DE102014108611A1

DE102014108611A1 - Bicycle drive device

Info

Publication number: DE102014108611A1
Application number: DE102014108611.2A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Ovalo GmbH
Current assignee: Ovalo GmbH
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2014-12-18
Anticipated expiration: 2034-06-19
Also published as: DE102014108611B4; DE102014108612A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrradantriebsvorrichtung mit einem Antriebsgehäuse zur Aufnahme einer Tretlagerkurbelwelle, einem Spannungswellengetriebe, das innerhalb des Antriebsgehäuses angeordnet ist und mit einem Zugmittelträger triebtechnisch in Verbindung bringbar ist. Zudem weist die Fahrradantriebsvorrichtung eine erste Freilaufkupplung zur Kopplung der Tretlagerkurbelwelle mit dem Zugmittelträger und eine zweite Freilaufkupplung zur Kopplung des Spannungswellengetriebes mit dem Zugmittelträger auf. Die erste und/oder zweite Freilaufkupplung ist innerhalb des Antriebsgehäuses und außerhalb eines Flexsplines des Spannungswellengetriebes angeordnet.The invention relates to a bicycle drive device with a drive housing for receiving a bottom bracket crankshaft, a tension shaft gear, which is arranged within the drive housing and can be connected in terms of drive technology to a traction element carrier. In addition, the bicycle drive device has a first one-way clutch for coupling the bottom bracket crankshaft to the traction element carrier and a second one-way clutch for coupling the tension shaft transmission to the traction element carrier. The first and / or second one-way clutch is arranged inside the drive housing and outside of a flexspline of the tension shaft transmission.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrradantriebsvorrichtung mit einem Antriebsgehäuse zur Aufnahme einer Tretlagerkurbelwelle, einem Spannungswellengetriebe, das innerhalb des Antriebsgehäuses angeordnet ist und das mit einem Zugmittelträger triebtechnisch in Verbindung bringbar ist. Zudem weist die Fahrradantriebsvorrichtung eine erste Freilaufkupplung zur Kopplung der Tretlagerkurbelwelle mit dem Zugmittelträger und eine zweite Freilaufkupplung zur Kopplung des Spannungswellengetriebes mit dem Zugmittelträger auf.The invention relates to a bicycle drive device with a drive housing for receiving a bottom bracket crankshaft, a stress wave transmission, which is arranged within the drive housing and which can be brought into technical connection with a traction means carrier. In addition, the bicycle drive device has a first overrunning clutch for coupling the bottom bracket crankshaft to the traction means carrier and a second overrunning clutch for coupling the voltage shaft gear to the traction means carrier.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von unterschiedlich ausgebildeten Fahrradantriebsvorrichtungen bekannt, bei denen ein Motordrehmoment über ein Spannungswellengetriebe an einen Zugmittelträger, der beispielsweise ein Kettenblatt aufweist, übertragen wird. From the prior art, a variety of differently designed bicycle drive devices are known in which a motor torque via a voltage wave transmission to a traction means carrier having, for example, a chainring is transmitted.

CN 2 894 047 Y offenbart eine Fahrradantriebsvorrichtung mit einem Spannungswellengetriebe und zwei Freilaufkupplungen. Beide Freilaufkupplungen sind außerhalb eines Antriebsgehäuses angeordnet. Diese Ausführung weist den Nachteil auf, dass die Freilaufkupplungen bei beispielsweise einer Fahrt auf schlammigen Grund verschmutzen und im schlimmsten Fall verklemmen können. Die Freilaufkupplungen können derart verklemmen, dass ein Freilauf in einer Drehrichtung nicht möglich ist. CN 2 894 047 Y discloses a bicycle drive device with a tension shaft gear and two overrunning clutches. Both freewheel clutches are arranged outside a drive housing. This design has the disadvantage that the one-way clutches can become dirty, for example, when driving on muddy ground and jam in the worst case. The one-way clutches can jam in such a way that a freewheel in one direction of rotation is not possible.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Fahrradantriebsvorrichtung bereitzustellen, bei der ein Verklemmen der Freilaufkupplungen unabhängig von der Art des Grundes nicht vorkommt. The object of the invention is therefore to provide a bicycle drive device, in which jamming of one-way clutches does not occur regardless of the nature of the reason.

Diese Aufgabe wird durch eine Fahrradantriebsvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die erste und/oder zweite Freilaufkupplung innerhalb des Antriebsgehäuses und außerhalb eines Flexsplines des Spannungswellengetriebes angeordnet ist.This object is achieved by a bicycle drive device of the type mentioned, which is characterized in that the first and / or second one-way clutch is disposed within the drive housing and outside of a flexspline of the stress wave transmission.

Die Fahrradantriebsvorrichtung weist den Vorteil auf, dass das Antriebsgehäuse die Freilaufkupplungen vor Verschmutzungen oder Beschädigungen schützt, so dass ein Verklemmen der Freilaufkupplungen unabhängig von der Art des Grunds nicht vorkommt. Gleichzeitig weist die Anordnung wenigstens einer der, insbesondere beide, Freilaufkupplungen außerhalb des Flexsplines des Spannungswellengetriebes den Vorteil auf, dass der Durchmesser der außerhalb des Flexsplines befindlichen Freilaufkupplung durch die Dimension des Flexsplines nicht beschränkt ist. Dadurch kann die Freilaufkupplung beliebig ausgebildet sein und somit der zur Verfügung stehende Bauraum optimal ausgenutzt werden. Die Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums bewirkt, dass die Fahrradantriebsvorrichtung kompakt ausgebildet sein kann.The bicycle drive device has the advantage that the drive housing protects the freewheel clutches against contamination or damage, so that jamming of the one-way clutches does not occur regardless of the nature of the reason. At the same time, the arrangement of at least one of the, in particular both, one-way clutches outside the flexspline of the stress wave transmission has the advantage that the diameter of the one-way clutch located outside the flexspline is not limited by the dimension of the flexspline. As a result, the freewheel clutch can be designed as desired and thus the available space can be optimally utilized. The utilization of the available space causes the bicycle drive device can be made compact.

Bei einer besonderen Ausführung ist das Antriebsgehäuse das Tretlagergehäuse eines Fahrradrahmens. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass eine ein Antriebsgehäuse aufweisende Fahrradantriebsvorrichtung, insbesondere als vorgefertigtes Modul, in ein Tretlagergehäuse eines Fahrradrahmens eingebaut wird.In a particular embodiment, the drive housing is the bottom bracket shell of a bicycle frame. Alternatively it can also be provided that a drive housing having a bicycle drive device, in particular as a prefabricated module, is installed in a bottom bracket of a bicycle frame.

Der Einsatz eines Spannungswellengetriebes bietet den Vorteil, dass dieses aufgrund seiner Spielfreiheit geeignet ist, den wechselnden Belastungsverhältnissen, die beim Betrieb der Fahrradantriebsvorrichtung auftreten, langfristig Stand zu halten.The use of a stress wave transmission has the advantage that this is due to its backlash is suitable to keep up with the changing load conditions that occur during operation of the bicycle drive device long-term.

Die erste Freilaufkupplung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine triebtechnische Kopplung der Tretlagerkurbelwelle mit dem Zugmittelträger nur bei einer bestimmten Bewegungsrichtung, insbesondere Drehrichtung, der Tretlagerkurbelwelle erfolgt. Im Sinne der Erfindung liegt eine triebtechnische Kopplung durch die erste Freilaufkopplung vor, wenn über die erste Freilaufkupplung ein Drehmoment von der Tretlagerkurbelwelle auf den Zugmittelträger übertragen wird. Insbesondere kann die erste Freilaufkupplung derart angeordnet und ausgebildet sein, dass ein durch die Tretlagerkurbelwelle übertragenes Drehmoment in lediglich einer Drehrichtung der Hohlwelle ausschließlich auf den Zugmittelträger übertragen wird. Zudem kann die erste Freilaufkupplung derart ausgebildet sein, dass diese verhindert, dass das von einem Spannungswellengetriebeabtrieb auf den Zugmittelträger übertragene Drehmoment auf die Hohlwelle übertragen wird.The first one-way clutch is preferably designed such that a drive-technical coupling of the bottom bracket crankshaft with the traction means carrier takes place only at a certain direction of movement, in particular the direction of rotation, the bottom bracket crankshaft. For the purposes of the invention, a driving technology coupling is provided by the first freewheel coupling, when a torque is transmitted from the bottom bracket crankshaft to the traction means carrier via the first one-way clutch. In particular, the first overrunning clutch can be arranged and designed such that a torque transmitted through the bottom bracket crankshaft is transmitted in only one direction of rotation of the hollow shaft exclusively to the traction means carrier. In addition, the first one-way clutch can be designed such that it prevents that transmitted from a voltage shaft gear output to the traction means carrier torque is transmitted to the hollow shaft.

Die zweite Freilaufkupplung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine triebtechnische Kopplung des Spannungswellengetriebeabtriebs mit dem Zugmittelträger nur bei einer bestimmten Bewegungsrichtung, insbesondere Drehrichtung, des Spannungswellengetriebeabtriebs erfolgt. Die zweite Freilaufkupplung kann zudem derart ausgebildet sein, dass diese verhindert, dass das von der Hohlwelle auf den Zugmittelträger übertragene Drehmoment auf den Spannungswellengetriebeabtrieb übertragen wird. Im Sinne der Erfindung liegt eine triebtechnische Kopplung durch die zweite Freilaufkopplung vor, wenn über die zweite Freilaufkupplung ein Drehmoment von dem Spannungswellengetriebeabtrieb auf den Zugmittelträger übertragen wird.The second one-way clutch is preferably designed such that an engine-technical coupling of the tension shaft gear output with the traction means carrier takes place only in a certain direction of movement, in particular the direction of rotation, of the tension shaft gear output. The second overrunning clutch can also be designed such that it prevents that transmitted from the hollow shaft to the traction means carrier torque is transmitted to the voltage shaft gear output. For the purposes of the invention, a drive-related coupling is provided by the second freewheel coupling when a torque is transmitted from the voltage shaft gearbox output to the traction means carrier via the second freewheel coupling.

Ein weiterer Vorteil der Fahrradantriebsvorrichtung besteht darin, dass ein multipler Betrieb der Fahrradantriebsvorrichtung als reiner Motorantrieb, reiner Pedalierantrieb oder als eine synergetische Kombination von Elektroantrieb und Pedalierantrieb, insbesondere als Pedelec-Antrieb (Motorantrieb ausschließlich als Tretunterstützung) realisiert ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die zweite Freilaufkupplung sicherstellt, dass keine Kraft zum Rücktreiben des Spannungswellengetriebes aufzubringen ist, wenn der Zugmittelträger allein durch die Tretlagerkurbelwelle angetrieben wird. Dies erleichtert den reinen Betrieb ganz erheblich.Another advantage of the bicycle drive device is that a multiple operation of the bicycle drive device as a pure motor drive, pure Pedalierantrieb or as a synergetic combination of electric drive and Pedalierantrieb, especially as Pedelec drive (motor drive exclusively as a pedal assist). A further advantage is that the second one-way clutch ensures that no force is to be applied to drive back the voltage wave transmission when the traction means carrier is driven solely by the bottom bracket crankshaft. This facilitates the pure operation quite considerably.

Im Sinne der Erfindung befindet sich die Freilaufkupplung innerhalb des Flexsplines, wenn die Freilaufkupplung in einem durch den Flexspline, insbesondere eine Flexsplinewand, eingeschlossenen Raum angeordnet ist. Die Freilaufkupplung befindet sich außerhalb des Flexsplines, wenn die Freilaufkupplung außerhalb des durch den Flexspline, insbesondere die Flexsplinewand, eingeschlossenen Raums angeordnet ist. For the purposes of the invention, the overrunning clutch is located within the flexspline when the overrunning clutch is disposed in a space enclosed by the flexspline, in particular a flexspline wall. The overrunning clutch is located outside the flexspline when the overrunning clutch is located outside the space enclosed by the flexspline, particularly the flexspline wall.

Die Freilaufkupplung befindet sich innerhalb des Antriebsgehäuses, wenn sie innerhalb eines Raumes angeordnet ist, der durch die Wände des Antriebsgehäuses definiert ist. Zu dem Antriebsgehäuse gehören, insbesondere ausschließlich, diejenigen Wände, die einen Raum definieren, in dem das Spannungswellengetriebe, ein mit dem Spannungswellengetriebe gekoppelter Antriebsmotor, die Hohlwelle, die zwei Freilaufkupplungen und Sensoren zum Ermitteln von Zustandswerten der Fahrradantriebsvorrichtung angeordnet sind. Zu dem Antriebsgehäuse gehören keine weiteren Bauteile, wie beispielsweise ein Schutzblech für den Zugmittelträger, die an das Antriebsgehäuse angebaut werden. Die zuvor genannte Definition der Bezeichnungen „innerhalb“ und „außerhalb“ bezieht sich auf den zusammengebauten Zustand der Fahrradantriebsvorrichtung. The overrunning clutch is located within the drive housing when disposed within a space defined by the walls of the drive housing. The drive housing includes, in particular exclusively, those walls which define a space in which the stress wave transmission, a drive motor coupled to the stress wave transmission, the hollow shaft, the two one-way clutches and sensors for determining state values of the bicycle drive device are arranged. To the drive housing include no other components, such as a guard plate for the traction means, which are mounted on the drive housing. The aforementioned definition of the terms "inside" and "outside" refers to the assembled state of the bicycle drive device.

Bei einer besonderen Ausführung kann die Fahrradantriebsvorrichtung eine Hohlwelle aufweisen. Die Hohlwelle kann mit der Tretlagerkurbelwelle, insbesondere drehrichtungsunabhängig, drehfest verbindbar oder verbunden sein. Eine drehrichtungsunabhängige Verbindung bedeutet, dass die Hohlwelle unabhängig von der Drehrichtung der Tretlagerkurbelwelle mit dieser verbunden ist und somit das von der Tretlagerkurbelwelle bereitgestellte Drehmoment unabhängig von der Drehrichtung der Tretlagerkurbelwelle auf die Hohlwelle übertragen wird. In a particular embodiment, the bicycle drive device may comprise a hollow shaft. The hollow shaft can be rotatably connected or connected to the bottom bracket crankshaft, in particular independent of direction of rotation. A direction independent connection means that the hollow shaft is independent of the direction of rotation of the bottom bracket crankshaft connected to this and thus the torque provided by the bottom bracket crankshaft is transmitted regardless of the direction of rotation of the bottom bracket crankshaft to the hollow shaft.

Zudem kann die Hohlwelle, insbesondere ausschließlich, innerhalb des Antriebsgehäuses angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Hohlwelle eine für eine Drehmomentmessung bestimmte und/oder geeignete tordierbare Hohlwelle sein. Darüber hinaus kann die Hohlwelle die Tretlagerkurbelwelle in Umfangsrichtung teilweise oder vollständig umschließen und/oder koaxial zu der Tretlagerkurbelwelle angeordnet sein. Eine derart ausgebildete Hohlwelle weist vorteilhaftweise zwei Funktionen auf. Die Hohlwelle kann zum Übertragen eines Drehmoments von der Tretlagerkurbelwelle auf den Zugmittelträger und zum Messen von verschiedenen Betriebszuständen der Fahrradantriebsvorrichtung dienen. In addition, the hollow shaft, in particular exclusively, be arranged within the drive housing. Alternatively or additionally, the hollow shaft may be a torque-measuring and / or suitable twistable hollow shaft. In addition, the hollow shaft may surround the bottom bracket crankshaft in the circumferential direction partially or completely and / or be arranged coaxially with the bottom bracket crankshaft. Such a hollow shaft advantageously has two functions. The hollow shaft may serve for transmitting a torque from the bottom bracket crankshaft to the traction means carrier and for measuring various operating conditions of the bicycle drive device.

Die Hohlwelle kann zum Erfassen von einem Drehmoment und/oder einer Drehzahl und/oder einer Drehrichtung verwendet werden. Insbesondere die Ausbildung der Hohlwelle als tordierbare Hohlwelle ermöglicht das Erfassen des an der Hohlwelle anliegenden Drehmoments auf einfache Weise. Die tordierbare Hohlwelle kann derart ausgebildet sein, dass durch die im Betrieb auftretenden Drehmomente jeweils eine ausreichend große Torsion erzeugt wird, um diese beispielsweise mit optisch oder magnetisch arbeitenden Positionssensoren oder magnetostriktiv messen zu können, um dann auf das anliegende Drehmoment rückschließen zu können.The hollow shaft can be used for detecting a torque and / or a rotational speed and / or a direction of rotation. In particular, the formation of the hollow shaft as a twistable hollow shaft allows the detection of the torque applied to the hollow shaft in a simple manner. The torsionable hollow shaft can be designed such that in each case a sufficiently large torsion is generated by the torques occurring during operation in order to be able to measure them magnetostrictively, for example with optically or magnetically operating position sensors, in order then to be able to conclude on the applied torque.

Die Fahrradantriebsvorrichtung kann zum Messen des an der Tretlagerkurbelwelle und/oder der Hohlwelle anliegenden Drehmoments einen Drehmomentsensor aufweisen. Zudem kann die Fahrradantriebsvorrichtung einen Drehzahlsensor zum Erfassen der Drehzahl der Tretlagerkurbelwelle und/oder Hohlwelle aufweisen. Darüber hinaus kann die Fahrradantriebsvorrichtung einen Drehrichtungssensor zum Erfassen der Drehrichtung der Tretlagerkurbelwelle und/oder Hohlwelle aufweisen. The bicycle drive device may comprise a torque sensor for measuring the torque applied to the crankshaft and / or the hollow shaft. In addition, the bicycle drive device may have a rotational speed sensor for detecting the rotational speed of the bottom bracket crankshaft and / or hollow shaft. In addition, the bicycle drive device may have a direction of rotation sensor for detecting the direction of rotation of the bottom bracket crankshaft and / or hollow shaft.

Der Drehmomentsensor und/oder der Drehzahlsensor und/oder der Drehrichtungssensor können in einem, insbesondere von dem Antriebsgehäuse separat ausgebildeten, Elektronikmodul angeordnet sein. Das Elektronikmodul kann mit dem Antriebsgehäuse verbunden sein und/oder in das Antriebsgehäuse eingeschoben sein. Das Anordnen der Sensoren auf dem Elektronikmodul bietet den Vorteil eines einfacheren Zusammenbaus der Fahrradantriebsvorrichtung. Zudem können defekte Sensoren auf einfache Weise ausgetauscht werden, indem nicht die gesamte Fahrradantriebsvorrichtung auseinandergebaut werden muss, sondern lediglich das Elektronikmodul aus dem Antriebsgehäuse herausgezogen wird. The torque sensor and / or the rotational speed sensor and / or the rotational direction sensor can be arranged in an electronic module, in particular formed separately from the drive housing. The electronic module may be connected to the drive housing and / or inserted into the drive housing. Arranging the sensors on the electronics module provides the advantage of easier assembly of the bicycle drive device. In addition, defective sensors can be easily replaced by not the entire bicycle drive device must be disassembled, but only the electronics module is pulled out of the drive housing.

Der Zugmittelträger kann über unterschiedliche Freilaufkupplungen, insbesondere die erste und zweite Freilaufkupplung, mit dem Spannungswellengetriebeabtrieb und der Hohlwelle verbunden sein. Insbesondere kann die Tretlagerkurbelwelle über die Hohlwelle und die erste Freilaufkupplung triebtechnisch mit dem Zugmittelträger verbunden werden. Im Sinne der Erfindung bedeutet eine triebtechnische Verbindung, dass die Bauteile derart miteinander verbunden sind, dass ein Drehmoment von einem Bauteil, wie der Hohlwelle, auf ein anderes Bauteil, wie den Zugmittelträger, übertragen wird. The Zugmittelträger can be connected via different overrunning clutches, in particular the first and second overrunning clutch, with the voltage shaft gearbox output and the hollow shaft. In particular, the bottom bracket crankshaft can be connected via the hollow shaft and the first one-way clutch in terms of drive technology with the traction means carrier. For the purposes of the invention, a drive connection means that the components are connected to one another in such a way that a torque is transmitted from one component, such as the hollow shaft, to another component, such as the traction means carrier.

Der Zugmittelträger kann ein Kettenblatt und eine mit dem Kettenblatt verbundene Zugmittelträgerwelle aufweisen. Die Zugmittelträgerwelle kann, insbesondere über die zweite Freilaufkupplung, mit dem Spannungswellengetriebe verbunden oder verbindbar sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Zugmittelträgerwelle, insbesondere über die erste Freilaufkupplung, mit der Hohlwelle verbindbar oder verbunden sein. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass der Zugmittelträger mehrere unterschiedlich große Kettenblätter aufweist. Alternativ kann der Zugmittelträger eine Riemenscheibe und das Zugmittel ein Riemen, wie beispielsweise ein Keilriemen, Zahnriemen, Rippenriemen oder ein Flachriemen sein. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass an einem Rad des Fahrrades wenigstens ein weiterer Zugmittelträger vorhanden ist, der über das Zugmittel, mit dem Zugmittelträger in Wirkverbindung steht.The traction means carrier may be a chainring and one connected to the chainring Have Zugmittelträgerwelle. The Zugmittelträgerwelle can, in particular via the second overrunning clutch, connected to the voltage wave transmission or connectable. Alternatively or additionally, the Zugmittelträgerwelle, in particular via the first overrunning clutch, be connected or connected to the hollow shaft. In particular, it can also be provided that the traction means carrier has a plurality of chainrings of different sizes. Alternatively, the traction means carrier may be a pulley and the traction means may be a belt, such as a V-belt, toothed belt, ribbed belt or a flat belt. It is preferably provided that at least one further traction means carrier is provided on a wheel of the bicycle, which is in operative connection with the traction means carrier via the traction means.

Bei einer Ausführung kann der mit dem Spannungswellengetriebe gekoppelte Antriebsmotor, insbesondere eine Rotorwelle des Antriebsmotors, koaxial zu der Tretlagerkurbelwelle und/oder der Hohlwelle angeordnet sein. Dies erlaubt eine besonders kompakte Anordnung der Komponenten der Fahrradantriebsvorrichtung und ermöglicht eine Verringerung des benötigten Einbauraums der Fahrradantriebsvorrichtung, beispielsweise in einem Tretlagergehäuse eines Fahrrads. In one embodiment, the drive motor coupled to the stress wave transmission, in particular a rotor shaft of the drive motor, can be arranged coaxially to the bottom bracket crankshaft and / or the hollow shaft. This allows a particularly compact arrangement of the components of the bicycle drive device and allows a reduction in the required installation space of the bicycle drive device, for example in a bottom bracket of a bicycle.

Die Rotorwelle kann in radialer Richtung beabstandet zu der Hohlwelle und/oder der Tretlagerkurbelwelle angeordnet sein. Insbesondere kann die Rotorwelle bezüglich der Tretlagerkurbelwelle in radialer Richtung weiter entfernt angeordnet sein als die Hohlwelle. Die Rotorwelle kann hohl ausgebildet sein und/oder die Hohlwelle in Umfangsrichtung umschließen. Durch eine derartige Anordnung des Antriebsmotors kann eine geringe und kompakte Baugröße der Fahrradantriebsvorrichtung in axialer Richtung erreicht werden. Die Hohlwelle kann bezüglich der Tretlagerkurbelwelle in radialer Richtung derart angeordnet sein, dass ein Luftspalt zwischen der Hohlwelle und der Tretlagerkurbelwelle vorhanden ist. The rotor shaft may be arranged in the radial direction at a distance from the hollow shaft and / or the bottom bracket crankshaft. In particular, the rotor shaft with respect to the bottom bracket crankshaft in the radial direction may be located further away than the hollow shaft. The rotor shaft may be hollow and / or surround the hollow shaft in the circumferential direction. By such an arrangement of the drive motor, a small and compact size of the bicycle drive device can be achieved in the axial direction. The hollow shaft may be arranged with respect to the bottom bracket crankshaft in the radial direction such that an air gap between the hollow shaft and the bottom bracket crankshaft is present.

Das Spannungswellengetriebe kann einen ringförmigen oder einen topfförmigen Flexspline aufweisen. Ein ringförmiger Flexspline bietet den Vorteil, dass ein schmaler Aufbau des Spannungswellengetriebes in axialer Richtung, also einer Richtung entlang der Tretlagerkurbelwelle, realisiert werden kann. Bei einer ringförmigen Ausbildung des Flexsplines kann ein Circularspline zur Übertragung des Drehmoments auf den Zugmittelträger eingesetzt werden. Der Vorteil des Einsatzes eines Circularsplines besteht darin, dass dessen Geometrie auf den zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst werden kann. Dadurch kann der zur Verfügung stehende Bauraum optimal genutzt werden. The stress wave transmission may have an annular or cup-shaped flexspline. An annular Flexspline offers the advantage that a narrow structure of the stress wave transmission in the axial direction, ie a direction along the bottom bracket crankshaft, can be realized. In an annular design of the Flexsplines a Circularspline can be used to transmit the torque to the traction means. The advantage of using a Circularsplines is that its geometry can be adapted to the available space. As a result, the available space can be used optimally.

Die Innenverzahnungen des Circularsplines und des Dynamicsplines unterscheiden sich in der Zähnezahl voneinander. Zudem unterscheidet sich die Zähnezahl des Circularsplines von der Zähnezahl des Flexsplines. Der Dynamicspline kann genauso viele Zähne aufweisen, wie der Flexspline. Der Circularspline kann weniger oder mehr Zähne aufweisen als der Flexspline.The internal teeth of the Circularsplines and Dynamicsplines differ in their number of teeth. In addition, the number of teeth of the Circularsplines differs from the number of teeth of the Flexsplines. The Dynamicspline can have as many teeth as the Flexspline. The Circularspline may have fewer or more teeth than the Flexspline.

Bei einer Ausführung können die Hohlwelle und/oder der Getriebeabtrieb und/oder der Zugmittelträger über separate Verbindungsmittel mit der ersten und/oder zweiten Freilaufkupplung verbunden sein. In one embodiment, the hollow shaft and / or the transmission output and / or the Zugmittelträger may be connected via separate connection means with the first and / or second overrunning clutch.

Bei einer alternativen Ausführung ist ein Teil der Hohlwelle Bestandteil der ersten Freilaufkupplung. Alternativ oder zusätzlich kann ein Spannungswellengetriebeabtrieb, wie beispielsweise Circularspline oder Flexspline, Bestandteil der zweiten Freilaufkupplung sein. Ein Teil des Zugmittelträgers, insbesondere die Zugmittelträgerwelle, kann Bestandteil der ersten und/oder zweiten Freilaufkupplung sein. Eine derartige Ausbildung der ersten und/oder zweiten Freilaufkupplung ermöglicht einen kompakten Aufbau der Fahrradantriebsvorrichtung, da keine Verbindungsmittel notwendig sind, um die erste und/oder zweite Freilaufkupplung mit den zuvor genannten Bauteilen der Fahrradantriebsvorrichtung zu verbinden.In an alternative embodiment, a part of the hollow shaft is part of the first one-way clutch. Alternatively or additionally, a stress wave transmission output, such as Circularspline or Flexspline, be part of the second one-way clutch. A part of the traction means carrier, in particular the traction means carrier shaft, may be part of the first and / or second overrunning clutch. Such a configuration of the first and / or second one-way clutch allows a compact construction of the bicycle drive device, since no connection means are necessary to connect the first and / or second one-way clutch with the aforementioned components of the bicycle drive device.

Bei einer ringförmigen Ausbildung des Flexsplines kann der Circularspline mit dem Flexspline, insbesondere unmittelbar, in Zahneingriff sein und der Circularspline kann Bestandteil der zweiten Freilaufkupplung sein. Bei einer topfförmigen Ausbildung des Flexsplines kann der Flexspline Bestandteil der zweiten Freilaufkupplung sein. Im Ergebnis kann unabhängig davon, ob der Flexspline ringförmig oder topfförmig ausgebildet ist, eine kompakte Bauweise realisiert werden. In the case of an annular formation of the flexspline, the circular splint can be in meshing engagement with the flex spline, in particular directly, and the circular spline can be part of the second freewheel coupling. In a cup-shaped design of the Flexsplines Flexspline may be part of the second one-way clutch. As a result, regardless of whether the Flexspline is annular or cup-shaped, a compact design can be realized.

Die Drehrichtung der Hohlwelle, bei der ein Drehmoment auf den Zugmittelträger übertragen wird, kann zu der Drehrichtung des Spannungswellengetriebeabtriebs gleichgerichtet sein, bei der ein Drehmoment von dem Spannungswellengetriebeabtrieb auf den Zugmittelträger übertragen wird. In der der jeweiligen Drehrichtung entgegengesetzten Richtung laufen die erste und zweite Freilaufkopplung frei, so dass in dieser Richtung keine Drehmomente auf den Zugmittelträger übertragen werden. Es erfolgt durch einen solchen doppelten Freilauf somit eine drehrichtungsabhängige Kopplung des Spannungswellengetriebes mit dem Zugmittelträger sowie eine drehrichtungsabhängige Kopplung der Tretlagerkurbelwelle mit dem Zugmittelträger.The direction of rotation of the hollow shaft, in which a torque is transmitted to the Zugmittelträger may be rectified to the direction of rotation of the Spannungswellengetriebeabtriebs, in which a torque is transmitted from the Spannungswellengetriebeabtrieb on the Zugmittelträger. In the direction opposite to the respective direction of rotation, the first and second free-wheeling couplings run free, so that in this direction no torques are transmitted to the tensioning means carrier. It is carried out by such a double freewheel thus a direction of rotation dependent coupling of the stress wave transmission with the traction means and a direction of rotation dependent coupling of the bottom bracket crankshaft with the traction means.

Die erste und zweite Freilaufkupplung können koaxial zueinander angeordnet sein. Zudem können die erste und zweite Freilaufkupplung in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet sein. Natürlich können in einer alternativen Ausführung die erste und zweite Freilaufkupplung in axialer Richtung nicht zueinander beabstandet angeordnet sein. In diesem Fall sind die erste und zweite Freilaufkupplung, insbesondere ausschließlich, in radialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet. Im Ergebnis ergibt sich eine kompakte Ausbildung der beiden Freilaufkupplungen. The first and second overrunning clutch may be arranged coaxially with each other. In addition, the first and second overrunning clutch in axial Direction spaced from each other. Of course, in an alternative embodiment, the first and second overrunning clutch may not be spaced apart in the axial direction. In this case, the first and second overrunning clutch, in particular exclusively, are arranged spaced from one another in the radial direction. The result is a compact design of the two overrunning clutches.

Bei einer besonderen Ausführung kann ein Lager vorhanden sein, dass die Tretlagerkurbelwelle am Antriebsgehäuse abstützt. Das Lager kann direkt oder indirekt mit dem Antriebsgehäuse in Kontakt stehen.In a particular embodiment, a bearing may be provided that supports the bottom bracket crankshaft on the drive housing. The bearing may be in direct or indirect contact with the drive housing.

Die Lagerung der Tretlagerkurbelwelle und/oder der Hohlwelle kann ausschließlich auf einer Seite erfolgen. Insbesondere kann die Lagerung der Tretlagerkurbelwelle und/oder der Hohlwelle durch ausschließlich eine einzige Lagereinheit, insbesondere ein einziges Hauptlager, erfolgen, wenn die auf die Tretlagerkurbelwelle wirkende Last, die beispielsweise von einem Fahrer beim Pedalieren auf die Tretlagerkurbelwelle ausgeübt wird, kleiner ist als ein vorgegebener Lastschwellwert. Das Hauptlager kann an einer von dem Zugmittelträger entfernten Seite des Antriebsgehäuses angeordnet sein. Eine einseitige Lagerung hat den Vorteil, dass zumindest unterhalb des Lastschwellwerts der Radfahrer entlastet ist, weil der Drehung der Tretlagerkurbelwelle nur eine einzige Lagereinheit, insbesondere ein Reibmoment wenigstens eines Lagers der Lagereinheit, gegenwirkt. Die Lagereinheit kann ein einziges oder mehrere Lager aufweisen. Bei mehreren Lagern können diese in axialer Richtung nebeneinander angeordnet sein. The bearing of the bottom bracket crankshaft and / or the hollow shaft can be done only on one side. In particular, the bearing of the bottom bracket crankshaft and / or the hollow shaft by only a single bearing unit, in particular a single main bearing, take place when the load acting on the bottom bracket crankshaft, which is exerted by a driver pedaling on the bottom bracket crankshaft, for example, is smaller than a predetermined load threshold. The main bearing can be arranged on a side remote from the Zugmittelträger side of the drive housing. A one-sided bearing has the advantage that at least below the load threshold of the cyclist is relieved, because the rotation of the bottom bracket crankshaft counteracts only a single bearing unit, in particular a friction torque of at least one bearing of the bearing unit. The storage unit may have a single or multiple bearings. In the case of several bearings, these can be arranged next to one another in the axial direction.

Alternativ oder zusätzlich kann die Lagerung der Tretlagerkurbelwelle und/oder der Hohlwelle durch zwei Lagereinheiten erfolgen, wenn die auf die Tretlagerkurbelwelle wirkende Last größer ist als ein vorgegebener Lastschwellwert. In diesem Fall erfolgt die Lagerung der Tretlagerkurbelwelle und/oder der Hohlwelle auf zwei Seiten. Insbesondere kann bei einem Überschreiten des Lastschwellwerts die Lagerung zusätzlich zu der Lagereinheit durch eine andere Lagereinheit erfolgen, die ein einziges Lager, insbesondere ein Nebenlager, oder mehrere, in axialer Richtung nebeneinander angeordnete Lager aufweist. Vorzugsweise kann bei einem Überschreiten des Lastschwellwerts die Lagerung zusätzlich zu dem Hauptlager durch das Nebenlager erfolgen. Ein derartiger Zustand kann eintreten, wenn der Fahrer besonders stark in die mit der Tretlagerkurbelwelle verbundene Pedale tritt und/oder stehend fährt, da in diesen Fällen ein hohes Biegemoment auf die Tretlagerkurbelwelle wirkt, die eine weitere Lagerung der Tretlagerkurbelwelle notwendig macht.Alternatively or additionally, the bearing of the bottom bracket crankshaft and / or the hollow shaft can be effected by two bearing units when the load acting on the bottom bracket crankshaft is greater than a predetermined load threshold. In this case, the bearing of the bottom bracket crankshaft and / or the hollow shaft takes place on two sides. In particular, when the load threshold value is exceeded, the storage can be effected in addition to the storage unit by another storage unit which has a single bearing, in particular a sub-bearing, or a plurality of bearings arranged side by side in the axial direction. Preferably, when the load threshold value is exceeded, the bearing can be carried out in addition to the main bearing through the auxiliary bearing. Such a condition may occur when the driver particularly strongly enters the pedals connected to the bottom bracket crankshaft and / or drives stationary, since in these cases, a high bending moment acts on the bottom bracket crankshaft, which makes further storage of the bottom bracket crankshaft necessary.

Das Nebenlager kann an einer dem Zugmittelträger nahen Seite des Antriebsgehäuses angeordnet sein. Zudem kann das Nebenlager ein Gleitlager sein. Das Nebenlager kann derart ausgebildet sein, dass ein Spalt zwischen dem Nebenlager und der Tretlagerkurbelwelle existiert, solange der Lastschwellwert nicht überschritten ist. Eine Lagerung der Tretlagerkurbelwelle durch das Nebenlager erfolgt vorzugsweise erst, wenn der Lastschwellwert überschritten ist. Bei Erreichen des Lastschwellwertes ist die Tretlagerkurbelwelle so weit gebogen und/oder hat das Hauptlager, bedingt durch ein zwangsläufig immer vorhandenes Spiel, so weit nachgegeben, dass die Tretlagerkurbelwelle sich an dem Nebenlager abstützen kann. Sowohl das Hauptlager als auch das Nebenlager können in radialer Richtung gesehen sich an deren von der Tretlagerkurbelwelle entfernten Seite an dem Antriebsgehäuse abstützen. The auxiliary bearing can be arranged on a side near the middle of the traction means of the drive housing. In addition, the sub-camp may be a plain bearing. The sub-camp may be formed such that a gap between the sub-camp and the bottom bracket crankshaft exists as long as the load threshold is not exceeded. A bearing of the bottom bracket crankshaft by the sub-storage is preferably carried out only when the load threshold is exceeded. Upon reaching the load threshold, the bottom bracket crankshaft is bent so far and / or the main bearing, due to a necessarily always present game, so far yielded that the bottom bracket crankshaft can be supported on the sub-camp. Both the main bearing and the auxiliary bearing can be seen supported in the radial direction at their remote from the bottom bracket crankshaft side on the drive housing.

Die Fahrradantriebsvorrichtung kann modulartig ausgebildet sein. Eine modulartig ausgebildete Fahrradantriebsvorrichtung kann vorteilhaft als vormontierte Einheit in ein Tretlagergehäuse des Fahrrads eingeschoben und dort befestigt werden. Die modulartige Ausbildung der Fahrradantriebsvorrichtung bietet den Vorteil, dass eine separate Herstellung der Fahrradantriebsvorrichtung und beispielsweise des Fahrradrahmens durch unterschiedliche Hersteller möglich ist. Ein Fahrradhersteller kann somit die modulartig ausgebildete Fahrradantriebsvorrichtung zukaufen und einbauen. Ein aufwändiges, sukzessives Montieren von Einzelkomponenten der Fahrradantriebsvorrichtung in das Tretlagergehäuse ist damit vermieden. Es ist vorteilhaft auch möglich, dass das Tretlagergehäuse eines Fahrradrahmens als Antriebsgehäuse fungiert und dass die bis auf das Antriebsgehäuse vormontierte Fahrradantriebsvorrichtung als Modul ausgebildet ist, das beim Zusammenbau des Fahrrades in das als Antriebsgehäuse fungierende Tretlagergehäuse eingeschoben wird.The bicycle drive device may be modular. A modular bicycle driving device can advantageously be inserted as a preassembled unit in a bottom bracket of the bicycle and fastened there. The modular design of the bicycle drive device has the advantage that a separate production of the bicycle drive device and, for example, the bicycle frame by different manufacturers is possible. A bicycle manufacturer can thus buy and install the modular bicycle drive device. An elaborate, successive mounting of individual components of the bicycle drive device in the bottom bracket shell is thus avoided. It is also advantageously possible that the bottom bracket of a bicycle frame acts as a drive housing and that the pre-assembled to the drive housing bicycle drive device is designed as a module which is inserted during assembly of the bicycle in the functioning as a drive housing bottom bracket shell.

In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleiche oder gleichwirkende Elemente zumeist mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:In the drawings, the subject invention is shown schematically and will be described with reference to the figures below, wherein the same or equivalent elements are usually provided with the same reference numerals. Showing:

1 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Tretlagers mit einer erfindungsgemäßen Fahrradantriebsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführung, 1 1 is a schematic representation of an exemplary embodiment of a bottom bracket with a bicycle drive device according to the invention according to a first embodiment,

2 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Tretlagers mit einer erfindungsgemäßen Fahrradantriebsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführung, 2 1 is a schematic representation of an exemplary embodiment of a bottom bracket with a bicycle drive device according to the invention according to a second embodiment,

3 eine schematische Darstellung von zwei Freilaufkupplungen. 3 a schematic representation of two one-way clutches.

Das in 1 gezeigte Tretlager 1 eines Fahrrads weist eine Fahrradantriebsvorrichtung 2, eine mit der Fahrradantriebsvorrichtung 2 gekoppelte Tretlagerkurbelwelle 3 und einen mit der Fahrradantriebsvorrichtung 2 gekoppelten Zugmittelträger 5 auf. Die Fahrradantriebsvorrichtung 2 weist ein Antriebsgehäuse 20 und ein Spannungswellengetriebe auf, das innerhalb des Antriebsgehäuses 20 angeordnet ist. This in 1 shown bottom bracket 1 a bicycle has a bicycle drive device 2 , one with the bicycle propulsion device 2 coupled bottom bracket crankshaft 3 and one with the bicycle drive device 2 coupled traction means carrier 5 on. The bicycle drive device 2 has a drive housing 20 and a voltage wave gear, within the drive housing 20 is arranged.

Das Spannungswellengetriebe ist mit einem Antriebsmotor gekoppelt und weist die nachstehend näher erörterten Bauteile Wellengenerator 24, Flexspline 25, Circularspline 26 und Dynamicspline 27 auf. Der Antriebsmotor weist einen Stator 21 und einen mit einer Rotorwelle 22 verbundenen Rotor 23 auf. Die Rotorwelle 22 weist an einem Ende den, Wellengenerator 24 auf, der eine elliptische Scheibe und ein verformbares Kugellager aufweist. Das nicht dargestellte in radialer Richtung verformbare Kugellager umschließt die elliptische Scheibe des Wellengenerators 24 vollständig. Ein Innenring des Kugellagers kann an dem Wellengenerator 24 drehfest angeordnet sein. The stress wave transmission is coupled to a drive motor and has the wave generator discussed in more detail below 24 , Flexspline 25 , Circularspline 26 and Dynamicspline 27 on. The drive motor has a stator 21 and one with a rotor shaft 22 connected rotor 23 on. The rotor shaft 22 has at one end the, wave generator 24 on, which has an elliptical disc and a deformable ball bearing. The ball bearing, which is not deformable in the radial direction, encloses the elliptical disk of the wave generator 24 Completely. An inner ring of the ball bearing can be attached to the shaft generator 24 be arranged rotatably.

Der in radialer Richtung verformbare Flexspline 25 kann an einem Außenring des Kugellagers angeordnet sein. Der Flexspline 25 ist ringförmig ausgebildet und steht über eine Außenverzahnung in Wirkverbindung mit dem Dynamicspline 27, der wiederum mit dem Antriebsgehäuse 20 verbunden oder Teil des Antriebsgehäuses ist. Zudem ist der Flexspline 25 über die Außenverzahnung mit dem Circularspline 26 verbunden, wobei der Circularspline 26 relativ zu dem Antriebsgehäuse 20 drehbar ausgebildet ist. Sowohl der Circularspline 26 als auch der Dynamicspline 27 weisen zur Kopplung mit dem Flexspline 25 eine Innenverzahnung auf. The deformable Flexspline in the radial direction 25 can be arranged on an outer ring of the ball bearing. The Flexspline 25 is annular and is connected via an external toothing in operative connection with the Dynamicspline 27 in turn, with the drive housing 20 connected or part of the drive housing is. In addition, the Flexspline 25 over the external toothing with the Circularspline 26 connected, with the Circularspline 26 relative to the drive housing 20 is formed rotatable. Both the Circularspline 26 as well as the Dynamicspline 27 point to the coupling with the Flexspline 25 an internal toothing on.

Das Antriebsgehäuse 20 weist an zwei sich gegenüberliegenden Seiten Öffnungen 28 auf, wobei die Tretlagerkurbelwelle 3 über eine Öffnung 28 in das Antriebsgehäuse 25 eindringt und über eine andere Öffnung 28 aus dem Antriebsgehäuse 20 austritt. Die Tretlagerkurbelwelle 3 ist durch zwei Lager 40, 41 gelagert. Dabei wird ein erstes und zweites Lager 40, 41 sind in den die Öffnungen 28 beinhaltenden Seiten des Antriebsgehäuses 20 angeordnet. The drive housing 20 has openings on two opposite sides 28 on, with the bottom bracket crankshaft 3 over an opening 28 in the drive housing 25 penetrates and over another opening 28 from the drive housing 20 exit. The bottom bracket crankshaft 3 is through two camps 40 . 41 stored. This will be a first and second camp 40 . 41 are in the openings 28 containing sides of the drive housing 20 arranged.

Eine Hohlwelle 29 der Fahrradantriebsvorrichtung 2 ist mit der Tretlagerkurbelwelle 3 drehfest und drehrichtungsunabhängig verbunden. Die Hohlwelle 29 ist, insbesondere vollständig, innerhalb des Antriebsgehäuses 20 angeordnet. Zudem umschließt die Hohlwelle 29 die Tretlagerkurbelwelle 3 in Umfangsrichtung und erstreckt sich innerhalb des Antriebsgehäuses 20 parallel zu der Tretlagerkurbelwelle 3. A hollow shaft 29 the bicycle drive device 2 is with the bottom bracket crankshaft 3 rotatably connected and independent of direction of rotation. The hollow shaft 29 is, in particular completely, within the drive housing 20 arranged. In addition, encloses the hollow shaft 29 the bottom bracket crankshaft 3 in the circumferential direction and extends within the drive housing 20 parallel to the bottom bracket crankshaft 3 ,

Der Zugmittelträger 5 ist mit der Hohlwelle 29 und/oder einem Spannungswellengetriebeabtrieb, insbesondere dem Circularspline 26, verbunden. Der Zugmittelträger 5 weist eine Zugmittelträgerwelle 50 und ein mit der Zugmittelträgerwelle 50 verbundenes Kettenblatt 51 auf. Die Zugmittelträgerwelle 50 dient zum rotatorischen Antreiben des Kettenblatts 51 und ist durch ein drittes Lager 42 gelagert, das sich am Antriebsgehäuse 20 abstützt. Das Kettenblatt 51 ist außerhalb des Antriebsgehäuses 20 angeordnet.The Zugmittelträger 5 is with the hollow shaft 29 and / or a voltage wave output, in particular the Circularspline 26 , connected. The Zugmittelträger 5 has a Zugmittelträgerwelle 50 and one with the Zugmittelträgerwelle 50 linked chainring 51 on. The Zugmittelträgerwelle 50 serves to rotatably drive the chainring 51 and is through a third camp 42 stored, located on the drive housing 20 supported. The chainring 51 is outside the drive housing 20 arranged.

Die Fahrradantriebsvorrichtung 2 weist zwei, insbesondere drehrichtungsabhängige, Freilaufkupplungen 6, 7 auf. Eine erste Freilaufkupplung 6 dient zur Kopplung der Hohlwelle 29 mit der Zugmittelträgerwelle 50. Eine zweite Freilaufkupplung 7 dient zur Kopplung des Circularsplines 26 mit der Zugmittelträgerwelle 50 des Zugmittelträgers 5. The bicycle drive device 2 has two, in particular rotational direction-dependent, one-way clutches 6 . 7 on. A first one-way clutch 6 serves to couple the hollow shaft 29 with the Zugmittelträgerwelle 50 , A second overrunning clutch 7 serves to couple the Circularsplines 26 with the Zugmittelträgerwelle 50 the Zugmittelträgers 5 ,

Die erste und zweite Freilaufkupplung 6, 7 liegen beide außerhalb des Flexsplines 25 aber innerhalb des Antriebsgehäuses 20. Die erste Freilaufkupplung 6 stellt sicher, dass eine Drehmomentübertragung von der Hohlwelle 29 auf die Zugmittelträgerwelle 50 bei nur einer einzigen Drehrichtung der Hohlwelle 29 erfolgen kann. Die zweite Freilaufkupplung 7 stellt sicher, dass eine Drehmomentübertragung von dem Circularspline 26 auf die Zugmittelträgerwelle 50 bei nur einer einzigen Drehrichtung des Circularspline 26 erfolgen kann.The first and second overrunning clutch 6 . 7 both lie outside the flexspline 25 but inside the drive housing 20 , The first overrunning clutch 6 Ensures a torque transfer from the hollow shaft 29 on the Zugmittelträgerwelle 50 with only a single direction of rotation of the hollow shaft 29 can be done. The second overrunning clutch 7 Ensures that torque transmission from the Circularspline 26 on the Zugmittelträgerwelle 50 with only one single direction of rotation of the Circularspline 26 can be done.

Die Fahrradantriebsvorrichtung 2 weist darüber hinaus einen Drehmomentsensor 80 auf. Der Drehmomentsensor 80 dient zum Messen des an der Tretlagerkurbelwelle 3 und damit an der Hohlwelle 29 anliegenden Drehmoments. Für die Drehmomentmessung wird ausgenutzt, dass die Hohlwelle 29 abhängig von dem anliegenden Drehmoment unterschiedlich stark tordiert. Zudem ist zur Messung der Drehzahl der Tretlagerkurbelwelle 3 an dieser ein Drehzahlgeber 81 und innerhalb des Antriebsgehäuses 20 ein ortsfest vorgesehener Drehzahlsensor 82 angeordnet. Die durch die Sensoren ermittelten Werte werden an eine nicht dargestellte Steuervorrichtung übermittelt.The bicycle drive device 2 also has a torque sensor 80 on. The torque sensor 80 used to measure the on the bottom bracket crankshaft 3 and thus on the hollow shaft 29 applied torque. For the torque measurement is exploited that the hollow shaft 29 twisted differently depending on the applied torque. In addition, for measuring the speed of the bottom bracket crankshaft 3 at this a speed sensor 81 and within the drive housing 20 a fixed speed sensor 82 arranged. The values determined by the sensors are transmitted to a control device, not shown.

Im Folgenden wird der Betriebsablauf des in 1 dargestellten Tretlagers 1 erläutert. Bei Betätigen von mit der Tretlagerkurbelwelle 3 gekoppelten Pedalen durch einen Fahrer wird die Tretlagerkurbelwelle 3 gedreht. Infolge der Drehung der Tretlagerkurbelwelle 3 dreht sich auch die Hohlwelle 29. Die erste Freilaufkupplung 6 stellt sicher, dass ein Drehmoment in nur einer bestimmten Drehrichtung von der Hohlwelle 29 auf die Zugmittelträgerwelle 50 übertragen wird. The following is the operation of the in 1 illustrated bottom bracket 1 explained. When operating with the bottom bracket crankshaft 3 coupled pedal by a driver becomes the bottom bracket crankshaft 3 turned. As a result of the rotation of the bottom bracket crankshaft 3 also rotates the hollow shaft 29 , The first overrunning clutch 6 Ensures that a torque in only one particular direction of rotation of the hollow shaft 29 on the Zugmittelträgerwelle 50 is transmitted.

Der Drehmomentsensor 80 erfasst das an der Hohlwelle 29 anliegende Drehmoment und der Drehzahlsensor erfasst die Drehzahl der Hohlwelle, wobei die erfassten Werte an die Steuervorrichtung übermittelt werden. Die Steuervorrichtung bestimmt basierend auf den übermittelten Werten das durch den Antriebsmotor aufzubringende Drehmoment und bewirkt eine Bestromung von diesem. Das Drehmoment der Rotorwelle 22 wird über den Wellengenerator 24 und den Flexspline 25 auf den Circularspline 26 übertragen. Die zweite Freilaufkupplung 7 stellt sicher, dass das Drehmoment des Circularsplines 26 in nur einer bestimmten Drehrichtung auf die Zugmittelträgerwelle 50 übertragen wird. Im Ergebnis wird zusätzlich zu dem vom Fahrer über die Tretlagerkurbelwelle 3 aufgebrachten Drehmoment ein von dem Antriebsmotor aufgebrachtes Drehmoment auf den Zugmittelträger 5, insbesondere das Kettenblatt, übertragen. The torque sensor 80 detects that on the hollow shaft 29 applied torque and the speed sensor detects the speed of the hollow shaft, wherein the detected values are transmitted to the control device. Based on the transmitted values, the control device determines the torque to be applied by the drive motor and effects a supply of current thereto. The torque of the rotor shaft 22 is via the wave generator 24 and the flexspline 25 on the Circularspline 26 transfer. The second overrunning clutch 7 ensures that the torque of Circularsplines 26 in only one specific direction of rotation on the Zugmittelträgerwelle 50 is transmitted. As a result, in addition to the driver on the bottom bracket crankshaft 3 applied torque applied by the drive motor torque to the Zugmittelträger 5 , in particular the chainring, transmitted.

Wie zuvor bereits ausgeführt, sind die erste und zweite Freilaufkupplung 6, 7 derart ausgebildet, dass diese ein Drehmoment bei nur einer einzigen Drehrichtung übertragen. Die erste Freilaufkupplung 6 ist zudem derart ausgebildet und angeordnet, dass das von dem Circularspline 26 auf die Zugmittelträgerwelle 50 übertragene Drehmoment keine Drehung der Hohlwelle 29 bewirkt. Die zweite Freilaufkupplung 7 stellt sicher, dass das von der Hohlwelle auf die Zugmittelträgerwelle 50 übertragene Drehmoment keine Drehung des Spannungswellengetriebes bewirkt. Somit entfällt ein krauftaufwendiges zurücktreiben des Spannungswellengetriebes durch den Fahrer, wenn der Antriebsmotor nicht unterstützend verwendet werden kann oder soll.As previously stated, the first and second one-way clutches are 6 . 7 designed such that they transmit a torque in only a single direction of rotation. The first overrunning clutch 6 is also designed and arranged in such a way that that of the Circularspline 26 on the Zugmittelträgerwelle 50 transmitted torque no rotation of the hollow shaft 29 causes. The second overrunning clutch 7 Make sure that from the hollow shaft to the Zugmittelträgerwelle 50 transmitted torque causes no rotation of the stress wave transmission. Thus eliminates a krauftaufwendiges driving back the voltage wave transmission by the driver when the drive motor can not be used supportive or should.

Das in 2 dargestellte Tretlager 1 mit einer erfindungsgemäßen Fahrradantriebsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführung entspricht im Wesentlichen der in 1 dargestellten Ausführung des Tretlagers. Im Folgenden wird daher nur auf den Unterschied zwischen den beiden Tretlagern eingegangen. This in 2 illustrated bottom bracket 1 with a bicycle drive device according to the invention according to a second embodiment substantially corresponds to in 1 illustrated embodiment of the bottom bracket. In the following, therefore, only the difference between the two bottom brackets will be discussed.

Ein Unterschied zwischen den beiden Tretlagern besteht darin, dass in der in 2 dargestellten Fahrradantriebsvorrichtung 2 kein sich drehender, sondern ein ortsfest angeordneter Circularspline 26' vorhanden ist und der Flexspline 25' nicht ringförmig, sondern topfförmig ausgebildet ist. Bei der in 2 gezeigten Ausführung wird das an dem Flexspline 25' anliegende Drehmoment über die zweite Freilaufkupplung 7 unmittelbar auf die Zugmittelträgerwelle 50 des Zugmittelträgers 5 übertragen. Somit ist in dieser Ausführung lediglich die erste Freilaufkupplung 6 außerhalb des Flexsplines 25' und innerhalb des Antriebsgehäuses 20 angeordnet. A difference between the two bottom brackets is that in the in 2 illustrated bicycle drive device 2 not a rotating, but a stationary arranged Circularspline 26 ' exists and the flexspline 25 ' not annular, but cup-shaped. At the in 2 The version shown on the Flexspline 25 ' applied torque via the second overrunning clutch 7 directly on the Zugmittelträgerwelle 50 the Zugmittelträgers 5 transfer. Thus, in this embodiment, only the first one-way clutch 6 outside the flexspline 25 ' and within the drive housing 20 arranged.

3 zeigt eine schematische Darstellung der beiden Freilaufkupplungen 6 und 7. Die nachfolgend erläuterte Funktionsweise der Freilaufkupplungen gilt unabhängig davon, ob die beiden Freilaufkupplungen in axialer Richtung voneinander beabstandet angeordnet sind oder nicht. 3 shows a schematic representation of the two overrunning clutches 6 and 7 , The following explained operation of the one-way clutches applies regardless of whether the two one-way clutches are arranged spaced apart in the axial direction or not.

Die beiden Freilaufkupplungen 6, 7 weisen mehrere Segmente 60, 61, 62 auf. Ein inneres Segment 60, das ein Bestandteil der Hohlwelle 29 ist, ist von einem mittleren Segment 61, das ein Bestandteil der Zugmittelträgerwelle 50 ist, in Umfangsrichtung vollständig umschlossen. Sowohl das innere Segment 60 als auch das mittlere Segment 61 sind von einem äußeren Segment 62, das ein Bestandteil des Spannungswellengetriebeabtriebs ist, in Umfangsrichtung vollständig umschlossen. Die Zugmittelträgerwelle 50 bzw. das mittlere Segment 61 ist somit Bestandteil beider Freilaufkupplungen 6, 7. Das innere Segment 60 und das mittlere Segment 61 sind durch nicht dargestellte Kopplungsmittel miteinander verbunden. Gleichermaßen sind das mittlere Segment 61 und das äußere Segment 62 durch nicht dargestellte andere Kopplungsmittel miteinander verbunden. The two overrunning clutches 6 . 7 have several segments 60 . 61 . 62 on. An inner segment 60 , which is a component of the hollow shaft 29 is is from a middle segment 61 , which is a part of the traction means carrier shaft 50 is completely enclosed in the circumferential direction. Both the inner segment 60 as well as the middle segment 61 are from an outer segment 62 , which is a component of the stress wave transmission output, completely enclosed in the circumferential direction. The Zugmittelträgerwelle 50 or the middle segment 61 is thus part of both overrunning clutches 6 . 7 , The inner segment 60 and the middle segment 61 are interconnected by coupling means not shown. Similarly, the middle segment 61 and the outer segment 62 connected by other coupling means, not shown.

In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführung können die beiden Freilaufkupplungen derart ausgebildet sein, dass ein Teil der Zugmittelträgerwelle einen Teil des Spannungswellengetriebeabtriebs in Umfangsrichtung umschließt. Zudem kann ein Teil der Zugmittelträgerwelle einen Teil der Hohlwelle in Umfangsrichtung umschließen. Die Zugmittelträgerwelle kann somit Bestandteil beider Freilaufkupplungen sein.In an alternative, not shown embodiment, the two one-way clutches may be formed such that a part of the Zugmittelträgerwelle encloses a portion of the voltage shaft gear output in the circumferential direction. In addition, a part of the Zugmittelträgerwelle enclose a portion of the hollow shaft in the circumferential direction. The Zugmittelträgerwelle may thus be part of both overrunning clutches.

Eine Übertragung des Drehmoments von der Hohlwelle 29 auf die Zugmittelträgerwelle 50 erfolgt nur dann, wenn die Hohlwelle 29 die Drehrichtung D1 aufweist. Eine Übertragung des Drehmoments von dem Getriebeabtrieb auf die Zugmittelträgerwelle 50 erfolgt nur dann, wenn der Getriebeabtrieb die Drehrichtung D2 aufweist, wobei die Drehrichtung D2 gleichgerichtet ist wie die Drehrichtung D1 der Hohlwelle 29. A transmission of torque from the hollow shaft 29 on the Zugmittelträgerwelle 50 occurs only when the hollow shaft 29 has the direction of rotation D1. A transmission of the torque from the transmission output to the Zugmittelträgerwelle 50 occurs only when the transmission output has the direction of rotation D2, wherein the direction of rotation D2 is rectified as the direction of rotation D1 of the hollow shaft 29 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Tretlager bottom bracket
22: Fahrradantriebsvorrichtung Bicycle drive device
33: Tretlagerkurbelwelle Tretlagerkurbelwelle
55: Zugmittelträger Zugmittelträger
66: erste Freilaufkupplung first overrunning clutch
77: zweite Freilaufkupplung second one-way clutch
2020: Antriebsgehäuse drive housing
2121: Stator stator
2222: Rotorwelle rotor shaft
2323: Rotor rotor
2424: Wellengenerator wave generator
25, 25'25, 25 ': Flexspline flexpline
26, 26'26, 26 ': Circularspline Circularspline
2727: Dynamicspline Dynamicspline
2828: Öffnungen openings
2929: Hohlwelle hollow shaft
4040: erstes Lager first camp
4141: zweites Lager second camp
4242: drittes Lager third camp
50 50: Zugmittelträgerwelle Zugmittelträgerwelle
6060: inneres Segment inner segment
6161: mittleres Segment middle segment
6262: äußeres Segment outer segment
8080: Drehmomentsensor torque sensor
8181: Drehzahlgeber Tachometer
8282: Drehzahlsensor Speed sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

CN 2894047 [0003] CN 2894047 [0003]

Claims

Fahrradantriebsvorrichtung mit einem Antriebsgehäuse zur Aufnahme einer Tretlagerkurbelwelle, mit einem Spannungswellengetriebe, das innerhalb des Antriebsgehäuses angeordnet ist und das mit einem Zugmittelträger triebtechnisch in Verbindung bringbar ist, einer ersten Freilaufkupplung zur Kopplung der Tretlagerkurbelwelle mit dem Zugmittelträger und einer zweiten Freilaufkupplung zur Kopplung des Spannungswellengetriebes mit dem Zugmittelträger, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Freilaufkupplung innerhalb des Antriebsgehäuses und außerhalb eines Flexsplines des Spannungswellengetriebes angeordnet ist.A bicycle drive device with a drive housing for receiving a bottom bracket crankshaft, with a voltage wave transmission, which is arranged within the drive housing and which can be brought into technical connection with a traction means carrier, a first one-way clutch for coupling the bottom bracket crankshaft with the traction means and a second overrunning clutch for coupling the voltage wave transmission with the Zugmittelträger, characterized in that the first and / or second one-way clutch is disposed within the drive housing and outside a Flexsplines the Spannungswellengetriebes.

Fahrradantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannungswellengetriebe mit einem Antriebsmotor gekoppelt ist, der koaxial zu der Tretlagerkurbelwelle und/oder der Hohlwelle angeordnet ist.Bicycle drive device according to claim 1, characterized in that the voltage wave transmission is coupled to a drive motor which is arranged coaxially to the bottom bracket crankshaft and / or the hollow shaft.

Fahrradantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Hohlwelle, die mit der Tretlagerkurbelwelle, insbesondere drehrichtungsunabhängig, drehfest verbindbar oder verbunden ist. Bicycle drive device according to claim 1 or 2, characterized by a hollow shaft which is rotatably connected or connected to the bottom bracket crankshaft, in particular rotational direction independent.

Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Hohlwelle eine für eine Drehmomentmessung tordierbare Hohlwelle ist und/oder b. die Hohlwelle die Tretlagerkurbelwelle, insbesondere in Umfangsrichtung vollständig, umschließt und/oder c. die Hohlwelle koaxial zu der Tretlagerkurbelwelle angeordnet ist. Drive device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a. the hollow shaft is a hollow shaft which can be twisted for a torque measurement and / or b. the hollow shaft completely encloses the bottom bracket crankshaft, in particular in the circumferential direction, and / or c. the hollow shaft is arranged coaxially with the bottom bracket crankshaft.

Fahrradantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass a. ein Teil der Hohlwelle Bestandteil der ersten Freilaufkupplung ist und/oder b. ein Teil des Zugmittelträgers Bestandteil der ersten und/oder zweiten Freilaufkupplung ist und/oder c. ein Teil eines Spannungswellengetriebeabtriebs Bestandteil der zweiten Freilaufkupplung ist. Bicycle drive device according to one of claims 1 to 4, characterized in that a. a part of the hollow shaft is part of the first one-way clutch and / or b. a part of the Zugmittelträgers part of the first and / or second overrunning clutch and / or c. a part of a voltage shaft gear output is part of the second one-way clutch.

Fahrradantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Freilaufkupplung eine Klinke und/oder einen Klemmkörper aufweist. Bicycle drive device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first and / or second one-way clutch comprises a pawl and / or a clamping body.

Fahrradantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannungswellengetriebe einen ringförmigen Flexspline aufweist. Bicycle drive device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the stress wave transmission has an annular Flexspline.

Fahrradantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch a. einen Drehmomentsensor zum Erfassen des auf die Tretlagerkurbelwelle und/oder Hohlwelle übertragenen Drehmoments und/oder b. einen Drehzahlsensor zum Erfassen der Drehzahl der Tretlagerkurbelwelle und/oder Hohlwelle und/oder c. einen Drehrichtungssensor zum Erfassen der Drehrichtung der Tretlagerkurbelwelle und/oder Hohlwelle.Bicycle drive device according to one of claims 1 to 7, characterized by a. a torque sensor for detecting the transmitted to the bottom bracket crankshaft and / or hollow shaft torque and / or b. a speed sensor for detecting the speed of the bottom bracket crankshaft and / or hollow shaft and / or c. a direction of rotation sensor for detecting the direction of rotation of the bottom bracket crankshaft and / or hollow shaft.

Fahrradantriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentsensor und/oder der Drehzahlsensor und/oder der Drehrichtungssensor in einem Elektronikmodul angeordnet sind, das mit dem Antriebsgehäuse verbindbar, insbesondere verbunden ist, und/oder in das Antriebsgehäuse einschiebbar, insbesondere angeordnet ist.Bicycle drive device according to claim 8, characterized in that the torque sensor and / or the rotational speed sensor and / or the rotational direction sensor are arranged in an electronic module which is connectable to the drive housing, in particular connected, and / or inserted into the drive housing, in particular arranged.

Fahrradantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Hohlwelle über eine Lagereinheit auf dem Antriebsgehäuse abstützt. Bicycle drive device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the hollow shaft is supported via a bearing unit on the drive housing.

Fahrradantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Lagerung der Hohlwelle durch ausschließlich eine Lagereinheit erfolgt, wenn die auf die Tretlagerkurbelwelle wirkende Last kleiner ist als ein vorgegebener Lastschwellwert und/oder b. die Lagerung der Hohlwelle durch zwei Lagereinheiten ausschließlich dann erfolgt, wenn die auf die Tretlagerkurbelwelle wirkende Last größer ist als ein vorgegebener Lastschwellwert. Bicycle drive device according to one of claims 1 to 10, characterized in that a. the storage of the hollow shaft by only one bearing unit takes place when the load acting on the bottom bracket crankshaft load is less than a predetermined load threshold and / or b. the bearing of the hollow shaft by two bearing units only takes place when the load acting on the bottom bracket crankshaft load is greater than a predetermined load threshold.

Fahrradantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsgehäuse das Tretlagergehäuse eines Fahrradrahmens ist.Bicycle drive device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the drive housing is the bottom bracket of a bicycle frame.

Fahrrad mit einer Fahrradantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12.Bicycle with a bicycle drive device according to one of claims 1 to 12.

Fahrrad nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Fahrradantriebsvorrichtung in ein Tretlagergehäuse eines Fahrradrahmens einschiebbar, insbesondere eingeschoben, ist, oder dass b. ein Tretlagergehäuse eines Fahrradrahmens das Antriebsgehäuse bildet.Bicycle according to claim 13, characterized in that a. the bicycle drive device can be inserted into a bottom bracket housing of a bicycle frame, in particular inserted, or that b. a bottom bracket shell of a bicycle frame forms the drive housing.