DE102021116078A1 - Drive arrangement with two drive modules for a human-powered vehicle and vehicle with the drive arrangement - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Antriebsanordnung 5 für ein muskelbetriebenes Fahrzeug 1, mit einem ersten Antriebsmodul (7) zum Antrieb eines ersten Fahrzeugrads (3) des Fahrzeugs (1), mit einem Generatormodul (6) zur Erzeugung elektrischer Energie für das mindestens eine Antriebsmodul (7), wobei das Generatormodul (6) einen Generator aufweist, der durch einen Fahrzeugbenutzer in einem Antriebsbetrieb per Tretkraft antreibbar ist, wobei das Generatormodul (6) eine Tretkurbelwelle (11) zur Übertragung der Tretkraft von einer Tretkurbel (10) auf den Generator aufweist, vorgeschlagen, wobei die Antriebsanordnung 5 ein zweites Antriebsmodul 8 zum Antrieb eines zweiten Fahrzeugrads 4 des Fahrzeugs 1 aufweist, wobei das erste und das zweite Antriebsmodul 7, 8 in dem Antriebsbetrieb durch das Generatormodul 6 mit elektrischer Energie versorgbar sind.A drive arrangement 5 for a human-powered vehicle 1, with a first drive module (7) for driving a first vehicle wheel (3) of the vehicle (1), with a generator module (6) for generating electrical energy for the at least one drive module (7) wherein the generator module (6) has a generator which can be driven by a vehicle user in a drive mode by pedaling power, wherein the generator module (6) has a pedal crankshaft (11) for transmitting the pedaling power from a pedal crank (10) to the generator , wherein the drive arrangement 5 has a second drive module 8 for driving a second vehicle wheel 4 of the vehicle 1, wherein the first and the second drive module 7, 8 can be supplied with electrical energy by the generator module 6 in the drive mode.
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug mit dieser Antriebsanordnung.The invention relates to a drive assembly for a vehicle having the features of the preamble of claim 1. The invention also relates to a vehicle having this drive assembly.
Es sind elektrische Fahrräder bekannt, welche ohne eine physikalische Antriebsverbindung zwischen Tretkurbel und Hinterrad angetrieben werden können. Der Fahrer treibt dabei mit den Tretkurbeln einen Generator zur Stromerzeugung an, um einen mit dem Hinterrad verbundenen Antriebsmotor mit Strom zu versorgen. Bei einem derartigen Antriebssystem kann somit die physikalische Antriebsverbindung, wie z.B. Kette, Zahnriemen, Kardanwelle etc. entfallen.Electric bicycles are known which can be driven without a physical drive connection between the crank and the rear wheel. The driver uses the pedal cranks to drive a generator to generate electricity in order to supply electricity to a drive motor connected to the rear wheel. With such a drive system, the physical drive connection, such as a chain, toothed belt, cardan shaft, etc., can be omitted.
Die Druckschrift
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die reifengefederte Masse für ein Einzelrad des Fahrzeugs zu reduzieren.It is an object of the present invention to reduce the tire sprung mass for a single wheel of the vehicle.
Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.This object is achieved by a drive arrangement having the features of claim 1 and by a vehicle having the features of
Gegenstand der Erfindung ist eine Antriebsanordnung welche für ein muskelbetriebenes Fahrzeug ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist das Fahrzeug als ein elektrisches Fahrrad, auch als E-Bike bekannt, ausgebildet. The subject matter of the invention is a drive arrangement which is designed and/or suitable for a human-powered vehicle. In particular, the vehicle is designed as an electric bicycle, also known as an e-bike.
Grundsätzlich kann das Fahrrad genau zwei Fahrzeugräder aufweisen. Alternativ kann das Fahrzeug jedoch auch mehr als zwei, insbesondere genau drei oder vier Fahrzeugräder aufweisen.In principle, the bicycle can have exactly two vehicle wheels. Alternatively, however, the vehicle can also have more than two, in particular precisely three or four, vehicle wheels.
Die Antriebsanordnung weist ein erstes Antriebsmodul auf, welches zum Antrieb eines ersten Fahrzeugrads ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist das erste Antriebsmodul mit mindestens oder genau dem ersten Fahrzeugrad antriebstechnisch verbindbar und/oder verbunden. Vorzugsweise weist das erste Antriebsmodul einen Elektromotor auf, welcher elektrische Energie in ein Antriebsmoment für das erste Fahrzeugrad wandelt.The drive arrangement has a first drive module which is designed and/or suitable for driving a first vehicle wheel. In particular, the first drive module can be and/or is connected in terms of drive technology to at least or precisely the first vehicle wheel. The first drive module preferably has an electric motor, which converts electrical energy into a drive torque for the first vehicle wheel.
Die Antriebsanordnung weist ein Generatormodul auf, welches zur Erzeugung elektrischer Energie für den Elektromotor ausgebildet und/oder geeignet ist. Das Generatormodul ist insbesondere separat zu dem Antriebsmodul ausgebildet. Das Generatormodul weist hierzu einen Generator auf, der durch einen Fahrzeugbenutzer in einem Antriebsbetrieb per Tretkraft antreibbar ist. Insbesondere erzeugt der Generator eine elektrische Leistung, welche aus der am Generator aufgebrachten Drehmomente und Drehzahlen resultiert. Vorzugsweise kann der Fahrzeugbenutzer die Größe der elektrischen Leistung in Abhängigkeit der Tretkraft bzw. Trittfrequenz variieren. Besonders bevorzugt ist der Generator nicht zur Umsetzung eines Betriebs als Antriebsmotor ausgebildet und/oder kann ausschließlich in einem Generatorbetrieb laufen. Alternativ kann der Generator elektromotorisch betrieben werden, um z.B. die Kurbeln in eine bestimmte Position zu bringen.The drive arrangement has a generator module which is designed and/or suitable for generating electrical energy for the electric motor. The generator module is in particular designed separately from the drive module. For this purpose, the generator module has a generator that can be driven by a vehicle user in a drive mode by pedaling. In particular, the generator generates electrical power which results from the torques and speeds applied to the generator. Preferably, the vehicle user can vary the size of the electrical power depending on the pedaling force or pedaling frequency. Particularly preferably, the generator is not designed to operate as a drive motor and/or can run exclusively in generator mode. Alternatively, the generator can be operated by an electric motor, e.g. to bring the cranks into a certain position.
Das Generatormodul weist eine Tretkurbelwelle auf, welche zur Übertragung der Tretkraft auf den Generator ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere sind an der Tretkurbelwelle endseitig jeweils eine Tretkurbel angeordnet, über welche die Tretkraft in die Tretkurbelwelle eingeleitet wird. Insbesondere ist die Tretkurbelwelle drehbar in dem Generatormodul gelagert. Bevorzugt definiert die Tretkurbelwelle mit ihrer Rotationsachse eine Hauptdrehachse des Generatormoduls. Die Tretkurbelwelle verläuft bevorzugt durchgängig von einer Tretkurbel zu der anderen Tretkurbel. The generator module has a pedal crankshaft, which is designed and/or suitable for transmitting the pedaling force to the generator. In particular, a pedal crank is arranged at each end of the pedal crankshaft, via which the pedaling force is introduced into the pedal crankshaft. In particular, the pedal crankshaft is rotatably mounted in the generator module. The pedal crankshaft preferably defines a main axis of rotation of the generator module with its axis of rotation. The pedal crankshaft preferably runs continuously from one pedal crank to the other pedal crank.
Optional weist das Generatormodul eine Getriebeeinrichtung zur Übersetzung der Tretkraft auf den Generator auf, wobei die Tretkurbelwelle über die Getriebeeinrichtung getriebetechnisch mit dem Generator verbunden ist. Insbesondere dient die Getriebeeinrichtung zur Übersetzung ins Schnelle (i < 1), wobei die Drehzahl am Generator vergrößert und das übertragene Drehmoment auf den Generator verkleinert wird.Optionally, the generator module has a gear device for transferring the pedaling force to the generator, with the pedal crankshaft being geared to the generator via the gear device. In particular, the transmission device is used for stepping up (i<1), the speed at the generator being increased and the torque transmitted to the generator being reduced.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Antriebsanordnung ein zweites Antriebsmodul aufweist, welches zum Antrieb eines zweiten Fahrzeugrads ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist das zweite Antriebsmodul mit mindestens oder genau dem zweiten Fahrzeugrad antriebstechnisch verbindbar und/oder verbunden. Vorzugsweise weist das zweite Antriebsmodul einen weiteren Elektromotor auf, welcher elektrische Energie in ein Antriebsmoment für das zweite Fahrzeugrad wandelt. Die beiden Antriebsmodule sind als zwei separate Module ausgebildet und/oder voneinander getrennt. Prinzipiell ist sind beide Antriebsmodule in das jeweils zugehörige angetriebene Fahrzeugrad des Fahrzeugs integriert. Vorzugsweise ist das eine angetriebene Fahrzeugrad als ein Hinterrad und das andere angetriebene Fahrzeugrad als ein Vorderrad des Fahrzeugs ausgebildet. Alternativ kann zumindest eines der beiden Antriebsmodule jedoch auch außerhalb des Fahrzeugrades angeordnet und/oder als zentraler Antriebsmotor für ein oder mehrere angetriebene Fahrzeugräder, insbesondere einer Antriebsachse, dienen.In the context of the invention, it is proposed that the drive arrangement has a second drive module which is designed and/or suitable for driving a second vehicle wheel. In particular, the second drive module can be and/or is connected in terms of drive technology to at least or precisely the second vehicle wheel. The second drive module preferably has a further electric motor, which converts electrical energy into a drive torque for the second vehicle wheel. The two drive modules are designed as two separate modules and/or separated from one another. In principle, both drive modules are integrated into the respectively associated driven vehicle wheel of the vehicle. Preferably, the one driven vehicle wheel is a rear wheel and the other driven vehicle wheel is formed as a front wheel of the vehicle. Alternatively, at least one of the two drive modules can also be arranged outside of the vehicle wheel and/or used as a central drive motor for one or more driven vehicle wheels, in particular a drive axle.
Das erste und das zweite Antriebsmodul sind in dem Antriebsbetrieb durch den Generator mit elektrischer Energie versorgbar und/oder werden in dem Antriebsbetrieb durch den Generator mit elektrischer Energie versorgt. Bevorzugt weist die Antriebsanordnung eine Steuerungseinrichtung auf, welche ausgebildet ist, die Antriebsmomente und/oder Antriebsdrehzahlen der beiden Antriebsmodule in Abhängigkeit der Tretkraft und/oder Trittfrequenz zu steuern. Vorzugsweise sind die beiden Antriebsmodule als zwei baugleiche Antriebsmodule ausgebildet und/oder weisen zumindest jeweils Elektromotoren mit gleicher Motorauslegung auf. In dem Antriebsbetrieb treiben die beiden Antriebsmodule das jeweils zugehörige Fahrzeugrad vorzugsweise mit dem gleichen Antriebsmoment und/oder mit der gleichen Antriebsdrehzahl an.The first and the second drive module can be supplied with electrical energy by the generator in the drive mode and/or are supplied with electrical energy by the generator in the drive mode. The drive arrangement preferably has a control device which is designed to control the drive torques and/or drive speeds of the two drive modules as a function of the pedaling force and/or pedaling frequency. The two drive modules are preferably designed as two drive modules of the same construction and/or at least each have electric motors with the same motor design. In the drive mode, the two drive modules drive the respectively associated vehicle wheel, preferably with the same drive torque and/or with the same drive speed.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass durch die Verwendung zweier Antriebsmodule im Gegensatz zu einer großen Antriebsmaschine die reifengefederte Masse für ein Einzelrad reduziert werden kann. Weiterhin kann die Gewichtsverteilung des Fahrzeugs verbessert werden, da der Schwerpunkt des Fahrzeugs durch die Anordnung der beiden Antriebsmodule an Vorder- und Hinterrad signifikant weiter in die Mitte des Fahrzeugs verlagert wird.The advantage of the invention is that by using two drive modules, in contrast to a large drive machine, the tire-sprung mass for a single wheel can be reduced. Furthermore, the weight distribution of the vehicle can be improved, since the center of gravity of the vehicle is shifted significantly further to the center of the vehicle due to the arrangement of the two drive modules on the front and rear wheels.
In einer konkreten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das erste und das zweite Antriebsmodul jeweils als ein elektrischer Radnabenmotor ausgebildet sind. Insbesondere sind die beiden Radnabenmotoren zur Bildung eines Radnabenantriebs antriebstechnisch unmittelbar mit dem jeweils zugehörigen Fahrzeugrad, vorzugsweise einer Radnabe des jeweiligen Fahrzeugrades, verbunden und/oder permanent mechanisch mit diesem gekoppelt. Insbesondere ist der eine Radnabenmotor in das Vorderrad und der andere Radnabenmotor in das Hinterrad des Fahrzeugs integriert. Durch die Ausgestaltung der Antriebsmodule als Radnabenmotoren kann eine besonders kompakte und gewichtsreduzierte Integration der Antriebsmodule in das jeweilige Fahrzeugrad umgesetzt werden.In a specific embodiment, it is provided that the first and the second drive module are each designed as an electric wheel hub motor. In particular, to form a wheel hub drive, the two wheel hub motors are directly connected to the respective associated vehicle wheel, preferably a wheel hub of the respective vehicle wheel, and/or permanently mechanically coupled to it. In particular, one wheel hub motor is integrated into the front wheel and the other wheel hub motor is integrated into the rear wheel of the vehicle. By configuring the drive modules as wheel hub motors, a particularly compact and weight-reduced integration of the drive modules into the respective vehicle wheel can be implemented.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das erste und das zweite Antriebsmodul jeweils als ein Zweigang-Getriebemotor ausgebildet ist. Insbesondere weist der Zweigang-Getriebemotor genau zwei Gänge auf, wobei die beiden Gänge eine unterschiedliche Übersetzung aufweisen. Insbesondere weist ein erster Gang eine größere Übersetzung als ein zweiter Gang auf. Alternativ oder optional weist der erste Gang ein Übersetzungsverhältnis von Betrag (i > 1), auch „Untersetzung“ oder „Übersetzung ins Langsame“ genannt, und/oder der zweite Gang ein Übersetzungsverhältnis von Betrag (i < 1), auch „Übersetzung ins Schnelle“ genannt, auf. Insbesondere dient der erste Gang zur Bereitstellung eines hohen Antriebsmoments bei einer niedrigen Antriebsdrehzahl und/oder der zweite Gang zur Bereitstellung einer hohen Antriebsdrehzahl bei einem niedrigen Antriebsmoment. In a further embodiment, it is provided that the first and the second drive module are each designed as a two-speed geared motor. In particular, the two-speed geared motor has exactly two gears, with the two gears having a different translation. In particular, a first gear has a higher translation than a second gear. Alternatively or optionally, the first gear has a gear ratio of amount (i > 1), also called "reduction" or "speed down", and/or the second gear has a gear ratio of amount (i < 1), also called "speed up called, on. In particular, the first gear serves to provide a high drive torque at a low drive speed and/or the second gear to provide a high drive speed at a low drive torque.
Beispielsweise kann der erste Gang in einem belasteten Zustand, z.B. Bergauffahrt, des Fahrzeugs und der zweite Gang in einem unbelasteten Zustand, z.B. normaler Fahrbetrieb, des Fahrzeugs eingelegt werden. Durch das Zweiganggetriebe kann der Anwendungsbereich der beiden Antriebsmodule derart erweitert werden, dass das komplette im Antriebsbetrieb benötigte Leistungsspektrum abgedeckt werden kann. Es können somit besonders kleine, leichte und somit kostengünstige Elektromotoren eingesetzt werden.For example, first gear can be engaged in a loaded condition, e.g., driving uphill, of the vehicle and second gear in an unloaded condition, e.g., normal driving, of the vehicle. Thanks to the two-speed gearbox, the range of applications for the two drive modules can be expanded in such a way that the entire power range required in drive operation can be covered. It can thus be used particularly small, light and therefore inexpensive electric motors.
In weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass die beiden als Zweigang-Getriebemotor ausgebildeten Antriebsmodule jeweils ein in den ersten und den zweiten Gang schaltbares Zweiganggetriebe aufweisen, welches zur Übersetzung des Antriebsmoments des jeweiligen Elektromotors auf das jeweils zugehörige Fahrzeugrad ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere sind jeweils der Elektromotor und das zugehörige Zweiganggetriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Der Elektromotor ist dabei eingangsseitig und das zugehörige Fahrzeugrad, insbesondere die Radnabe, ausgangseitig des Zweiganggetriebes angeordnet. Bevorzugt sind der Elektromotor und das Zweiganggetriebe in Bezug auf eine Drehachse des jeweiligen Elektromotors und/oder einer Radachse des jeweiligen Fahrzeugrades koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet. Es wird somit eine besonders kompakte Ausgestaltung der Antriebsmodule vorgeschlagen, welche besonders bauraumsparend in das jeweilige Fahrzeugrad integriert werden können.In a further specification, it is provided that the two drive modules designed as two-speed geared motors each have a two-speed gearbox that can be shifted into first and second gear, which is designed and/or suitable for converting the drive torque of the respective electric motor to the respective associated vehicle wheel. In particular, the electric motor and the associated two-speed gearbox are arranged in a common housing. The electric motor is arranged on the input side and the associated vehicle wheel, in particular the wheel hub, on the output side of the two-speed transmission. The electric motor and the two-speed transmission are preferably arranged coaxially and/or concentrically with respect to a rotational axis of the respective electric motor and/or a wheel axle of the respective vehicle wheel. A particularly compact configuration of the drive modules is thus proposed, which can be integrated into the respective vehicle wheel in a particularly space-saving manner.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Zweiganggetriebe des ersten und des zweiten Antriebsmoduls jeweils eine mit dem zugehörigen Elektromotor antriebstechnisch verbundene Eingangswelle und eine mit dem zugehörigen Fahrzeugrad abtriebstechnisch verbindbare und/oder verbundene Ausgangswelle aufweisen. Die Eingangswelle bildet vorzugsweise einen Getriebeeingang des Zweiganggetriebes und ist mit dem Elektromotor koppelbar und/oder gekoppelt. Die Eingangswelle und eine Rotorwelle des Elektromotors können koaxial und/oder einstückig ausgebildet sein. Alternativ ist zwischen der Eingangswelle und dem Elektromotor ein Zwischengetriebe, ein Umlenkgetriebe oder andere Getriebekomponenten angeordnet. Die Ausgangswelle bildet vorzugsweise einen Getriebeausgang bzw. einen Abtrieb des Zweiganggetriebes und ist mit dem jeweils zugehörigen Fahrzeugrad wirkverbindbar und/oder wirkverbunden. Zwischen der Ausgangswelle und dem angetriebenen Fahrzeugrad können optional weitere Getriebekomponenten, wie ein Endgetriebe, ein Umlenkgetriebe oder andere Getriebekomponenten angeordnet sein.In a further development it is provided that the two-speed transmission of the first and second drive module each have an input shaft drivingly connected to the associated electric motor and an output shaft which can be and/or is connected to the associated vehicle wheel in terms of output technology. The input shaft preferably forms a transmission input of the two-speed transmission and can be and/or is coupled to the electric motor. The input shaft and a rotor shaft of the electric motor can be designed coaxially and/or in one piece. Alternatively, between the input shaft and an intermediate gear, a deflection gear or other gear components are arranged on the electric motor. The output shaft preferably forms a transmission output or an output of the two-speed transmission and is operatively connectable and/or operatively connected to the respectively associated vehicle wheel. Additional transmission components, such as a final transmission, an angle transmission or other transmission components, can optionally be arranged between the output shaft and the driven vehicle wheel.
Das Zweiganggetriebe weist gemäß dieser Weiterbildung eine erste und eine zweite Freilaufeinrichtung auf. Die Freilaufeinrichtung ist insbesondere auch als eine Überholkupplung realisiert. Insbesondere kann die Freilaufeinrichtung in einer ersten Übertragungsdrehrichtung einen Übertragungszustand einnehmen, wobei von dem Eingang der Freilaufeinrichtung ein Antriebsmoment auf dem Ausgang der Freilaufeinrichtung übertragen wird. Ferner kann die Freilaufeinrichtung einen Freilaufzustand einnehmen, wobei von dem Eingang der Freilaufeinrichtung kein Antriebsmoment auf den Ausgang übertragbar ist und/oder Eingang und Ausgang voneinander entkoppelt sind.According to this development, the two-speed transmission has a first and a second freewheel device. The freewheel device is also implemented in particular as an overrunning clutch. In particular, the freewheel device can assume a transmission state in a first transmission direction of rotation, with a drive torque being transmitted from the input of the freewheel device to the output of the freewheel device. Furthermore, the freewheel device can assume a freewheeling state, in which case no drive torque can be transmitted from the input of the freewheel device to the output and/or the input and output are decoupled from one another.
Weiterhin verläuft gemäß dieser Weiterbildung jeweils ein erster Momentenweg zur Übertragung eines ersten Antriebsmoments mit einer ersten Antriebsdrehrichtung von der Eingangswelle zu der Ausgangswelle und ein zweiter Momentenweg zur Übertragung eines zweiten Antriebsmoments mit einer zweiten Antriebsdrehrichtung von der Eingangswelle zur der Ausgangswelle. Die zweite Antriebsdrehrichtung ist gegenläufig zu der ersten Antriebsdrehrichtung ausgebildet.Furthermore, according to this development, a first torque path for transmitting a first drive torque with a first drive direction of rotation runs from the input shaft to the output shaft and a second torque path for transmitting a second drive torque with a second drive direction of rotation runs from the input shaft to the output shaft. The second driving direction of rotation is opposite to the first driving direction of rotation.
Ferner sind in dem ersten und dem zweiten Momentenweg unterschiedliche Übersetzungen und/oder unterschiedliche Gänge umgesetzt. Beispielsweise kann über den ersten Momentenweg der erste Gang und über den zweiten Momentenweg der zweite Gang umgesetzt werden. Es ist aber auch möglich, dass der erste Gang über den zweiten Momentenweg und der zweite Gang über den ersten Momentenweg läuft. Es ist vorgesehen, dass über den ersten Momentenweg bei der ersten Antriebsdrehrichtung das erste Antriebsmoment geführt wird und über den zweiten Momentenweg bei der zweiten Antriebsdrehrichtung das zweite Antriebsmoment geführt wird.Furthermore, different translations and/or different gears are implemented in the first and the second torque path. For example, the first gear can be implemented via the first torque travel and the second gear can be implemented via the second torque travel. However, it is also possible for the first gear to run over the second torque travel and the second gear to run over the first torque travel. Provision is made for the first drive torque to be guided over the first torque path in the first drive direction of rotation and for the second drive torque to be guided over the second torque path in the second drive direction of rotation.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die erste Freilaufeinrichtung in dem ersten Momentenweg derart angeordnet ist, dass diese bei dem ersten Antriebsmoment mit der ersten Antriebsdrehrichtung in den Übertragungszustand und bei dem zweiten Antriebsmoment mit der zweiten Antriebsdrehrichtung in den Freilaufzustand schaltet. Die zweite Freilaufeinrichtung ist dagegen in dem zweiten Momentenweg derart angeordnet, dass diese bei dem zweiten Antriebsmoment der zweiten Antriebsdrehrichtung in dem Übertragungszustand und bei dem ersten Antriebsmoment mit der ersten Antriebsdrehrichtung in dem Freilaufzustand ist.Furthermore, it is provided that the first freewheel device is arranged in the first torque path in such a way that it switches to the transmission state at the first drive torque with the first drive direction of rotation and at the second drive torque with the second drive direction of rotation into the freewheel state. The second freewheel device, on the other hand, is arranged in the second torque path in such a way that it is in the transmission state at the second drive torque in the second drive direction of rotation and in the freewheel state at the first drive torque in the first drive direction of rotation.
Anders ausgedrückt kann die Auswahl der Momentenwege in Abhängigkeit der Antriebsdrehrichtung der Eingangswelle gewählt werden. Rotiert die Eingangswelle in der ersten Antriebsdrehrichtung so wird das Antriebsmoment über den ersten Momentenweg übertragen, rotiert die Eingangswelle in der zweiten Antriebsdrehrichtung wird das Antriebsmoment über den zweiten Momentenweg übertragen. Nachdem bei den beiden Momentenwegen unterschiedliche Übersetzungen und/oder unterschiedliche Gänge dargestellt sind, führt der konstruktive Aufbau des Zweiganggetriebes dazu, dass die Gangwahl durch die Antriebsdrehrichtung der Eingangswelle und somit durch die Antriebsdrehrichtung des Elektromotors auswählbar, insbesondere steuerbar und/oder aktivierbar ist. Dreht der Elektromotor in der ersten Antriebsdrehrichtung wird der erste Momentenweg gewählt, dreht der Elektromotor in Gegenrichtung und/oder in der zweiten Antriebsdrehrichtung so wird zweite Momentenweg gewählt.In other words, the torque paths can be selected as a function of the drive direction of rotation of the input shaft. If the input shaft rotates in the first drive direction of rotation, the drive torque is transmitted via the first torque path; if the input shaft rotates in the second drive direction of rotation, the drive torque is transmitted via the second torque path. Since different translations and/or different gears are shown for the two torque paths, the structural design of the two-speed transmission means that the gear selection can be selected, in particular controlled and/or activated, by the driving direction of rotation of the input shaft and thus by the driving direction of rotation of the electric motor. If the electric motor rotates in the first drive direction of rotation, the first torque path is selected; if the electric motor rotates in the opposite direction and/or in the second drive direction of rotation, the second torque path is selected.
Damit ist ein bedienungsfreundliches Zweiganggetriebe geschaffen, welches den Umstand ausnutzt, dass Elektromotoren in beide Drehrichtungen quasi mit den gleichen Eigenschaften betrieben werden können. Dadurch, dass das Zweiganggetriebe durch Drehrichtungsumkehr zwischen den beiden Gängen geschaltet wird, kann auf eine zusätzliche Aktorik verzichtet werden, sodass das Gewicht der beiden Antriebsmodule und somit die reifengefederte Masse der Fahrzeugräder weiter reduziert werden kann.This creates a user-friendly two-speed transmission that utilizes the fact that electric motors can be operated in both directions of rotation with virtually the same properties. Since the two-speed transmission is shifted between the two gears by reversing the direction of rotation, additional actuators can be dispensed with, so that the weight of the two drive modules and thus the tire-sprung mass of the vehicle wheels can be further reduced.
In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass vorzugsweise in genauen einem der Momentenwege eine Drehrichtungsumkehreinrichtung angeordnet. Die Drehrichtungsumkehreinrichtung ist bevorzugt, da ansonsten das Fahrzeug bei dem ersten Momentenweg in einer Fahrtrichtung und bei dem zweiten Momentenweg in eine Gegenrichtung angetrieben würde.In a further specification, it is provided that a rotational direction reversing device is preferably arranged in precisely one of the torque paths. The direction of rotation reversal device is preferred, since otherwise the vehicle would be driven in one direction of travel for the first torque travel and in an opposite direction for the second torque travel.
In einer möglichen konkreten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Antriebsanordnung eine Nebenwelle aufweist, wobei der zweite Momentenweg über die Nebenwelle läuft. Die Nebenwelle ist insbesondere parallel versetzt zu der Eingangswelle und/oder der Ausgangswelle angeordnet. Vorzugsweise sind die Eingangswelle und die Ausgangswelle koaxial zueinander angeordnet. Somit ist es möglich, dass der erste Momentenweg koaxial zu der Eingangswelle und/oder der Ausgangswelle verläuft und der zweite Momentenweg über die Nebenwelle umgeleitet wird.In a possible specific embodiment, it is provided that the drive arrangement has an auxiliary shaft, with the second torque path running via the auxiliary shaft. The secondary shaft is in particular arranged offset parallel to the input shaft and/or the output shaft. The input shaft and the output shaft are preferably arranged coaxially with one another. It is thus possible for the first torque path to be coaxial with the input shaft and/or the output shaft is running and the second torque path is diverted via the secondary shaft.
Bei einer ersten möglichen Ausgestaltung ist die Eingangswelle über eine zweistufige Stirnradgetriebestufe mit der Nebenwelle getriebetechnisch verbunden. Dadurch, dass die Stirnradgetriebestufe zweistufig ist, wird eine Drehrichtungsumkehrung umgesetzt, so dass die zweistufige Stirnradgetriebestufe die Drehrichtungsumkehreinrichtung bildet.In a first possible embodiment, the input shaft is mechanically connected to the auxiliary shaft via a two-stage spur gear stage. Due to the fact that the spur gear stage has two stages, a reversal of the direction of rotation is implemented, so that the two-stage spur gear stage forms the device for reversing the direction of rotation.
Bei einer Alternative ist die Eingangswelle über ein Zugmittel mit der Nebenwelle getriebetechnisch verbunden, so dass über das Zugmittel und/oder das damit verbundene Zugmittelgetriebe die Drehrichtungsumkehreinrichtung gebildet ist.In an alternative, the input shaft is connected to the auxiliary shaft via a traction mechanism in terms of transmission technology, so that the direction of rotation reversal device is formed via the traction mechanism and/or the traction mechanism transmission connected thereto.
Bei einer weiteren Alternative ist die Eingangswelle mit einem Hohlrad und die Nebenwelle mit einem Festrad drehfest verbunden. Dadurch, dass das Festrad mit einem Innenumfang des Hohlrads kämmt, wird ebenfalls eine Drehrichtungsumkehr erzwungen, so dass die Hohlrad-Festrad-Kombination die Drehrichtungsumkehreinrichtung bildet.In a further alternative, the input shaft is non-rotatably connected to a ring gear and the secondary shaft is connected to a fixed gear. Because the fixed wheel meshes with an inner circumference of the ring gear, a reversal of the direction of rotation is also forced, so that the combination of ring gear and fixed wheel forms the device for reversing the direction of rotation.
In einer weiteren konkreten Umsetzung ist vorgesehen, dass die beiden Antriebsmodule bei einem Schaltvorgang derart zeitlich zueinander versetzt von dem einen in den anderen Gang geschaltet werden, das mindestens eines der beiden Antriebsmodule während des Schaltvorgangs das elektrische Antriebsmoment auf das zugehörige Fahrzeugrad überträgt. Anders ausgedrückt, erfolgen die Schaltvorgänge der beiden Antriebsmodule nicht zeitgleich, sondern geringfügig zeitlich versetzt. Vorzugsweise sind die Schaltvorgänge um zumindest die Dauer eines Schaltvorgangs von dem ersten in den zweiten Gang bzw. von dem zweiten in den ersten Gang zeitlich versetzt. Somit wird sichergestellt, dass während des Schaltvorgangs das Antriebsmoment von einem der Antriebsmodule weiterhin auf das zugehörige Antriebsrad übertragen wird, wenn das Antriebsmoment des anderen Antriebsmoduls unterbrochen ist. Insbesondere wird somit eine Schaltung ohne Zugkraftunterbrechung bzw. eine Schaltung mit verminderter Zugkraftunterbrechung (d. h. mit teilweisem Ausgleich des Zugkrafteinbruches) umgesetzt. Anders ausgedrückt, ist durch die beiden Antriebsmodule eine sogenannte „Lastschaltung“ umgesetzt bzw. umsetzbar.In a further concrete implementation, it is provided that the two drive modules are shifted from one gear to the other at a time offset from one another during a shifting process in such a way that at least one of the two drive modules transmits the electric drive torque to the associated vehicle wheel during the shifting process. In other words, the switching processes of the two drive modules do not take place at the same time, but slightly offset in time. The shifting processes are preferably offset in time by at least the duration of a shifting process from first to second gear or from second to first gear. This ensures that during the shifting process the drive torque continues to be transmitted from one of the drive modules to the associated drive wheel when the drive torque of the other drive module is interrupted. In particular, a gearshift without an interruption in traction or a gearshift with a reduced interruption in traction (i.e. with partial compensation for the drop in traction) is implemented. In other words, a so-called “load shift” is implemented or can be implemented by the two drive modules.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Generatormodul zur Bereitstellung der elektrischen Energie jeweils über eine elektrische Leitung unmittelbar mit dem ersten und dem zweiten Antriebsmodul verbunden ist. Insbesondere können die Elektromotoren der beiden Antriebsmodule somit direkt durch den vom Generator erzeugten Strom gespeist werden. Alternativ oder optional ergänzend ist das Generatormodul zur Bereitstellung der elektrischen Energie mittelbar über ein Energiespeichermodul mit dem ersten und dem zweiten Antriebsmodul verbunden. Insbesondere ist das Energiespeichermodul als ein Akkumulator ausgebildet, welcher während der Fahrt vom Generator gespeist wird und zudem von einer externen Stromquelle geladen werden kann. Insbesondere können die Elektromotoren somit durch den in dem Energiespeichermodul gespeicherten Strom gespeist werden.In a further refinement, it is provided that the generator module is connected directly to the first and the second drive module in each case via an electrical line in order to provide the electrical energy. In particular, the electric motors of the two drive modules can thus be fed directly by the current generated by the generator. Alternatively or optionally in addition, the generator module for providing the electrical energy is connected indirectly to the first and the second drive module via an energy storage module. In particular, the energy storage module is designed as an accumulator, which is fed by the generator while driving and can also be charged from an external power source. In particular, the electric motors can thus be fed by the current stored in the energy storage module.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit der Antriebsanordnung wie diese bereits zuvor beschrieben wurde. Insbesondere ist das Fahrzeug als ein muskelbetriebenes Fahrzeug ausgebildet, welches durch einen Elektromotor angetrieben wird. Insbesondere zeichnet sich das Fahrzeug dadurch aus, dass die für die Elektromotoren der beiden Antriebsmodule benötigte elektrische Energie zumindest teilweise mittels des Generatormoduls durch den Fahrer erzeugt wird.A further object of the invention relates to a vehicle with the drive arrangement as already described above. In particular, the vehicle is designed as a human-powered vehicle which is driven by an electric motor. In particular, the vehicle is characterized in that the electrical energy required for the electric motors of the two drive modules is at least partially generated by the driver using the generator module.
Bevorzugt ist das Fahrzeug als ein Fahrrad, z.B. als ein Lastenfahrrad ausgebildet. Das Fahrzeug kann als ein einspuriges oder mehrspuriges Fahrzeug ausgebildet sein. Optional ist das Fahrzeug als ein niederfluriges Fahrzeug ausgebildet. Beispielsweise ist das Fahrzeug ein Elektrokleinfahrzeug oder Elektrokleinstfahrzeug oder als ein Elektromobil ausgebildet. Insbesondere sind darunter Fahrzeuge mit oder ohne Sitz oder selbstbalancierende Fahrzeuge mit oder ohne Sitz zu verstehen. Mit zwei oder mehr Rädern ist das Fahrzeug bevorzugt als ein Fahrrad, insbesondere als ein Elektrofahrrad, z.B. als ein Pedelec oder als ein E-Bike, ausgebildet. Das Fahrzeug kann alternativ als ein mehrspuriges Fahrrad, insbesondere mit drei oder mehr Rädern ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Fahrzeug ein Transport- oder Lastenrad, insbesondere ein motorisiertes bzw. elektrisch angetriebenes Transport- oder Lastenrad, im Speziellen ein Dreirad- oder Vierrad-Pedelec oder eine Rikscha, insbesondere mit oder ohne Dach, oder ein Kabinenroller sein.The vehicle is preferably designed as a bicycle, e.g. as a cargo bicycle. The vehicle can be designed as a single-track or multi-track vehicle. The vehicle is optionally designed as a low-floor vehicle. For example, the vehicle is designed as a small electric vehicle or micro electric vehicle or as an electric vehicle. In particular, this means vehicles with or without a seat or self-balancing vehicles with or without a seat. With two or more wheels, the vehicle is preferably designed as a bicycle, in particular as an electric bicycle, e.g. as a pedelec or as an e-bike. Alternatively, the vehicle can be designed as a multi-track bicycle, in particular with three or more wheels. For example, the vehicle can be a transport or cargo bike, in particular a motorized or electrically driven transport or cargo bike, in particular a three-wheel or four-wheel pedelec or a rickshaw, in particular with or without a roof, or a cabin scooter.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Fahrzeug mindestens oder genau ein Vorderrad und mindestens oder genau ein Hinterrad aufweist. Das erste Antriebsmodul ist antriebstechnisch mit dem Vorderrad und das zweite Antriebsmodul ist antriebstechnisch mit dem Hinterrad verbunden. Insbesondere ist das erste Antriebsmodul als ein in das Vorderrad integrierter Radnabenmotor und das zweite Antriebsmodul als ein in das Hinterrad integrierter Radnabenmotor ausgebildet.In a preferred embodiment it is provided that the vehicle has at least or exactly one front wheel and at least or exactly one rear wheel. The first drive module is drivingly connected to the front wheel and the second drive module is drivingly connected to the rear wheel. In particular, the first drive module is designed as a wheel hub motor integrated into the front wheel and the second drive module as a wheel hub motor integrated into the rear wheel.
Optional kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug als mehrspuriges Fahrzeug mit drei oder mehr Fahrzeugrädern mindestens ein weiteres Antriebsmodul aufweist, welches zum Antrieb des weiteren Fahrzeugrades dient. Insbesondere kann jedem Fahrzeugrad jeweils ein separates Antriebsmodul zugeordnet sein, wobei sämtliche Antriebsmodule unmittelbar oder zumindest mittelbar durch den Generator mit elektrischer Energie versorgbar sind bzw. versorgt werden.Optionally, it can be provided that the vehicle as a multi-lane vehicle with three or more vehicle wheels has at least one additional wheel Has drive module, which is used to drive the other vehicle wheel. In particular, each vehicle wheel can be assigned a separate drive module, wherein all drive modules can be or are supplied with electrical energy directly or at least indirectly by the generator.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Antriebsanordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 eine schematische Darstellung eines Zweigang-Getriebemotors der Antriebsanordnung aus1 als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
1 a schematic representation of a vehicle with a drive arrangement as an embodiment of the invention; -
2 a schematic representation of a two-speed gear motor of the drive assembly1 as another embodiment of the invention.
Das Fahrzeug 1 weist eine Antriebsanordnung 5 auf, welche zum Antrieb des Vorderrads 3 und des Hinterrads 4 dient. Das Vorderrad 3 und das Hinterrad 4 bilden somit jeweils ein angetriebenes Fahrzeugrad des Fahrzeugs 1.The vehicle 1 has a
Um die reifengefederte Masse für das Vorderrad 3 und das Hinterrad 4 zu reduzieren sowie die Gewichtsverteilung des Fahrzeugs 1 zu verbessern, ist vorgesehen, dass die Antriebsanordnung 5 ein Generatormodul 6, ein erstes und ein zweites Antriebsmodul 7, 8 und optional ein Energiespeichermodul 9 umfasst.In order to reduce the tire-sprung mass for the
Das Generatormodul 6 ist im Bereich des Tretlagers angeordnet und kann durch einen Fahrzeugbenutzer per Tretkraft angetrieben werden, um elektrische Energie für das erste und das zweite Antriebsmodul 7, 8 zu erzeugen. Das Generatormodul 6 weist hierzu zwei diametral zueinander angeordnete Tretkurbeln 10 auf, welche endseitig an einer Tretkurbelwelle 11 angeordnet sind und per Tretkraft in Rotation versetzt werden, um elektrische Leistung in dem Generatormodul 6 zu erzeugen.The
Das erste und das zweite Antriebsmodul 7, 8 sind jeweils als ein Radnabenmotor 12 ausgebildet, wobei das erste Antriebsmodul 7 in das Vorderrad 3 integriert und antriebstechnisch mit diesem verbunden ist und wobei das zweite Antriebsmodul 8 in das Hinterrad 4 integriert und antriebstechnisch mit diesem verbunden ist. Somit kann die große reifengefederte Masse eines einzelnen großen Radnabenmotors für ein Fahrzeugrad durch die Verwendung der zweier Radnabenmotoren 12 auf das Vorderrad 3 und das Hinterrad 4 verteilt werden. Darüber hinaus wird der Schwerpunkt des Fahrzeugs signifikant weiter in die Mitte des Fahrzeugs verschoben.The first and the second drive module 7, 8 are each designed as a wheel hub motor 12, with the first drive module 7 being integrated into the
Die Antriebsanordnung 5 weist dabei keine mechanische Antriebsverbindung zwischen den Tretkurbeln 10 und den beiden angetrieben Fahrzeugrädern 7, 8 auf. Das Generatormodul 6 ist lediglich über jeweils eine elektrische Leitung 13, 14 mit dem ersten und dem zweiten Antriebsmodul 7, 8 und/oder dem Energiespeichermodul 9 elektrisch verbunden, um die für die beiden Antriebsmodule 7, 8 nötige elektrische Energie bereitzustellen. Dadurch kann weiter die Gesamtmasse des Fahrzeugs 1 reduziert werden.The
Die beiden Antriebsmodule 7, 8 sind jeweils als ein Zweigang-Getriebemotor 15 ausgebildet. Hierzu weisen die beiden Antriebsmodule 7, 8 jeweils einen Elektromotor 16 und jeweils ein Zweiganggetriebe 17 auf, wobei der Elektromotor 16 ein elektrisches Antriebsmoment erzeugt, welches über das Zweiganggetriebe 17 auf das jeweilige Fahrzeugrad 3, 4 übersetzt wird. Das Antriebsmoment kann als ein Hauptantriebsmoment oder als ein Hilfsantriebsmoment für das Fahrzeug 1 ausgebildet sein. Somit können anstelle von drehmomentstarken und entsprechend großen Elektromotoren kleinere, leichtere Elektromotoren 16 eingesetzt werden, wobei durch das Zweiganggetriebe 17 jeweils der Anwendungsbereich so erweitert werden kann, dass das komplette Leistungsspektrum abgedeckt wird.The two drive modules 7, 8 are each designed as a two-speed geared motor 15. For this purpose, the two drive modules 7, 8 each have an
Das Zweiganggetriebe 17 weist genau einen ersten und einen zweiten Gang auf, wobei der erste und der zweite Gang eine unterschiedliche Übersetzung aufweisen. Beispielsweise kann in einem unbelasteten Zustand in dem zweiten Gang gefahren werden und in einem belasteten Zustand, z.B. voll beladen, bergauf und/oder mit Gegenwind etc., im ersten Gang gefahren werden. Somit kann in dem ersten Gang das notwendige höhere Antriebsdrehmoment zur Verfügung gestellt werden, ohne dass große und schwere Elektromotoren benötigt werden würden.The two-
Um eine Zugkraftunterbrechung beim Schaltvorgang zu vermeiden wird vorgeschlagen, die Schaltvorgänge der beiden Zweiganggetriebe 17 nicht gleichzeitig auszuführen, sondern zeitlich versetzt. Bei einem Schaltvorgang von dem ersten in den zweiten Gang bzw. von dem zweiten in den ersten Gang, wird beispielsweise zuerst das Zweiganggetriebe 17 des ersten Antriebsmoduls 7 geschaltet und anschließend das Zweiganggetriebe 17 des zweiten Antriebsmodul 8 zeitlich versetzt geschaltet, sodass das mindestens eines der beiden Fahrzeugräder 3, 4 während des Schaltvorgangs angetrieben bzw. mit dem Antriebsmoment beaufschlagt wird. Somit ist zwar für den Zeitraum des Schaltvorganges eine leichte Zugkraftreduktion spürbar, jedoch keine komplette Unterbrechung.In order to avoid an interruption in traction during the shifting process, it is proposed that the shifting processes of the two two-
Die Elektromotoren 16 der beiden Antriebsmodule 7, 8 können direkt durch die von dem Generatormodul 6 erzeugte elektrische Energie oder mittelbar durch die in dem Energiespeichermodul 9 gespeicherte elektrische Energie versorgt werden. Das Energiespeichermodul 9 kann während der Fahrt von Generatormodul 6 gespeist werden und darüber hinaus von einer externen Stromquelle geladen werden. Optional kann die vom Generatormodul 6 bereitgestellte elektrische Energie einem Verbraucher, z. B. Licht, zur Verfügung gestellt werden.The
Die
Der Zweigang-Getriebemotor 15 weist eine Eingangswelle 18 auf, wobei die Eingangswelle 18 einen Getriebeeingang des Zweiganggetriebes 17 bildet und getriebetechnisch mit dem Elektromotor 16 verbunden ist. In einer einfachen konstruktiven Ausgestaltung kann die Eingangswelle 18 drehfest mit einer Rotorwelle des Elektromotors 16 ausgebildet sein.The two-speed geared motor 15 has an
Der Zweigang-Getriebemotor 15 weist eine Ausgangswelle 19 auf, wobei die Ausgangswelle 19 einen Getriebeausgang des Zweiganggetriebes 17 bildet und einen Abtrieb des Zweigang-Getriebemotors 15 bildet. Die Ausgangswelle 19 ist beispielsweise mit einer Radnabe, nicht dargestellt, des angetriebenen Fahrzeugrades 3, 4 getriebetechnisch verbunden.The two-speed geared motor 15 has an
Das Zweiganggetriebe 17 weist einen ersten Momentenweg 100 und einen zweiten Momentenweg 200 auf. Über die Momentenwege 100, 200 kann das Antriebsmoment von dem Elektromotor 16 über die Eingangswelle 18 zu der Ausgangswelle 19 geleitet werden.The two-
In dem ersten Momentenweg 100 ist eine erste Freilaufeinrichtung 20 angeordnet. In dem zweiten Momentweg 200 ist eine zweite Freilaufeinrichtung 21 angeordnet. Die Freilaufeinrichtungen 20, 21 können einen Übertragungszustand einnehmen, wobei in dem Übertragungszustand ein an dem Eingang der jeweiligen Freilaufeinrichtung 20, 21 anliegendes Antriebsmoment zu einem Ausgang der jeweiligen Freilaufeinrichtung 20, 21 weitergeleitet wird. Die Freilaufeinrichtungen 20, 21 können auch einen Freilaufzustand einnehmen, wobei in dem Freilaufzustand ein Antriebsmoment von dem Eingang zu dem Ausgang nicht weitergegeben wird und/oder Eingang und Ausgang entkoppelt sind. Während der Übertragungszustand bei einer ersten Drehrichtung des Eingangs der jeweiligen Freilaufeinrichtung 20, 21 vorliegt, liegt der Freilaufzustand bei einer zweiten Drehrichtung des Eingangs vor, wobei die zweite Drehrichtung gegenläufig zu der ersten Drehrichtung ausgebildet ist. Optional können die Freilaufeinrichtungen 20, 21 einen Überholzustand einnehmen, wobei der Überholzustand vorliegt, wenn der Eingang in der ersten Drehrichtung dreht, der Ausgang jedoch eine höhere Drehzahl aufweist als der Eingang.A
Ferner ist in dem zweiten Momentenweg 200 eine Drehrichtungsumkehreinrichtung 22 angeordnet, wobei die Drehrichtungsumkehreinrichtung 22 eine Umkehrung der Drehrichtung in dem zweiten Momentenweg 200 bewirkt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Drehrichtungsumkehreinrichtung 22 in Richtung des Momentenflusses vor der zweiten Freilaufeinrichtung 21 und in dem zweiten Momentenweg 200 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Drehrichtungsumkehreinrichtung 22 seriell nach der zweiten Freilaufeinrichtung 21 angeordnet ist. Alternativ hierzu ist es möglich, dass die Drehrichtungsumkehreinrichtung 22 in dem ersten Momentenweg 100 und zwar wahlweise seriell vor oder nach der ersten Freilaufeinrichtung 20 angeordnet ist.Furthermore, a direction of
Die Funktion des Zweigang-Getriebemotors 15 ist wie folgt:
Dreht der Elektromotor 16 in einer ersten Antriebsdrehrichtung bzw. dieEingangswelle 19 in einer ersten Antriebsdrehrichtung so läuft das erste Antriebsmoment über den erstenMomentenweg 100.Die erste Freilaufeinrichtung 20 ist ausgebildet, bei der ersten Antriebsdrehrichtung den Übertragungszustand einzunehmen, sodass das erste Antriebsmoment mit der ersten Antriebsdrehrichtung andie Ausgangswelle 19 übertragen wird. Verfolgt man dagegen den zweitenMomentenweg 200, so wird zunächst die Drehrichtung durch die Drehrichtungsumkehreinrichtung 22 umgedreht und liegt dann an der zweiten Freilaufeinrichtung 21 an.Die zweite Freilaufeinrichtung 21 ist ausgebildet, bei der umgedrehten ersten Antriebsdrehrichtung den Freilaufzustand einzunehmen, so dass das erste Antriebsmoment nicht zu der Ausgangswelle 19 übertragen wird.
- If the
electric motor 16 rotates in a first drive direction of rotation or theinput shaft 19 in a first drive direction of rotation, the first drive torque runs over thefirst torque path 100. Thefirst freewheel device 20 is designed to assume the transmission state in the first drive direction of rotation, so that the first drive torque with the first Driving direction of rotation is transmitted to theoutput shaft 19. If, on the other hand, thesecond torque path 200 is followed, the direction of rotation is first reversed by the direction ofrotation reversing device 22 and then rests against thesecond freewheel device 21 . Thesecond freewheel device 21 is designed to assume the freewheeling state when the first driving direction of rotation is reversed, so that the first driving torque is not transmitted to theoutput shaft 19 .
Dreht dagegen der Elektromotor 16 und/oder die Eingangswelle 18 in der zweiten Antriebsdrehrichtung, welche gegenläufig zu der ersten Antriebsdrehrichtung ausgebildet ist, so wird die erste Freilaufeinrichtung 20 in den Freilaufzustand wechseln, so dass das zweite Antriebsmoment nicht über den ersten Momentenweg 100 zu der Ausgangswelle 19 übertragen werden kann. Dagegen wird die zweite Antriebsdrehrichtung auf dem zweiten Momentenweg 200 durch die Drehrichtungsumkehreinrichtung 22 umgekehrt und liegt dann an der zweiten Freilaufeinrichtung 21 an. Diese ist ausgebildet, bei der gedrehten zweiten Antriebsdrehrichtung den Übertragungszustand einzunehmen, so dass das zweite Antriebsmoment auf die Ausgangswelle 19 übertragen wird.If, on the other hand, the
Es ist zu unterstreichen, dass das erste Antriebsmoment über den ersten Momentenweg 100 zu der gleichen Drehrichtung der Ausgangswelle 19 führt wie bei der Übertragung des zweiten Antriebsmoments über den zweiten Momentenweg 200 zu der Ausgangswelle 19.It should be emphasized that the first drive torque leads to the same direction of rotation of the
Zudem ist vorgesehen, dass in dem ersten Momentenweg 100 und in dem zweiten Momentenweg 200 unterschiedliche Übersetzungen und/oder unterschiedliche Gänge realisiert sind, so dass das erste Antriebsmoment über den ersten Momentenweg 100 mit einer anderen Übersetzung übersetzt wird wie das zweite Antriebsmoment über den zweiten Momentenweg 200.In addition, it is provided that in the
Damit können der erste und der zweite Gang des Zweiganggetriebes 17 durch Drehrichtungsumkehr der Eingangswelle 18 und/oder des Elektromotors 16 gewechselt werden. In einem Zwischenzustand (Segelbetrieb) wird kein Antriebsmoment auf die Ausgangswelle 19 übertragen. Der Schaltvorgang kann somit durch Drehrichtungsumkehr ohne eine zusätzliche Aktorik realisiert werden, sodass das zusätzliches Gewicht für die Aktorik eingespart werden kann.The first and the second gear of the two-
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- Rahmenframe
- 33
- Vorderradfront wheel
- 44
- Hinterradrear wheel
- 55
- Antriebsanordnungdrive assembly
- 66
- Generatormodulgenerator module
- 77
- erstes Antriebsmodulfirst drive module
- 88th
- zweites Antriebsmodulsecond drive module
- 99
- Energiespeichermodulenergy storage module
- 1010
- Tretkurbelcrank
- 1111
- Tretkurbelwellepedal crankshaft
- 1212
- Radnabenmotorwheel hub motor
- 1313
- erste Leitungfirst line
- 1414
- zweite Leitungsecond line
- 1515
- Zweigang-GetriebemotorTwo-speed geared motor
- 1616
- Elektromotorelectric motor
- 1717
- Zweiganggetriebetwo-speed gearbox
- 1818
- Eingangswelleinput shaft
- 1919
- Ausgangswelleoutput shaft
- 2020
- erste Freilaufeinrichtungfirst freewheel device
- 2121
- zweite Freilaufeinrichtungsecond freewheel device
- 2222
- Drehrichtungsumkehreinrichtung Direction of rotation reversing device
- 100100
- erster Momentenwegfirst moment way
- 200200
- zweiter Momentenwegsecond moment path
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 19600698 A1 [0003]DE 19600698 A1 [0003]
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DE102021116078.2A DE102021116078A1 (en) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | Drive arrangement with two drive modules for a human-powered vehicle and vehicle with the drive arrangement |
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DE19600698A1 (en) | 1996-01-10 | 1997-08-07 | Magnet Motor Gmbh | Vehicle that can be operated with muscle power, especially a bicycle |
-
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- 2021-06-22 DE DE102021116078.2A patent/DE102021116078A1/en active Pending
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