DE102016225162A1

DE102016225162A1 - Bearing gear for a bicycle

Info

Publication number: DE102016225162A1
Application number: DE102016225162.7A
Authority: DE
Inventors: Matthias NITSCH; Johannes Kaltenbach; Uwe Griesmeier; Valerie Engel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2018-06-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Tretlagergetriebe für ein Fahrrad, gekennzeichnet durch ein Schaltgetriebe (1), eine Schaltgetriebeeingangswelle (2) und eine Schaltgetriebeausgangswelle (3), wobei das Schaltgetriebe (1) einen als Minus-Planetensatz ausgeführten ersten Planetensatz (PS1) und einen als Plus-Planetensatz ausgeführten zweiten Planetensatz (PS2) aufweist, wobei ein Element des ersten Planetensatzes (PS1) mit der Schaltgetriebeeingangswelle (2) und ein anderes Element des ersten Planetensatzes (PS1) mit der Schaltgetriebeausgangswelle (3) drehfest verbunden ist und ein Element des zweiten Planetensatzes mit der Schaltgetriebeausgangswelle (3) drehfest verbunden ist.The invention relates to a bottom bracket gear for a bicycle, characterized by a gearbox (1), a transmission input shaft (2) and a gearbox output shaft (3), wherein the gearbox (1) designed as a minus planetary gearset first planetary gear set (PS1) and a plus Planetary set (PS2), wherein one element of the first planetary gearset (PS1) is rotationally fixedly connected to the transmission input shaft (2) and another element of the first planetary gearset (PS1) is connected to the gearshift output shaft (3) and one element of the second planetary gearset with the shift transmission output shaft (3) is rotatably connected.

Description

Die Erfindung betrifft ein Tretlagergetriebe für ein Fahrrad. Außerdem betrifft die Erfindung ein Hybridgetriebe mit einem solchen Tretlagergetriebe. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Tretlager mit dem Tretlagergetriebe oder dem Hybridgetriebe und ein Fahrrad mit dem Tretlagergetriebe oder dem Hybridgetriebe oder dem Tretlager.The invention relates to a bottom bracket gear for a bicycle. Moreover, the invention relates to a hybrid transmission with such a bottom bracket transmission. Moreover, the invention relates to a bottom bracket with the bottom bracket or the hybrid transmission and a bicycle with the bottom bracket or the hybrid transmission or the bottom bracket.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Tretlagergetrieben bekannt, die in Fahrrädern zum Einsatz kommen. So ist aus der US 2011 177 911 A1 ein Tretlagergetriebe bekannt, das drei hintereinander geschaltete Planetengetriebe aufweist. Die Planetengetriebe sind derart ausgebildet, dass eine Übersetzung ins Schnelle erfolgt. Bei dem Getriebe handelt es sich um ein 12-Gang Tretlagergetriebe, das jedoch insgesamt sieben Planetenradebenen aufweist, worunter sich auch zahlreiche Stufenplaneten befinden. Dies bedeutet, dass der Bauaufwand für das Tretlagergetriebe hoch ist.From the prior art, a variety of bottom bracket gears are known, which are used in bicycles. So is out of the US 2011 177 911 A1 a bottom bracket gear known, having three successively connected planetary gear. The planetary gears are designed so that a translation is done quickly. The transmission is a 12-speed bottom bracket, but has a total of seven Planetenradebenen, including numerous stepped planets are. This means that the construction cost for the bottom bracket gear is high.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Tretlagergetriebe für ein Fahrrad anzugeben, das einen reduzierten Bauaufwand aufweist.The object of the invention is to provide a bottom bracket for a bicycle, which has a reduced construction cost.

Diese Aufgabe wird durch ein Tretlagergetriebe gelöst, das gekennzeichnet ist durch ein Schaltgetriebe, eine Schaltgetriebeeingangswelle und eine Schaltgetriebeausgangswelle, wobei das Schaltgetriebe einen als Minus-Planetensatz ausgeführten ersten Planetensatz und einen als Plus-Planetensatz ausgeführten zweiten Planetensatz aufweist, wobei ein Element des ersten Planetensatzes mit der Schaltgetriebeeingangswelle und ein anderes Element des ersten Planetensatzes mit der Schaltgetriebeausgangswelle drehfest verbunden ist und ein Element des zweiten Planetensatzes mit der Schaltgetriebeausgangswelle drehfest verbunden ist.This object is achieved by a bottom bracket gearbox, which is characterized by a gearbox, a transmission input shaft and a gearbox output shaft, wherein the gearbox has a designed as a minus planetary gear set first planetary gear and designed as a plus planetary set second planetary gear set, wherein an element of the first planetary gear set with the transmission input shaft and another element of the first planetary gear set is non-rotatably connected to the gearbox output shaft and a member of the second planetary gear set is non-rotatably connected to the gearbox output shaft.

Das erfindungsgemäße Tretlagergetriebe weist den Vorteil auf, dass es einen einfachen Aufbau aufweist und somit der Bauaufwand gering ist. Dies ergibt sich, weil das Schaltgetriebe wenige, insbesondere genau zwei, Planetensätze aufweist. Zudem reduziert sich der Bauaufwand, da keine Stufenplaneten notwendig sind. Das Tretlagergetriebe kann jedoch dennoch mehrere Gänge bereitstellen. So lassen sich mit den zwei Planetensätzen und wenigstens vier, insbesondere genau vier, Schaltelementen, insbesondere genau, vier Gänge, insbesondere mit konstanten Übersetzungsverhältnissen, realisieren. Das Tretlagergetriebe weist außerdem einen guten Wirkungsgrad und eine geringe Standübersetzung auf. Dabei ist das Tretlagergetriebe derart ausgelegt, dass sich die Übersetzungsreihe besonders gut für eine Fahrradanwendung, insbesondere mit einer nachfolgend näher beschriebenen Bereichsgruppe, wie beispielsweise einem Vorschaltgetriebe oder Nachschaltgetriebe, eignet.The bottom bracket gear according to the invention has the advantage that it has a simple structure and thus the construction cost is low. This results because the transmission has few, especially exactly two, planetary gear sets. In addition, the construction costs are reduced because no stepped planets are necessary. However, the bottom bracket can still provide multiple gears. Thus, with the two planetary gear sets and at least four, in particular exactly four, switching elements, in particular exactly, four gears, in particular with constant gear ratios, realize. The bottom bracket also has a good efficiency and a low stand ratio. Here, the bottom bracket is designed so that the translation series is particularly well for a bicycle application, in particular with a range group described in more detail below, such as a front-mounted transmission or secondary transmission, is suitable.

Unter einer Welle wird nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten verstanden. Vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Bauteile drehfest miteinander verbinden.Under a shaft is not exclusively an example cylindrical, rotatably mounted machine element for transmitting torque understood. Rather, this is also to be understood as meaning general connecting elements which connect individual components to one another, in particular connecting elements which connect a plurality of components to one another in a rotationally fixed manner.

Ein Minus-Planetensatz entspricht einem Planetensatz mit einem Steg, an dem die Planetenräder drehbar gelagert sind, mit einem Sonnenrad und mit einem Hohlrad, wobei die Verzahnung zumindest eines der Planetenräder sowohl mit der Verzahnung des Sonnenrades als auch mit der Verzahnung des Hohlrades kämmt, wodurch das Hohlrad und das Sonnenrad in entgegengesetzter Drehrichtungen rotieren, wenn das Sonnenrad bei feststehendem Steg rotiert.A minus planetary gear set corresponds to a planetary gear set with a web on which the planetary gears are rotatably mounted, with a sun gear and with a ring gear, the toothing of at least one of the planet gears meshing with both the teeth of the sun gear and with the teeth of the ring gear, whereby the ring gear and the sun gear rotate in opposite directions of rotation when the sun gear is rotating with the web stationary.

Im Gegensatz dazu unterscheidet sich ein Plus-Planetensatz von dem Minus-Planetensatz dahingehend, dass der Plus-Planetensatz innere und äußere Planetenräder aufweist, welche drehbar an dem Steg gelagert sind. Die Verzahnung der inneren Planetenräder kämmt dabei einerseits mit der Verzahnung des Sonnenrads und andererseits mit der Verzahnung der äußeren Planetenräder. Die Verzahnung der äußeren Planetenräder kämmt darüber hinaus mit der Verzahnung des Hohlrads. Dies hat zur Folge, dass bei feststehenden Steg das Hohlrad und das Sonnenrad in die gleiche Drehrichtung rotieren.In contrast, a plus planetary set differs from the minus planetary set in that the plus planetary set has inner and outer planetary gears rotatably supported on the bridge. The toothing of the inner planet gears meshes on the one hand with the teeth of the sun gear and on the other hand with the teeth of the outer planetary gears. The toothing of the outer planetary gears also meshes with the teeth of the ring gear. This has the consequence that rotate at fixed land, the ring gear and the sun gear in the same direction.

Bei einer besonderen Ausführung kann das Element des ersten Planetensatzes ein Steg sein und das andere Element des ersten Planetensatzes kann ein Hohlrad sein. In a particular embodiment, the element of the first planetary gearset may be a land and the other element of the first planetary gearset may be a ring gear.

Das Element des zweiten Planetensatzes kann ein Sonnenrad sein. Insbesondere ist eine Ausführung vorteilhaft, bei der das Schaltgetriebe eine erste Welle und eine zweite Welle aufweisen. Dabei kann der erste Planetensatz das Hohlrad, das mit der Schaltgetriebeausgangswelle drehfest verbunden ist, einen Steg, der mit der Schaltgetriebeeingangswelle drehfest verbunden ist, und ein Sonnenrad aufweisen, das mit der ersten Welle drehfest verbunden ist. Der zweite Planetensatz kann ein Hohlrad, das mit der ersten Welle drehfest verbunden ist, einen Steg, der mit einem Getriebegehäuse drehfest verbunden ist, und das Sonnenrad aufweisen, das mit der Schaltgetriebeausgangswelle drehfest verbunden ist.The element of the second planetary gear set may be a sun gear. In particular, an embodiment is advantageous in which the gearbox has a first shaft and a second shaft. In this case, the first planetary gear set, the ring gear, which is rotatably connected to the gearbox output shaft, a web which is rotatably connected to the transmission input shaft and a sun gear, which is rotatably connected to the first shaft. The second planetary gearset may include a ring gear rotatably connected to the first shaft, a land rotatably connected to a transmission housing, and the sun gear rotatably connected to the gearbox output shaft.

Das Getriebegehäuse kann Bestandteil des Tretlagergehäuses sein, also einstückig mit dem Tretlagergehäuse ausgeführt sein. Alternativ kann das Getriebegehäuse ein von dem Tretlagergehäuse separates Gehäuse sein, das in einen Hohlraum des Tretlagergehäuses eingebracht werden kann. Das Getriebegehäuse kann derart ausgebildet und angeordnet sein, dass es sich im Betrieb des Getriebes nicht dreht.The gear housing may be part of the bottom bracket shell, so be designed in one piece with the bottom bracket shell. Alternatively, you can the transmission housing be a separate housing from the bottom bracket shell, which can be introduced into a cavity of the bottom bracket. The transmission housing may be designed and arranged such that it does not rotate during operation of the transmission.

Die erste Welle kann mittels eines ersten Schaltelements mit dem Steg des ersten Planetensatzes und mittels eines zweiten Schaltelements mit der zweiten Welle drehfest verbindbar sein und kann mittels eines vierten Schaltelements mit dem Getriebegehäuse drehfest verbindbar sein. Die zweite Welle kann mittels eines dritten Schaltelements mit dem Steg des ersten Planetensatzes drehfest verbindbar sein. Im Ergebnis lässt sich ein einfach aufgebautes Tretlagergetriebe mit einer Vielzahl von Gängen realisieren.The first shaft may be non-rotatably connectable by means of a first switching element with the web of the first planetary gear set and by means of a second switching element with the second shaft and may be rotatably connected by means of a fourth switching element with the transmission housing. The second shaft can be rotatably connected by means of a third switching element with the web of the first planetary set. As a result, a simply constructed bottom bracket gear can be realized with a variety of gears.

Ein erster Gang des Schaltgetriebes kann einem Direktgang, also einem Gang mit einer Übersetzung von 1, entsprechen. Bei den anderen drei Gängen kann eine Übersetzung ins Schnelle erfolgen, so dass die Übersetzung einen Wert kleiner als 1 aufweist.A first gear of the gearbox may correspond to a direct gear, so a gear with a ratio of 1. For the other three gears, a translation can be done quickly, so that the ratio has a value less than 1.

Die Schaltelemente können derart angeordnet sein, dass sie für einen Aktuator, mittels dem das jeweilige Schaltelement betätigt werden kann, gut zugänglich ist. Insbesondere können die Schaltelemente von außen gut zugänglich sein. Ganz besonders vorteilhaft ist, wenn die Schaltelement derart angeordnet und ausgebildet sind, dass sie durch einen einzigen Aktuator betätigt werden können. Dabei kann der Aktuator ein einziges Schaltelement oder mehrere Schaltelemente gleichzeitig betätigen. Der Aktuator kann eine Schaltwalze aufweisen.The switching elements can be arranged such that they are easily accessible for an actuator by means of which the respective switching element can be actuated. In particular, the switching elements can be easily accessible from the outside. It is particularly advantageous if the switching element are arranged and configured such that they can be actuated by a single actuator. In this case, the actuator can actuate a single switching element or a plurality of switching elements simultaneously. The actuator may include a shift drum.

Das erste Schaltelement kann als Freilauf realisiert sein, was den Vorteil bietet, dass kein Aktuator für das Schaltelement vorgesehen werden muss. Darüber hinaus kann das erste Schaltelement klein gebaut werden, da es nur geringe Stützmomente bereitstellen muss. Alternativ kann das erste Schaltelement als, insbesondere schaltbare, Kupplung realisiert werden. Das zweite und dritte Schaltelement können als, insbesondere schaltbare, Kupplung ausgeführt sein. Das vierte Schaltelement kann als Bremse ausgeführt sein.The first switching element can be realized as a freewheel, which offers the advantage that no actuator for the switching element must be provided. In addition, the first switching element can be made small, since it only has to provide low support moments. Alternatively, the first switching element can be realized as, in particular switchable, coupling. The second and third switching element can be designed as, in particular switchable, coupling. The fourth switching element may be designed as a brake.

Die Schaltgetriebeeingangswelle kann mit einer nicht zum Getriebe gehörenden Tretlagerkurbelwelle drehfest verbindbar sein. Alternativ kann dem Schaltgetriebe triebtechnisch ein Vorschaltgetriebe vorgeschaltet sein, wobei mittels des Vorschaltgetriebes wenigstens ein, insbesondere wenigstens zwei oder genau zwei, Gänge realisierbar sind. Dabei kann ein erster Gang des Vorschaltgetriebes ein Direktgang sein. Bei einem zweiten Gang des Vorschaltgetriebes kann eine Übersetzung ins Schnelle erfolgen. Im Ergebnis kann durch das Schaltgetriebe und das Vorschaltgetriebe ein Achtganggetriebe bereitgestellt werden.The manual transmission input shaft can be connected in a rotationally fixed manner to a bottom bracket crankshaft which does not belong to the transmission. Alternatively, the transmission can be preceded by a gearbox, wherein at least one, in particular at least two or exactly two, gears can be realized by means of the primary gear. In this case, a first gear of the Vorschaltgetriebes be a direct gear. In a second gear of the gearbox, a translation can be done quickly. As a result, an eight-speed transmission can be provided by the manual transmission and the front-mounted transmission.

Das Vorschaltgetriebe kann wenigstens einen, insbesondere genau einen einzigen, dritten Planetensatz aufweisen, der mit der Schaltgetriebeeingangswelle wirkverbunden ist. Insbesondere kann ein Steg des dritten Planetensatzes mit der Tretlagerkurbelwelle drehfest verbindbar sein und/oder ein Sonnenrad des dritten Planetensatzes kann mit der Schaltgetriebeeingangswelle drehfest verbunden sein und/oder ein Hohlrad des dritten Planetensatzes kann mittels eines fünften Schaltelements mit dem Getriebegehäuse drehfest verbindbar sein. Das fünfte Schaltelement kann als Bremse ausgeführt sein.The primary gear can have at least one, in particular exactly one, third planetary gear set, which is operatively connected to the manual transmission input shaft. In particular, a web of the third planetary gearset with the bottom bracket crankshaft rotatably connected and / or a sun gear of the third planetary gearset can be rotatably connected to the transmission input shaft and / or a ring gear of the third planetary gear set can be rotatably connected by means of a fifth switching element to the transmission housing. The fifth switching element can be designed as a brake.

Darüber hinaus können zwei Elemente des dritten Planetensatzes mittels eines sechsten Schaltelements drehfest miteinander verbindbar sein. Ganz besonders vorteilhaft ist, wenn das Hohlrad und das Sonnenrad des dritten Planetensatzes mittels des sechsten Schaltelements drehfest miteinander verbindbar sind, da bei dieser Ausführung die geringsten Stützmomente auftreten. Alternativ ist es möglich, wenn das Hohlrad und der Steg oder der Steg und das Sonnenrad mittels des sechsten Schaltelements jeweils drehfest miteinander verbindbar sind. Das sechste Schaltelement kann als Freilauf oder als eine, insbesondere schaltbare, Kupplung ausgeführt sein.In addition, two elements of the third planetary gear set can be rotatably connected to each other by means of a sixth switching element. It is particularly advantageous if the ring gear and the sun gear of the third planetary gear set are rotatably connected to each other by means of the sixth switching element, since in this embodiment, the lowest support moments occur. Alternatively, it is possible if the ring gear and the web or the web and the sun gear by means of the sixth switching element are rotatably connected to each other. The sixth switching element can be designed as a freewheel or as a, in particular switchable, coupling.

Die Ausführung mit Vorschaltgetriebe und Schaltgetriebe weist den Vorteil auf, dass acht Gänge mit nur drei Planetensätzen dargestellt werden können. Ein derart ausgebildetes Getriebe weist außerdem eine geringe Baulänge auf, was vorteilhaft ist, da in Tretlagern der zur Verfügung stehende Bauraum begrenzt ist. Auch sind die Standübersetzungen der Planetensätze derart gewählt, dass ein geringer Durchmesser für die Bauteile der Planetensätze möglich ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass auch bei der Ausführung mit Vorschaltgetriebe keine Stufenplaneten in dem Tretlagergetriebe eingesetzt werden müssen, was hinsichtlich des Bauaufwands vorteilhaft ist. Im Ergebnis kann ein einfach aufgebautes Achtgang-Gruppengetriebe bereitgestellt werden.The version with gearbox and manual transmission has the advantage that eight gears can be represented with only three planetary gear sets. Such a trained transmission also has a small overall length, which is advantageous because in Tretlagern the available space is limited. The state ratios of the planetary gear sets are selected such that a small diameter for the components of the planetary gear sets is possible. Another advantage is that even in the version with gearbox no stepped planets must be used in the bottom bracket, which is advantageous in terms of construction cost. As a result, a simple eight-speed group transmission can be provided.

Bei einer besonderen Ausführung kann dem Schaltgetriebe ein Nachschaltgetriebe triebtechnisch nachgeschaltet sein, wobei mittels des Nachschaltgetriebes wenigstens ein, insbesondere wenigstens zwei oder genau zwei, Gänge realisierbar sind. Ein erster Gang des Nachschaltgetriebes kann ein Direktgang sein. Bei einem zweiten Gang des Nachschaltgetriebes kann eine Übersetzung ins Schnelle erfolgen, so dass die Übersetzung einen Wert kleiner als 1 aufweist. Im Ergebnis kann durch das Schaltgetriebe und das Nachschaltgetriebe ein Achtganggetriebe bereitgestellt werden.In a particular embodiment, the transmission can be followed by a Nachschaltgetriebe operationally, by means of the Nachschaltgetriebes at least one, in particular at least two or exactly two, gears are feasible. A first gear of the Nachschaltgetriebes may be a direct gear. In a second gear of the Nachschaltgetriebes a translation can be done quickly, so that the translation has a value less than 1. As a result, an eight-speed transmission can be provided by the manual transmission and the rear derailleur.

Das Nachschaltgetriebe kann einen, insbesondere einen einzigen, vierten Planetensatz aufweisen, der mit der Schaltgetriebeausgangswelle wirkverbunden ist. Insbesondere kann ein Sonnenrad des vierten Planetensatzes mit einer Nachschaltgetriebeausgangswelle drehfest verbunden sein und/oder ein Steg des vierten Planetensatzes kann mit der Schaltgetriebeausgangswelle drehfest verbunden sein und/oder ein Hohlrad des vierten Planetensatzes kann mittels eines siebten Schaltelements mit dem Getriebegehäuse drehfest verbindbar sein. Das siebte Schaltelement kann als Bremse ausgeführt sein. The secondary transmission can have one, in particular a single, fourth planetary gear set, which is operatively connected to the gearbox output shaft. In particular, a sun gear of the fourth planetary gear set may be rotatably connected to a rear transmission output shaft and / or a web of the fourth planetary gear set may be rotatably connected to the gearbox output shaft and / or a ring gear of the fourth planetary gear set may be rotatably connected to the transmission housing by means of a seventh switching element. The seventh switching element may be designed as a brake.

Dabei kann das Nachschaltgetriebe ein achtes Schaltelement aufweisen, mittels dem zwei Elemente des vierten Planetensatzes drehfest miteinander verbindbar sind. Insbesondere kann das achte Schaltelement derart angeordnet werden, dass das Sonnenrad und das Hohlrad oder das Sonnenrad und der Steg oder das Hohlrad und der Steg mittels des achten Schaltelements drehfest miteinander verbindbar sind. Von besonderem Vorteil ist, wenn das achte Schaltelement derart angeordnet ist, dass das Hohlrad und das Sonnenrad drehfest miteinander verbindbar sind, weil bei dieser Ausführung die geringsten Stützmomente auftreten. Um ein Verblocken des vierten Planetensatzes zu erreichen, muss das siebte Schaltelement geöffnet und das achte Schaltelement geschlossen sein. Das achte Schaltelement kann als Freilauf oder als, insbesondere schaltbare, Kupplung ausgeführt sein.In this case, the secondary transmission can have an eighth switching element, by means of which two elements of the fourth planetary set can be connected to one another in a rotationally fixed manner. In particular, the eighth switching element can be arranged such that the sun gear and the ring gear or the sun gear and the web or the ring gear and the web are rotatably connected to each other by means of the eighth switching element. It is particularly advantageous if the eighth switching element is arranged such that the ring gear and the sun gear are rotatably connected to each other, because in this embodiment, the lowest support moments occur. In order to achieve a blocking of the fourth planetary gear set, the seventh switching element must be opened and the eighth switching element must be closed. The eighth switching element can be designed as a freewheel or as, in particular switchable, coupling.

Die im Vorschaltgetriebe und/oder Schaltgetriebe und/oder Nachschaltgetriebe eingesetzten Kupplungen und/oder Bremsen können formschlüssig oder reibschlüssig ausgeführt sein.The clutches and / or brakes used in the primary gearbox and / or the manual transmission and / or the reargear can be designed with positive locking or frictional engagement.

Darüber hinaus ist unabhängig davon, ob das Tretlagergetriebe ein Vorschaltgetriebe und ein Schaltgetriebe oder ein Schaltgetriebe und ein Nachschaltgetriebe aufweist, die Übersetzungsreihe in beiden Varianten gleich. Unterschiede bestehen in den auftretenden Drehzahl- und Drehmomentverhältnissen an den jeweiligen Planetensätzen. Da in beiden Ausführungen der erste Gang ein Direktgang ist, ist die Drehmomentbelastung in beiden Ausführungen gleich. Unterschiede ergeben sich bei den Drehzahlen, da die im Kraftfluss hinten gelegenen Planetensätze in einigen Gängen mit höheren Eingangsdrehzahlen betrieben werden.In addition, regardless of whether the bottom bracket gear has a front-mounted transmission and a manual or a manual transmission and a secondary transmission, the translation series in both variants are the same. Differences exist in the occurring speed and torque conditions on the respective planetary gear sets. Since in both versions the first gear is a direct gear, the torque load is the same in both versions. There are differences in the rotational speeds, since the planetary gear sets located at the rear in the power flow are operated at higher input speeds in some gears.

Ganz besonders vorteilhaft ist eine Ausführung, bei der das erste, sechste und achte Schaltelement als Freiläufe, das zweite und dritte Schaltelement als Kupplungen und das vierte und fünfte Schaltelement als Bremsen ausgeführt sind. In diesem Fall reduziert sich die Anzahl der notwendigen Aktuatoren, da die Freiläufe nicht geschaltet werden müssen. Die Schaltelemente können als Einzelschaltelemente ausgeführt sein. Alternativ ist es möglich, dass zwei Schaltelemente zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst sind. Dabei ist es jedoch möglich, dass den Schaltelementen jeweils ein Aktuator zugeordnet ist. Alternativ ist es möglich, dass ein Aktuator mehreren Schaltelementen zugeordnet ist.Especially advantageous is an embodiment in which the first, sixth and eighth switching element are designed as freewheels, the second and third switching element as clutches and the fourth and fifth switching element as brakes. In this case, the number of necessary actuators is reduced because the freewheels do not need to be switched. The switching elements can be designed as individual switching elements. Alternatively, it is possible that two switching elements are combined to form a double switching element. However, it is possible that each of the switching elements is associated with an actuator. Alternatively, it is possible that an actuator is assigned to a plurality of switching elements.

Falls das erste und/oder sechste und/oder achte Schaltelement nicht als Freilauf, sondern als Kupplung ausgeführt ist, ist es vorteilhaft, wenn das vierte und/oder fünfte und/oder siebte Schaltelement als einseitig wirkende Bremsen ausgeführt werden, um ein Verblocken des Getriebes bei einer Drehrichtungsumkehr am Antrieb oder am Abtrieb zu verhindern. So können beispielsweise schaltbare Freilaufbremsen eingesetzt werden, da es ausreicht, dass entweder nur das Vorschaltgetriebe oder das Schaltgetriebe oder das Nachschaltgetriebe nicht blockiert.If the first and / or sixth and / or eighth switching element is not designed as a freewheel, but as a clutch, it is advantageous if the fourth and / or fifth and / or seventh switching element are designed as unidirectional brakes to a blocking of the transmission to prevent a reversal of the direction of rotation at the drive or at the output. Thus, for example, switchable freewheel brakes can be used, since it is sufficient that either only the primary gearbox or the manual transmission or the secondary transmission is not blocked.

Von besonderem Vorteil ist ein Hybridgetriebe mit dem erfindungsgemäßen Tretlagergetriebe und einer elektrischen Maschine. Die elektrische Maschine kann mit einer Hybridgetriebeausgangswelle verbunden sein, wobei die elektrische Maschine dem Getriebe triebtechnisch nachgeschaltet ist. Die Hybridgetriebeausgangswelle kann der Schaltgetriebeausgangswelle oder der Nachschaltgetriebeausgangswelle entsprechen und mit einem Zugmittelträger, wie beispielsweise einem Kettenrad oder Riemenrad drehfest verbunden sein. Eine triebtechnische Nachschaltung der elektrischen Maschine bietet den Vorteil, dass die Planetensätze des Schaltgetriebes nicht mit dem von der elektrischen Maschine bereitgestellten Drehmoment belastet werden. Die elektrische Maschine weist zudem den Vorteil auf, dass sie den Fahrradfahrer im Fahrbetrieb unterstützen kann. Dadurch ist eine feine Gangabstufung nicht notwendig, da aufgrund der elektrischen Maschine die Muskelkraft eine geringe Bedeutung für den Antrieb hat.Of particular advantage is a hybrid transmission with the bottom bracket gear according to the invention and an electric machine. The electric machine may be connected to a hybrid transmission output shaft, wherein the electric machine is the drive downstream of the transmission. The hybrid transmission output shaft may correspond to the shift transmission output shaft or the secondary transmission output shaft and be rotatably connected to a traction means carrier such as a sprocket or pulley. An engine technical downstream of the electric machine has the advantage that the planetary gear sets of the gearbox are not burdened with the torque provided by the electric machine. The electric machine also has the advantage that it can support the cyclist while driving. As a result, a fine gear gradation is not necessary because due to the electric machine, the muscle power has little importance for the drive.

Die elektrische Maschine besteht zumindest aus einem drehfesten Stator und einem drehbar gelagerten Rotor und ist in einem motorischen Betrieb dazu eingerichtet, elektrische Energie in mechanische Energie in Form von Drehzahl und Drehmoment zu wandeln, sowie in einem generatorischen Betrieb mechanische Energie in elektrische Energie in Form von Strom und Spannung zu wandeln.The electric machine consists at least of a non-rotatable stator and a rotatably mounted rotor and is set up in a motor operation to convert electrical energy into mechanical energy in the form of speed and torque, and in a regenerative operation mechanical energy into electrical energy in the form of To transform electricity and voltage.

Die elektrische Maschine kann, insbesondere in radialer Richtung, versetzt zu einer Mittelachse des Getriebes angeordnet sein. Insbesondere kann eine Mittelachse der elektrischen Maschine parallel zu einer Mittelachse des Getriebes verlaufen. Dies bietet den Vorteil, dass die elektrische Maschine in einem Bereich des Tretlagers angeordnet sein kann, bei dem ausreichend Platz zur Aufnahme der elektrischen Maschine zur Verfügung steht.The electric machine can, in particular in the radial direction, be arranged offset to a central axis of the transmission. In particular, a central axis of the electric machine can run parallel to a central axis of the transmission. This offers the advantage that the electric machine can be arranged in a region of the bottom bracket, in which sufficient space for receiving the electric machine is available.

Zudem kann die elektrische Maschine mittels eines neunten Schaltelements, das ein Freilauf sein kann, mit der Hybridgetriebeausgangswelle drehfest verbindbar sein. Damit ist sichergestellt, dass bei einem Fahrbetrieb ohne die elektrische Maschine keine Verluste durch den mitdrehenden Rotor der elektrischen Maschine verursacht werden. Die Anbindung der elektrischen Maschine an die Hybridgetriebeausgangswelle kann mittels eines Kettentriebs und/oder Riementriebs und/oder eines Stirnradgetriebes und/oder eines Übersetzungsgetriebes erfolgen. In addition, the electric machine by means of a ninth switching element, which may be a freewheel, be rotatably connected to the hybrid transmission output shaft. This ensures that in a driving operation without the electric machine no losses caused by the rotating rotor of the electric machine. The connection of the electric machine to the hybrid transmission output shaft can be effected by means of a chain drive and / or belt drive and / or a spur gear and / or a transmission gear.

Das Hybridgetriebe kann modular ausgeführt sein. Dies bedeutet, dass die elektrische Maschine und das Tretlagergetriebe als eine Funktionseinheit in das Tretlagergehäuse integriert sind und/oder als eine Funktionseinheit in das Tretlagergehäuse eingebracht oder aus diesem ausgebaut werden können.The hybrid transmission can be modular. This means that the electric machine and the bottom bracket gear are integrated as a functional unit in the bottom bracket shell and / or can be incorporated as a functional unit in the bottom bracket shell or removed from this.

Von besonderem Vorteil ist ein Tretlager mit dem Tretlagergetriebe oder dem Hybridgetriebe. Dabei kann die Schaltgetriebeeingangswelle oder der Steg des dritten Planetensatzes mit der Tretlagerkurbelwelle drehfest verbunden sein. Insbesondere kann das Tretlager ein Tretlagergehäuse aufweisen, wobei das Tretlagergetriebe oder das Hybridgetriebe innerhalb des Tretlagergehäuses angeordnet sein können. Dies bietet den Vorteil, dass das Getriebe oder das Hybridgetriebe als eine Funktionseinheit in dem Tretlagergehäuse angeordnet sind und somit ein kompakter Aufbau des Tretlagers realisiert werden kann. Von ganz besonderem Vorteil ist ein Fahrrad mit dem Tretlagergetriebe oder dem Hybridgetriebe oder dem Tretlager.Of particular advantage is a bottom bracket with the bottom bracket or the hybrid transmission. In this case, the transmission input shaft or the web of the third planetary gear set may be rotatably connected to the bottom bracket crankshaft. In particular, the bottom bracket may have a bottom bracket shell, wherein the bottom bracket or the hybrid transmission may be disposed within the bottom bracket shell. This offers the advantage that the transmission or the hybrid transmission are arranged as a functional unit in the bottom bracket shell and thus a compact construction of the bottom bracket can be realized. Of particular advantage is a bicycle with the bottom bracket or the hybrid transmission or the bottom bracket.

In den Figuren ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleiche oder gleichwirkende Elemente zumeist mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Tretlagergetriebes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine Schaltmatrix des in 1 dargestellten Tretlagergetriebes,
3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Tretlagergetriebes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Tretlagergetriebes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
5 eine Tabelle mit Werten für die Standübersetzungen der in den 3 und 4 gezeigten Planetensätze,
6 eine Schaltmatrix für das in 3 gezeigte Tretlagergetriebe,
7 eine Schaltmatrix für das in 4 gezeigte Tretlagergetriebe.

In the figures, the subject invention is shown schematically and will be described below with reference to the figures, wherein the same or equivalent elements are usually provided with the same reference numerals. Showing:

1 a schematic representation of the invention Tretlagergetriebes according to a first embodiment,
2 a switching matrix of in 1 illustrated bottom bracket gear,
3 a schematic representation of the invention Tretlagergetriebes according to a second embodiment,
4 a schematic representation of the invention Tretlagergetriebes according to a third embodiment,
5 a table with values for the state translations of the 3 and 4 shown planetary gear sets,
6 a switching matrix for the in 3 shown bottom bracket gears,
7 a switching matrix for the in 4 shown bottom bracket gearbox.

1 zeigt ein Tretlagergetriebe, das ein Schaltgetriebe 1, eine Schaltgetriebeeingangswelle 2, die mit einer Tretlagerkurbelwelle 8 drehfest verbunden ist, und eine Schaltgetriebeausgangswelle 3 aufweist. Das Schaltgetriebe 1 weist einen als Minus-Planetensatz ausgeführten ersten Planetensatz PS1 und einen als Plus-Planetensatz ausgeführten zweiten Planetensatz PS2 auf. Darüber hinaus weist das Schaltgetriebe 1 vier Schaltelemente, nämlich ein erstes Schaltelement S1, ein zweites Schaltelement S2, ein drittes Schaltelement S3 und ein viertes Schaltelements S4 auf. Außerdem weist das Schaltgetriebe eine erste Welle 4 und eine zweite Welle 5 auf. Dabei ist in 1 nur die obere Hälfte des Schaltgetriebes 1 dargestellt. Insbesondere ist das Schaltgetriebe rotationssymmetrisch zu der in 4 gezeigten Mittelachse M des Tretlagergetriebes ausgeführt. 1 shows a bottom bracket gear, which is a manual transmission 1 , a manual transmission input shaft 2 that with a bottom bracket crankshaft 8th rotatably connected, and a gearbox output shaft 3 having. The manual transmission 1 has a first planetary gear set designed as a minus planetary gearset PS1 and a second planetary gear set designed as a plus planetary gearset PS2 on. In addition, the manual transmission points 1 four switching elements, namely a first switching element S1 , a second switching element S2 , a third switching element S3 and a fourth switching element S4 on. In addition, the transmission has a first shaft 4 and a second wave 5 on. It is in 1 only the upper half of the gearbox 1 shown. In particular, the transmission is rotationally symmetrical to the in 4 shown center axis M of the bottom bracket gear executed.

Der erste Planetensatz PS1 weist ein Hohlrad, das mit der Schaltgetriebeausganswelle 3 drehfest verbunden ist, einen Steg, der mit der Schaltgetriebeeingangswelle 2 drehfest verbunden ist, und ein Sonnenrad auf, das mit der zweiten Welle 5 drehfest verbunden ist. Der zweite Planetensatz PS2 weist ein Hohlrad, das mit der ersten Welle 5 drehfest verbunden ist, einen Steg, der mit einem Getriebegehäuse 6 drehfest verbunden ist und ein Sonnenrad auf, das mit der Schaltgetriebeausgangswelle 3 drehfest verbunden ist.The first planetary gear set PS1 has a ring gear, which with the Schaltgetriebeausganswelle 3 rotatably connected, a web which is rotatably connected to the transmission input shaft 2, and a sun gear, which is connected to the second shaft 5 rotatably connected. The second planetary set PS2 has a ring gear associated with the first shaft 5 rotatably connected, a bridge, which is connected to a transmission housing 6 rotatably connected and a sun gear, which is connected to the gearbox output shaft 3 rotatably connected.

Die erste Welle ist 4 mittels des ersten Schaltelements S1 mit dem Steg des ersten Planetensatzes PS1 drehfest verbindbar und mittels des zweiten Schaltelements S2 mit der zweiten Welle 5 drehfest verbindbar. Darüber hinaus ist die erste Welle 4 mittels des vierten Schaltelements S4 mit dem Getriebegehäuse 6 drehfest verbindbar. Die zweite Welle 5 ist mittels des dritten Schaltelements S3 mit dem Steg des ersten Planetensatzes PS1 drehfest verbindbar. Das zweite und dritte Schaltelement S2, S3 sind als Kupplungen ausgeführt. Das erste Schaltelement S1 ist als Freilauf ausgeführt und das vierte Schaltelement S4 ist als Bremse ausgeführt.The first shaft is 4 by means of the first switching element S1 with the bridge of the first planetary gear set PS1 rotatably connected and by means of the second switching element S2 with the second wave 5 rotatably connected. In addition, the first wave 4 by means of the fourth switching element S4 with the gearbox 6 rotatably connected. The second wave 5 is by means of the third switching element S3 with the bridge of the first planetary gear set PS1 rotatably connected. The second and third switching element S2 . S3 are designed as couplings. The first switching element S1 is designed as a freewheel and the fourth switching element S4 is designed as a brake.

2 zeigt eine Schaltmatrix des in 1 dargestellten Tretlagergetriebes. Zudem zeigt die Tabelle die Übersetzungswerte „i“ zwischen der Schaltgetriebeeingangswelle 2 und der Schaltgetriebeausgangswelle 3. 2 shows a switching matrix of the in 1 illustrated bottom bracket gear. In addition, the table shows the gear ratios "i" between the manual transmission input shaft 2 and the gearbox output shaft 3 ,

Das Tretlagergetriebe weist vier Gänge auf. Dabei wird ein erster Gang durch Schließen des ersten Schaltelements S1 realisiert, wobei die restlichen Schaltelemente geöffnet sind. Dies bedeutet, dass das als Freilauf ausgebildete erste Schaltelement S1, insbesondere ohne Einwirkung von außen, sperrt. Ein zweiter Gang wird durch Schließen des zweiten Schaltelements S2 realisiert, wobei die restlichen Schaltelemente geöffnet sind, und ein dritter Gang wird durch Schließen des vierten Schaltelements S4 realisiert, wobei die restlichen Schaltelemente geöffnet sind. Ein vierter Gang wird durch Schließen des dritten Schaltelements S3 realisiert, wobei die restlichen Schaltelemente geöffnet sind.The bottom bracket gearbox has four gears. In this case, a first gear by closing the first switching element S1 realized, with the remaining switching elements are open. This means that designed as a freewheeling first switching element S1 , in particular without external influence, blocks. A second speed is achieved by closing the second switching element S2 realized with the remaining switching elements are opened, and a third speed by closing the fourth switching element S4 realized, with the remaining switching elements are open. A fourth gear is made by closing the third switching element S3 realized, with the remaining switching elements are open.

3 zeigt ein Tretlagergetriebe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Tretlagergetriebe unterscheidet sich von dem in dem 1 dargestellten Tretlagergetriebe dadurch, dass dem Schaltgetriebe 1 ein Vorschaltgetriebe 7 triebtechnisch vorgeschaltet ist. 3 shows a bottom bracket transmission according to a second embodiment. The bottom bracket transmission is different from the one in the 1 illustrated bottom bracket transmission characterized in that the manual transmission 1 a gearbox 7 is technically upstream.

Das Vorschaltgetriebe 7 weist einen dritten Planetensatz PS3 auf, der mit der Schaltgetriebeeingangswelle 2 wirkverbunden ist. Insbesondere ist ein Sonnenrad des dritten Planetensatzes PS3 mit der Schaltgetriebeeingangswelle 2 drehfest verbunden. Ein Steg des dritten Planetensatzes PS3 ist mit der Tretlagerkurbelwelle 8 drehfest verbunden, wobei die Tretlagerkurbelwelle 8 an ihren Enden jeweils ein Pedal 13 aufweist. Ein Hohlrad des dritten Planetensatzes PS3 ist mittels eines fünften Schaltelements S5 mit dem Getriebegehäuse 6 drehfest verbindbar. Zudem ist das Hohlrad des dritten Planetensatzes PS3 mittels eines sechsten Schaltelements S6 mit der Schaltgetriebeeingangswelle 2 drehfest verbindbar. Dabei ist das fünfte Schaltelement S5 als Bremse und das sechste Schaltelement S6 als Freilauf ausgeführt. Das Schaltgetriebe 1 und das Vorschaltgetriebe 7 sind in einem Hohlraum des Tretlagergehäuses 12 angeordnet.The gearbox 7 has a third planetary gear set PS3 on that with the manual transmission input shaft 2 is actively connected. In particular, a sun gear of the third planetary gear set PS3 with the manual transmission input shaft 2 rotatably connected. A bridge of the third planetary gear set PS3 is with the bottom bracket crankshaft 8th rotatably connected, wherein the bottom bracket crankshaft 8th one pedal at each end 13 having. A ring gear of the third planetary gear set PS3 is by means of a fifth switching element S5 with the gearbox 6 rotatably connected. In addition, the ring gear of the third planetary gear set PS3 by means of a sixth switching element S6 with the manual transmission input shaft 2 rotatably connected. In this case, the fifth switching element S5 as a brake and the sixth switching element S6 designed as freewheel. The manual transmission 1 and the gearbox 7 are in a cavity of the bottom bracket shell 12 arranged.

4 zeigt ein Tretlagergetriebe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel und eine elektrische Maschine 11 aufweist. Das Tretlagergetriebe unterscheidet sich von dem in 3 dargestellten Tretlagergetriebe dahingehend, dass kein Vorschaltgetriebe 7, sondern ein Nachschaltgetriebe 9 vorhanden ist. Das Nachschaltgetriebe 9 ist dem Schaltgetriebe 1 triebtechnisch nachgeschaltet. 4 shows a bottom bracket transmission according to a fourth embodiment and an electric machine 11 having. The bottom bracket transmission is different from the one in 3 illustrated bottom bracket gearbox in that no gearbox 7 but a secondary gear 9 is available. The secondary gearbox 9 is the manual transmission 1 downstream technically.

Das Nachschaltgetriebe 9 weist einen vierten Planetensatz PS4 auf, das mit der Schaltgetriebeausgangswelle 3 wirkverbunden ist. Insbesondere weist der vierte Planetensatz PS4 ein Sonnenrad auf, das mit einer Nachschaltgetriebeausgangswelle 10 drehfest verbunden ist. Die Nachschaltgetriebeausgangswelle 10 ist mit einem Zugmittelträger 14 drehfest verbunden. Der Zugmittelträger kann ein Ketten- oder Riemenrad sein. Die mit dem Zugmittelträger verbundene Kette oder Riemen kann mit einem in den Figuren nicht dargestellten Hinterrad des Fahrrads wirkverbunden sein und das an der Nachschaltgetriebeausgangswelle 10 anliegende Drehmoment auf das Hinterrad übertragen.The secondary gearbox 9 has a fourth planetary gear set PS4 on that with the gearbox output shaft 3 is actively connected. In particular, the fourth planetary gear set PS4 a sun gear that with a secondary transmission output shaft 10 rotatably connected. The secondary transmission output shaft 10 is with a Zugmittelträger 14 rotatably connected. The traction means carrier may be a chain or pulley. The chain or belt connected to the traction means carrier can be operatively connected to a rear wheel of the bicycle, not shown in the figures, and that to the rear transmission output shaft 10 transmitted torque to the rear wheel.

Darüber hinaus weist der vierte Planetensatz PS4 einen Steg auf, der mit der Schaltgetriebeausganswelle 3 drehfest verbunden ist. Ein Hohlrad des vierten Planetensatzes ist mittels eines Schaltelements S7 mit dem Getriebegehäuse 6 drehfest verbindbar und mittels eines achten Schaltelements S8 mit der Nachschaltgetriebeausgangswelle 10 drehfest verbindbar. Das siebte Schaltelement S7 ist als Bremse und das achte Schaltelement S8 ist als Freilauf ausgeführt.In addition, the fourth planetary gearset points PS4 a bridge, which with the Schaltgetriebeausganswelle 3 rotatably connected. A ring gear of the fourth planetary gear set is by means of a switching element S7 with the gearbox 6 rotatably connected and by means of an eighth switching element S8 with the secondary transmission output shaft 10 rotatably connected. The seventh switching element S7 is as a brake and the eighth switching element S8 is designed as a freewheel.

Die elektrische Maschine 11 ist mit der Nachschaltgetriebeausgangswelle 10 wirkverbunden. Dabei erfolgt die Wirkverbindung der elektrischen Maschine 11 mit der Nachschaltgetriebeausgangswelle 10 in einem Bereich, der dem vierten Planetensatz PS4 triebtechnisch nachgeschaltet ist. Die Wirkverbindung wird mittels einer Zahnradstufe oder eines Riementriebs, die gestrichelt dargestellt sind, realisiert. Die elektrische Maschine ist zu einer Mittelachse M des Tretlagergetriebes in radialer Richtung achsversetzt.The electric machine 11 is with the secondary transmission output shaft 10 operatively connected. In this case, the operative connection of the electrical machine takes place 11 with the secondary transmission output shaft 10 in an area the fourth planetary gear set PS4 is technically downstream. The active compound is realized by means of a gear stage or a belt drive, which are shown in dashed lines. The electric machine is off-axis in the radial direction to a central axis M of the bottom bracket.

Darüber hinaus weist das Tretlagergetriebe einen, insbesondere scheibenförmigen, Drehmomentsensor 15 auf, mittels dem das an der Schaltgetriebeeingangswelle anliegende Drehmoment gemessen wird.In addition, the bottom bracket has a, in particular disc-shaped, torque sensor 15 on, by means of which the torque applied to the transmission input shaft is measured.

5 zeigt eine Tabelle mit Werten für die Standübersetzung der vier Planetensätze. Die Standübersetzung entspricht bei den Minus-Planetensätzen PS1, PS3 und PS4 dem negativen Zähnezahlverhältnis von Hohlrad zu Sonne. Beim dem Plussatz PS2 kämmen jeweils zwei Planeten miteinander. Die Standübersetzung entspricht demnach dem positiven Zähnezahlverhältnis von Hohlrad zu Sonne. 5 shows a table with values for the state translation of the four planetary gear sets. The stand translation corresponds to the minus planetary gear sets PS1 . PS3 and PS4 the negative number of teeth ratio of ring gear to sun. When the Plussatz PS2 comb each two planets together. The stand ratio therefore corresponds to the positive number of teeth ratio of ring gear to sun.

6 zeigt die Schaltmatrix des in 3 dargestellten Tretlagergetriebes und 7 zeigt die Schaltmatrix des in 4 dargestellten Tretlagergetriebes, wobei durch den Buchstaben „X“ symbolisiert ist, dass das jeweilige Schaltelement geschlossen ist, wobei bei einer Ausführung des Schaltelements als Freilauf der Buchstabe „X“ symbolisiert, dass der Freilauf sperrt. Die Sperrung des Freilaufs erfolgt selbsttätig ohne äußere Betätigung. Die in 3 und 4 gezeigten Tretlagergetriebe weisen jeweils genau acht Gänge auf. 6 shows the switching matrix of the in 3 illustrated bottom bracket gear and 7 shows the switching matrix of the in 4 illustrated Tretlagergetriebes, which is symbolized by the letter "X" that the respective switching element is closed, wherein in one embodiment of the switching element as a freewheel, the letter "X" symbolizes that the freewheel locks. The blocking of the freewheel is done automatically without external actuation. In the 3 and 4 shown bottom bracket gear each have exactly eight courses.

Zudem sind in den 6 und 7 die Übersetzungen „i“ in den einzelnen Gängen zwischen der Verbindung des Tretlagergetriebes mit der Tretlagerkurbelwelle 8 und der Schaltgetriebeausgangswelle 3 oder der Nachschaltgetriebeausgangswelle 10 genannt.In addition, in the 6 and 7 the translations "i" in the individual gears between the connection of the bottom bracket with the bottom bracket crankshaft 8th and the gearbox output shaft 3 or the secondary transmission output shaft 10 called.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Schaltgetriebemanual transmission
22: SchaltgetriebeeingangswelleGearbox input shaft
33: SchaltgetriebeausgangswelleGearbox output shaft
44: erste Wellefirst wave
55: zweite Wellesecond wave
66: Getriebegehäusegearbox
77: VorschaltgetriebePrimary gear
88th: TretlagerkurbelwelleTretlagerkurbelwelle
99: Nachschaltgetrieberange gear
1010: NachschaltgetriebeausgangswelleNachschaltgetriebeausgangswelle
1111: elektrische Maschineelectric machine
1212: Tretlagergehäusebottom bracket
1313: Pedalpedal
1414: ZugmittelträgerZugmittelträger
1515: Drehmomentsensor torque sensor
S1S1: erstes Schaltelementfirst switching element
S2S2: zweites Schaltelementsecond switching element
S3S3: drittes Schaltelementthird switching element
S4S4: viertes Schaltelementfourth switching element
S5S5: fünftes Schaltelementfifth switching element
S6S6: sechstes Schaltelementsixth switching element
S7S7: siebtes Schaltelementseventh switching element
S8S8: achtes Schaltelementeighth switching element
S9S9: neuntes Schaltelement ninth switching element
PS1PS1: erster Planetensatzfirst planetary gear set
PS2PS2: zweiter Planetensatzsecond planetary set
PS3PS3: dritter Planetensatzthird planetary set
PS4PS4: vierter Planetensatzfourth planetary set

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2011177911 A1 [0002]US 2011177911 A1 [0002]

Claims

Tretlagergetriebe für ein Fahrrad, gekennzeichnet durch ein Schaltgetriebe (1), eine Schaltgetriebeeingangswelle (2) und eine Schaltgetriebeausgangswelle (3), wobei das Schaltgetriebe (1) einen als Minus-Planetensatz ausgeführten ersten Planetensatz (PS1) und einen als Plus-Planetensatz ausgeführten zweiten Planetensatz (PS2) aufweist, wobei ein Element des ersten Planetensatzes (PS1) mit der Schaltgetriebeeingangswelle (2) und ein anderes Element des ersten Planetensatzes (PS1) mit der Schaltgetriebeausgangswelle (3) drehfest verbunden ist und ein Element des zweiten Planetensatzes mit der Schaltgetriebeausgangswelle (3) drehfest verbunden ist.A bottom bracket gearbox for a bicycle, characterized by a manual transmission (1), a manual transmission input shaft (2) and a transmission output shaft (3), wherein the transmission (1) comprises a first planetary gearset (PS1) designed as a minus planetary gearset and a second planetary gearset configured as a plus planetary gearset Planet set (PS2), wherein one element of the first planetary gear set (PS1) with the transmission input shaft (2) and another element of the first planetary gear set (PS1) with the gearbox output shaft (3) is rotatably connected and an element of the second planetary gear set with the gearbox output shaft ( 3) is rotatably connected.

Tretlagergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (1) eine erste Welle (4) und eine zweite Welle (5) aufweist, wobei a. der erste Planetensatz (PS1) ein Hohlrad, das mit der Schaltgetriebeausgangswelle (3) drehfest verbunden ist, einen Steg, der mit der Schaltgetriebeeingangswelle (2) drehfest verbunden ist, und ein Sonnenrad aufweist, das mit der ersten Welle (4) drehfest verbunden ist, und/oder wobei b. der zweite Planetensatz (PS2) ein Hohlrad, das mit der zweiten Welle (5) drehfest verbunden ist, einen Steg, der mit einem Getriebegehäuse (6) drehfest verbunden ist, und ein Sonnenrad aufweist, das mit der Schaltgetriebeausgangswelle (3) drehfest verbunden ist, und/oder wobei c. die erste Welle (4) mittels eines ersten Schaltelements (S1) mit dem Steg des ersten Planetensatzes (PS1) drehfest verbindbar ist und mittels eines zweiten Schaltelements (S2) mit der zweiten Welle (5) drehfest verbindbar ist und mittels eines vierten Schaltelements (S4) mit dem Getriebegehäuse (6) drehfest verbindbar ist und/oder wobei d. die zweite Welle (5) mittels eines dritten Schaltelements (S3) mit dem Steg des ersten Planetensatzes (PS1) drehfest verbindbar ist.Bottom bracket gearbox Claim 1 , characterized in that the transmission (1) comprises a first shaft (4) and a second shaft (5), wherein a. the first planetary gearset (PS1) a ring gear, which is rotatably connected to the gearshift output shaft (3), a web which is rotatably connected to the transmission input shaft (2), and a sun gear, which is rotatably connected to the first shaft (4) , and / or wherein b. the second planetary gear set (PS2) comprises a ring gear which is non-rotatably connected to the second shaft (5), a web which is non-rotatably connected to a transmission housing (6) and a sun gear which is non-rotatably connected to the gearbox output shaft (3) , and / or where c. the first shaft (4) by means of a first switching element (S1) with the web of the first planetary gear set (PS1) is rotatably connected and by means of a second switching element (S2) with the second shaft (5) rotatably connected and by means of a fourth switching element (S4 ) is rotatably connected to the transmission housing (6) and / or wherein d. the second shaft (5) by means of a third switching element (S3) with the web of the first planetary gear set (PS1) is rotatably connected.

Tretlagergetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgetriebeeingangswelle (2) mit einer Tretlagerkurbelwelle (8) drehfest verbindbar ist.Bottom bracket gearbox Claim 1 or 2 , characterized in that the transmission input shaft (2) with a bottom bracket crankshaft (8) is rotatably connected.

Tretlagergetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schaltgetriebe (1) triebtechnisch ein Vorschaltgetriebe (7) vorgeschaltet ist, wobei mittels des Vorschaltgetriebes (7) wenigstens einer, insbesondere genau zwei, Gänge realisierbar sind.Bottom bracket gearbox Claim 1 or 2 , characterized in that the gearbox (1) is technically preceded by a Vorschaltgetriebe (7), wherein by means of the Vorschaltgetriebes (7) at least one, in particular exactly two, gears are feasible.

Tretlagergetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorschaltgetriebe (7) wenigstens einen, insbesondere einen einzigen, dritten Planetensatz (PS3) aufweist, der mit der Schaltgetriebeeingangswelle (2) wirkverbunden ist.Bottom bracket gearbox Claim 4 , characterized in that the Vorschaltgetriebe (7) at least one, in particular a single, third planetary gear set (PS3), which is operatively connected to the transmission input shaft (2).

Tretlagergetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steg des dritten Planetensatzes (PS3) mit der Tretlagerkurbelwelle (8) drehfest verbindbar ist, ein Sonnenrad des dritten Planetensatzes (PS3) mit der Schaltgetriebeeingangswelle (2) drehfest verbunden ist und ein Hohlrad des dritten Planetensatzes (PS3) mittels eines fünften Schaltelements (S5) mit dem Getriebegehäuse (6) drehfest verbindbar ist.Bottom bracket gearbox Claim 5 , characterized in that a web of the third planetary gear set (PS3) with the bottom bracket crankshaft (8) is rotatably connected, a sun gear of the third planetary gear set (PS3) with the transmission input shaft (2) is rotatably connected and a ring gear of the third planetary gear set (PS3) a fifth switching element (S5) with the transmission housing (6) is rotatably connected.

Tretlagergetriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Elemente des dritten Planetensatzes (PS3), insbesondere das Hohlrad und das Sonnenrad des dritten Planetensatzes (PS3), mittels eines sechsten Schaltelements (S6) drehfest miteinander verbindbar sind.Bottom bracket gearbox Claim 5 or 6 , characterized in that two elements of the third planetary gearset (PS3), in particular the ring gear and the sun gear of the third planetary gearset (PS3), by means of a sixth switching element (S6) are rotatably connected to each other.

Tretlagergetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schaltgetriebe (1) triebtechnisch ein Nachschaltgetriebe (9) nachgeschaltet ist, wobei mittels des Nachschaltgetriebes (9) wenigstens ein, insbesondere genau zwei, Gänge realisierbar sind.Bottom bracket gearbox after one of Claims 1 to 7 , characterized in that the transmission (1) is technically a Nachschaltgetriebe (9) downstream, wherein by means of the Nachschaltgetriebes (9) at least one, in particular exactly two, gears are feasible.

Tretlagergetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachschaltgetriebe (9) wenigstens einen, insbesondere einen einzigen, vierten Planetensatz (PS4) aufweist, der mit der Schaltgetriebeausgangswelle (3) wirkverbunden ist.Bottom bracket gearbox Claim 8 , characterized in that the secondary transmission (9) at least one, in particular a single, fourth planetary gear set (PS4) which is operatively connected to the gearbox output shaft (3).

Tretlagergetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sonnenrad des vierten Planetensatzes (PS4) mit einer Nachschaltgetriebeausgangswelle (10) drehfest verbunden ist, ein Steg des vierten Planetensatzes (PS4) mit der Schaltgetriebeausgangswelle (3) drehfest verbunden ist und ein Hohlrad des vierten Planetensatzes (PS4) mittels eines siebten Schaltelements (S7) mit dem Getriebegehäuse (6) drehfest verbindbar ist.Bottom bracket gearbox Claim 9 , characterized in that a sun gear of the fourth planetary gear set (PS4) is non-rotatably connected to a Nachschaltgetriebeausgangswelle (10), a web of the fourth planetary gear set (PS4) with the gearbox output shaft (3) is rotatably connected and a ring gear of the fourth planetary gear set (PS4) a seventh switching element (S7) with the transmission housing (6) is rotatably connected.

Tretlagergetriebe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Elemente des vierten Planetensatzes (PS4), insbesondere das Hohlrad und das Sonnenrad, mittels eines achten Schaltelements (S8) drehfest miteinander verbindbar sind.Bottom bracket gearbox Claim 9 or 10 , characterized in that two elements of the fourth planetary gear set (PS4), in particular the ring gear and the sun gear, by means of an eighth switching element (S8) are rotatably connected to each other.

Hybridgetriebe mit einem Tretlagergetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und einer elektrischen Maschine (11), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (11) mit einer Getriebeausgangswelle, insbesondere der Schaltgetriebeausgangswelle oder Nachschaltgetriebeausgangswelle, wirkverbunden oder wirkverbindbar ist, wobei die elektrische Maschine (11) dem Tretlagergetriebe triebtechnisch nachgeschaltet ist.Hybrid transmission with a bottom bracket gearbox after one of the Claims 1 to 11 and an electric machine (11), characterized in that the electric machine (11) with a transmission output shaft, in particular the shift transmission output shaft or Nachschaltgetriebausgangswelle, operatively connected or operatively connected, wherein the electric machine (11) is connected downstream of the bottom bracket gear.

Hybridgetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass a. die elektrische Maschine (11) versetzt zu einer Mittelachse (M) des Getriebes angeordnet ist und/oder dass b. die elektrische Maschine (11) mittels eines neunten Schaltelements, insbesondere eines Freilaufs, mit der Getriebeausgangswelle wirkverbindbar ist. Hybrid transmission after Claim 12 , characterized in that a. the electric machine (11) is arranged offset to a central axis (M) of the transmission and / or that b. the electric machine (11) by means of a ninth switching element, in particular a freewheel, is operatively connected to the transmission output shaft.

Tretlager mit einem Tretlagergetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder einem Hybridgetriebe nach Anspruch 12 oder 13.Bottom bracket with a bottom bracket gear after one of Claims 1 to 11 or a hybrid transmission Claim 12 or 13 ,

Fahrrad mit einem Tretlagergetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder einem Hybridgetriebe nach Anspruch 12 oder 13 oder einem Tretlager nach 14.Bicycle with a bottom bracket gear to one of the Claims 1 to 11 or a hybrid transmission Claim 12 or 13 or a bottom bracket after 14.