WO2022243055A1 - Antriebsanordnung - Google Patents

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WO2022243055A1
WO2022243055A1 PCT/EP2022/062160 EP2022062160W WO2022243055A1 WO 2022243055 A1 WO2022243055 A1 WO 2022243055A1 EP 2022062160 W EP2022062160 W EP 2022062160W WO 2022243055 A1 WO2022243055 A1 WO 2022243055A1
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WO
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drive unit
drive
drive arrangement
frame interface
cover
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PCT/EP2022/062160
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English (en)
French (fr)
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Julien Hassler
Rainer Mast
Quoc-Dat Nguyen
Benjamin BERTSCH
Julian Binder
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62KCYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K19/00Cycle frames
    • B62K19/30Frame parts shaped to receive other cycle parts or accessories
    • B62K19/34Bottom brackets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/55Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/10Road Vehicles
    • B60Y2200/13Bicycles; Tricycles

Definitions

  • the drive unit is bolted to the floor in particular via a fixed bearing arrangement.
  • the fixed bearing arrangement is formed in particular in that the bottom is screwed to at least one threaded bolt, preferably to a threaded screw, with at least one thread, preferably to a threaded sleeve, of a housing of the drive unit.
  • the holding element is preferably an elastically deformable, plate-shaped element.
  • An elastically deformable plate-shaped element enables tolerance compensation between the frame interface and the drive unit in a particularly simple manner and can be individually adapted to the geometry of the frame interface and the drive unit. Furthermore, the use of ductile materials with a low specific weight allows a particularly light structure.
  • the holding element is a flat sheet metal.
  • a flat sheet metal as a holding element allows a particularly simple and inexpensive construction of the drive assembly with low weight. It is particularly advantageous if the drive arrangement has two holding elements, which are each flat sheets of metal. Each plate is preferably screwed to the side wall by means of exactly one screw and screwed to the holding area of the drive unit by means of two screws
  • the side wall has at least one recess, so that the receiving space is open at the side.
  • the recess preferably extends over at least 20%, preferably at most 80%, of the circumference of the side wall.
  • the recess preferably extends over the entire height of the side wall.
  • a particularly cost-effective, low-weight frame interface can be provided by the recess in the side wall.
  • the recess allows better accessibility of the drive unit.
  • FIG. 4 shows a detailed view of a holding element of a drive arrangement according to a second exemplary embodiment of the invention
  • Figure 6 is a detail of another sectional view of the drive assembly of
  • Figure 7 is a detail of a side view of a vehicle with a
  • the drive arrangement 1 comprises a drive unit 2 which has a motor and/or a transmission. Furthermore, the drive assembly 1 includes a frame interface 3.
  • the frame interface 3 is preferably pot-shaped and has a bottom 31 and a side wall 32, which are arranged in an L-shape.
  • the floor 31 and the side wall 32 define, for example, a receiving space 30 within which the drive unit 2 is partially arranged.
  • the drive unit 2 rests against the floor 31 at a plurality of support points 37 (cf. FIG. 3 or 9; not shown in FIG. 1) of the floor 31 .
  • the bottom 31 has a recess 35 through which part of the drive unit 2 can protrude at least partially.
  • the drive assembly 1 includes a holding element 4, which is designed as a flat sheet metal.
  • the holding element 4 is screwed to the side wall 32 of the frame interface 3 by means of a first screw 5 and also screwed to the drive unit 2 by means of two second screws 6 (cf. FIG. 2).
  • the two screws 5, 6 are screwed into the side wall 32 or the drive unit 2 from the same side through the retaining element 4.
  • the drive unit 2 is bolted directly to the bottom 31 of the frame interface 3 from an opposite side. This screw connection cannot be seen in FIGS. 1 and 2, but the corresponding bores 70 in the base 31, through which the associated screws are screwed into the drive unit 2, can be seen in FIG.
  • FIG. 1 shows the drive arrangement 1 in a state in which it is not yet completely screwed on. This means that the screws 5, 6 in the state shown in FIG. 1 have not yet been tightened to the stop with a predetermined target torque.
  • a gap 9 between the holding element and an end face 32a of the side wall.
  • the gap 9 can result from manufacturing tolerances, or it can have been produced specifically during the manufacture of the frame interface 3 .
  • the frame interface 3 is aligned on the vehicle frame 105 in such a way that the floor 31 (not visible in Figure 2) is arranged on the output side 60 of the drive unit 2, i.e. closer to a chain ring 109 than the drive unit 2.
  • the frame interface 3 is on one of the Chainring 109 opposite side open.
  • At least one fixing screw 86 is introduced into a through-opening 55 of the contact area 51 and screwed into the drive unit 2.
  • the contact area 51 is moved towards the drive unit 2, ie also towards the holding plane 40.
  • the snapping takes place.

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Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Antriebsanordnung für ein mit Muskelkraft und/oder Motor betriebenes Fahrzeug umfassend: eine L-förmige Rahmenschnittstelle (3), wobei die L-förmige Rahmenschnittstelle (3) einen Boden (31), eine Seitenwand (32) und eine dem Boden (31) gegenüberliegende offene Seite (66) aufweist; und eine Antriebseinheit (2), wobei die Antriebseinheit (2) über die offene Seite (66) der Rahmenschnittstelle (3), insbesondere horizontal, montierbar ist und mit dem Boden (31) der Rahmenschnittstelle (3) lösbar befestigt ist.

Description

Beschreibung
Titel
Antriebsanordnung
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung, ein die Antriebsanordnung umfassendes Fahrzeug, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Antriebsanordnung.
Bekannt sind Antriebsanordnungen von Fahrzeugen, wie beispielsweise Elektrofahrrädern, wobei eine Antriebseinheit an einem Fahrzeugrahmen eines Fahrzeugs verschraubt wird. Häufig ist die Antriebseinheit dabei teilweise zwischen zwei Wänden des Fahrzeugrahmens angeordnet. Zur Verbindung erfolgt häufig eine indirekte Verschraubung von Fahrzeugrahmen und Antriebseinheit über Bleche, welche beidseitig der Antriebseinheit angeordnet sind. Üblicherweise liegt dabei ein Spalt zwischen der Antriebseinheit und der als zweites zu verschraubenden Wand vor. Zum Überbrücken dieses Spaltes kann beispielsweise eines der Haltebleche bis zum Anliegen an der Wand verformt werden. 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 eine besonders einfache und stabile Konstruktion bereitgestellt werden kann, welche sich eignet, um optimale Belastungszustände an einer Antriebseinheit einzustellen. Dies wird erreicht durch eine Antriebsanordnung, umfassend eine Antriebseinheit mit einer Tretlagerachse und eine Rahmenschnittstelle. Die Rahmenschnittstelle ist dabei L-förmig ausgebildet. Die L-förmige Rahmenschnittstelle weist einen Boden und eine Seitenwand auf, wobei die dem Boden gegenüberliegende Seite eine offene Seite ist. Die Antriebseinheit ist über diese offene Seite an der Rahmenschnittstelle horizontal und parallel zu bzw. entlang einer Tretlagerachse der Antriebseinheit montierbar und dabei lösbar mit dem Boden befestigt, vorzugsweise verschraubt. Im Unterschied zum Stand der Technik, bei dem die Antriebseinheit an einer U-förmigen Rahmenschnittstelle befestigt wird und dabei nur vertikal in die Rahmenschnittstelle eingebracht, z. B. eingeführt, werden kann, wird die Antriebseinheit bei der erfindungsgemäßen L-förmigen Rahmenschnittstelle in horizontaler Richtung an der Rahmenschnittstelle angeordnet und dann befestigt, beispielsweise verschraubt. Dadurch kann eine besonders einfach, horizontal zu montierende Antriebsanordnung bereitgestellt werden.
Der Boden der Rahmenschnittstelle ist insbesondere auf einer Abtriebsseite der Antriebseinheit angeordnet und im Wesentlichen orthogonal bzw. rechtwinklig zu einer Tretlagerachse der Antriebseinheit. Die Seitenwand ist dabei im Wesentlichen rechtwinklig zu dem Boden angeordnet und dabei im Wesentlichen parallel zu der Tretlagerachse der Antriebseinheit. Als Abtriebsseite der Antriebseinheit ist dabei die Seite anzusehen, auf welcher sich bezüglich einer Laufrichtung des Fahrzeugs das Kettenblatt befindet. Die Abtriebsseite wird durch den kettenblattseitigen Getriebeabgang der Antriebseinheit gebildet. Die aus dem Stand der Technik bekannte U-förmige Rahmenschnittstelle hat einen Boden und zwei Seitenwände, welche die Schenkel der U-förmigen Rahmenschnittstelle bilden. Die dem Boden gegenüberliegende Seite ist offen. Über diese eine dem Boden gegenüberliegende offene Seite kann eine Antriebseinheit in vertikaler Richtung montiert werden. Die Einführung der Antriebseinheit erfolgt dabei vorzugsweise von unten nach oben, alternativ aber auch von oben nach unten. Der Boden dieser bekannten Rahmenschnittstelle ist dabei im Wesentlichen parallel zu einer Tretlagerachse der Antriebseinheit angeordnet. Die zwei zu dem Boden im Wesentlichen rechtwinklig angeordneten Seitenwände befinden sich dementsprechend auf einer Abtriebsseite der Antriebseinheit sowie auf einer der Abtriebsseite gegenüberliegenden Seite der Antriebseinheit. Die offene Seite der U-förmigen Rahmenschnittstelle gemäß Stand der Technik weist dementsprechend nach unten, so dass eine Montage in vertikaler Richtung von unten nach oben erfolgt. Alternativ kann die offene Seite der U-förmigen Rahmenschnittstelle gemäß Stand der Technik auch nach oben weisen, so dass eine Montage in vertikaler Richtung von oben nach unten erfolgen kann. Im Unterschied zu dieser bekannten U-förmigen Rahmenschnittstelle ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung mit einer L- förmigen Rahmenschnittstelle die dem Boden gegenüberliegende offene Seite so angeordnet, dass eine horizontale Montage von der Seite her möglich ist. Die Begriffe „horizontal“ und „vertikal“ beziehen sich dabei auf die übliche Anordnung einer Antriebseinheit an einer Rahmenschnittstelle eines mit Muskelkraft und/- oder Motor betriebenen Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrrads. Bei einer derartigen üblichen Anordnung der Antriebseinheit an einer Rahmenschnittstelle ist die Tretlagerachse der Antriebseinheit im Wesentlichen horizontal ausgerichtet. Eine horizontale Montage ist dementsprechend eine Montage im Wesentlichen parallel zu bzw. entlang der Tretlagerachse. Eine vertikale Montage ist dementsprechend eine Montage im Wesentlichen im rechten Winkel zu der Tretlagerachse der Antriebseinheit.
Durch Boden und Seitenwand wird dabei insbesondere ein Aufnahmeraum der Rahmenschnittstelle definiert. Die Antriebseinheit ist vorzugsweise zumindest teilweise innerhalb des Aufnahmeraums der Rahmenschnittstelle angeordnet.
Bei der L-förmigen Anordnung von Seitenwand und Boden kann die Seitenwand teilweise oder vollständig umlaufend zu dem Boden ausgebildet sein. Bei einer vollständig umlaufenden Seitenwand ergibt sich eine topfförmige Konstruktion der Rahmenschnittstelle. Vorzugsweise kann der Boden durchgängig ausgebildet sein. Alternativ kann der Boden eine oder mehrere Ausnehmungen aufweisen, durch welche beispielsweise Teile der Antriebseinheit, oder andere Komponen- ten ragen können. Vorzugsweise kann die Seitenwand durchgängig ausgebildet sein. Sie kann alternativ aber auch eine oder mehrere Ausnehmungen aufweisen, durch welche beispielsweise Teile der Antriebseinheit oder andere Komponenten hindurchgreifen können. Eventuell vorhandene Ausnehmungen können alternativ auch andere Funktionen haben, z. B. der Entwärmung der Antriebseinheit dienen, ohne dass Teile der Antriebseinheit durch die Ausnehmung hervorragen.
Durch eine topfförmige Konstruktion der Rahmenschnittstelle kann zudem ein mechanischer Schutz der Antriebseinheit, beispielsweise vor Steinschlag, mechanischen Kontakten, oder anderen Umwelteinflüssen, bereitgestellt werden. Zudem kann durch eine topfförmige Rahmenschnittstelle eine besonders hohe Steifigkeit der gesamten Anordnung bereitgestellt werden. Beispielsweise kann durch die Seitenwand ein besonders großer Kontaktbereich zur Antriebseinheit bereitgestellt werden, wodurch eine besonders gute Verteilung der mechanischen Belastungen ermöglicht werden kann. Beispielsweise können dadurch die von einem Fahrzeugrahmen auf die Antriebseinheit übertragenen Belastungen, beispielsweise bei starken Bremsmanövern oder dergleichen, gleichmäßig auf die Antriebseinheit verteilt werden.
Die Antriebseinheit umfasst vorzugsweise ein Gehäuse, eine Tretlagerachse und insbesondere innerhalb des Gehäuses einen Motor und/oder ein Getriebe.
Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Die Antriebseinheit ist insbesondere über eine Festlageranordnung mit dem Boden verschraubt. Die Festlageranordnung wird insbesondere dadurch gebildet, dass der Boden mit zumindest einem Gewindebolzen, vorzugsweise mit einer Gewindeschraube, mit zumindest einem Gewinde, vorzugsweise mit einer Gewindehülse, eines Gehäuses, der Antriebseinheit verschraubt ist.
Insbesondere sind die Antriebseinheit und der Boden dabei direkt mittels zumindest einer Schraube verschraubt. Vorzugsweise ist die zumindest eine Schraube dabei von außerhalb der Rahmenschnittstelle durch eine Öffnung des Bodens in die Antriebseinheit eingeschraubt. Dadurch kann eine besonders stabile Verbindung von Antriebseinheit und Rahmenschnittstelle bereitgestellt werden.
Vorzugsweise ist zumindest ein Haltebereich der Antriebseinheit zwischen einem Halteelement und dem Boden angeordnet. Das Halteelement ist dabei sowohl mit der Seitenwand als auch mit der Antriebseinheit befestigt.
Besonders bevorzugt ist die Antriebsanordnung so ausgebildet, dass zumindest der Haltebereich der Antriebseinheit zwischen Halteelement und Boden vordefiniert auf Zug oder auf Druck beansprucht ist, wenn die Antriebsanordnung vollständig befestigt ist. Als vollständig befestigter Zustand wird insbesondere ein Zustand angesehen, in welchem sämtliche Schrauben auf Anschlag verschraubt sind mit einem vordefinierten Ziel-Drehmoment. Die Zugbeanspruchung oder Druckbeanspruchung ist vorzugsweise dadurch eingestellt, dass das Halteelement entsprechend an eine Toleranzlage von Haltebereich der Antriebseinheit und Rahmenschnittstelle derart angepasst ist, dass nach dem Verschrauben die entsprechende vordefinierte Zugbeanspruchung oder Druckbeanspruchung vorliegt. Alternativ oder zusätzlich bevorzugt ist die Zugbeanspruchung oder Druckbeanspruchung durch speziell angepasste Anlagepunkte für die Antriebseinheit am Boden der Rahmenschnittstelle eingestellt. Vorzugsweise ist für die Druckbeanspruchung eine Toleranzlage der Antriebsanordnung so eingestellt, dass vor dem Verschrauben das Halteelement am Haltebereich der Antriebseinheit anliegt und gleichzeitig ein Spalt zwischen Halteelement und Seitenwand der Rahmenschnittstelle vorliegt. Durch das beispielsweise vollständige Verschrauben wird dieser Spalt geschlossen und zumindest der Haltebereich der Antriebseinheit auf Druck zwischen Halteelement und Boden eingeklemmt. Alternativ bevorzugt ist für die Zugbeanspruchung die Toleranzlage der Antriebsanordnung so eingestellt, dass vor dem Verschrauben das Halteelement an der Seitenwand anliegt und gleichzeitig ein Spalt zwischen Halteelement und Haltebereich der Antriebseinheit vorliegt. Beispielsweise wird dieser Spalt durch das Verschrauben geschlossen und zumindest der Haltebereich der Antriebseinheit wird zwischen Boden und Halteelement auf Zug beansprucht. Somit kann auf besonders einfache Weise der optimale gewünschte Belastungszustand der Antriebseinheit eingestellt werden. Mit anderen Worten befindet sich das Halteelement an einer dem Boden gegenüberliegenden Seite des Haltebereichs der Antriebseinheit. Dabei ist das Halteelement über eine Loslageranordnung jeweils an einer Stirnseite der Seitenwand und der Antriebseinheit befestigt, vorzugsweise verschraubt. Beispielsweise wird die Antriebseinheit durch die Befestigung des Halteelements zumindest teilweise innerhalb des Aufnahmeraums gehalten. Zudem können die Belastungszustände der Antriebseinheit durch Anpassung eines Spalts zwischen Halteelement und Antriebseinheit, oder zwischen Halteelement und Seitenwand besonders einfach und gezielt angepasst werden.
Bevorzugt ist das das Haltelement ein elastisch verformbares, plattenfömiges Element. Ein elastisch verformbares plattenförmiges Element ermöglicht einen toleranzausgleich zwischen Rahmenschnittstelle und Antriebseinheit in besonders einfacher Art und Weise und kann individuell auf die Geometrie der Rahmenschnittstelle als auch der Antriebseinheit angepasst werden. Weiterhin erlaubt der Einsatz von duktilen Werkstoffen mit niedrigem spezifischem Gewicht, ein besonders leichter Aufbau.
Bevorzugt weist die Antriebsanordnung genau zwei Halteelemente auf, um eine besonders einfache und zuverlässige Verbindung von Antriebseinheit und Rahmenschnittstelle zu ermöglichen.
Weiter bevorzugt ist das Halteelement ein ebenes Blech. Ein ebenes Blech als Halteelement erlaubt eine besonders einfache und kostengünstige Konstruktion der Antriebsanordnung mit niedrigem Gewicht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Antriebsanordnung zwei Halteelemente aufweist, welche jeweils ebene Bleche sind. Vorzugsweise ist jedes Blech dabei jeweils mittels genau einer Schraube mit der Seitenwand verschraubt und mittels zwei Schrauben mit dem Haltebereich der Antriebseinheit verschraubt
Besonders bevorzugt ist das Halteelement ein gestuftes Blech mit zwei ebenen Blechabschnitten. Die beiden ebenen Blechabschnitte sind dabei in einem vordefinierten Versatz parallel zueinander angeordnet. Der Versatz der beiden Blechabschnitte wird dabei in unverschraubtem Zustand des Halteelements, also ohne mechanische Belastung des Haltelements, betrachtet. Vorzugsweise kann sich der Versatz durch das Verschrauben ändern, beispielsweise indem mittels des Halteelements ein Spalt überbrückt wird. Vorzugsweise ist der erste ebene Blechabschnitt mit dem Haltebereich der Antriebseinheit verschraubt, und der zweite ebene Blechabschnitt mit der Seitenwand verschraubt. Mittels des gestuften Blechs kann besonders einfach und gezielt die Zugbelastung oder Druckbelastung des Haltebereichs der Antriebseinheit eingestellt werden, insbesondere indem der Versatz entsprechend angepasst wird
Weiter bevorzugt ist das Halteelement ein Deckel, welcher an einer gesamten Stirnseite der Seitenwand der Rahmenschnittstelle anliegt. Bevorzugt überdeckt der Deckel somit im Wesentlichen den gesamten Aufnahmeraum an dessen offener Seite. Vorzugsweise ist der Deckel ähnlich dem Boden ausgebildet, und bildet insbesondere zusammen mit der bevorzugt L-förmigen Rahmenschnittstelle einen im Wesentlichen geschlossenen Aufnahmeraum. Beispielsweise kann der Deckel Aussparungen aufweisen, durch welche Teile der Antriebseinheit oder weitere Elemente hindurch ragen können. Der Deckel kann beispielsweise aus Kunststoff, oder alternativ aus Metall, beispielsweise Aluminium, gebildet sein. Durch den Deckel kann ein besonders guter Schutz der Antriebseinheit vor Umwelteinflüssen ermöglicht werden.
Besonders bevorzugt weist der Deckel zumindest eine Öffnung, und pro Öffnung ein Elastomerelement und eine Hülse auf. Das Elastomerelement und die Hülse sind dabei innerhalb der Öffnung angeordnet und mittels einer Schraube mit der Antriebseinheit verschraubt. Die Verschraubung ist dabei derart, dass mittels der Schraube die Hülse gegen das Elastomerelement und das Elastomerelement gegen die Antriebseinheit gedrückt ist. Insbesondere kann dabei in einem Endzustand die Hülse in Kontakt mit der Antriebseinheit stehen, vorzugsweise sodass das Elastomerelement in einem Kraftnebenschluss vorliegt. Das Elastomerelement kann dabei eine besonders zuverlässige und robuste Verschraubung ermöglichen, da beispielsweise durch eine gewisse Nachgiebigkeit des Elastomerelements Vibrationen oder Schläge abgedämpft werden können, um Beschädigungen zu vermeiden. Vorteilhafterweise erlaubt das Elastomerelement zudem einen Toleranzausgleich der Verschraubung, vorzugsweise indem das Elastomerelement durch die Verpressung mittels der Hülse radial aufgeweitet und gegen eine Innenwand der Öffnung anlegt. Dadurch wird das Elastomerelement axial und radial in der Öffnung fixiert, wodurch auch Deckel und Antriebseinheit relativ zueinander fixiert werden.
Weiter bevorzugt ist der Deckel als federnder Deckel ausgebildet. Die Antriebseinheit wird dabei zwischen dem Anlagebereich des Deckels und dem Boden der Rahmenschnittstelle eingespannt. Dies kann beispielsweise formschlüssig erfolgen. Die formschlüssige Verbindung kann beispielsweise mittels passenden Zentrierungen zwischen Anlagebereich des Deckels und der Antriebseinheit erfolgen. Alternativ und/oder zusätzlich kann das Einspannen kraftschlüssig erfolgen. Bei einer kraftschlüssigen Einspannung wird die Antriebs einheit auf Druck zwischen Anlagebereich des Deckels und dem Boden der Rahmenschnittstelle eingespannt.
Bevorzugt umfasst die Antriebsanordnung ferner zumindest eine Fixierschraube, mittels welcher der Anlagebereich direkt mit der Antriebseinheit verschraubt ist. Insbesondere sind Anlagebereich und Antriebseinheit in vollständig verschraubten Zustand der Antriebsanordnung mittels der zumindest einen Fixierschraube auf Anschlag miteinander verschraubt. Dadurch kann eine besonders stabile Befestigung der Antriebseinheit ermöglicht werden
Bevorzugt ist der Deckel so ausgebildet, dass in vollständig verschraubten Zustand eine Druckkraft von mindestens 50, vorzugsweise mindestens 200 N, bevorzugt maximal 1600 N, insbesondere pro Anschraubpunkt, zwischen Deckel und Boden auf die Antriebseinheit ausgeübt wird. Insbesondere wird dabei ein statischer Zustand der Antriebsanordnung betrachtet, also ohne dass beispielsweise dynamische Belastungen durch einen Fährbetrieb des Fahrzeugs auf die Antriebsanordnung einwirken. Dadurch wird auch bei dynamischen Bean spruchungen der Rahmenanordnung sichergestellt, dass stets eine Druckbelastung der Antriebseinheit vorliegt. Insbesondere kann dadurch eine besonders zuverlässige Dichtheit der Antriebseinheit sichergestellt werden, beispielsweise, wenn diese miteinander verbundene Gehäusehälften aufweist
Besonders bevorzugt ist der Deckel tellerförmig ausgebildet und weist einen Haltebereich und einen abgesetzten Federbereich auf. Der Auflagebereich umgibt dabei den Anlagebereich. Der Auflagebereich ist mit der Seitenwand der Rahmenschnittstelle verschraubbar. Vorzugsweise ist im verschraubten Zustand ausschließlich der Auflagebereich des Deckels in Kontakt mit der Seitenwand der Rahmenschnittstelle. Der Federbereich verbindet den Anlagebereich und den Auflagebereich miteinander. Insbesondere ist der Federbereich so ausgebildet, dass dieser den Anlagebereich und den Auflagebereich federelastisch, das heißt nachgiebig, miteinander verbindet, wobei der Federbereich eine rückstellende Federkraft erzeugt. Mit anderen Worten basiert der Deckel somit auf dem Prinzip einer Tellerfeder. Dadurch kann bei kostengünstiger Konstruktion des Deckels auf einfache Weise eine Federelastizität des Deckels bereitgestellt werden, um zuverlässig den auf Druck eingespannten Zustand zu ermöglichen.
Vorzugsweise sind der Anlagebereich und der Auflagebereich des Deckels in unverschraubtem, insbesondere in unbelastetem, Zustand des Deckels in einem vordefinierten Versatz parallel zueinander angeordnet. Insbesondere ist der vordefinierte Versatz so ausgelegt, dass durch die Federelastizität des Deckels die vordefinierte Druckkraft auf die Antriebseinheit ausgeübt wird, wenn der Anlagebereich des Deckels vollständig, das heißt auf Anschlag, mit der Seitenwand der Rahmenschnittstelle verschraubt ist.
Weiter bevorzugt ist der Deckel umschnappbar ausgebildet, derart, dass der Anlagebereich bezüglich einer Halteebene, in welcher der Haltebereich bzw. der Auflagebereich liegt, von einer Seite der Halteebene auf die andere Seite der Halteebene umschnappen kann. Insbesondere ist die Halteebene eine Symmetrieebene des Haltebereichs, also vorzugsweise mittig zwischen den beiden Oberflächen des Haltebereichs angeordnet. Mit anderen Worten weist der Deckel zwei Ruhelagen auf, insbesondere in welchen jeweils eine tellerförmige Konfiguration des Deckels, vorzugsweise jeweils nach dem Prinzip einer Tellerfeder, vorliegt. Dadurch kann eine besonders einfache Handhabung der Antriebsanordnung ermöglicht werden. Beispielsweise kann hierdurch zunächst der Haltebereich auf Anschlag mit der Seitenwand der Rahmenschnittstelle verschraubt werden, und anschließend der Anlagebereich in Richtung der Antriebseinheit gedrückt werden, bis dieser umschnappt, um nach dem Umschnappen die Antriebseinheit gegen den Deckel einzuspannen. Besonders bevorzugt ist der Deckel derart ausgebildet, dass das Umschnappen erfolgt, sobald der Anlagebereich über eine vordefinierte Kippebene bewegt wird, wenn der Anlagebereich in Richtung der Halteebene bewegt wird. Vorzugsweise entspricht die Kippebene der Halteebene. Alternativ kann die Kippebene auch in einem Abstand zur Halteebene angeordnet sein. Das heißt, um das Umschnappen zu initiieren, muss der Haltebereich entgegen der Federkraft des Federbereichs in Richtung der Halteebene, also in Richtung des Haltebereichs, bewegt werden, um nach Überschreiten der Kippebene auf die entsprechende andere Ruhelage umzuschnappen.
Vorzugsweise umgibt die Seitenwand den Aufnahmeraum in Umfangsrichtung vollständig. Das heißt, der Aufnahmeraum ist durch die Seitenwand umlaufend vollständig geschlossen. Dadurch kann ein besonders guter mechanischer Schutz der Antriebseinheit vor Umwelteinflüssen und zudem eine besonders gleichmäßige Belastungsverteilung zwischen Antriebseinheit und Rahmenschnittstelle ermöglicht werden.
Weiter bevorzugt weist die Seitenwand zumindest eine Aussparung auf, sodass der Aufnahmeraum seitlich offen ist. Vorzugsweise erstreckt sich die Aussparung über mindestens 20 %, bevorzugt maximal 80 %, des Umfangs der Seitenwand. Bevorzugt erstreckt sich die Aussparung über die gesamte Höhe der Seitenwand. Durch die Aussparung in der Seitenwand kann eine besonders kostengünstige Rahmenschnittstelle mit niedrigem Gewicht bereitgestellt werden. Zudem erlaubt die Aussparung eine bessere Zugänglichkeit der Antriebseinheit.
Weiterhin führt die Erfindung zu einem Fahrzeug, bevorzugt einem mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeug, vorzugsweise einem Elektrofahrrad, welches die beschriebene Antriebsanordnung umfasst.
Bevorzugt umfasst das Fahrzeug einen Fahrzeugrahmen, wobei die Rahmenschnittstelle integraler Bestandteil des Fahrzeugrahmens ist. Vorzugsweise ist die Rahmenschnittstelle dabei mit einem Unterrohr und/oder mit einem Sitzrohr und/oder mit Kettenstreben des Fahrzeugrahmens verbunden, besonders bevorzugt jeweils mittels einer Schweißverbindung oder einer Schraubverbindung oder einer Klebeverbindung. Insbesondere ist die Rahmenschnittstelle derart angeordnet, dass eine Tretlagerachse des Fahrzeugs durch die Antriebseinheit und die Rahmenschnittstelle verläuft. Vorzugsweise ist die Rahmenschnittstelle so angeordnet, dass die Tretlagerachse im Wesentlichen senkrecht zum Boden der Rahmenschnittstelle liegt. Dadurch, dass die Rahmenschnittstelle in den Fahrzeugrahmen integriert ist kann eine besonders einfache Konstruktion ermöglicht werden, welche eine robuste und gut geschützte Anordnung der Antriebseinheit erlaubt. Zudem kann eine besonders einfache Montage der Antriebseinheit ermöglicht werden, da eine Zugänglichkeit des Aufnahmeraums nur von einer Seite aus erforderlich ist.
Besonders bevorzugt ist auch der Boden der Rahmenschnittstelle Abtriebsseitig der Antriebseinheit angeordnet. Neben einer besonders einfachen Zugänglichkeit der Rahmenschnittstelle zur Montage der Antriebseinheit wird dadurch eine optimale Kraftübertragung im Bereich der Antriebsanordnung bei einem Betrieb des Fahrzeugs ermöglicht. Aufgrund der Kettenkraft wirkt auf der Abtriebsseite die höchste Kraft auf die Antriebsanordnung. Da sich hier der Boden der vorzugsweise topfförmigen Rahmenschnittstelle befindet, kann diese Kraft besonders gleichmäßig verteilt werden. Wenn die Antriebseinheit vorzugsweise direkt mit dem Boden, beispielsweise an mehreren über den Boden verteilten Verschraubungspunkten, verschraubt ist, kann somit eine besonders direkte
Kraftübertragung zwischen Antriebseinheit und Rahmenschnittstelle erreicht werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen 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 ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 ein Detail einer Seitenansicht eines Fahrzeugs mit der
Antriebsanordnung der Figur 1,
Figur 3 eine Detailansicht einer Rahmenschnittstelle der
Antriebsanordnung der Figur 1,
Figur 4 eine Detailansicht eines Halteelements einer Antriebsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 5 ein Detail einer Schnittansicht der Antriebsanordnung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 6 ein Detail einer weiteren Schnittansicht der Antriebsanordnung der
Figur 5,
Figur 7 ein Detail einer Seitenansicht eines Fahrzeugs mit einer
Antriebsanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Figur 8 eine Schnittansicht einer Antriebsanordnung gemäß einem vierten
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 9 eine Detailansicht einer Antriebsanordnung gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel der Erfindung Figur 10 eine Schnittansicht der Antriebsanordnung der Figur 9 während des Zusammenbaus.
Figur 11 eine Schnittansicht der Antriebsanordnung der Figur 9 in vollständig zusammengebautem Zustand
Figur 12 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs in Form eines mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeugs, vorzugsweise Elektrofahrrad.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt eine Schnittansicht einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Antriebsanordnung 1 ist Teil eines (nicht dargestellten) Fahrzeugs, bei welchem es sich um ein Elektrofahrrad handelt.
Der mit dem Buchstaben B gekennzeichnete Pfeil stellt die Montagerichtung der Antriebseinheit dar, welche im Wesentlichen senkrecht zur Laufrichtung ist (siehe Figur 12). Weitere Ansichten der Antriebsanordnung 1 des ersten Ausführungsbeispiels sind in den Figuren 2 und 3 dargestellt.
Die Antriebsanordnung 1 umfasst eine Antriebseinheit 2, welche einen Motor und/oder ein Getriebe aufweist. Weiterhin umfasst die Antriebsanordnung 1 eine Rahmenschnittstelle 3. Die Rahmenschnittstelle 3 ist vorzugsweise topfförmig ausgebildet und weist einen Boden 31 und eine Seitenwand 32 auf, welche L- förmig angeordnet sind. Der Boden 31 und die Seitenwand 32 definieren beispielsweise einen Aufnahmeraum 30, innerhalb welchem die Antriebseinheit 2 teilweise angeordnet ist. Die Antriebseinheit 2 liegt dabei an mehreren Auflagepunkten 37 (vgl. Figur 3 oder 9; nicht in Figur 1 dargestellt) des Bodens 31 am Boden 31 an.
Wie in der Figur 1 zu erkennen, sowie auch in Figur 3 dargestellt, weist der Boden 31 eine Aussparung 35 auf, durch welche ein Teil der Antriebseinheit 2 zumindest teilweise hindurch ragen kann. Ferner umfasst die Antriebsanordnung 1 ein Halteelement 4, welches als ebenes Blech ausgebildet ist. Das Halteelement 4 ist mittels einer ersten Schraube 5 mit der Seitenwand 32 der Rahmenschnittstelle 3 verschraubt und zudem mittels zwei zweiten Schrauben 6 (vgl. Figur 2) mit der Antriebseinheit 2 verschraubt. Wie in den Figuren 1 und 2 zu erkennen, sind die beiden Schrauben 5, 6 von derselben Seite durch das Halteelement 4 in die Seitenwand 32 bzw. die Antriebseinheit 2 eingeschraubt.
Zusätzlich ist die Antriebseinheit 2 direkt mit dem Boden 31 der Rahmenschnittstelle 3 verschraubt von einer gegenüberliegenden Seite. Diese Verschraubung ist in den Figuren 1 und 2 nicht zu sehen, allerdings sind die entsprechenden Bohrungen 70 des Bodens 31, durch welche die zugehörigen Schrauben in die Antriebseinheit 2 eingeschraubt sind, in Figur 3 zu erkennen.
Figur 1 zeigt dabei einen noch nicht vollständig verschraubten Zustand der Antriebsanordnung 1. Das heißt, die Schrauben 5, 6 sind in dem in Figur 1 gezeigten Zustand noch nicht auf Anschlag mit einem vorbestimmten Ziel- Drehmoment angezogen. Wie in der Figur 1 zu erkennen, liegt dabei ein Spalt 9, zwischen dem Halteelement und einer Stirnseite 32 a der Seitenwand vor. Beispielsweise kann der Spalt 9 aus Fertigungstoleranzen resultieren, oder gezielt bei der Herstellung der Rahmenschnittstelle 3 erzeugt worden sein.
Werden die Schrauben 5, 6 vollständig mit dem vorbestimmten Ziel-Drehmoment angezogen, so wird das Halteelement 4 so weit verformt, bis es an der Stirnseite 32a der Seitenwand 32 anliegt, und somit auf Biegung beansprucht wird.
Dadurch wird eine entsprechende Biegekraft auf den Haltebereich 20 der Antriebseinheit 2 ausgeübt, sodass der Haltebereich 20 zwischen dem Halteelement 4 und dem Boden 31 auf Druck beansprucht wird. Durch die Belastung der Antriebseinheit 2 auf Druck kann eine für eine lange Lebensdauer der Antriebseinheit 2 besonders günstige mechanische Befestigung erreicht werden. Zudem wirkt sich die Druckbeanspruchung günstig auf eine zuverlässige Dichtheit der Antriebseinheit 2 aus, beispielsweise wenn diese ein Gehäuse aufweist, welches aus miteinander verschraubten Gehäusehälften (vergl. Figur 8, 64) gebildet sein kann. Wie der Figur 2 zu erkennen, umgibt die Seitenwand 32 in Umfangsrichtung die Antriebseinheit 2 vollständig. Dadurch kann ein besonders guter Schutz der Antriebseinheit 2 erreicht werden. Weiterhin ist die Tretlagerachse 110 dargestellt. Beispielsweise werden durch die Rahmenschnittstelle direkte mechanische Einwirkungen auf die Antriebseinheit 2, wie durch Steinschläge oder Aufsetzer auf Gegenständen verursacht, verhindert.
In der Figur 7 und 9 ist zudem die Anbindung der Rahmenschnittstelle 3 in den Fahrzeugrahmen 105 des Elektrofahrrads gezeigt. Die Rahmenschnittstelle 3 und die Antriebseinheit 2 befinden sich dabei im um die Tretlagerachse 110 des Elektrofahrrads. Die Rahmenschnittstelle 3 ist dabei mittels jeweils einer Schweißverbindung mit einem Unterrohr 106 und einer Sitzstrebe 107 des Fahrzeugrahmens 105 verbunden.
Ferner weist die Rahmenschnittstelle 3 ein Gelenk 8 auf, welches in eine Öffnung 80 innerhalb der Seitenwand 32 integriert ist. Mittels des Gelenks 8 ist eine Kettenstrebe 108 eines (siehe Fig. 7) gefederten Hinterbaus des Elektrofahrrads gelenkig mit der Rahmenschnittstelle 3 verbunden.
Die Rahmenschnittstelle 3 ist so am Fahrzeugrahmen 105 ausgerichtet, dass der (in Figur 2 nicht sichtbare) Boden 31 auf der Abtriebsseite 60 der Antriebseinheit 2 angeordnet ist, also näher an einem Kettenblatt 109 als die Antriebseinheit 2. Dabei ist die Rahmenschnittstelle 3 auf einer dem Kettenblatt 109 abgewandten Seite offen.
Bei der Rahmenschnittstelle 3, welche im Detail in einer perspektivischen Ansicht in Figur 3 dargestellt ist, handelt es sich vorzugsweise um ein Gussbauteil, welches aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist. Die Auflagepunkte 37 für die Antriebseinheit 2 sind dabei mittels Fräsen nach dem Gießen der Rahmenschnittstelle 3 hergestellt. Unmittelbar in derselben Aufspannung können Bohrungen 50, 70 (50 nicht für alle Ausführungen erforderlich, siehe Figur 10) für sämtliche Schrauben 5 oder 85 sowie die Öffnung 80 für das Gelenk 8 gebohrt werden, wobei für sämtliche spanend hergestellten Elemente eine besonders hohe Genauigkeit, vor allem relativ zueinander, ermöglicht werden kann. Figur 4 zeigt eine Detailansicht eines Halteelements 4 einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Antriebsanordnung 1 des zweiten Ausführungsbeispiels mit Varianten des in Figur 4 dargestellten Halteelements 4 ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3, mit dem Unterschied eines alternativen Halteelements 4. Im zweiten Ausführungsbeispiel ist das Halteelement 4 ein gestuftes Blech, welches zwei ebene Blechabschnitte 41, 42 aufweist. Die beiden Blechabschnitte 41, 42 sind parallel zueinander angeordnet und in unverschraubtem Zustand, wie in der Figur 4, in einem vordefinierten Versatz 44 zueinander angeordnet.
Der Versatz 44 ist dabei so ausgelegt, dass in vollständig verschraubtem Zustand der Antriebsanordnung 1 entweder eine Druckbelastung oder eine Zugbelastung des Haltebereichs 20 der Antriebseinheit 2 vorliegt. Vorzugsweise ist der Versatz 44 dabei in Abhängigkeit einer Toleranzlage von Antriebseinheit 2 und Rahmenschnittstelle 3 bemessen. Die beiden Varianten sind in den Figuren 5 und 6 dargestellt.
Figur 5 zeigt dabei ein Halteelement 4 mit einem Versatz 44, welcher so ausgelegt ist, dass in unverschraubtem Zustand und wenn ein erster Blechabschnitt 41 des Halteelements 4 am Haltebereich 20 der Antriebseinheit 2 anliegt, zwischen dem zweiten Blechabschnitt 42 und der Seitenwand 32 der Rahmenschnittstelle 3 ein Spalt 9 vorliegt. Werden die Schrauben 5, 6 vollständig angezogen, so wird das Halteelement 2 gebogen, bis der zweite Blechabschnitt 42 an der Seitenwand 32 anliegt. Dadurch wird der Haltebereich 20 über das Halteelement 4 und zwischen Halteelement 4 und Boden 31 auf Druck beansprucht.
Figur 6 zeigt analog eine alternative Ausbildung des Halteelements 4, wobei der Versatz 44 so ausgelegt ist, dass in unverschraubtem Zustand zwischen erstem Blechabschnitt 41 und Haltebereich 20 ein Spalt 9 vorliegt. Da in diesem Zustand der zweite Haltebereich 42 bereits an der Seitenwand 32 anliegt, bewirkt ein vollständiges Anziehen der Schrauben 5, 6, dass der Haltebereich 20 der Antriebseinheit 2 auf Zug beansprucht wird.
Figur 7 zeigt ein Detail einer Seitenansicht eines Fahrzeugs mit einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das dritte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3, mit dem Unterschied, dass die Rahmenschnittstelle 3 seitlich offen ausgebildet ist. Im Detail weist die Seitenwand 31 der Rahmenschnittstelle 3 im dritten Ausführungsbeispiel eine Aussparung 33 auf, welche sich über etwa 30 % eines Umfangs der Seitenwand 31 erstreckt. Die Aussparung 33 befindet sich dabei an einer vertikal unteren Seite und in Fahrtrichtung vorderen Seite der Rahmenschnittstelle 3. Die Aussparung 33 erlaubt eine besonders einfache, kostengünstige und gewichtssparende Konstruktion der Rahmenschnittstelle 3. Zudem ermöglicht die Aussparung 33 eine besonders gute Zugänglichkeit der Antriebseinheit 2.
Figur 8 zeigt eine Schnittansicht einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das vierte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3, mit einer weiteren alternativen Ausgestaltung des Halteelements 4. In der Figur 8 ist zudem die direkte Verschraubung der Antriebseinheit 2 mit dem Boden 31 mittels weiterer Schrauben 7 gezeigt.
Im vierten Ausführungsbeispiel der Figur 8 ist das Halteelement 4 als Deckel ausgebildet, welcher an der gesamten Stirnseite 32a der Seitenwand 32 anliegt. Dadurch kann der Aufnahmeraum 30 durch den Deckel 4 im Wesentlichen geschlossen werden, wobei der Deckel 4 eine ähnliche Aussparung wie der Boden 31 (vgl. Figur 3) aufweisen kann.
Wie im ersten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 ist der Deckel 4 im vierten Ausführungsbeispiel der Figur 8 mit ersten Schrauben 5 mit der Seitenwand 32 verschraubt und mit zweiten Schrauben 6 mit einem Haltebereich 20 der Antriebseinheit 2 verschraubt.
Zusätzlich weist das Halteelement 4 zwei Öffnungen 45, und pro Öffnung 45 jeweils ein Elastomerelement 46 und eine Hülse 47 auf, welche innerhalb der entsprechenden Öffnung 45 angeordnet sind. Die Hülse 47 und das Elastomerelement 46 sind dabei teilweise ineinandergesteckt, wobei das Elastomerelement 46 auf einer der Antriebseinheit 2 zugewandten Seite der Hülse 47 angeordnet ist. Beim Anziehen der Schraube 6 werden die Hülse 47 und das Elastomerelement 46 in Richtung der Antriebseinheit 2 gedrückt. Dabei drückt die Hülse 47 das Elastomerelement 46 gegen die Antriebseinheit 2, insbesondere bis die Hülse 47 in Kontakt mit der Antriebseinheit 2 steht. Durch die Elastizität des Elastomerelements 46 wird dieses durch das Andrücken zusätzlich radial aufgeweitet, und gegen eine Innenseite 45a der Öffnung 45 gepresst. Somit wird durch das mittels Schraube 6 und Hülse 47 verpresste Elastomerelement 46 der Toleranzausgleich zwischen Halteelements 4, Antriebseinheit 2 und Seitenwand 32 umgesetzt.
Figur 9 zeigt eine Seitenansicht einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Antriebsanordnung 1 ist Teil des (nur teilweise dargestellten) Fahrzeugs, bei welchem es sich um ein Elektrofahrrad handelt (siehe Figur 12). In Figur 9 ist die Antriebsanordnung 1 nur teilweise dargestellt. Weitere Ansichten der Antriebsanordnung 1 des bevorzugten Ausführungsbeispiels sind in den Figuren 10 und 11 dargestellt. Figur 10 zeigt dabei einen noch nicht vollständig verschraubten Zustand der Antriebsanordnung 1. Ein Auflagebereich 52 liegt dabei an einer Stirnseite 33 der Seitenwand 32 an.
Das hier dargestellte Halteelement in bevorzugter Ausführungsform eines federnden Deckels 4 ist tellerförmig ausgebildet und weist einen Anlagebereich 51, einen Auflagebereich 52, welcher den Anlagebereich 51 umgibt, und einen Federbereich 53, welcher Auflagebereich 52 und Anlagebereich 51 miteinander verbindet, auf. Auflagebereich 52 und Anlagebereich 51 sind in unbelasteten Zustand des federnden Deckels 84 in einem vordefinierten Versatz 54 parallel zueinander angeordnet. Dieser Zustand ist in Figur 10 dargestellt.
Der federnde Deckel 84 ist dabei tellerförmig und aus Federstahl ausgebildet, sodass der Deckel 4 eine Nachgiebigkeit vergleichbar mit einer Tellerfeder aufweist. Zudem ist der Deckel umschnappbar ausgebildet, sodass der Anlagebereich 51 von einer Seite einer durch den Auflagebereich 52 definierten Halteebene 40 auf die andere Seite der Halteebene 40 umschnappen kann. Die Halteebene 40 ist eine Symmetrieebene des Auflagebereichs 52, das heißt, mittig zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen des Auflagebreichs 52 angeordnet. Das Umschnappen erfolgt dabei, wenn der Anlagebereich 51 vollständig über eine Kippebene 40, welcher im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Halteebene 40 entspricht, bewegt wird.
Der federnde Deckel 84 ist dabei so ausgelegt, dass das Umschnappen symmetrisch bezüglich der Halteebene 40 erfolgt. Das heißt, der federnde Deckel 84 weist zwei Ruhelagen auf, in welchen jeweils eine Oberfläche 51a,
51b des Anlagebereichs 51 in einem vordefinierten gleichen Abstand 54 zur Halteebene 40 angeordnet ist.
Eine erste Ruhelage des Deckels 84 ist dabei in der Figur 10 dargestellt. In diesem Zustand, also während des Verschraubens mit der Seitenwand 32, ist der federnde Deckel so ausgerichtet, dass der Anlagebereich 51 auf einer der Rahmenschnittstelle 3 abgewandten Seite des Deckels liegt.
Zum weiteren vollständigen Zusammenbau der Antriebsanordnung 1 wird zumindest eine Fixierschraube 86 in einer Durchgangsöffnung 55 des Anlagebereichs 51 eingeführt und in die Antriebseinheit 2 eingeschraubt. Durch Anziehen der Schraube wird der Anlagebereich 51 zur Antriebseinheit 2, also auch zur Halteebene 40 hinbewegt. Sobald der Anlagebereich 51 die Halteebene 40 komplett überschritten hat, erfolgt das Umschnappen.
Dabei ist der Deckel 84 so ausgelegt, dass der vordefinierte Abstand 54 größer ist als ein Abstand 54‘ zwischen Halteebene 40 und Antriebseinheit 2. Das heißt, nach dem Umschnappen kann der Deckel 4 nicht seine zweite Ruhelage einnehmen. Dadurch verbleibt der Anlagebereich 51 in einer mittels des Federbereichs 43 gegen den Auflagebreich 52 vorgespannten Zustand. Aufgrund der Federelastizität des federnden Deckels 84 wird hierdurch eine vordefinierte Druckkraft F auf die Antriebseinheit 2 ausgeübt. Mit anderen Worten wird die Antriebseinheit 2 mittels der vordefinierten Druckkraft F zwischen Anlagebereich 51 und Boden 31 eingespannt.
Durch die Belastung der Antriebseinheit 2 auf Druck kann eine für eine lange Lebensdauer der Antriebseinheit 2 besonders günstige mechanische Befestigung erreicht werden. Zudem wirkt sich die Druckbeanspruchung günstig auf eine zuverlässige Dichtheit der Antriebseinheit 2 aus, beispielsweise wenn diese ein Gehäuse aufweist, welches aus miteinander verschraubten Gehäusehälften gebildet sein kann.
Figur 12 zeigt eine vereinfachte schematische Ansicht eines mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeugs 100, welches eine Antriebsanordnung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst. Bei dem Fahrzeug 100 handelt es sich um ein Elektrofahrrad. Der mit dem Buchstaben A gekennzeichnete Pfeil stellt die Laufrichtung des Elektrofahrrads dar. Die Antriebsanordnung 1 ist im Bereich eines Tretlagers angeordnet und umfasst eine Antriebseinheit 2. Die Antriebseinheit 2 umfasst einen Elektromotor und ein Getriebe und ist vorgesehen, um mittels eines durch den Elektromotor erzeugten Drehmoments eine mittels Muskelkraft erzeugte Tretkraft des Fahrers zu unterstützen. Die Antriebseinheit 2 wird dabei von einem elektrischen Energiespeicher 111 mit elektrischer Energie versorgt. Die Antriebsanordnung 1 umfasst eine Rahmenschnittstelle 3. Die Rahmenschnittstelle 3 ist ein integraler Bestandteil eines Fahrzeugrahmens 105 des Fahrzeugs 100. Eine Abtriebswelle 108 ist drehfest mit einem Kettenblatt 109 verbunden. Die Tretlagerachse 110 ist dabei einerseits durch die Muskelkraft des Fahrers und andererseits durch die Motorkraft der Antriebseinheit 2 antreibbar.

Claims

Ansprüche
1. Antriebsanordnung für ein mit Muskelkraft und/oder Motor betriebenes Fahrzeug umfassend: einer L-förmigen Rahmenschnittstelle (3), wobei die L-förmige Rahmenschnittstelle (3) einen Boden (31), eine Seitenwand (32) und eine dem Boden (31) gegenüberliegende offene Seite (66) aufweist, einer Antriebseinheit (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (2) über die offene Seite (66) der Rahmenschnittstelle (3), insbesondere horizontal, montierbar ist und mit dem Boden (31) der Rahmenschnittstelle (3) lösbar befestigt ist.
2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, wobei der Boden (31) der Rahmenschnittstelle (3) auf einer Abtriebsseite (60) der Antriebseinheit (2) und im Wesentlichen orthogonal zu einer Tretlagerachse (110) der Antriebseinheit (2) angeordnet ist, und die Seitenwand (32) im Wesentlichen rechtwinklig zu dem Boden (31) angeordnet ist.
3. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Antriebseinheit (2) mittels einer Festlageranordnung (61) mit dem Boden (31) lösbar befestigt ist.
4. Antriebsanordnung nach Anspruch 3, wobei die Festlageranordnung (61) dadurch gebildet wird, dass der Boden (31) mit zumindest einem Gewindebolzen (7), vorzugsweise mit einer Gewindeschraube, mit zumindest einem Gewinde, vorzugsweise mit einer Gewindehülse, eines Gehäuses (64) der Antriebseinheit (2) verschraubt ist.
5. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebsanordnung so ausgebildet ist, dass in vollständig befestigtem, vorzugsweise verschraubtem, Zustand zumindest ein Haltebereich (20) der Antriebseinheit (2) zwischen einem Halteelement (4) und dem Boden (31) der Rahmenschnittstelle (3) auf Zug oder Druck, vorzugsweise auf Druck, beansprucht ist.
6. Antriebsanordnung nach Anspruch 5, wobei das Halteelement (4) über eine Loslageranordnung () jeweils mit einer Stirnseite (30) der Seitenwand (32) und der Antriebseinheit (2) befestigt, vorzugsweise verschraubt, ist.
7. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das Halteelement (4) ein elastisch verformbares plattenförmiges Element ist.
8. Antriebsanordnung nach Anspruch 7, wobei das Halteelement (4) ein ebenes Blech ist.
9. Antriebsanordnung nach Anspruch 7, wobei das Halteelement (4) ein gestuftes Blech mit zwei ebenen Blechabschnitten (41, 42) ist, wobei die beiden ebenen Blechabschnitte (41, 42) in einem vordefinierten Versatz (44) parallel zueinander angeordnet sind.
10. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das Halteelement (4) ein Deckel ist, welcher an einer Stirnseite (32a) der Seitenwand (32) der Rahmenschnittstelle (3) anliegt.
11. Antriebsanordnung nach Anspruch 10, wobei der Deckel zumindest eine Öffnung (45), und pro Öffnung (45) ein Elastomerelement (46) und eine Hülse (47) aufweist, wobei das Elastomerelement (46) und die Hülse (47) in der Öffnung (45) angeordnet sind, und mittels einer Schraube (6) mit der Antriebseinheit (2) verschraubt sind, derart, dass die Hülse (47) das Elastomerelement (46) gegen die Antriebseinheit (2) drückt.
12. Antriebsanordnung nach Anspruch 10, wobei der Deckel (84) ein federnder Deckel ist und die Antriebseinheit (2) zwischen einem Anlagebereich (51) des Deckels und dem Boden (31), vorzugsweise auf Druck, einspannt.
13. Antriebsanordnung nach Anspruch 12, ferner umfassend zumindest eine Fixierschraube (86), mittels welcher der Anlagebereich (51) direkt mit der Antriebseinheit (2) verschraubt ist.
14. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei der Deckel (84) so ausgebildet ist, um in vollständig verschraubten Zustand eine Druckkraft (F) von mindestens 50 N, insbesondere mindestens 200 N, auf die Antriebseinheit (2) auszuüben.
15. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 12-143, wobei der Deckel (84) tellerförmig mit einem Auflagebereich (52) und einem Federbereich (43) ausgebildet ist, wobei der Auflagebereich (52) den Anlagebereich (51) umgibt, und wobei der Federbereich (43) den Anlagebereich (51) und den Auflagebereich (52) miteinander verbindet.
16. Antriebsanordnung nach Anspruch 15, wobei der Anlagebereich (51) und der Auflagebereich (52) in unverschraubtem, insbesondere unbelastetem, Zustand des Deckels (84) in einem vordefinierten Versatz (54) parallel zueinander angeordnet sind.
17. Antriebsanordnung nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Deckel (84) umschnappbar ausgebildet ist, derart, dass der Anlagebereich (51) bezüglich einer Halteebene (40), in welcher der Auflagebereich (52) liegt, von einer Seite der Halteebene (40) auf die andere Seite der Halteebene (40) umschnappen kann.
18. Antriebsanordnung nach Anspruch 17, wobei der Deckel (84) derart ausgebildet ist, dass das Umschnappen erfolgt, wenn der Anlagebereich (51) in Richtung der Halteebene (40) über eine vordefinierte Kippebene (40‘) bewegt wird, insbesondere wobei die Kippebene (40‘) der Halteebene (40) entspricht.
19. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Seitenwand (32) den Boden (31) umlaufend vollständig umgibt.
20. Antriebsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Seitenwand (32) eine Aussparung (33) aufweist, insbesondere wobei die
Aussparung (33) sich über mindestens 20 %, insbesondere maximal 80 %, des Umfangs der Seitenwand (32) erstreckt.
21. Fahrzeug, insbesondere mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbares Fahrzeug (100), vorzugsweise Elektrofahrrad, umfassend eine Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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