WO2022111961A1 - Antriebsanordnung - Google Patents

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WO2022111961A1
WO2022111961A1 PCT/EP2021/080526 EP2021080526W WO2022111961A1 WO 2022111961 A1 WO2022111961 A1 WO 2022111961A1 EP 2021080526 W EP2021080526 W EP 2021080526W WO 2022111961 A1 WO2022111961 A1 WO 2022111961A1
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WO
WIPO (PCT)
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tolerance compensation
drive unit
compensation element
wall
drive
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/080526
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Quoc-Dat Nguyen
Benjamin BERTSCH
Julian Binder
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to EP21806189.3A priority Critical patent/EP4251504A1/de
Publication of WO2022111961A1 publication Critical patent/WO2022111961A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/02—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread
    • F16B5/0216—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread the position of the plates to be connected being adjustable
    • F16B5/0233—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread the position of the plates to be connected being adjustable allowing for adjustment perpendicular to the plane of the plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/55—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K19/00—Cycle frames
    • B62K19/30—Frame parts shaped to receive other cycle parts or accessories
    • B62K19/34—Bottom brackets

Definitions

  • the present invention relates to a drive arrangement and a vehicle comprising the drive arrangement.
  • Drive arrangements with drive units held between two walls, for example a housing, are known.
  • the drive unit is screwed to the two opposite walls.
  • a gap between the drive unit and one of the walls usually has to be bridged.
  • a retaining plate can be provided on the drive unit, for example, which is elastically deformed to bridge the gap.
  • this can have an unfavorable effect on the mechanical load and the tightness of the drive arrangement.
  • the drive arrangement according to the invention with the features of claim 1 is characterized in that a mounting of a drive unit that is advantageous in terms of load technology within a housing is made possible in a simple manner.
  • a drive arrangement comprising a drive unit and a housing, the drive unit being arranged between a first wall and a second wall of the housing.
  • the drive assembly includes a first mount and a second mount.
  • the first mount holds the drive unit on the first wall of the housing and the second mount holds the drive unit on the second wall of the housing.
  • the first mount has a tolerance compensation element which is screwed into the drive unit.
  • the tolerance compensation element is screwed into the drive unit in such a way that the tolerance compensation element bears against an inside of the first wall. As a result, a gap between the drive unit and the first wall is bridged by the tolerance compensation element.
  • the tolerance compensation element is preferably partially screwed into the drive unit, in particular not against a stop. This means that when the tolerance compensation element is screwed into the drive unit until it stops, there is a certain gap between an end face of the tolerance compensation element and the inside of the first wall. By partially unscrewing the tolerance compensation element starting from this screwed-in state, this gap can be bridged until the end face of the tolerance compensation element is in contact with the first wall.
  • the drive arrangement thus allows the drive unit and the housing to be assembled, which is advantageous in terms of mechanical loads.
  • a play-free arrangement of the drive unit between the two walls can be ensured without, for example, when the drive unit is screwed to the two walls on both sides, a bending load and/or a tensile load occurs in one of the components involved.
  • particularly lightweight materials can be used for the components of the drive arrangement.
  • the drive unit preferably rests against the second wall, with the second mount having a screw connection.
  • the drive unit is firmly connected to the second wall by means of the screw connection of the second bracket.
  • the drive unit is preferably first screwed to the second wall by means of the screw connection, with the gap to the first wall then being bridged by means of the tolerance compensation element.
  • the tolerance compensation element is particularly preferably screwed into the drive unit in such a way that the tolerance compensation element is subjected to pressure.
  • the drive unit is preferably clamped between the two walls of the housing and is thus subjected to pressure. With such a pressure load, a particularly favorable mechanical load on the drive unit can be made possible in order to ensure a long service life, in particular with a very lightweight construction of the drive arrangement.
  • the drive unit preferably has a holding element with a cylindrical opening.
  • the tolerance compensation element is screwed into the cylindrical opening of the holding element.
  • the holding element can preferably be made of sheet metal.
  • the cylindrical opening is preferably a through opening through the holding element.
  • the cylindrical opening is particularly preferably designed in the form of a sheet metal drawing, which is produced, for example, by deep-drawing. As a result, a particularly simple and cost-effective design of the drive unit and the first mount can be made possible.
  • the first wall has a housing opening which is arranged coaxially to the cylindrical opening of the holding element.
  • the housing opening is in particular a through-opening which completely penetrates the first wall.
  • the housing opening can be used, for example, to enable the tolerance compensation element to be actuated, for example by inserting a tool through the housing opening.
  • a holding device such as a screw, can preferably be arranged in the housing opening, by means of which the drive unit is held directly or via the tolerance compensation element.
  • the tolerance compensation element preferably has an actuating element which is set up to actuate the tolerance compensation element enabled by a tool.
  • the actuating element is preferably a multiplicity of recesses, which is formed in particular in the end face of the tolerance compensation element which faces the first wall.
  • the actuating element can be a hexagonal recess or a similar element which can be actuated by means of a tool. If the first wall has a housing opening, the tool can preferably be guided through this housing opening in order to actuate the tolerance compensation element via the actuating element.
  • the tolerance compensation element preferably has a self-tapping external thread.
  • a particularly simple and cost-effective drive arrangement can be provided, since the tolerance compensation element can simply be screwed directly into the drive unit, in particular without it being necessary to previously produce an internal thread in or on the drive unit.
  • a particularly simple and cost-effective design is possible if the drive unit has a sheet-metal holding element with a cylindrical opening into which the self-tapping external thread of the tolerance compensation element can be screwed.
  • the tolerance compensation element is particularly preferably a hollow screw which has an external thread and an internal thread.
  • the tolerance compensation element is preferably screwed into the drive unit by means of the external thread.
  • the tolerance compensation element can be fixed and thus, for example, the drive unit can be fixed to the first wall.
  • the first holder preferably has a fixing screw which protrudes through the first wall and which is screwed into the internal thread of the tolerance compensation element.
  • the fixing screw can be used to enable the drive unit to be attached to the first wall in a particularly stable manner, in particular in such a way that relative movements can be avoided.
  • the external thread and the internal thread of the tolerance compensation element preferably have different pitch directions. This means, the tolerance compensation element is screwed into the drive unit and the fixing screw is screwed into the tolerance compensation element with opposite directions of rotation. As a result, a counter effect can be achieved between the tolerance compensation element and the fixing screw, which serves as a securing mechanism for the two screws and provides a reliable and firm first mount.
  • the external thread is a left-hand thread and the internal thread is a right-hand thread.
  • the drive unit preferably has a motor and/or a gear. Due to the special arrangement and mounting within the housing, an optimal, reliable connection with an advantageous distribution of mechanical forces can be provided in order to enable a long service life for the drive unit. In addition, a low weight of the drive arrangement can be made possible in a simple and cost-effective manner.
  • the invention leads to a vehicle, preferably a vehicle that can be operated with muscle power and/or engine power, preferably an electric bicycle, which includes the drive arrangement described.
  • the housing can, for example, be part of a vehicle frame of the vehicle, it being provided in particular that the drive arrangement is attached in the exiting area of the seat tube and/or down tube.
  • the housing can be part of the bicycle frame and can be connected to the seat tube and/or down tube both mechanically and functionally as a stabilizing element.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a drive arrangement according to a preferred embodiment of the invention
  • FIG. 1 shows a detail of the drive assembly Figure 1
  • FIG. 3 shows a detail analogous to FIG. 2, with a tolerance compensation element of the drive arrangement being actuated
  • Figure 4 shows a detail analogous to Figures 2 and 3, with the
  • Tolerance compensation element is fixed by means of a fixing screw.
  • Figure 1 shows a sectional view of a drive assembly 1 according to a preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of FIG. 1.
  • FIGS. 1 and 2 show a not yet completely assembled state of the drive arrangement 1.
  • FIG. 3 shows a detail of the drive arrangement 1, showing a step in further assembly.
  • FIG. 4 shows a detail of the drive arrangement 1 according to the preferred exemplary embodiment in the fully assembled state.
  • the drive arrangement 1 comprises a drive unit 2 (shown schematically) with a motor and a transmission.
  • the drive unit 2 is accommodated within a U-shaped housing 3, for example a frame member, which is connected to the seat and/or down tube.
  • An optional connection of the housing or frame element for accommodating the drive arrangement allows a pedal axle provided in the drive arrangement to be arranged accordingly in the outlet of the saddle tube and/or down tube.
  • the housing or frame element also serves to stabilize the seat tube and down tube attached to or terminating in it.
  • the housing 3 has a first wall 31 and a second wall 32 between which the drive unit 2 is arranged.
  • the drive arrangement 1 can be used, for example, in a vehicle that can be operated with muscle power and/or motor power, preferably an electric bicycle.
  • the drive arrangement 1 has a first mount 41, by means of which the drive unit 2 is fastened to the first wall 31, and a second mount 42, by means of which the drive unit 2 is fastened to the second wall 32.
  • the second mount 42 has a screw connection, by means of which a holding plate 23 of the drive unit 2 is screwed directly to the second wall 42 .
  • the retaining plate 23 is in direct contact with an inner side 32a of the second wall 32 .
  • the drive unit 2 has a sheet metal holding element 25 on the side facing the first wall 31 .
  • the sheet-metal holding element 25 has a cylindrical opening 26 which is designed in particular as a sheet metal passage.
  • a housing opening 31 b is formed in the first wall 31 coaxially with the cylindrical opening 26 of the holding element 25 .
  • the housing opening 31b is formed in two stages and has a shoulder 31c.
  • a first diameter 31d of the through-opening 31b is smaller than a second diameter 31e of the through-opening 31b in a region adjoining the inner side 31a.
  • screws of the first bracket 41 can be placed to enable the drive unit 2 to be fixed to the first wall 31, as described below.
  • the first bracket 41 has a tolerance compensation element 4 which is designed as a hollow screw and is screwed into the cylindrical opening 26 of the sheet-like holding element 25 .
  • the tolerance compensation element 4 has a self-tapping external thread 46 .
  • an internal thread in the cylindrical opening 26 of the sheet-metal holding element 25 can be dispensed with, as a result of which a particularly simple and cost-effective construction of the drive arrangement 1 can be made possible.
  • the external thread 46 is a left-hand thread.
  • the external thread 46 can also be a metric thread, with the retaining element 25 having a metric internal thread in the cylindrical opening 26 .
  • a metric press-in nut can be integrated in the holding element 25, into which the tolerance compensation element 4 is screwed.
  • the tolerance compensation element 4 also has a screw head 40 on its end face 4a facing the first wall 31, which rests against an outer side 25a of the retaining element 25 when the tolerance compensation element 4 is screwed completely into the retaining element 25 (see FIG. 2).
  • An actuating element 45 in the form of a multi-tooth recess is formed in the screw head 40 in the end face 4a.
  • a tool 49 can be inserted into the actuating element 45, by means of which the tolerance compensation element 4 can be actuated, ie by means of which the tolerance compensation element 4 can be rotated (cf. FIG. 3).
  • the tolerance compensation element 4 has an internal thread 47 which is a clockwise thread, ie which has a thread direction opposite to the external thread 46 .
  • a fixing screw 41b can be screwed into the internal thread 47, by means of which the tolerance compensation element 4 and thereby also the drive unit 2 can be fixed on the first wall 31.
  • the fixing screw 41b protrudes through the first wall 31, with a screw head 41c of the fixing screw 41b resting against the shoulder 31c of the housing opening 31b (cf. FIG. 4).
  • the fixing screw 41b is also regarded as part of the first bracket 41.
  • An inside diameter 48 of the internal thread 47 is smaller than the first diameter 31d of the housing opening 31b.
  • the tolerance compensation element 4 allows a gap 5 to be bridged between the drive unit 2 and the first wall 31.
  • the tolerance compensation element 4 is unscrewed from the drive unit 2 until the tolerance compensation element 4 rests on the inside 31a of the first wall 31.
  • the flat face 4a of the screw head 40 of the tolerance compensation element 4 lies on the inside 31a the first wall 31 at. The process of assembling the drive assembly to obtain this state will be described below.
  • the tolerance compensation element 4 is completely screwed into the holding element 25 so that the screw head 40 bears against the outside 25a of the holding element 25 .
  • the drive unit 2 is arranged between the two walls 31, 32 of the housing 3 and fixed by means of the first bracket 41 in contact with the second wall 32.
  • This state is shown in FIGS. 1 and 2.
  • the gap 5 is present between the drive unit 2 and the housing 3 , in detail between the holding element 25 and the first wall 31 .
  • the screw head 40 is preferably dimensioned smaller than the gap 5. This means that there is also a certain gap between the end face 4a and the inside 31a of the first wall 31 when the tolerance compensation element 4 is completely screwed in.
  • the tool 39 can then be inserted from outside the housing 3 through the housing opening 31b into the actuating element 45 in order to actuate the tolerance compensation element 4 .
  • a predefined torque can preferably be applied by means of the tool 49, so that the tolerance compensation element 4 is subjected to pressure.
  • the drive unit 2 between the walls 31, 32 of the housing 3 is also subjected to pressure.
  • Such a mechanical load has an advantageous effect on the longevity of the drive arrangement 1 .
  • the fixing screw 41b is then screwed into the internal thread 47 of the tolerance compensation element 4 until the screw head 41c of the fixing screw 41b rests against the shoulder 31c of the housing opening 31b.
  • the fixing screw 41c is screwed in by turning the fixing screw 41c clockwise. Due to the opposite gear directions of the external thread 46 and internal thread 47 of the tolerance compensation element 4 there is a counter effect, which as Securing mechanism for the two screws is used and a reliable fixation on the first wall 31 allows.

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Abstract

R.391674 - 14 - Zusammenfassung5 Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung (1) eines, insbesondere mit Muskelkraft und/oder Motokraft betreibbaren, Fahrzeugs, umfassend eine Antriebseinheit (2), ein Gehäuse (3), wobei die Antriebseinheit (2) zwischen einer ersten Wand (31) und einer zweiten Wand (32) des Gehäuses (3) angeordnet ist, eine erste Halterung (41), welche 10 die Antriebseinheit (2) an der ersten Wand (31) hält, und eine zweite Halterung (42) welche die Antriebseinheit (2) an der zweiten Wand (32) hält, wobei die erste Halterung (41) ein in die Antriebseinheit (2) eingeschraubtes Toleranzausgleichselement (4) aufweist, und wobei das Toleranzausgleichselement (4) derart in die Antriebseinheit (2) eingeschraubt ist, dass das Toleranzausgleichselement (4) an einer Innenseite (31a) 15 der ersten Wand (31) anliegt, um einen Spalt (5) zwischen der Antriebseinheit (2) und der ersten Wand (3) zu überbrücken (Figur 1) 20

Description

Beschreibung
Titel
Antriebsanordnung
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung und ein die Antriebsanordnung umfassendes Fahrzeugs.
Bekannt sind Antriebsanordnungen mit zwischen zwei Wänden, beispielsweise eines Gehäuses, gehaltenen Antriebseinheiten. Die Antriebseinheit wird mit den beiden gegenüberliegenden Wänden verschraubt. Üblicherweise ist dabei ein Spalt zwischen der Antriebseinheit und einer der Wände zu überbrücken. Um dies zu ermöglichen kann beispielsweise ein Halteblech an der Antriebseinheit vorgesehen sein, welches zum Überbrücken des Spalts elastisch verformt wird. Dies kann sich jedoch ungünstig auf die mechanische Belastung und die Dichtigkeit der Antriebsanordnung auswirken.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 zeichnet sich demgegenüber dadurch aus, dass auf einfache Weise eine belastungstechnisch vorteilhafte Halterung einer Antriebseinheit innerhalb eines Gehäuses ermöglicht wird. Dies wird erreicht durch eine Antriebsanordnung, umfassend eine Antriebseinheit, und ein Gehäuse, wobei die Antriebseinheit zwischen einer ersten Wand und einer zweiten Wand des Gehäuses angeordnet ist. Zudem umfasst die Antriebsanordnung eine erste Halterung und eine zweite Halterung. Die erste Halterung hält die Antriebseinheit dabei an der ersten Wand des Gehäuses und die zweite Halterung hält die Antriebseinheit an der zweiten Wand des Gehäuses. Die erste Halterung weist dabei ein Toleranzausgleichselement auf, welches in die Antriebseinheit eingeschraubt ist. Das Toleranzausgleichselement ist dabei derart in die Antriebseinheit eingeschraubt, dass das Toleranzausgleichselement an einer Innenseite der ersten Wand anliegt. Dadurch wird ein Spalt zwischen der Antriebseinheit und der ersten Wand durch das Toleranzausgleichselement überbrückt.
Das heißt, ein zwischen der Antriebseinheit und einer der Wände des Gehäuses vorliegender Spalt, welcher beispielsweise aufgrund fertigungsbedingt unterschiedlicher Abmessungen der Antriebseinheit und eines durch die beiden Wände begrenzten Innenraums des Gehäuses resultieren kann, wird durch das Toleranzausgleichselement kompensiert. Hierfür ist das Toleranzausgleichselement vorzugsweise teilweise, insbesondere nicht auf Anschlag, in die Antriebseinheit eingeschraubt. Das heißt, bei auf Anschlag in die Antriebseinheit eingeschraubtem Toleranzausgleichselement liegt ein gewisser Spalt zwischen einer Stirnseite des Toleranzausgleichselements und der Innenseite der ersten Wand vor. Durch teilweises Herausschrauben des Toleranzausgleichselements ausgehend von diesem auf Anschlag eingeschraubtem Zustand, kann dieser Spalt überbrückt werden, bis die Stirnseite des Toleranzausgleichselements an der ersten Wand anliegt.
Die Antriebsanordnung erlaubt somit einen hinsichtlich mechanischer Belastungen vorteilhaften Zusammenbau von Antriebseinheit und Gehäuse. Hierbei kann eine spielfreie Anordnung der Antriebseinheit zwischen den beiden Wänden sichergestellt werden, ohne dass beispielsweise bei einem beidseitigen Verschrauben der Antriebseinheit mit den beiden Wänden eine Biegebelastung und/oder eine Zugbelastung in einem der beteiligten Komponenten auftritt. Beispielsweise können dadurch besonders leichtgewichtige Werkstoffe für die Komponenten der Antriebsanordnung verwendet werden.
Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Bevorzugt liegt die Antriebseinheit an der zweiten Wand an, wobei die zweite Halterung eine Schraubenverbindung aufweist. Insbesondere ist die Antriebseinheit mittels der Schraubenverbindung der zweiten Halterung fest mit der zweiten Wand verbunden. Durch unmittelbares Anschrauben der Antriebseinheit an der zweiten Wand kann eine besonders einfache und kostengünstige Montage der Antriebsanordnung ermöglicht werden. Vorzugsweise wird beim Zusammenbau der Antriebsanordnung zuerst die Antriebseinheit an die zweite Wand mittels der Schraubenverbindung angeschraubt, wobei anschließend mittels des Toleranzausgleichselements der Spalt zur ersten Wand überbrückt wird.
Besonders bevorzugt ist das Toleranzausgleichselements derart in die Antriebseinheit eingeschraubt, dass das Toleranzausgleichselement auf Druck beansprucht wird. Vorzugsweise ist dabei zudem die Antriebseinheit zwischen die beiden Wände des Gehäuses eingespannt und damit auf Druck beansprucht. Bei einer solchen Druckbelastung kann eine besonders günstige mechanische Belastung der Antriebseinheit ermöglicht werden, um eine hohe Lebensdauer, insbesondere bei starken Leichtbau der Antriebsanordnung, sicherzustellen.
Vorzugsweise weist die Antriebseinheit ein Halteelement mit einer zylindrischen Öffnung auf. Das Toleranzausgleichselement ist dabei in die zylindrische Öffnung des Halteelements eingeschraubt. Das Halteelement kann vorzugsweise blechförmig ausgebildet sein. Die zylindrische Öffnung ist bevorzugt eine Durchgangsöffnung durch das Halteelement. Besonders bevorzugt ist die zylindrische Öffnung in Form eines Blechdurchzugs, welcher beispielsweise durch Tiefziehen hergestellt ist, ausgebildet. Dadurch kann eine besonders einfache und kostengünstige Konstruktion der Antriebseinheit und der ersten Halterung ermöglicht werden.
Weiter bevorzugt weist die erste Wand eine Gehäuseöffnung auf, welche koaxial zu zylindrischen Öffnung des Halteelements angeordnet ist. Die Gehäuseöffnung ist insbesondere eine Durchgangsöffnung, welche die erste Wand vollständig durchdringt. Mittels der Gehäuseöffnung kann beispielsweise eine Betätigung des Toleranzausgleichselements ermöglicht werden, indem zum Beispiel ein Werkzeug durch die Gehäuseöffnung hindurchgeführt wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorzugsweise eine Haltevorrichtung, wie beispielsweise eine Schraube, in der Gehäuseöffnung angeordnet werden, mittels welcher die Antriebseinheit direkt oder über das Toleranzausgleichselement gehalten wird.
Bevorzugt weist das Toleranzausgleichselements ein Betätigungselement auf, welches eingerichtet ist, um eine Betätigung des Toleranzausgleichselements durch ein Werkzeug zu ermöglichen. Vorzugsweise ist das Betätigungselement eine Vielzahl-Aussparung, welche insbesondere in der zur ersten Wand gewandten Stirnseite des Toleranzausgleichselements ausgebildet ist. Alternativ kann das Betätigungselement eine Sechskant-Aussparung oder ein ähnliches mittels eines Werkzeugs betätigbares Element sein. Wenn die erste Wand eine Gehäuseöffnung aufweist, kann das Werkzeug vorzugsweise durch diese Gehäuseöffnung durchgeführt werden, um das Toleranzausgleichselement über das Betätigungselement zu betätigen.
Vorzugsweise weist das Toleranzausgleichselement ein selbstfurchendes Außengewinde auf. Dadurch kann eine besonders einfache und kostengünstige Antriebsanordnung bereitgestellt werden, da das Toleranzausgleichselement, insbesondere ohne dass ein vorheriges Herstellen eines Innengewindes in oder an der Antriebseinheit notwendig ist, einfach direkt in die Antriebseinheit eingeschraubt werden. Eine besonders einfache und kostengünstige Konstruktion ist dabei möglich, wenn die Antriebseinheit ein blechförmiges Halteelement mit einer zylindrischen Öffnung aufweist, in welche das selbstfurchende Außengewinde des Toleranzausgleichselements eingeschraubt werden kann.
Besonders bevorzugt ist das Toleranzausgleichselements eine Hohlschraube, welche ein Außengewinde und ein Innengewinde aufweist. Mittels des Außengewindes ist das Toleranzausgleichselement vorzugsweise in die Antriebseinheit eingeschraubt. Mittels des Innengewindes kann beispielsweise eine Fixierung des Toleranzausgleichselements und damit beispielsweise eine Fixierung der Antriebseinheit an der ersten Wand erfolgen.
Vorzugsweise weist die erste Halterung eine Fixierschraube auf, welche durch die erste Wand hindurch ragt und welche in das Innengewinde des Toleranzausgleichselements eingeschraubt ist. Mittels der Fixierschraube kann eine besonders stabile Befestigung der Antriebseinheit an der ersten Wand ermöglicht werden, insbesondere so, dass Relativbewegungen vermieden werden können.
Vorzugsweise weisen das Außengewinde und das Innengewinde des Toleranzausgleichselements unterschiedliche Gangrichtungen auf. Das heißt, das Einschrauben des Toleranzausgleichselements in die Antriebseinheit und das Einschrauben der Fixierschraube in das Toleranzausgleichselement erfolgen mit entgegengesetzten Drehrichtungen. Dadurch kann ein Kontereffekt zwischen Toleranzausgleichselement und Fixierschraube erreicht werden, welcher als Sicherungsmechanismus für die beiden Schrauben dient und eine zuverlässige und feste erste Halterung bereitstellt.
Besonders bevorzugt ist das Außengewinde ein linksdrehendes Gewinde und das Innengewinde ist ein rechtsdrehendes Gewinde. Das heißt, das Toleranzausgleichselement wird mittels einer Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn in die Antriebseinheit eingeschraubt, und die Fixierschraube wird mittels einer Drehung im Uhrzeigersinn in das Innengewinde des Toleranzausgleichselements eingeschraubt. Dadurch kann eine besonders einfache und schnelle Montage der Antriebsanordnung erfolgen.
Bevorzugt weist die Antriebseinheit einen Motor und/oder ein Getriebe auf. Durch die spezielle Anordnung und Halterung innerhalb des Gehäuses kann dabei eine optimale zuverlässige Verbindung mit vorteilhafter mechanischer Kräfteverteilung bereitgestellt werden, um eine lange Lebensdauer der Antriebseinheit zu ermöglichen. Zudem kann auf einfache und kostengünstige Weise ein niedriges Gewicht der Antriebsanordnung ermöglicht werden.
Weiterhin führt die Erfindung zu einem Fahrzeug, bevorzugt einem mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeug, vorzugsweise einem Elektrofahrrad, welches die beschriebene Antriebsanordnung umfasst. Das Gehäuse kann beispielsweise Teil eines Fahrzeugrahmens des Fahrzeugs sein, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Antriebsanordnung im auslaufenden Bereich des Sattel- und/oder Unterrohrs angebracht ist. Dabei kann das Gehäuse Teil des Fahrradrahmens sein und mit dem Sattel- und/oder Unterrohr sowohl mechanisch als auch funktionell als Stabilisierungselement verbunden sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren beschrieben. In den Figuren sind funktional gleiche Bauteile jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei zeigt:
Figur 1 eine Schnittansicht einer Antriebsanordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 ein Detail der Antriebsanordnung Figur 1 ,
Figur 3 ein Detail analog Figur 2, wobei ein Toleranzausgleichselement der Antriebsanordnung betätigt wird, und
Figur 4 ein Detail analog Figur 2 und 3, wobei das
Toleranzausgleichselement mittels einer Fixierschraube fixiert ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt eine Schnittansicht einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Figur 2 zeigt vergrößertes Detail der Figur 1. Dargestellt ist in den Figuren 1 und 2 dabei ein noch nicht fertig zusammengebauter Zustand der Antriebsanordnung 1. Figur 3 zeigt ein Detail der Antriebsanordnung 1, wobei ein Schritt beim weiteren Zusammenbau gezeigt ist. In Figur 4 ist ein Detail der Antriebsanordnung 1 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in fertig zusammengebautem Zustand dargestellt.
Die Antriebsanordnung 1 umfasst eine (schematisch dargestellte) Antriebseinheit 2 mit einem Motor und einem Getriebe. Die Antriebseinheit 2 ist innerhalb eines U-förmigen Gehäuses 3 aufgenommen, zum Beispiel eines Rahmenelements, welches mit dem Sattel- und/oder Unterrohr verbunden ist. Durch eine optionale Verbindung des Gehäuses beziehungsweise Rahmenelements zur Aufnahme der Antriebsanordnung kann eine in der Antriebsanordnung vorgesehen Tretachse entsprechend im Auslauf des Sattel- und/oder Unterrohrs angeordnet werden. Das Gehäuse beziehungsweise Rahmenelement dient dabei auch zur Stabilisierung des an ihm angebrachten oder endenden Sattel- und Unterrohrs. Das Gehäuse 3 weist eine erste Wand 31 und eine zweite Wand 32 auf, zwischen welchen die Antriebseinheit 2 angeordnet ist. Die Antriebsanordnung 1 kann beispielsweise in einem mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeug, vorzugsweise einem Elektrofahrrad, verwendet werden.
Zudem weist die Antriebsanordnung 1 eine erste Halterung 41, mittels welcher die Antriebseinheit 2 an der ersten Wand 31 befestigt ist, und eine zweite Halterung 42, mittels welcher die Antriebseinheit 2 an der zweiten Wand 32 befestigt ist, auf. Die zweite Halterung 42 weist eine Schraubenverbindung auf, mittels welcher ein Halteblech 23 der Antriebseinheit 2 direkt mit der zweiten Wand 42 verschraubt ist. Dabei liegt das Halteblech 23 unmittelbar an einer Innenseite 32a der zweiten Wand 32 an.
Die Antriebseinheit 2 weist an der zur ersten Wand 31 gewandten Seite ein blechförmiges Halteelement 25 auf. Das blechförmige Halteelement 25 weist eine zylindrische Öffnung 26 auf, welche insbesondere als Blech-Durchzug ausgebildet ist.
Koaxial zur zylindrischen Öffnung 26 des Halteelements 25 ist in der ersten Wand 31 eine Gehäuseöffnung 31b ausgebildet. Die Gehäuseöffnung 31b ist dabei zweistufig ausgebildet und weist einen Absatz 31c auf. Mit anderen Worten ist ein erster Durchmesser 31 d der Durchgangsöffnung 31b in einem an die Innenseite 31a angrenzenden Bereich kleiner als ein zweiter Durchmesser 31e der Durchgangsöffnung 31b. In der zylindrischen Öffnung 26 und der Gehäuseöffnung 31b können Schrauben der ersten Halterung 41 angeordnet werden, um die Befestigung der Antriebseinheit 2 an der ersten Wand 31 zu ermöglichen, wie nachfolgend beschrieben.
Die erste Halterung 41 weist dabei ein Toleranzausgleichselement 4 auf, welches als Hohlschraube ausgebildet ist und in die zylindrische Öffnung 26 des blechförmigen Halteelements 25 eingeschraubt ist. Das Toleranzausgleichselement 4 weist hierbei ein selbstfurchendes Außengewinde 46 auf. Dadurch kann auf ein Innengewinde in der zylindrischen Öffnung 26 des blechförmigen Halteelements 25 verzichtet werden, wodurch eine besonders einfache und kostengünstige Konstruktion der Antriebsanordnung 1 ermöglicht werden kann. Das Außengewinde 46 ist dabei ein linksdrehendes Gewinde. Alternativ zu einem selbstfurchenden Außengewinde, kann das Außengewinde 46 auch ein metrisches Gewinde sein, wobei das Halteelement 25 in der zylindrischen Öffnung 26 ein metrisches Innengewinde aufweist. Weiterhin kann alternativ zu einem solchen metrischen Innengewinde beispielweise eine metrische Einpressmutter im Halteelement 25 integriert sein, in welches das Toleranzausgleichselement 4 eingeschraubt wird.
Das Toleranzausgleichselement 4 weist zudem an dessen zur ersten Wand 31 gewandten Stirnseite 4a einen Schraubenkopf 40 auf, der an einer Außenseite 25a des Halteelements 25 anliegt, wenn das Toleranzausgleichselement 4 vollständig in das Halteelement 25 eingeschraubt ist (vgl. Figur 2).
Im Schraubenkopf 40 ist in der Stirnseite 4a ein Betätigungselement 45 in Form einer Vielzahn-Aussparung ausgebildet. In das Betätigungselement 45 kann ein Werkzeug 49 eingeführt werden, mittels welchem das Toleranzausgleichselement 4 betätigt werden kann, also mittels welchem das Toleranzausgleichselement 4 gedreht werden kann (vgl. Figur 3).
Zudem weist das Toleranzausgleichselement 4 ein Innengewinde 47 auf, welches ein rechtsdrehendes Gewinde ist, also welches eine zum Außengewinde 46 entgegengesetzte Gangrichtung aufweist. In das Innengewinde 47 kann eine Fixierschraube 41b eingeschraubt werden, mittels welcher das Toleranzausgleichselement 4 und dadurch auch die Antriebseinheit 2 an der ersten Wand 31 fixiert werden kann. Die Fixierschraube 41b ragt hierbei durch die erste Wand 31 hindurch, wobei ein Schraubenkopf 41c der Fixierschraube 41 b am Absatz 31c der Gehäuseöffnung 31b anliegt (vgl. Figur 4). Die Fixierschraube 41b wird dabei ebenfalls als Teil der ersten Halterung 41 angesehen. Ein Innendurchmesser 48 des Innengewindes 47 ist dabei kleiner als der erste Durchmesser 31 d der Gehäuseöffnung 31b.
Das Toleranzausgleichselement 4 erlaubt dabei eine Überbrückung eines Spaltes 5 zwischen der Antriebseinheit 2 und der ersten Wand 31. Hierfür wird das Toleranzausgleichselement 4 so aus der Antriebseinheit 2 herausgeschraubt, bis das Toleranzausgleichselement 4 an der Innenseite 31a der ersten Wand 31 anliegt. Im Detail liegt hierbei die flache Stirnseite 4a des Schraubenkopfes 40 des Toleranzausgleichselements 4 an der Innenseite 31a der ersten Wand 31 an. Der Ablauf des Zusammenbaus der Antriebsanordnung, um diesen Zustand zu erhalten, wird nachfolgend beschrieben.
Zunächst ist das Toleranzausgleichselement 4 vollständig in das Halteelement 25 eingeschraubt, sodass der Schraubenkopf 40 an der Außenseite 25a des Halteelements 25 anliegt. In diesem Zustand wird die Antriebseinheit 2 zwischen den beiden Wänden 31, 32 des Gehäuses 3 angeordnet und mittels der ersten Halterung 41 an der zweiten Wand 32 anliegend fixiert. Dieser Zustand ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Hierbei liegt der Spalt 5 zwischen der Antriebseinheit 2 und dem Gehäuse 3, im Detail zwischen dem Halteelement 25 und der ersten Wand 31 , vor. Vorzugsweise ist der Schraubenkopf 40 dabei kleiner dimensioniert als der Spalt 5. Das heißt, zwischen der Stirnseite 4a und der Innenseite 31a der ersten Wand 31 liegt in vollständig eingeschraubtem Zustand des Toleranzausgleichselements 4 ebenfalls ein gewisser Spalt vor.
Anschließend kann das Werkzeug 39 von außerhalb des Gehäuses 3 durch die Gehäuseöffnung 31b hindurch in das Betätigungselement 45 eingeführt werden, um das Toleranzausgleichselement 4 zu betätigen. Durch Drehen des Toleranzausgleichselements 4 im Uhrzeigersinn wird dieses aus dem Halteelement 25 so weit herausgeschraubt, bis die Stirnseite 4a des Schraubenkopfes 40 an der Innenseite 31a anliegt, wie in der Figur 3 dargestellt. Mittels des Werkzeugs 49 kann vorzugsweise ein vordefiniertes Drehmoment aufgebracht werden, sodass das Toleranzausgleichselement 4 auf Druck beansprucht wird. Hierdurch wird ebenfalls die Antriebseinheit 2 zwischen den Wänden 31, 32 des Gehäuses 3 auf Druck beansprucht. Eine solche mechanische Belastung wirkt sich vorteilhaft auf eine Langlebigkeit der Antriebsanordnung 1 aus.
Zur verbesserten und zuverlässigen Fixierung wird anschließend die Fixierschraube 41b in das Innengewinde 47 des Toleranzausgleichselements 4 eingeschraubt, bis der Schraubenkopf 41c der Fixierschraube 41b am Absatz 31c der Gehäuseöffnung 31b anliegt. Das Einschrauben der Fixierschraube 41c erfolgt hierbei mittels Drehen der Fixierschraube 41c im Uhrzeigersinn. Durch die entgegengesetzten Gangrichtungen von Außengewinde 46 und Innengewinde 47 des Toleranzausgleichselements 4 erfolgt hierbei ein Kontereffekt, welcher als Sicherungsmechanismus für die beiden Schrauben dient und eine zuverlässige Fixierung an der ersten Wand 31 ermöglicht.
Bei einer Anwendung der Antriebsanordnung 1 in einem Elektrofahrrad ist es besonders vorteilhaft, wenn das Toleranzausgleichselement 4 nur auf einer dem
Kettenblatt abgewandten Seite der Antriebsanordnung 1 anzuordnen. Da auf der Kettenblattseite eine Pedalkraft und zusätzlich eine Kettenkraft auf die Antriebsanordnung 1 wirkt, ist eine Anordnung des Toleranzausgleichselements 4 auf der gegenüberliegenden Seite bevorzugt, da an der dem Kettenblatt abgewandten Seite nur die Pedalkraft alleine wirkt und somit eine geringere
Belastung für das Toleranzausgleichselement 4 vorliegt.

Claims

Ansprüche
1. Antriebsanordnung eines, insbesondere mit Muskelkraft und/oder Motokraft betreibbaren, Fahrzeugs, umfassend:
- eine Antriebseinheit (2),
- ein Gehäuse (3), wobei die Antriebseinheit (2) zwischen einer ersten Wand (31) und einer zweiten Wand (32) des Gehäuses (3) angeordnet ist,
- eine erste Halterung (41), welche die Antriebseinheit (2) an der ersten Wand
(31) hält, und
- eine zweite Halterung (42) welche die Antriebseinheit (2) an der zweiten Wand
(32) hält, wobei die erste Halterung (41) ein in die Antriebseinheit (2) eingeschraubtes Toleranzausgleichselement (4) aufweist, und wobei das Toleranzausgleichselement (4) derart in die Antriebseinheit (2) eingeschraubt ist, dass das Toleranzausgleichselement (4) an einer Innenseite (31a) der ersten Wand (31) anliegt, um einen Spalt (5) zwischen der Antriebseinheit (2) und der ersten Wand (3) zu überbrücken.
2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 , wobei die Antriebseinheit (2) an der zweiten Wand (32) anliegt, und wobei die zweite Halterung (41) eine Schraubenverbindung aufweist.
3. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Toleranzausgleichselement (4) derart in die Antriebseinheit (2) eingeschraubt ist, dass das Toleranzausgleichselement (4) auf Druck beansprucht ist.
4. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinheit (2) ein Halteelement (25) mit einer zylindrischen Öffnung (26) aufweist, in welche das Toleranzausgleichselement (4) eingeschraubt ist. 5. Antriebsanordnung nach Anspruch 4, wobei die erste Wand (31) eine Gehäuseöffnung (31b) aufweist, welche koaxial zur zylindrischen Öffnung (26) des Halteelements (25) ist.
6. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Toleranzausgleichselement (4) ein Betätigungselement (45), insbesondere eine Vielzahn-Aussparung, aufweist, zur Betätigung des Toleranzausgleichselements (4) mittels eines Werkzeugs (49).
7. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Toleranzausgleichselement (4) ein selbstfurchendes Außengewinde (46) aufweist.
8. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Toleranzausgleichselement (4) eine Hohlschraube mit einem Außengewinde (4) und einem Innengewinde (47) ist.
9. Antriebsanordnung nach Anspruch 8, wobei die erste Halterung (41) eine Fixierschraube (41b) aufweist, welche durch die erste Wand (31) ragt und in das Innengewinde (47) des Toleranzausgleichselements (4) eingeschraubt ist.
10. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei das Außengewinde (46) und das Innengewinde (47) des Toleranzausgleichselements (4) unterschiedliche Gangrichtungen aufweisen.
11. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinheit (2) einen Motor und/oder ein Getriebe aufweist.
12. Rahmenelement für ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrrad, welches wenigstens ein Teil eines Gehäuses (3) zur Aufnahme einer Antriebsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist.
13. Rahmenelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement mit dem Sattel- und/oder Unterrohr eines Fahrradrahmens verbunden ist. 14. Fahrzeug, insbesondere mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbares Fahrzeug, vorzugsweise Elektrofahrrad, umfassend eine Antriebsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
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