DE102017111391A1 - Drive device, method for driving an output shaft with a drive device and a two-wheeler with a drive device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung (10) für ein Zweirad, umfassend eine um eine Kurbelwellenlängsachse (22) rotierbare Kurbelwelle (16), eine auf der Kurbelwelle (16) angeordnete, wenigstens einen Rotor (26) und einen Stator (28) aufweisende, elektromotorische Kupplung (24), wobei der Rotor (26) drehfest auf der Kurbelwelle (16) angeordnet ist, und der Stator (28) beabstandet zur äußeren Umfangsfläche des Rotors (26) angeordnet ist, so dass zwischen dem Stator (28) und dem Rotor (26) ein Luftspalt (32) ausgebildet ist, und der Stator (28) über den Rotor (26) in eine Drehbewegung versetzbar ist, wobei der Stator (28) mit einer Abtriebswelle (40) gekoppelt ist, so dass die von dem Rotor (26) auf den Stator (28) übertragene Drehbewegung auf die Abtriebswelle (40) übertragbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Zweirad mit einer elektromotorischen Kupplung.The invention relates to a drive device for a bicycle with an electric motor coupling.
Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Antreiben einer Abtriebswelle mit der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung.In addition, the invention relates to a method for driving an output shaft with the drive device according to the invention.
Weiterhin umfasst die Erfindung ein Zweirad mit der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung.Furthermore, the invention comprises a bicycle with the drive device according to the invention.
Zweiräder, insbesondere motorisierte Roller, weisen in der Regel eine Antriebseinrichtung in Form eines Verbrennungsmotors auf, wobei durch Verbrennen eines Kraftstoff-Luft-Gemischs in einer Brennkammer ein in der Brennkammer angeordneter Kolben translatorisch verlagert wird. Der Kolben ist in der Regel über eine Pleuelstange mit einer Kurbelwelle der Antriebseinrichtung verbunden, so dass diese durch die Verlagerung des Kolbens in eine Rotationsbewegung um die Kurbelwellenlängsachse versetzt wird. Die Kurbelwelle weist an einem ersten Ende einen Generator auf, über den durch die Drehbewegung der Kurbelwelle Strom erzeugbar ist. Auf einem zweiten Ende ist eine mechanische Reibkupplung angeordnet, die mit einer Getriebeeingangswelle verbunden ist, um die Drehbewegung der Kurbelwelle über die Kupplung auf die Getriebeeingangswelle zu übertragen.Two-wheeled vehicles, in particular motorized scooters, generally have a drive device in the form of an internal combustion engine, with a piston arranged in the combustion chamber being displaced translationally by burning a fuel-air mixture in a combustion chamber. The piston is usually connected via a connecting rod with a crankshaft of the drive device, so that it is offset by the displacement of the piston in a rotational movement about the crankshaft longitudinal axis. The crankshaft has a generator at a first end, via which power can be generated by the rotational movement of the crankshaft. On a second end a mechanical friction clutch is arranged, which is connected to a transmission input shaft to transmit the rotational movement of the crankshaft via the clutch to the transmission input shaft.
Es besteht ein regelmäßiges Bedürfnis, die Antriebseinrichtung eines Zweirads weiterzuentwickeln, um den Bauraum einer Antriebseinrichtung zu reduzieren.There is a regular need to further develop the drive means of a two-wheeler to reduce the space of a drive device.
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Antriebseinrichtung für ein Zweirad bereitzustellen, die einen reduzierten Bauraum aufweist.It is the object of the invention to provide a drive device for a bicycle, which has a reduced space.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 8 und durch ein Zweirad gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved according to the invention by a drive device having the features of claim 1, by a method according to the features of claim 8 and by a two-wheeled vehicle according to the features of claim 9. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims and the following description, each of which individually or in combination may constitute an aspect of the invention.
Erfindungsgemäß ist eine Antriebseinrichtung für ein Zweirad vorgesehen, umfassend eine um eine Kurbelwellenlängsachse rotierbare Kurbelwelle, eine auf der Kurbelwelle angeordnete, wenigstens einen Rotor und einen Stator aufweisende, elektromotorische Kupplung, wobei der Rotor drehfest auf der Kurbelwelle angeordnet ist, und der Stator beabstandet zur äußeren Umfangsfläche des Rotors angeordnet ist, so dass zwischen dem Stator und dem Rotor ein Luftspalt ausgebildet ist, und der Stator über den Rotor in eine Drehbewegung versetzbar ist, wobei der Stator mit einer Abtriebswelle gekoppelt ist, so dass die von dem Rotor auf den Stator übertragene Drehbewegung auf die Abtriebswelle übertragbar ist.According to the invention, a drive device for a two-wheeler is provided, comprising a crankshaft rotatable about a crankshaft longitudinal axis, an electromotive clutch arranged on the crankshaft, having at least one rotor and a stator, wherein the rotor is arranged rotationally fixed on the crankshaft, and the stator is spaced from the outer Circumferential surface of the rotor is arranged so that between the stator and the rotor, an air gap is formed, and the stator is displaceable via the rotor in a rotational movement, wherein the stator is coupled to an output shaft, so that the transmitted from the rotor to the stator Rotary movement is transferable to the output shaft.
Die Antriebseinrichtung weist somit eine um eine Kurbelwellenlängsachse rotierbare Kurbelwelle auf. Die Kurbelwelle ist vorzugsweise über eine Pleuelstange mit einem Kolben verbunden, wobei die Kurbelwelle durch eine translatorische Verlagerung des Kolbens, was in der Regel durch eine Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs in einer den Kolben aufweisenden Brennkammer erfolgt, um die Kurbelwellenlängsachse rotierbar ist. Grundsätzlich kann die Antriebseinrichtung eine Mehrzahl über jeweils eine Pleuelstange mit der Kurbelwelle verbundene Kolben aufweisen. Auf der Kurbelwelle ist eine elektromotorische Kupplung angeordnet, wobei die elektromotorische Kupplung einen Rotor und einen Stator aufweist. Der Rotor ist drehfest mit der Kurbelwelle verbunden, so dass eine Drehbewegung der Kurbelwelle über die drehfeste Verbindung unmittelbar auf den Rotor übertragen wird. Der Rotor bildet dabei vorzugsweise die Schwungmasse, um antriebsbedingte Unregelmäßigkeiten, beispielsweise aus dem Verbrennungstakt der Antriebseinrichtung bzw. des Motors, zu reduzieren. Der Stator ist beabstandet zur äußeren Umfangsfläche des Rotors angeordnet, so dass zwischen dem Stator und dem Rotor ein Luftspalt ausgebildet ist. Über die elektromotorische Kupplung, also über die elektromotorische Ausbildung von Stator und Rotor, kann ein magnetisches Feld erzeugt werden, so dass eine Drehbewegung des Rotors infolge einer Rotation der Kurbelwelle über das magnetische Feld auf den Stator übertragbar ist. Die Umdrehungsgeschwindigkeit von Rotor und Stator kann gleich aber auch zumindest zeitweise voneinander verschieden sein. Der Stator ist mit einer Abtriebswelle gekoppelt, so dass die über den Rotor auf den Stator übertragene Drehbewegung auf die Abtriebswelle direkt und/oder übersetzt übertragen werden kann. Die elektromotorische Kupplung kann somit die Aufgabe eines Drehmomentwandlers übernehmen. Die Abtriebswelle kann vorzugsweise eine Getriebeeingangswelle sein. Die elektromotorische Kupplung vereint somit wenigstens zwei Fähigkeiten, nämlich die Erzeugung eines magnetischen Wechsel-Feldes und somit die Erzeugung von Energie, die für gewöhnlich ein Generator übernimmt, und zudem eine über den Rotor und den Stator ausübbare Kupplungsfunktion, die im Stand der Technik über eine Reibkupplung erfolgt. Die elektromotorische Kupplung kann somit den Generator und die Reibungskupplung ersetzen, wodurch der Bauraum reduziert werden kann. Überdies kann die reibkupplungsfreie Ausbildung der Antriebseinrichtung abriebsbedingte Verunreinigung der Reibkupplung in einem die Kupplung umgebenden Schmiermittel reduzieren, wodurch Wartungsintervalle der Antriebseinrichtung verlängert und somit Wartungskosten reduziert werden können.The drive device thus has a crankshaft rotatable about a crankshaft longitudinal axis. The crankshaft is preferably connected to a piston via a connecting rod, wherein the crankshaft is rotatable about the longitudinal axis of the crankshaft by a translational displacement of the piston, which as a rule takes place by combustion of a fuel-air mixture in a combustion chamber having the piston. In principle, the drive device may have a plurality of pistons connected to the crankshaft via a connecting rod in each case. On the crankshaft, an electromotive clutch is arranged, wherein the electromotive clutch has a rotor and a stator. The rotor is rotatably connected to the crankshaft, so that a rotational movement of the crankshaft is transmitted via the rotationally fixed connection directly to the rotor. The rotor preferably forms the flywheel in order to reduce drive-related irregularities, for example, from the combustion cycle of the drive device or of the engine. The stator is arranged at a distance from the outer peripheral surface of the rotor, so that an air gap is formed between the stator and the rotor. A magnetic field can be generated via the electromotive coupling, that is to say via the electromotive configuration of stator and rotor, so that a rotational movement of the rotor can be transmitted to the stator via the magnetic field due to a rotation of the crankshaft. The rotational speed of rotor and stator can be equal but also at least temporarily different from each other. The stator is coupled to an output shaft so that the rotational movement transmitted to the stator via the rotor can be transmitted directly and / or translated to the output shaft. The electromotive clutch can thus take over the task of a torque converter. The output shaft may preferably be a transmission input shaft. The electromotive clutch thus combines at least two capabilities, namely the generation of a magnetic alternating field and thus the generation of energy, which usually takes over a generator, and also over the rotor and the stator exercisable coupling function, which in the prior art via a Friction clutch takes place. The electromotive clutch can thus replace the generator and the friction clutch, whereby the space can be reduced. Moreover, the friction clutch-free design of the drive device can reduce abrasion-related contamination of the friction clutch in a lubricant surrounding the clutch, whereby maintenance intervals of Drive mechanism extended and thus maintenance costs can be reduced.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die elektromotorische Kupplung mit einem Energiespeicher zum Antreiben und/oder Beschleunigen des Stators elektrisch leitend verbunden ist, und/oder mit einer Energiesenke zum Verlangsamen des Stators elektrisch leitend verbunden ist, wobei der Energiespeicher und die Energiesenke vorzugsweise als ein Bauteil, besonders bevorzugt als Akkumulator, ausgebildet ist. Durch eine Zufuhr elektrischer Energie zur elektromotorischen Kupplung aus dem Energiespeicher und/oder einer Abfuhr elektrischer Energie aus der elektromotorischen Kupplung zur Energiesenke kann der Betrag und/oder das Vorzeichen einer Drehzahldifferenz zwischen der Drehzahl der Kurbelwelle und der Drehzahl der Abtriebswelle gezielt verändert werden. Bei einer Zufuhr von elektrischer Energie kann die Abtriebswelle zusätzlich zu der von Kurbelwelle eingeleiteten Drehzahl beschleunigt werden, wodurch die Drehzahl des Stators diejenige des auf der Kurbelwelle angeordneten Rotors übersteigen kann. Bei einer Abfuhr elektrischer Energie kann die Abtriebswelle im Vergleich zu der von der Kurbelwelle eingeleiteten Drehzahl abgebremst werden, wodurch der Stator und somit die Abtriebswelle langsamer als die Kurbelwelle dreht.An advantageous development of the invention is that the electromotive coupling is electrically connected to an energy storage device for driving and / or accelerating the stator, and / or electrically connected to an energy sink for slowing down the stator, wherein the energy storage and the energy sink preferably is designed as a component, particularly preferably as an accumulator. By supplying electrical energy to the electromotive clutch from the energy storage and / or a discharge of electrical energy from the electromotive clutch to the energy sink, the amount and / or the sign of a speed difference between the speed of the crankshaft and the speed of the output shaft can be selectively changed. With a supply of electrical energy, the output shaft can be accelerated in addition to the speed introduced by crankshaft, whereby the rotational speed of the stator can exceed that of the arranged on the crankshaft rotor. With a discharge of electrical energy, the output shaft can be braked compared to the speed introduced by the crankshaft, whereby the stator and thus the output shaft rotates slower than the crankshaft.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Stator Permanentmagneten und der Rotor Wicklungen oder der Stator Wicklungen und der Rotor Permanentmagneten aufweist, wobei die Wicklungen über eine berührungslose oder berührungsbehaftete elektrische Kontaktierung mit Elektroleitungen zum Einleiten und/oder Ausleiten von elektrischer Energie verbunden sind. Eine berührungsbehaftete elektrische Kontaktierung kann vorzugsweise als Schleifkontaktverbindung ausgebildet sein. Die Elektroleitungen sind somit vorzugsweise mit dem Energiespeicher und/oder mit der Energiesenke, besonders bevorzugt mit dem Akkumulator verbunden. Je nach Ausgestaltung und/oder Einsatzzweck können die Permanentmagneten und Wicklungen vertauscht sein. Grundsätzlich ist es möglich, sowohl für den Stator als auch für den Rotor stromdurchfließbare, vorzugsweise individuell und unabhängig voneinander regelbare Wicklungen vorzusehen, um besonders viele Regelungsmöglichkeiten für die elektromotorische Kupplung bereitzustellen. Durch eine Rotation der Kurbelwelle wird vorzugsweise der die Wicklungen aufweisende mit der Kurbelwelle drehfest verbundene Rotor in eine Drehbewegung versetzt. Sofern die Abtriebswelle und somit auch der vorzugsweise den Permanentmagneten aufweisende Stator ruht, wird durch die Rotation des Rotors relativ zum Stator das zwischen Rotor und Stator ausgebildete magnetische Feld bewegt und somit mechanische in elektrische Energie umgewandelt, die über die Elektroleitungen dem Akkumulator zugeführt werden kann. Sobald die Abtriebswelle für eine Drehbewegung freigegeben wird, wird über das magnetische Feld der Stator in Rotation versetzt. Dies erfolgt vorzugsweise solange bis, die Drehzahl des Rotors der Drehzahl des Stators entspricht.An advantageous development of the invention is that the stator has permanent magnets and the rotor windings or the stator windings and the rotor permanent magnets, wherein the windings are connected via a non-contact or touch-contacting electrical contact with electrical lines for introducing and / or discharging electrical energy. A touch-contacting electrical contacting may preferably be formed as a sliding contact connection. The electric cables are thus preferably connected to the energy store and / or to the energy sink, particularly preferably to the accumulator. Depending on the design and / or purpose, the permanent magnets and windings can be reversed. In principle, it is possible to provide current-flowable, preferably individually and independently controllable, windings for both the stator and the rotor in order to provide particularly many control possibilities for the electromotive coupling. By a rotation of the crankshaft, preferably, the rotor having the windings and connected to the crankshaft rotatably connected is set in a rotational movement. If the output shaft, and thus also the stator preferably having the permanent magnet, rests, the magnetic field formed between the rotor and the stator is moved by the rotation of the rotor relative to the stator and mechanical energy is thus converted into electrical energy which can be supplied to the accumulator via the electric lines. As soon as the output shaft is released for a rotational movement, the stator is set in rotation via the magnetic field. This preferably takes place until the rotational speed of the rotor corresponds to the rotational speed of the stator.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass der Stator über den Rotor und/oder den Energiespeicher antreibbar ist. Der Stator kann somit einerseits ausschließlich über die Rotation der Kurbelwelle und das dadurch zwischen Rotor und Stator erzeugte magnetische Feld angetrieben werden. In Ergänzung dazu kann aus dem Energiespeicher zuvor gespeicherte elektrische Energie zugeführt werden, so dass das über die Rotation der Kurbelwelle zwischen Rotor und Stator bewegte magnetische Feld durch die Zufuhr von Energie aus dem Energiespeicher zusätzlich verändert und somit zumindest temporär verstärkt wird. Dies kann vorzugsweise für eine beschleunigte Drehmomentübertragung sinnvoll sein. Weiter ist vorgesehen, dass das magnetische Feld zumindest zeitweise ausschließlich über die Zufuhr von Energie aus dem Energiespeicher verändert werden kann, so dass der Antrieb der Antriebseinrichtung zumindest zeitweise rein elektrisch ist. Auf diese Weise können der Kraftstoffverbrauch und/oder der CO2-Ausstoß reduziert werden.It is advantageously provided that the stator can be driven via the rotor and / or the energy store. The stator can thus be driven on the one hand exclusively via the rotation of the crankshaft and the magnetic field generated thereby between the rotor and stator. In addition to this, previously stored electrical energy can be supplied from the energy store, so that the magnetic field moved via the rotation of the crankshaft between the rotor and the stator is additionally changed by the supply of energy from the energy store and thus at least temporarily amplified. This may preferably be useful for an accelerated torque transmission. It is further provided that the magnetic field can be changed at least temporarily only via the supply of energy from the energy storage, so that the drive of the drive device is at least temporarily purely electric. In this way, fuel consumption and / or CO 2 emissions can be reduced.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Kurbelwelle über eine Einwege-Kupplung in dem Gehäuse der Antriebseinrichtung und/oder dem Motorgehäuse gelagert ist. Die Einwege-Kupplung weist einen Freilauf auf, so dass die Kurbelwelle nur in eine erste Drehrichtung um die Kurbelwellenlängsachse rotierbar ist und in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung sperrt. Das Sperren der zweiten Drehrichtung kann vorzugsweise dann erforderlich sein, wenn die Drehmomentübertragung zwischen Rotor und Stator rein elektrisch ist. Somit steht der Rotor still und stützt sich vorzugsweise gegen den gesperrten Freilauf ab. Über die zugeführte elektrische Energie wird der Stator relativ zum Rotor in Rotation versetzt, wobei der Stator die Rotationsenergie und/oder Rotation auf die Abtriebswelle überträgt.A preferred embodiment of the invention is that the crankshaft is mounted via a one-way clutch in the housing of the drive device and / or the motor housing. The one-way clutch has a freewheel, so that the crankshaft is rotatable about the crankshaft longitudinal axis only in a first direction of rotation and locks in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation. The locking of the second direction of rotation may preferably be required when the torque transmission between the rotor and stator is purely electrical. Thus, the rotor stands still and is preferably supported against the locked freewheel. About the supplied electrical energy, the stator is rotated relative to the rotor in rotation, wherein the stator transmits the rotational energy and / or rotation to the output shaft.
Grundsätzlich kann zur Energiespeicherung jegliche Art von Akkumulator verwendet werden. Besonders bevorzugt ist der Energiespeicher eine Batterie, insbesondere eine Batterie für ein Kraftfahrzeug bzw. Zweirad, die besonders bevorzugt eine hohe Leistungsdichte aufweist. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Energiespeicher als Lithium-Ionen-Akkumulator ausgebildet ist. Ein Lithium-Ionen-Akkumulator zeichnet sich insbesondere durch seine hohe Energiedichte und die kleinen Abmessungen im Vergleich zu alternativen Energiespeichern auf. Auf diese Weise kann der Bauraum der Antriebseinrichtung reduziert werden.In principle, any type of accumulator can be used for energy storage. The energy store is particularly preferably a battery, in particular a battery for a motor vehicle or two-wheeler, which particularly preferably has a high power density. An advantageous development of the invention is that the energy storage is designed as a lithium-ion accumulator. A lithium-ion battery is characterized in particular by its high energy density and small dimensions compared to alternative energy storage devices. In this way, the space of the drive device can be reduced.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass über die elektromotorische Kupplung die Antriebseinrichtung inbetriebnehmbar ist. Somit kann die Antriebseinrichtung und/oder der Motor über die elektromotorische Kupplung gestartet werden, wobei der elektromotorischen Kupplung zum Starten der Antriebseinrichtung elektrische Energie aus dem Energiespeicher zugeführt wird. Die vorzugsweise als Getriebeeingangswelle ausgebildete Abtriebswelle und/oder ein mit der Abtriebswelle gekoppeltes Getrieberad werden blockiert, so dass der mit der Abtriebswelle gekoppelte Stator fixiert ist. Dies kann bei einem Zweirad vorzugsweise dadurch erfolgen, dass der Fahrer die Bremse manuell betätigt und/oder die Bremse für den Startvorgang automatische betätigt wird. Über die zugeführte Energie wird zwischen dem Rotor und dem Stator das magnetische Feld verändert, wodurch der Rotor relativ zum Stator in Rotation versetzt wird und somit eine elektromotorische Kraft entsteht, die die Kurbelwelle zum Starten der Antriebseinrichtung antreibt. Somit kann auf einen zusätzlichen Starter zum Starten der Antriebseinrichtung verzichtet werden, wodurch der Bauraum und/oder das Gewicht der Antriebseinrichtung reduziert werden können. According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the drive device is inoperable via the electromotive coupling. Thus, the drive device and / or the motor can be started via the electromotive clutch, wherein the electric motor coupling for starting the drive means electrical energy is supplied from the energy storage. The output shaft, preferably designed as a transmission input shaft, and / or a gear wheel coupled to the output shaft are blocked, so that the stator coupled to the output shaft is fixed. In the case of a two-wheeled vehicle, this can preferably take place in that the driver manually actuates the brake and / or the brake is automatically actuated for the starting procedure. Via the supplied energy, the magnetic field is changed between the rotor and the stator, whereby the rotor is rotated relative to the stator in rotation and thus an electromotive force is generated, which drives the crankshaft to start the drive means. Thus, an additional starter for starting the drive device can be dispensed with, as a result of which the installation space and / or the weight of the drive device can be reduced.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die elektromotorische Kupplung zur Übertragung eines Motordrehmoments der Kurbelwelle für Antriebseinrichtungen und/oder Zweiräder mit einem Hubraum vom 50 cm3 bis 250 cm3 ausgebildet ist. Dies entspricht vorzugsweise einem Motordrehmoment von ca. 6 Nm bis ca. 30 Nm.An advantageous development of the invention is that the electromotive clutch is designed for transmitting an engine torque of the crankshaft for drive devices and / or two-wheeled vehicles with a displacement of 50 cm 3 to 250 cm 3 . This preferably corresponds to a motor torque of about 6 Nm to about 30 Nm.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Antreiben einer Abtriebswelle mit einer Antriebseinrichtung, umfassend eine um eine Kurbelwellenlängsachse rotierbare Kurbelwelle, eine auf der Kurbelwelle angeordnete, wenigstens einen Rotor und einen Stator aufweisende, elektromotorische Kupplung, wobei der Rotor drehfest auf der Kurbelwelle angeordnet ist, und der Stator beabstandet zur äußeren Umfangsfläche des Rotors angeordnet ist, so dass zwischen dem Stator und dem Rotor ein Luftspalt ausgebildet ist, und der Stator über den Rotor in eine Drehbewegung versetzbar ist, wobei der Stator mit einer Abtriebswelle gekoppelt ist, so dass die von dem Rotor auf den Stator übertragene Drehbewegung auf die Abtriebswelle übertragbar ist, wobei eine Zufuhr von elektrischer Energie in die elektromotorische Kupplung und/oder eine Abfuhr von elektrischer Energie von der elektromotorischen Kupplung in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Kurbelwelle zur Regelung der Drehzahl der Abtriebswelle durchgeführt wird.The invention also relates to a method for driving an output shaft with a drive device, comprising a crank shaft rotatable about a crankshaft longitudinal axis, arranged on the crankshaft, at least one rotor and a stator having, electromotive clutch, wherein the rotor is rotatably mounted on the crankshaft, and the stator is spaced apart from the outer peripheral surface of the rotor, so that an air gap is formed between the stator and the rotor, and the stator is rotatable about the rotor, wherein the stator is coupled to an output shaft, so that of the Rotor transmitted to the stator rotational movement is transferable to the output shaft, wherein a supply of electrical energy into the electromotive clutch and / or a discharge of electrical energy from the electromotive clutch in response to a rotational speed of the crankshaft to control the rotational speed of the output shaft is carried out.
Es ist somit ein Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass durch eine Zufuhr von elektrischer Energie in die elektromotorische Kupplung und/oder durch eine Abfuhr von elektrischer Energie aus der elektromotorischen Kupplung in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kurbelwelle die Abtriebswelle in Rotation versetzt und angetrieben wird. Die elektromotorische Kupplung kann somit die Aufgabe eines Drehmomentwandlers übernehmen. Durch die elektromotorische Ausbildung der Kupplung und den Antrieb der Abtriebswelle über die auf der Kurbelwelle angeordnete elektromotorische Kupplung, kann die Abtriebswelle mit einer bauraumreduzierten Antriebseinrichtung angetrieben werden.It is thus an aspect of the method according to the invention that the output shaft is set in rotation and driven by a supply of electrical energy into the electromotive clutch and / or by a discharge of electrical energy from the electromotive clutch as a function of the rotational speed of the crankshaft. The electromotive clutch can thus take over the task of a torque converter. Due to the electromotive design of the clutch and the drive of the output shaft via the arranged on the crankshaft electromotive coupling, the output shaft can be driven with a space-reduced drive device.
Die Erfindung betrifft zudem ein Zweirad, umfassend eine Antriebseinrichtung, aufweisend eine um eine Kurbelwellenlängsachse rotierbare Kurbelwelle, eine auf der Kurbelwelle angeordnete, wenigstens einen Rotor und einen Stator aufweisende, elektromotorische Kupplung, wobei der Rotor drehfest auf der Kurbelwelle angeordnet ist, und der Stator beabstandet zur äußeren Umfangsfläche des Rotors angeordnet ist, so dass zwischen dem Stator und dem Rotor ein Luftspalt ausgebildet ist, und der Stator über den Rotor in eine Drehbewegung versetzbar ist, wobei der Stator mit einer Abtriebswelle gekoppelt ist, so dass die von dem Rotor auf den Stator übertragene Drehbewegung auf die Abtriebswelle übertragbar ist.The invention further relates to a two-wheeler, comprising a drive device, comprising a crankshaft rotatable about a crankshaft longitudinal axis, an electromotive clutch arranged on the crankshaft, having at least one rotor and a stator, wherein the rotor is arranged rotationally fixed on the crankshaft, and the stator is spaced apart is arranged to the outer peripheral surface of the rotor, so that between the stator and the rotor, an air gap is formed, and the stator is displaceable via the rotor in a rotational movement, wherein the stator is coupled to an output shaft, so that from the rotor to the Stator transmitted rotary motion is transferable to the output shaft.
Die bevorzugten und/oder vorteilhaften Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung gelten ebenso einzeln und/oder in Kombination für das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Zweirad.The preferred and / or advantageous developments of the drive device according to the invention also apply individually and / or in combination for the method according to the invention and the two-wheeler according to the invention.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
-
1 zeigt einen Schnitt durch eine Antriebseinrichtung eines Zweirads mit einer elektromotorischen Kupplung, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
1 shows a section through a drive device of a two-wheeler with an electric motor coupling, according to a preferred embodiment of the invention.
In
Auf der Kurbelwelle
Über die elektromotorische Kupplung
Der Stator
Die elektromotorische Kupplung
Der Akkumulator ist als Lithium-Ionen-Akkumulator ausgebildet und weist somit eine hohe Energiedichte auf. Der Akkumulator ist schnell aufladbar und kann einen reduzierten Bauraum aufweisen.The accumulator is designed as a lithium-ion accumulator and thus has a high energy density. The accumulator can be recharged quickly and can have a reduced installation space.
Durch eine Zufuhr elektrischer Energie zur elektromotorischen Kupplung
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Stator
Der Stator
Die Kurbelwelle
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Antriebseinrichtungdriving means
- 1212
- Pleuelstangeconnecting rod
- 1414
- Kolbenpiston
- 1616
- Kurbelwellecrankshaft
- 1818
- Brennkammercombustion chamber
- 2020
- Zylindercylinder
- 2222
- Kurbelwellenlängsachsecrankshaft axis
- 2424
- Elektromotorische KupplungElectromotive coupling
- 2626
- Rotorrotor
- 2828
- Statorstator
- 3030
- Außenfläche RotorOuter surface rotor
- 3232
- Luftspaltair gap
- 3434
- Erstes Zahnrad einer GetriebestufeFirst gear of a gear stage
- 3535
- Schaltgetriebemanual transmission
- 3636
- Zweites Zahnrad einer GetriebestufeSecond gear of a gear stage
- 3838
- GetriebeeingangswelleTransmission input shaft
- 4040
- Abtriebswelleoutput shaft
- 4242
- Einwege-KupplungOne-way clutch
- 4444
- Gehäusecasing
Claims (9)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102017111391.6A DE102017111391A1 (en) | 2017-05-24 | 2017-05-24 | Drive device, method for driving an output shaft with a drive device and a two-wheeler with a drive device |
| PCT/DE2018/100208 WO2018215007A1 (en) | 2017-05-24 | 2018-03-08 | Dynamoelectric drive device, method for driving an output shaft using a dynamoelectric drive device, and two-wheeled vehicle comprising a dynamoelectric drive device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE102017111391.6A DE102017111391A1 (en) | 2017-05-24 | 2017-05-24 | Drive device, method for driving an output shaft with a drive device and a two-wheeler with a drive device |
Publications (1)
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