DE102022116834B3

DE102022116834B3 - Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrrad, Elektrofahrrad, Verfahren für den Zusammenbau einer Antriebsvorrichtung und Verfahren zum Einstellen einer Antriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE102022116834B3
Application number: DE102022116834.4A
Authority: DE
Inventors: Stephan Happ
Original assignee: Porsche eBike Performance GmbH
Current assignee: Porsche eBike Performance GmbH
Priority date: 2022-07-06
Filing date: 2022-07-06
Publication date: 2023-09-07
Anticipated expiration: 2042-07-07
Also published as: WO2024008377A1

Abstract

In mindestens einer Ausführungsform weist die Antriebsvorrichtung (1) für ein Elektrofahrrad (100) ein erstes Gehäuseelement (41) und ein damit verbundenes zweites Gehäuseelement (42) auf. Die Antriebsvorrichtung weist ein Abstandselement (5), eine Welle (3) und ein Umlenkgetriebe (2) zur Kopplung mit einem Elektromotor einerseits und mit der Welle andererseits auf, so dass ein Drehmoment vom Elektromotor über das Umlenkgetriebe auf die Welle übertragbar ist. Das Umlenkgetriebe weist ein um eine erste Achse (A1) rotierbares erstes Getriebeelement (21) und ein damit gekoppeltes zweites Getriebeelement (22) auf, das um eine schräg zur ersten Achse verlaufende zweite Achse (A2) rotierbar ist. Das Abstandselement ist zwischen zwei einander zugewandten Gehäuseflächen (410, 420) der beiden Gehäuseelemente angeordnet, um einen Mindestabstand zwischen den beiden Gehäuseflächen vorzugeben. Die Getriebeelemente sind derart mit den Gehäuseelementen gekoppelt, dass ein maximales Spiel zwischen den beiden Getriebeelementen durch den vorgegebenen Mindestabstand zwischen den Gehäuseflächen eingestellt ist.

Description

Es werden eine Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrrad, ein Elektrofahrrad, ein Verfahren für den Zusammenbau einer Antriebsvorrichtung und ein Verfahren zum Einstellen einer Antriebsvorrichtung angegeben.
Fahrräder realisieren kostengünstige, leicht zu handhabende und emissionsfreie Fortbewegungsmittel. Sie haben auch als Sport- beziehungsweise Fitnessgeräte Verbreitung gefunden, und es haben sich für unterschiedliche sportliche Einsatzfelder besonders geeignete Typen herausgebildet.
In den letzten Jahren wächst die Begeisterung für Elektrofahrräder (insbesondere sogenannte „Pedelecs“) und das auch trotz der für Fahrräder hohen Gewichte und Preise. Bei Elektrofahrrädern ist es ein Anliegen, ein zuverlässig unterstützendes Antriebssystem bereitzustellen, welches eine hohe Leistungsübertragung ermöglicht. Es ist außerdem ein Anliegen, ein Antriebssystem bereitzustellen, das einfach zusammengebaut werden kann und einfach eingestellt werden kann.
US 2021/0284283 A1 betrifft eine Hilfsantriebsvorrichtung, die für die Verwendung mit einem Fahrrad geeignet ist. Die Hilfsantriebsvorrichtung umfasst eine Antriebseinheit, ein erstes und ein zweites Einweggetriebe, die in einem Fahrradrahmen des Fahrrads montiert werden können, eine Kurbelwelle und ein Getrieberitzel. Das erste Einweg-Getriebe ist zwischen der Antriebseinheit und dem Getrieberitzel angeschlossen. Das zweite Einweggetriebe ist zwischen der Kurbelwelle und dem Getrieberitzel montiert. Wenn das Getrieberitzel über das erste Einweggetriebe von der Antriebseinheit in Drehung versetzt, befindet sich das zweite Einweggetriebe im Leerlauf. Wird die Drehung des Getrieberitzels über das zweite Einweggetriebe von der Kurbelwelle angetrieben, befindet sich das erste Einweggetriebe im Leerlauf.
DE202014010823 U1 betrifft ein harmonisches Pinring-Getriebe mit einer Eingangswelle und mit einer Ausgangswelle wobei das harmonische Pinring-Getriebe die folgenden Merkmale aufweist: - zwei Außenräder mit je einer Innenverzahnung, - ein einziges Innenrad mit einer Außenverzahnung, das konzentrisch zu einem ersten Außenrad und in axialer Richtung im Innern des ersten Außenrads angeordnet ist, sowie - ein sich zwischen den beiden Außenrädern und dem Innenrad erstreckendes Antriebsmittel, das einen in Umfangsrichtung einstückigen Pin-Haltering und eine Vielzahl von Pins aufweist, die von dem Pin-Haltering in axialer Richtung seitlich überstehen, - ein umlaufender Transmitter zum Abheben des Antriebsmittels von der Außenverzahnung des Innenrads und zum Drücken des Antriebsmittels in die Innenverzahnungen der Außenräder, wobei die Eingangswelle antriebssseitig über ein antriebsseitiges Eingangswellen-Wälzlager in einem Getriebegehäuse und abtriebsseitig über ein abtriebsseitiges Eingangswellen-Wälzlager in dem Innenrad gelagert ist, wobei das Innenrad über ein Innenrad-Wälzlager in einem an dem Getriebegehäuse befestigten Gehäusedeckel gelagert ist.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine zuverlässige Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrrad bereitzustellen, insbesondere eine Antriebsvorrichtung mit einfach und präzise einstellbarem Spiel zwischen Komponenten der Antriebsvorrichtung. Weitere zu lösende Aufgaben bestehen darin, ein Elektrofahrrad mit einer solchen Antriebsvorrichtung, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Antriebsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Einstellen einer solchen Antriebsvorrichtung anzugeben. Diese Aufgaben werden unter anderem durch die Gegenstände der Patentansprüche 1 und 12 sowie durch die Verfahren der Patentansprüche 13 und 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der übrigen abhängigen Patentansprüche und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Zunächst wird die Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrrad angegeben.
In mindestens einer Ausführungsform weist die Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrrad ein erstes Gehäuseelement und ein damit verbundenes zweites Gehäuseelement für ein Gehäuse der Antriebsvorrichtung auf. Die Antriebsvorrichtung weist ferner ein Abstandselement und eine Welle auf. Darüber hinaus weist die Antriebsvorrichtung ein Umlenkgetriebe zur Kopplung mit einem Elektromotor einerseits und mit der Welle andererseits auf, so dass ein Drehmoment vom Elektromotor über das Umlenkgetriebe auf die Welle übertragbar ist. Das Umlenkgetriebe weist ein um eine erste Achse rotierbares erstes Getriebeelement und ein damit gekoppeltes zweites Getriebeelement auf. Das zweite Getriebeelement ist um eine schräg zur ersten Achse verlaufende zweite Achse rotierbar. Das Abstandselement ist zwischen zwei einander zugewandten Gehäuseflächen der beiden Gehäuseelemente angeordnet, um einen Mindestabstand zwischen den beiden Gehäuseflächen vorzugeben. Die Getriebeelemente sind derart mit den Gehäuseelementen gekoppelt, dass ein maximales Spiel zwischen den beiden Getriebeelementen durch den vorgegebenen Mindestabstand zwischen den Gehäuseflächen eingestellt ist.
Üblicherweise ist die Einstellung des Spiels zwischen den Getriebeelementen eines Umlenkgetriebes aufwändig. Meist muss zuerst das Umlenkgetriebe zusammengebaut werden, um das Spiel vermessen zu können. Stellt sich heraus, dass ein im Umlenkgetriebe verbautes Abstandselement, zum Beispiel eine Einstellscheibe, die falsche Dicke hat, muss das Umlenkgetriebe wieder zerlegt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Abstandselement zwischen zwei Gehäuseflächen von Gehäuseelementen verwendet. Ein solches Abstandselement ist viel leichter zugänglich und kann viel leichter ersetzt werden als ein Abstandselement im Inneren des Umlenkgetriebes.
Die Antriebsvorrichtung kann ein Gehäuse umfassen, welches zumindest teilweise durch das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement gebildet ist. Das Umlenkgetriebe ist beispielsweise im Inneren des Gehäuses angeordnet. Die Welle kann teilweise im Inneren des Gehäuses angeordnet sein und ein Abschnitt der Welle kann aus dem Gehäuse herausragen. Die Gehäuseflächen sind bevorzugt Außenflächen der Gehäuseelemente, die von außerhalb des Gehäuses zugänglich sind. Die Gehäuseelemente sind beispielsweise jeweils einstückig gebildet.
Die beiden Gehäuseelemente können direkt oder indirekt miteinander verbunden sein. Zum Beispiel sind die beiden Gehäuseelemente kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden. Die Welle ist zum Beispiel rotierbar um eine Achse parallel zur ersten Achse, insbesondere um die erste Achse, rotierbar gelagert.
Das Umlenkgetriebe, auch Winkelgetriebe genannt, ist insbesondere dazu eingerichtet, antriebsseitig mit dem Elektromotor und abtriebsseitig mit der Welle gekoppelt zu werden. Zum Beispiel ist das zweite Getriebeelement zur (direkten) Kopplung mit dem Elektromotor eingerichtet. Das erste Getriebeelement ist zum Beispiel zur Kopplung mit der Welle eingerichtet. Zum Beispiel ist das erste Getriebeelement über eine Freilaufkopplung mit der Welle gekoppelt. Zwischen dem ersten Getriebeelement und der Welle kann also insbesondere eine Freilaufkupplung der Antriebsvorrichtung vorgesehen sein oder es können das erste Getriebeelement und/oder die Welle Teil einer solchen Freilaufkupplung sein.
Das Umlenkgetriebe kann ein übersetzungsfreies Umlenkgetriebe sein, das heißt die ausgehende Drehzahl des Umlenkgetriebes ist gleich der eingehenden Drehzahl. Alternativ kann das Umlenkgetriebe eine Übersetzung, beispielsweise von mindestens einem Faktor 2, aufweisen, so dass die ausgehende Drehzahl ungleich der eingehenden Drehzahl ist.
Das erste und zweite Getriebeelement des Umlenkgetriebes sind miteinander gekoppelt, insbesondere so, dass ein Drehmoment vom zweiten Getriebeelement auf das erste Getriebeelement übertragbar ist und/oder umgekehrt. Beispielsweise ist die Kopplung derart, dass jede Rotation des zweiten Getriebeelements um die zweite Achse zu einer Rotation des ersten Getriebeelements um die erste Achse und/oder umgekehrt führt. Die Getriebeelemente sind insbesondere direkt miteinander gekoppelt. Die Kopplung zwischen dem ersten und dem zweiten Getriebeelement ist beispielsweise durch eine verzahnte Schnittstelle zwischen dem ersten und dem zweiten Getriebeelement realisiert. Beispielsweise greifen das erste und das zweite Getriebeelement direkt ineinander.
Unter eine Schnittstelle einer Kopplung wird hier insbesondere der Bereich verstanden, in dem eine Kraft oder ein Drehmoment zwischen zwei Elementen, wie den Getriebeelementen, übertragen wird. Dieser Bereich umfasst insbesondere die Kontaktpunkte zwischen zwei zueinander beweglichen Komponenten und/oder den Zwischenbereich zwischen den zueinander beweglichen Komponenten.
Die zweite Achse, um die das zweite Getriebeelement rotierbar ist, verläuft schräg zur ersten Achse, um die das erste Getriebeelement rotierbar ist. Beispielsweise schneidet die zweite Achse die erste Achse in einem Punkt oder verläuft windschief zur ersten Achse. Die erste Achse und die zweite Achse können senkrecht zueinander verlaufen oder unter einem Winkel von kleiner 90° zueinander verlaufen. Beispielsweise ist ein Winkel zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse zumindest 30° oder zumindest 45°. Dass ein Getriebeelement rotierbar ist, meint hier insbesondere, dass es relativ zu dem Gehäuse oder dem Gehäuseelement rotiert werden kann.
Das Abstandselement ist zwischen zwei einander zugewandten Gehäuseflächen der beiden Gehäuseelemente angeordnet. Die Gehäusefläche des ersten Gehäuseelements wird im Folgenden auch als erste Gehäusefläche bezeichnet, die Gehäusefläche des zweiten Gehäuseelements wird im Folgenden auch als zweite Gehäusefläche bezeichnet. Die erste Gehäusefläche ist zum Beispiel an einem Bund des ersten Gehäuseelements ausgebildet. Die beiden Gehäuseflächen können sich in Bezug auf die erste Achse axial gegenüberliegen und radial sowie azimutal miteinander überlappen.
Eine axiale Richtung in Bezug auf eine Achse meint hier und im Folgenden eine Richtung entlang der Achse. Eine azimutale Richtung in Bezug auf eine Achse meint hier und im Folgenden eine Richtung entlang einer Kreislinie um diese Achse und eine radiale Richtung in Bezug auf eine Achse meint hier und im Folgenden eine Richtung senkrecht zur azimutalen Richtung und zur axialen Richtung. Entsprechend sind die Begriffe axial, azimutal und radial zu verstehen.
Dass zwei Elemente in einer Richtung überlappen, meint hier, dass die Koordinaten der beiden Elemente für diese Richtung einen überlappenden Wertebereich haben. Anders ausgedrückt sind die Elemente in dieser Richtung dann zueinander ausgerichtet.
Das Abstandselement kann in direktem Kontakt mit der ersten und/oder der zweiten Gehäusefläche sein. Insbesondere kann der Mindestabstand, also der kleinstmögliche Abstandzwischen den beiden Gehäuseflächen durch die Dicke des Abstandselements vorgegeben sein oder dieser Dicke entsprechen. Beispielsweise ist der Mindestabstand 0,6 mm bis 1,0 mm. Entsprechend kann auch die Dicke des Abstandselements in diesem Bereich gewählt sein.
Die Getriebeelemente sind mit den Gehäuseelementen gekoppelt, und zwar derart, dass ein maximales Spiel zwischen den beiden Getriebeelementen durch den vorgegebenen Mindestabstand zwischen den Gehäuseflächen eingestellt ist. Zum Beispiel ist das erste Getriebeelement mit dem ersten Gehäuseelement gekoppelt und das zweite Getriebeelement mit dem zweiten Gehäuseelement gekoppelt. Zumindest eines der Getriebeelemente, zum Beispiel das erste Getriebeelement, kann relativ zum zugeordneten Gehäuseelement axial beweglich sein, das heißt beweglich entlang der Achse, um die das Getriebeelement rotierbar ist. Die axiale Beweglichkeit des Getriebeelements ist aber durch die Kopplung zum zugehörigen Gehäuseelement derart begrenzt, dass durch den oben genannten Mindestabstand auch ein maximales axiales Spiel zwischen den Getriebeelementen gegeben ist.
Das Spiel zwischen den beiden Getriebeelementen ist also zum Beispiel ein axiales Spiel. Das axiale Spiel korreliert jedoch zum Verdrehspiel. Mit Verdrehspiel wird der Verdrehwinkel des ersten Getriebeelements bei blockiertem zweiten Getriebeelement gemeint.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umgibt das erste Gehäuseelement das erste Getriebeelement und/oder die Welle in Bezug auf die erste Achse radial. Zum Beispiel sind das erste Getriebeelement und/oder die Welle radial vollständig von dem ersten Gehäuseelement umgeben. Das heißt, das erste Gehäuseelement verläuft in azimutaler Richtung einmal komplett um das erste Getriebeelement und/oder die Welle.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umgibt das zweite Gehäuseelement das zweite Getriebeelement in Bezug auf die zweite Achse radial, zum Beispiel radial vollständig.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das zweite Getriebeelement dem ersten Getriebeelement in einer ersten axialen Richtung, parallel zur ersten Achse, nachgeordnet. Das erste Getriebeelement kann innerhalb vorgegebener Grenzen axial, parallel zur ersten Achse, beweglich relativ zum zweiten Getriebeelement und/oder zum ersten Gehäuseelement und/oder zur Welle sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Gehäusefläche des zweiten Gehäuseelements der Gehäusefläche des ersten Gehäuseelements in der ersten axialen Richtung nachgeordnet. Insbesondere kann die Gehäusefläche des ersten Gehäuseelements in die erste axiale Richtung zeigen und die Gehäusefläche des zweiten Gehäuseelements in eine zweite axiale Richtung, antiparallel zur ersten axialen Richtung, zeigen.
Das zweite Getriebeelement ist den beiden Gehäuseflächen zum Beispiel in der ersten axialen Richtung nachgeordnet. In Bezug auf die erste Achse können die beiden Gehäuseflächen axial überlappend mit dem ersten Getriebeelement angeordnet sein. In Bezug auf die erste Achse sind die beiden Gehäuseflächen zum Beispiel radial versetzt zum ersten Getriebeelement angeordnet, zum Beispiel radial weiter außen als das erste Getriebeelement.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind das erste Getriebeelement und das erste Gehäuseelement einer ersten Baugruppe zugeordnet. Außerdem kann die Welle der ersten Baugruppe zugeordnet sein. Beispielsweise sind alle Elemente einer Baugruppe miteinander gekoppelt und/oder verbunden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind das zweite Gehäuseelement und das zweite Getriebeelement einer zweiten Baugruppe zugeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die beiden Baugruppen lösbar miteinander verbunden, insbesondere zerstörungsfrei lösbar. Die beiden Baugruppen sind zum Beispiel so miteinander verbunden, dass zur Lösung der Verbindung die erste Baugruppe in eine zweite axiale Richtung, parallel zur ersten Achse, weg von der zweiten Baugruppe bewegt wird. Die Verbindung zwischen den beiden Baugruppen ist beispielsweise vollständig oder teilweise durch die Verbindung zwischen den beiden Gehäuseelementen hergestellt. Entsprechend kann die Verbindung zwischen den Gehäuseelementen lösbar sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die beiden Gehäuseelemente über eine Schraubverbindung miteinander verbunden. Zur Lösung der Verbindung zwischen den beiden Gehäuseelementen wird zum Beispiel das erste Gehäuseelement relativ zum zweiten Gehäuseelement sowohl in die zweite axiale Richtung bewegt als auch um die erste Achse rotiert. Zum Herstellen der Verbindung wird das erste Gehäuseelement beispielsweise relativ zum zweiten Gehäuseelement in die erste axiale Richtung bewegt und dabei um die erste Achse rotiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen das erste und das zweite Gehäuseelement jeweils ein Gewinde auf, wobei die beiden Gewinde für die Schraubverbindung ineinander greifen. Zum Beispiel weist das zweite Gehäuseelement ein Innengewinde und das erste Gehäuseelement ein Außengewinde auf oder umgekehrt. Zum Herstellen der Verbindung zwischen den Gehäuseelementen wird zum Beispiel das erste Gehäuseelement beziehungsweise die erste Baugruppe in das zweite Gehäuseelement beziehungsweise in die zweite Baugruppe geschraubt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das erste Gehäuseelement zumindest einen in Bezug auf die erste Achse radial nach außen vorstehenden Vorsprung auf. Die erste Gehäusefläche ist beispielsweise an dem Vorsprung ausgebildet.
Das erste Gehäuseelement kann mehrere solche Vorsprünge aufweisen, wobei dann beispielsweise an jedem dieser Vorsprünge eine erste Gehäusefläche ausgebildet ist. Die Vorsprünge sind in Bezug auf die erste Achse in azimutaler Richtung zum Beispiel äquidistant angeordnet und/oder gleichmäßig um die erste Achse verteilt.
Der zumindest eine Vorsprung ist in der ersten axialen Richtung beispielsweise vor dem ersten Getriebeelement und/oder vor dem zweiten Gehäuseelement angeordnet. Zum Beispiel ist der Vorsprung in der zweiten axialen Richtung gesehen am Ende des ersten Gehäuseelements ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Abstandselement ringförmig oder ringsegmentförmig. Zum Beispiel erstreckt sich das Abstandselement in Bezug auf die erste Achse in azimutaler Richtung teilweise oder vollständig um die erste Achse. Das Abstandselement kann insbesondere eine Einstellscheibe sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Abstandselement von außerhalb der Gehäuseelemente, insbesondere von außerhalb des Gehäuses, frei zugänglich. Zum Beispiel ist das Abstandselement in Bezug auf die erste Achse in radialer Richtung freigelegt, das heißt in radialer Richtung nicht von dem Gehäuse umgeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Antriebsvorrichtung so eingerichtet, dass das Abstandselement von den Gehäuseelementen, insbesondere von dem Gehäuse, ohne vollständiges Lösen der Verbindung zwischen den Gehäuseelementen trennbar ist. Dadurch ist ein Auswechseln des Abstandselements ermöglicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Abstandselement bezüglich der Gehäuseelemente zwischen zwei Positionen bewegbar angeordnet. Zum Beispiel ist das Abstandselement bezüglich der beiden Gehäuseelemente rotierbar um die erste Achse angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist in einer ersten Position ein erster Abschnitt des Abstandselements zwischen den Gehäuseflächen angeordnet, um den Mindestabstand zwischen den beiden Gehäuseflächen vorzugeben. Beispielsweise bestimmt die Dicke des ersten Abschnitts des Abstandselements den Mindestabstand zwischen den Gehäuseflächen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt in einer zweiten Position der erste Abschnitt außerhalb des Bereichs zwischen den Gehäuseflächen. Der Mindestabstand zwischen den Gehäuseflächen ist dann beispielsweise unabhängig von dem Abstandselement. Zum Beispiel kann der Abstand der beiden Gehäuseflächen dann geringer eingestellt werden als der Mindestabstand. Die Gehäuseflächen können beispielsweise in Kontakt miteinander gebracht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist in der zweiten Position das Abstandselement von den Gehäuseelementen trennbar, beispielsweise durch axiale Verschiebung relativ zum Gehäuseelement, insbesondere in die zweite axiale Richtung. Zum Beispiel kann in der zweiten Position das Abstandselement in axialer Richtung abgezogen werden, ohne eine zusätzliche Bewegung des Abstandselements in eine andere Richtung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Abstandselement drehbar um die erste Achse und durch Drehung zwischen den beiden Positionen hin und her bewegbar. Für die Bewegung zwischen den beiden Positionen muss das Abstandselement beispielsweise um einen Winkel von zumindest 10° und/oder höchstens 90° gedreht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Abstandselement einen zweiten Abschnitt auf. Zum Beispiel ist der zweite Abschnitt dem ersten Abschnitt bezüglich der ersten Achse in azimutaler Richtung nachgeordnet beziehungsweise azimutal neben dem ersten Abschnitt angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der erste Abschnitt in Bezug auf die erste Achse radial breiter als der zweite Abschnitt. Das heißt, die Ausdehnung des ersten Abschnitts in radialer Richtung ist größer als die Ausdehnung des zweiten Abschnitts in radialer Richtung. Zum Beispiel ist der erste Abschnitt radial zumindest doppelt so breit wie der erste Abschnitt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist, in der ersten Position, der erste Abschnitt in Bezug auf die erste Achse axial zwischen den beiden Gehäuseflächen und radial und azimutal überlappend mit den beiden Gehäuseflächen angeordnet. Das heißt, der erste Abschnitt überlappt in azimutaler und radialer Richtung mit den beiden Gehäuseflächen und liegt in axialer Richtung zwischen den beiden Gehäuseflächen. Dadurch wird der Mindestabstand zwischen den beiden Gehäuseflächen zum Beispiel durch die Dicke des Abstandselements bestimmt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist, in der zweiten Position, der zweite Abschnitt in Bezug auf die erste Achse axial zwischen den beiden Gehäuseflächen, azimutal überlappend mit den beiden Gehäuseflächen und radial außerhalb des Bereichs zwischen den Gehäuseflächen angeordnet. Das heißt, in radialer Richtung überlappt der zweite Abschnitt nicht mit dem Bereich zwischen den Gehäuseflächen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist, in der zweiten Position, das Abstandselement durch axiales Verschieben relativ zu den Gehäuseelementen, insbesondere in die zweite axiale Richtung, von den Gehäuseelementen trennbar. Zum Beispiel kann das Abstandselement dann über das erste Gehäuseelement hinweg abgezogen werden.
Durch die Gestaltung des Abstandselements mit einem ersten und zweiten Abschnitt und entsprechender Form der Gehäuseelemente kann das Abstandselement wie durch einen Bajonettverschluss zwischen den Gehäuseflächen der Gehäuseelemente fixiert werden und wieder gelöst werden.
Das Abstandselement kann mehrere erste Abschnitte und zweite Abschnitte aufweisen, die in azimutaler Richtung (in Bezug auf die erste Achse) beispielsweise alternierend angeordnet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Umlenkgetriebe ein Kegelradgetriebe. Das erste Getriebeelement ist dann beispielsweise ein Tellerrad und das zweite Getriebeelement ein Kegelritzel.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Welle eine Tretkurbelwelle, das heißt eine Welle, an der eine Tretkurbel montiert ist oder montierbar ist.
Als nächstes wird das Elektrofahrrad angegeben. Bei dem Elektrofahrrad handelt es sich beispielsweise um ein so genanntes Pedelec.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst das Elektrofahrrad eine Antriebsvorrichtung gemäß einer der hier beschriebenen Ausführungsformen. Darüber hinaus umfasst das Elektrofahrrad einen Elektromotor, wobei der Elektromotor mit dem Umlenkgetriebe gekoppelt ist, sodass ein Drehmoment des Elektromotors über das zweite Getriebeelement auf das erste Getriebeelement übertragen wird. Ferner kann das Elektrofahrrad eine Steuerelektronik aufweisen, um den Elektromotor anzusteuern.
Als nächstes wird das Verfahren für den Zusammenbau einer Antriebsvorrichtung angegeben. Das Verfahren eignet sich insbesondere für den Zusammenbau einer Antriebsvorrichtung gemäß einer der hier beschriebenen Ausführungsformen. Alle im Zusammenhang mit dem Verfahren für den Zusammenbau offenbarten Merkmale sind daher auch für die Antriebsvorrichtung offenbart und umgekehrt.
In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens für den Zusammenbau einer Antriebsvorrichtung wird eine erste Baugruppe bereitgestellt, die ein erstes Getriebeelement für ein Umlenkgetriebe und ein erstes Gehäuseelement für ein Gehäuse umfasst. Ferner wird eine zweite Baugruppe bereitgestellt, die ein zweites Getriebeelement für das Umlenkgetriebe und ein zweites Gehäuseelement für das Gehäuse umfasst. Die beiden Baugruppen werden verbunden, wobei die beiden Gehäuseelemente miteinander verbunden werden. Außerdem werden die beiden Getriebeelemente für eine Drehmomentübertragung miteinander gekoppelt. Ferner wird zwischen zwei Gehäuseflächen der beiden Gehäuseelemente ein Abstandselement angeordnet, um einen Mindestabstand zwischen den beiden Gehäuseflächen vorzugeben. Die Getriebeelemente sind jeweils derart mit dem Gehäuseelement der zugeordneten Baugruppe gekoppelt, dass durch den vorgegebenen Mindestabstand ein maximales Spiel zwischen den Getriebeelementen eingestellt wird.
Beim Verbinden der beiden Baugruppen werden die Gehäuseelemente beispielsweise form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden. Zum Beispiel werden die Gehäuseelemente ineinander geschraubt. Das Koppeln der beiden Getriebeelemente kann gleichzeitig mit dem Verbinden der Baugruppen beziehungsweise der Gehäuseelemente erfolgen oder anschließend.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind nach dem Verbinden der beiden Gehäuseelemente beziehungsweise Baugruppen das erste Getriebeelement um eine erste Achse rotierbar und das zweite Getriebeelement um eine schräg zu der ersten Achse verlaufenden zweiten Achse rotierbar. Die erste Baugruppe kann zudem eine Welle umfassen, die nach dem Verbinden der Baugruppen rotierbar ist, insbesondere um die erste Achse.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird beim Verbinden der beiden Baugruppen die erste Baugruppe in eine axiale Richtung parallel zur ersten Achse auf die zweite Baugruppe zubewegt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das Abstandselement in Bezug auf die erste Achse axial zwischen den Gehäuseflächen angeordnet. Die beiden Gehäuseflächen werden dann beispielsweise jeweils in Kontakt mit dem Abstandselement gebracht.
Als nächstes wird das Verfahren zum Einstellen einer Antriebsvorrichtung angegeben. Mit dem Verfahren kann beispielsweise eine Antriebsvorrichtung gemäß einer der hier beschriebenen Ausführungsformen eingestellt werden. Alle im Zusammenhang mit der Antriebsvorrichtung offenbarten Merkmale sind daher auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
In mindestens einer Ausführungsform wird bei dem Verfahren überprüft, ob das durch das Abstandselement eingestellte maximale Spiel zwischen den Getriebeelementen gestellten Anforderungen entspricht. Falls dies nicht der Fall ist, wird das Abstandselement durch ein anderes Abstandselement ersetzt, durch welches ein anderer Mindestabstand zwischen den beiden Gehäuseflächen vorgegeben wird und entsprechend ein anderes maximales Spiel zwischen den Getriebeelementen eingestellt wird.
Die gestellten Anforderungen umfassen beispielsweise eine Leichtläufigkeit des Übersetzungsgetriebes und/oder Geräusche, die beim Betreiben des Übersetzungsgetriebes erzeugt werden.
Das andere Abstandselement kann eine andere Dicke aufweisen als das zuvor verwendete Abstandselement. Bis auf die Dicke können die Abstandselemente identisch ausgeführt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird bei dem Verfahren zum Einstellen der Antriebsvorrichtung eine Antriebsvorrichtung verwendet, bei der das Abstandselement von außerhalb der Gehäuseelemente frei zugänglich ist und von den Gehäuseelementen ohne vollständiges Lösen der Verbindung zwischen den Gehäuseelementen trennbar ist. Zum Ersetzen des Abstandselements wird dann die Verbindung zwischen den beiden Gehäuseelementen bevorzugt nicht vollständig gelöst, beispielsweise nur teilweise gelöst oder gelockert. Das heißt, beim Ersetzen des Abstandselements bleiben die beiden Gehäuseelemente miteinander verbunden.
Nachfolgend wird eine hier beschriebene Antriebsvorrichtung, ein hier beschriebenes Elektrofahrrad, ein hier beschriebenes Verfahren für den Zusammenbau einer Antriebsvorrichtung und ein hier beschriebenes Verfahren zum Einstellen einer Antriebsvorrichtung unter Bezugnahme auf Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Soweit Elemente oder Bauteile in den verschiedenen Figuren in ihrer Funktion übereinstimmen, wird ihre Beschreibung nicht für jede der folgenden Figuren wiederholt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind Elemente möglicherweise nicht in allen Abbildungen mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel eines Elektrofahrrads,
2 ein Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung in Querschnittsansicht,
3 ein vergrößerter Ausschnitt des Ausführungsbeispiels der 2,
4 ein Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht von außen,
5 ein Ausführungsbeispiel eines ersten Gehäuseelements in einer Draufsicht,
6 ein Ausführungsbeispiel eines Abstandselements in einer Draufsicht,
7 und 8 verschiedene Positionen in einem Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung während des Abtrennens des Abstandselements,
9 und 10 verschiedene Positionen in einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Zusammenbau einer Antriebsvorrichtung, und
11 eine Position in einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Einstellen einer Antriebsvorrichtung.

1 zeigt schematisch ein Elektrofahrrad 100 mit einem Fahrradrahmen 50, welcher unter anderem einen unteren Rahmenabschnitt 60 aufweist, welcher ein Unterrohr ausbildet. Der Rahmenabschnitt 60 erstreckt sich in Richtung eines Tretlagers, welches eine Tretkurbel 40 umfasst, die mit einer Antriebsvorrichtung 1 für das Elektrofahrrad 100 gekoppelt oder koppelbar ist. Die Antriebsvorrichtung 1 ist mit einem Elektromotor gekoppelt oder koppelbar. Der Elektromotor ist hier beispielsweise im Sattelrohr des Rahmens 50 angeordnet.
In der 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung 1 in Querschnittsansicht gezeigt. Beispielsweise handelt es sich um die Antriebsvorrichtung 1, die in dem Elektrofahrrad 100 der 1 verwendet ist. Die 3 zeigt einen Ausschnitt der 2 vergrößert. 4 zeigt eine Ansicht dieser Antriebsvorrichtung 1 von außen.
Die Antriebsvorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 4 mit zwei Gehäuseelementen 41, 42. Das Gehäuse 4 besteht zum Beispiel aus Plastik oder Aluminium. Innerhalb des Gehäuses 4 ist ein Umlenkgetriebe 2 angeordnet. Das Umlenkgetriebe 2 umfasst ein erstes Getriebeelement 21 und ein zweites Getriebeelement 22. Vorliegend handelt es sich bei dem Umlenkgetriebe 2 um ein Kegelradgetriebe. Das erste Getriebeelement 21 ist ein Tellerrad und das zweite Getriebeelement 22 ein Kegelritzel.
In der 2 sind außerdem Achsen A1 und A2 eingezeichnet. Das Tellerrad 21 ist (relativ zum Gehäuse 4) rotierbar um die erste Achse A1 gelagert, das Kegelritzel 22 ist (relativ zum Gehäuse 4) rotierbar um die Achse A2 gelagert. Die Achsen A1 und A2 stehen senkrecht aufeinander. In der 2 sind auch eine radiale Richtung R_1 und eine azimutale Richtung C_1 in Bezug auf die erste Achse A1 eingezeichnet. Bei der radialen Richtung R_1 handelt es sich um eine Richtung senkrecht zur erste Achse A1 und durch die erste Achse A1 und bei der azimutalen Richtung C_1 um eine Richtung senkrecht zur ersten Achse A1, senkrecht zur radialen Richtung R_1 und um die Achse A1 herum. In der Darstellung der 2 zeigt die azimutale Richtung C_1 in die Papierebene.
Das Tellerrad 21 umgibt in radialer Richtung R_1 eine Welle 3 der Antriebsvorrichtung 1. Die Welle 3 ist ebenfalls rotierbar um die erste Achse A1 gelagert. Bei der Welle 3 handelt es sich vorliegend um eine Kettenblattwelle. Die Welle 3 ist aus dem Gehäuse 4 herausgeführt und ist mit einem Kettenblatt verbindbar (siehe auch 4). Die Welle 3 ist eine Hohlwelle.
Die Antriebsvorrichtung 1 der 2 ist so eingerichtet, dass das Kegelritzel 22 mit einem Elektromotor für das Elektrofahrrad koppelbar ist. Eine Drehrichtung des Rotors des Elektromotors kann parallel zur Achse A2 und/oder parallel zur Längsachse des Sattelrohrs verlaufen.
Durch die vom Elektromotor bereitgestellte Energie wird das Kegelritzel 22 angetrieben, nämlich um die zweite Achse A2 rotiert. Das Kegelritzel 22 ist über eine Schnittstelle 212 mit dem Tellerrad 21 gekoppelt. Bei der Schnittstelle 212 handelt es sich um eine Verzahnungsschnittstelle. Durch die Kopplung über die Schnittstelle 212 führt die Rotation des Kegelritzels 22 zu einer Rotation des Tellerrads 21 um die erste Achse A1.
Zwischen dem Tellerrad 21 und der Welle 3 ist eine Kupplung 230 vorgesehen (siehe 3). Bei der Kupplung 230 handelt es sich vorliegend zum Beispiel um eine Freilaufkupplung. Es könnte aber auch eine andere mechanische Kupplung oder eine Wirbelstromkupplung verwendet sein.
Die Freilaufkupplung ermöglicht es, dass die Welle 3 in eine erste Rotationsrichtung, beispielsweise im oder gegen den Uhrzeigersinn, relativ zum Tellerrad 21 rotieren kann. Andersherum kann das Tellerrad 21 aber in der ersten Rotationsrichtung nicht relativ zur Welle 3 rotieren. Maximal kann das Tellerrad 21 zusammen mit der Welle, also gleichschnell wie die Welle 3, in der ersten Rotationsrichtung rotieren. Dabei wird durch eine Kopplung zwischen dem Tellerrad 21 und der Welle 3, bereitgestellt durch die Kupplung 230, eine die Rotation unterstützendes Drehmoment von dem Tellerrad 21 auf die Welle übertragen.
Um die Rotation des Tellerrads 21 relativ zur Welle 3 zu erleichtern und um auftretende Kräfte abzustützen, umfasst die Antriebsvorrichtung 1 zwei Lager 231, 232 (siehe 3). Die Freilaufkupplung 230 ist in Bezug auf die erst Achse A1 axial zwischen den beiden Lagern 231, 232 angeordnet. Bei den Lagern 231, 232 handelt es sich um Wälzlager, insbesondere Zylinderrollenlager, zum Beispiel Kugellager.
Bei der Antriebsvorrichtung 1 des in der 2 gezeigten Ausführungsbeispiels ist das Tellerrad 21 in Bezug auf die erste Achse A1 relativ zur Welle 3 und zum Kegelritzel 22 sowie relativ zum Gehäuse 4 axial beweglich angeordnet und zwar innerhalb vorgegebener Grenzen. Zum einen ist die axiale Bewegung des Tellerrads 21 in eine erste axiale Richtung A_11 auf das Kegelritzel 22 zu durch ein Anschlagen an das Kegelritzel 22 begrenzt. In die entgegengesetzte, zweite axiale Richtung A_12 ist die Bewegung des Tellerrads 21 durch ein Anschlagen an eine Anschlagfläche 30 begrenzt. Die Anschlagfläche 30 ist Teil eines Elements 32, das an der Welle 3 axial fixiert ist. Es könnte die Anschlagfläche 30 aber auch Teil der Welle 3 sein, also integral oder einstückig mit der Welle 3 geformt sein.
Zwischen dem Kegelritzel 22 und dem Tellerrad 21 im Bereich der Schnittstelle 212 ist ein Spiel. Das maximale Spiel zwischen dem Kegelritzel 22 und dem Tellerrad 21 ist dadurch vorgegeben, wie weit sich das Tellerrad 21 in der zweiten axialen Richtung A_12 von dem Kegelritzel 22 wegbewegen kann, was wiederum durch die axiale Position der Anschlagfläche 30 festgelegt ist. Die Anschlagfläche 30 wiederum ist zum ersten Gehäuseelement 41 axial fixiert. Das Kegelritzel 22 ist in Bezug auf die erste Achse A1 axial zum zweiten Gehäuseelement 42 fixiert. Das heißt, insgesamt ist das maximale Spiel zwischen dem Kegelritzel 22 und dem Tellerrad 21 im Bereich der Schnittstelle 212 durch die Positionen der Gehäuseelemente 41, 42 entlang der ersten Achse A1 bestimmt.
Die in Bezug auf die erste Achse A1 axialen Positionen der Gehäuseelemente 41, 42 relativ zueinander sind hier durch ein Abstandselement 5 vorgegeben, das zwischen einer ersten Gehäusefläche 410 des ersten Gehäuseelements 41 und einer zweiten Gehäusefläche 420 des zweiten Gehäuseelements 42 angeordnet ist (siehe 3). Die Gehäusefläche 410 des ersten Gehäuseelements 41 ist an einem Bund des ersten Gehäuseelements 41, insbesondere im Bereich eines in Bezug auf die erste Achse A1 radial nach außen vorstehenden Vorsprungs 411, ausgebildet. Durch die Dicke des Abstandselements 5, gemessen entlang der ersten Achse A1, ist der Mindestabstand zwischen den beiden Gehäuseflächen 410, 420 vorgegeben. Durch den durch das Abstandselement 5 vorgegebenen Mindestabstand zwischen den Gehäuseflächen 410, 420 ist also letztendlich das maximale Spiel zwischen den Getriebeelementen in 21, 22 an der Schnittstelle 212 eingestellt.
Wie aus den 2 und 3 eindeutig ersichtlich ist, kann durch die Änderung der Dicke des Abstandselements 5 das maximale Spiel an der Schnittstelle 212 eingestellt werden. Eine größere Dicke des Abstandselements 5 führt zu einem größeren Mindestabstand zwischen den beiden Gehäuseflächen 410, 420 und damit zu einem größeren maximalen Spiel, wohingegen eine kleinere Dicke zu einem geringeren Mindestabstand und entsprechend zu einem geringeren maximalen Spiel führt.
Wie aus den 2 und 3 und noch deutlicher in der 4 ersichtlich ist, ist das Abstandselement 5 von außerhalb des Gehäuses 4 frei zugänglich. Vorliegend ist die Antriebsvorrichtung 1 so eingerichtet, dass das Abstandselement 5 von dem Gehäuse 4 getrennt werden kann, ohne das Gehäuse 4 vollständig zu öffnen, insbesondere ohne die Gehäuseelemente 41, 42 vollständig voneinander zu lösen. Dies wird im Folgenden anhand der 5 bis 8 näher erläutert.
In der 5 ist eine Draufsicht auf das erste Gehäuseelement 41 der Antriebsvorrichtung 1 der 2 bis 4 gezeigt und zwar bei Blickrichtung in die erste axiale Richtung A_11. Außerdem sind die in Bezug auf die erste Achse A1 radiale Richtung R_1 und azimutale Richtung C_1 dargestellt. In der 5 ist zu sehen, dass das erste Gehäuseelement 41 mehrere radial nach außen vorstehende Vorsprünge 411 aufweist. Azimutal zwischen den Vorsprüngen 411 sind Abschnitte 412 angeordnet. Die Vorsprünge 411 haben in radialer Richtung R_1 gemessen eine größere Breite als die Abschnitte 412 und stehen in radialer Richtung weiter nach außen hervor als die Abschnitte 412. An der nicht sichtbaren Seite der Vorsprünge 411 ist die erste Gehäusefläche 410 ausgebildet.
6 zeigt das Abstandselement 5 der Antriebsvorrichtung 1 der 2 bis 4 auch mit Blickrichtung entlang der ersten Achse A1 und in die erste axiale Richtung A_11. Das Abstandselement 5 umfasst mehrere erste Abschnitte 51 und mehrere zweite Abschnitte 52, die in azimutaler Richtung C_1 alternierend angeordnet sind. Die ersten Abschnitte 51 weisen eine in radiale Richtung R_1 gemessen größere Breite als die zweiten Abschnitte 52 auf und stehen radial nach innen weiter hervor.
In der 7 ist eine Anordnung des Abstandselements 5 relativ zum ersten Gehäuseelement 41 bei der gleichen Blickrichtung wie in den 5 und 6 dargestellt. Diese Anordnung entspricht der Anordnung in den 2 bis 4, bei dem der Mindestabstand zwischen den Gehäuseflächen 410, 420 der Gehäuseelemente 41, 42 durch das Abstandselement 5 vorgegeben ist. Die ersten Abschnitte 51 des Abstandselements 5 sind hinter den Vorsprüngen 411 des ersten Gehäuseelements 41 angeordnet, sodass die ersten Abschnitte 51 axial zwischen den Gehäuseflächen 410, 420 und radial sowie azimutal überlappend mit den Gehäuseflächen 410, 420 angeordnet sind.
In der 8 ist eine Anordnung zwischen dem Gehäuseelement 41 und dem Abstandselement 5 gezeigt, bei der das Abstandselement 5 den Mindestabstand zwischen den Gehäuseflächen 410, 420 der Gehäuseelemente 41, 42 nicht vorgibt, das heißt der Mindestabstand ist unabhängig von dem Abstandselement 5. Verglichen mit der in der 7 dargestellten ersten Position des Abstandselements 5 ist in der 8 das Abstandselement 5 relativ zum ersten Gehäuseelement 41 in eine zweite Position gedreht und zwar um die erste Achse A1. Dadurch wurden die ersten Abschnitte 51 des Abstandselements 5 aus den Bereichen hinter den Vorsprüngen 411 hervorgeholt und überlappen nun in azimutaler und radialer Richtung nicht mehr mit den Vorsprüngen 411. Stattdessen überlappen die ersten Abschnitte 51 azimutal mit den Abschnitten 412 und dafür die zweiten Abschnitte 52 azimutal mit den Vorsprüngen 411. Da aber, insbesondere durch die geringeren Breiten der Abschnitte 412, die ersten Abschnitte 51 des Abstandselement 5 nun radial nicht mit den Abschnitten 412 des ersten Gehäuseelements 41 überlappen und darüber hinaus die zweiten Abschnitte 52 des Abstandselement 5, unter anderem durch ihre geringeren Breiten, radial nicht mit den Vorsprüngen 411 des ersten Gehäuseelements 41 überlappen, kann in dieser zweiten Position das Abstandselement 5 in der zweiten axialen Richtung A_12 einfach von dem Gehäuse 4 über das erste Gehäuseelement 41 hinweg abgezogen werden.
Insgesamt funktioniert das Verriegeln des Abstandselements 5 mit dem Gehäuse 4 beziehungsweise das Abtrennen des Abstandselements 5 von dem Gehäuse 4 also ähnlich wie ein Bajonettverschluss.
Da das Abstandselement 5 in seiner ersten Position zur Vorgabe des Mindestabstands zwischen den Gehäuseflächen 410, 420 bevorzugt eingeklemmt ist, kann es zum Abtrennen des Abstandselements 5 erforderlich sein, den Abstand zwischen den Gehäuseflächen 410, 420 etwas zu vergrößern. Um dies zu ermöglichen, ist die Verbindung zwischen den Gehäuseelementen 41, 42 beispielsweise als Schraubverbindung realisiert, wobei das erste Gehäuseelement 41 ein Außengewinde und das zweite Gehäuseelement 42 ein Innengewinde aufweist. Die Schnittstelle 421, an der die beiden Gewinde ineinandergreifen, ist in der 2 gezeigt. Durch leichtes Drehen des ersten Gehäuseelements 41 relativ zum zweiten Gehäuseelement 42 bewegt sich das erste Gehäuseelement 41 in die zweite axiale Richtung A_12 relativ zum zweiten Gehäuseelement 42, wodurch der Abstand zwischen den beiden Gehäuseflächen 410, 420 vergrößert wird.
In den 9 und 10 ist ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens für den Zusammenbau einer Antriebsvorrichtung 1 anhand von zwei Positionen gezeigt. Vorliegend ist die Antriebsvorrichtung 1 der 1 bis 4 zusammengebaut.
In der ersten Position der 9 sind eine erste Baugruppe 6 umfassend das erste Gehäuseelement 41, die Welle 3 und das Tellerrad 21 bereitgestellt. Diese drei Elemente der ersten Baugruppe sind miteinander gekoppelt. Außerdem ist eine zweite Baugruppe 7 umfassend das Kegelritzel 22 und das zweite Gehäuseelement 22 bereitgestellt, die ebenfalls miteinander gekoppelt sind. In der 9 wird die erste Baugruppe 6 in die erste axiale Richtung A_11 auf die zweite Baugruppe 7 zubewegt und dabei werden die beiden Gehäuseelemente 41, 42 über das Ineinandergreifen der Gewinde miteinander verbunden. Außerdem werden die Getriebeelemente 21, 22 miteinander gekoppelt.
In der 10 ist eine Position gezeigt, in der die beiden Baugruppen 6, 7 soweit miteinander verbunden sind, dass zwischen den Gehäuseflächen 410, 420 der Gehäuseelemente 41,42 ein Abstand bleibt. Nun kann das Abstandselement 5 in die erste axiale Richtung A_11 über die Welle 3 und das erste Gehäuseelement 41 geschoben werden und dann durch eine Drehung zwischen den Gehäuseflächen 410, 420 verriegelt werden, so wie es im Zusammenhang mit den 7 und 8 beschrieben ist. Werden nun die beiden Gehäuseelemente 41, 42 durch Zuziehen der Schraubverbindung noch näher aneinander gebracht, geht dies nur soweit, bis beide Gehäuseflächen 410, 420 an das Abstandselement 5 stoßen. Der Mindestabstand zwischen den Gehäuseflächen 410, 420 ist damit durch die Dicke des Abstandselement 5 vorgegeben und entsprechend ist das maximale Spiel zwischen den Getriebeelementen 21, 22 an der Schnittstelle 212 eingestellt.
Stellt sich heraus, dass das eingestellte Spiel an der Schnittstelle 212 bestimmte Anforderungen an die Antriebsvorrichtung 1 nicht erfüllt, kann das Abstandselement 5 einfach durch ein dickeres oder dünneres Abstandselement 5 ersetzt werden, um einen größeren oder kleineren Mindestabstand vorzugeben und entsprechend ein größeres oder kleineres maximales Spiel vorzugeben. Dies ist in der 11 beispielhaft gezeigt, wobei ein dickeres Abstandselement 5 verwendet wird.
Zum Ersetzen des Abstandselements 5 der 10 durch das dickere Abstandselement 5 der 11 muss das Gehäuse 4 umfassend das erste Gehäuseelement 41 und das zweite Gehäuseelement 42 nicht komplett geöffnet werden, denn es reicht beispielsweise, die Schraubverbindung zwischen den Gehäuseelementen 41, 42 leicht zu lockern, dann das Abstandselement 5 der 10 zu drehen und daraufhin von den Gehäuseelementen 41, 42 zu trennen (siehe 7 und 8). Das dickere Abstandselement 5 der 11 kann danach in die erste axiale Richtung A_11 über die Welle 3 und das erste Gehäuseelement 41 geschoben werden und durch Verdrehung zwischen den Gehäuseflächen 410, 420 gesichert werden. Durch Zuziehen der Schraubverbindung wird dann das dickere Abstandselement 5 zwischen den Gehäuseflächen 410, 420 eingeklemmt und gibt den neuen, größeren Mindestabstand zwischen den Gehäuseflächen 410, 420 vor.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn diese Merkmale oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsvorrichtung
2: Umlenkgetriebe
3: Welle
4: Gehäuse
5: Abstandselement
6: erste Baugruppe
7: zweite Baugruppe
21: erstes Getriebeelement
22: zweites Getriebeelement
30: Anschlagfläche
32: Element
40: Tretkurbel
41: erstes Gehäuseelement
42: zweites Gehäuseelement
50: Fahrradrahmen
51: erster Abschnitt
52: zweiter Abschnitt
60: Rahmenabschnitt
100: Elektrofahrrad
212: Schnittstelle
230: Kupplung
231: Lager
232: Lager
410: erste Gehäusefläche
411: Vorsprung
412: Abschnitt
420: zweite Gehäusefläche
421: Schnittstelle
A1: erste Achse
A2: zweite Achse
A_11: erste axiale Richtung
A_12: zweite axiale Richtung
R_1: radiale Richtung
C_1: azimutale Richtung

Claims

Antriebsvorrichtung (1) für ein Elektrofahrrad (100), aufweisend: - ein erstes Gehäuseelement (41) und ein damit verbundenes zweites Gehäuseelement (42) für ein Gehäuse (4) der Antriebsvorrichtung (1), - ein Abstandselement (5), - eine Welle (3), - ein Umlenkgetriebe (2) zur Kopplung mit einem Elektromotor einerseits und mit der Welle (3) andererseits, sodass ein Drehmoment vom Elektromotor über das Umlenkgetriebe (2) auf die Welle (3) übertragbar ist, wobei - das Umlenkgetriebe (2) ein um eine erste Achse (A1) rotierbares erstes Getriebeelement (21) und ein damit gekoppeltes zweites Getriebeelement (22) aufweist, das um eine schräg zur ersten Achse (A1) verlaufende zweite Achse (A2) rotierbar ist, - das Abstandselement (5) zwischen zwei einander zugewandten Gehäuseflächen (410, 420) der beiden Gehäuseelemente (41, 42) angeordnet ist, um einen Mindestabstand zwischen den beiden Gehäuseflächen (410, 420) vorzugeben, und - die Getriebeelemente (21, 22) derart mit den Gehäuseelementen (41, 42) gekoppelt sind, dass ein maximales Spiel zwischen den beiden Getriebeelementen (41, 42) durch den vorgegebenen Mindestabstand zwischen den Gehäuseflächen (410, 420) eingestellt ist.
Antriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei - das erste Gehäuseelement (41) das erste Getriebeelement (21) und/oder die Welle (3) in Bezug auf die erste Achse (A1) radial umgibt, - das zweite Gehäuseelement (42) das zweite Getriebeelement (22) in Bezug auf die zweite Achse (A2) radial umgibt, - das zweite Getriebeelement (42) dem ersten Getriebeelement (41) in einer ersten axialen Richtung (A_11), parallel zur ersten Achse (A1), nachgeordnet ist, - die Gehäusefläche (420) des zweiten Gehäuseelements (42) der Gehäusefläche (410) des ersten Gehäuseelements (41) in der ersten axialen Richtung (A_11) nachgeordnet ist.
Antriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei - das erste Gehäuseelement (41) und das erste Getriebeelement (21) einer ersten Baugruppe (6) zugeordnet sind, - das zweite Gehäuseelement (42) und das zweite Getriebeelement (22) einer zweiten Baugruppe (7) zugeordnet sind, - die beiden Baugruppen (6, 7) lösbar miteinander verbunden sind, derart dass - zur Lösung der Verbindung die erste Baugruppe (6) in eine zweite axiale Richtung (A_12), parallel zur ersten Achse (A1), weg von der zweiten Baugruppe (7) bewegt wird (42).
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die beiden Gehäuseelemente (41, 42) über eine Schraubverbindung miteinander verbunden sind, - das erste (41) und das zweite (42) Gehäuseelement jeweils ein Gewinde aufweisen und die beiden Gewinde für die Schraubverbindung ineinander greifen.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das erste Gehäuseelement (41) zumindest einen in Bezug auf die erste Achse (A1) radial nach außen vorstehenden Vorsprung (411) aufweist und die Gehäusefläche (410) des ersten Gehäuseelements (41) an dem Vorsprung (411) ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Abstandselement (5) ringförmig oder ringsegmentförmig ist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Abstandselement (5) von außerhalb der Gehäuseelemente (41, 42) frei zugänglich ist, - die Antriebsvorrichtung (1) so eingerichtet ist, dass das Abstandselement (5) von den Gehäuseelementen (41, 42) ohne vollständiges Lösen der Verbindung zwischen den Gehäuseelementen (41, 42) trennbar ist, um ein Auswechseln des Abstandselements (5) zu ermöglichen.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Abstandselement (5) bezüglich der Gehäuseelemente (41, 42) zwischen zwei Positionen bewegbar angeordnet ist, - in einer ersten Position, ein erster Abschnitt (51) des Abstandselements (5) zwischen den Gehäuseflächen (410, 420) angeordnet ist, um den Mindestabstand zwischen den beiden Gehäuseflächen (410, 420) vorzugeben, - in einer zweiten Position, der erste Abschnitt (51) außerhalb des Bereichs zwischen den Gehäuseflächen (410, 420) liegt und der Mindestabstand zwischen den Gehäuseflächen (410, 420) unabhängig von dem Abstandselement (5) ist.
Antriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 8, wobei - in der zweiten Position, das Abstandselement (5) von den Gehäuseelementen (41, 42) trennbar ist.
Antriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 9, wobei - das Abstandselement (5) drehbar um die erste Achse (A1) ist und durch Drehung zwischen den beiden Positionen hin und her bewegbar ist, - das Abstandselement (5) einen zweiten Abschnitt (52) aufweist, - in der ersten Position, - der erste Abschnitt (51) in Bezug auf die erste Achse (A1) axial zwischen den beiden Gehäuseflächen (410, 420) und radial sowie azimutal überlappend mit den beiden Gehäuseflächen (410, 420) angeordnet ist, - in der zweiten Position, - der zweite Abschnitt (52) in Bezug auf die erste Achse (A1) axial zwischen den beiden Gehäuseflächen (410, 420), azimutal überlappend mit den beiden Gehäuseflächen (410, 420) und radial außerhalb des Bereichs zwischen den Gehäuseflächen (410, 420) liegt, - das Abstandselement (5) durch axiales Verschieben von den Gehäuseelementen (41, 42) trennbar ist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Umlenkgetriebe (2) ein Kegelradgetriebe ist, bei dem das erste Getriebeelement (21) ein Tellerrad und das zweite Getriebeelement (22) ein Kegelritzel ist, und/oder - die Welle (3) eine Kettenblattwelle ist.
Elektrofahrrad (100) mit - einer Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - einem Elektromotor, wobei - der Elektromotor mit dem Umlenkgetriebe (2) gekoppelt ist, sodass ein Drehmoment des Elektromotors über das zweite Getriebeelement (22) auf das erste Getriebeelement (21) übertragen wird.
Verfahren für den Zusammenbau einer Antriebsvorrichtung, aufweisend: - Bereitstellen einer ersten Baugruppe (6) umfassend ein erstes Getriebeelement (21) für ein Umlenkgetriebe (2) und ein erstes Gehäuseelement (41) für ein Gehäuse (4), - Bereitstellen einer zweiten Baugruppe (7) umfassend ein zweites Getriebeelement (22) für das Umlenkgetriebe (2) und ein zweites Gehäuseelement (42) für das Gehäuse (4), - Verbinden der beiden Baugruppen (6, 7), wobei die beiden Gehäuseelemente (41, 42) miteinander verbunden werden, - Koppeln der beiden Getriebeelemente (21, 22) für eine Drehmomentübertragung, - Anordnen eines Abstandselements (5) zwischen zwei Gehäuseflächen (410, 420) der beiden Gehäuseelemente (41, 42), um einen Mindestabstand zwischen den beiden Gehäuseflächen (410, 420) vorzugeben, wobei - die Getriebeelemente (21, 22) jeweils derart mit den Gehäuseelementen (41, 42) der zugeordneten Baugruppe (6, 7) gekoppelt sind, dass durch den vorgegebenen Mindestabstand ein maximales Spiel zwischen den Getriebeelementen (21, 22) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei - nach dem Verbinden der Gehäuseelemente (41, 42), das erste Getriebeelement (21) um eine erste Achse (A1) rotierbar ist und das zweite Getriebeelement um eine schräg zu der ersten Achse (A1) verlaufende zweite Achse (A2) rotierbar ist, - beim Verbinden der beiden Baugruppen (6, 7), - die erste Baugruppe (6) in eine axiale Richtung (A_11) parallel zur ersten Achse (A1) auf die zweite Baugruppe (7) zubewegt wird, - das Abstandselement (5) in Bezug auf die erste Achse (A1) axial zwischen den Gehäuseflächen (410, 420) angeordnet wird.
Verfahren zum Einstellen einer Antriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend - Überprüfen, ob das durch das Abstandselement (5) eingestellte, maximale Spiel zwischen den Getriebeelementen (21, 22) gestellten Anforderungen entspricht und, falls dies nicht der Fall ist, - Ersetzen des Abstandselements (5) durch ein anderes Abstandselement (5), durch welches ein anderer Mindestabstand zwischen den beiden Gehäuseflächen (410, 420) vorgegeben wird und entsprechend ein anderes maximales Spiel zwischen den Getriebeelementen (21, 22) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei - die Antriebsvorrichtung (1) eine Antriebsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10 oder nach Anspruch 11 im Rückbezug auf einen der Ansprüche 7 bis 10 ist, - zum Ersetzen des Abstandselements (5) die Verbindung zwischen den beiden Gehäuseelementen (41, 42) nicht gelöst wird.