DE102016225165A1

DE102016225165A1 - Gear for a bike

Info

Publication number: DE102016225165A1
Application number: DE102016225165.1A
Authority: DE
Inventors: Uwe Griesmeier; Johannes Kaltenbach; Valerie Engel; Christof Remppis; Matthias NITSCH
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 Getriebe für ein Fahrrad, mit einem Schaltgetriebe (1), das mit einer Tretlagerkurbelwelle (2) wirkverbindbar ist und eine Schaltgetriebeausgangswelle (3) aufweist, und einer elektrischen Maschine (5). Das Getriebe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein dem Schaltgetriebe (1) triebtechnisch nachgeschaltetes Überlagerungsgetriebe (4) aufweist, wobei die elektrische Maschine (5) mit einem Element des Überlagerungsgetriebes (4) wirkverbunden oder wirkverbindbar ist und die Schaltgetriebeausgangswelle (3) mit einem anderen Element des Überlagerungsgetriebes (4) wirkverbunden ist.The invention relates to a transmission for a bicycle, comprising a gearbox (1) which is operatively connected to a bottom bracket crankshaft (2) and has a gearbox output shaft (3), and an electric machine (5). The transmission is characterized in that the transmission has a transmission (4) downstream of the gearbox (1), wherein the electric machine (5) is operatively connected or operatively connected to an element of the superposition gear (4) and the gearshift output shaft (3) with a other element of the superposition gear (4) is operatively connected.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Fahrrad, mit einem Schaltgetriebe, das mit einer Tretlagerkurbelwelle wirkverbindbar ist und eine Schaltgetriebeausgangswelle aufweist, und einer elektrischen Maschine.The invention relates to a transmission for a bicycle, with a manual transmission, which is operatively connected to a bottom bracket crankshaft and having a gearbox output shaft, and an electric machine.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Tretlager mit einem solchen Getriebe. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrrad mit dem Tretlager oder dem Getriebe.Moreover, the invention relates to a bottom bracket with such a transmission. Moreover, the invention relates to a bicycle with the bottom bracket or the transmission.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Fahrrädern bekannt, bei denen neben einem Schaltgetriebe ein Elektromotor zum Einsatz kommt. Dabei sind unterschiedlichste Anordnungen des Schaltgetriebes und des Elektromotors bekannt. So sind Ausführungen bekannt, bei denen der Elektromotor im Tretlager und das Schaltgetriebe am Hinterrad angeordnet ist. Darüber hinaus sind Ausführungen bekannt, bei denen der Elektromotor und das Schaltgetriebe im Tretlager angeordnet sind. In diesen Fällen ist bekannt, den Elektromotor dem Schaltgetriebe triebtechnisch vorzuschalten. Eine derartige Ausführung ist beispielsweise aus der WO 2015 024 701 A1 bekannt.From the prior art, a variety of bicycles is known in which an electric motor is used in addition to a manual transmission. Different arrangements of the gearbox and the electric motor are known. Thus, embodiments are known in which the electric motor in the bottom bracket and the gearbox is arranged on the rear wheel. In addition, embodiments are known in which the electric motor and the transmission are arranged in the bottom bracket. In these cases, it is known to drive the electric motor upstream of the gearbox. Such an embodiment is for example from the WO 2015 024 701 A1 known.

Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Getriebe besteht das Problem, dass das durch den Elektromotor eingeleitete Drehmoment den Bauteilen des Schaltgetriebes zugeführt wird. Dadurch erhöht sich der Verschleiß der Bauteile des Schaltgetriebes, was zu einem hohen Wartungsaufwand führt.In the transmission known from the prior art, there is the problem that the introduced by the electric motor torque is supplied to the components of the gearbox. This increases the wear of the components of the gearbox, resulting in a high maintenance.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Getriebe anzugeben, das keinen hohen Wartungsaufwand aufweist.The object of the invention is to provide a transmission that has no high maintenance.

Die Aufgabe wird durch ein Getriebe der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Getriebe ein dem Schaltgetriebe triebtechnisch nachgeschaltetes Überlagerungsgetriebe aufweist, wobei die elektrische Maschine mit einem Element des Überlagerungsgetriebes wirkverbunden oder wirkverbindbar ist und die Schaltgetriebeausgangswelle mit einem anderen Element des Überlagerungsgetriebes wirkverbunden ist.The object is achieved by a transmission of the aforementioned type, which is characterized in that the transmission has a transmission geared downstream superposition gear, wherein the electric machine with one element of the superposition gear operatively connected or operatively connected and the gearbox output shaft with another element of the superposition gear is actively connected.

Das erfindungsgemäße Getriebe weist den Vorteil auf, dass durch die triebtechnische Nachschaltung der elektrischen Maschine keine Last auf die Bauteile des Schaltgetriebes wirkt. Insbesondere wird das durch die elektrische Maschine bereitgestellte Drehmoment in das Überlagerungsgetriebe eingeleitet, ohne dass dieses die Bauteile des Schaltgetriebes belastet. Infolge der reduzierten Belastung der Bauteile des Schaltgetriebes reduziert sich der Verschleiß der Bauteile, wodurch sich die Bauteillebensdauer erhöht. Dies führt zu einem reduzierten Wartungsaufwand des Getriebes.The transmission according to the invention has the advantage that no load acts on the components of the gearbox by the drive technical downstream of the electric machine. In particular, the torque provided by the electric machine is introduced into the superposition gear, without this burdening the components of the gearbox. Due to the reduced load on the components of the gearbox reduces the wear of the components, which increases the component life. This leads to a reduced maintenance of the transmission.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Getriebes besteht darin, dass es einen hohen Wirkungsgrad aufweist und dass durch das Vorsehen des Schaltgetriebes keine offene, schmutzempfindliche Kettenschaltung mehr notwendig ist. Zur Kraftübertragung ans Hinterrad kann nämlich ein Riemenantrieb verwendet werden. Darüber hinaus ist durch den nachfolgend näher beschriebenen einfachen Aufbau des Schaltgetriebes ein sehr schmaler Aufbau des Getriebes möglich, was vorteilhaft ist, weil der Platz in einem Tretlager begrenzt ist.Another advantage of the transmission according to the invention is that it has a high efficiency and that by the provision of the gearbox no open, dirt sensitive derailleur is more necessary. For power transmission to the rear wheel can namely be used a belt drive. In addition, a very narrow structure of the transmission is possible by the simple construction of the gearbox described in detail below, which is advantageous because the space is limited in a bottom bracket.

Das Vorsehen des Überlagerungsgetriebes und der elektrischen Maschine bietet den Vorteil, dass Drehzahlübersetzungen zwischen den mechanischen Gängen durch entsprechende Ansteuerung der elektrischen Maschine bereitgestellt werden können. Insbesondere können bei der Steuerung oder Regelung der elektrischen Maschine durch Variationen der Drehzahl der elektrischen Maschine virtuelle Zwischengänge oder ein Stufenlosbetrieb dargestellt werden, um für den Fahrer sanfte Übergänge zwischen den Stufensprüngen des Getriebes zu ermöglichen. Zur Steuerung und/oder Regelung der elektrischen Maschine ist kein Drehmomentsensor nötig, da die elektrische Maschine das benötigte Abstützmoment an dem Planetensatz und damit indirekt das Muskelantriebsmoment ermitteln kann.The provision of the superposition gear and the electric machine offers the advantage that speed ratios between the mechanical gears can be provided by appropriate control of the electric machine. In particular, in the control or regulation of the electric machine by variations in the rotational speed of the electric machine virtual intersections or a continuous operation can be displayed to allow the driver gentle transitions between the increments of the transmission. For controlling and / or regulating the electric machine no torque sensor is necessary because the electric machine can determine the required supporting torque on the planetary gear set and thus indirectly the muscle drive torque.

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 einzelnen 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, these are also to be understood as meaning general connection elements which connect individual components to one another, in particular connecting elements which connect a plurality of components in a rotationally fixed manner to one another.

Im Sinne der Erfindung wird als ein Schaltgetriebe ein Getriebe angesehen, mittels dem verschiedene Gänge mit unterschiedlichen Übersetzungen zwischen der nicht zum Getriebe gehörenden Tretlagerkurbelwelle und der Getriebeausgangswelle realisiert werden können.For the purposes of the invention is considered as a transmission, a transmission by means of different gears with different ratios between the not belonging to the transmission bottom bracket crankshaft and the transmission output shaft can be realized.

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.

Bei einer besonderen Ausführung kann das Überlagerungsgetriebe wenigstens drei, insbesondere genau drei, Elemente aufweisen. Bei einem Überlagerungsgetriebe fungieren zwei der drei Elemente als Antriebselemente und das dritte Element als Abtriebselement. Dabei kann das Überlagerungsgetriebe als beliebiges Getriebe mit drei Wellen und zwei Freiheitsgraden für die Überlagerungsfunktion ausgeführt sein. Das Überlagerungsgetriebe kann als Planetensatz ausgeführt sein. Alternativ kann das Überlagerungsgetriebe als Wellgetriebe und/oder Zykloidgetriebe ausgeführt sein. Dabei kann die elektrische Maschine an das Element des Überlagerungsgetriebes angekoppelt sein, bei dem sich bei einem Festhalten wenigstens eines der anderen Elemente des Überlagerungsgetriebes die kleinste Übersetzung einstellt.In a particular embodiment, the superposition gearing may have at least three, in particular exactly three, elements. At a Superimposed gears act as two of the three elements as drive elements and the third element as the output element. In this case, the superposition gear can be designed as any gear with three waves and two degrees of freedom for the overlay function. The superposition gear can be designed as a planetary gear set. Alternatively, the superposition gear can be designed as a wave gear and / or cycloidal gear. In this case, the electric machine may be coupled to the element of the superposition gearing, in which adjusts the smallest translation when holding at least one of the other elements of the superposition gearing.

Bei einer Ausführung des Überlagerungsgetriebes als Planetensatz kann das Element des Überlagerungsgetriebes ein Sonnenrad des Planetensatzes und das andere Element des Überlagerungsgetriebes ein Steg des Planetensatzes sein.In an embodiment of the superposition gear as a planetary gear set, the element of the superposition gear can be a sun gear of the planetary gear set and the other element of the superposition gear a web of the planetary gear set.

Dabei kann die elektrische Maschine mittels einer Welle mit dem Sonnenrad des Planetensatzes drehfest verbunden oder drehfest verbindbar sein. Die Schaltgetriebeausgangswelle kann mit einem Hohlrad des Planetensatzes drehfest verbunden sein und der Steg des Planetensatzes kann mit einer Getriebeausgangswelle des Getriebes drehfest verbunden oder drehfest verbindbar sein.In this case, the electric machine by means of a shaft with the sun gear of the planetary gear set rotatably connected or rotatably connected. The gearbox output shaft may be rotatably connected to a ring gear of the planetary gear set and the web of the planetary gear set may be rotatably connected to a transmission output shaft of the transmission or rotatably connected.

Die Getriebeausgangswelle kann in einem radial unterhalb des Sonnenrads des Planetensatzes gelegenen Bereich durch eine Ebene hindurch treten, die den Planetensatz, also das Hohlrad, den Steg und das Sonnenrad des Planetensatzes, aufweist. Die Ebene kann einen Hohlraum des Tretlagergehäuses in einen Bereich, in dem das Schaltgetriebe angeordnet ist, und einen anderen Bereich trennen. Bei dem zuvor genannten Verlauf des Stegs ist die elektrische Maschine in dem anderen Bereich angeordnet. Bei einer alternativen Ausführung kann die Getriebeausgangswelle in einem radial oberhalb des Hohlrads des Planetensatzes gelegen Bereichs durch die Ebene hindurch treten. In diesem Fall ist die elektrische Maschine in dem Bereich des Hohlraums angeordnet, in dem auch das Schaltgetriebe angeordnet ist.The transmission output shaft can pass through in a region located radially below the sun gear of the planetary gear set through a plane which has the planetary gear set, ie the ring gear, the land and the sun gear of the planetary gear set. The plane may separate a cavity of the bottom bracket shell into an area where the manual transmission is located and another area. In the aforementioned course of the web, the electric machine is arranged in the other area. In an alternative embodiment, the transmission output shaft may pass through the plane in a region located radially above the ring gear of the planetary gearset. In this case, the electric machine is arranged in the region of the cavity in which the gearbox is arranged.

Bei einer besonderen Ausführung kann das Schaltgetriebe einen ersten Planetensatz und ein dem ersten Planetensatz zugeordnetes erstes Schaltelement aufweisen. Darüber hinaus kann das Schaltgetriebe einen zweiten Planetensatz und einem zweiten Planetensatz zugeordnetes zweites Schaltelement aufweisen. Insbesondere kann das Schaltgetriebe derart ausgeführt sein, dass es genau zwei Planetensätze aufweist. Das erste Schaltelement und/oder das zweite Schaltelement können als Bremse ausgeführt sein.In a particular embodiment, the transmission may comprise a first planetary gearset and a first switching element associated with the first planetary gearset. In addition, the transmission may have a second planetary gear set and a second planetary gear set associated second switching element. In particular, the transmission can be designed such that it has exactly two planetary gear sets. The first switching element and / or the second switching element may be designed as a brake.

Darüber hinaus kann das Schaltgetriebe eine erste Welle aufweisen, die mit dem ersten Planetensatz und dem zweiten Planetensatz wirkverbunden ist. Darüber hinaus kann die erste Welle mittels des ersten Schaltelements mit einem Getriebegehäuse drehfest verbindbar sein. Das Schaltgetriebe kann ein drittes Schaltelement aufweisen, wobei die erste Welle mittels des dritten Schaltelements mit der Schaltgetriebeausgangswelle drehfest verbindbar ist.In addition, the transmission may have a first shaft which is operatively connected to the first planetary gearset and the second planetary gearset. In addition, the first shaft by means of the first switching element with a transmission housing rotatably connected. The gearbox may have a third switching element, wherein the first shaft by means of the third switching element with the gearshift output shaft is rotatably connected.

Das Getriebegehäuse kann Bestandteil des Trieblagergehäuses 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.The gear housing may be part of the drive bearing housing, so be designed in one piece with the bottom bracket shell. Alternatively, the transmission housing may be a housing separate from the bottom bracket shell, which may be inserted into a cavity of the bottom bracket shell.

Darüber hinaus kann das Schaltgetriebe eine zweite Welle aufweisen. Die zweite Welle kann mit dem ersten Planetensatz und dem zweiten Planetensatz wirkverbunden sein. Außerdem kann das Schaltgetriebe ein viertes Schaltelement aufweisen und die zweite Welle kann mittels des vierten Schaltelements mit der Schaltgetriebeausgangswelle drehfest verbindbar sein.In addition, the transmission can have a second shaft. The second shaft may be operatively connected to the first planetary gearset and the second planetary gearset. In addition, the transmission can have a fourth switching element and the second shaft can be rotatably connected by means of the fourth switching element with the gearbox output shaft.

Das dritte und/oder vierte Schaltelement können als eine Kupplung ausgeführt sein. Darüber hinaus können das dritte und/oder vierte Schaltelement einem Koppelbereich der Schaltgetriebeausgangswelle mit dem Überlagerungsgetriebe triebtechnisch vorgeschaltet sein.The third and / or fourth switching element may be designed as a clutch. In addition, the third and / or fourth switching element may be upstream of a coupling region of the gearbox output shaft with the superimposition gearbox.

Ganz besonders vorteilhaft ist eine Ausführung, bei der ein Steg des ersten Planetensatzes mit der Tretlagerkurbelwelle drehfest verbindbar ist und ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit der ersten Welle drehfest verbunden ist und ein Sonnenrad des ersten Planetensatzes mit der zweiten Welle drehfest verbunden ist. Der Steg des zweiten Planetensatzes ist mit der ersten Welle drehfest verbunden und ein Hohlrad des zweiten Planetensatzes ist mittels des zweiten Schaltelements mit dem Getriebegehäuse drehfest verbindbar und ein Sonnenrad des zweiten Planetensatzes ist mit der zweiten Welle drehfest verbunden.Especially advantageous is an embodiment in which a web of the first planetary gearset with the bottom bracket crankshaft is rotatably connected and a ring gear of the first planetary gear rotatably connected to the first shaft and a sun gear of the first planetary gear set is rotatably connected to the second shaft. The web of the second planetary gear set is rotatably connected to the first shaft and a ring gear of the second planetary gear set is rotatably connected by means of the second switching element with the gear housing and a sun gear of the second planetary gear set is rotatably connected to the second shaft.

Der erste und/oder zweite Planetensatz und das als Planetensatz ausgeführte Überlagerungsgetriebe können als Minus-Planetensatz ausgeführt sein. Alternativ ist es vorstellbar, dass der erste und/oder zweite Planetensatz und/oder der Planetensatz als Plus-Planetensatz ausgeführt sind.The first and / or second planetary gear set and the superposition gearbox designed as a planetary gearset can be embodied as a minus planetary gearset. Alternatively, it is conceivable that the first and / or second planetary gear set and / or the planetary gear set are designed as plus planetary gear set.

Ein Minus-Planetensatz entspricht einem Planetensatz mit einem Steg, an dem die Planetenräder drehbar gelagert sind, einem Sonnenrad und 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 Drehrichtung rotieren, wenn das Sonnenrad bei feststehendem Steg rotiert. 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 feststehendem Steg das Hohlrad und das Sonnenrad in die gleiche Drehrichtung rotieren.A minus planetary gear set corresponds to a planetary gear set with a web on which the planet gears are rotatably mounted, a sun gear and a ring gear, wherein the teeth of at least one of the planet gears both with the teeth of the sun gear and with the teeth of Ring gear meshes, whereby the ring gear and the sun rotate in the opposite direction of rotation when the sun gear rotates at a fixed web. 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 a fixed land, the ring gear and the sun gear in the same direction.

Bei einer ganz besonderen Ausführung kann die Schaltgetriebeausgangswelle ein Festrad aufweist, das mit dem Überlagerungsgetriebe wirkverbunden ist. Bei einer Ausführung des Überlagerungsgetriebes als Planetensatz kann das Festrad mit dem Hohlrad des Planetensatzes in Eingriff sein.In a very particular embodiment, the shift transmission output shaft may comprise a fixed gear which is operatively connected to the superposition gear. In one embodiment of the superposition gear as a planetary gear set, the fixed gear can be in engagement with the ring gear of the planetary gear set.

Die Schaltgetriebeausgangswelle kann, insbesondere in radialer Richtung, versetzt zu der elektrischen Maschine und/oder einer Mittelachse des Getriebes und/oder der Tretlagerkurbelwelle angeordnet sein. Dabei kann die Schaltgetriebeausgangswelle parallel zu der Tretlagerkurbelwelle und/der einer Rotorwelle der elektrischen Maschine verlaufen. Alternativ ist es auch möglich, dass sich die Schaltgetriebeausgangswelle durch die elektrische Maschine hindurch erstreckt. In diesem Fall ist die Schaltgetriebeausgangswelle koaxial zu der elektrischen Maschine angeordnet. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass das Getriebe in radialer Richtung kompakt gebaut werden kann.The gearshift output shaft can, in particular in the radial direction, be arranged offset to the electric machine and / or a central axis of the gearbox and / or the bottom bracket crankshaft. In this case, the gearbox output shaft can extend parallel to the bottom bracket crankshaft and / or a rotor shaft of the electric machine. Alternatively, it is also possible for the gearbox output shaft to extend through the electric machine. In this case, the gearbox output shaft is disposed coaxially with the electric machine. This version has the advantage that the transmission can be built compact in the radial direction.

Das Schaltgetriebe kann wenigstens einen, insbesondere genau vier, Stirnradsätze aufweisen, die mit der Tretlagerkurbelwelle wirkverbindbar sind. Dabei kann ein Stirnradsatz ein Festrad und ein Losrad aufweisen, die miteinander in Eingriff sind. Das Losrad des Stirnradsatzes kann der Schaltgetriebeausgangswelle zugeordnet sein. Dabei kann das Losrad durch Betätigung eines dem Losrad zugeordneten Schaltelements mit der Schaltgetriebeausgangswelle drehfest verbunden werden. Das Festrad des Stirnradsatzes kann mit der Tretlagerkurbelwelle drehfest verbunden sein. Bei dieser Ausführung kann das Schaltgetriebe keinen Planetensatz aufweisen. Bei einem Vorsehen von mehreren Stirnradsätzen kann jeder Stirnradsatz wie zuvor beschrieben ausgebildet sein.The manual transmission may have at least one, in particular exactly four, spur gear sets, which are operatively connected to the bottom bracket crankshaft. In this case, a spur gear have a fixed gear and a loose wheel, which are engaged with each other. The idler gear of the spur gear set can be assigned to the gearbox output shaft. In this case, the idler gear can be rotatably connected to the shift gearbox output shaft by actuating a switching element associated with the idler gear. The fixed gear of the spur gear set may be rotatably connected to the bottom bracket crankshaft. In this embodiment, the transmission can have no planetary gear set. In providing a plurality of sprocket sets, each spur gear set may be configured as described above.

Die elektrische Maschine kann, insbesondere in radialer Richtung, versetzt zu einer Mittelachse des Getriebes und/oder der Tretlagerkurbelwelle angeordnet sein. Dies bietet den Vorteil, dass der Innendurchmesser der elektrischen Maschine frei wählbar ist, da sich die Tretkurbellagerwelle nicht durch die elektrische Maschine hindurch erstrecken muss. Darüber hinaus kann die elektrische Maschine in einem Bereich des Tretlagers angeordnet werden, in dem genügend Platz vorhanden ist und/oder der nicht für andere Bauteile des Tretlagers benötigt wird.The electric machine can, in particular in the radial direction, be arranged offset to a central axis of the transmission and / or the bottom bracket crankshaft. This offers the advantage that the inner diameter of the electrical machine is freely selectable, since the pedal crank shaft does not have to extend through the electric machine. In addition, the electric machine can be arranged in a region of the bottom bracket in which there is enough space and / or is not needed for other components of the bottom bracket.

Die elektrische Maschine kann mittels wenigstens eines weiteren Planetensatzes und/oder wenigstens eines Stirnradgetriebes mit dem Überlagerungsgetriebe wirkverbunden sein. Das Vorsehen des weiteren Überlagerungsgetriebes und/oder Stirnradgetriebes weist den Vorteil auf, dass eine hohe Vorübersetzung zwischen der elektrischen Maschine und dem Zugmittelträger realisierbar ist und/oder eine Wirkverbindung der elektrischen Maschine mit dem Überlagerungsgetriebe auf einfache Weise erfolgt. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Freilauf vorhanden sein, der die elektrische Maschine abkoppelt, wenn die Tretlagerkurbelwelle nicht getreten wird und/oder der ein Mitdrehen der Tretlagerkurbelwelle verhindert. Insbesondere kann der Freilauf triebtechnisch zwischen der elektrischen Maschine und der Getriebeausgangswelle angeordnet sein. Natürlich sind auch andere Anordnungen des Freilaufs möglich.The electric machine can be operatively connected by means of at least one further planetary gear set and / or at least one spur gear with the superposition gear. The provision of the further superposition gearing and / or spur gear has the advantage that a high pretranslation between the electric machine and the traction means carrier can be realized and / or an operative connection of the electric machine with the superposition gearing takes place in a simple manner. Alternatively or additionally, at least one freewheel may be present, which decouples the electric machine when the bottom bracket crankshaft is not stepped on and / or prevents co-rotation of the bottom bracket crankshaft. In particular, the freewheel can be arranged technically between the electric machine and the transmission output shaft. Of course, other arrangements of the freewheel are possible.

Von besonderem Vorteil ist ein Tretlager mit der Tretlagerkurbelwelle und dem erfindungsgemäßen Getriebe. Das Schaltgetriebe kann dabei mit der Tretlagerkurbelwelle wirkverbunden sein. Insbesondere kann der Steg des ersten Planetensatzes mit der Tretlagerkurbelwelle drehfest verbunden sein. Bei der alternativen Ausführung, bei der das Schaltgetriebe wenigstens einen Stirnradsatz aufweist, kann das Festrad des Stirnradsatzes oder bei dem Vorsehen von mehreren Stirnradsätzen kann jedes der Festräder der Stirnradsätze mit der Tretlagerkurbelwelle drehfest verbunden sein.Of particular advantage is a bottom bracket with the bottom bracket crankshaft and the transmission of the invention. The gearbox can be operatively connected to the bottom bracket crankshaft. In particular, the web of the first planetary gear set may be rotatably connected to the bottom bracket crankshaft. In the alternative embodiment, in which the transmission has at least one spur gear set, the fixed gear of the spur gear set, or in the provision of multiple Stirnradsätzen each of the fixed gears of the spur gears with the bottom bracket crankshaft can be rotatably connected.

Dabei kann das Tretlager ein Tretlagergehäuse aufweisen, wobei das Getriebe in einem Hohlraum des Tretlagergehäuses angeordnet sein kann. Das Anordnen des Getriebes in dem Tretlager bietet im Vergleich zu Ausführungen, bei denen das Getriebe am und/oder im Hinterrad angeordnet ist, den Vorteil, dass der Schwerpunkt des Fahrrads besser liegt. Dies wirkt sich vorteilhaft auf den Fahrkomfort aus.In this case, the bottom bracket may have a bottom bracket shell, wherein the transmission may be arranged in a cavity of the bottom bracket. Arranging the transmission in the bottom bracket offers the advantage that the center of gravity of the bicycle is better compared to embodiments in which the transmission is arranged on and / or in the rear wheel. This has an advantageous effect on the ride comfort.

Außerdem besteht die Möglichkeit, dass das Getriebe, insbesondere inklusive der elektrischen Maschine, als eine modulare Baueinheit in das Tretlager eingebaut wird. Das Vorsehen des Getriebes als modulare Baueinheit, die nur als Ganzes in das Tretlager eingebaut oder aus diesem ausgebaut werden kann, bietet den Vorteil, dass der Einbau des Getriebes in das Tretlager oder der Ausbau des Getriebes aus dem Getriebe einfach möglich ist. Ein weiterer Vorteil der Anordnung des Getriebes im Tretlager besteht darin, dass im Vergleich zu einem Hinterradantrieb eine hohe Vorübersetzung der elektrischen Maschine möglich ist. Von ganz besonderem Vorteil ist ein Fahrrad mit dem Tretlager oder dem Getriebe.In addition, there is the possibility that the transmission, in particular including the electric machine, is installed as a modular unit in the bottom bracket. The provision of the transmission as a modular unit that can be installed as a whole in the bottom bracket or removed from this, has the advantage that the installation of the transmission in the bottom bracket or the expansion of the transmission from the transmission is easily possible. Another advantage of the arrangement of the transmission in the bottom bracket is that in comparison to a Rear wheel drive high pre-translation of the electric machine is possible. Of particular advantage is a bicycle with the bottom bracket or the transmission.

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 Getriebes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
3 eine Tabelle mit Werten für die Standübersetzung der Planetensätze,
4 eine Schaltmatrix für die in 1 und 2 gezeigten Getriebe,
5 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
6 eine Strichskizze des in 5 dargestellten Getriebes gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel,
7 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
8 eine Strichskizze des in 7 dargestellten Getriebes gemäß dem vierten Ausführungsbeispiels.

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 transmission according to the invention according to a first embodiment,
2 a schematic representation of the transmission according to the invention according to a second embodiment,
3 a table with values for the state translation of the planetary gear sets,
4 a switching matrix for the in 1 and 2 shown gears,
5 a schematic representation of the transmission according to the invention according to a third embodiment,
6 a line sketch of the in 5 illustrated transmission according to the third embodiment,
7 a schematic representation of the transmission according to the invention according to a fourth embodiment,
8th a line sketch of the in 7 illustrated transmission according to the fourth embodiment.

1 zeigt ein Getriebe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Das Getriebe ist rotationssymmetrisch zu einer Mittelachse M des Getriebes ausgeführt, wobei in der 1 nur die obere Hälfte dargestellt ist. 1 shows a transmission according to the first embodiment. The gear is rotationally symmetrical to a central axis M executed in the transmission, wherein in the 1 only the upper half is shown.

Das Getriebe weist ein Schaltgetriebe 1 auf, das eine Schaltgetriebeausgangswelle 3 aufweist und mit einer Tretlagerkurbelwelle 2 wirkverbunden ist. Darüber hinaus weist das Getriebe eine elektrische Maschine 5 und ein Überlagerungsgetriebe 4 auf, das dem Schaltgetriebe 1 triebtechnisch nachgeschaltet ist. Das Überlagerungsgetriebe 4 ist als Planetensatz ausgeführt.The transmission has a manual transmission 1 on, that is a manual transmission output shaft 3 has and with a bottom bracket crankshaft 2 is actively connected. In addition, the gearbox has an electric machine 5 and a superposition gearbox 4 on, that the manual transmission 1 is technically downstream. The superposition gearbox 4 is designed as a planetary gear set.

Die elektrische Maschine 5 ist mittels einer Welle 6 mit einem Sonnenrad des Planetensatzes drehfest verbunden. Die Schaltgetriebeausgangswelle 3 ist mit einem Hohlrad des Planetensatzes drehfest verbunden. Ein Steg des Planetensatzes ist mit einer Getriebeausgangswelle 7 drehfest verbunden.The electric machine 5 is by means of a wave 6 rotatably connected to a sun gear of the planetary gear set. The gearbox output shaft 3 is rotatably connected to a ring gear of the planetary gear set. A land of the planetary gear set is with a transmission output shaft 7 rotatably connected.

Die Getriebeausgangswelle 7 ist mit einem in der 1 nicht dargestellten Zugmittelträger, wie beispielsweise einem Kettenrad oder Riemenrad, drehfest verbunden. Das von dem Getriebe bereitgestellte Drehmoment wird über den Zugmittelträger mittels einer Kette oder eines Riemens an ein nicht dargestelltes Hinterrad übertragen.The transmission output shaft 7 is with one in the 1 not shown Zugmittelträger, such as a sprocket or pulley rotatably connected. The torque provided by the transmission is transmitted via the Zugmittelträger by means of a chain or a belt to a not shown rear wheel.

Der Planetensatz, insbesondere das Hohlrad, der Steg und das Sonnenrad des Planetensatzes, sind in einer Ebene E angeordnet. Die Getriebeausgangswelle 7 erstreckt sich in einem radial unterhalb des Sonnenrad des Planetensatzes gelegenen Bereich durch die Ebene E hindurch. Dabei trennt die Ebene E einen Hohlraum eines Tretlagergehäuses 21 in einen Bereich 22, in dem das Schaltgetriebe 1 angeordnet ist und einen anderen Bereich 22. Die elektrische Maschine 5 ist in dem anderen Bereich 22 angeordnet.The planetary gear set, in particular the ring gear, the land and the sun gear of the planetary gear set, are in one plane e arranged. The transmission output shaft 7 extends through the plane in a region located radially below the sun gear of the planetary gear set e therethrough. It divides the plane e a cavity of a bottom bracket shell 21 in an area 22 in which the manual transmission 1 is arranged and another area 22 , The electric machine 5 is in the other area 22 arranged.

Das Schaltgetriebe 1 weist einen ersten Planetensatz PS1, einen zweiten Planetensatz PS2 auf, eine erste Welle 8 und eine zweite Welle 9 auf. Außerdem weist das Schaltelement ein erstes Schaltelement S1, ein zweites Schaltgetriebe S2, ein drittes Schaltelement S3 und ein viertes Schaltelement S4 auf. Dabei sind das erste Schaltelement S1 und das zweite Schaltelement S2 als Bremsen ausgeführt sein. Das dritte Schaltelement S3 und das vierte Schaltelement S4 sind als Kupplungen ausgeführt. Darüber hinaus sind das dritte Schaltelement S3 und das vierte Schaltelement S4 zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst.The manual transmission 1 has a first planetary gear set PS1 , a second planetary gear set PS2 up, a first wave 8th and a second wave 9 on. In addition, the switching element has a first switching element S1 , a second manual transmission S2 , a third switching element S3 and a fourth switching element S4 on. In this case, the first switching element S1 and the second switching element S2 be designed as brakes. The third switching element S3 and the fourth switching element S4 are designed as couplings. In addition, the third switching element S3 and the fourth switching element S4 combined into a double switching element.

Die erste Welle 8 ist mit dem ersten Planetensatz PS1 und dem zweiten Planetensatz PS2 wirkverbunden und mittels des dritten Schaltelements S3 mit der Schaltgetriebeausgangswelle 3 drehfest verbindbar. Darüber hinaus ist die erste Welle 8 mittels des ersten Schaltelements S1 mit einem Getriebegehäuse 10 drehfest verbindbar. Die zweite Welle 9 ist mit dem ersten Planetensatz PS1 und dem zweiten Planetensatz PS2 wirkverbunden und mittels des vierten Schaltelements S4 mit der Schaltgetriebeausgangswelle 3 drehfest verbindbar.The first wave 8th is with the first planetary gear set PS1 and the second planetary gear set PS2 operatively connected and by means of the third switching element S3 with the gearbox output shaft 3 rotatably connected. In addition, the first wave 8th by means of the first switching element S1 with a transmission housing 10 rotatably connected. The second wave 9 is with the first planetary gear set PS1 and the second planetary gear set PS2 operatively connected and by means of the fourth switching element S4 with the gearbox output shaft 3 rotatably connected.

Ein Steg des ersten Planetensatzes PS1 ist mit der Tretlagerkurbelwelle 2 drehfest verbunden. Das Sonnenrad des ersten Planetensatzes PS1 ist mit der zweiten Welle 9 drehfest verbunden. Ein Hohlrad des ersten Planetensatzes PS1 ist mit der ersten Welle 8 drehfest verbunden.A bridge of the first planetary gear set PS1 is with the bottom bracket crankshaft 2 rotatably connected. The sun gear of the first planetary gear set PS1 is with the second wave 9 rotatably connected. A ring gear of the first planetary gear set PS1 is with the first wave 8th rotatably connected.

Ein Sonnenrad des zweiten Planetensatzes PS2 ist mit der zweiten Welle 9 drehfest verbunden und ein Steg des zweiten Planetensatzes PS2 ist mit der ersten Welle 8 drehfest verbunden. Ein Hohlrad des zweiten Planetensatzes PS2 ist mittels des zweiten Schaltelements S2 mit dem Getriebegehäuse 10 drehfest verbindbar.A sun gear of the second planetary gear set PS2 is with the second wave 9 rotatably connected and a web of the second planetary gear set PS2 is with the first wave 8th rotatably connected. A ring gear of the second planetary gear set PS2 is by means of the second switching element S2 with the gearbox 10 rotatably connected.

Das Schaltgetriebe 1 ist koaxial zu dem Überlagerungsgetriebe 4 angeordnet. Insbesondere sind der erste und zweite Planetensatz PS1, PS2 koaxial zu dem Planetensatz angeordnet. Darüber hinaus sind das Schaltgetriebe und das Überlagerungsgetriebe koaxial zu der Tretlagerkurbelwelle 2 angeordnet. Die Getriebeausgangswelle 7 ist ebenfalls koaxial zu der Tretlagerkurbelwelle 2 angeordnet. The manual transmission 1 is coaxial with the superposition gearbox 4 arranged. In particular, the first and second planetary gear sets PS1 . PS2 arranged coaxially with the planetary gear set. In addition, the manual transmission and the superposition gear are coaxial with the bottom bracket crankshaft 2 arranged. The transmission output shaft 7 is also coaxial with the bottom bracket crankshaft 2 arranged.

2 zeigt ein Getriebe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Dieses unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten Getriebe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in der Anordnung der elektrischen Maschine 5 und dem Verlauf der Getriebeeingangswelle 7. Insbesondere tritt die Getriebeeingangswelle 7 in einem radial oberhalb des Hohlrad des Planetensatzes gelegenen Bereichs durch die Ebene E hindurch. Die elektrische Maschine 5 ist in dem Bereich 22 angeordnet. 2 shows a transmission according to a second embodiment. This is different from the one in 1 illustrated transmission according to the first embodiment in the arrangement of the electric machine 5 and the course of the transmission input shaft 7 , In particular, the transmission input shaft occurs 7 in a region located radially above the ring gear of the planetary gear set through the plane e therethrough. The electric machine 5 is in the area 22 arranged.

3 zeigt eine Tabelle mit Werten für die Standübersetzung der Planetensätze des Schaltgetriebes 1. So ist aus der Tabelle entnehmbar, dass der erste Planetensatz PS1 und der zweite Planetensatz PS2 dieselbe Standübersetzung aufweisen. 3 shows a table with values for the state translation of the planetary gear sets of the manual transmission 1 , So it can be seen from the table that the first planetary gear set PS1 and the second planetary gear set PS2 have the same level translation.

4 zeigt eine Schaltmatrix für die in den 1 und 2 dargestellten Getriebe. Dabei bedeutet der Buchstabe „x“, dass das jeweilige Schaltelement geschlossen ist. Das in den 1 und 2 dargestellte Getriebe weist in Summe vier Gänge auf. Darüber hinaus sind in 4 die Werte für die Übersetzung „i“ zwischen der Tretlagerkurbelwelle 2 und der Getriebeausgangswelle 7 genannt. Außerdem sind in 4 Werte für die Gangsprünge „phi“ genannt. 4 shows a switching matrix for in the 1 and 2 illustrated gear. The letter "x" means that the respective switching element is closed. That in the 1 and 2 shown gear has four gears in total. In addition, in 4 the values for the ratio "i" between the bottom bracket crankshaft 2 and the transmission output shaft 7 called. Also, in 4 Values for the gear jumps called "phi".

Die 5 und 6 zeigen ein Getriebe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Das Getriebe unterscheidet sich von den in den 1 und 2 dargestellten Getrieben in der Ausbildung des Schaltgetriebes 1.The 5 and 6 show a transmission according to the third embodiment. The transmission differs from the ones in the 1 and 2 shown transmissions in the training of the gearbox 1 ,

So weist das Schaltgetriebe vier Stirnradsätze SR auf. Jeder der Stirnradsätze SR weist ein Festrad 14 und ein Losrad 15 auf, wobei sich die Stirnradsätze in dem Durchmesser der Festräder und Losräder voneinander unterscheiden. Im Folgenden wird nur ein Stirnradsatz beschrieben, jedoch sind die restlichen Stirnradsatz analog ausgebildet.Thus, the manual transmission has four sprocket sets SR on. Each of the spur gear sets SR has a fixed wheel 14 and a loose wheel 15 on, wherein the Stirnradsätze differ in the diameter of the fixed wheels and idler gears from each other. In the following, only one spur gear is described, however, the remaining spur gear are designed analogously.

Das Festrad 14 des Stirnradsatzes SR ist mit der Tretlagerkurbelwelle 2 drehfest verbunden. Das Losrad 15 des Stirnradsatzes SR ist der Schaltgetriebeausgangswelle 3 zugeordnet. Mittels eines nicht dargestellten Schaltelements kann eine drehfeste Verbindung zwischen dem Losrad 15 und der Schaltgetriebeausgangswelle 3 realisiert werden.The fixed wheel 14 of the spur gear set SR is with the bottom bracket crankshaft 2 rotatably connected. The idler wheel 15 of the spur gear set SR is assigned to the gearbox output shaft 3. By means of a switching element, not shown, a rotationally fixed connection between the idler gear 15 and the gearbox output shaft 3 will be realized.

Die Schaltgetriebeausgangswelle 3 liegt in radialer Richtung zwischen der elektrischen Maschine 5 und der Tretlagerkurbelwelle 2 und/oder verläuft parallel zur Tretlagerkurbelwelle 2. Darüber hinaus weist die Schaltgetriebeausgangswelle 3 ein Festrad 12 auf, das mit dem Überlagerungsgetriebe 4 wirkverbunden ist. Insbesondere ist das Festrad 12 in Eingriff mit dem Hohlrad des Planetensatzes.The gearbox output shaft 3 lies in the radial direction between the electric machine 5 and the bottom bracket crankshaft 2 and / or runs parallel to the bottom bracket crankshaft 2 , In addition, the gearbox output shaft has 3 a festival bike 12 on, that with the superposition gearbox 4 is actively connected. In particular, the fixed wheel 12 in engagement with the ring gear of the planetary gear set.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die elektrische Maschine 5 eine Rotorwelle 16 aufweist, die mit einem Sonnenrad eines weiteren Planetensatzes 13 gekoppelt ist. Der weitere Planetensatz 13 ist mit einem Stirnradgetriebe 17 wirkverbunden, insbesondere ist das Hohlrad des weiteren Planetensatzes 13 in Eingriff mit einem Zahnrad 18 des Stirnradgetriebes 17. Ein weiteres Zahnrad 19 des Stirnradgetriebes 17 ist mit dem Sonnenrad des Planetensatzes in Eingriff.Another difference is that the electric machine 5 a rotor shaft 16 having, with a sun gear of another planetary gear set 13 is coupled. The further planetary set 13 is with a spur gear 17 operatively connected, in particular, the ring gear of the other planetary gear set 13 engaged with a gear 18 the spur gear 17 , Another gear 19 the spur gear 17 is engaged with the sun gear of the planetary gear set.

Darüber hinaus weist das Getriebe eine Leistungselektronik 20 auf. Die Getriebeausgangswelle 7 ist mit einem Zugmittelträger 24 drehfest verbunden.In addition, the transmission has power electronics 20 on. The transmission output shaft 7 is rotatably connected to a Zugmittelträger 24.

Die 7 und 8 zeigen ein erfindungsgemäßes Getriebe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Das in den 7 und 8 dargestellte Getriebe unterscheidet sich von dem in den 5 und 6 dargestellten Getriebe dadurch, dass sich die Schaltgetriebeausgangswelle 3 durch die elektrische Maschine 5 hindurchstreckt. Insbesondere verläuft die Schaltgetriebeausgangswelle 3 koaxial zu der Rotorwelle 16 der elektrischen Maschine 5. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass in dem Getriebe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel kein weiterer Planetensatz 13 vorhanden ist. So ist die Rotorwelle 16 mittels des Stirnradgetriebes 17, also des Zahnrads 18 und des weiteren Zahnrads 19, mit dem Planetensatz, insbesondere mit dem Sonnenrad des Planetensatzes wirkverbunden.The 7 and 8th show a transmission according to the invention according to a fourth embodiment. That in the 7 and 8th shown transmission differs from that in the 5 and 6 shown transmission in that the shift transmission output shaft 3 through the electric machine 5 through stretches. In particular, the gearbox output shaft extends 3 coaxial with the rotor shaft 16 the electric machine 5 , Another difference is that in the transmission according to the fourth embodiment no further planetary gear set 13 is available. This is the rotor shaft 16 by means of the spur gear 17 So the gear 18 and the other gear 19 , operatively connected to the planetary gearset, in particular to the sun gear of the planetary gearset.

Dabei sind die Losräder 15 an einem Ende der Schaltgetriebeausgangswelle 3 und das mit dem Planetensatz wirkverbundene Festrad 12 an einem anderen Ende der Schaltgetriebeausgangswelle 3 angeordnet. Insbesondere sind die Losräder 15 derart angeordnet, dass in axialer Richtung die elektrische Maschine 5 zwischen den Losrädern und dem Festrad 12 angeordnet ist.Here are the loose wheels 15 at one end of the gearbox output shaft 3 and the fixed wheel actively connected to the planetary gear set 12 at another end of the transmission output shaft 3 arranged. In particular, the loose wheels 15 arranged such that in the axial direction of the electric machine 5 between the loose wheels and the fixed wheel 12 is arranged.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Schaltgetriebemanual transmission
22: TretlagerkurbelwelleTretlagerkurbelwelle
33: SchaltgetriebeausgangswelleGearbox output shaft
44: ÜberlagerungsgetriebeSuperposition gear
55: elektrische Maschineelectric machine
66: Wellewave
7 7: GetriebeausgangswelleTransmission output shaft
88th: erste Wellefirst wave
99: zweite Wellesecond wave
1010: Getriebegehäusegearbox
1212: Festradfixed gear
1313: weiterer Planetensatzfurther planetary set
1414: Festrad des StirnradsatzesFixed gear of the spur gear set
1515: Losrad des StirnradsatzesIdler gear of the spur gear set
1616: Rotorwellerotor shaft
1717: StirnradgetriebeSpur gears
1818: Zahnradgear
1919: weiteres Zahnradanother gear
2020: Leistungselektronikpower electronics
2121: Tretlagergehäusebottom bracket
2222: BereichArea
2323: anderer Bereich other area
Ee: Ebenelevel
MM: Mittelachse des GetriebesCentral axis of the gearbox
S1S1: erstes Schaltelementfirst switching element
S2S2: zweites Schaltelementsecond switching element
S3S3: drittes Schaltelementthird switching element
S4S4: viertes Schaltelementfourth switching element
PS1PS1: erster Planetensatzfirst planetary gear set
PS2PS2: zweiter Planetensatzsecond planetary set
SRSR: Stirnradsatzspur gear

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2015024701 A1 [0003]WO 2015024701 A1 [0003]

Claims

Getriebe für ein Fahrrad, mit einem Schaltgetriebe (1), das mit einer Tretlagerkurbelwelle (2) wirkverbindbar ist und eine Schaltgetriebeausgangswelle (3) aufweist, und einer elektrischen Maschine (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein dem Schaltgetriebe (1) triebtechnisch nachgeschaltetes Überlagerungsgetriebe (4) aufweist, wobei die elektrische Maschine (5) mit einem Element des Überlagerungsgetriebes (4) wirkverbunden oder wirkverbindbar ist und die Schaltgetriebeausgangswelle (3) mit einem anderen Element des Überlagerungsgetriebes (4) wirkverbunden ist.Transmission for a bicycle, with a gearbox (1) which is operatively connected to a bottom bracket crankshaft (2) and a transmission gearbox output shaft (3), and an electric machine (5), characterized in that the transmission is a gearbox (1) driving technology has downstream superposition gearing (4), wherein the electric machine (5) with one element of the superposition gearing (4) is operatively connected or operatively connected and the gearshift output shaft (3) with another element of the superposition gearing (4) is operatively connected.

Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a. das Überlagerungsgetriebe (4) wenigstens drei, insbesondere genau drei, Elemente aufweist und/oder dass b. die elektrische Maschine (5) mit dem Element des Überlagerungsgetriebes (4) wirkverbunden oder wirkverbindbar ist, bei dem sich bei einem Festhalten wenigstens eines der anderen Elemente des Überlagerungsgetriebes die kleinste Übersetzung einstellt.Gearbox after Claim 1 , characterized in that a. the superposition gearing (4) has at least three, in particular exactly three, elements and / or that b. the electric machine (5) is operatively connected or operatively connected to the element of the superposition gearing (4), in which case the smallest ratio is established when a retaining of at least one of the other elements of the superposition gearing is achieved.

Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsgetriebe (4) ein Planetensatz ist.Gearbox after Claim 1 or 2 , characterized in that the superposition gear (4) is a planetary gear set.

Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine mittels einer Welle (6) mit einem Sonnenrad des Planetensatzes drehfest verbunden oder drehfest verbindbar ist und die Schaltgetriebeausgangswelle (3) mit einem Hohlrad des Planetensatzes drehfest verbunden ist und ein Steg des Planetensatzes mit einer Getriebeausgangswelle (7) des Getriebes drehfest verbunden oder drehfest verbindbar ist.Gearbox after Claim 3 , characterized in that the electric machine by means of a shaft (6) rotatably connected to a sun gear of the planetary set or rotatably connected and the gearbox output shaft (3) is rotatably connected to a ring gear of the planetary gear set and a web of the planetary gear set with a transmission output shaft (7) the transmission rotatably connected or rotatably connected.

Getriebe nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Ebene (E), die den Planetensatz aufweist, wobei a. die Getriebeausgangswelle (7) in einem radial unterhalb des Sonnenrads des Planetensatzes gelegenen Bereichs durch die Ebene (E) hindurchtritt oder wobei b. die Getriebeausgangswelle (7) in einem radial oberhalb des Hohlrads des Planetensatzes gelegenen Bereichs durch die Ebene (E) hindurchtritt.Gearbox after Claim 4 characterized by a plane (E) comprising the planetary gear set, wherein a. the transmission output shaft (7) passes through the plane (E) in a region radially below the sun gear of the planetary gear set, or wherein b. the transmission output shaft (7) passes through the plane (E) in a region located radially above the ring gear of the planetary gear set.

Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass a. das Schaltgetriebe (1) einen ersten Planetensatz (PS1) und ein dem ersten Planetensatz (PS1) zugeordnetes erstes Schaltelement (S1) aufweist und/oder dass b. das Schaltgetriebe (1) einen zweiten Planetensatz (PS2) und ein dem zweiten Planetensatz (PS2) zugeordnetes zweites Schaltelement (S2) aufweist.Transmission to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that a. the manual transmission (1) has a first planetary gearset (PS1) and a first switching element (S1) associated with the first planetary gearset (PS1) and / or that b. the gearbox (1) has a second planetary gearset (PS2) and a second gearshifting element (S2) associated with the second planetary gearset (PS2).

Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (1) eine erste Welle (8) aufweist, a. die mit dem ersten Planetensatz (PS1) und dem zweiten Planetensatz (PS2) wirkverbunden ist und/oder b. die mittels des ersten Schaltelements (S1) mit einem Getriebegehäuse (10) drehfest verbindbar ist und/oder dass c. das Schaltgetriebe (1) ein drittes Schaltelement (S3) aufweist, wobei die erste Welle (8) mittels des dritten Schaltelements (S3) mit der Schaltgetriebeausgangswelle (3) drehfest verbindbar ist.Gearbox after Claim 6 , characterized in that the gearbox (1) has a first shaft (8), a. which is operatively connected to the first planetary gearset (PS1) and the second planetary gearset (PS2) and / or b. which by means of the first switching element (S1) with a transmission housing (10) is rotatably connected and / or that c. the gearbox (1) has a third switching element (S3), wherein the first shaft (8) by means of the third switching element (S3) with the gearbox output shaft (3) is rotatably connected.

Getriebe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (1) eine zweite Welle (9) aufweist, a. die mit dem ersten Planetensatz (PS1) und dem zweiten Planetensatz (PS2) wirkverbunden ist und/oder dass b. das Schaltgetriebe (1) ein viertes Schaltelement (S4) aufweist und die zweite Welle (9) mittels des vierten Schaltelements (S4) mit der Schaltgetriebeausgangswelle (3) drehfest verbindbar ist.Gearbox after Claim 6 or 7 , characterized in that the gearbox (1) has a second shaft (9), a. which is operatively connected to the first planetary set (PS1) and the second planetary set (PS2) and / or that b. the gearbox (1) has a fourth switching element (S4) and the second shaft (9) by means of the fourth switching element (S4) with the gearbox output shaft (3) is rotatably connected.

Getriebe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steg des ersten Planetensatzes (PS1) mit der Tretlagerkurbelwelle (2) drehfest verbindbar ist und ein Hohlrad des ersten Planetenradsatzes (PS1) mit der ersten Welle (8) drehfest verbunden ist und ein Sonnenrad des ersten Planetensatzes (PS2) mit der zweiten Welle (9) drehfest verbunden ist und dass ein Steg des zweiten Planetensatzes (PS2) mit der ersten Welle (8) drehfest verbunden ist und ein Hohlrad des zweiten Planetensatzes (PS2) mittels des zweiten Schaltelements (S2) mit dem Getriebegehäuse (10) drehfest verbindbar ist und ein Sonnenrad des zweiten Planetensatzes (PS2) mit der zweiten Welle (9) drehfest verbunden ist.Transmission to one of the Claims 6 to 8th , characterized in that a web of the first planetary gear set (PS1) with the bottom bracket crankshaft (2) is rotatably connected and a ring gear of the first planetary gear set (PS1) rotatably connected to the first shaft (8) and a sun gear of the first planetary gear set (PS2) is rotatably connected to the second shaft (9) and that a web of the second planetary gear set (PS2) with the first shaft (8) is rotatably connected and a ring gear of the second planetary gear set (PS2) by means of the second switching element (S2) with the transmission housing ( 10) rotatably connected and a sun gear of the second planetary gear set (PS2) with the second shaft (9) is rotatably connected.

Getriebe einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgetriebeausgangswelle (3) ein Festrad (12) aufweist, das mit dem Überlagerungsgetriebe (4) wirkverbunden ist.Transmission one of Claims 1 to 9 , characterized in that the gearbox output shaft (3) has a fixed gear (12) which is operatively connected to the superposition gear (4).

Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Schaltgetriebeausgangswelle (3) versetzt zu der elektrischen Maschine (5) angeordnet ist oder dass b. sich die Schaltgetriebeausgangswelle (3) durch die elektrische Maschine (5) hindurch erstreckt.Gearbox after Claim 10 , characterized in that a. the shift transmission output shaft (3) is arranged offset to the electric machine (5) or that b. the shift transmission output shaft (3) extends through the electric machine (5).

Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass a. das Schaltgetriebe (1) wenigstens einen, insbesondere genau vier, Stirnradsätze aufweist, die mit der Tretlagerkurbelwelle (2) wirkverbindbar sind und/oder dass b. das Schaltgetriebe (1) wenigstens einen, insbesondere genau vier, Stirnradsätze aufweist, wobei ein Losrad eines Stirnradsatzes der Schaltgetriebeausgangswelle (3) zugeordnet ist.Transmission to one of the Claims 1 to 11 , characterized in that a. the gearbox (1) has at least one, in particular exactly four, spur gear sets, which are operatively connected to the bottom bracket crankshaft (2) and / or that b. the manual transmission (1) has at least one, in particular exactly four, spur gear sets, wherein a loose wheel of a spur gear set of the gearbox output shaft (3) is associated.

Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (5) mittels wenigstens eines weiteren Planetensatzes (13) und/oder wenigstens eines Stirnradgetriebes mit dem Überlagerungsgetriebe (4) wirkverbunden ist.Transmission to one of the Claims 1 to 12 , characterized in that the electric machine (5) by means of at least one further planetary gear set (13) and / or at least one spur gear with the superposition gear (4) is operatively connected.

Tretlager mit einer Tretlagerkurbelwelle (3) und einem Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (1) mit der Tretlagerkurbelwelle (2) wirkverbunden ist.Bottom bracket with a bottom bracket crankshaft (3) and a transmission according to one of Claims 1 to 13 , characterized in that the gearbox (1) with the bottom bracket crankshaft (2) is operatively connected.

Fahrrad mit einem Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder einem Tretlager nach Anspruch 14.Bicycle with a gear after one of the Claims 1 to 13 or a bottom bracket Claim 14 ,