DE102017213305A1

DE102017213305A1 - pedal crank

Info

Publication number: DE102017213305A1
Application number: DE102017213305.8A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Osterlänger; Daniel König; Steffen Braune; Marcus Seifert; Knut Hahne
Original assignee: Inst fur Automatisierung und Informatik Zentrum fur Industrielle Forschung und Entwicklung GmbH; Institut fur Automatisierung und Informatik Zentrum fur Industrielle Forschung und Entwicklung GmbH; Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Inst fur Automatisierung und Informatik Zentrum fur Industrielle Forschung und Entwicklung GmbH; Institut fur Automatisierung und Informatik Zentrum fur Industrielle Forschung und Entwicklung GmbH; Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-08-01
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2019-02-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tretkurbelanordnung für ein zumindest teilweise muskelbetriebenes Fahrzeug, umfassend eine Tretkurbel (1) mit einer Tretachse (2) und eine koaxial um die Tretachse (2) angeordnete Getriebevorrichtung (3) mit einem axial benachbart angeordneten Generator (4), wobei die Getriebevorrichtung (3) und der Generator (4) in einem gemeinsamen Gehäuse (8) angeordnet sind, wobei der Generator (4) einen stationär am Gehäuse (8) festgelegten Stator (5) und einen auf einer drehbaren Rotorwelle (6) innerhalb des Stators (5) angeordneten Rotor (7) aufweist, wobei ferner die Getriebevorrichtung (2) als mehrstufiges Planetengetriebe oder als Wolfromgetriebe ausgebildet ist, und wobei die Tretkurbel (1) über die Getriebevorrichtung (3) mit dem Generator (4) verbunden ist, um durch die Tretkurbel (1) erzeugte mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln.The invention relates to a pedal crank assembly for an at least partially muscle - powered vehicle, comprising a pedal crank (1) with a pedal axle (2) and a gear mechanism (3) arranged coaxially around the pedal axle (2) with an axially adjacent generator (4) Transmission device (3) and the generator (4) in a common housing (8) are arranged, wherein the generator (4) has a stationary on the housing (8) fixed stator (5) and one on a rotatable rotor shaft (6) within the stator (5) arranged rotor (7), further wherein the transmission device (2) is designed as a multi-stage planetary gear or Wolfromgetriebe, and wherein the pedal crank (1) via the transmission device (3) to the generator (4) is connected to the pedal crank (1) to convert generated mechanical energy into electrical energy.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tretkurbelanordnung für ein zumindest teilweise muskelbetriebenes Fahrzeug.The invention relates to a pedal crank assembly for an at least partially muscle-powered vehicle.

Zumindest teilweise muskelbetriebene Fahrzeuge, beispielsweise Fahrräder mit einem Hilfsantrieb, sind aus dem Stand der Technik als Elektrofahrräder bekannt. Ein Elektrofahrrad ist ein Fahrrad mit einem zusätzlich eingebauten Elektromotor. Ein mit dem Elektromotor zusammenwirkender Akkumulator ist abnehmbar ausgeführt und kann an einer heimischen Steckdose aufgeladen werden. Aus führerscheinrechtlichen Gründen wird unterschieden zwischen Fahrrädern mit beschränkter Tretunterstützung (Pedelec), Fahrrädern mit unlimitierter Tretunterstützung (schnelles Pedelec), Fahrrädern mit tretunabhängigem Zusatzantrieb (E-Bike) und Elektrorädern ohne Tretantrieb (E-Scooter). Ein Fahrrad mit beschränkter Tretunterstützung hat die Eigenschaft, dass der Elektromotor nur anspringt, wenn in die an einer Tretkurbel angeordneten Pedale getreten wird. Mithin wird das Fahrzeug zumindest teilweise durch Muskelkraft betrieben. Der Motor unterstützt also nur das Treten.At least partially muscle-powered vehicles, such as bicycles with an auxiliary drive, are known from the prior art as electric bicycles. An electric bicycle is a bicycle with an additionally installed electric motor. A cooperating with the electric motor accumulator is designed to be removable and can be charged at a domestic outlet. For reasons of driving license law, a distinction is made between bicycles with limited pedal assistance (pedelec), bicycles with unlimited pedal assistance (fast pedelec), bicycles with pedal-independent additional drive (e-bike) and electric bicycles without pedal drive (e-scooter). A bicycle with limited pedal assistance has the property that the electric motor only starts when pedaling the pedals on a pedal. Thus, the vehicle is at least partially operated by muscle power. So the engine only supports pedaling.

Aus der DE 10 2011 082 082 A1 geht ein Fahrrad mit mindestens einem Hilfsmotor, der als Nabenmotor ausgebildet ist hervor. Ferner umfasst das Fahrrad mindestens ein Antriebsrad, das durch den mindestens einen Hilfsmotor antreibbar ist, eine Pedalerie mit einem Tretlager, und einen Generator, der mit der Pedalerie derart verbunden ist, dass durch die Pedalerie erzeugte mechanische Energie in elektrische Energie umwandelbar ist. Der Generator ist mit dem mindestens einen Hilfsmotor derart elektrisch verbunden, dass der mindestens eine Hilfsmotor mit der durch den Generator umgewandelten elektrischen Energie betreibbar ist. Der mindestens eine Hilfsmotor des mindestens einen Antriebsrads ist derart mechanisch getrennt von der Pedalerie angeordnet, dass der mindestens eine Hilfsmotor ausschließlich von der vom Generator und/oder von einem Energiespeicher bereitstellbaren elektrischen Energie betreibbar ist, wobei der Generator im Tretlager der Pedalerie angeordnet ist.From the DE 10 2011 082 082 A1 goes out a bicycle with at least one auxiliary engine, which is designed as a hub motor. Furthermore, the bicycle comprises at least one drive wheel which can be driven by the at least one auxiliary motor, a pedal with a bottom bracket, and a generator which is connected to the pedal in such a way that mechanical energy generated by the pedal is convertible into electrical energy. The generator is electrically connected to the at least one auxiliary motor such that the at least one auxiliary motor is operable with the electrical energy converted by the generator. The at least one auxiliary motor of the at least one drive wheel is arranged mechanically separated from the pedals such that the at least one auxiliary motor can be operated exclusively by the electrical energy which can be supplied by the generator and / or by an energy store, the generator being arranged in the bottom bracket of the pedal.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Tretkurbelanordnung für ein zumindest teilweise muskelbetriebenes Fahrzeug weiterzuentwickeln und insbesondere eine kompakte Bauweise mit hoher Übersetzung zu realisieren.The object of the present invention is to develop a pedal crank assembly for an at least partially muscle-powered vehicle and in particular to realize a compact design with high gear ratio.

Die erfindungsgemäße Tretkurbelanordnung für ein zumindest teilweise muskelbetriebenes Fahrzeug umfasst eine Tretkurbel mit einer Tretachse und eine koaxial um die Tretachse angeordnete Getriebevorrichtung mit einem axial benachbart angeordneten Generator, wobei die Getriebevorrichtung und der Generator in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, wobei der Generator einen stationär am Gehäuse festgelegten Stator und einen auf einer drehbaren Rotorwelle innerhalb des Stators angeordneten Rotor aufweist, wobei ferner die Getriebevorrichtung als mehrstufiges Planetengetriebe oder als Wolfromgetriebe ausgebildet ist, und wobei die Tretkurbel über die Getriebevorrichtung mit dem Generator verbunden ist, um durch die Tretkurbel erzeugte mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln.The pedal crank assembly according to the invention for an at least partially muscle-powered vehicle comprises a pedal crank with a pedal axle and a transmission device arranged coaxially about the pedal axle with an axially adjacent generator, wherein the transmission device and the generator are arranged in a common housing, wherein the generator is stationary on the housing Stator and a arranged on a rotatable rotor shaft within the stator rotor, further wherein the transmission device is formed as a multi-stage planetary gear or Wolfromgetriebe, and wherein the pedal crank is connected via the transmission device to the generator in order to generate mechanical energy generated by the crank in electrical To transform energy.

Insbesondere beträgt ein Außendurchmesser des Gehäuses höchstens 100 mm und eine Masse des Gehäuses mit der darin integrierten Getriebevorrichtung und dem Generator beträgt höchstens 3 kg. Das Gehäuse ist vorzugsweise im Rahmen des zumindest teilweise muskelbetriebenen Fahrzeugs integriert. Dadurch, dass der Generator als innenlaufende elektrische Maschine ausgebildet ist, kann die beim Betrieb entstehende Verlustwärme besonders gut abgeführt werden. Vorteilhafterweise können die Verzahnungen im Getriebe als Schrägverzahnungen ausgeführt sein, um eine Geräuschminimierung zu erzielen.In particular, an outer diameter of the housing is at most 100 mm, and a mass of the housing with the gear device integrated therein and the generator is at most 3 kg. The housing is preferably integrated in the context of the at least partially muscle-powered vehicle. Characterized in that the generator is designed as an internal electric machine, the resulting heat loss during operation can be particularly well dissipated. Advantageously, the teeth in the transmission can be designed as helical gears in order to achieve noise minimization.

Der Generator ist dazu vorgesehen, bei einer Drehung des Rotors innerhalb des Stators elektrische Energie zu erzeugen, die zumindest mittelbar zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet werden kann. Beispielsweise kann die elektrische Energie direkt in einem Hilfsmotor gespeist werden. Bevorzugt ist der Generator dazu vorgesehen, mit mindestens einen Hilfsmotor elektrisch verbunden zu werden, um den mindestens einen Hilfsmotor mit der durch den Generator umgewandelten elektrischen Energie zu betreiben. Alternativ kann die elektrische Energie in einen elektrischen Akkumulator gespeichert werden.The generator is provided to generate electrical energy upon rotation of the rotor within the stator, which can be used at least indirectly to drive the vehicle. For example, the electrical energy can be fed directly in an auxiliary engine. Preferably, the generator is intended to be electrically connected to at least one auxiliary motor for operating the at least one auxiliary motor with the electrical energy converted by the generator. Alternatively, the electrical energy can be stored in an electric accumulator.

Die Getriebevorrichtung bedarf einen besonders geringen Bauraumbedarf in radialer Richtung, wobei gleichzeitig eine hohe Übersetzung ermöglicht wird. Insbesondere weist die Getriebevorrichtung ein Übersetzungsverhältnis zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb auf, das größer als 10 ist.The transmission device requires a particularly small space requirement in the radial direction, at the same time a high translation is possible. In particular, the transmission device has a transmission ratio between a drive and an output, which is greater than 10.

Unter einer „Tretkurbel“ ist eine Hebelanordnung an einer Welle zu verstehen, wobei die Tretkurbel über Pedale an dem jeweiligen Hebel durch Treten mit den Füßen in kreisförmige Bewegung gesetzt werden kann.A "crank" is a lever assembly on a shaft to understand, the pedal crank can be set by pedaling the respective lever by kicking with the feet in circular motion.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das mehrstufige Planetengetriebe zumindest eine erste und eine zweite Planetenstufe auf, wobei die erste Planetenstufe einen erste Planetensatz mit mehreren Planeten aufweist, wobei die Planeten des ersten Planetensatzes drehbar an einem ersten Planetenträger angeordnet sind und mit einer ersten Sonne sowie mit einem Hohlrad im Zahneingriff stehen, wobei die zweite Planetenstufe einen zweiten Planetensatz mit mehreren Planeten aufweist, wobei die Planeten des zweiten Planetensatzes drehbar an einem zweiten Planetenträger angeordnet sind und mit einer zweiten Sonne sowie mit dem Hohlrad im Zahneingriff stehen.According to a preferred embodiment, the multi-stage planetary gear at least a first and a second planetary stage, wherein the first planetary stage has a first planetary set with multiple planets, wherein the planets of the first planetary set are rotatably mounted on a first planet carrier and with a first sun and with a Ring gear meshing stand, wherein the second planetary stage has a second planetary set with multiple planets, wherein the planets of the second planetary set are rotatably disposed on a second planet carrier and are in meshing engagement with a second sun and with the ring gear.

Zwei miteinander kämmende oder im Zahneingriff stehende Zahnräder sind zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl von dem einen Zahnrad auf das andere Zahnrad vorgesehen. Unter einem „Zahnrad“ ist beispielsweise ein Sonnenrad, ein Hohlrad sowie ein Planetenrad eines Planetensatzes beziehungsweise ein Stufenrad eines Stufenplanetenrads zu verstehen.Two intermeshing or meshing gears are provided for transmitting torque and rotational speed from one gear to the other gear. Under a "gear" is for example a sun gear, a ring gear and a planetary gear of a planetary gear set or a stepped wheel of a Stufenplanetenrads to understand.

Bevorzugt ist der erste Planetenträger drehfest mit der zweiten Sonne verbunden. Mithin sind die beiden Planetenstufen über den ersten Planetenträger und die zweite Sonne miteinander gekoppelt. Ferner bevorzugt ist der zweite Planetenträger drehfest mit der Tretkurbel verbunden. Somit dient der zweite Planetenträger als Antrieb der Getriebevorrichtung. Des Weiteren bevorzugt ist das Hohlrad stationär an dem Gehäuse festgelegt und somit drehfest mit dem Gehäuse verbunden. Insbesondere ist die erste Sonne drehfest mit der Rotorwelle verbunden. Somit dient die erste Sonne als Abtrieb der Getriebevorrichtung, wobei der Generator über die erste Sonne angetrieben wird.Preferably, the first planet carrier is rotatably connected to the second sun. Consequently, the two planetary stages via the first planet carrier and the second sun are coupled together. Further preferably, the second planet carrier is rotatably connected to the crank. Thus, the second planet carrier serves as a drive of the transmission device. Further preferably, the ring gear is fixedly fixed to the housing and thus rotatably connected to the housing. In particular, the first sun is rotatably connected to the rotor shaft. Thus, the first sun serves as the output of the transmission device, wherein the generator is driven by the first sun.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Wolfromgetriebe mindestens einen Stufenplanetensatz mit mehreren drehbar an einem Planetenträger gelagerten Stufenplanetenräder, wobei jedes Stufenplanetenrad ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Stufenrad aufweist, wobei das erste Stufenrad mit einer Sonne und mit einem ersten Hohlrad im Zahneingriff steht, wobei das zweite Stufenrad mit einem zweiten Hohlrad im Zahneingriff steht.According to a further preferred embodiment, the Wolfrom transmission comprises at least one stepped planetary gear set with a plurality of stepped planet gears rotatably mounted on a planetary carrier, each stepped planetary gear having first and second stepwheels rotatably connected to each other, the first stepwheel meshing with a sun and a first ring gear, wherein the second stage wheel is in meshing engagement with a second ring gear.

Unter einem „Wolfromgetriebe“ ist ein reduziertes Koppelgetriebe zu verstehen, das drei Anschlusswellen aufweist. Das Wolfromgetriebe ist ein Übersetzungsgetriebe mit einem Übersetzungsverhältnis, das größer als 10 ist. Insbesondere ist die Übersetzung des Wolfromgetriebe über eine Zähnezahldifferenz der beiden Stufenräder einstellbar.A "Wolfromgetriebe" is a reduced coupling gear to understand that has three connection shafts. The Wolfrom transmission is a transmission with a gear ratio greater than 10. In particular, the translation of the Wolfromgetriebe over a number of teeth difference of the two stage wheels is adjustable.

Vorzugsweise ist das erste Hohlrad stationär an dem Gehäuse festgelegt und somit drehfest mit dem Gehäuse verbunden. Bevorzugt ist das zweite Hohlrad drehfest mit der Tretkurbel verbunden. Somit dient das zweite Hohlrad als Antrieb der Getriebevorrichtung. Ferner bevorzugt ist die Sonne drehfest mit der Rotorwelle verbunden. Mithin dient die Sonne als Abtrieb der Getriebevorrichtung, wobei der Generator über die Sonne angetrieben wird.Preferably, the first ring gear is fixedly fixed to the housing and thus rotatably connected to the housing. Preferably, the second ring gear is rotatably connected to the crank. Thus, the second ring gear serves as a drive of the transmission device. Further preferably, the sun is rotatably connected to the rotor shaft. Thus, the sun serves as the output of the transmission device, wherein the generator is driven by the sun.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiden Figur näher dargestellt. Hierbei zeigt

1 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Tretkurbelanordnung mit einem mehrstufigen Planetengetriebe, und
2 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Tretkurbelanordnung mit einem Wolfromgetriebe.

Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of two preferred embodiments of the invention with reference to the two figures. This shows

1 a simplified schematic representation to illustrate the structure of a pedal crank assembly according to the invention with a multi-stage planetary gear, and
2 a simplified schematic representation to illustrate the structure of a pedal crank assembly according to the invention with a Wolfromgetriebe.

Gemäß den 1 und 2 weist eine erfindungsgemäße Tretkurbelanordnung für ein - hier nicht dargestelltes - zumindest teilweise muskelbetriebenes Fahrzeug, insbesondere Pedelec eine Tretkurbel 1, die um eine Tretachse 2 drehbar ist, eine Getriebevorrichtung 3 und einen Generator 4 mit einem Stator 5 sowie einem auf einer Rotorwelle 6 angeordneten Rotor 6 auf. Die Getriebevorrichtung 3 und der Generator 4 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 8 axial benachbart zueinander angeordnet. Die Tretkurbel 1 ist dabei über die Getriebevorrichtung 3 mit dem Generator 4 verbunden, um durch die Tretkurbel 1 erzeugte mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Dazu wird über die beiden an der Tretkurbel 1 angeordneten Pedale 17a, 17b eine durch die Muskelkraft eines - hier nicht dargestellten - Fahrzeugführers erzeugte Rotation in die Getriebevorrichtung 3 eingeleitet. Die Rotation der Tretkurbel 1 wird über die Getriebevorrichtung 3 ins Schnelle übersetzt, sodass die Rotorwelle 6 schneller rotiert als die Tretkurbel 1.According to the 1 and 2 has a pedal crank assembly according to the invention for a - not shown here - at least partially muscle-powered vehicle, in particular pedelec a pedal crank 1 around a pedal axis 2 is rotatable, a transmission device 3 and a generator 4 with a stator 5 and one on a rotor shaft 6 arranged rotor 6 on. The transmission device 3 and the generator 4 are in a common housing 8th axially adjacent to each other. The pedal 1 is about the gear device 3 with the generator 4 connected to the crank 1 to convert generated mechanical energy into electrical energy. This is about the two on the pedal 1 arranged pedals 17a . 17b a by the muscle power of a - not shown here - driver produced rotation in the transmission device 3 initiated. The rotation of the pedal 1 is about the transmission device 3 translated into fast, so the rotor shaft 6 rotates faster than the pedal 1 ,

Nach 1 ist die Getriebevorrichtung 2 als mehrstufiges Planetengetriebe ausgebildet und weist eine erste und eine zweite Planetenstufe 9a, 9b auf. Die erste Planetenstufe 9a umfasst einen erste Planetensatz mit mehreren Planeten 10a, wobei die Planeten 10a des ersten Planetensatzes drehbar an einem ersten Planetenträger 11a angeordnet sind und mit einer ersten Sonne 12a sowie mit einem Hohlrad 13 im Zahneingriff stehen. Die zweite Planetenstufe 9b umfasst einen zweiten Planetensatz mit mehreren Planeten 10b, wobei die Planeten 10b des zweiten Planetensatzes drehbar an einem zweiten Planetenträger 11b angeordnet sind und mit einer zweiten Sonne 12b sowie mit dem Hohlrad 13a im Zahneingriff stehen. Der erste Planetenträger 11a ist drehfest mit der zweiten Sonne 12b verbunden. Der zweite Planetenträger 11b ist drehfest mit der Tretkurbel 1 verbunden. Ferner ist das Hohlrad 13 stationär an dem Gehäuse 8 festgelegt, wobei die erste Sonne 12a drehfest mit der Rotorwelle 6 verbunden ist.To 1 is the transmission device 2 designed as a multi-stage planetary gear and has a first and a second planetary stage 9a . 9b on. The first planetary stage 9a includes a first planetary set with multiple planets 10a , where the planets 10a of the first planetary set rotatably on a first planet carrier 11a are arranged and with a first sun 12a as well as with a ring gear 13 in mesh. The second planetary stage 9b includes a second planetary set with multiple planets 10b , where the planets 10b of the second planetary set rotatably on a second planetary carrier 11b are arranged and with a second sun 12b as well as with the ring gear 13a in mesh. The first planet carrier 11a is rotatable with the second sun 12b connected. The second planet carrier 11b is rotatable with the pedal 1 connected. Further, the ring gear 13 stationary on the housing 8th set, being the first sun 12a rotatably with the rotor shaft 6 connected is.

In 2 ist die Getriebevorrichtung 2 als Wolfromgetriebe ausgebildet und weist einen Stufenplanetensatz 14 mit mehreren drehbar an einem Planetenträger 9 gelagerten Stufenplanetenrädern 15 auf. Jedes Stufenplanetenrad 15 weist ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Stufenrad 16a, 16b auf, wobei das erste Stufenrad 16a mit einer Sonne 12 und mit einem ersten Hohlrad 13a im Zahneingriff steht, und wobei das zweite Stufenrad 16a mit einem zweiten Hohlrad 13b im Zahneingriff steht. Das erste Hohlrad 13a ist stationär an dem Gehäuse 8 festgelegt. Demgegenüber ist das zweite Hohlrad 13b drehfest mit der Tretkurbel 1 verbunden. Die Sonne 12 ist drehfest mit der Rotorwelle 6 verbunden.In 2 is the transmission device 2 designed as a Wolfrom transmission and has a Stepped planet set 14 with several rotatable on a planet carrier 9 stored stepped planet wheels 15 on. Each step planetary wheel 15 has a first and a second non-rotatably connected step wheel 16a . 16b on, with the first step wheel 16a with a sun 12 and with a first ring gear 13a is in meshing engagement, and wherein the second stepwheel 16a with a second ring gear 13b is in meshing. The first ring gear 13a is stationary on the housing 8th established. In contrast, the second ring gear 13b rotatable with the crank 1 connected. The sun 12 is non-rotatable with the rotor shaft 6 connected.

Für einen zumindest teilweise elektrischen Antrieb des Fahrzeugs bei gleichzeitigem Betrieb der Tretkurbel 1 durch Muskelkraft ist der Generator 4 dazu vorgesehen, mit mindestens einen - hier nicht dargestellten - Hilfsmotor elektrisch verbunden zu werden, um den mindestens einen Hilfsmotor mit der durch den Generator 3 umgewandelten elektrischen Energie zu betreiben.For an at least partially electric drive of the vehicle with simultaneous operation of the pedal crank 1 through muscle power is the generator 4 intended to be electrically connected to at least one - not shown here - auxiliary motor to the at least one auxiliary motor with by the generator 3 to operate converted electrical energy.

Die Erfindung ist nicht auf die beiden vorhergehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann die Getriebevorrichtung 3 einen Freilauf aufweisen, der dazu vorgesehen ist, ein freies Rückwärtstreten zu ermöglichen.The invention is not limited to the two preceding embodiments. For example, the transmission device 3 have a freewheel, which is intended to allow a free Rückwärtstreten.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Tretkurbelcrank
22: Tretachsebottom bracket
33: Getriebevorrichtungtransmission device
44: Generatorgenerator
55: Statorstator
66: Rotorwellerotor shaft
77: Rotorrotor
88th: Gehäusecasing
9, 9a, 9b9, 9a, 9b: Planetenstufeplanetary stage
10a, 10b10a, 10b: Planetenplanet
11a, 11b11a, 11b: Planetenträgerplanet carrier
12, 12a, 12b12, 12a, 12b: SonneSun
13, 13a, 13b13, 13a, 13b: Hohlradring gear
1414: StufenplanetensatzStepped planet set
1515: StufenplanetenradStufenplanetenrad
16a, 16b16a, 16b: Stufenradstep gear
17a, 17b17a, 17b: Pedalepedals

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011082082 A1 [0003]DE 102011082082 A1 [0003]

Claims

Tretkurbelanordnung für ein zumindest teilweise muskelbetriebenes Fahrzeug, umfassend eine Tretkurbel (1) mit einer Tretachse (2) und eine koaxial um die Tretachse (2) angeordnete Getriebevorrichtung (3) mit einem axial benachbart angeordneten Generator (4), wobei die Getriebevorrichtung (3) und der Generator (4) in einem gemeinsamen Gehäuse (8) angeordnet sind, wobei der Generator (4) einen stationär am Gehäuse (8) festgelegten Stator (5) und einen auf einer drehbaren Rotorwelle (6) innerhalb des Stators (5) angeordneten Rotor (7) aufweist, wobei ferner die Getriebevorrichtung (2) als mehrstufiges Planetengetriebe oder als Wolfromgetriebe ausgebildet ist, und wobei die Tretkurbel (1) über die Getriebevorrichtung (3) mit dem Generator (4) verbunden ist, um durch die Tretkurbel (1) erzeugte mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln.Pedal crank arrangement for an at least partially muscle-operated vehicle, comprising a pedal crank (1) with a pedal axle (2) and a gear mechanism (3) arranged coaxially about the pedal axle (2) with an axially adjacent generator (4), wherein the gear mechanism (3) and the generator (4) are arranged in a common housing (8), wherein the generator (4) has a stationary stator (5) fixed to the housing (8) and a rotor (6) disposed inside the stator (5) Rotor (7), further wherein the transmission device (2) is designed as a multi-stage planetary gear or Wolfromgetriebe, and wherein the pedal crank (1) via the transmission device (3) to the generator (4) is connected to the pedal crank (1 ) to convert generated mechanical energy into electrical energy.

Tretkurbelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrstufige Planetengetriebe zumindest eine erste und eine zweite Planetenstufe (9a, 9b) aufweist, wobei die erste Planetenstufe (9a) einen ersten Planetensatz mit mehreren Planeten (10a) aufweist, wobei die Planeten (10a) des ersten Planetensatzes drehbar an einem ersten Planetenträger (11a) angeordnet sind und mit einer ersten Sonne (12a) sowie mit einem Hohlrad (13) im Zahneingriff stehen, wobei die zweite Planetenstufe (9b) einen zweiten Planetensatz mit mehreren Planeten (10b) aufweist, wobei die Planeten (10b) des zweiten Planetensatzes drehbar an einem zweiten Planetenträger (11b) angeordnet sind und mit einer zweiten Sonne (12b) sowie mit dem Hohlrad (13a) im Zahneingriff stehen.Pedal crank assembly Claim 1 , characterized in that the multi-stage planetary gear at least a first and a second planetary stage (9a, 9b), wherein the first planetary stage (9a) comprises a first planetary set having a plurality of planets (10a), wherein the planets (10a) of the first planetary set rotatable are arranged on a first planetary carrier (11a) and mesh with a first sun (12a) and with a ring gear (13), wherein the second planetary stage (9b) has a second planetary set with a plurality of planets (10b), wherein the planets ( 10b) of the second planetary gear set are rotatably arranged on a second planet carrier (11b) and are in meshing engagement with a second sun (12b) and with the ring gear (13a).

Tretkurbelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenträger (11a) drehfest mit der zweiten Sonne (12b) verbunden ist.Pedal crank assembly Claim 2 , characterized in that the first planetary carrier (11a) rotatably connected to the second sun (12b) is connected.

Tretkurbelanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenträger (11b) drehfest mit der Tretkurbel (1) verbunden ist.Pedal crank assembly according to one of the Claims 2 to 3 , characterized in that the second planetary carrier (11b) rotatably connected to the pedal crank (1).

Tretkurbelanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (13) stationär an dem Gehäuse (8) festgelegt ist.Pedal crank assembly according to one of the Claims 2 to 4 , characterized in that the ring gear (13) is fixedly secured to the housing (8).

Tretkurbelanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sonne (12a) drehfest mit der Rotorwelle (6) verbunden ist.Pedal crank assembly according to one of the Claims 2 to 5 , characterized in that the first sun (12a) is rotatably connected to the rotor shaft (6).

Tretkurbelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wolfromgetriebe mindestens einen Stufenplanetensatz (14) mit mehreren drehbar an einem Planetenträger (9) gelagerten Stufenplanetenräder (15) umfasst, wobei jedes Stufenplanetenrad (15) ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Stufenrad (16a, 16b) aufweist, wobei das erste Stufenrad (16a) mit einer Sonne (12) und mit einem ersten Hohlrad (13a) im Zahneingriff steht, wobei das zweite Stufenrad (16a) mit einem zweiten Hohlrad (13b) im Zahneingriff steht.Pedal crank assembly Claim 1 , characterized in that the Wolfrom transmission comprises at least one step planetary set (14) with a plurality of rotatably mounted on a planet carrier (9) stepped planet wheels (15), each Stufenplanetenrad (15) has a first and a second non-rotatably interconnected step wheel (16a, 16b) wherein the first stage wheel (16a) meshes with a sun (12) and with a first ring gear (13a), the second stage gear (16a) meshing with a second ring gear (13b).

Tretkurbelanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hohlrad (13a) stationär an dem Gehäuse (8) festgelegt ist.Pedal crank assembly Claim 7 , characterized in that the first ring gear (13a) is fixedly fixed to the housing (8).

Tretkurbelanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Hohlrad (13b) drehfest mit der Tretkurbel (1) verbunden ist.Pedal crank assembly according to one of the Claims 7 to 8th , characterized in that the second ring gear (13b) rotatably connected to the pedal crank (1).

Tretkurbelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonne (12) drehfest mit der Rotorwelle (6) verbunden ist.Pedal crank assembly according to any one of the preceding claims, characterized in that the sun (12) is non-rotatably connected to the rotor shaft (6).