheels, wherein the Radnabenan drive is provided in only one of the rear wheels to form the drive wheel.
  • the other rear wheel can also be coupled directly or indirectly, for example via a differential gear, to the output shaft in order to drive the tricycle.
  • FIG. 2 a schematic perspective exploded view of part of the drive train from FIG. 1.
  • the drive train 10 shown in Fig. 1 can be used for a hybrid vehicle designed as a two-wheeler or three-wheeler, in which in particular a Internal combustion engine configured internal combustion engine can be provided below a seat for a driver.
  • a drive shaft 12, designed in particular as a crankshaft, can introduce a torque generated in the internal combustion engine into a transmission 14.
  • the transmission 14 has a belt transmission 16 connected to the drive shaft and configured as a bevel pulley transmission, which on the output side is coupled to an output shaft 24 via a centrifugal clutch 18 of a first spur gear stage 20 downstream of the centrifugal clutch 18 and a final spur gear stage 22.
  • the output shaft 24 is connected to a rotor 26 of a wheel hub drive 30 used in a drive wheel 28.
  • the wheel hub drive 30 has an electrical machine in order to drive the rotor 26, which is connected in a rotationally fixed manner to the drive wheel 28, in motor operation or to recuperate electrical energy via the rotor 26 in generator operation. So that the wheel hub drive 30 does not have to overcome any unnecessary drag torques when the drive wheel 28 is driven purely electrically, the final spur gear stage 22 has a freewheel 32.
  • the final spur gear stage 22 has an output pinion 34 which is arranged coaxially to the output shaft 24 and into which an outer ring 36 of the freewheel 32 is pressed in a rotationally fixed manner.
  • the outer ring 36 interacts via clamping bodies with a non-rotatably connected to the output shaft 24 in the inner ring 38.
  • the inner ring 38 is connected in one piece to a radially protruding sealing washer 40.
  • a separately designed cover disk 42 can be connected to the inner ring 38 so that the clamping bodies of the freewheel 32 are adequately protected from environmental influences by the sealing disk 40 and the cover disk 42, which each cover the outer ring 36 on its two axial sides.
  • the freewheel 32 can alternatively also be provided between the output shaft 24 and the rotor 26 instead of between the transmission 14 and the output shaft 24.

Abstract

Es ist ein Antriebsstrang (10) für ein Hybrid-Zweirad vorgesehen mit einer für eine Brennkraftmaschine vorgesehenen Antriebswelle (12) zum Einleiten eines motorisch erzeugten Drehmoments, einem Getriebe (14) zum Wandeln des motorisch erzeugten Drehmoments, einem an dem Getriebe (14) angekoppelten Abtriebswelle (24) zum Antrieb eines Antriebrades (28), einem mit der Abtriebswelle (24) und dem Antriebsrad (28) koppelbaren Radnabenantrieb (30) um elektrischen Antrieb des Antriebrades (28) und/oder zur Generierung elektrischer Energie und einem zwischen dem Getriebe (14) und dem Radnabenantrieb (30), insbesondere zwischen dem Getriebe (14) und der Abtriebswelle (24), geschalteten Freilauf (32) zur Übertragung des motorisch erzeugten Drehmoments im Zugbetrieb und zur Unterbrechung eines Drehmomentflusses im Schubbetrieb. Durch den in das Antriebsrad (28) integrieren Radnabenantrieb (30) und die Anbindung des mit der Antriebswelle (12) gekoppelten Getriebes (14) mit dem Radnabenantrieb (30) über den Freilauf (32) ist ein kompaktes und kostengünstiges Hybrid-Zweirad ermöglicht.

Description

Antriebsstranq für ein Hybrid-Zweirad
Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang, mit dessen Hilfe ein Hybrid-Zweirad ange trieben werden kann.
Aus EP 2 236 338 A1 ist ein Antriebsstrang für ein Hybrid-Motorrad bekannt, bei dem eine elektrische Maschine an einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angekop pelt ist, wobei die Kurbelwelle über einen Riementrieb mit einer einen Freilauf aufwei senden Radnabe eines Hinterrads angekoppelt ist.
Es besteht ein ständiges Bedürfnis Hybrid-Zweiräder kompakt und kostengünstig her steilen zu können.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die ein kompaktes und kostengünstiges Hybrid-Zweirad ermöglichen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils ein zeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Erfindungsgemäß ist ein Antriebsstrang für ein Hybrid-Zweirad vorgesehen mit einer für eine Brennkraftmaschine vorgesehenen Antriebswelle zum Einleiten eines moto risch erzeugten Drehmoments, einem Getriebe zum Wandeln des motorisch erzeug ten Drehmoments, einem an dem Getriebe angekoppelten Abtriebswelle zum Antrieb eines Antriebrades, einem mit der Abtriebswelle und dem Antriebsrad koppelbaren Radnabenantrieb zum elektrischen Antrieb des Antriebrades und/oder zur Generie rung elektrischer Energie und einem zwischen dem Getriebe und dem Radnabenan trieb, insbesondere zwischen dem Getriebe und der Abtriebswelle, geschalteten Frei lauf zur Übertragung des motorisch erzeugten Drehmoments im Zugbetrieb und zur Unterbrechung eines Drehmomentflusses im Schubbetrieb.
Durch den Radnabenantrieb ist es möglich die elektrische Maschine in das Antriebs rad zu integrieren. Insbesondere können die elektrische Maschine des Radnabenan- triebs und das Antriebsrad in einem gemeinsamen Axialbereich angeordnet sein, so dass die elektrische Maschine und das Antriebsrad in radialer Richtung betrachtet sich zumindest teilweise überlappen und abdecken können. Der Radnabenantrieb kann über Elektrokabel mit einer elektrischen Energiequelle, insbesondere eine wieder auf ladbare Batterie, verbunden sein, wobei die Elektrokabel beispielsweise über eine das Antriebsrad führende Radgabel geführt sein können. Die insbesondere als Verbren nungsmotor ausgestaltete Brennkraftmaschine kann unter einem Sitz des Hybrid- Zweirads vorgesehen sein, während die elektrische Maschine des Radnabenantriebs aus dem Bauraum unter dem Sitz heraus verlagert und in das Antriebsrad integriert ist. Das Hybrid-Zweirad kann dadurch kompakter und bauraumsparend ausgestaltet sein und ist insbesondere unterhalb des Sitzes nicht klobig und wuchtig gestaltet. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass innerhalb einer Felge des Antriebsrads Bauraum vorhanden ist, in dem ein Radnabenantrieb mit einer eine elektrische Ma schine nahezu bauraumneutral vorgesehen werden kann.
Um bei einem rein elektrischen Antrieb mit Hilfe des Radnabenantriebs einen hohen Wirkungsgrad erreichen zu können, ist zwischen dem Getriebe und der Abtriebswelle der Freilauf vorgesehen. Bei einem rein elektrischen Antrieb würde ein Schubbetrieb vorliegen, bei dem die Abtriebswelle überholt, so dass in dieser Situation der Freilauf, insbesondere automatisch, in seine Feilaufstellung wechseln kann. Dadurch sind die Schleppmomente der Brennkraftmaschine und des Getriebes abgeworfen, so dass die in den Radnabenantrieb eingeleitete Energie nicht zur Überwindung unnötiger Schleppmomente verwendet werden muss. In einem rein motorischen Betrieb kann die Abtriebswelle überholt werden, so dass in dieser Situation der Freilauf, insbeson dere automatisch, in seine Sperrsteilung wechseln kann. Dadurch kann nahezu ver lustfrei das motorisch erzeugte Drehmoment über den Freilauf in die Abtriebswelle eingeleitet werden. In einem Boost-Betrieb, wenn sowohl motorisch erzeugte Leistung der Brennkraftmaschine als auch elektrisch erzeugte Leistung des Radnabenantriebs eingeleitet werden, kann sich der Freilauf ebenfalls in der Sperrsteilung befinden, so dass die erzeugten Leistungen auch an das Antriebsrad übertragen werden können. Zudem ist es möglich, dass der Radnabenantrieb in den Generatorbetrieb wechselt, beispielsweise bei einem Bremsen, in einem Segelbetrieb oder bei einem eingeleite ten motorisch erzeugten Drehmoment, um elektrische Energie zu erzeugen. Der Frei lauf ermöglicht einen guten Wirkungsgrad bei der Übertragung des motorisch erzeug- ten Drehmoments und kann besonders kostengünstig hergestellt werden. Der Freilauf ist insbesondere als einseitig wirkender Freilauf, beispielsweise einseitig wirkender Sperrklinkenfreilauf ausgestaltet. Durch den in das Antriebsrad integrieren Radnaben antrieb und die Anbindung des mit der Antriebswelle gekoppelten Getriebes mit dem Radnabenantrieb über den Freilauf ist ein kompaktes und kostengünstiges Hybrid- Zweirad ermöglicht.
Die elektrische Maschine des Radnabenantriebs kann insbesondere auf Niedervoltba sis mit einer Spannung von bis zu nominal 48 V ausgestaltet sein. Die elektrische Ma schine und die elektrische Peripherie, das heißt das elektrische Gesamtsystem, ist dadurch kostengünstiger als ein Flochvoltsystem. Die elektrische Maschine kann hier bei insbesondere vorwiegend zur elektrischen Unterstützung des motorischen Be triebs verwendet werden, so dass es möglich ist die Brennkraftmaschine näher am op timalen Betriebspunkt sowie zur Lastpunktanhebung zu betreiben, wodurch die Effizi enz steigt und der Kraftstoffverbrauch sinkt. Beispielsweise kann die elektrische Ma schine ein abgefordertes aber von der Brennkraftmaschine bei einer effizienten Be triebsweise nicht ohne Weiteres zu realisierendes Drehmoment auffüllen, so dass bei einem effizienten Betrieb ein sportliches Beschleunigungsverhalten möglich ist. Insbe sondere kann die elektrische Maschine eine elektrische Unterstützung bei einem ver brennungsmotorischen Gangwechsel bereitstellen („Torque-Fill“), um zur Erreichung eines verbesserten Fahrkomforts eine möglichst zugkraftunterbrechungsfreie Leis tungsübertragung zu realisieren. Ein rein elektrischer Antrieb kann beispielsweise beim Anfahren vorgesehen werden, um Geräuschemissionen und/oder Kupplungs verschleiß zu reduzieren. Insbesondere ein Schleppstart sollte aus Komfortgründen möglichst ruckfrei durchgeführt werden, was sich mit Hilfe der elektrischen Maschine realisieren lässt. Mit Hilfe der elektrischen Maschine können Betriebsmodi realisiert werden, bei denen ein elektrisches Anfahren, ein rein elektrisches Fahren, ein Boost- Betrieb, ein Segelbetrieb, eine Lastpunktanhebung, ein Sparbetrieb zur Einsparung von Kraftstoff und/oder ein Rekuperationsbetrieb vorgesehen sein kann.
Insbesondere ist das Getriebe über eine finale Stirnradstufe zur festen Drehzahlwand lung mit der Abtriebswelle gekoppelt, wobei ein der Abtriebswelle zugeordnetes Ab triebsritzel der finalen Stirnradstufe über den Freilauf mit der Abtriebswelle gekoppelt ist. Der Freilauf kann leicht in die finale Stirnradstufe bauraumsparend integriert sein. Da der Freilauf dadurch am Ende des Getriebes vorgesehen ist, kann im Schubbe trieb und/oder im rein elektrischen Betrieb des Antriebsstrangs ein maximaler Teil des Getriebes abgekoppelt werden, so dass ein besonders großer Anteil an Schleppmo menten abgeworfen werden kann.
Vorzugsweise ist das Abtriebsritzel in einem gemeinsamen Axialbereich mit dem Frei lauf angeordnet, wobei insbesondere das Abtriebsritzel einen Außenring des Freilaufs ausbildet oder drehfest mit einem Außenring des Freilaufs verbunden, insbesondere verpresst, ist. Das Abtriebsritzel und der Freilauf können in radialer Richtung betrach tet sich zumindest teilweise überdecken. Es ist sogar möglich, dass das Abtriebsritzel ein integrales Funktionsbauteil des Freilaufs ausbildet, beispielsweise indem das Ab triebsritzel als Außenring des Freilaufs eine Sperrkontur für Klemmkörper oder eine Aufnahmegeometrie für Klemmkörper ausbildet. Der Bauraumbedarf und die Bau teileanzahl kann dadurch klein gehalten werden.
Besonders bevorzugt weist der Freilauf einen mit der Abtriebswelle fest verbundenen Innenring auf, wobei der Innenring eine nach radial außen abstehende Dichtungs scheibe zum radialen Abdecken einer Axialseite eines Außenrings des Freilaufs auf weist. Mit dem Innenring kann zur Abdeckung der anderen Axialseite des Außenrings eine separate abdichtende Abdeckscheibe befestigt sein, so dass der Freilauf vor Verschmutzungen und sonstigen äußeren Einflüssen geschützt sein kann. Durch die Einstückigkeit der Dichtscheibe mit dem Innenring kann die Bauteileanzahl und die Fierstellungskosten gering gehalten werden.
Insbesondere weist der Radnabenantrieb einen mit einer elektrischen Energiequelle koppelbaren Stator und einen mit dem Stator elektromagnetisch zusammenwirkenden und mit dem Antriebsrad drehfest verbundenen Rotor auf, wobei der Rotor drehfest mit der Abtriebswelle verbunden ist. Der Rotor kann beispielsweise mit einer Felge des Antriebsrads drehfest verbunden sein oder die Felge selber ausbilden. Durch die drehfeste Verbindung des Rotors mit der Abtriebswelle kann das motorisch erzeigte Drehmoment mit einem guten Wirkungsgrad in das Antriebsrad eingeleitet werden. Eine Zusammenführung des motorisch erzeugten Drehmoments und des elektrisch erzeugten Drehmoments erfolgt erst im Rotor. Im Vergleich zu einem Antriebsstrang, bei dem das motorisch erzeugte Drehmoment und das elektrisch erzeugte Drehmo- ment über einer Zwischenwelle vor dem Getriebe zusammengeführt werden, sind auch im Boost-Betrieb die Komponenten des Getriebes, der Freilauf und die Ab triebswelle entsprechend geringen Belastungen ausgesetzt und können dadurch kos tengünstiger dimensioniert werden.
Vorzugsweise weist das Getriebe ein Umschlingungsgetriebe, insbesondere Kegel scheibenumschlingungsgetriebe oder Kettenantrieb, zur zumindest teilweisen Über brückung eines Versatzes der Antriebswelle zur Abtriebswelle auf. Durch das Um schlingungsgetriebe kann über die Länge des Umschlingungsmittels leicht ein Versatz der Antriebswelle zur Abtriebswelle überbrückt werden. Zusätzlich ist es möglich das Umschlingungsgetriebe als Stufenlosgetriebe auszugestalten, das auch als„CVT“- Getriebe (CVT: Continuously Variable Transmission) bezeichnet wird. Dies ermöglicht neben der Überbrückung des Achsabstands auch eine besonders gleichmäßige Drehmoment- und Drehzahlwandlung.
Besonders bevorzugt weist das Umschlingungsgetriebe in Zugbetrieb abtriesseitig ei ne Fliehkraftkupplung zur Herstellung eines Drehmomentflusses oberhalb einer defi nierten Mindestdrehzahl auf. Ein Abwürgen der Brennkraftmaschine unterhalb der Mindestdrehzahl kann dadurch vermieden werden. Zudem kann dadurch leicht ein Leerlaufbetrieb realisiert werden, so dass bei eingeschalteter Brennkraftmaschine im Leerlauf nur ein minimaler Kraftstoffverbrauch auftritt.
Insbesondere weist das Getriebe mindestens eine Stirnradstufe zur festen Drehzahl wandlung auf, wobei insbesondere die mindestens eine Stirnradstufe benachbart zum Antriebsrad positioniert ist. Durch die mindestens eine Stirnradstufe kann eine feste Drehzahlwandlung vorgesehen werden, so dass insbesondere die vom übrigen Ge triebe realisierte variable Drehzahlwandlung mit einer größeren Spreizung erfolgen kann. Die Stirnradstufe kann hierbei aus dem Bereich unterhalb des Sitzes herausver lagert sein und im Bereich des Antriebsrads vorgesehen sein, damit sich ein kompak ter und bauraumsparender Aufbau ergibt. Vorzugsweise kann in axialer Richtung be trachtet das Antriebsrad die mindestens eine Stirnradstufe, vorzugsweise alle Stirn radstufen, zumindest teilweise überdecken. Die Erfindung betrifft ferner ein Zweirad für den Personenkraftverkehr, insbesondere Motorrad oder Scooter, mit einer Brennkraftmaschine zur Erzeugung eines motorisch erzeugten Drehmoments und einem Antriebsrad zur Fortbewegung, wobei die Brenn kraftmaschine mit dem Antriebsrad über einen Antriebsstrang, der wie vorstehend be schrieben aus- und weitergebildet sein kann, gekoppelt ist. Durch den in das Antriebs rad integrieren Radnabenantrieb und die Anbindung des mit der Antriebswelle gekop pelten Getriebes mit dem Radnabenantrieb über den Freilauf ist ein kompaktes und kostengünstiges Flybrid-Zweirad ermöglicht.
Die Erfindung betrifft ferner ein Dreirad für den Personenkraftverkehr, insbesondere Motorrikscha oder Trike, mit einer Brennkraftmaschine zur Erzeugung eines motorisch erzeugten Drehmoments und einem Antriebsrad zur Fortbewegung, wobei die Brenn kraftmaschine mit dem Antriebsrad über einen Antriebsstrang, der wie vorstehend be schrieben aus- und weitergebildet sein kann, gekoppelt ist. Durch den in das Antriebs rad integrieren Radnabenantrieb und die Anbindung des mit der Antriebswelle gekop pelten Getriebes mit dem Radnabenantrieb über den Freilauf ist ein kompaktes und kostengünstiges Hybrid-Zweirad ermöglicht. Vorzugsweise weist das Dreirad ein Vor derrad und zwei Hinterräder auf, wobei in nur einem der Hinterräder der Radnabenan trieb vorgesehen ist, um das Antriebsrad auszubilden. Das andere Hinterrad kann ebenfalls unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise über ein Differenzialgetriebe, mit der Abtriebswelle gekoppelt sein, um das Dreirad anzutreiben.
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 Prinzipdarstellung eines Antriebsstrangs für ein Hybrid- Zweirad und
Fig. 2: eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung eines Teils des An triebsstrangs aus Fig. 1 .
Der in Fig. 1 dargestellte Antriebsstrang 10 kann für ein als Zweirad oder Dreirad aus gestaltetes Hybrid-Fahrzeug verwendet werden, bei dem insbesondere eine als Ver- brennungsmotor ausgestaltete Brennkraftmaschine unterhalb eines Sitzes für einen Fahrer vorgesehen sein kann. Eine, insbesondere als Kurbelwelle ausgestaltete, An triebswelle 12 kann ein in der Brennkraftmaschine motorisch erzeugtes Drehmoment in ein Getriebe 14 einleiten. Das Getriebe 14 weist ein mit der Antriebswelle verbun denes und als Kegelscheibenumschlingungsgetriebe ausgestaltetes Umschlingungs getriebe 16 auf, das abtriebsseitig über eine Fliehkraftkupplung 18 einer der Flieh kraftkupplung 18 nachgeschalteten ersten Stirnradstufe 20 und einer finalen Stirnrad stufe 22 mit einer Abtriebswelle 24 gekoppelt ist.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist die Abtriebswelle 24 mit einem Rotor 26 eines in einem An triebsrad 28 eingesetzten Radnabenantriebs 30 verbunden. Der Radnabenantrieb 30 weist eine elektrische Maschine auf, um im Motorbetrieb den mit dem Antriebsrad 28 drehfest verbundenen Rotor 26 anzutreiben oder im Generatorbetrieb über den Rotor 26 elektrische Energie zu rekuperieren. Damit der Radnabenantrieb 30 bei einem rein elektrischen Antrieb des Antriebsrads 28 keine unnötigen Schleppmomente überwin den muss, weist die finale Stirnradstufe 22 einen Freilauf 32 auf. Die finale Stirnrad stufe 22 weist ein koaxial zur Abtriebswelle 24 angeordnetes Abtriebsritzel 34 auf, in das ein Außenring 36 des Freilaufs 32 drehfest eingepresst ist. Der Außenring 36 wirkt über Klemmkörper mit einem drehfest mit der Abtriebswelle 24 verbundenen In nenring 38 zusammen. Der Innenring 38 ist einstückig mit einer radial abstehenden Dichtungsscheibe 40 verbunden. Mit dem Innenring 38 kann eine separat ausgeführte Abdeckscheibe 42 verbunden sein, so dass die Klemmkörper des Freilaufs 32 durch die Dichtungsscheibe 40 und die Abdeckscheibe 42, die jeweils den Außenring 36 an seinen beiden Axialseiten überdecken, ausreichend vor Umwelteinflüssen geschützt sind. Insbesondere bei einem Zweirad kann der Freilauf 32 alternativ auch zwischen der Abtriebswelle 24 und dem Rotor 26 statt zwischen dem Getriebe 14 und der Ab triebswelle 24 vorgesehen sein. Bezuqszeichenliste Antriebsstrang
Antriebswelle
Getriebe
Umschlingungsgetriebe
Fliehkraftkupplung
erste Stirnradstufe
finale Stirnradstufe
Abtriebswelle
Rotor
Antriebsrad
Radnabenantrieb
Freilauf
Abtriebsritzel
Außenring
Innenring
Dichtungsscheibe
Abdeckscheibe

Claims

Patentansprüche
1 . Antriebsstrang für ein Flybrid-Zweirad mit einer für eine Brennkraftmaschine vorgesehenen Antriebswelle (12) zum Einleiten ei nes motorisch erzeugten Drehmoments, einem Getriebe (14) zum Wandeln des motorisch erzeugten Drehmoments, einem an dem Getriebe (14) angekoppelten Abtriebswelle (24) zum Antrieb eines An triebrades (28), einem mit der Abtriebswelle (24) und dem Antriebsrad (28) koppelbaren Radnabenan trieb (30) um elektrischen Antrieb des Antriebrades (28) und/oder zur Generierung elektrischer Energie und einem zwischen dem Getriebe (14) und dem Radnabenantrieb (30), insbesondere zwischen dem Getriebe (14) und der Abtriebswelle (24), geschalteten Freilauf (32) zur Übertragung des motorisch erzeugten Drehmoments im Zugbetrieb und zur Unterbre chung eines Drehmomentflusses im Schubbetrieb.
2. Antriebsstrang nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (14) über eine finale Stirnradstufe (22) zur festen Drehzahlwandlung mit der Ab triebswelle (24) gekoppelt ist, wobei ein der Abtriebswelle (24) zugeordnetes Abtriebs ritzel (34) der finalen Stirnradstufe (22) über den Freilauf (32) mit der Abtriebswelle (24) gekoppelt ist.
3. Antriebsstrang nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrit zel (34) in einem gemeinsamen Axialbereich mit dem Freilauf (32) angeordnet ist, wo bei insbesondere das Abtriebsritzel (34) einen Außenring des Freilaufs (32) ausbildet oder drehfest mit einem Außenring (36) des Freilaufs (32) verbunden, insbesondere verpresst, ist.
4. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (32) einen mit der Abtriebswelle (24) fest verbundenen Innenring (38) aufweist, wobei der Innenring (38) eine nach radial außen abstehende Dich tungsscheibe (40) zum radialen Abdecken einer Axialseite eines Außenrings (36) des Freilaufs (32) aufweist.
5. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Radnabenantrieb (30) einen mit einer elektrischen Energiequelle koppelba ren Stator und einen mit dem Stator elektromagnetisch zusammenwirkenden und mit dem Antriebsrad (28) drehfest verbundenen Rotor (26) aufweist, wobei der Rotor (26) drehfest mit der Abtriebswelle (24) verbunden ist.
6. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (14) ein Umschlingungsgetriebe (16), insbesondere Kegelschei benumschlingungsgetriebe oder Kettenantrieb, zur zumindest teilweisen Überbrü ckung eines Versatzes der Antriebswelle (12) zur Abtriebswelle (24) aufweist.
7. Antriebsstrang nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Umschlin gungsgetriebe (16) in Zugbetrieb abtriesseitig eine Fliehkraftkupplung (18) zur Fierstel lung eines Drehmomentflusses oberhalb einer definierten Mindestdrehzahl aufweist.
8. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (14) mindestens eine Stirnradstufe (20, 22) zur festen Drehzahl wandlung aufweist, wobei insbesondere die mindestens eine Stirnradstufe (20, 22) benachbart zum Antriebsrad (28) positioniert ist.
9. Zweirad für den Personenkraftverkehr, insbesondere Motorrad oder Scooter, mit einer Brennkraftmaschine zur Erzeugung eines motorisch erzeugten Drehmo ments und einem Antriebsrad (28) zur Fortbewegung, wobei die Brennkraftmaschine mit dem Antriebsrad (28) über einen Antriebsstrang (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 gekoppelt ist.
10. Dreirad für den Personenkraftverkehr, insbesondere Motorrikscha oder Trike, mit einer Brennkraftmaschine zur Erzeugung eines motorisch erzeugten Drehmo ments und einem Antriebsrad (28) zur Fortbewegung, wobei die Brennkraftmaschine mit dem Antriebsrad (28) über einen Antriebsstrang (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 gekoppelt ist.
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