DE102011053495B4 - Antriebseinheit mit einem Getriebe - Google Patents

Abstract

Antriebseinheit (10) mit einem Getriebe (1), das eine Antriebsachse (2) und eine Abtriebsachse (4) aufweist, die parallel und beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei das Getriebe (1) als eine eine Einheit bildende Kartusche ausgebildet ist, die mit einem Bestandteil der Antriebseinheit (10) bildenden Lagerelement verbunden ist dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (1) drehmomentübertragend mit einer elektrischen Maschine (16), die als Elektromotoren/oder als Generator ausgebildet ist, verbunden ist, wobei das Lagerelement eine Schwinge (11) ist, die im Bereich eines Endes eine Aufnahme (12) zur schwenkbaren Lagerung in einem Rahmen eines Motorrades aufweist und im Bereich des anderen Endes eine Aufnahme (15) für die Kartusche aufweist, sowie im Bereich der schwenkbaren Lagerung die elektrische Maschine (16) mit dem Lagerelement verbunden ist, und ein Kraftübertragungsmittel (24) zum Übertragen von Drehmoment zwischen elektrischer Maschine (16) und Getriebe (1) vorgesehen ist.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinheit mit einem Getriebe, das eine Antriebsachse und eine Abtriebsachse aufweist, die parallel und beabstandet zueinander angeordnet sind.
• Bei Antriebseinheiten werden bei Verwendung findenden Getrieben immer höhere Übertragungskräfte gefordert. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn das Getriebe mit einer elektrischen Maschine, sei es einem Elektromotor oder einem elektrischen Generator, zusammenwirkt.
• Der Elektromotor dient dem Antreiben des Getriebes; mittels des Getriebes wird der elektrische Generator zur Stromerzeugung angetrieben.
• Darüber hinaus wird bei Antriebseinheiten gefordert, dass die einzelnen Komponenten der Antriebseinheit einfach und schnell zu montieren sind. Zudem ist es von Vorteil, wenn die einzelne Komponente der Antriebseinheit, insbesondere das Getriebe nicht nur hohe Übertragungskräfte beherrscht, sondern zudem platzsparend gestaltet ist.
• Die Antriebseinheit die die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist, ist aus der DE 929 228 B bekannt. Dort ist ein Fernschlepper mit Wechselbetrieb beschrieben. Dieser weist eine Antriebseinheit auf, mit einem Getriebe, dass eine Antriebsachse und eine Abtriebsachse aufweist, die parallel beabstandet zueinander angeordnet sind. Das Getriebe ist in einen Kettenschutz eingebaut und ist dadurch als eine Einheit bildende Kartusche ausgebildet. Die Kartusche ist über deren Grundplatte mit einem drehbaren Hohlrohr verbunden, bei dessen Drehung um 180° die ganze Kartusche gedreht werden kann. Das Hohlrohr bildet auf diese Weise ein Lagerelement für die Kartusche. Das Lagerelement ist Bestandteil der Antriebseinheit.
• In der EP 1 574 379 B1 ist ein Motorrad beschrieben, dass mittels einer Brennkraftmaschine oder mittels einer elektrischen Maschine antreibbar ist. Konkret sind zwei elektrische Maschinen vorgesehen, wobei eine Elektromaschine, die die Funktion eines Elektromotors besitzt, konzentrisch zu einer Hinterradwelle des Motorrades angeordnet ist und von dieser durchsetzt wird. Die zweite, weiter vorne im Motorrad platzierte elektrische Maschine besitzt insbesondere die Funktion eines Generators, kann aber zusätzlich auch als Motor betrieben werden. Die elektrische Maschine und der Verbrennungsmotor wirken mit einer gemeinsamen Leistungsverteilungseinrichtung zusammen. Von dieser wird die Hinterachse über eine Kette angetrieben, konkret über ein Stirnradgetriebe, dass die Funktion eines Drehzahlverminderers besitzt.
• In der DE 197 51 371 A1 ist eine Triebsatzschwinge für einen Motorroller beschrieben. Im Antriebsstrang ist eine Kupplung vorgesehen, die bei Einleitung eines Drehmoments über einen Antriebsmotor das Drehmoment auf ein Hinterrad des Fahrzeugs überträgt, hingegen ein entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment nicht überträgt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Antriebseinheit eine einfache und schnelle Montage des Getriebes zu gewährleisten, wobei das Getriebe unter dem Aspekt der geforderten Übertragungskräfte bzw. Übertragungsmomente zudem platzsparend konzipiert sein soll.
• Gelöst wird die Aufgabe durch eine Antriebseinheit, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
• Die Erfindung schlägt eine Antriebseinheit vor, bei der das Getriebe als eine eine Einheit bildende Kartusche ausgebildet ist, die mit einem Bestandteil der Antriebseinheit bildenden Lagerelement verbunden ist. Demnach kann das Getriebe vollständig aus dessen einzelnen Teilen zusammengebaut werden und es ist dann nur erforderlich, diese so gebildete Kartusche mit dem Lagerelement zu verbinden. Dies reduziert den Herstellungs- und Montageaufwand der Antriebseinheit wesentlich.
• Baulich besonders vorteilhaft ist das Getriebe gestaltet, wenn es zwei Gehäuseteile aufweist, die als Topf und Deckel ausgebildet sind, wobei mittels des Deckels der Topf verschließbar ist.
• Zum sicheren Verbinden der beiden Gehäuseteile ist vorgesehen, dass diese miteinander verschraubt sind.
• Vorzugsweise ist die Kartusche, zur parallelen Lagerveränderung einer der Achsen des Getriebes bezüglich des Lagerelements, verdrehbar im Lagerelement gelagert. Dies ermöglicht es, diese Achse bezüglich mit dem Getriebe zusammenwirkenden Bauelementen der Antriebseinheit zu verändern bzw. auszurichten.
• Das Getriebe ist gemäß der Erfindung drehmomentübertragend mit einer elektrischen Maschine, die als Elektromotor und/oder als Generator ausgebildet ist, verbunden. Somit kann ein Elektromotor das Getriebe unmittelbar oder mittelbar antreiben, und über das Getriebe ein mit einem Abtrieb des Getriebes in Verbindung stehendes Bauelement angetrieben werden. Andererseits ist es möglich, mittels des Getriebes den Generator anzutreiben. Das Bauelement treibt über den Eingang des Getriebes dieses an und das Getriebe den Generator. Das Getriebe kann mit einer elektrischen Maschine zusammenwirken, die sowohl die Funktion des Elektromotors als auch des elektrischen Generators vereinigt.
• Der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Gestaltung eines mit einer elektrischen Maschine versehenen Motorrads. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lagerelement eine Schwinge ist, die im Bereich eines Endes eine Aufnahme zur schwenkbaren Lagerung in einem Rahmen des Motorrades aufweist. Im Bereich des anderen Endes weist die Schwinge eine Aufnahme für die Kartusche auf. Im Bereich der schwenkbaren Lagerung ist die elektrische Maschine mit dem Lagerelement verbunden. Es ist ein Kraftübertragungsmittel zum Übertragen von Drehmoment zwischen elektrischer Maschine und einer Welle des Getriebes vorgesehen.
• Bei dem Kraftübertragungsmittel handelt es sich insbesondere um einen Zahnriemen oder eine Zahnkette, zwecks Eingriff in ein als Zahnrad ausgebildetes Rad, das mit der elektrischen Maschine verbunden ist und ein als Zahnrad ausgebildetes Rad, das mit dem Getriebe verbunden ist. Die Möglichkeit, die Kartusche, zur parallelen Lageveränderung einer der Achsen bezüglich des Lagerelements verdrehbar im Lagerelement zu lagern, gestattet es, bei Lageveränderung der Achse, der das genannte Rad des Getriebes zugeordnet ist, die Position dieses Rades und des Rades, das mit der elektrischen Maschine verbunden ist, zueinander zu verändern, so dass der Zahnriemen bzw. die Zahnkette mehr oder weniger durch Verdrehen der Kartusche im Lagerelement gespannt werden können.
• Unter dem Aspekt der Verdrehbarkeit von Kartusche zu Lagerelement wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Kartusche mittels Schrauben mit dem Lagerelement verbunden ist, wobei die Schrauben Langlöcher im Lagerelement durchsetzen. Bei gelösten Schrauben lässt sich aufgrund der Ausbildung der Langlöcher die Kartusche bezüglich des Lagerelements verdrehen und in gewünschter Relativposition von Kartusche und Lagerelement durch Anziehen der Schrauben die feste Verbindung von Kartusche und Lagerelement herbeiführen.
• Die Verdrehung der Kartusche relativ zum Lagerelement wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass die Kartusche oder ein mit der Kartusche verbundenes Brückenelement eine Aufnahme für ein Werkzeug zum Verdrehen der Kartusche relativ zum Lagerelement aufweist. Dieses Werkzeug greift insbesondere in Abstand zur Drehachse der Kartusche im Lagerelement an der Kartusche oder dem Brückenelement an.
• Insbesondere um die Kartusche bezüglich der Drehposition zum Lagerelement fein einstellen zu können, ist vorgesehen, dass im Lagerelement eine verstellbare Spannvorrichtung gelagert ist, mit einem Stellelement der Spannvorrichtung, das zwecks Feineinstellung der Drehposition von Kartusche und Lagerelement mit der Kartusche zusammenwirkt. Bei dem Stellelement handelt es sich insbesondere um eine Einstellschraube. Nach der Einstellung der Relativposition von Kartusche und Lagerelement werden die Schrauben, die die Langlöcher in der Kartusche durchsetzen, angezogen und bewirken somit die feste Verbindung von Kartusche und Lagerelement.
• Bei dem Getriebe ist beispielsweise die eine, erste Achse eine Antriebsachse und die andere, zweite Achse eine Abtriebsachse. Hierbei ist die erste Achse mittels eines Elektromotors antreibbar. Mittels der zweiten Achse ist insbesondere ein Rad, , insbesondere ein Hinterrad eines Motorrads antreibbar.
• Andererseits kann die zweite Achse eine Antriebsachse und die erste Achse eine Abtriebsachse darstellen. In diesem Fall ist die zweite Achse mittels eines Rades, , insbesondere eines Hinterrades eines Motorrades antreibbar. Mittels der zweiten Achse des Getriebes ist der elektrische Generator antreibbar.
• Die geforderten Übertragungskräfte können bei vorhandenem, relativ gering bemessenem Bauraum durch Getriebe mit Stirnradstufen oder Planetengetriebe mit einfacher Hohlradstufe in aller Regel nicht beherrscht werden. So ist bei einem Stirnradgetriebe ein zu geringer Achsabstand für die geforderten Kräfte zu verzeichnen. Bei einem Hohlradgetriebe ergeben sich zu hohe Verzahnungslasten für geforderte Kräfte.
• Vor diesem Hintergrund ist die Gestaltung des Getriebes als Planetengetriebe von Vorteil. Dieses Planetengetriebe weist, im Sinne der vorstehend benutzten Terminologie, ein um eine erste Achse drehbares Sonnenrad und ein um eine zweite Achse drehbares Hohlrad sowie mindestens zwei mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad in Eingriff stehende Planetenräder auf. Bei diesem Planetengetriebe sind die beiden Achsen parallel und beabstandet zueinander angeordnet.
• Hierbei weist das Planetengetriebe vorzugsweise zwei oder drei Planetenräder auf. Bei Verwendung von zwei Planetenrädern weisen diese insbesondere denselben Durchmesser auf. Werden drei Planetenräder verwendet, besitzen zwei von diesen denselben Durchmesser, während das dritte Rad einen anderen, insbesondere größeren Durchmesser als die beiden anderen Planetenräder aufweist. In jedem Fall sind die Achsen von Sonnenrad und Hohlrad parallel und beabstandet zueinander angeordnet.
• Baulich besonders vorteilhaft ist das Planetengetriebe gestaltet, wenn es ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil aufweist, wobei im ersten Gehäuseteil das Sonnenrad und die Planetenräder gelagert sind und im zweiten Gehäuseteil das Hohlrad gelagert ist.
• Bei Ausbildung der Gehäuseteile des Planetengetriebes in Art des vorbeschriebenen Topfes und Deckels dient insbesondere der Deckel der Aufnahme von Sonnenrad und Planetenrädern, während der Topf der Aufnahme des Hohlrades dient.
• Eine konstruktiv einfache Lagerung von Sonnenrad und Planetenrädern ergibt sich, wenn diese in einem gemeinsamen Lagerteil gelagert sind, das im ersten Gehäuseteil gelagert ist. Die Lagerung von Sonnenrad und Planetenrädern erfolgt somit unmittelbar im ersten Gehäuseteil bzw. im Deckel.
• Im vorbeschriebenen Sinne ist das Planetengetriebe als eine eine Einheit bildende Kartusche ausgebildet, die mit dem Lagerelement verbunden ist, das Bestandteil der Antriebseinheit bildet.
• Die Kartusche ist vorzugsweise, zur parallelen Lagerveränderung einer der Achsen des Planetengetriebes bezüglich des Lagerelements, verdrehbar im Lagerelement gelagert.
• Unter dem Aspekt der vorbeschriebenen Varianten ist vorzugsweise das Sonnenrad mittels eines Elektromotors antreibbar. Mittels des Hohlrades ist, vorzugsweise das Rad, insbesondere das Hinterrad des Motorrads antreibbar. Stellt die zweite Achse die Antriebsachse und die erste Achse die Abtriebsachse dar, ist das Hohlrad, vorzugsweise mittels des Rades, insbesondere des Hinterrades des Motorrades antreibbar. Mittels des Sonnenrades ist dann vorzugsweise der elektrische Generator antreibbar.
• Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung des in der Zeichnung wiedergegebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiels, ohne auf dieses beschränkt zu sein.
• Es zeigt:
• 1 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform eines bei der Antriebseinheit Verwendung findenden Planetengetriebes,
• 2 eine Prinzipdarstellung einer modifizierten Ausführungsform eines bei der Antriebseinheit Verwendung findenden Planetengetriebes,
• 3 eine räumliche Darstellung der die Zahnräder aufweisenden Komponenten des Planetengetriebes gemäß Ausführungsform nach 1,
• 4 eine räumliche Darstellung der das Planetengetriebe aufweisenden Antriebseinheit, die im Zusammenhang mit einer Hinterradschwinge eines Motorrades Verwendung findet,
• 5 eine Seitenansicht des bei der Antriebseinheit gemäß 4 Verwendung findenden Planetengetriebes, das als Kartusche ausgebildet ist, mit dem Sonnenrad des Getriebes zugeordnetem Antriebsrad,
• 6 eine Schnittdarstellung durch die Anordnung gemäß 5,
• 7 eine räumliche Ansicht eines Bestandteils des Getriebegehäuses bildenden Topfes,
• 8 eine räumliche Ansicht des Topfes gemäß 7 sowie des Hohlrades des Planetengetriebes, in einer Explosionsdarstellung veranschaulicht,
• 9 eine räumliche Ansicht eines Bestandteils des Getriebegehäuses bildenden Deckels,
• 10 eine räumliche Ansicht des in 9 gezeigten Deckels mit Lagerbrille für die beiden Planetenräder und das Sonnenrad und mit dem Sonnenrad verbundenem Antriebsrad,
• 11 eine räumliche Ansicht der miteinander kämmenden Räder des Planetengetriebes einschließlich mit dem Sonnenrad verbundenen Antriebsrad und mit dem Hohlrad verbundenen Abtriebsrad,
• 12 eine räumliche Ansicht eines Bestandteils der Antriebseinheit bildenden Lagerteils, das als Schwinge ausgebildet ist,
• 13 eine Ansicht der Antriebseinheit gemäß Pfeil A in 4.
• Figurenbeschreibung
• Bei der nachfolgend näher beschriebenen Antriebseinheit findet, wie grundsätzlich zur 1 veranschaulicht, ein als Planetengetriebe ausgebildetes Getriebe 1 Verwendung. Dieses weist ein um eine erste Achse 2 drehbares Sonnenrad 3 und ein um eine zweite Achse 4 drehbares Hohlrad 5 auf. Ferner weist das Getriebe 1 zwei mit dem Sonnenrad 3 und dem Hohlrad 5 in Eingriff stehende Planetenräder 6 auf. Senkrecht zur Blattebene gemäß 1 verlaufende Achsen 2 und 4 des Getriebes 1 sind parallel und beabstandet zueinander angeordnet. Dieser Achsabstand ist in 1 durch das Abstandsmaß B veranschaulicht. Bei diesem Abstandsmaß handelt es sich um einen vorgegebenen Achsabstand. Im Rahmen dieses vorgegebenen Achsabstands, zwecks besserer Bauraumausnutzung, ist es Ziel, für hohe geforderte Kräfte akzeptable Verzahnungslasten im Getriebe 1 sicherzustellen. Hierbei wird davon ausgegangen, dass in einem Normalbetrieb des Getriebes 1, worunter ein Motorbetrieb verstanden wird, die erste Achse 2 dem Antrieb zugeordnet ist und die zweite Achse 4 dem Abtrieb zugeordnet ist. Das Getriebe 1 kann durchaus entgegengesetzt betrieben werden, im Zusammenhang mit einem Generator. In diesem Fall werden Kräfte über die Achse 4 eingeleitet und über die Achse 2 abgeleitet. Im Sinne einer vereinfachten Bezeichnung der Bauteile des Getriebes 1 bzw. der noch näher zu beschreibenden Antriebseinheit wird von der ersten Achse 2 als Antriebsachse und von der zweiten Achse 4 als Abtriebsachse ausgegangen.
• Bei dem Getriebe 1 wird die Kraft von einer Eingangswelle über das Sonnenrad 3 auf die beiden Planetenräder 6, übertragen und von diesen auf das Hohlrad 5 mit dessen Ausgang übertragen. Dadurch, dass die Abtriebsstufe ein Hohlrad ist, ist nur ein geringer Platzbedarf erforderlich.
• Die Achsen der Planetenräder 6 sind mit der Bezugsziffer 7 bezeichnet.
• Die Ausführungsform des Getriebes 1 gemäß der 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 1 nur dadurch, dass ein drittes, um eine Achse 7 drehbares Planetenrad 6 vorgesehen ist, das mit dem Sonnenrad 3 und dem Hohlrad 5 kämmt. Dieses Hohlrad ist auf der den beiden gleich großen Durchmesser aufweisenden Planetenrädern 6 abgewandten Seite des Hohlrades 5 angeordnet und weist einen wesentlich größeren Durchmesser auf als das Sonnenrad 3 und die beiden gleichgroßen Planetenräder 6.
• Bei dieser Ausführungsform wird das in das Getriebe 1 eingeleitete Moment nicht über zwei Planetenräder 6, sondern über drei Planetenräder 6 vom Sonnenrad 3 in das Hohlrad 5 eingeleitet.
• Bei dieser Ausführungsform lässt sich derselbe vorgegebene Achsabstand B wie bei der Ausführungsform gemäß 1 verwirklichen.
• 3 verdeutlicht die Elemente der Ausführungsform gemäß 1 in konstruktiven Details; die hierbei verwendeten Bezugsziffern entsprechen denjenigen gemäß 1. Veranschaulicht sind zusätzlich die Lagerwellen 8 für die beiden Planetenräder 6 und die mit dem Sonnenrad 3 drehfest verbundene Welle 9.
• 4 veranschaulicht die mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Antriebseinheit, die im Zusammenhang mit einer Hinterachse eines Motorrades Verwendung findet. Die Antriebseinheit 10 weist ein Lagerelement auf, das als Schwinge 11 ausgebildet ist. Bei dieser handelt es sich um ein Gussteil. Die Schwinge 11 weist im Bereich ihres einen Endes eine Lageraufnahme 12 für die rahmenseitige Achse des Motorrades auf, sodass die Schwinge 11 um diese Achse schwingen kann. Beabstandet zur Lageraufnahme 12 weist die Schwinge 11 auf deren Oberseite eine weitere Lageraufnahme 13 auf. Sie dient der Aufnahme einer Achse, die mit einem Federelement verbunden ist, sodass die Schwinge 11 bei einer Bewegung um die Lageraufnahme 12 entgegen dem Uhrzeigersinn, bezogen auf die Orientierung gemäß 4, entgegen der Kraft der Feder bewegt wird.
• Wie ergänzend der 12 zu entnehmen ist, ist die Schwinge 11 benachbart der Lageraufnahme 12 auf einer Seite der Schwinge 11 mit einer Lageraufnahme 14 und im Bereich des der Lageraufnahme 12 abgewandten Endes auf der anderen Seite der Schwinge 11 mit einer Lageraufnahme 15 versehen. Wie der Darstellung der 4 zu entnehmen ist, dient die Lageraufnahme 14 der Aufnahme einer elektrischen Maschine 16, die bei Stromabgabe als Elektromotor betrieben werden kann und bei Stromaufnahme ein elektrischer Generator ist.
• Die Lageraufnahme 14 ist mit diversen Bohrungen 17 versehen, zur Aufnahme von nicht veranschaulichten Schrauben, die dem Verbinden von Schwinge 11 und elektrischer Maschine 16 dienen. In einer Ausgangswelle 18 der elektrischen Maschine 16 ist ein Ritzel 19 drehfest gelagert. Das Ritzel 19 ist somit auf der Seite der Schwinge 11 angeordnet, die der Montageseite der elektrischen Maschine 16 in der Schwinge 11 abgewandt ist.
• Die Lageraufnahme 15 dient der Aufnahme des Getriebes 1. Das Getriebe 1 ist als eine eine Einheit bildende Kartusche ausgebildet, die demzufolge nachstehend auch mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet ist. Das vormontierte Getriebe 1 bzw. die vormontierte Kartusche wird in die Lageraufnahme 15 eingesetzt und in diesem Bereich mittels Schrauben 20 mit der Schwinge 11 verschraubt. Die Welle 9 des Sonnenrades 3 ist aus dem Gehäuse 22 des Getriebes 1 herausgeführt und nimmt dort drehfest ein Antriebsrad 23 auf. Dieses und das Ritzel 19 sind als Zahnräder ausgebildet, die ein Zahnriemen 24 umschlingt. Ohne Weiteres könnte stattdessen auch eine Zahnkette vorgesehen sein, die mit dem Ritzel 19 und dem Antriebsrad 23 zusammenwirkt.
• Der detaillierte Aufbau des Getriebes 1 bzw. der Kartusche sowie der unmittelbar mit dem Getriebe 1 zusammenwirkenden Bauteile wird nachfolgend anhand der Darstellung der 5 bis 11 beschrieben:
• So weist das Getriebe 1 bzw. die Kartusche ein erstes Gehäuseteil auf, das als Deckel 25 ausgebildet ist sowie ein zweites Gehäuseteil auf, das als Topf 26 ausgebildet ist. In dem Deckel 25 sind das Sonnenrad 3 und die Planetenräder 6 gelagert, im Topf 26 ist das Hohlrad 5 gelagert. Der Deckel 25 und der Topf 26 sind miteinander verschraubt. Veranschaulicht sind Gewindelöcher 27 im Deckel 25 und mit diesen Löchern 27 korrespondierende Bohrungen 28 im Topf 26. Mittels nicht näher veranschaulichter Schrauben, die die Bohrungen 28 durchsetzen und in die Gewindelöcher 27 eingeschraubt sind, erfolgt die Verbindung von Deckel 25 und Topf 26.
• Insbesondere der Darstellung der 8 ist zu entnehmen, dass das Hohlrad 5 und eine als Vielkeilwelle ausgebildete Abtriebswelle 29 ein Bauteil bilden. Die Abtriebswelle 29 durchsetzt bei bezüglich des Topfs 26 montierter Stellung des Hohlrades 5 eine Öffnung 30 im Topf 26. 6 veranschaulicht, dass in der Abtriebswelle 29, außerhalb der Kartusche ein Abtriebsflansch 31 drehfest und axial festgelegt in der Abtriebswelle 29 gelagert ist. An diesem Abtriebsflansch 31 wird das Hinterrad des Motorrades befestigt.
• Die 9 und 10 veranschaulichen, dass das Sonnenrad 3 und die beiden Planetenräder 6 in einem gemeinsamen Lagerteil gelagert sind, das als Lagerbrille 32 ausgebildet ist. Die Lagerbrille 32 weist zwei Aufnahmen 33 für die Lagerwellen 8 der Planetenräder 6 auf. Zwischen den Aufnahmen 33 weist die Lagerbrille 32 ferner eine Aufnahme 34 für die Welle 9 des Sonnenrades 3 auf. Schrauben 35 dienen dem Befestigen der Lagerbrille 32 mit axial vorstehenden Lagerabschnitten 36 des Deckels 25. Der Deckel 25 ist mit drei Öffnungen zum Durchtritt der Wellen 8 bzw. 9 von Planetenrädern 6 und Sonnenrad 3 versehen.
• Wie der 12 zu entnehmen ist, ist die Lageraufnahme 15 der Schwinge 11 im Bereich des Bodens der Lageraufnahme mit einer kreisförmigen Öffnung 38 versehen. Diese dient, bei geringem radialen Spiel, der Aufnahme des rotationssymmetrischen Ansatzes 39 des Topfes 26. Konzentrisch zur Öffnung 38 ist die Lageraufnahme 15 mit nach innen weisenden Lagerflächen 40 versehen, wobei der Topf 26 mit minimalem radialem Spiel in der Lageraufnahme 15 zwischen den Lagerflächen 40 platziert wird. Ist die Kartusche in die Lageraufnahme 15 eingesetzt und nicht mit der Schwinge 11 verschraubt, lässt diese sich somit um die Achse der kreisförmigen Öffnung 38 schwenken. Aufgrund des Versatzes der Achsen 2 und 4 von Sonnenrad 3 und Hohlrad 5 lässt sich, bei aufgrund der geometrischen Gegebenheiten nicht veränderbarer Achse 4 des Hohlrades 5, bei Drehung der Kartusche die Achse 2 des Sonnenrades 3 bezüglich der Schwinge 11 parallel verschieben. Ein Drehen der Kartusche 1 in der Lageraufnahme 15 um einen gewissen, geringen Schwenkwinkel führt dazu, dass Zahnriemen 24 der das Ritzel 19 und das Antriebsrad 23 umschlingt, je nach Drehrichtung der Kartusche stärker gespannt oder entspannt wird.
• Die 4, 10, 12 und 13 verdeutlichen die Mittel zum Festlegen der Kartusche an der Schwinge 11 in unterschiedlichen Relativstellung der Kartusche bezüglich der Schwinge 11, ferner die Mittel zum Schwenken und Festlegen der Kartusche bezüglich der Schwinge 11:
• 10 veranschaulicht, dass der Deckel 25 und der Topf 26 mit mehreren, konkret vier Langlöchern 41 versehen ist, die im Bereich eines äußeren Flanschabschnitts 42 des Deckels 25 bzw. äußeren Flanschabschnitts 21 des Topfes 26 angeordnet sind. Über einen Kreis betrachtet sind die Langlöcher, die kreisbogenförmig gekrümmt gestaltet sind, gleichmäßig verteilt angeordnet. Der Kreis, auf dem die Langlöcher 41 angeordnet sind, ist konzentrisch zu einem Kreis angeordnet, der durch die Lagerflächen 40 der Lageraufnahme 15 geht. Die Schrauben 20 durchsetzen die Langlöcher 41 und sind in Gewindelöcher 43 in der Schwinge 11 im Bereich der Lageraufnahme 15 eingeschraubt. Die Schrauben 20 dienen somit der Befestigung der Kartusche an der Schwinge 11.
• Im Bereich einer Schraube 20, konkret derjenigen, die im Bereich zwischen dem Obertrum und dem Untertrum des Zahnriemens 4 angeordnet ist, ist mit dem Deckel 25 der Kartusche ein abgewinkeltes Brückenelement 44 verbunden. Befestigt wird dieses Brückenelement 44 mittels zweier Schrauben 45, die Löcher in einem Schenkelabschnitt des Brückenelements 44 durchsetzen und in Gewindelöcher im Flanschabschnitt 21 des Deckels 25 eingeschraubt sind. Im Bereich eines diesem Schenkel abgewandten Schenkels des Brückenelements 44 ist dieses parallel zur Stirnseite des Antriebsrades 23 angeordnet und nimmt im Bereich seines der Welle 9 zugeordneten Endes ein Wälzlager 46 zur Lagerung des äußeren freien Endes der Welle 9 auf. Im Abstand zur Welle 9 weist dieser Abschnitt des Brückenelements 44 eine Vierkantausnehmung 47 zum Einstecken eines Vierkantansatzes eines Werkzeugs auf.
• Der Zahnriemen 24 lässt sich spannen, indem, bei mittels der Schrauben 20 lose bezüglich der Schwinge 11 verschraubter Kartusche, das Werkzeug mit seinem Vierkant in die Vierkantöffnung 47 des Brückenelements 44 eingesteckt wird und durch geringfügiges Schwenken des Werkzeugs und damit Schwenken des Brückenelements 44 die Kartusche, die in den Lagerflächen 40 der Schwinge 11 gelagert ist, relativ zur Lageraufnahme 15 der Schwinge 11 gedreht wird. Wegen des Achsversatzes der Achsen 2 und 4 des Getriebes 1 wird, bei entsprechender Schwenkrichtung der Kartusche , der Zahnriemen 24 stärker gespannt. Ein relatives Verdrehen von Kartusche bezüglich der Schwinge 11 ist deshalb möglich, weil die Schrauben 20 die Langlöcher 41 im Deckel 25 und Topf 26 durchsetzen. In der gewünschten Spannposition der Kartusche wird die Brückenplatte 44 mittels des Werkzeugs gehalten und es werden dann die Schrauben 20 fest angezogen.
• Alternativ kann mittels des Werkzeugs, bei relativ gelösten Schrauben 20, über eine Grobeinstellung die Verdrehposition der Kartusche zur Schwinge 11 voreingestellt werden und eine Feineinstellung mittels einer Spannschraube 48 erfolgen, die drehbar in einer ein entsprechendes Gewinde aufweisenden Aufnahme 49 gelagert ist, welche mit der Schwinge 11 verbunden ist. Diese Spannschraube 48 kann so weit herausgedreht werden, dass sie sich an einem Anschlag 42 des Brückenelements 44 abstützt und das Brückenelement 44 und demzufolge die Kartusche in die gewünschte Schwenkposition bezüglich der Schwinge 11 positioniert, sodass die gewünschte Vorspannung im Zahnriemen 24 eingestellt wird. Erst dann werden die Schrauben 20 vollständig angezogen.
• Dient die elektrische Maschine 16 dem Antrieb des Motorrades, hat die elektrische Maschine somit die Funktion eines Elektromotors, wird die Antriebskraft über den Elektromotor und das mit diesem zusammenwirkende Ritzel 19 auf den Zahnriemen 24 übertragen, der mit dem Antriebsrad 23 zusammenwirkt. Dieses Antriebsrad treibt das Sonnenrad 3 an, das über die beiden Planetenräder 6 das Hohlrad 5 antreibt. Über die dem Hohlrad 5 zugeordnete Abtriebswelle 26 und den mit dieser zusammenwirkenden Abtriebsflansch 31 wird das mit dem Abtriebsflansch 31 verbundene Hinterrad des Motorrades angetrieben. Bei einer Kraftumkehr, beispielsweise beim Bremsen des Motorrades, wird ein Moment in entgegengesetzter Richtung eingeleitet und somit über das Hinterrad des Motorrads eingeleitet und es wirkt in diesem Fall die elektrische Maschine 16 als elektrischer Generator womit die Batterie des Motorrades aufgeladen werden kann.
• Die Antriebseinheit gestattet eine große Untersetzung der hohen maximalen Drehzahl der elektrischen Maschine bezüglich der Drehzahl des Hinterrads des Motorrads. Die Untersetzung des Riementriebs ist beispielsweise 1 : 2, die des Planetengetriebes 1 : 4, somit die Gesamtübersetzung 1 : 8. Bei einer Drehzahl des Elektromotors von 10000/min ergibt sich somit eine Hinterraddrehzahl von 1250/min.
• Bezugszeichenliste

1

Getriebe/Kartusche

2

Erste Achse

3

Sonnenrad

4

Zweite Achse

5

Hohlrad

6

Planetenrad

7

Achse

8

Lagerwelle

9

Welle

10

Antriebseinheit

11

Schwinge

12

Lageraufnahme

13

Lageraufnahme

14

Lageraufnahme

15

Lageraufnahme

16

Elektrische Maschine

17

Bohrung

18

Ausgangswelle

19

Ritzel

20

Schraube

21

Flanschabschnitt

22

Gehäuse

23

Antriebsrad

24

Zahnriemen

25

Erstes Gehäuseteil/Deckel

26

Zweites Gehäuseteil/Topf

27

Gewindeloch

28

Bohrung

29

Abtriebswelle

30

Öffnung

31

Abtriebsflansch

32

Lagerbrille

33

Aufnahme

34

Aufnahme

35

Schraube

36

Lagerabschnitt

37

Öffnung

38

Öffnung

39

Ansatz

40

Lagerfläche

41

Langloch

42

Anschlag

43

Gewindeloch

44

Brückenelement

45

Schraube

46

Wälzlager

47

Vierkantöffnung

48

Spannschraube

49

Aufnahme

A

Pfeil

B

Vorgegebener Achsabstand

Claims (6)

1. Antriebseinheit (10) mit einem Getriebe (1), das eine Antriebsachse (2) und eine Abtriebsachse (4) aufweist, die parallel und beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei das Getriebe (1) als eine eine Einheit bildende Kartusche ausgebildet ist, die mit einem Bestandteil der Antriebseinheit (10) bildenden Lagerelement verbunden ist dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (1) drehmomentübertragend mit einer elektrischen Maschine (16), die als Elektromotoren/oder als Generator ausgebildet ist, verbunden ist, wobei das Lagerelement eine Schwinge (11) ist, die im Bereich eines Endes eine Aufnahme (12) zur schwenkbaren Lagerung in einem Rahmen eines Motorrades aufweist und im Bereich des anderen Endes eine Aufnahme (15) für die Kartusche aufweist, sowie im Bereich der schwenkbaren Lagerung die elektrische Maschine (16) mit dem Lagerelement verbunden ist, und ein Kraftübertragungsmittel (24) zum Übertragen von Drehmoment zwischen elektrischer Maschine (16) und Getriebe (1) vorgesehen ist.
2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (1) zwei Gehäuseteile (25, 26) aufweist, die als Topf (26) und Deckel (25) zum Verschließen des Topfs (26) ausgebildet sind.
3. Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gehäuseteile (25, 26) miteinander verbunden, insbesondere verschraubt sind.
4. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche, zur parallelen Lageveränderung einer Achse (2) der Achsen (2, 4), bezüglich des Lagerelements verdrehbar im Lagerelement gelagert ist.
5. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des angetriebenen Getriebes (1) ein Hinterrad des Motorrades antreibbar ist.
6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des über ein Hinterrad des Motorrads angetriebenen Getriebes der Generator antreibbar ist.

Images