DE102011120675B4

DE102011120675B4 - Gear unit

Info

Publication number: DE102011120675B4
Application number: DE102011120675.6A
Authority: DE
Inventors: Michael Schmitz; Christoph Lermen
Original assignee: Pinion GmbH
Current assignee: Pinion GmbH
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2023-09-28
Anticipated expiration: 2031-12-03
Also published as: DE102011120675A1

Abstract

Getriebeeinheit (110) für ein mit Muskelkraft angetriebenes Fahrzeug, mit- einer Eingangswelle (34), die als Durchgangswelle ausgebildet ist und an ihren Enden mit Kurbeln (16, 16') zum Antreiben der Eingangswelle (34) verbindbar ist, wobei über die Eingangswelle (34) ein zu erfassendes Drehmoment (M) zum Antreiben des Fahrzeuges übertragbar ist,- wenigstens einem Antriebsrad (36, 38, 40, 64), das an der Eingangswelle (34) gelagert ist und das zum Übertragen des Drehmomentes (M) mit einem angetriebenen Rad (42, 44, 46) drehfest verbunden oder verbindbar ist,- einem elektrischen Antrieb (108), der mit einer Welle (32, 48, 112) der Getriebeeinheit (110) verbindbar ist, wobei dem elektrischen Antrieb (108) eine Steuereinheit (130) zugeordnet ist, und- einer Drehmomenterfassungsanordnung (30), die (i) ein Drehfederelement (50) aufweist, mittels dessen das Antriebsrad (36, 38, 40, 64) und die Eingangswelle (34) in Rotationsrichtung federnd miteinander verbunden sind, wobei das Antriebsrad (36, 38, 40, 64) an der Eingangswelle (34) um einen vordefinierten Leerweg (72) verdrehbar gelagert ist, wobei zwischen dem Antriebsrad (36, 38, 40, 64) und der Eingangswelle (34) in der Rotationsrichtung ein Anschlag (88) gebildet ist, der den Leerweg (72) und einen Federweg des Drehfederelements (50) begrenzt, und (ii) Drehwinkelerfassungsmittel (54) aufweist, die dazu ausgebildet sind, eine Verdrehung des Antriebsrads (36, 38, 40, 64) gegenüber der Eingangswelle (34) zu erfassen, wobei die Steuereinheit (130) dazu ausgebildet ist, den elektrischen Antrieb (108) auf der Grundlage der von den Drehwinkelerfassungsmitteln (54) erfassten Verdrehung anzusteuern, um ein entsprechendes Drehmoment (ME) in die Getriebeeinheit (110) einzukoppeln.Transmission unit (110) for a vehicle powered by muscle power, with an input shaft (34), which is designed as a through shaft and can be connected at its ends to cranks (16, 16 ') for driving the input shaft (34), via the input shaft (34) a torque (M) to be detected can be transmitted to drive the vehicle, - at least one drive wheel (36, 38, 40, 64) which is mounted on the input shaft (34) and which is used to transmit the torque (M). a driven wheel (42, 44, 46) is connected or can be connected in a rotationally fixed manner, - an electric drive (108) which can be connected to a shaft (32, 48, 112) of the gear unit (110), the electric drive (108) a control unit (130) is assigned, and - a torque detection arrangement (30), which (i) has a torsion spring element (50), by means of which the drive wheel (36, 38, 40, 64) and the input shaft (34) resiliently interact with one another in the direction of rotation are connected, the drive wheel (36, 38, 40, 64) being rotatably mounted on the input shaft (34) by a predefined free travel (72), with between the drive wheel (36, 38, 40, 64) and the input shaft (34 ) a stop (88) is formed in the direction of rotation, which limits the free travel (72) and a spring travel of the torsion spring element (50), and (ii) has rotation angle detection means (54) which are designed to detect a rotation of the drive wheel (36, 38, 40, 64) relative to the input shaft (34), the control unit (130) being designed to control the electric drive (108) on the basis of the rotation detected by the rotation angle detection means (54) in order to generate a corresponding torque ( ME) to be coupled into the gear unit (110).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit für ein mit Muskelkraft angetriebenes Fahrzeug mit einer Eingangswelle, die als Durchgangswelle ausgebildet ist und die an ihren Enden mit Kurbeln zum Antreiben der Durchgangswelle verbindbar ist, wobei über die Eingangswelle ein zu erfassendes Drehmoment zum Antreiben des Fahrzeuges übertragbar ist, und mit wenigstens einem Antriebsrad, das an der Eingangswelle gelagert ist und das zum Übertragen des Drehmomentes mit einem angetriebenen Rad drehfest verbunden oder verbindbar ist, und mit einer Drehmomenterfassungsanordnung.The present invention relates to a transmission unit for a vehicle driven by muscle power with an input shaft which is designed as a through shaft and which can be connected at its ends to cranks for driving the through shaft, wherein a torque to be detected for driving the vehicle can be transmitted via the input shaft, and with at least one drive wheel which is mounted on the input shaft and which is or can be connected in a rotationally fixed manner to a driven wheel in order to transmit the torque, and with a torque detection arrangement.

Derartige Drehmomenterfassungsanordnungen dienen dazu, ein Drehmoment, das durch Muskelkraft zum Antreiben eines Fahrzeugs bereitgestellt wird, zu erfassen.Such torque detection arrangements serve to detect a torque that is provided by muscle power to drive a vehicle.

Es ist allgemein bekannt, Fahrräder mit Hilfsmotoren auszurüsten, die als Nabenmotor im Bereich der Vorderrad- beziehungsweise der Hinterradnabe angeordnet sind oder als Mittelmotor im Bereich des Tretlagers angeordnet sind, um als alleiniger Antrieb das Fahrrad anzutreiben oder aber ein durch Muskelkraft bereitgestelltes Antriebsmoment zu unterstützen.It is generally known to equip bicycles with auxiliary motors, which are arranged as a hub motor in the area of the front wheel or rear wheel hub or are arranged as a mid-motor in the area of the bottom bracket in order to drive the bicycle as the sole drive or to support a drive torque provided by muscle power.

Sofern das durch Muskelkraft bereitgestellte Antriebsmoment mittels des Hilfsmotors unterstützt werden soll, um den Antrieb des Fahrrads zu erleichtern, ist es notwendig, das durch Muskelkraft eingeleitete Drehmoment zu erfassen.If the drive torque provided by muscle power is to be supported by the auxiliary motor in order to facilitate the drive of the bicycle, it is necessary to record the torque introduced by muscle power.

Ein derartiger Drehmomentsensor für ein Fahrrad ist beispielsweise bekannt aus der WO 99 / 30 960 A2 Dieser Drehmomentsensor ist zusammen mit einem Elektromotor in einem Tretlager des Fahrrads integriert und weist zwei bandförmige Magnetpole auf, die durch Torsion gegeneinander verschoben werden, wodurch sich das zwischen den Magnetpolen ausbildende Magnetfeld ändert und dadurch die Verdrehung der Magnetpole zueinander mittels zweier Induktionsspulen erfasst werden kann. Auf diese Weise wird das über die Tretkurbeln eingeleitete Drehmoment erfasst und der Elektromotor entsprechend angetrieben, um die Tretkraft zu unterstützen.Such a torque sensor for a bicycle is known, for example, from WO 99/30 960 A2 This torque sensor is integrated together with an electric motor in a bottom bracket of the bicycle and has two band-shaped magnetic poles that are displaced relative to one another by torsion, whereby the magnetic field that forms between the magnetic poles changes and the rotation of the magnetic poles relative to one another can be detected by means of two induction coils. In this way, the torque introduced via the pedal cranks is recorded and the electric motor is driven accordingly to support the pedaling force.

Nachteilig bei diesem Drehmomentsensor ist, dass der Aufbau und die Erfassung der Verdrehung mittels der Induktionsspulen technisch aufwendig sind und der Sensor einen großen Bauraum innerhalb des Tretlagers erfordert.The disadvantage of this torque sensor is that the construction and detection of the rotation using the induction coils is technically complex and the sensor requires a large installation space within the bottom bracket.

Weiterhin ist es denkbar, einen Drehmomentsensor mittels einer mechanischen Feder zu realisieren, wobei zwei mittels einer Torsionsfeder federnd miteinander verbundene Elemente gegeneinander verdreht werden und über den zu erfassenden Verdrehwinkel das eingeleitete Drehmoment erfasst werden kann. Nachteilig dabei ist es, dass zur präzisen Erfassung des Drehmomentes eine sehr geringe Federkonstante der Torsionsfeder notwendig ist und eine Torsionsfeder mit einer geringen Federkonstante einen großen Verdrehweg der beiden Elemente zulässt, wodurch ein Antreiben des Fahrzeugs mit Muskelkraft unkomfortabel wird. Ferner kann die Torsionsfeder bei großen Drehmomenten überlastet werden, wodurch die Feder dauerhaft beschädigt werden kann.Furthermore, it is conceivable to implement a torque sensor using a mechanical spring, whereby two elements that are resiliently connected to one another by means of a torsion spring are rotated against each other and the torque introduced can be detected via the angle of rotation to be detected. The disadvantage here is that a very low spring constant of the torsion spring is necessary for precise detection of the torque and a torsion spring with a low spring constant allows a large rotational path of the two elements, which makes driving the vehicle with muscle power uncomfortable. Furthermore, the torsion spring can be overloaded at high torques, which can cause permanent damage to the spring.

Aus dem Dokument DE 699 00 619 T2 ist eine Eingangsdrehmomenterfassungsvorrichtung für ein Hilfskraftfahrzeug bereit, wobei ein Eingangsdrehmoment in Eingangsbetätigungselemente auf der Grundlage einer Drehphasendifferenz zwischen einem ersten Rotator, der synchron mit der Drehung der Eingangsbetätigungselemente gedreht wird, und einem zweiten Rotator erfasst wird, der synchron mit der Drehung eines Antriebsrads gedreht wird, wobei die Vorrichtung dazu bestimmt ist, ein Eingangsdrehmoment genau zu erfassen, selbst wenn eine axiale Abweichung zwischen beiden Rotatoren auftritt. Um dies zu erreichen, wird ein erster Magnetring durch Bereitstellen von N-Polen und S-Polen in einer Ringform auf einem aus Kunstharz hergestellten ersten Halteelement gebildet, das sich mit einem ersten Rotator dreht. Ein zweiter Magnetring wird durch Bereitstellen von N-Polen und S-Polen in einer Ringform auf einem aus Kunstharz hergestellten zweiten Halteelement gebildet, das sich mit einem zweiten Rotator dreht. Der innere Umfang oder der äußere Umfang des ersten Halteelements ist in Kontakt mit dem anderen des inneren Umfangs und des äußeren Umfangs des zweiten Halteelements an mehreren Positionen, die in Umfangsrichtung in Intervallen beabstandet sind.From the document DE 699 00 619 T2 is an input torque detection device for an auxiliary motor vehicle, wherein an input torque in input actuators is detected based on a rotation phase difference between a first rotator rotated in synchronism with the rotation of the input actuators and a second rotator rotated in synchronism with the rotation of a driving wheel, wherein the device is designed to accurately detect an input torque even if an axial deviation occurs between both rotators. To achieve this, a first magnetic ring is formed by providing N poles and S poles in a ring shape on a first holding member made of synthetic resin that rotates with a first rotator. A second magnetic ring is formed by providing N poles and S poles in a ring shape on a second holding member made of synthetic resin that rotates with a second rotator. The inner circumference or the outer circumference of the first holding member is in contact with the other of the inner circumference and the outer circumference of the second holding member at a plurality of positions spaced at intervals in the circumferential direction.

Aus dem Dokument US 6 851 497 B1 ist ein motorunterstütztes Fahrrad mit einem Drehmomenterfassungssystem bekannt. Eine Einwegkupplung dient zum Übertragen nur der Drehung der Antriebswelle auf das Kettenrad in der Richtung, in der das Fahrrad fährt und ist innerhalb eines hohlen zylindrischen Abschnitts des Kettenrads angeordnet. Auf der gegenüberliegenden Kettenradfläche steht ein Lager mit einem Außenumfang des zylindrischen Abschnitts in Eingriff, und eine elastische Tellerfeder hält das Kettenrad mit Hilfe des Lagers. Die Tellerfeder ist an dem Fahrradkörper befestigt und ein Dehnungsmesser zum Erfassen einer Spannungsverformung der Tellerfeder ist auf deren Oberfläche angebracht. Wenn die Antriebswelle mit Hilfe des Tretdrehmoments gedreht wird, übt die Einwegkupplung eine axiale Druckkraft auf das Kettenrad aus, um die Tellerfeder zu verformen, und der Dehnungsmesser erfasst die Spannungsverformung der Tellerfeder.From the document US 6,851,497 B1 a motor-assisted bicycle with a torque detection system is known. A one-way clutch serves to transmit only the rotation of the drive shaft to the sprocket in the direction in which the bicycle is traveling and is located within a hollow cylindrical portion of the sprocket. On the opposite sprocket surface, a bearing is engaged with an outer circumference of the cylindrical portion, and an elastic disc spring supports the sprocket by means of the bearing. The disc spring is attached to the bicycle body, and a strain gauge for detecting a stress deformation of the disc spring is mounted on the surface thereof. When the drive shaft is rotated using the pedaling torque, the one-way clutch applies an axial compressive force to the sprocket to deform and stretch the disc spring knife records the tension deformation of the disc spring.

Aus dem Dokument WO 2011 / 074 947 A1 ist eine Messvorrichtung zum Messen des Drehmoments zwischen zwei ringförmigen Elementen bekannt, die koaxial zueinander angeordnet und durch Speichen miteinander verbunden sind. Die Messvorrichtung beinhaltet: eine Anordnung von ersten Befestigungselementen zur Befestigung an einem der ringförmigen Elemente; eine Anordnung von zweiten Befestigungselementen zur Befestigung an dem anderen der ringförmigen Elemente; ein Zwischenringelement, das zwischen den ersten Befestigungselementen und den zweiten Befestigungselementen angeordnet ist; mehrere erste Kopplungselemente zum mechanischen Koppeln der ersten Befestigungselemente mit dem Zwischenringelement; eine Vielzahl von zweiten Kopplungselementen zum mechanischen Koppeln der zweiten Befestigungselemente mit dem Zwischenringelement. Die ersten Kopplungselemente haben im Vergleich zu den zweiten Kopplungselementen eine hohe radiale Steifigkeit und im Vergleich zu den zweiten Kopplungselementen eine geringe tangentiale Steifigkeit.Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Getriebeeinheit für ein mit Muskelkraft angetriebenes Fahrzeug bereitzustellen, die mittels einer Drehmomenterfassungsanordnung mit technisch geringem Aufwand und hoher Genauigkeit ein eingeleitetes Drehmoment erfassen kann und gleichzeitig eine komfortable Nutzung des Kraftfahrzeugs ermöglicht.From the document WO 2011/074 947 A1 a measuring device is known for measuring the torque between two annular elements which are arranged coaxially to one another and are connected to one another by spokes. The measuring device includes: an arrangement of first fastening elements for fastening to one of the annular elements; an array of second fasteners for fastening to the other of the annular elements; an intermediate ring member disposed between the first fasteners and the second fasteners; a plurality of first coupling elements for mechanically coupling the first fastening elements to the intermediate ring element; a plurality of second coupling elements for mechanically coupling the second fastening elements to the intermediate ring element. The first coupling elements have a high radial rigidity compared to the second coupling elements and a low tangential rigidity compared to the second coupling elements. Against this background, the object of the present invention is to provide a transmission unit for a vehicle driven by muscle power, which is by means of a Torque detection arrangement can detect an introduced torque with little technical effort and high accuracy and at the same time enables comfortable use of the motor vehicle.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Getriebeeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This task is solved by a gear unit with the features of claim 1.

Dadurch, dass der Federweg des Drehfederelementes durch den Anschlag begrenzt ist, kann ein Drehfederelement mit einer beliebigen Federkonstante verwendet werden, wodurch bei geeigneter Wahl der Federkonstante die Präzision der Drehmomenterfassungsanordnung erhöht werden kann und das zu erfassende Drehmoment mit einer entsprechenden Empfindlichkeit bestimmt werden kann. Dadurch, dass der Leerweg durch den Anschlag begrenzt ist, weist die Drehmomenterfassungsanordnung ein übliches Ansprechverhalten auf, da bei einem entsprechend großen Drehmoment nach einer geringen Rotation der Eingangswelle gegenüber dem Antriebsrad das Drehmoment direkt übertragen wird. Ferner ist dadurch eine Überlastung des Drehfederelementes ausgeschlossen. Dadurch, dass im Wesentlichen mechanische Elemente zum Einstellen des Verdrehwinkels verwendet werden, kann die Drehmomenterfassungsanordnung mit technisch einfachen Mitteln realisiert werden. Im Ergebnis wird somit durch die vorliegende Erfindung eine Drehmomenterfassungsanordnung und eine entsprechende Getriebeeinheit bereitgestellt, die ein Drehmoment mit einfachen Mitteln präzise erfassen kann und gleichzeitig ein komfortables und übliches Ansprechverhalten aufweist.Because the spring travel of the torsion spring element is limited by the stop, a torsion spring element with any spring constant can be used, whereby, with a suitable choice of the spring constant, the precision of the torque detection arrangement can be increased and the torque to be detected can be determined with a corresponding sensitivity. Because the free travel is limited by the stop, the torque detection arrangement has a usual response behavior, since with a correspondingly large torque the torque is transmitted directly after a small rotation of the input shaft relative to the drive wheel. Furthermore, this prevents overloading of the torsion spring element. Because essentially mechanical elements are used to adjust the angle of rotation, the torque detection arrangement can be implemented using technically simple means. As a result, the present invention provides a torque detection arrangement and a corresponding transmission unit which can precisely detect torque using simple means and at the same time has a comfortable and usual response behavior.

Bei der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit ist der elektrische Antrieb mit einer Welle der Getriebeeinheit verbindbar ist, wobei dem elektrischen Antrieb eine Steuereinheit zugeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, den elektrischen Antrieb auf der Grundlage der erfassten Verdrehung anzusteuern, um ein entsprechendes Drehmoment in die Getriebeeinheit einzukoppeln.In the transmission unit according to the invention, the electric drive can be connected to a shaft of the transmission unit, with the electric drive being assigned a control unit which is designed to control the electric drive on the basis of the detected rotation in order to couple a corresponding torque into the transmission unit.

Dadurch kann präzise und individuell ein zusätzliches Antriebsmoment zum Antreiben des Fahrzeugs bereitgestellt werden, wodurch das Fahren mit dem Fahrzeug besonders komfortabel wird.This allows additional drive torque to be provided precisely and individually to drive the vehicle, making driving the vehicle particularly comfortable.

Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Eingangswelle der Drehmomenterfassungsanordnung als Durchgangswelle ausgebildet ist und an ihren Enden mit Kurbeln zum Antreiben der Eingangswelle verbindbar ist.It is further provided that the input shaft of the torque detection arrangement is designed as a through shaft and can be connected at its ends to cranks for driving the input shaft.

Dadurch kann das Drehmoment, das mittels der Kurbeln bereitgestellt wird, direkt erfasst werden, wodurch eine Umrechnung eines Übersetzungsverhältnisses entfällt.This allows the torque provided by the cranks to be recorded directly, eliminating the need to convert a gear ratio.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird somit vollständig gelöst.The object of the present invention is thus completely solved.

Vorzugsweise weist die Eingangswelle eine Außenverzahnung auf, die in eine mit dem Antriebsrad drehfest verbundene Innenverzahnung greift, wobei der Leerweg als Spiel zwischen der Außenverzahnung und der Innenverzahnung ausgebildet ist.The input shaft preferably has an external toothing which engages with an internal toothing which is non-rotatably connected to the drive wheel, the free travel being designed as play between the external toothing and the internal toothing.

Dadurch kann der Leerweg mit technisch einfachen Mitteln und in kompakter Bauweise realisiert werden.This means that the empty path can be achieved using technically simple means and in a compact design.

Es ist ferner besonders bevorzugt, wenn an der Eingangswelle eine Hohlwelle gelagert ist, die die Innenverzahnung aufweist, wobei das Antriebsrad drehfest an der Hohlwelle gelagert ist.It is also particularly preferred if a hollow shaft is mounted on the input shaft and has internal teeth, with the drive wheel being mounted on the hollow shaft in a rotationally fixed manner.

Dadurch kann der Leerweg je nach Anwendungsfall eingestellt werden, indem lediglich die Hohlwelle ausgetauscht beziehungsweise vor dem Zusammenbau ausgewählt wird.This means that the free travel can be adjusted depending on the application by simply replacing the hollow shaft or selecting it before assembly.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn das Drehfederelement umfänglich zu der Eingangswelle angeordnet ist und axial versetzt zu dem Antriebsrad an der Eingangswelle gelagert ist.It is further preferred if the torsion spring element is arranged circumferentially relative to the input shaft and is mounted on the input shaft axially offset from the drive wheel.

Dadurch können das Drehfederelement und das Antriebsrad als separate Bauteile gefertigt und montiert werden, wodurch sowohl die Herstellung der Elemente als auch die Montage der Elemente einfacher und kostengünstiger werden.This allows the torsion spring element and the drive wheel to be manufactured and assembled as separate components, thereby reducing both production of the elements as well as the assembly of the elements become easier and more cost-effective.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn das Drehfederelement einen Innenring und einen Außenring aufweist, die mittels eines Federgliedes in der Rotationsrichtung federnd miteinander verbunden sind.It is further preferred if the torsion spring element has an inner ring and an outer ring, which are resiliently connected to one another in the direction of rotation by means of a spring member.

Dadurch kann mit einfachen Mitteln ein Drehfederelement realisiert werden, das in beliebiger Weise mit anderen Elementen der Drehmomenterfassungsanordnung montiert werden kann.As a result, a torsion spring element can be realized using simple means, which can be mounted in any way with other elements of the torque detection arrangement.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn der Innenring drehfest mit der Eingangswelle verbunden ist.It is further preferred if the inner ring is connected to the input shaft in a rotationally fixed manner.

Dadurch kann das Drehfederelement mit einfachen Mitteln mit der Eingangswelle verbunden werden, um die entsprechende Verdrehung zu erfassen.This allows the torsion spring element to be connected to the input shaft using simple means in order to detect the corresponding rotation.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn der Außenring verdrehfest mit dem Antriebsrad verbunden ist.It is further preferred if the outer ring is connected to the drive wheel in a rotationally fixed manner.

Dadurch kann mit einfachen Mitteln das Drehfederelement zum Erfassen der Relativverdrehung mit dem Antriebsrad verbunden werden.This allows the torsion spring element to be connected to the drive wheel to detect the relative rotation using simple means.

In einer besonderen Ausführungsform ist der Innenring drehfest mit der Hohlwelle verbunden.In a special embodiment, the inner ring is connected to the hollow shaft in a rotationally fixed manner.

Dadurch kann der Innenring mit technisch geringem Aufwand drehfest mit den Antriebsrädern verbunden werden.This means that the inner ring can be connected to the drive wheels in a rotationally fixed manner with little technical effort.

Es ist dabei von besonderem Vorzug, wenn das Federglied eine Mehrzahl von Blattfederelementen aufweist, die sich in radialer Richtung erstrecken und S-förmig miteinander verbunden sind.It is particularly advantageous if the spring member has a plurality of leaf spring elements which extend in the radial direction and are connected to one another in an S-shape.

Dadurch kann ein Drehfederelement bereitgestellt werden, das eine besonders kompakte Bauform aufweist.This makes it possible to provide a torsion spring element that has a particularly compact design.

Es ist alternativ bevorzugt, wenn das Federglied wenigstens eine Spiralfeder aufweist, dessen Hauptachse im Wesentlichen in tangentialer Richtung zu dem Innenring angeordnet ist.Alternatively, it is preferred if the spring member has at least one spiral spring, the main axis of which is arranged essentially in a tangential direction to the inner ring.

Dadurch kann mit technisch einfachen Mitteln ein Drehfederelement bereitgestellt werden, das eine präzise einstellbare Federkonstante aufweist.As a result, a torsion spring element which has a precisely adjustable spring constant can be provided using technically simple means.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Verdrehwinkelerfassungsmittel ein erstes Detektorrad aufweisen, das mit dem Außenring verbunden ist.It is further preferred if the twist angle detection means have a first detector wheel which is connected to the outer ring.

Dadurch kann in kompakter Bauform eine Drehwinkelerfassung bereitgestellt werden.This means that rotation angle detection can be provided in a compact design.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Verdrehwinkelerfassungsmittel ein zweites Detektorrad aufweisen, das drehfest an der Eingangswelle gelagert ist.It is further preferred if the twist angle detection means have a second detector wheel which is mounted on the input shaft in a rotationally fixed manner.

Dadurch kann mit einfachen Mitteln die Rotationsposition der Eingangswelle erfasst und der Verdrehwinkel bestimmt werden.This means that the rotational position of the input shaft can be detected and the angle of rotation can be determined using simple means.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn das erste Detektorrad und das zweite Detektorrad axial nebeneinander angeordnet sind und umfänglich Detektionsabschnitte aufweisen.It is further preferred if the first detector wheel and the second detector wheel are arranged axially next to one another and have detection sections circumferentially.

Alternativ ist es bevorzugt, wenn das erste Detektorrad das zweite Detektorrad wenigstens teilweise umfänglich umgibt beziehungsweise das zweite Detektorrad in dem ersten Detektorrad aufgenommen ist. Dabei sind die Umfangsflächen des ersten Detektorrades und des zweiten Detektorrades radial versetzt zueinander angeordnet.Alternatively, it is preferred if the first detector wheel surrounds the second detector wheel at least partially circumferentially or if the second detector wheel is accommodated in the first detector wheel. The peripheral surfaces of the first detector wheel and the second detector wheel are arranged radially offset from one another.

Dadurch ist eine in axialer Richtung besonders kompakte Bauform möglich.This makes a particularly compact design possible in the axial direction.

Dadurch kann mit einfachen Mitteln die Relativverdrehung von außen erfasst werden, wodurch gleichzeitig eine einfache Montage möglich ist.This means that the relative rotation can be detected from the outside using simple means, which at the same time enables simple assembly.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn den Detektionsrädern Detektionsmittel zugeordnet sind, die die Rotationsposition der Detektionsabschnitte erfassen, um die Relativdrehung und/oder eine Drehzahl der Detektionsräder zu erfassen.It is further preferred if the detection wheels are assigned detection means which detect the rotational position of the detection sections in order to detect the relative rotation and/or a speed of the detection wheels.

Dadurch kann die relative Verdrehung der beiden Detektorräder mit technisch einfachen Mitteln erfasst und in kompakter Bauform realisiert werden.As a result, the relative rotation of the two detector wheels can be detected using technically simple means and implemented in a compact design.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn das angetriebene Rad an einer Vorgelegewelle der Getriebeeinheit gelagert ist und mit dem Antriebsrad ein Radpaar bildet.It is further preferred if the driven wheel is mounted on a countershaft of the transmission unit and forms a pair of wheels with the drive wheel.

Dadurch lässt sich mit einfachen Mitteln ein Stirnradgetriebe bilden.This allows a spur gear to be formed using simple means.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Seitenansicht eines Fahrradrahmens mit einem Mehrganggetriebe und einem elektrischen Antrieb;
2 in schematischer Darstellung einen Schaltplan einer Drehmomenterfassungsanordnung in einem Mehrganggetriebe;
3 eine perspektivische Darstellung der Drehmomenterfassungsanordnung;
4 eine Durchgangswelle mit einer Hohlwelle, die mit einem Leerweg an der Durchgangswelle gelagert ist;
5 zeigt eine schematische Schnittansicht der Drehmomenterfassungsanordnung;
6 eine Explosionsdarstellung der Drehmomenterfassungsanordnung;
7 die Drehmomenterfassungsanordnung in axialer Blickrichtung;
8 eine perspektivische Darstellung der Drehmomenterfassungsanordnung mit einer ersten Ausführungsform eines Drehfederelementes;
9 eine perspektivische Darstellung der Drehmomenterfassungsanordnung mit einer zweiten Ausführungsform des Drehfederelementes;
10 einen Schaltplan einer Getriebeeinheit mit einer Drehmomenterfassungsanordnung und einer elektrischen Maschine als Hilfsantrieb; und
11 eine perspektivische Darstellung der Getriebeeinheit mit Drehmomenterfassungsanordnung.

Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. Show it:

1 a side view of a bicycle frame with a multi-speed transmission and an electric drive;
2 a schematic representation of a circuit diagram of a torque detection arrangement in a multi-speed transmission;
3 a perspective view of the torque detection arrangement;
4 a through shaft with a hollow shaft which is mounted on the through shaft with a free travel;
5 shows a schematic sectional view of the torque detection arrangement;
6 an exploded view of the torque detection arrangement;
7 the torque detection arrangement in the axial viewing direction;
8th a perspective view of the torque detection arrangement with a first embodiment of a torsion spring element;
9 a perspective view of the torque detection arrangement with a second embodiment of the torsion spring element;
10 a circuit diagram of a transmission unit with a torque detection arrangement and an electric machine as an auxiliary drive; and
11 a perspective view of the transmission unit with torque detection arrangement.

In 1 ist eine Getriebeeinheit für ein mit Muskelkraft angetriebenes Fahrzeug gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet.In 1 1, a transmission unit for a human-powered vehicle is shown and generally designated 10.

1 zeigt eine Seitenansicht eines Fahrradrahmens 12, der ein Getriebegehäuse 14 aufweist, in dem die Getriebeeinheit 10 aufgenommen ist. Die Getriebeeinheit 10 ist in dieser Darstellung schematisch angedeutet und ist als kompakte Einheit ausgebildet. Die Getriebeeinheit 10 wird hierbei beispielsweise für den Einsatz bei einem Zweirad beschrieben, wobei allerdings auch der Einsatz bei anderen mit Muskelkraft angetriebenen Fahrzeugen möglich ist. 1 shows a side view of a bicycle frame 12, which has a gear housing 14 in which the gear unit 10 is accommodated. The transmission unit 10 is indicated schematically in this illustration and is designed as a compact unit. The transmission unit 10 is described here, for example, for use on a two-wheeler, although use on other vehicles powered by muscle power is also possible.

Die Getriebeeinheit 10, das Getriebegehäuse 14 bilden zusammen mit Tretkurbeln 16, 16' ein Mehrganggetriebe 18. Das Fahrrad 12 weist einen elektrischen Antrieb 20 auf, der mit dem Mehrganggetriebe 18 verbunden ist, um das Fahrzeug zusätzlich zu dem Antrieb über die Tretkurbeln 16, 16' anzutreiben. Der elektrische Antrieb 20 ist mit einer elektrischen Energiequelle 21 verbunden, die den elektrischen Antrieb 20 mit elektrischer Energie versorgt. Die Energiequelle 21 ist vorzugsweise als Akkumulator ausgebildet.The transmission unit 10, the transmission housing 14 together with pedal cranks 16, 16 'form a multi-speed transmission 18. The bicycle 12 has an electric drive 20 which is connected to the multi-speed transmission 18 in order to drive the vehicle in addition to the drive via the pedal cranks 16, 16 ' to drive. The electric drive 20 is connected to an electrical energy source 21, which supplies the electric drive 20 with electrical energy. The energy source 21 is preferably designed as an accumulator.

In 2 ist ein Drehmomentsensor dargestellt und allgemein mit 30 bezeichnet.In 2 A torque sensor is shown and generally designated 30.

Der Drehmomentsensor 30 ist in der Darstellung von 2 beispielhaft als Teil eines Wechselgetriebes 32 dargestellt.The torque sensor 30 is shown in 2 shown as an example as part of a change gear 32.

Der Drehmomentsensor weist eine Eingangswelle 34 auf, über die ein zu messendes Drehmoment M übertragbar ist. An der Eingangswelle sind Antriebsräder 36, 38, 40 gelagert, die drehfest miteinander verbunden sind. Die Antriebsräder 36, 38, 40 kämmen mit angetriebenen Rädern 42, 44, 46, die jeweils Radpaare bilden. Die angetriebenen Räder 42, 44, 46 sind an einer Vorgelegewelle 48 gelagert. Die Antriebsräder 36, 38, 40 und die angetriebenen Räder 42, 44, 46 bilden zusammen das Wechselgetriebe 32.The torque sensor has an input shaft 34 via which a torque M to be measured can be transmitted. Drive wheels 36, 38, 40 are mounted on the input shaft and are connected to one another in a rotationally fixed manner. The drive wheels 36, 38, 40 mesh with driven wheels 42, 44, 46, each of which forms pairs of wheels. The driven wheels 42, 44, 46 are mounted on a countershaft 48. The drive wheels 36, 38, 40 and the driven wheels 42, 44, 46 together form the change gear 32.

Alternativ kann der Drehmomentsensor 30 auch lediglich mit einem Antriebsrad 36 ausgebildet sein, das mit einem angetriebenen Rad 42 verbunden oder verbindbar ist, um ein Drehmoment M von der Eingangswelle 34 zu übertragen.Alternatively, the torque sensor 30 can also be designed with only a drive wheel 36, which is connected or connectable to a driven wheel 42 in order to transmit a torque M from the input shaft 34.

Die Antriebsräder 36, 38, 40 sind drehfest miteinander verbunden und mittels eines Torsionsfederelementes 50 in Rotationsrichtung federnd mit der Eingangswelle 34 verbunden. Die Antriebsräder 36, 38, 40 sind ferner mittels einer Drehwinkelbegrenzung 52 an der Eingangswelle 34 gelagert. Die Drehwinkelbegrenzung 52 weist in der Rotationsrichtung zwischen der Eingangswelle 34 und den Antriebsrädern 36, 38, 40 einen Leerweg auf, um den die Eingangswelle 34 relativ zu den Antriebsrädern 36, 38, 40 drehbar gelagert ist. Der Drehwinkel, um den die Eingangswelle 34 relativ zu den Antriebsrädern verdrehbar gelagert ist, ist durch den Leerweg begrenzt. Der Drehmomentsensor 30 weist Verdrehwinkelerfassungsmittel 54 auf, um eine Verdrehung zwischen der Eingangswelle 34 und den Antriebsrädern 36, 38, 40 zu erfassen. Die Verdrehwinkelerfassungsmittel 54 weisen ein erstes Detektorrad 56 auf, das mit den Antriebsrädern 36, 38, 40 drehfest verbunden ist. Die Verdrehwinkelerfassungsmittel 54 weisen ferner ein zweites Detektorrad 58 auf, das verdrehfest mit der Eingangswelle 34 verbunden ist. Die Detektorräder 56, 58 weisen einen identischen Durchmesser auf und sind axial nebeneinander angeordnet. Dem ersten Detektorrad 56 ist ein erster Drehwinkelsensor 60 zugeordnet und dem zweiten Detektorrad 58 ist ein zweiter Drehwinkelsensor 62 zugeordnet.The drive wheels 36, 38, 40 are connected to one another in a rotationally fixed manner and are resiliently connected to the input shaft 34 in the direction of rotation by means of a torsion spring element 50. The drive wheels 36, 38, 40 are also mounted on the input shaft 34 by means of a rotation angle limiter 52. The rotation angle limiter 52 has a free path in the direction of rotation between the input shaft 34 and the drive wheels 36, 38, 40, by which the input shaft 34 is rotatably mounted relative to the drive wheels 36, 38, 40. The angle of rotation by which the input shaft 34 is rotatably mounted relative to the drive wheels is limited by the free travel. The torque sensor 30 has rotation angle detection means 54 to detect rotation between the input shaft 34 and the drive wheels 36, 38, 40. The angle of rotation detection means 54 have a first detector wheel 56, which is connected to the drive wheels 36, 38, 40 in a rotationally fixed manner. The rotation angle detection means 54 also have a second detector wheel 58, which is connected to the input shaft 34 in a rotation-proof manner. The detector wheels 56, 58 have an identical diameter and are arranged axially next to one another. A first rotation angle sensor 60 is assigned to the first detector wheel 56 and a second rotation angle sensor 62 is assigned to the second detector wheel 58.

Durch die Drehwinkelbegrenzung 52 ist die Eingangswelle 34 relativ zu den Antriebsrädern 36, 38, 40 um den vordefinierten Drehwinkel verdrehbar gelagert, wobei der vordefinierte Verdrehwinkel durch einen Leerweg der Drehwinkelbegrenzung 52 gebildet ist. Wenn das zu messende Drehmoment über die Eingangswelle 34 übertragen wird, kann die Eingangswelle 34 um den Leerweg relativ zu den Antriebsrädern 36, 38, 40 verdreht werden, wodurch das Torsionsfederelement 50 gespannt wird. Je nach Größe des eingeleiteten Drehmomentes stellt sich der Verdrehwinkel in Abhängigkeit einer Federkonstante des Torsionsfederelementes 50 ein. Der Verdrehwinkel kann durch die Drehwinkelsensoren 60, 62 der Verdrehwinkelerfassungsmittel 54 erfasst werden und ist proportional zu dem eingeleiteten Drehmoment M. Through the rotation angle limiter 52, the input shaft 34 is mounted so that it can rotate relative to the drive wheels 36, 38, 40 by the predefined angle of rotation, the predefined angle of rotation being formed by a free travel of the rotation angle limiter 52. If the torque to be measured is transmitted via the input shaft 34, the input shaft 34 can be rotated by the free travel relative to the drive wheels 36, 38, 40, whereby the torsion spring element 50 is tensioned. Depending on the magnitude of the torque introduced, the angle of rotation is set depending on a spring constant of the torsion spring element 50. The angle of rotation can be detected by the angle of rotation sensors 60, 62 of the angle of rotation detection means 54 and is proportional to the torque M introduced.

Sofern das Drehmoment einen vorbestimmten Wert überschreitet, sodass der Verdrehwinkel den durch den Leerweg vordefinierten Verdrehwinkel überschreitet, schlägt die Eingangswelle 34 an einem Anschlag an, der den Leerweg begrenzt, sodass das eingeleitete Drehmoment direkt auf die Antriebsräder 36, 38, 40 übertragen wird.If the torque exceeds a predetermined value, so that the angle of rotation exceeds the angle of rotation predefined by the free travel, the input shaft 34 abuts against a stop which limits the free travel, so that the introduced torque is transmitted directly to the drive wheels 36, 38, 40.

Durch die Drehwinkelbegrenzung 52 beziehungsweise den Leerweg kann das Torsionsfederelement 50 ferner derart vorgespannt werden, dass das Torsionsfederelement 50 in einem unbelasteten Zustand, also wenn das eingeleitete Drehmoment M gleich Null ist oder einen vorbestimmten Wert unterschreitet, zunächst nicht weiter belastet wird. Erst wenn das Drehmoment M den vorbestimmten Wert überschreitet, wird das Torsionsfederelement 50 durch das Drehmoment M belastet, bis das Drehmoment M einen zweiten vorbestimmten Wert erreicht, so dass die Eingangswelle 34 an dem Anschlag anschlägt. Dadurch kann ein bestimmter Drehmomentbereich definiert werden, in dem das Drehmoment M von dem Drehmomentsensor 30 erfasst werden soll.Due to the rotation angle limitation 52 or the free travel, the torsion spring element 50 can also be prestressed in such a way that the torsion spring element 50 is initially no longer loaded in an unloaded state, i.e. when the introduced torque M is equal to zero or falls below a predetermined value. Only when the torque M exceeds the predetermined value is the torsion spring element 50 loaded by the torque M until the torque M reaches a second predetermined value, so that the input shaft 34 abuts the stop. This allows a specific torque range to be defined in which the torque M is to be detected by the torque sensor 30.

Dadurch, dass der Verdrehwinkel durch die Drehwinkelbegrenzung 52 begrenzt ist, kann die Federkonstante des Torsionsfederelementes 50 sehr klein gewählt werden, wodurch die Empfindlichkeit des Drehmomentsensors 30 erhöht wird. Dadurch kann mit technisch einfachen Mitteln ein präziser und empfindlicher Drehmomentsensor 30 bereitgestellt werden, der durch die Drehwinkelbegrenzung 52 ein normales und akzeptables Ansprechverhalten zeigt.Because the angle of rotation is limited by the rotation angle limitation 52, the spring constant of the torsion spring element 50 can be chosen to be very small, whereby the sensitivity of the torque sensor 30 is increased. As a result, a precise and sensitive torque sensor 30 can be provided using technically simple means, which shows a normal and acceptable response behavior due to the rotation angle limitation 52.

Es versteht sich, dass die Anwendung des Drehmomentsensors 30, die in 2 mit dem Wechselgetriebe 32 dargestellt ist, lediglich beispielhaft ist. Alternativ kann der Drehmomentsensor 30 auch mit einem einzelnen Antriebsrad verbunden sein, das mit einem angetriebenen Rad verbunden oder verbindbar ist, wobei das angetriebene Rad auch koaxial zu dem Antriebsrad angeordnet sein kann.It is understood that the application of the torque sensor 30, which is in 2 is shown with the change gear 32, is merely an example. Alternatively, the torque sensor 30 can also be connected to a single drive wheel that is connected or connectable to a driven wheel, wherein the driven wheel can also be arranged coaxially with the drive wheel.

In einer weiteren Ausführungsform kann das einzelne Antriebsrad auch Teil eines Planetengetriebes sein oder mit einem Planetengetriebe verbunden oder verbindbar sein. Dabei kann das einzelne Antriebsrad drehfest verbunden oder verbindbar sein mit einem Sonnenrad, einem Planetenträger oder einem Hohlrad des Planetengetriebes.In a further embodiment, the individual drive wheel can also be part of a planetary gear or can be connected or connectable to a planetary gear. The individual drive wheel can be non-rotatably connected or connectable to a sun gear, a planet carrier or a ring gear of the planetary gear.

In 3 ist der Drehmomentsensor 30 perspektivisch dargestellt. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wobei hier lediglich die Besonderheiten erläutert sind. Die Eingangswelle 34 weist an ihren axialen Enden Verbindungsabschnitte 63, 63' auf, um die Eingangswelle 34 mit den Kurbeln 16, 16' zu verbinden. Der Drehmomentsensor 30 weist die Antriebsräder 36, 38, 40 und ein zusätzliches Antriebsrad 64 auf. Die Antriebsräder 36, 38, 40, 64 sind drehfest an einer Hohlwelle 66 gelagert. Die Hohlwelle 66 ist koaxial zu der Eingangswelle 34 angeordnet und an der Eingangswelle 34 gelagert. Die Hohlwelle weist eine Innenverzahnung 68 auf, die in eine Außenverzahnung 70 der Eingangswelle 34 greift. Die Innenverzahnung 68 und die Außenverzahnung 70 weisen zueinander ein Spiel auf, das einen Leerweg 72 in der Rotationsrichtung bildet. Wie oben erläutert, kann somit die Eingangswelle 34 relativ zu den Antriebsrädern um einen vordefinierten Verdrehwinkel verdreht werden, um so das Torsionsfederelement 50 zu verspannen. Die Detektorräder 56, 58 sind axial neben den Antriebsrädern angeordnet und weisen an ihrer äußeren Umfangsfläche Detektorelemente 74 auf, über die die Drehwinkelsensoren 60, 62 die Drehposition der Detektorräder 56, 58 erfassen und somit eine Relativdrehung der Detektorräder 56, 58 zueinander und eine Relativverdrehung der Eingangswelle zu den Antriebsrädern 36, 38, 40, 64 ermitteln können. Weiterhin kann über die Drehwinkelsensoren 60, 62 auch die Drehzahl der Eingangswelle 34 ermittelt werden. Dabei wird über die Positionsänderung in Abhängigkeit der Zeit die Drehzahl bestimmt.In 3 the torque sensor 30 is shown in perspective. The same elements are designated with the same reference numbers, with only the special features being explained here. The input shaft 34 has connecting portions 63, 63' at its axial ends to connect the input shaft 34 to the cranks 16, 16'. The torque sensor 30 has the drive wheels 36, 38, 40 and an additional drive wheel 64. The drive wheels 36, 38, 40, 64 are mounted on a hollow shaft 66 in a rotationally fixed manner. The hollow shaft 66 is arranged coaxially with the input shaft 34 and is mounted on the input shaft 34. The hollow shaft has internal teeth 68 which engage in external teeth 70 of the input shaft 34. The internal toothing 68 and the external toothing 70 have a play with one another, which forms a free path 72 in the direction of rotation. As explained above, the input shaft 34 can thus be rotated relative to the drive wheels by a predefined angle of rotation in order to brace the torsion spring element 50. The detector wheels 56, 58 are arranged axially next to the drive wheels and have detector elements 74 on their outer peripheral surface, via which the rotation angle sensors 60, 62 detect the rotational position of the detector wheels 56, 58 and thus a relative rotation of the detector wheels 56, 58 to one another and a relative rotation of the Can determine the input shaft to the drive wheels 36, 38, 40, 64. Furthermore, the speed of the input shaft 34 can also be determined via the rotation angle sensors 60, 62. The speed is determined via the change in position as a function of time.

In 4 ist die Eingangswelle 34 zusammen mit der Hohlwelle 66 perspektivisch dargestellt. Die Hohlwelle 66 ist koaxial zu der Eingangswelle 34 gelagert. Die Hohlwelle 66 weist die Innenverzahnung 68 auf, die in die Außenverzahnung 70 der Eingangswelle 34 greift. Die Innenverzahnung 68 und die Außenverzahnung 70 weisen in der Rotationsrichtung ein Spiel auf, das den Leerweg 72 bildet. Der Leerweg 72 bildet den Verdrehwinkel, um den die Eingangswelle 34 relativ zu der Hohlwelle 66 verdreht werden kann, um das Torsionsfederelement 50 zu verspannen. Die Hohlwelle 66 weist eine zweite Außenverzahnung 76 auf, mittels der die Antriebsräder 36, 38, 40, 64 verdrehfest an der Hohlwelle 66 gelagert sind. Die Eingangswelle 34 weist ferner eine Außenverzahnung 78 auf, mittels der das Torsionsfederelement 50 verdrehfest an der Eingangswelle 34 gelagert ist, wie im Weiteren näher erläutert wird.In 4 the input shaft 34 is shown in perspective together with the hollow shaft 66. The hollow shaft 66 is mounted coaxially with the input shaft 34. The hollow shaft 66 has the internal teeth 68, which engage in the external teeth 70 of the input shaft 34. The internal toothing 68 and the external toothing 70 have play in the direction of rotation, which forms the free travel 72. The free travel 72 forms the angle of rotation by which the input shaft 34 can be rotated relative to the hollow shaft 66 in order to brace the torsion spring element 50. The hollow shaft 66 has a second external toothing 76, by means of which the drive wheels 36, 38, 40, 64 are mounted on the hollow shaft 66 in a rotationally fixed manner. The input shaft 34 also has external teeth 78, by means of which the torsion spring element 50 is mounted on the input shaft 34 in a rotationally fixed manner, as will be explained in more detail below.

Durch die Hohlwelle 66 können die Antriebsräder 36, 38, 40, 64 verdrehfest miteinander verbunden werden und in ihrer Gesamtheit an der Eingangswelle mit dem Leerweg 72 gelagert werden.Through the hollow shaft 66, the drive wheels 36, 38, 40, 64 can be connected to one another in a rotation-proof manner and can be stored in their entirety on the input shaft with the free travel 72.

In 5 ist eine schematische Schnittansicht des Drehmomentsensors 30 dargestellt. Die Antriebsräder 36, 38, 40, 64 sind verdrehfest miteinander verbunden und an der Hohlwelle 66 verdrehfest gelagert. Die Antriebsräder 36, 38, 40, 64 sind axial nebeneinander an der Hohlwelle 66 gelagert. Die Hohlwelle 66 ist koaxial an der Eingangswelle 34 gelagert. Das Antriebsrad 40 ist verdrehfest mit dem ersten Detektorrad 56 verbunden, das koaxial zu der Eingangswelle 34 angeordnet ist. Das erste Detektorrad 56 ist axial neben dem Antriebsrad 40 angeordnet. In dem Antriebsrad 40 ist das Torsionsfederelement 50 aufgenommen und verbindet das Antriebsrad 40 mit der Eingangswelle 34 federnd. Mit anderen Worten ist das Torsionsfederelement 50 in radialer Richtung zwischen einem Zahnabschnitt des Antriebsrades 40 und der Eingangswelle 34 angeordnet. Das zweite Detektorrad 58 ist axial neben dem ersten Detektorrad 56 angeordnet. Das zweite Detektorrad 58 ist verdrehfest mit der Eingangswelle 34 verbunden.In 5 a schematic sectional view of the torque sensor 30 is shown. The drive wheels 36, 38, 40, 64 are connected to one another in a rotationally fixed manner and are mounted on the hollow shaft 66 in a rotationally fixed manner. The drive wheels 36, 38, 40, 64 are mounted axially next to one another on the hollow shaft 66. The hollow shaft 66 is mounted coaxially on the input shaft 34. The drive wheel 40 is connected in a rotationally fixed manner to the first detector wheel 56, which is arranged coaxially with the input shaft 34. The first detector wheel 56 is arranged axially next to the drive wheel 40. The torsion spring element 50 is accommodated in the drive wheel 40 and connects the drive wheel 40 to the input shaft 34 in a resilient manner. In other words, the torsion spring element 50 is arranged in the radial direction between a tooth portion of the drive wheel 40 and the input shaft 34. The second detector wheel 58 is arranged axially next to the first detector wheel 56. The second detector wheel 58 is connected to the input shaft 34 in a rotationally fixed manner.

Die Verdrehwinkelerfassungsmittel 54 können unterschiedlich ausgeführt sein. In einer ersten Ausführungsform sind die Drehwinkelsensoren 60, 62 als Hall-Sensoren ausgebildet und das erste und das zweite Detektorrad 56, 58 weisen an ihrer Umfangsfläche magnetisierte Bereiche auf, deren Position durch die Hall-Sensoren erfasst werden können. Dadurch ist eine berührungslose Erfassung des Drehwinkels und der Drehzahl möglich. In einer alternativen Ausführungsform sind die Drehwinkelsensoren 60, 62 als optische Sensoren ausgebildet, die eine Rotationsposition der Detektorräder 56, 58 optoelektronisch erfassen. Vorteil dabei ist es, dass diese Erfassung berührungslos erfolgt. In einer weiteren Ausführungsform sind die Drehwinkelsensoren 60, 62 als Sinusgeber ausgebildet und die Detektorelemente 74 als magnetisierbare Elemente, so dass über eine Änderung des magnetischen Flusses des Sinusgebers die Rotationsposition und die Drehzahl erfasst werden kann. In einer weiteren Ausführungsform sind die Drehwinkelsensoren 60, 62 als elektromechanische Sensoren ausgebildet, die mechanisch über die Detektorelemente 74 die Rotationsposition der Detektorräder 56, 58 erfassen und die Drehzahl bestimmen.The twist angle detection means 54 can be designed differently. In a first embodiment, the rotation angle sensors 60, 62 are designed as Hall sensors and the first and second detector wheels 56, 58 have magnetized areas on their circumferential surface, the position of which can be detected by the Hall sensors. This enables contactless detection of the angle of rotation and speed. In an alternative embodiment, the rotation angle sensors 60, 62 are designed as optical sensors which detect a rotational position of the detector wheels 56, 58 optoelectronically. The advantage is that this detection occurs without contact. In a further embodiment, the rotation angle sensors 60, 62 are designed as sine-wave encoders and the detector elements 74 are designed as magnetizable elements, so that the rotational position and the speed can be detected by changing the magnetic flux of the sine-wave encoder. In a further embodiment, the rotation angle sensors 60, 62 are designed as electromechanical sensors which mechanically detect the rotational position of the detector wheels 56, 58 via the detector elements 74 and determine the speed.

In einer alternativen Ausführungsform weisen die Drehwinkelerfassungsmittel 54 lediglich einen Drehwinkelsensor 60, 62 auf, der drehfest mit einem der Detektorräder 56, 58 verbunden ist und über die Detektorelemente 74 des anderen Detektorrades 56, 58 die Relativverdrehung der Detektorräder 56, 58 gegeneinander erfassen. Dadurch kann mit einfachen Mitteln eine Relativdrehung der Detektorräder 56, 58 zueinander und somit eine Relativdrehung der Eingangswelle 34 zu den Antriebsrädern 36, 38, 40, 64 ermittelt werden.In an alternative embodiment, the rotation angle detection means 54 only have one rotation angle sensor 60, 62, which is connected in a rotationally fixed manner to one of the detector wheels 56, 58 and which detects the relative rotation of the detector wheels 56, 58 relative to one another via the detector elements 74 of the other detector wheel 56, 58. As a result, a relative rotation of the detector wheels 56, 58 to one another and thus a relative rotation of the input shaft 34 to the drive wheels 36, 38, 40, 64 can be determined using simple means.

In einer weiteren Ausführungsform weisen die Detektorräder 56, 58 unterschiedliche Durchmesser auf und sind ineinander angeordnet, so dass die Umfangsflächen der Detektorräder 56, 58 radial zueinander versetzt angeordnet sind. In dieser Ausführungsform ist einer der Drehwinkelsensoren 60, 62 oder beide Drehwinkelsensoren 60, 62 radial zwischen den Umfangsflächen der Detektorräder 56, 58 angeordnet, um die Relativdrehung zu erfassen. Dadurch ist eine in axialer Richtung besonders kompakte Bauform möglich.In a further embodiment, the detector wheels 56, 58 have different diameters and are arranged one inside the other, so that the peripheral surfaces of the detector wheels 56, 58 are arranged radially offset from one another. In this embodiment, one of the rotation angle sensors 60, 62 or both rotation angle sensors 60, 62 is arranged radially between the peripheral surfaces of the detector wheels 56, 58 in order to detect the relative rotation. This makes a particularly compact design possible in the axial direction.

In einer weiteren besonderen Ausführungsform ist das erste Detektorrad 56 axial neben dem Antriebsrad 40 angeordnet und wie das Antriebsrad 40 drehfest mit der Hohlwelle 66 verbunden.In a further special embodiment, the first detector wheel 56 is arranged axially next to the drive wheel 40 and, like the drive wheel 40, is connected to the hollow shaft 66 in a rotationally fixed manner.

In 6 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Drehmomentsensors 30 dargestellt. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wobei hier lediglich die Besonderheiten erläutert sind. Die Hohlwelle 66 weist die Innenverzahnung 68 auf, die im zusammengebauten Zustand in die Außenverzahnung 70 der Eingangswelle 34 greift. Die Antriebsräder 36, 38, 40, 64 sind verdrehfest miteinander verbunden und werden an der Außenverzahnung 76 der Hohlwelle 66 angeordnet und mit dieser drehfest verbunden. Das Detektorrad 56 weist in axialer Richtung einen Fortsatz 80 auf, der in einen hier nicht gesondert dargestellten Hohlraum des Antriebsrades 40 hineinragt, um das Detektorrad 56 mit dem Antriebsrad 40 drehfest zu verbinden. Das Antriebsrad 40 ragt im zusammengebauten Zustand in axialer Richtung über die Außenverzahnung 78 der Eingangswelle 34. Mit anderen Worten ist das Antriebsrad 40 im zusammengebauten Zustand in radialer Richtung umfänglich um die Außenverzahnung 78 angeordnet. Im zusammengebauten Zustand wird das Torsionsfederelement 50 mit einer Innenverzahnung 82 mit der Außenverzahnung 78 der Eingangswelle 34 verdrehfest verbunden, sodass das Torsionsfederelement 50 von dem Antriebsrad 40 umfänglich umgeben ist. In diesem zusammengebauten Zustand wird das Torsionsfederelement 50 mit dem Antriebsrad verdrehfest verbunden, sodass die Eingangswelle 34 und das Antriebsrad 40 mittels des Torsionsfederelements 50 in der Rotationsrichtung zueinander federnd gelagert sind.In 6 a perspective exploded view of the torque sensor 30 is shown. The same elements are designated with the same reference numbers, with only the special features being explained here. The hollow shaft 66 has the internal teeth 68, which in the assembled state engage with the external teeth 70 of the input shaft 34. The drive wheels 36, 38, 40, 64 are connected to one another in a rotationally fixed manner and are arranged on the external toothing 76 of the hollow shaft 66 and connected to it in a rotationally fixed manner. The detector wheel 56 has an extension 80 in the axial direction, which projects into a cavity of the drive wheel 40, not shown separately here, in order to connect the detector wheel 56 to the drive wheel 40 in a rotationally fixed manner. In the assembled state, the drive wheel 40 projects in the axial direction over the external teeth 78 of the input shaft 34. In other words, the drive wheel 40 in the assembled state is arranged circumferentially around the external teeth 78 in the radial direction. In the assembled state, the torsion spring element 50 is connected to the external toothing 78 of the input shaft 34 in a rotationally fixed manner with an internal toothing 82, so that the torsion spring element 50 is circumferentially surrounded by the drive wheel 40. In this assembled state, the torsion spring element 50 is connected to the drive wheel in a rotationally fixed manner, so that the input shaft 34 and the drive wheel 40 are resiliently mounted relative to one another in the direction of rotation by means of the torsion spring element 50.

In 7 ist der Drehmomentsensor 30 in einer axialen Blickrichtung auf eine Stirnfläche des Antriebsrads 64 dargestellt. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wobei hier lediglich die Besonderheiten erläutert sind.In 7 the torque sensor 30 is shown in an axial viewing direction onto an end face of the drive wheel 64. The same elements are designated with the same reference numbers, with only the special features being explained here.

Das Antriebsrad 64 ist an der Hohlwelle 66 gelagert und drehfest mit dieser verbunden. Das Antriebsrad 64 weist eine Innenverzahnung 84 auf, die in die Außenverzahnung 76 der Hohlwelle 66 greift. Die Hohlwelle 66 ist an der Eingangswelle 34 gelagert. Die Hohlwelle 66 weist die Innenverzahnung 68 auf, die in die Außenverzahnung 70 der Eingangswelle 34 greift. Zwischen der Innenverzahnung 68 und der Außenverzahnung 70 ist der Leerweg 72 gebildet, der eine Relativdrehung zwischen der Hohlwelle 66 und der Eingangswelle 34 um einen Verdrehwinkel 86 ermöglicht. Mit anderen Worten ist an der Eingangswelle 34 dadurch ein Anschlag 88 gebildet, der den Leerweg 72 begrenzt.The drive wheel 64 is mounted on the hollow shaft 66 and is connected to it in a rotationally fixed manner. The drive wheel 64 has internal teeth 84 which fit into the external teeth 76 of the hollow shaft 66 takes hold. The hollow shaft 66 is mounted on the input shaft 34. The hollow shaft 66 has the internal teeth 68, which engage in the external teeth 70 of the input shaft 34. Between the internal toothing 68 and the external toothing 70, the free path 72 is formed, which enables a relative rotation between the hollow shaft 66 and the input shaft 34 by a rotation angle 86. In other words, a stop 88 is formed on the input shaft 34, which limits the free travel 72.

Dadurch, dass der Leerweg 72 den Verdrehwinkel 86 zwischen der Eingangswelle 34 und der Hohlwelle 66 und somit den Verdrehwinkel 86 zwischen den Antriebsrädern und der Eingangswelle 34 bildet, kann mittels des Torsionsfederelements 50 das eingeleitete Drehmoment M bestimmt werden, wobei der Federweg des Torsionsfederelements 50 durch den Leerweg 72 und den Anschlag 88 begrenzt ist. Dadurch kann eine geringe Federkonstante des Torsionsfederelements 50 und gleichzeitig ein normales Ansprechverhalten des Drehmomentsensors realisiert werden.Because the free travel 72 forms the angle of rotation 86 between the input shaft 34 and the hollow shaft 66 and thus the angle of rotation 86 between the drive wheels and the input shaft 34, the introduced torque M can be determined by means of the torsion spring element 50, the spring travel of the torsion spring element 50 being determined by the free travel 72 and the stop 88 is limited. As a result, a low spring constant of the torsion spring element 50 and at the same time a normal response behavior of the torque sensor can be achieved.

In 8 ist der Drehmomentsensor 30 mit einer ersten Ausführungsform des Torsionsfederelements 50 perspektivisch dargestellt. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wobei hier lediglich die Besonderheiten erläutert sind.In 8th the torque sensor 30 is shown in perspective with a first embodiment of the torsion spring element 50. The same elements are designated with the same reference numbers, with only the special features being explained here.

Das Torsionsfederelement 50 ist ringförmig ausgebildet und radial zwischen dem Antriebsrad 40 und der Hohlwelle 66 beziehungsweise der Eingangswelle 34 angeordnet. Das Torsionsfederelement 50 weist einen Außenring 90 und einen Innenring 92 auf. Der Innenring 92 weist die Innenverzahnung 82 auf, die verdrehfest mit der Außenverzahnung 76 der Hohlwelle 66 verbunden ist. Der Außenring 90 und der Innenring 92 sind mittels einer Torsionsfeder 94 miteinander verbunden. Die Torsionsfeder 94 weist eine Mehrzahl von im Wesentlichen radial verlaufenden Blattfederelementen 96 auf, die mittels Tangentialabschnitten 98 zu S-förmigen Federgliedern 100 verbunden sind. Dadurch kann in kompakter Bauform das Torsionsfederelement 50 zwischen dem Antriebsrad 40 und der Eingangswelle 34 gebildet werden.The torsion spring element 50 is annular and arranged radially between the drive wheel 40 and the hollow shaft 66 or the input shaft 34. The torsion spring element 50 has an outer ring 90 and an inner ring 92. The inner ring 92 has the internal teeth 82, which are connected to the external teeth 76 of the hollow shaft 66 in a rotationally fixed manner. The outer ring 90 and the inner ring 92 are connected to one another by means of a torsion spring 94. The torsion spring 94 has a plurality of essentially radially extending leaf spring elements 96, which are connected to S-shaped spring members 100 by means of tangential sections 98. As a result, the torsion spring element 50 can be formed in a compact design between the drive wheel 40 and the input shaft 34.

In 9 ist eine alternative Ausführungsform des Torsionsfederelementes 50' perspektivisch dargestellt. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wobei hier lediglich die Besonderheiten erläutert sind.In 9 an alternative embodiment of the torsion spring element 50 'is shown in perspective. The same elements are designated with the same reference numbers, with only the special features being explained here.

Das Torsionsfederelement 50' weist den Außenring 90' und den Innenring 92' auf. Der Außenring 90' weist nach innen ragende Anlageabschnitte 102 auf und der Innenring 92' weist nach außen ragende Anlageabschnitte 104 auf. Zwischen den Anlageabschnitten 102, 104 ist jeweils ein Spiralfederelement 106 angeordnet. Der Außenring 90' und der Innenring 92' sind gegeneinander verdrehbar gelagert, wobei die Federelemente 106 den Außenring 90' und den Innenring 92' federnd miteinander verbinden. Dadurch kann mit einfachen Mitteln das Torsionsfederelement 50' realisiert werden.The torsion spring element 50' has the outer ring 90' and the inner ring 92'. The outer ring 90' has inwardly projecting contact sections 102 and the inner ring 92' has outwardly projecting contact sections 104. A spiral spring element 106 is arranged between the contact sections 102, 104. The outer ring 90' and the inner ring 92' are mounted so that they can rotate relative to one another, with the spring elements 106 resiliently connecting the outer ring 90' and the inner ring 92' to one another. As a result, the torsion spring element 50' can be realized using simple means.

In 10 ist eine Getriebeeinheit mit dem Drehmomentsensor 30 und einem elektrischen Antrieb 108 schematisch dargestellt und allgemein mit 110 bezeichnet. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wobei hier lediglich die Besonderheiten erläutert sind.In 10 a transmission unit with the torque sensor 30 and an electric drive 108 is shown schematically and generally designated 110. The same elements are designated with the same reference numbers, with only the special features being explained here.

Die Eingangswelle 34 bildet die Eingangswelle der Getriebeeinheit 110 und ist als Durchgangswelle ausgebildet. Zum Antreiben des Fahrzeugs ist die Eingangswelle 34 an ihren axialen Enden mit den Kurbeln 16, 16' verbindbar. Koaxial zu der Eingangswelle 34 ist eine Ausgangswelle 112 angeordnet, die ein Ausgangsglied 114 aufweist, das vorzugsweise als Kettenblatt ausgebildet ist. Die angetriebenen Räder 42, 44, 46 sind als schaltbare Losräder an der Vorgelegewelle 48 gelagert, sodass durch wechselndes Verbinden der angetriebenen Räder 42, 44, 46 mit der Vorgelegewelle 48 das Wechselgetriebe 32 als erstes Teilgetriebe der Getriebeeinheit 110 gebildet wird. An der Vorgelegewelle 48 sind ferner Antriebsräder 116, 118 als Losräder gelagert, die Räder eines zweiten Teilgetriebes 120 bilden. Die Antriebsräder 116, 118 bilden zusammen mit angetriebenen Rädern 122, 124 Radpaare des zweiten Teilgetriebes 120. Die angetriebenen Räder 122, 124 sind drehfest an der Ausgangswelle 112 gelagert. Durch die zwei Teilgetriebe kann in diesem Fall die Getriebeeinheit 110 mit sechs schaltbaren Gangstufen gebildet werden.The input shaft 34 forms the input shaft of the transmission unit 110 and is designed as a through shaft. To drive the vehicle, the input shaft 34 can be connected at its axial ends to the cranks 16, 16 '. Arranged coaxially with the input shaft 34 is an output shaft 112, which has an output link 114, which is preferably designed as a chainring. The driven wheels 42, 44, 46 are mounted as switchable idler gears on the countershaft 48, so that the change gear 32 is formed as the first partial gear of the gear unit 110 by alternately connecting the driven wheels 42, 44, 46 to the countershaft 48. Drive wheels 116, 118 are also mounted on the countershaft 48 as idler wheels, which form the wheels of a second partial transmission 120. The drive wheels 116, 118, together with driven wheels 122, 124, form wheel pairs of the second partial transmission 120. The driven wheels 122, 124 are mounted on the output shaft 112 in a rotationally fixed manner. In this case, the two partial transmissions can be used to form the transmission unit 110 with six switchable gear stages.

Der Elektromotor 108 weist eine Motorwelle 126 auf, die drehfest verbunden ist mit einem angetriebenen Rad 128, das als Losrad an der Vorgelegewelle 48 gelagert ist. In einer besonderen Ausführungsform kann das angetriebene Rad 128 auch als Festrad an der Vorgelegewelle 48 gelagert sein. Dem Elektromotor ist eine Steuereinheit 130 zugeordnet, die den Elektromotor 108 ansteuert und ein entsprechendes Drehmoment M_E an der Motorwelle 126 einstellt.The electric motor 108 has a motor shaft 126, which is connected in a rotationally fixed manner to a driven wheel 128, which is mounted as an idler gear on the countershaft 48. In a special embodiment, the driven wheel 128 can also be mounted as a fixed wheel on the countershaft 48. A control unit 130 is assigned to the electric motor, which controls the electric motor 108 and sets a corresponding torque M _E on the motor shaft 126.

Der Drehmomentsensor 30 beziehungsweise die Verdrehwinkelerfassungsmittel 54 des Drehmomentsensors 30 sind mit der Steuereinheit 130 verbunden. Die Steuereinheit 130 bestimmt auf der Grundlage der Messwerte der Verdrehwinkelerfassungsmittel 54 das über die Eingangswelle 34 eingeleitete Drehmoment M und stellt entsprechend des Drehmomentes M das Drehmoment M_E an der Motorwelle 126 bereit. Vorzugsweise wird das Motormoment M_E proportional eingestellt mit dem über die Eingangswelle 34 eingeleiteten Drehmoment M. Dadurch kann das mit Muskelkraft eingeleitete Drehmoment M über den Elektromotor 108 unterstützt werden, und zwar präzise auf der Grundlage der von dem Drehmomentsensor 30 bereitgestellten Messwerte. Ferner ist es bevorzugt, wenn eine Drehzahl, die über den Elektromotor 108 auf die Vorgelegewelle 48 übertragen wird, identisch ist mit der Drehzahl, die durch die Muskelkraft auf die Vorgelegewelle 48 übertragen wird.The torque sensor 30 or the rotation angle detection means 54 of the torque sensor 30 are connected to the control unit 130. The control unit 130 determines the torque M introduced via the input shaft 34 based on the measured values of the twist angle detection means 54 and provides the torque M _E to the motor shaft 126 in accordance with the torque M. Preferably, the engine torque M _E is set proportionally with the Input shaft 34 introduced torque M. As a result, the torque M introduced with muscle power can be supported via the electric motor 108, precisely based on the measured values provided by the torque sensor 30. Furthermore, it is preferred if a speed that is transmitted to the countershaft 48 via the electric motor 108 is identical to the speed that is transmitted to the countershaft 48 by the muscle power.

In 11 ist die Getriebeeinheit 110 schematisch perspektivisch dargestellt. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die Eingangswelle 34 und die Vorgelegewelle 48 sind parallel versetzt zueinander angeordnet. Das angetriebene Rad 128, über das das Drehmoment ME des Elektromotors 108 eingekoppelt wird, ist axial zwischen den beiden Teilgetrieben angeordnet. Die Verdrehwinkelerfassungsmittel 54 mit den Detektorrädern 56, 58 sind axial zwischen den beiden Teilgetrieben angeordnet.In 11 the transmission unit 110 is shown schematically in perspective. The same elements are designated with the same reference numbers. The input shaft 34 and the countershaft 48 are arranged parallel and offset from one another. The driven wheel 128, via which the torque ME of the electric motor 108 is coupled in, is arranged axially between the two partial transmissions. The rotation angle detection means 54 with the detector wheels 56, 58 are arranged axially between the two partial gears.

Claims

Transmission unit (110) for a vehicle driven by muscle power, with - an input shaft (34), which is designed as a through shaft and can be connected at its ends to cranks (16, 16 ') for driving the input shaft (34), via the input shaft (34) a torque (M) to be detected can be transmitted to drive the vehicle, - at least one drive wheel (36, 38, 40, 64) which is mounted on the input shaft (34) and which is used to transmit the torque (M). a driven wheel (42, 44, 46) is connected or can be connected in a rotationally fixed manner, - an electric drive (108) which can be connected to a shaft (32, 48, 112) of the gear unit (110), the electric drive (108) a control unit (130) is assigned, and - a torque detection arrangement (30), which (i) has a torsion spring element (50), by means of which the drive wheel (36, 38, 40, 64) and the input shaft (34) resiliently interact with one another in the direction of rotation are connected, the drive wheel (36, 38, 40, 64) being rotatably mounted on the input shaft (34) by a predefined free travel (72), with between the drive wheel (36, 38, 40, 64) and the input shaft (34 ) a stop (88) is formed in the direction of rotation, which limits the free travel (72) and a spring travel of the torsion spring element (50), and (ii) has rotation angle detection means (54) which are designed to detect a rotation of the drive wheel (36, 38, 40, 64) relative to the input shaft (34), the control unit (130) being designed to control the electric drive (108) on the basis of the rotation detected by the rotation angle detection means (54) in order to generate a corresponding torque ( M _E ) to be coupled into the gear unit (110).

Gear unit after Claim 1 , characterized in that the input shaft (34) has an external toothing (70) which engages with an internal toothing (68) which is non-rotatably connected to the drive wheel (36, 38, 40, 64), the free travel (70) being the play between the External teeth (70) and the internal teeth (68) are formed.

Gear unit after Claim 2 , characterized in that a hollow shaft (66) is mounted on the input shaft (34), which has the internal teeth (68), the at least one drive wheel being mounted on the hollow shaft (66) in a rotationally fixed manner.

Gear unit according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the torsion spring element (50) is arranged circumferentially to the input shaft and is mounted on the input shaft (34) axially offset from the drive wheel (36, 38, 40, 64).

Gear unit according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the torsion spring element (50) has an inner ring (92) and an outer ring (90), which are resiliently connected to one another in the direction of rotation by means of a spring member (94).

Gear unit after Claim 5 , characterized in that the inner ring is connected to the input shaft (34) in a rotationally fixed manner.

Gear unit after Claim 5 or 6 , characterized in that the outer ring (90) is connected to the drive wheel (36, 38, 40, 64, 64) in a rotationally fixed manner.

Gear unit according to one of the Claims 5 until 7 , characterized in that the spring member (94) has a plurality of leaf spring elements (96) which extend in the radial direction.

Gear unit according to one of the Claims 5 until 7 , characterized in that the spring member has at least one spiral spring, the main axis of which is arranged essentially in a tangential direction to the inner ring (90 ').

Gear unit according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the rotation angle detection means (54) have a first detector wheel (56) which is connected to the outer ring (90).

Gear unit after Claim 10 , characterized in that the rotation angle detection means (54) have a second detector wheel (58) which is connected in a rotationally fixed manner to the input shaft (34).

Gear unit after Claim 11 , characterized in that the first and second detector wheels (56, 58) are arranged axially next to one another and have circumferentially arranged detection sections (74).

Gear unit after Claim 12 , characterized in that the detector wheels (56, 58) are assigned detection means (60, 62) which detect a rotational position of the detection sections (74) in order to detect the relative rotation and / or a speed of the detection wheels (54, 56).

Gear unit according to one of the Claims 1 - 13 , wherein the driven wheel (42, 44, 46) is mounted on a countershaft of the gear unit (110) and forms a pair of wheels with the drive wheel (36, 38, 40, 64).