DE102022202101A1

DE102022202101A1 - Antriebsanordnung

Info

Publication number: DE102022202101A1
Application number: DE102022202101.0A
Authority: DE
Inventors: Sigmund Braun; Daniel Hettinger; Harald Hundt; Stefan Holst; Julian Binder; Alexander Elter; Adolf Dillmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-03-01
Filing date: 2022-03-01
Publication date: 2023-09-07
Also published as: TW202348488A; US20230278661A1; CN116691905A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung (1) eines mit Muskelkraft und/oder Motokraft betreibbaren Fahrzeugs (100), umfassend eine Antriebseinheit (2), eine Rahmenschnittstelle (3), wobei die Antriebseinheit (2) zumindest teilweise zwischen einer ersten Wand (31) und einer zweiten Wand (32) der Rahmenschnittstelle (3) angeordnet ist, eine erste Halterung (41), welche die Antriebseinheit (2) an der ersten Wand (31) hält, und eine zweite Halterung (42), welche die Antriebseinheit (2) an der zweiten Wand (32) hält, wobei die erste Halterung (41) eine erste Dämpfungshülse (5a), die in eine erste Öffnung (20a) der Antriebseinheit (2) eingesteckt ist, aufweist, wobei die zweite Halterung (42) eine zweite Dämpfungshülse (5b), die in eine zweite Öffnung (20b) der Antriebseinheit (2) eingesteckt ist, aufweist, wobei jede Dämpfungshülse (5a, 5b) mittels einer Schraube (6) mit der entsprechenden Wand (31, 12) verschraubt ist, und wobei jede Dämpfungshülse (5a, 5b) eine Hülse (51) und ein Dämpfungselement (52), das die Hülse (51) zumindest teilweise umgibt und aus einem schwingungsdämpfenden Material gebildet ist, aufweist.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung und ein die Antriebsanordnung umfassendes Fahrzeug.
Bekannt sind Antriebsanordnungen mit zwischen zwei Wänden einer Rahmenschnittstelle gehaltenen Antriebseinheiten. Die Antriebseinheit wird mit den beiden gegenüberliegenden Wänden verschraubt. Üblicherweise ist dabei ein Spalt zwischen der Antriebseinheit und einer der Wände zu überbrücken. Um dies zu ermöglichen, kann beispielsweise ein Halteblech an der Antriebseinheit vorgesehen sein, welches zum Überbrücken des Spalts elastisch verformt wird. Dies kann sich jedoch ungünstig auf die mechanische Belastung und Dichtigkeit der Antriebsanordnung auswirken.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 zeichnet sich demgegenüber dadurch aus, dass auf einfache Weise eine belastungstechnisch vorteilhafte Halterung einer Antriebseinheit innerhalb einer Rahmenschnittstelle ermöglicht wird. Zusätzlich wird eine Schwingungsentkopplung zwischen Antriebseinheit und Rahmenschnittstelle ermöglicht, was sich weiter vorteilhaft auf eine zuverlässige und sichere Befestigung und auf einen hohen Benutzerkomfort auswirkt. Dies wird erreicht durch eine Antriebsanordnung eines mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrrads, umfassend eine Antriebseinheit und eine Rahmenschnittstelle, wobei die Antriebseinheit zumindest teilweise zwischen einer ersten Wand und einer zweiten Wand der Rahmenschnittstelle angeordnet ist. Eine erste Halterung hält die Antriebseinheit dabei an der ersten Wand, und eine zweite Halterung hält die Antriebseinheit an der zweiten Wand. Die erste Halterung weist eine erste Dämpfungshülse auf, welche in eine erste Öffnung der Antriebseinheit eingesteckt, bevorzugt eingepresst, ist. Die zweite Halterung weist eine zweite Dämpfungshülse auf, welche in eine zweite Öffnung der Antriebseinheit eingesteckt, bevorzugt eingepresst, ist. Jede Dämpfungshülse ist mittels jeweils einer Schraube mit der entsprechenden Wand der Rahmenschnittstelle verschraubt. Dabei weist jede Dämpfungshülse eine Hülse und ein Dämpfungselement auf. Das Dämpfungselement ist aus einem schwingungsdämpfenden Material gebildet und umgibt die Hülse zumindest teilweise, bevorzugt im Umfangsrichtung vollständig.
Mit anderen Worten wird eine Antriebsanordnung bereitgestellt, bei welcher die Antriebseinheit mittels der Halterungen an Wänden der Rahmenschnittstelle befestigt ist. Pro Halterung ist dabei jeweils eine Dämpfungshülse vorgesehen, welche insbesondere zweiteilig ausgebildet ist. Vorzugsweise sind sämtliche Dämpfungshülsen der Antriebsanordnung identisch ausgebildet. Die Hülse jeder Dämpfungshülse ist bevorzugt zylindrisch ausgebildet, und weist insbesondere ein Innengewinde auf, in das die Schraube eingeschraubt ist. Bevorzugt ist die Hülse aus Metall gebildet. Diese Hülse ist dabei von dem Dämpfungselement zumindest teilweise umgeben. Somit befindet sich das Dämpfungselement zwischen Hülse und Antriebseinheit. Insbesondere ist das Dämpfungselement dabei aus einem elastisch verformbaren Material gebildet. Dadurch, dass das Dämpfungselement aus einem schwingungsdämpfenden Material gebildet ist, wird eine Schwingungsübertragung zwischen den Wänden der Rahmenschnittstelle und der Antriebseinheit verringert oder unterdrückt.
Bevorzugt umfasst die Antriebsanordnung mehrere erste Halterungen und mehrere zweite Halterungen, wobei sämtliche ersten Halterungen identisch ausgebildet sind, und wobei sämtliche zweite Halterungen identisch ausgebildet sind. Mit anderen Worten ist an jeder Halterung, mittels welcher die Antriebseinheit an der Rahmenschnittstelle gehalten wird, jeweils eine Dämpfungshülse vorgesehen.
Die Antriebsanordnung bietet somit den Vorteil einer schwingungsmechanisch optimierten Befestigung der Antriebseinheit an der Rahmenschnittstelle. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft auf eine Haltbarkeit der Verschraubungen aus, da durch die schwingungsdämpfende Verschraubung eine Übertragung von Schwingungen und Vibrationen sowie wechselnde dynamische Lasten aufgrund der federnden und dämpfenden Eigenschaften des Dämpfungselements verringert werden. Somit wird auch eine wechselnde mechanische Belastung der Schraubverbindung verringert oder verhindert, wodurch eine hohe Haltbarkeit der Schraubverbindung bereitgestellt werden kann. Zudem kann dadurch beispielsweise ein Auftreten ungewollter Geräusche reduziert werden. Ferner erlaubt das Dämpfungselement einen gewissen Toleranzausgleich durch eine Elastizität, wodurch eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung sowie Montage der Antriebsanordnung ermöglicht wird.
Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Bevorzugt ist das Dämpfungselement aus einem Elastomer gebildet. Dadurch kann die schwingungsdämpfende Wirkung besonders einfach und kostengünstig bereitgestellt werden. Zudem bietet sich der Vorteil eines zusätzlichen Schutzes vor Korrosion, insbesondere galvanischer Korrosion, beispielsweise wenn die Antriebseinheit ein Gehäuse aus Magnesium aufweist, wobei die Wände der Rahmenschnittstelle beispielsweise aus Aluminium gebildet sind. Zudem kann eine axiale und radiale Dichtwirkung an der Antriebseinheit bereitgestellt werden.
Besonders bevorzugt ist die erste Halterung derart ausgebildet, dass in einem verschraubten Zustand die erste Dämpfungshülse einen Spalt zwischen der Antriebseinheit und der ersten Wand überbrückt. Bevorzugt liegt die Antriebseinheit dabei an der zweiten Wand an. Insbesondere ist die erste Dämpfungshülse dabei teilweise aus der ersten Öffnung der Antriebseinheit herausgezogen. Dadurch kann besonders einfach ein Toleranzausgleich zwischen Rahmenschnittstelle und Antriebseinheit erfolgen. Vorteilhafterweise kann dabei ein gewünschter Belastungszustand der Antriebseinheit, beispielsweise in Form einer neutralen Belastung oder einer geringfügigen Zugbeanspruchung, bereitgestellt werden.
Vorzugsweise sind die beiden Öffnungen der Antriebseinheit derart ausgebildet, dass ein Presssitz zwischen der ersten Dämpfungshülse und der ersten Öffnung ein geringeres Übermaß als ein Presssitz zwischen der zweiten Dämpfungshülse und der zweiten Öffnung aufweist. Mit anderen Worten ist der Presssitz an der ersten Öffnung schwächer ausgebildet als an der zweiten Öffnung. Dadurch wird erreicht, dass beim Zusammenbau der Antriebsanordnung, das heißt beim Verschrauben der beiden Halterungen, gezielt die erste Dämpfungshülse teilweise aus der ersten Öffnung herausgezogen wird, um den Toleranzausgleich herbeizuführen, insbesondere wobei die zweite Dämpfungshülse nicht aus der zweiten Öffnung herausgezogen wird. Vorzugsweise weist die zweite Öffnung hierfür einen kleineren Innendurchmesser auf als die erste Öffnung.
Bevorzugt weist die Antriebseinheit pro Öffnung jeweils eine vorstehende Halterungslasche auf, innerhalb welcher die jeweilige Öffnung angeordnet ist. Insbesondere sind die Halterungslaschen als vorstehende Flansche ausgebildet. Dadurch kann eine einfache und kostengünstige Konstruktion der Antriebsanordnung bei niedrigem Gewicht bereitgestellt werden.
Vorzugsweise weist die Antriebseinheit eine Durchgangsöffnung auf. Stirnseitige Enden der Durchgangsöffnung bilden dabei die erste Öffnung und die zweite Öffnung, in welche die erste Dämpfungshülse bzw. die zweite Dämpfungshülse eingesteckt ist. Dadurch kann eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der Antriebsanordnung ermöglicht werden, insbesondere da eine mechanische Bearbeitung, beispielsweise eine spanende Bearbeitung, der Antriebseinheit aus nur einer Richtung, das heißt von einem axialen Ende der Durchgangsöffnung ausgehend, ermöglicht werden kann. Zudem kann auf einfache Weise eine Koaxialität der beiden Öffnungen sichergestellt werden.
Besonders bevorzugt weist die Durchgangsöffnung einen Verjüngungsbereich auf, welcher an der zweiten Öffnung angeordnet ist. Insbesondere ist der Verjüngungsbereich an dem der zweiten Wand zugewandte axialen bzw. stirnseitigen Ende der Durchgangsöffnung angeordnet. Der Verjüngungsbereich weist dabei einen kleineren Innendurchmesser als der Rest der Durchgangsöffnung, insbesondere im Bereich der ersten Öffnung, auf. Dadurch kann besonders einfach und zuverlässig sichergestellt werden, dass der Presssitz am zweiten Dämpfungselement stärker ausgebildet ist, als der Presssitz am ersten Dämpfungselement.
Insbesondere weist der Verjüngungsbereich eine geringere axiale Länge als die zweite Dämpfungshülse, insbesondere des im vollständig eingesteckten Zustand innerhalb der zweiten Öffnung angeordneten Teils der zweiten Dämpfungshülse, auf. Dadurch wird durch elastisches Aufweiten des in der Durchgangsöffnung innerhalb des Verjüngungsbereichs liegenden Teils des Dämpfungselements ein Formschluss in axialer Richtung der Durchgangsöffnung hergestellt, wodurch besonders zuverlässig verhindert werden kann, dass bei der Montage der Antriebsanordnung die zweite Dämpfungshülse aus der zweiten Öffnung herausgezogen wird, sondern stattdessen insbesondere die erste Dämpfungshülse.
Vorzugsweise umfasst die Antriebseinheit ein zweiteiliges Gehäuse mit einem Grundbereich und einem Deckel. Insbesondere sind Gehäuse und Deckel dabei in einer zwischen den beiden Wänden der Rahmenschnittstelle angeordneten Trennebene aneinandergefügt. Der Verjüngungsbereich ist dabei ausschließlich innerhalb des Deckels angeordnet. Dadurch kann eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der Antriebseinheit ermöglicht werden, insbesondere durch eine verbesserte Zugänglichkeit der Gehäuseteile, beispielsweise zum mechanischen Bearbeiten.
Weiter bevorzugt weist die zweite Öffnung einen Nutenbereich auf, der mindestens eine Nut umfasst, die sich in Umfangsrichtung um einen Innenumfang der zweiten Öffnung erstreckt. Dadurch kann durch elastisches Aufweiten des Dämpfungselements in die mindestens eine Nut ein Formschluss in axialer Richtung der Durchgangsöffnung bereitgestellt werden. Somit wird auf einfache Weise sichergestellt, dass das zweite Dämpfungselement zuverlässig in axialer Richtung der zweiten Öffnung hält, sodass beim Verschrauben der Antriebsanordnung nur das erste Dämpfungselement aus der ersten Öffnung teilweise herausgezogen wird und den Toleranzausgleich herstellt.
Bevorzugt weist jedes Dämpfungselement mehrere sich in Umfangsrichtung erstreckende Erhöhungen auf einem Außenumfang auf. Vorzugsweise sind die Erhöhungen mit einem trapezförmigen Querschnitt in einer radialen Schnittebene ausgebildet, insbesondere wobei die Erhöhungen von einer zylindrischen Mantelfläche des Dämpfungselements vorstehen. Dadurch kann auf einfache Weise eine verbesserte Verformbarkeit des Dämpfungselements bereitgestellt werden. Zudem kann vorgesehen sein, dass die Nuten des Nutenbereichs und die Erhöhungen eine aufeinander abgestimmte Geometrie aufweisen. Dadurch kann ein passgenaues Ineinandergreifen von Erhöhungen und Nuten bereitgestellt werden.
Vorzugsweise umfasst zumindest eine der beiden Hülsen einen Schaft und einen Flansch. Insbesondere ist der Schaft dabei in die entsprechende Öffnung der Antriebseinheit eingesteckt. Der Flansch weist an einer der entsprechenden Wand zugewandten Seite eine Vielzahl an vorstehenden Formschlusselementen auf. Die Formschlusselemente sind so ausgebildet, um sich durch die Verschraubung der Hülse mit der entsprechenden Wand in diese Wand einzudrücken. Insbesondere bewirken die Formschlusselemente durch das Eindrücken in die Wand eine plastische Verformung der Wand, insbesondere derart, dass die Formschlusselemente und der plastisch verformte Bereich der Wand einen Formschluss in einer zur Schraubenachse senkrechten Ebene bilden. Das heißt, die Hülse weist an der Oberfläche des Flansches die vorstehenden Formschlusselemente auf, die sich beim gegeneinander Verschrauben von Hülse und Wand teilweise in die Wand eingraben, insbesondere um in der Ebene der Wandoberfläche einen Mikro-Formschluss zusätzlich zu dem aus der Verschraubung resultierenden Kraftschluss zu erzeugen. Dadurch kann eine besonders feste Verbindung der Antriebseinheit mit der Rahmenschnittstelle bereitgestellt werden, da ein Rutschen zwischen Hülse und Wand verhindert werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Flansch der Hülsen mit unterschiedlichen Dicken, insbesondere bezüglich der Axialrichtung der Hülse, bereitstellbar ist. Beispielsweise kann der Flansch einer Hülse einer ersten Ausführungsform eine erste Dicke aufweisen, wobei der Flansch einer Hülse einer zweiten Ausführungsform eine zweite Dicke aufweisen kann, die ein Vielfaches, bevorzugt mindestens das 1,5-fache, vorzugsweise mindestens das Doppelte, insbesondere mindestens das Dreifache, der ersten Dicke beträgt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Breite der Antriebsanordnung, vorzugsweise gemessen entlang einer Axialrichtung der Durchgangsbohrung, auf besonders einfache und kostengünstige Weise variabel ist. Beispielsweise kann die Breite der Antriebsanordnung dabei durch Variation der Dicke der Flansche der Hülsen an unterschiedlich breite Rahmenschnittstelle angepasst werden, sodass die Antriebsanordnung besonders flexibel und kostengünstig eingesetzt werden kann.
Bevorzugt weist jedes Formschlusselement eine von einer Oberfläche des Flansches der Hülse vorstehende Pyramide auf. Alternativ weist jedes Formschlusselement beispielsweise einen von einer Oberfläche des Flansches der Hülse vorstehenden Kegel auf. Mit anderen Worten sind eine Vielzahl an von der Oberfläche des Flansches vorstehenden Pyramidenspitzen als Formschlusselemente vorgesehen. Besonders bevorzugt sind die Pyramiden dabei spitz ausgebildet, und weisen insbesondere einen Öffnungswinkel von weniger als 60°, bevorzugt weniger als 45°, auf, sodass diese besonders leicht in die Wand eindringen können. Eine derartige Ausgestaltung mit spitzen Pyramiden als Formschlusselementen ist besonders vorteilhaft bei der Verschraubung der Antriebseinheit an Carbonrahmen, das heißt, an Rahmenschnittstellen, welche zumindest teilweise aus einem faserverstärkten, bevorzugt kohlefaserverstärktem, Kunststoff bestehen. Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass die spitzen Pyramiden sich in die Netzstruktur des Carbons einprägen können, ohne diese zu schädigen. Insbesondere werden die Fasern beim Eindringen der Pyramiden nicht unterbrochen, sondern können ausweichen und sich um die jeweilige Pyramide herumlegen.
Weiter bevorzugt weist jedes Formschlusselement eine an die Pyramide angrenzende, beispielsweise die Pyramide umgebende, Vertiefung in der Oberfläche des Flansches auf. Vorzugsweise ist die Vertiefung als ringförmige Nut ausgebildet. Besonders bevorzugt ist eine einzelne Vertiefung in der Oberfläche des Flansches ausgebildet sein, an deren radialer Innenseite und/oder Außenseite die Pyramiden angeordnet sind. Alternativ kann pro Pyramide eine separate Vertiefung ausgebildet sein, wobei die die Vertiefung insbesondere unmittelbar an die Pyramide angrenzend angeordnet ist. Durch die Vertiefung kann beispielsweise durch das Eindringen der Pyramide in die Wand verdrängtes Material der Wand aufgenommen werden, um eine zuverlässige und definierte Anlage der Oberfläche des Flansches an der Wand zu ermöglichen.
Bevorzugt weist zumindest eine der Hülsen einen Schaft und einen Flansch auf. Insbesondere ist der Schaft dabei in die entsprechende Öffnung der Antriebseinheit eingesteckt. Vorzugsweise ist der Flansch scheibenförmig ausgebildet. Der Flansch weist an einem radial äußeren Ende eine Verjüngung auf. Die Verjüngung ist dabei an der dem Schaft zugewandten Seite des Flansches angeordnet. Als Verjüngung wird insbesondere eine Reduktion der Dicke des Flansches, insbesondere in axialer Richtung der Hülse angesehen. Insbesondere entspricht die Verjüngung einer Differenz der maximalen Dicke und der minimalen Dicke des Flansches, wobei diese Differenz bevorzugt mindestens 50 %, vorzugsweise maximal 150 %, einer Wandstärke des Schafts der Hülse entspricht. Die Verjüngung des Flansches wird dabei durch das Dämpfungselement kompensiert. Mit anderen Worten ist eine Dicke des Dämpfungselements im Bereich der Verjüngung größer als am restlichen Bereich des Flansches. Vorzugsweise ist eine Gesamtdicke der Dämpfungshülse in axialer Richtung im Bereich des Flansches konstant. Alternativ bevorzugt kann das Dämpfungselement an einem radial äußeren Ende auf der dem Schaft zugewandten Seite eine Aufdeckung aufweisen. Durch die Verjüngung des Flansches und das in diesem Bereich dickere Dämpfungselement kann in diesem Bereich eine weichere Zone der Dämpfungshülse bereitgestellt werden, welche eine besonders gute Dichtwirkung zwischen Dämpfungshülse und Antriebseinheit ermöglicht.
Weiter bevorzugt weist die Antriebseinheit zumindest eine vorstehende Ringrippe auf, welche konzentrisch zu einer der beiden Öffnungen angeordnet ist. Vorzugsweise weist die Ringrippe einen konischen oder trapezförmigen Querschnitt auf. Besonders bevorzugt sind die vorstehende Ringrippe und die Verjüngung des Flansches der Hülse auf demselben Radius bezüglich einer Öffnungsachse der Öffnung der Antriebseinheit angeordnet. Mit anderen Worten sind die vorstehende Ringrippe und die Verjüngung des Flansches der Hülse bezogen auf die radiale Richtung der Öffnung der Antriebseinheit auf derselben Höhe angeordnet. Die vorstehende Ringrippe kann somit optimal in den dickeren Bereich des Dämpfungselements eintauchen bei der Montage der Antriebsanordnung, wodurch eine besonders gute Dichtwirkung zwischen Dämpfungshülse und Antriebseinheit bereitgestellt werden kann.
Vorzugsweise umfasst die Antriebsanordnung ferner eine Reibbeschichtung, welche auf einer Oberfläche der Antriebseinheit und/oder auf einer Oberfläche der Rahmenschnittstelle und/oder auf einer Oberfläche der ersten Dämpfungshülse und/oder auf einer Oberfläche der zweiten Dämpfungshülse angeordnet ist. Die Reibbeschichtung weist dabei Hartpartikel auf, um eine Reibung im Bereich der Reibbeschichtung zu erhöhen. Mit anderen Worten ist die Reibbeschichtung in einem Kontaktbereich von zwei der Bauteile an zumindest einem dieser sich berührenden Bauteile ausgebildet. Durch das Verschrauben werden die Hartpartikel dabei zwischen den angrenzenden Bauteilen eingeklemmt, und insbesondere durch die Schraubkraft in diese Teile eingedrückt, um in einer Ebene der Kontaktfläche einen Mikroformschluss zu erzeugen. Vorzugsweise sind die Hartpartikel aus Diamant gebildet. Mittels der Reibbeschichtung kann somit ein Reibkoeffizienten in der Zwischenlage zwischen zwei aneinandergrenzenden Bauteilen erhöht werden, um eine besonders robuste und zuverlässige Befestigung der beiden Bauteile zu ermöglichen.
Besonders bevorzugt weist die Reibbeschichtung ferner eine Nickelschicht auf, mit welcher insbesondere die Hartpartikel überzogen sind. Dadurch haften die Hartpartikel an dem zu beschichtenden Bauteil.
Bevorzugt weist die Reibbeschichtung ferner einen Lack auf, mit dem die Hartpartikel, insbesondere in unverschraubtem Zustand, überzogen sind. Insbesondere ist der Lack ein Pulverlack. Insbesondere erfolgt die Herstellung der Reibbeschichtung dabei derart, dass zuerst die, insbesondere mit der Nickelschicht überzogenen, Hartpartikel auf einen Teilbereich der Oberfläche des zu beschichtenden Bauteils aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufstrahlen. Anschließend wird bevorzugt die gesamte Oberfläche des Bauteils mit dem Lack überzogen. Beim Verschrauben des Bauteils mit einem weiteren Bauteil als Gegenstück können sich die Hartpartikel in eines oder beide Bauteile eingraben, um den Mikroformschluss zu erzeugen. Der Lack wird dabei durch die mittels der Verschraubung gegeneinander gepressten Bauteil-Oberflächen komprimiert bzw. geglättet, was zu einer ergänzenden Dichtwirkung zwischen den beiden Bauteilen führt. In Randzonen der Fügestelle wird der Lack zudem nach außen gedrängt, wodurch ein weiterer Dichteffekt entsteht. Durch die Reibbeschichtung kann somit eine besonders vorteilhafte Verbindung der beiden Bauteile mittels Verschrauben bereitgestellt werden.
Weiter bevorzugt weist der Flansch von zumindest einer Hülse eine vorbestimmte Dicke, insbesondere in Richtung parallel zu einer Längsrichtung der Hülse, auf, welche im Wesentlichen gleich einer Wandstärke des Schafts, insbesondere in radialer Richtung, ist. Alternativ bevorzugt weist der Flansch von zumindest einer Hülse eine vorbestimmte Dicke, insbesondere in Richtung parallel zu einer Längsrichtung der Hülse, auf, welche mindestens das 1,5-fache einer Wandstärke des Schafts, insbesondere in radialer Richtung, beträgt. Somit kann eine variable Breite der Antriebsanordnung bereitgestellt werden, welche auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine Anpassung an unterschiedlich breite Rahmenschnittstelle ermöglicht.
Bevorzugt weist die Antriebseinheit einen Motor und/oder ein Getriebe auf. Durch die spezielle Anordnung und Halterung zwischen den Wänden der Rahmenschnittstelle kann dabei eine optimale zuverlässige Verbindung mit vorteilhafter mechanischer Kräfteverteilung bereitgestellt werden, um eine lange Lebensdauer der Antriebseinheit zu ermöglichen.
Weiterhin führt die Erfindung zu einem Fahrzeug, bevorzugt einem mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeug, vorzugsweise einem Elektrofahrrad, welches die beschriebene Antriebsanordnung umfasst. Die Rahmenschnittstelle kann beispielsweise Teil eines Fahrzeugrahmens des Fahrzeugs sein.
Bevorzugt umfasst das Fahrzeug einen Fahrzeugrahmen. Die Rahmenschnittstelle der Antriebsanordnung ist dabei integraler Bestandteil des Fahrzeugrahmens, das heißt der Fahrzeugrahmen ist mit der Rahmenschnittstelle als ein einstückiges Bauteil ausgebildet, wobei die Antriebseinheit bevorzugt direkt, also insbesondere ohne zusätzliche dazwischen liegende Bauteile mit der Rahmenschnittstelle verbunden ist. Alternativ bevorzugt ist die Rahmenschnittstelle der Antriebsanordnung und/oder eine oder beide der Wände der Rahmenschnittstellt als ein separates Bauteil zum Fahrzeugrahmen ausgebildet und mit dem Fahrzeugrahmen verbunden, vorzugsweise verschraubt. Beispielsweise kann somit eine indirekte Befestigung der Antriebseinheit an der Rahmenschnittstelle erfolgen.
Besonders bevorzugt umfasst das Fahrzeug ferner ein Kettenblatt, welches mit einer Abtriebswelle der Antriebseinheit verbunden ist. Die zweite Halterung der Antriebsanordnung ist dabei auf der Seite des Kettenblatts angeordnet.
Insbesondere wenn die zweite Halterung als Festlager und die erste Halterung als Loslager ausgebildet ist, beispielsweise indem der Toleranzausgleich nur durch teilweises Ausziehen der ersten Dämpfungshülse erfolgt, kann dadurch eine optimale direkte Kraftübertragung zwischen Antriebseinheit und Kettenblatt erfolgen. Zudem wird eine präzise Positionierung des Kettenblatts, was zu einer optimalen Anordnung einer Kettenlinie führt, sichergestellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren beschrieben. In den Figuren sind funktional gleiche Bauteile jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei zeigt:

1 eine vereinfachte schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einer Antriebsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine Schnittansicht der Antriebsanordnung der 1 in vollständig verschraubtem Zustand,
3 eine Schnittansicht der Antriebsanordnung der 1 in teilweise verschraubtem Zustand,
4 eine Schnittansicht einer Antriebsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
5 ein Detail der 4,
6 ein weiteres Detail der 4,
7 eine Detail-Schnittansicht einer Antriebsanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
8 eine weitere Detail-Schnittansicht der Antriebsanordnung der 7,
9 eine Detail-Schnittansicht einer Antriebsanordnung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung in unverschraubtem Zustand,
10 eine Detail-Schnittansicht der Antriebsanordnung der 9 in verschraubtem Zustand,
11 ein Detail einer Antriebsanordnung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung,
12 eine Detail-Schnittansicht der 11,
13 ein Detail-Schnittansicht einer Antriebsanordnung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
14 eine weitere Detail-Schnittansicht der Antriebsanordnung der 13,
15 eine Schnittansicht einer Antriebsanordnung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
16 eine Schnittansicht einer Antriebsanordnung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
17 ein Detail einer Schnittansicht einer Antriebsanordnung gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt eine vereinfachte schematische Ansicht eines mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeugs 100, welches eine Antriebsanordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst. Bei dem Fahrzeug 100 handelt es sich um ein Elektrofahrrad. Die Antriebsanordnung 1 ist im Bereich eines Tretlagers angeordnet und umfasst eine Antriebseinheit 2. Die Antriebseinheit 2 umfasst einen Elektromotor und ein Getriebe und ist vorgesehen, um mittels eines durch den Elektromotor erzeugten Drehmoments eine mittels Muskelkraft erzeugte Tretkraft des Fahrers motorisch zu unterstützen. Die Antriebseinheit 2 wird dabei von einem elektrischen Energiespeicher 109 des Fahrzeugs 100 mit elektrischer Energie versorgt.
Die Antriebsanordnung 1 des ersten Ausführungsbeispiels ist in Schnittansichten in den 2 und 3 dargestellt.
Die Antriebsanordnung 1 umfasst ferner eine U-förmige Rahmenschnittstelle 3, innerhalb der die Antriebseinheit 2 teilweise aufgenommen ist. Die Rahmenschnittstelle 3 ist ein integraler Bestandteil eines Fahrzeugrahmens 105 des Fahrzeugs 100 (vgl. 1). Die Rahmenschnittstelle 3 weist dabei eine erste Wand 31 und eine zweite Wand 32 auf, zwischen welchen ein Teil der Antriebseinheit 2 angeordnet ist.
Die Antriebseinheit 2 ist mit jeder der beiden Wände 31, 32 verschraubt. Im Detail ist dabei eine erste Halterung 41 vorgesehen, welche die Antriebseinheit 2 an der ersten Wand 31 hält. Zudem ist eine zweite Halterung 42 vorgesehen, welche die Antriebseinheit 2 an der zweiten Wand 32 hält. Jede der beiden Halterungen 41, 42 umfasst jeweils eine Schraube 6, welche von außerhalb der Rahmenschnittstelle 3 durch die entsprechende Wand 31, 32 hindurch in eine Dämpfungshülse 5a, 5b eingeschraubt ist. Die Dämpfungshülsen 5a, 5b sind jeweils in eine Öffnung 20a, 20b der Antriebseinheit 2 eingepresst.
Die Öffnungen 20a, 20b der Antriebseinheit 2 sind jeweils als Sacklöcher in vorstehenden Laschen 21 der Antriebseinheit 2 ausgebildet. Die beiden Öffnungen 20a, 20b sind dabei koaxial angeordnet, das heißt auf einer gemeinsamen Öffnungs-Achse 60.
Die beiden Dämpfungshülsen 5a, 5b der ersten Halterung 41 bzw. der zweiten Halterung 42 sind identisch ausgebildet. Jede Dämpfungshülse 5a, 5b umfasst dabei eine Hülse 51, die als eine zylindrische Metallhülse mit einem Innengewinde und einem Flansch ausgebildet ist. Zusätzlich umfasst jede Dämpfungshülse 5a, 5b ein Dämpfungselement 52, das den zylindrischen Bereich der Hülse 51 umfangsseitig vollständig umgibt. Das Dämpfungselement 52 ist dabei aus einem schwingungsdämpfenden Material, im Detail einem Elastomer gebildet. Insbesondere ist das Dämpfungselement 52 als Umspritzung der Hülse 51 ausgebildet.
Durch die Verbindung von Antriebseinheit 2 und Rahmenschnittstelle 3 über die Dämpfungshülsen 5a, 5b ergibt sich dabei der Vorteil einer schwingungsentkoppelten Halterung der Antriebseinheit 2 am Fahrzeug 100. Neben einer Verhinderung oder Reduzierung einer Übertragung von akustischen Schwingungen, was sich vorteilhaft auf eine Reduzierung von Geräuschen beim Betrieb des Fahrzeugs 100 auswirkt, wird auch eine Übertragung mechanischer Schwingungen reduziert oder verhindert. Dadurch kann eine schädigende Wirkung derartiger Schwingungen auf die Schraubenverbindungen an den Halterungen 41, 42 verhindert oder reduziert werden. Das heißt, ein Lockern oder Aufarbeiten der Schraubenverbindungen kann verhindert oder reduziert werden. Zudem kann durch die Elastizität des Dämpfungselements 52 selbst ein gewisser Toleranzausgleich, beispielsweise im Hinblick auf eine Koaxialität der Bohrungen oder Öffnungen oder dergleichen erfolgen.
Beim Zusammenbau der Antriebsanordnung 1 werden zunächst sämtliche Dämpfungshülsen 5a, 5b vollständig in die entsprechenden Öffnungen 20a, 20b eingepresst, insbesondere bis der Flansch 51a der Hülse 51 an der Antriebseinheit 2 anliegt (vgl. 3 und 11). Anschließend wird die Antriebseinheit 2 zwischen den Wänden 31, 32 der Rahmenschnittstelle 3 angeordnet.
Zunächst wird vorzugsweise die Schraube 6 der zweiten Halterung 42 in die zweite Dämpfungshülse 5b eingeschraubt, sodass die Antriebseinheit 2 an einer Innenseite der zweiten Wand 32 anliegt. Anschließend wird die Schraube 6 der ersten Halterung 41 in die erste Dämpfungshülse 5a eingeschraubt. Die Schraube 6 der ersten Halterung 41 wird dabei derart eingeschraubt, dass die erste Dämpfungshülse 5a aus der ersten Öffnung 20a der Antriebseinheit 2 teilweise herausgezogen wird, bis die erste Dämpfungshülse 5a, im Detail der Flansch 51a der Hülse 51, an der Innenseite der ersten Wand 31 anliegt (vgl. 2). Dadurch wird mittels der ersten Dämpfungshülse 5a ein Spalt 7 zwischen der Antriebseinheit 2 und der ersten Wand 31 überbrückt. Die erste Dämpfungshülse 5a bewirkt somit einen Toleranzausgleich zwischen Rahmenschnittstelle 3 und Antriebseinheit 2.
Um den Toleranzausgleich, also die Überbrückung des Spalts 7, gezielt auf der Seite der ersten Wand 31 zu erzielen, sind die beiden Öffnungen 20a, 20b unterschiedlich ausgebildet. Im Detail sind die beiden Öffnungen 20a, 20b derart ausgebildet, dass ein Presssitz zwischen der ersten Dämpfungshülse 5a und der ersten Öffnung 20a ein geringeres Übermaß aufweist, und damit schwächer ausgebildet ist, als ein Presssitz zwischen der zweiten Dämpfungshülse 5a und der zweiten Öffnung 20b. Dadurch wird beim Verschrauben gezielt nur die erste Dämpfungshülse 5a aus der ersten Öffnung 20a herausgezogen.
Bevorzugt wird der stärkere Presssitz an der zweiten Öffnung 20b dadurch bewirkt, dass die zweite Öffnung 20b einen geringfügig kleineren Durchmesser als die erste Öffnung 20a aufweist.
Durch den Toleranzausgleich gezielt an der Seite der ersten Wand 31 wird eine vorteilhafte Positionierung der Antriebseinheit 2 in der Rahmenschnittstelle 3 erreicht, was sich besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine Lage des Antriebs des Fahrzeugs 100 auswirkt. Im Detail befindet sich, wie in den 1 bis 3 dargestellt, die zweite Halterung 42 auf der dem Kettenblatt zugewandten Seite der Antriebsanordnung 1. Das Kettenblatt 106 ist dabei drehfest mit einer Abtriebswelle 107, welche von der Antriebseinheit 2 antreibbar ist, verbunden. Durch die direkte mechanische Verbindung von Antriebseinheit 2 und Rahmenschnittstelle 3 an der zweiten Wand 32, also auf der Kettenblatt-Seite, wird eine exakte Positionierung des Kettenblatts 106 relativ zur Rahmenschnittstelle 3, und damit eine präzise Positionierung der Kettenlinie, sichergestellt. Zudem wird eine direktere mechanische Kraftübertragung zwischen Kettenblatt 106 und Rahmenschnittstelle 3 ermöglicht.
Bevorzugt kann die Antriebsanordnung (nicht dargestellt) mehrere erste Halterungen 41 und mehrere zweite Halterungen 42 mit jeweils identischen Dämpfungshülsen 5a bzw. 5b aufweisen.
4 zeigt eine Detail-Schnittansicht einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 5 ist ein Detail der 4 dargestellt. Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel der 1, mit dem Unterschied, dass die Öffnungen 20a, 20b der Antriebseinheit 2 nicht an vorstehenden Laschen 21 ausgebildet sind, sondern Teil einer Durchgangsöffnung 22 durch die Antriebseinheit 2 sind. Zudem weist die Antriebseinheit 2 im zweiten Ausführungsbeispiel der 4 ein zweiteiliges Gehäuse mit einem Grundbereich 2a und einem Deckel 2b auf. Eine Trennebene 25 zwischen Grundbereich 2a und Deckel 2b ist orthogonal zur Tretlagerachse 108. Der Deckel 2b ist dabei Kettenblatt-seitig angeordnet, das heißt an der zweiten Wand 32. Zwischen den beiden Gehäuseteilen kann eine zusätzliche Dichtung 2c vorgesehen sein, zur Abdichtung gegenüber einem Flüssigkeitseintritt.
Die erste Öffnung 20a und die zweite Öffnung 20b, in welche die Dämpfungshülsen 5a, 5b eingepresst sind, sind im zweiten Ausführungsbeispiel jeweils durch ein stirnseitiges bzw. axiales Ende der Durchgangsöffnung 22 gebildet. An der zweiten Öffnung 20b weist die Durchgangsöffnung 22 dabei einen Verjüngungsbereich 26 auf, der einen kleineren Innendurchmesser 23 als der Rest der Durchgangsöffnung 22 aufweist. Insbesondere beträgt der Innendurchmesser 23 am Verjüngungsbereich 26 maximal 98 %, bevorzugt maximal 95 % des Innendurchmessers 24 der restlichen Durchgangsöffnung (vgl. 5.)
Der Verjüngungsbereich 26 ist dabei an ein stirnseitiges Ende der Durchgangsöffnung 22 unmittelbar angrenzend angeordnet und erstreckt sich über eine axiale Länge, welche kleiner ist, bevorzugt mindestens 10 % kleiner, als eine axiale Länge der zweiten Dämpfungshülse 5b.
Durch den Verjüngungsbereich 26 wird somit einerseits bewirkt, dass an der zweiten Dämpfungshülse 5b der stärkere Presssitz im Vergleich zur ersten Dämpfungshülse 5a vorliegt. Zudem wird durch die geringere axiale Länge des Verjüngungsbereichs 26 bewirkt, dass im eingepressten Zustand der zweiten Dämpfungshülse 5b der über den Verjüngungsbereich 26 überstehende, also in der Durchgangsöffnung 22 weiter innen liegende, Teil des Dämpfungselements 52 sich radial Aufweiten kann im Vergleich zu dem Teil des Dämpfungselements 52 innerhalb des Verjüngungsbereichs 26 (vgl. 6). Dadurch wird zusätzlich ein axialer Formschluss zwischen Dämpfungselement 5b und zweiter Öffnung 20b erzeugt, wodurch das zweite Dämpfungselement 5b besonders zuverlässig in der zweiten Öffnung 20b gehalten wird.
Wie in 4 und 6 zu erkennen, sind die Dämpfungselemente 52 im zweiten Ausführungsbeispiel zudem so ausgebildet, dass diese am Außenumfang jeweils mehrere Erhöhungen 52a aufweisen. Die Erhöhungen 52a weisen einen trapezförmigen Querschnitt auf. Mittels der Erhöhungen 52a wird einerseits das Einpressen der Dämpfungshülsen 5a, 5b erleichtert, und andererseits der Formschluss an der zweiten Öffnung 20b mit dem Verjüngungsbereich 26 deutlicher ausgeprägt.
7 zeigt eine Detail-Schnittansicht einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 7 ist dabei nur die Antriebseinheit 2 dargestellt. In 8 ist die Antriebsanordnung 1 der 7 mit eingepressten Dämpfungshülsen 5a, 5b dargestellt. Das dritte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel der 4 bis 6, mit dem Unterschied, dass an der zweiten Öffnung 20b anstatt eines Verjüngungsbereichs 26 in Umfangsrichtung verlaufende Nuten 27a am Innenumfang der Durchgangsöffnung 22 ausgebildet sind. Die Nuten 27a weisen vorzugsweise eine den Erhöhungen 52a des Dämpfungselements 52 entsprechende Geometrie, also vorzugsweise einen trapezförmigen Querschnitt, auf. Dadurch wird am zweiten Dämpfungselement 5b im eingepressten Zustand durch elastisches radiales Aufweiten der in den Nuten 27a liegenden Erhöhungen 52a ebenfalls ein axialer Formschluss zwischen Dämpfungselement 52 und Antriebseinheit 2 hergestellt (vgl. 8).
9 zeigt eine Detail-Schnittansicht einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dargestellt ist in 9 dabei nur die Antriebseinheit 2. In 10 ist eine Detail-Schnittansicht der Antriebsanordnung 1 dargestellt in verschraubten Zustand von Antriebseinheit 2 und Rahmenschnittstelle 3. Das dritte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 bis 3, mit dem Unterschied, dass zusätzlich in einer Kontaktfläche zwischen Antriebseinheit 2 und Rahmenschnittstelle 3 eine Reibbeschichtung 9 vorgesehen ist. Die Reibbeschichtung 9 umfasst dabei mehrere mit einer Nickelschicht beschichtete Hartpartikel 91, welche insbesondere Diamantpartikel sind.
Wie in 9 gezeigt, werden die Hartpartikel 91 zunächst auf eine Oberfläche der Antriebseinheit 2 aufgebracht, wobei die Hartpartikel durch die Nickelschicht haften. Dabei werden die Hartpartikel 91 nur an der Kontaktfläche aufgebracht, an der später die Rahmenschnittstelle 3 anliegt. Anschließend werden die Hartpartikel 91 sowie eine gesamte Außenseite der Antriebseinheit 2 mit einem Lack 92 überzogen. Dadurch haften die Hartpartikel 91 besser an der Antriebseinheit 2 und es wird ein Korrosionsschutz bereitgestellt. Anschließend erfolgt das Verschrauben von Antriebseinheit 2 und Rahmenschnittstelle 3 miteinander. Dadurch werden die Kontaktflächen von Antriebseinheit 2 und Rahmenschnittstelle 3 gegeneinander gepresst, wodurch sich die Hartpartikel 91 jeweils in die Oberflächen der beiden Bauteile eingraben. Der Lack 92 wird dabei in dieser Kontaktfläche komprimiert. Durch die eingegrabenen Hartpartikel entsteht somit ein Mikro-Formschluss zwischen den beiden Bauteilen, wodurch eine besonders zuverlässige und feste Verbindung durch einen erhöhten Reibschluss bereitgestellt werden kann. Durch den komprimierten Lack 92 kann eine zusätzliche Dichtwirkung bereitgestellt werden.
Alternativ oder zusätzlich zu der Kontaktfläche zwischen Antriebseinheit 2 und Rahmenschnittstelle 3 kann die Reibbeschichtung 9 auch an anderen Kontaktbereichen vorgesehen sein, beispielsweise zwischen Hülse 51 und Rahmenschnittstelle 3 und/oder Zwischenhülse 51 und Antriebseinheit 2, wie beispielsweise auch in den 2 und 6 angedeutet.
11 zeigt ein Detail einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das fünfte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 bis 3, mit dem Unterschied einer alternativen Dämpfungshülse 5a, 5b. Im Detail ist im fünften Ausführungsbeispiel die Hülse 51 der Dämpfungshülse 5a, 5b unterschiedlich ausgebildet. Diese Hülse 51 ist in perspektivischer Ansicht in der 11 dargestellt.
Die Hülse 51 umfasst einen Schaft 51b und einen Flansch 51a. Der Schaft 51b ist in die entsprechende Öffnung 20a, 20b der Antriebseinheit 2 eingesteckt. Der Flansch 51a ist vorgesehen zur Anlage an einer Innenseite der jeweiligen Wand 31, 32 (vgl. z.B. 2). Der Flansch 51a der Hülse 51 weist an derjenigen Seite, die der Wand 31, 32 zugeordnet ist, eine Vielzahl an vorstehenden Formschlusselementen 51 c auf. Bevorzugt sind die Formschlusselemente 51c in einem oder mehreren, wie in der 11 bevorzugt zwei, zur Durchgangsöffnung der Hülse 51 konzentrischen Kreisen angeordnet.
Ein einzelnes Formschlusselement 51c der Hülse der 11 ist in einer Detail-Schnittansicht in der 12 dargestellt. Jedes Formschlusselement 51c weist eine von einer Oberfläche 51f des Flansches 51a vorstehende Pyramide 51d auf. Alternativ bevorzugt kann jedes Formschlusselement 51c auch einen vorstehenden Kegel aufweisen. Die Pyramide 51d ist als gerade Pyramide ausgebildet und weist einen Öffnungswinkel 51j von vorzugsweise weniger als 60° auf.
Die Pyramiden 51 d bewirken dabei, dass sich diese sich beim Verschrauben der Hülse 51, also der Dämpfungshülse 5a, 5b, mit der Wand 31, 32 in die Oberfläche der Wand 31, 32 eindrücken, also die Wand 31, 32 plastisch verformen. Dadurch wird ein Mikro-Formschluss zwischen Hülse 51 und Wand 31, 32 in einer zur Schraubenachse senkrechten Ebene erzeugt, wodurch eine besonders feste Verbindung von Antriebseinheit 2 und Rahmenschnittstelle 3 miteinander ermöglicht werden kann, welche ein Rutschen zuverlässig verhindern kann.
Jedes Formschlusselement 51c weist dabei zusätzlich zu der Pyramide 51d, jeweils eine Vertiefung 51e auf, die an einem Außenumfang der Pyramide 51d und in der Oberfläche 51f des Flansches 51a ausgebildet ist. Die Vertiefung 51e kann beispielsweise durch das Eindringen der Pyramide 51d in die Wand 31, 32 verdrängtes Material der Wand 31, 32 aufnehmen, sodass Wand 31, 32 und Flansch 51a zuverlässig präzise plan aufeinander aufliegen können. Beispielsweise kann pro Pyramide 51 d jeweils eine Vertiefung 51 e vorgesehen sein, die die Pyramide 51 d teilweise oder vollständig umgibt. Alternativ bevorzugt kann eine einzelne Vertiefung 51e in der Oberfläche 51f des Flansches 51a ausgebildet sein, an deren radialer Innenseite und/oder Außenseite die Pyramiden 51d angeordnet sind.
13 zeigt eine Detail-Schnittansicht einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dargestellt ist in der 13 dabei nur eine der Dämpfungshülsen 5b, nämlich die Dämpfungshülse 5b an der zweiten Halterung 42. Bevorzugt ist die erste Dämpfungshülse 5a an der ersten Halterung 41 identisch ausgebildet. Das sechste Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem fünften Ausführungsbeispiel der 11 und 12, mit dem Unterschied einer alternativen Ausgestaltung der Dämpfungshülse 5b im Bereich des Flansches 51a. Dabei weist die Hülse 51 an einem radial äußeren Ende des Flansches 51a eine Verjüngung 51g auf der dem Schaft 51b zugewandten Seite des Flansches 51a auf. Die Verjüngung 51g ist dabei derart ausgebildet, dass eine maximale Dicke 51 i des Flansches 51a an der Verjüngung 51g maximal 70 % einer Dicke 51h des restlichen Flansches 51a entspricht. Die Dicken werden dabei entlang einer Richtung parallel zur einer Längsachse der Dämpfungshülse 5b betrachtet.
Das Dämpfungselement 52 ist dabei derart ausgebildet, dass dieses die Verjüngung 51g des Flansches 51a kompensiert. Zusätzlich weist das Dämpfungselement 52 an einem radial äußersten Ende eine Verdickung 52g auf. Dadurch liegt am radial äußeren Ende des Flansches 51a ein besonders dickes Dämpfungselement 52 vor. Dies wirkt sich vorteilhaft auf eine optimale Abdichtung zwischen Dämpfungshülse 5b und Antriebseinheit 2 aus.
Weiter unterstützt wird diese Abdichtung durch eine vorstehende Ringrippe 2g der Antriebseinheit 2, welche im sechsten Ausführungsbeispiel, wie in der 14 dargestellt, vorgesehen ist. Die vorstehende Ringrippe 2g weist einen trapezförmigen Querschnitt auf und ist konzentrisch zur Öffnung 20b der Antriebseinheit 2 angeordnet. Im eingepressten Zustand der Dämpfungshülse 5b in die Öffnung 20b liegen dabei die vorstehende Ringrippe 2g und die Verjüngung 51g der Hülse 51 auf demselben Radius bezüglich der Öffnungsachse 20g der Öffnung 20b. Dadurch taucht die vorstehende Ringrippe 2g in die weiche Zone des Dämpfungselements 52 im Bereich der Verjüngung 51g ein, wenn Dämpfungshülse 5b und Antriebseinheit 2 im vollständig verschraubten Zustand gegeneinander gepresst sind. Durch die Elastizität des Dämpfungselements 52 kann somit optimal an der Antriebseinheit 2 abgedichtet werden.
15 zeigt eine Schnittansicht einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das siebte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 bis 3, mit dem Unterschied, dass die Antriebseinheit 2 indirekt mit der Rahmenschnittstelle 3 verschraubt ist. Im Detail sind hierbei die beiden Wände 31, 32, mit denen die Antriebseinheit 2 verschraubt ist, als separate Bauteile zur Rahmenschnittstelle 3 ausgebildet. Beispielsweise können die Wände 31, 32 als Haltebleche ausgebildet sein. Die Wände 31, 32 können dabei mittels (nicht dargestellter) zusätzlicher Schraubenverbindungen und/oder Schweißverbindungen mit Rahmenwänden 31a, 32a der Rahmenschnittstelle 3 verbunden sein. Dadurch kann eine besonders hohe Flexibilität der Antriebsanordnung 1 bereitgestellt werden.
16 zeigt eine Schnittansicht einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das achte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem sechsten Ausführungsbeispiel der 13 und 14, mit dem Unterschied, dass alternative Hülsen 51 verwendet werden. Im Detail sind die Flansche 51a der Hülsen 51 im achten Ausführungsbeispiel der 16 dicker ausgeführt als im sechsten Ausführungsbeispiel. Im Detail beträgt die Dicke 51h der Flansche 51a im achten Ausführungsbeispiel ein Vielfaches, bevorzugt mindestens das dreifache, einer Wandstärke 51k des entsprechenden Schafts 51b der jeweiligen Hülse 51. Dadurch kann eine Gesamtbreite 1h der Antriebsanordnung 1 größer ausgestaltet werden im Vergleich zum sechsten Ausführungsbeispiel, in welchem die Dicke 51h des Flansches 51a beispielsweise in etwa gleich der Wandstärke 51k des Schafts 51b ist. Das achte Ausführungsbeispiel der 16 verdeutlicht somit, dass durch Veränderungen der Hülsen 51 eine Anpassung der Antriebsanordnung 1 an verschiedene Fahrzeuge 100 besonders einfach und kostengünstig möglich ist.
17 zeigt ein Detail einer Schnittansicht einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das neunte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel der 4 bis 6, mit dem Unterschied, dass alternative Dämpfungshülsen 5a, 5b verwendet werden. Beispielhaft ist in der 17 dabei nur die zweite Dämpfungshülse 5b dargestellt, wobei die erste Dämpfungshülse 5a vorzugsweise identisch ausgebildet ist. Im neunten Ausführungsbeispiel der 17 ist die Hülse 51 der Dämpfungshülse 5b als einseitig geschlossene Hülse mit einer Sacklochbohrung 51m ausgebildet. Das heißt, ein ins Innere der Antriebseinheit 2 weisende stirnseitiges Ende der Hülse 51 ist mittels eines Bodens 51n verschlossen, sodass die Sacklochbohrung 51m fluiddicht gegenüber der Öffnung 20b abgedichtet ist. Dadurch kann insbesondere bei einer Verwendung von Magnesium als Gehäusematerial für die Antriebseinheit 2 zuverlässig eine galvanische Korrosion zwischen dem Gehäuse und der, beispielsweise aus Stahl gebildeten, Schraube 6 verhindert werden.
Besonders vorteilhaft ist eine (nicht dargestellte) Weiterbildung der beispielhaft in der 17 dargestellten Dämpfungshülse 5b, bei der sich das Dämpfungselement 52 zusätzlich über die Stirnseite erstreckt, das heißt auf der der Sacklochbohrung 51m abgewandten Seite des Bodens 51n angeordnet ist.
Eine weitere (nicht dargestellte) bevorzugte Weiterbildung der beispielhaft in der 17 dargestellten Dämpfungshülse 5b weist alternative Verschluss der Durchgangsbohrung durch die Hülse 51. Dabei ist das stirnseitige Ende anstatt durch den Boden 51n durch das Dämpfungselement 52 verschlossen. Dadurch kann der gleiche vorteilhafte Effekt der zuverlässigen Abdichtung zur Verhinderung galvanischer Korrosion erzielt werden.

Claims

Antriebsanordnung eines mit Muskelkraft und/oder Motokraft betreibbaren Fahrzeugs (100), umfassend: - eine Antriebseinheit (2), - eine Rahmenschnittstelle (3), - wobei die Antriebseinheit (2) zumindest teilweise zwischen einer ersten Wand (31) und einer zweiten Wand (32) der Rahmenschnittstelle (3) angeordnet ist, - eine erste Halterung (41), welche die Antriebseinheit (2) an der ersten Wand (31) hält, und - eine zweite Halterung (42), welche die Antriebseinheit (2) an der zweiten Wand (32) hält, - wobei die erste Halterung (41) eine erste Dämpfungshülse (5a), die in eine erste Öffnung (20a) der Antriebseinheit (2) eingesteckt ist, aufweist, - wobei die zweite Halterung (42) eine zweite Dämpfungshülse (5b), die in eine zweite Öffnung (20b) der Antriebseinheit (2) eingesteckt ist, aufweist, - wobei jede Dämpfungshülse (5a, 5b) mittels einer Schraube (6) mit der entsprechenden Wand (31, 32) verschraubt ist, und - wobei jede Dämpfungshülse (5a, 5b) eine Hülse (51) und ein Dämpfungselement (52), das die Hülse (51) zumindest teilweise umgibt und aus einem schwingungsdämpfenden Material gebildet ist, aufweist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 1, wobei das Dämpfungselement (52) aus einem Elastomer gebildet ist.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Halterung (41) derart ausgebildet ist, dass im verschraubten Zustand die erste Dämpfungshülse (5a) einen Spalt (7) zwischen der Antriebseinheit (2) und der ersten Wand (31) überbrückt.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Öffnungen (20a, 20b) derart ausgebildet sind, dass ein Presssitz zwischen der ersten Dämpfungshülse (5a) und der ersten Öffnung (20a) ein geringeres Übermaß als ein Presssitz zwischen der zweiten Dämpfungshülse (5b) und der zweiten Öffnung (20b) aufweist.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinheit (2) pro Öffnung (20a, 20b) eine vorstehende Halterungslasche (21) aufweist, in der die jeweilige Öffnung (20a, 20b) angeordnet ist.
Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, - wobei die Antriebseinheit (2) eine Durchgangsöffnung (22) aufweist, und - wobei stirnseitige Enden der Durchgangsöffnung (22) die beiden Öffnungen (20a, 20b) bilden, in die die Dämpfungshülsen (5a, 5b) eingesteckt sind.
Antriebsanordnung nach Anspruch 6, wobei die Durchgangsöffnung (22) an der zweiten Öffnung (20) einen Verjüngungsbereich (26) mit einem kleineren Innendurchmesser (23) als der Rest der Durchgangsöffnung (22) aufweist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 7, - wobei die Antriebseinheit (2) ein zweiteiliges Gehäuse mit einem Grundbereich (2a) und einem Deckel (2b) aufweist, und - wobei der Verjüngungsbereich (26) ausschließlich innerhalb des Deckels (2b) angeordnet ist.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Öffnung (20b) einen Nutenbereich (27) mit mindestens einer in Umfangsrichtung verlaufenden Nut (27a) an einem Innenumfang der zweiten Öffnung (20b) aufweist.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Dämpfungselement (52) mehrere sich in Umfangsrichtung erstreckende Erhöhungen (52a) auf einem Außenumfang aufweist.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei zumindest eine Hülse (51) einen Schaft (51b) und einen Flansch (51a) aufweist, - wobei der Flansch (51a) an einer der entsprechenden Wand (31, 32) zugewandten Seite eine Vielzahl an vorstehenden Formschlusselementen (51c) aufweist, und - wobei die Formschlusselemente (51c) so ausgebildet sind, um sich durch die Verschraubung der Dämpfungshülse (5a, 5b) mit der entsprechenden Wand (31, 32) in die Wand (31, 32) einzudrücken.
Antriebsanordnung nach Anspruch 11, wobei jedes Formschlusselement (51c) eine von einer Oberfläche (51f) des Flansches (51a) vorstehende Pyramide (51d) oder einen Kegel aufweist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 12, wobei jedes Formschlusselement (51c) eine an die Pyramide (51d) angrenzende Vertiefung (51e) in der Oberfläche (51f) des Flansches (51a) aufweist.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei zumindest eine Hülse (51) einen Schaft (51b) und einen Flansch (51a) aufweist, - wobei der Flansch (51b) an einem radial äußeren Ende und auf der dem Schaft (51a) zugewandten Seite eine Verjüngung (51g) aufweist, und - wobei die Verjüngung (51g) durch das Dämpfungselement (52) kompensiert ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 14, - wobei die Antriebseinheit (2) zumindest eine vorstehende Ringrippe (2g) aufweist, welche konzentrisch zu einer der Öffnungen (20a, 20b) angeordnet ist, - insbesondere wobei die vorstehende Ringrippe (2g) und die Verjüngung (51g) des Flansches (51a) der Hülse (51) auf demselben Radius bezüglich einer Öffnungsachse (20g) der Öffnung (20a, 20b) angeordnet sind.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Reibbeschichtung (9), welche auf einer Oberfläche der Antriebseinheit (2) und/oder auf einer Oberfläche der Rahmenschnittstelle (3) und/oder auf einer Oberfläche der ersten Dämpfungshülse (5a) und/oder auf einer Oberfläche der zweiten Dämpfungshülse (5b) angeordnet ist, wobei die Reibbeschichtung (9) Hartpartikel (91) aufweist zur Reibungserhöhung.
Antriebsanordnung nach Anspruch 16, wobei die Reibbeschichtung (9) ferner einen Lack (92) aufweist, mit dem die Hartpartikel (92) überzogen sind.
Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, - wobei der Flansch (51a) von zumindest einer Hülse (51) eine Dicke (51h) aufweist, die im Wesentlichen einer Wandstärke (51k) des Schafts (51b) der Hülse (51) entspricht, oder - wobei der Flansch (51a) von zumindest einer Hülse (51) eine Dicke (51h) aufweist, die mindestens dem 1,5-fachen einer Wandstärke (51k) des Schafts (51b) der Hülse (51) entspricht.
Fahrzeug, insbesondere mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbares Fahrzeug, vorzugsweise Elektrofahrrad, umfassend eine Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Fahrzeug nach Anspruch 19, umfassend einen Fahrzeugrahmen (105), - wobei die Rahmenschnittstelle (3) der Antriebsanordnung (1) integraler Bestandteil des Fahrzeugrahmens (105) ist, oder - wobei die Rahmenschnittstelle (3) und/oder zumindest eine der beiden Wände (31, 32) als separates Bauteil zum Fahrzeugrahmen (105) ausgebildet und mit dem Fahrzeugrahmen (105) verbunden, vorzugsweise verschraubt, ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 19 oder 20, ferner umfassend ein Kettenblatt (106), welches mit einer Abtriebswelle (107) der Antriebseinheit (2) verbunden ist, und wobei die zweite Halterung (42) der Antriebsanordnung (1) auf der Seite des Kettenblatts (106) angeordnet ist.