DE102022209139B3 - Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec - Google Patents

Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec Download PDF

Info

Publication number
DE102022209139B3
DE102022209139B3 DE102022209139.6A DE102022209139A DE102022209139B3 DE 102022209139 B3 DE102022209139 B3 DE 102022209139B3 DE 102022209139 A DE102022209139 A DE 102022209139A DE 102022209139 B3 DE102022209139 B3 DE 102022209139B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
planetary gear
gear set
switching element
designed
bottom bracket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102022209139.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Stefan Beck
Michael Wechs
Johannes Kaltenbach
Mladjan Radic
Thomas Riedisser
Peter Ziemer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102022209139.6A priority Critical patent/DE102022209139B3/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102022209139B3 publication Critical patent/DE102022209139B3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/55Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • B62M11/14Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
    • B62M11/145Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears built in, or adjacent to, the bottom bracket
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • B62M11/14Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
    • B62M11/18Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears with a plurality of planetary gear units
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
    • F16H3/666Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another with compound planetary gear units, e.g. two intermeshing orbital gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0047Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising five forward speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/201Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with three sets of orbital gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2043Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with five engaging means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2069Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes using two freewheel mechanism
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2079Transmissions using gears with orbital motion using freewheel type mechanisms, e.g. freewheel clutches
    • F16H2200/2084Transmissions using gears with orbital motion using freewheel type mechanisms, e.g. freewheel clutches two freewheel mechanisms

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

Es wird ein Tretlagergetriebe in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder ein Pedelec (1) mit einer Tretkurbelwelle (Wan) als Antrieb und einer Getriebeausgangswelle (Wab) als Abtrieb sowie zumindest vier weiteren Wellen (W1, W2, W3, W4), mit drei Planetenradsätzen (RS1, RS2, RS3), welche koaxial zur Tretkurbelwelle (Wan) angeordnet sind, und mit fünf Schaltelementen (B1, B2, B3, F1, F2) zum Realisieren von zumindest fünf Gängen (V1, V2, V3, V4, V5) vorgeschlagen, wobei die Tretkurbelwelle (Wan) mit einem zweiten Element eines zweiten Planetenradsatzes (RS2) und einem ersten Element eines dritten Planetenradsatzes (RS3) verbunden ist, wobei die Tretkurbelwelle (Wan) über ein viertes Schaltelement (F1) und über eine erste Welle (W1) mit einem ersten Element eines ersten Planetenradsatzes (RS1) verbindbar ist, wobei die Getriebeausgangswelle (Wab) mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbunden ist, wobei die Getriebeausgangswelle (Wab) über ein fünftes Schaltelement (F2) und über eine dritte Welle (W3) mit einem dritten Element des ersten Planetenradsatzes (RS1) und einem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes (RS3) verbindbar ist und wobei ein zweites Element des ersten Planetenradsatzes (RS1) über eine zweite Welle (W2) mit einem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbunden ist. Ferner wird ein Fahrrad oder Pedelec (1) mit dem Tretlagergetriebe vorgeschlagen.A bottom bracket gearbox in planetary design for a bicycle or a Pedelec (1) with a pedal crankshaft (Wan) as a drive and a gearbox output shaft (Wab) as an output as well as at least four further shafts (W1, W2, W3, W4), with three planetary gear sets ( RS1, RS2, RS3), which are arranged coaxially to the pedal crankshaft (Wan), and with five switching elements (B1, B2, B3, F1, F2) to realize at least five gears (V1, V2, V3, V4, V5). , wherein the pedal crankshaft (Wan) is connected to a second element of a second planetary gear set (RS2) and a first element of a third planetary gear set (RS3), wherein the pedal crankshaft (Wan) has a fourth switching element (F1) and a first shaft (W1 ) can be connected to a first element of a first planetary gear set (RS1), the transmission output shaft (Wab) being connected to a first element of the second planetary gear set (RS2), the transmission output shaft (Wab) via a fifth switching element (F2) and via a third Shaft (W3) can be connected to a third element of the first planetary gear set (RS1) and a second element of the third planetary gear set (RS3) and a second element of the first planetary gear set (RS1) via a second shaft (W2) to a third element of the second Planetary gear set (RS2) is connected. Furthermore, a bicycle or pedelec (1) with the bottom bracket gear is proposed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tretlagergetriebe in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder ein Pedelec mit einer Tretkurbelwelle als Antrieb und einer Getriebeausgangswelle als Abtrieb sowie zumindest vier weiteren Wellen, mit zumindest drei Planetenradsätzen, welche koaxial zur Tretkurbelwelle angeordnet sind und mit mehreren Schaltelementen zum Realisieren von mehreren Gängen. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrrad oder Pedelec mit dem Tretlagergetriebe.The present invention relates to a bottom bracket gear in planetary design for a bicycle or a pedelec with a pedal crankshaft as a drive and a transmission output shaft as an output as well as at least four further shafts, with at least three planetary gear sets, which are arranged coaxially to the pedal crankshaft and with several switching elements for realizing several gears . The invention further relates to a bicycle or pedelec with the bottom bracket gear.

Beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2016 225 169 A1 ist ein Getriebe in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder Pedelec bekannt. Das Getriebe umfasst für die Realisierung von nur vier Gängen mindestens zwei Planetenradsätze, wobei davon notwendigerweise zumindest ein Planetenradsatz als bauraumaufwendiger Plus-Planetenradsatz ausgeführt ist. Ferner sind mindestens vier Schaltelemente erforderlich. Bei einer weiteren Ausführungsvariante des Getriebes werden durch das Hinzufügen von zwei weiteren Schaltelementen und einem weiteren Planetenradsatz vier weitere Gänge realisiert. Aufgrund der vorgesehenen Verschaltung bzw. Anbindung der verschiedenen Planetenradsätze ergibt sich bei dem bekannten Getriebe eine bauraumaufwendige Ausgestaltung.
Die DE 10 2018 208 380 A1 , die DE10 2016 225 144 A1 , die DE10 2016 225 145 A1 und die DE 10 2020 206 299 A1 offenbaren ebenfalls ein derartiges Getriebe.
For example from the publication DE 10 2016 225 169 A1 is a planetary gearbox for a bicycle or pedelec. To achieve only four gears, the transmission includes at least two planetary gear sets, of which at least one planetary gear set is necessarily designed as a space-intensive plus planetary gear set. Furthermore, at least four switching elements are required. In a further embodiment variant of the transmission, four additional gears are achieved by adding two additional switching elements and another planetary gear set. Due to the intended interconnection or connection of the various planetary gear sets, the known transmission has a space-intensive design.
The DE 10 2018 208 380 A1 , the DE10 2016 225 144 A1 , the DE10 2016 225 145 A1 and the DE 10 2020 206 299 A1 also disclose such a gear.

Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Tretlagergetriebe der eingangs beschriebenen Gattung mit möglichst geringem Bauaufwand mit möglichst wenigen Bauteilen zu realisieren.Accordingly, the present invention is based on the object of realizing a bottom bracket gear of the type described above with as little construction effort as possible and with as few components as possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Gegenstände mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. 12 gelöst. Vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen.This object is achieved according to the invention by objects with the features of patent claims 1 and 12, respectively. Advantageous and claimed further developments result from the subclaims and the description as well as the drawings.

Somit wird ein Tretlagergetriebe in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder ein Pedelec vorgeschlagen. Das Tretlagergetriebe weist eine Tretkurbelwelle als Antrieb und eine Getriebeausgangswelle als Abtrieb sowie zumindest vier weitere Wellen auf, wobei der Abtrieb vorzugsweise über ein Kettenrad, ein Riemenrad oder dergleichen erfolgt. Ferner umfasst das Tretlagergetriebe drei Planetenradsätze, welche koaxial zur Tretkurbelwelle angeordnet sind, und fünf Schaltelemente zum Realisieren von zumindest fünf Gängen bei dem vorgeschlagenen Tretlagergetriebe. Um eine besonders effektive und bauraumgünstige Ausführung bei dem Tretlagergetriebe vorzusehen, ist die Tretkurbelwelle mit einem zweiten Element eines zweiten Planetenradsatzes und einem ersten Element eines dritten Planetenradsatzes verbunden. Ferner ist die Tretkurbelwelle über ein viertes Schaltelement und über eine erste Welle mit einem ersten Element eines ersten Planetenradsatzes verbindbar, wobei die Getriebeausgangswelle mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist und wobei die Getriebeausgangswelle über ein fünftes Schaltelement und über eine dritte Welle mit einem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und einem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbindbar ist. Ein zweites Element des ersten Planetenradsatzes ist über eine zweite Welle mit einem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden.A planetary bottom bracket gearbox is therefore proposed for a bicycle or a pedelec. The bottom bracket gear has a pedal crankshaft as a drive and a transmission output shaft as an output as well as at least four further shafts, the output preferably taking place via a chain wheel, a belt wheel or the like. Furthermore, the bottom bracket gear includes three planetary gear sets, which are arranged coaxially to the pedal crankshaft, and five switching elements for realizing at least five gears in the proposed bottom bracket gear. In order to provide a particularly effective and space-saving design for the bottom bracket gear, the pedal crankshaft is connected to a second element of a second planetary gear set and a first element of a third planetary gear set. Furthermore, the pedal crankshaft can be connected to a first element of a first planetary gear set via a fourth switching element and via a first shaft, the transmission output shaft being connected to a first element of the second planetary gear set and the transmission output shaft being connected via a fifth switching element and via a third shaft to a third Element of the first planetary gear set and a second element of the third planetary gear set can be connected. A second element of the first planetary gear set is connected to a third element of the second planetary gear set via a second shaft.

Auf diese Weise wird mit der vorbeschriebenen Anbindung der nur drei vorgesehenen Planetenradsätze und der nur fünf vorgesehenen Schaltelemente ein besonders einfacher und kompakter Aufbau bei dem vorgeschlagenen Tretlagergetriebe realisiert. Hinzu kommen besonders geringe Bauteilbelastungen und ein vorteilhaft hoher Verzahnungswirkungsgrad aufgrund der geometrischen Übersetzungsreihe bei dem Tretlagergetriebe.In this way, with the above-described connection of only three planetary gear sets provided and only five switching elements provided, a particularly simple and compact structure is achieved in the proposed bottom bracket gear. In addition, there are particularly low component loads and an advantageously high gearing efficiency due to the geometric gear range in the bottom bracket gear.

Zur mechanischen Verbindung von Elementen der Planetenradsätze werden vorzugsweise neben Antrieb und Abtrieb nur vier weitere Wellen oder wellenartige Elemente verwendet, wobei unter dem Begriff Welle nicht ausschließlich ein zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen ist, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die die einzelnen Radsatzelemente miteinander zur Drehmomentübertragung verbinden.For the mechanical connection of elements of the planetary gear sets, in addition to the drive and output, only four other shafts or shaft-like elements are preferably used, whereby the term shaft does not exclusively mean a cylindrical, rotatably mounted machine element for transmitting torque, but rather also includes general connecting elements to understand that connect the individual wheelset elements to each other for torque transmission.

Um die besonders bauraumgünstige Anordnung bei dem vorgeschlagenen Tretlagergetriebe zu realisieren, ist vorgesehen, dass bei geschlossenem ersten Schaltelement die mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes verbundene erste Welle mit einem Gehäuse bzw. mit einem gehäusefesten Bauteil oder dergleichen verbunden ist, dass bei geschlossenem zweiten Schaltelement die mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbundene dritte Welle mit dem Gehäuse verbunden ist, und dass bei geschlossenem dritten Schaltelement die mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes verbundene vierte Welle mit dem Gehäuse verbunden ist.In order to realize the particularly space-saving arrangement in the proposed bottom bracket gear, it is provided that when the first switching element is closed, the first shaft connected to the first element of the first planetary gear set is connected to a housing or to a component fixed to the housing or the like, that when the second switching element is closed the third shaft connected to the third element of the first planetary gear set and to the second element of the third planetary gear set is connected to the housing, and that when the third switching element is closed, the fourth shaft connected to the third element of the third planetary gear set is connected to the housing.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist bei dem vorgeschlagenen Tretlagergetriebe vorgesehen, dass das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement jeweils als formschlüssige Bremse ausgeführt sind und/oder dass das vierte Schaltelement und das fünfte Schaltelement jeweils als Freilauf ausgeführt sind.In the context of the present invention, it is provided in the proposed bottom bracket gear that the first switching element, the second switching element and the third switching element are each designed as a positive brake and/or that the fourth switching element and the fifth switching element are each designed as a freewheel.

Die als Bremsen ausgeführten Schaltelemente werden vorzugsweise als formschlüssige Schaltelemente beispielsweise als kostengünstige Schaltklauen oder dergleichen zum Beispiel mit einem verzahnten Bremsring und einer korrespondierenden Schaltklinke ausgeführt. Bremsen als Schaltelemente haben den Vorteil, dass diese zum Betätigen von außen ohne weiteres erreichbar sind. Da die vorgesehenen Freiläufe als Kupplungen eingesetzt werden, ist es von Vorteil, wenn die Bremsen z. B. als einseitig wirkende Bremsen ausgeführt sind, um ein Verblocken des Getriebes bei Drehrichtungsumkehr am Antrieb oder am Abtrieb zu verhindern.The switching elements designed as brakes are preferably designed as positive switching elements, for example as inexpensive switching claws or the like, for example with a toothed brake ring and a corresponding switching pawl. Brakes as switching elements have the advantage that they can be easily accessed from outside for actuation. Since the freewheels provided are used as clutches, it is an advantage if the brakes z. B. are designed as one-way brakes to prevent the transmission from blocking when the direction of rotation is reversed on the drive or output.

Vorzugsweise werden als Freiläufe nicht schaltbare Freiläufe verwendet. Dies hat den Vorteil, dass keine Schaltbetätigung bei den passiven Schaltelementen erforderlich ist. Der nicht schaltbare Freilauf überträgt ein Drehmoment, wenn dieser gesperrt ist. In der entgegengesetzten Drehrichtung wird kein Drehmoment übertragen. Es ist jedoch denkbar, dass auch schaltbare Freiläufe oder auch schaltbare Frei-laufbremsen eingesetzt werden.Non-switchable freewheels are preferably used as freewheels. This has the advantage that no switching operation is required for the passive switching elements. The non-switchable freewheel transmits torque when it is locked. No torque is transmitted in the opposite direction of rotation. However, it is conceivable that switchable freewheels or switchable freewheel brakes can also be used.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung kann vorsehen, dass zumindest einer der vorgesehenen Planetenradsätze als Minus-Planetenradsatz ausgeführt ist, wodurch sich eine besonders bauraumgünstige Anordnung ergibt. Es ist auch denkbar, dass einer der Planetenradsätze als Plus-Planetenradsatz ausgeführt ist.A preferred embodiment of the invention can provide that at least one of the planetary gear sets provided is designed as a minus planetary gear set, which results in a particularly space-saving arrangement. It is also conceivable that one of the planetary gear sets is designed as a plus planetary gear set.

Ein Minus-Planetenradsatz kann bevorzugt in einen Plus-Planetenradsatz überführt werden, wenn die Planetenradträger- und Hohlradanbindung an diesem Radsatz miteinander vertauscht wird und der Betrag der Standübersetzung um 1 erhöht wird. Ein Minus-Planetenradsatz weist an seinem Planetenradträger verdrehbar gelagerte Planetenräder auf, die mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad dieses Planetenradsatzes kämmen, sodass sich das Hohlrad bei festgehaltenem Planetenradträger und drehendem Sonnenrad in zur Sonnenraddrehrichtung entgegengesetzter Richtung dreht. Ein Plus-Planetenradsatz weist an seinem Planetenradträger verdrehbar gelagerte und miteinander in Zahneingriff stehende innere und äußere Planetenräder auf, wobei das Sonnenrad dieses Planetenradsatzes mit den inneren Planetenrädern und das Hohlrad dieses Planetenradsatzes mit den äußeren Planetenrädern kämmen, sodass sich das Hohlrad bei festgehaltenem Planetenradträger und drehendem Sonnenrad in zur Sonnenraddrehrichtung gleicher Drehrichtung dreht.A minus planetary gear set can preferably be converted into a plus planetary gear set if the planetary gear carrier and ring gear connection on this gear set are swapped with one another and the amount of the stationary gear ratio is increased by 1. A minus planetary gear set has rotatably mounted planet gears on its planet gear carrier, which mesh with the sun gear and the ring gear of this planetary gear set, so that the ring gear rotates in the opposite direction to the sun gear rotation direction when the planet gear carrier is held and the sun gear is rotating. A plus planetary gear set has inner and outer planetary gears that are rotatably mounted on its planetary gear carrier and mesh with one another, with the sun gear of this planetary gearset meshing with the inner planetary gears and the ring gear of this planetary gearset meshing with the outer planetary gears, so that the ring gear is in position when the planetary gear carrier is held in place and rotating Sun gear rotates in the same direction of rotation as the sun gear rotation.

Dies bedeutet für den Fachmann, dass bei den als Minus-Planetenradsatz ausgeführten Einzelradsätzen ein erstes Element bzw. Radsatzelement als Sonnenrad, ein zweites Element als Planetenradträger bzw. Steg und ein drittes Element als Hohlrad ausgeführt sind. Ferner bedeutet dies, dass bei einem als Plus-Planetenradsatz ausgeführten Einzelradsatz das erste Element als Sonnenrad, das zweite Element als Hohlrad und das dritte Element als Planetenradträger bzw. Steg ausgeführt sind.For the person skilled in the art, this means that in the case of the individual gear sets designed as minus planetary gear sets, a first element or gear set element is designed as a sun gear, a second element is designed as a planet gear carrier or web and a third element is designed as a ring gear. This also means that in the case of an individual gear set designed as a plus planetary gear set, the first element is designed as a sun gear, the second element as a ring gear and the third element as a planet gear carrier or web.

Um die Ansteuerung des vorgeschlagenen Tretlagergetriebes weiter zu optimieren, ist vorgesehen, dass zumindest ein Drehmomentsensor oder dergleichen an dem Antrieb und/oder an dem Abtrieb vorgesehen ist.In order to further optimize the control of the proposed bottom bracket gear, it is provided that at least one torque sensor or the like is provided on the drive and/or on the output.

Um den Antrieb bei dem vorgeschlagenen Tretlagergetriebe elektrisch zu unterstützen, kann zumindest eine elektrische Maschine oder dergleichen mit dem Antrieb bzw. mit der Tretkurbelwelle und/oder mit dem Abtrieb bzw. mit der Getriebeausgangswelle verbunden oder verbindbar sein bzw. fest oder lösbar angekoppelt sein. Vorzugsweise kann die elektrische Maschine achsparallel zur Tretkurbelwelle angeordnet sein.In order to electrically support the drive in the proposed bottom bracket gear, at least one electric machine or the like can be connected or connectable to the drive or to the pedal crankshaft and / or to the output or to the transmission output shaft or be permanently or releasably coupled. Preferably, the electric machine can be arranged axially parallel to the pedal crankshaft.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung beansprucht ein Fahrrad oder Pedelec mit dem vorbeschriebenen Tretlagergetriebe. Hieraus ergeben sich die bereits beschriebenen Vorteile und weitere Vorteile.A further aspect of the present invention claims a bicycle or pedelec with the bottom bracket gear described above. This results in the advantages already described and other advantages.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert.The present invention is explained further below with reference to the drawings.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Prinzipansicht einer möglichen Ausführungsvariante eines Tretlagergetriebes in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder Pedelec;
  • 2 eine schematische Prinzipansicht des Tretlagergetriebes gemäß 1 mit einem beispielhaft als ersten Planetenradsatz ausgeführten Plus-Planetenradsatz;
  • 3 eine schematische Ansicht des Tretlagergetriebes gemäß 1 mit einem beispielhaft angedeuteten Drehmomentsensor am Antrieb;
  • 4 eine schematische Ansicht des Tretlagergetriebes gemäß 3 mit einer beispielhaft am Antrieb angeordneten elektrischen Maschine;
  • 5 eine schematische Ansicht des Tretlagergetriebes gemäß 3 mit einer beispielhaft am Abtrieb angeordneten elektrischen Maschine; und
  • 6 ein Schaltschema mit den schaltbaren Gängen bei dem erfindungsgemäßen Tretlagergetriebe gemäß 1 bis 5.
Show it:
  • 1 a schematic principle view of a possible embodiment variant of a bottom bracket gear in planetary design for a bicycle or pedelec;
  • 2 a schematic principle view of the bottom bracket gear according to 1 with a plus planetary gear set designed, for example, as the first planetary gear set;
  • 3 a schematic view of the bottom bracket gear according to 1 with a torque sensor on the drive, indicated as an example;
  • 4 a schematic view of the bottom bracket gear according to 3 with an electrical machine arranged, for example, on the drive;
  • 5 a schematic view of the bottom bracket gear according to 3 with an electrical machine arranged, for example, on the output; and
  • 6 a switching diagram with the switchable gears in the bottom bracket gear according to the invention 1 until 5 .

In den 1 bis 5 sind verschiedene Ausführungen anhand von schematischen Prinzipansichten eines erfindungsgemäßen Tretlagergetriebes in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder ein Pedelec 1 lediglich beispielhaft dargestellt. 1 zeigt das schematisch angedeutete Fahrrad oder Pedelec 1 mit dem Tretlagergetriebe.In the 1 until 5 Various embodiments are shown merely by way of example based on schematic principle views of a bottom bracket gear according to the invention in planetary design for a bicycle or a Pedelec 1. 1 shows the schematically indicated bicycle or Pedelec 1 with the bottom bracket gear.

Unabhängig von den Ausführungen umfasst das Tretlagergetriebe in einem Gehäuse bzw. Tretlagergehäuse 2 eine Tretkurbelwelle bzw. Tretkurbel Wan als Antrieb mit den Pedalen und eine Getriebeausgangswelle Wab als Abtrieb mit einem nicht weiter dargestellten Ketten- bzw. Riemenrad. Ferner sind vier weitere Wellen W1, W2, W3, W4 vorgesehen, die mit Elementen bzw. Radsatzelementen der drei Planetenradsätze RS1, RS2, RS3 gekoppelt bzw. verbunden sind. Die Elemente des ersten Planetenradsatzes RS1 und des zweiten Planetenradsatzes RS2 sowie des dritten Planetenradsatzes RS3 sind koaxial zur Tretkurbelwelle Wan angeordnet. Zudem sind fünf Schaltelemente B1, B2, B3, F1, F2 zum Realisieren von fünf Gängen V1, V2, V3, V4, V5 vorgesehen. Das erste Schaltelement B1 und das zweite Schaltelement B2 sowie das dritte Schaltelement B3 sind jeweils als schaltbare Bremsen ausgeführt, während das vierte Schaltelement F1 und das fünfte Schaltelement F2 jeweils als nicht schaltbare Freiläufe ausgeführt sind.Regardless of the versions, the bottom bracket gear includes in a housing or bottom bracket housing 2 a pedal crankshaft or pedal crank Wan as a drive with the pedals and a transmission output shaft Wab as an output with a chain or belt wheel, not shown. Furthermore, four further shafts W1, W2, W3, W4 are provided, which are coupled or connected to elements or gear set elements of the three planetary gear sets RS1, RS2, RS3. The elements of the first planetary gear set RS1 and the second planetary gear set RS2 as well as the third planetary gear set RS3 are arranged coaxially with the pedal crankshaft Wan. In addition, five switching elements B1, B2, B3, F1, F2 are provided for realizing five gears V1, V2, V3, V4, V5. The first switching element B1 and the second switching element B2 as well as the third switching element B3 are each designed as switchable brakes, while the fourth switching element F1 and the fifth switching element F2 are each designed as non-switchable freewheels.

Ferner ist unabhängig von den Ausführungen bei dem vorgeschlagenen Tretlagergetriebe vorgesehen, dass die Tretkurbelwelle Wan mit einem zweiten Element eines zweiten Planetenradsatzes RS2 und einem ersten Element eines dritten Planetenradsatzes RS3 verbunden ist, dass die Tretkurbelwelle Wan über ein viertes Schaltelement F1 und über eine erste Welle W1 mit einem ersten Element eines ersten Planetenradsatzes RS1 verbindbar ist, dass die Getriebeausgangswelle Wab mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden ist, dass die Getriebeausgangswelle Wab über ein fünftes Schaltelement F2 und über eine dritte Welle W3 mit einem dritten Element des ersten Planetenradsatzes RS1 und einem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes RS3 verbindbar ist und dass ein zweites Element des ersten Planetenradsatzes RS1 über eine zweite Welle W2 mit einem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden ist.Furthermore, regardless of the embodiments in the proposed bottom bracket gearbox, it is provided that the pedal crankshaft Wan is connected to a second element of a second planetary gear set RS2 and a first element of a third planetary gear set RS3, that the pedal crankshaft Wan is connected via a fourth switching element F1 and via a first shaft W1 can be connected to a first element of a first planetary gear set RS1, that the transmission output shaft Wab is connected to a first element of the second planetary gear set RS2, that the transmission output shaft Wab is connected via a fifth switching element F2 and via a third shaft W3 to a third element of the first planetary gear set RS1 and a second element of the third planetary gear set RS3 can be connected and that a second element of the first planetary gear set RS1 is connected to a third element of the second planetary gear set RS2 via a second shaft W2.

Unabhängig von den verschiedenen Ausführungen ist bei dem Tretlagergetriebe vorgesehen, dass bei geschlossenem ersten Schaltelement B1 die mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes RS1 verbundene erste Welle W1 mit einem Gehäuse 2 verbunden ist, dass bei geschlossenem zweiten Schaltelement B2 die mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes RS1 und mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes RS3 verbundene dritte Welle W3 mit dem Gehäuse 2 verbunden ist, und dass bei geschlossenem dritten Schaltelement B3 die mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes RS3 verbundene vierte Welle W4 mit dem Gehäuse 2 verbunden ist.Regardless of the various designs, it is provided in the bottom bracket gear that when the first switching element B1 is closed, the first shaft W1 connected to the first element of the first planetary gear set RS1 is connected to a housing 2, and that when the second switching element B2 is closed, the first shaft W1 is connected to the third element of the first Planetary gear set RS1 and the third shaft W3 connected to the second element of the third planetary gear set RS3 is connected to the housing 2, and that when the third switching element B3 is closed, the fourth shaft W4 connected to the third element of the third planetary gear set RS3 is connected to the housing 2.

Mit der vorbeschriebenen Anbindung der Elemente der Planetenradsätze RS1, RS2, RS3 und der Wellen Wan, Wab, W1, W2, W3, W4 sowie der Schaltelemente B1, B2, B3, F1, F2 ergibt sich eine besonders bauraumgünstige Ausführung des Tretlagergetriebes.The above-described connection of the elements of the planetary gear sets RS1, RS2, RS3 and the shafts Wan, Wab, W1, W2, W3, W4 as well as the switching elements B1, B2, B3, F1, F2 results in a particularly space-saving design of the bottom bracket gear.

In den 1 und 3 bis 5 sind die drei vorgesehenen Planetenradsätze RS1, RS2, RS3 jeweils als bauraumgünstige Minus-Planetenradsätze ausgeführt. Hierbei ist vorgesehen, dass jeweils als erstes Element bzw. Radsatzelement ein Sonnenrad SR1, SR2, SR3, als zweites Element ein Planetenradträger PT1, PT2, PT3 und als drittes Element ein Hohlrad HR1, HR2, HR3 bei den Planetenradsätzen RS1, RS2, RS3 vorgesehen sind.In the 1 and 3 until 5 The three planned planetary gear sets RS1, RS2, RS3 are each designed as space-saving minus planetary gear sets. It is provided here that a sun gear SR1, SR2, SR3 is provided as the first element or gear set element, a planet gear carrier PT1, PT2, PT3 as a second element and a ring gear HR1, HR2, HR3 as a third element in the planetary gear sets RS1, RS2, RS3 are.

Im Detail ergibt sich hieraus, dass die Tretkurbelwelle Wan mit dem Planetenradträger PT2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 und mit dem Sonnenrad SR3 des dritten Planetenradsatzes RS3 verbunden ist. Ferner ist die Tretkurbelwelle Wan über das als Freilauf ausgeführte vierte Schaltelement F1 und über die erste Welle W1 mit dem Sonnenrad SR1 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbindbar. Die Getriebeausgangswelle Wab ist mit dem Sonnenrad SR2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden. Ferner ist die Getriebeausgangswelle Wab über das als Freilauf ausgeführte fünfte Schaltelement F2 und über die dritte Welle W3 mit dem Planetenradträger PT3 des dritten Planetenradsatzes RS3 und mit dem Hohlrad HR1 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbindbar. Der Planetenradträger PT1 des ersten Planetenradsatzes RS1 ist über die zweite Welle W2 mit dem Hohlrad HR2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden.In detail, this shows that the pedal crankshaft Wan is connected to the planetary gear carrier PT2 of the second planetary gear set RS2 and to the sun gear SR3 of the third planetary gear set RS3. Furthermore, the pedal crankshaft Wan can be connected to the sun gear SR1 of the first planetary gear set RS1 via the fourth switching element F1, which is designed as a freewheel, and via the first shaft W1. The transmission output shaft Wab is connected to the sun gear SR2 of the second planetary gear set RS2. Furthermore, the transmission output shaft Wab can be connected to the planetary gear carrier PT3 of the third planetary gear set RS3 and to the ring gear HR1 of the first planetary gear set RS1 via the fifth switching element F2, which is designed as a freewheel, and via the third shaft W3. The planetary gear carrier PT1 of the first planetary gear set RS1 is connected to the ring gear HR2 of the second planetary gear set RS2 via the second shaft W2.

Bei geschlossenem ersten als Bremse ausgeführten Schaltelement B1 ist das Sonnenrad SR1 des ersten Planetenradsatzes RS1 über die erste Welle W1 mit dem Gehäuse 2 verbunden. Bei geschlossenem zweiten als Bremse ausgeführten Schaltelement B2 sind das Hohlrad HR1 des ersten Planetenradsatzes RS1 und der Planetenradträger PT3 des dritten Planetenradsatzes RS3 über die dritte Welle W3 mit dem Gehäuse 2 verbunden. Bei geschlossenem dritten als Bremse ausgeführten Schaltelement B3 ist das Hohlrad HR3 des dritten Planetenradsatzes RS3 über die vierte Welle W4 mit dem Gehäuse 2 verbunden. Bei gesperrtem als Freilauf ausgeführten vierten Schaltelement F1 ist die Tretkurbelwelle Wan mit der ersten Welle W1 und damit mit dem Sonnenrad SR1 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden. Bei gesperrtem als Freilauf ausgeführten fünften Schaltelement F2 ist die Getriebeausgangswelle Wab mit der dritten Welle W3 und damit mit dem Planetenradträger PT3 des dritten Planetenradsatzes RS3 und mit dem Hohlrad HR1 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbunden.When the first switching element B1, designed as a brake, is closed, the sun gear SR1 of the first planetary gear set RS1 is connected to the housing 2 via the first shaft W1. When the second switching element B2, designed as a brake, is closed, the ring gear HR1 of the first planetary gear set RS1 and the planet gear carrier PT3 of the third planetary gear set RS3 are connected to the housing 2 via the third shaft W3. When the third switching element B3, designed as a brake, is closed, the ring gear HR3 of the third planetary gear set RS3 is connected to the housing 2 via the fourth shaft W4. When the fourth switching element F1, designed as a freewheel, is locked, the pedal crankshaft Wan is connected to the first shaft W1 and thus to the sun gear SR1 of the first planetary gear set RS1. When locked as Freewheeling fifth switching element F2, the transmission output shaft Wab is connected to the third shaft W3 and thus to the planetary gear carrier PT3 of the third planetary gear set RS3 and to the ring gear HR1 of the first planetary gear set RS1.

In 2 ist bei den drei vorgesehenen Planetenradsätzen RS1, RS2, RS3 ein Plus-Planetenradsatz vorgesehen, wobei sich bei dem Plus-Planetenradsatz eine Vertauschung von Hohlradanbindung und Planetenradträgeranbindung ergibt.In 2 a plus planetary gear set is provided for the three planetary gear sets RS1, RS2, RS3, whereby the ring gear connection and planetary gear carrier connection are swapped in the plus planetary gear set.

In 2 ist zum Beispiel der erste Planetenradsatz RS1 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während der zweite Planetenradsatz RS2 und der dritte Planetenradsatz RS3 jeweils als Minus-Planetenradsatz ausgeführt sind. Bei der Verwendung eines Plus-Planetenradsatzes ergibt sich eine höhere Flexibilität bei der Wahl der Übersetzungen. Beispielsweise wird aus einer Standübersetzung von z. B. i0 = -2,0 eine Standübersetzung i0 = +3,0.In 2 For example, the first planetary gear set RS1 is designed as a plus planetary gear set, while the second planetary gear set RS2 and the third planetary gear set RS3 are each designed as a minus planetary gear set. When using a plus planetary gear set, there is greater flexibility in the choice of gear ratios. For example, a current translation of e.g. E.g. i0 = -2.0 a standard gear ratio i0 = +3.0.

In 3 ist eine Ausführung des erfindungsgemäßen Tretlagergetriebes gezeigt, bei der ein Drehmomentsensor 3 mit der Tretkurbelwelle Wan verbunden bzw. verbindbar ist. Beispielsweise kann ein scheibenförmiger Drehmomentsensor 3 am Getriebeeingang angeordnet werden. Der Drehmomentsensor 3 kann jedoch auch auf andere Art und Weise ausgeführt werden.In 3 an embodiment of the bottom bracket gear according to the invention is shown, in which a torque sensor 3 is connected or can be connected to the pedal crankshaft Wan. For example, a disk-shaped torque sensor 3 can be arranged at the transmission input. However, the torque sensor 3 can also be designed in another way.

In den 4 und 5 ist jeweils eine Ausführung des erfindungsgemäßen Tretlagergetriebes mit einer zusätzlichen elektrischen Maschine EM dargestellt. Die elektrische Maschine EM kann an der Tretkurbelwelle Wan angebunden werden, wie dies in 4 angedeutet ist. Es ist auch denkbar, dass die elektrische Maschine EM an der Getriebeausgangswelle Wab angebunden wird, wie dies in 5 gezeigt ist. Die elektrische Maschine EM ist vorzugsweise achsparallel zur Tretkurbelwelle Wan angeordnet. Es wäre jedoch auch eine koaxiale Anordnung der elektrischen Maschine EM zur Tretkurbelwelle Wan möglich. Unabhängig, davon ist es vorteilhaft, die elektrische Maschine EM über einen Freilauf oder dergleichen anzubinden, damit beim Betrieb ohne die elektrische Maschine EM keine Verluste durch die mitdrehende elektrische Maschine EM verursacht werden.In the 4 and 5 An embodiment of the bottom bracket gear according to the invention is shown with an additional electric machine EM. The electric machine EM can be connected to the pedal crankshaft Wan, as shown in 4 is indicated. It is also conceivable that the electric machine EM is connected to the transmission output shaft Wab, as shown in 5 is shown. The electric machine EM is preferably arranged axially parallel to the pedal crankshaft Wan. However, a coaxial arrangement of the electric machine EM to the pedal crankshaft Wan would also be possible. Regardless, it is advantageous to connect the electrical machine EM via a freewheel or the like, so that no losses are caused by the co-rotating electrical machine EM when operating without the electrical machine EM.

In 6 ist beispielhaft ein Schaltschema für die in den 1 bis 5 gezeigten Ausführungen des erfindungsgemäßen Tretlagergetriebes dargestellt. In dem Schaltschema sind die für den jeweiligen Gang V1, V2, V3, V4, V5 verwendeten Schaltelemente B1, B2, B3, F1, F2 angegeben. Hierbei bedeutet ein X bei einem Freilauf F1, F2 als Schaltelement in dem Schaltschema, dass der Freilauf sperrt. Dies funktioniert selbsttätig ohne äußere Betätigung. Ferner bedeutet ein X bei einer Bremse B1, B2, B3 als Schaltelement in dem Schaltschema, dass die Bremse B1, B2, B3 geschlossen ist. Dies funktioniert über eine geeignete Aktuatorik.In 6 is an example of a circuit diagram for the ones in the 1 until 5 shown versions of the bottom bracket gear according to the invention. The switching diagram shows the switching elements B1, B2, B3, F1, F2 used for the respective gear V1, V2, V3, V4, V5. Here, an This works automatically without any external action. Furthermore, an X for a brake B1, B2, B3 as a switching element in the switching diagram means that the brake B1, B2, B3 is closed. This works via suitable actuators.

Im Einzelnen ergibt sich aus dem Schaltschema gemäß 6, dass zum Realisieren eines ersten Ganges V1 das vierte als Freilauf ausgeführte Schaltelement F1 und das fünfte als Freilauf ausgeführte Schaltelement F2 gesperrt sind, dass zum Realisieren eines zweiten Ganges V2 das erste als Bremse ausgeführte Schaltelement B1 geschlossen ist und das fünfte als Freilauf ausgeführte Schaltelement F2 gesperrt ist, dass zum Realisieren eines dritten Ganges V3 das dritte als Bremse ausgeführte Schaltelement B3 geschlossen ist und das vierte als Freilauf ausgeführte Schaltelement F1 gesperrt ist, dass zum Realisieren eines vierten Ganges V4 das zweite als Bremse ausgeführte Schaltelement B2 geschlossen ist und das vierte als Freilauf ausgeführte Schaltelement F1 gesperrt ist und/oder dass zum Realisieren eines fünften Ganges V5 das erste als Bremse ausgeführte Schaltelement B1 und das zweite als Bremse ausgeführte Schaltelement B2 geschlossen sind.The details can be seen from the circuit diagram 6 that to achieve a first gear V1, the fourth switching element F1, designed as a freewheel, and the fifth switching element F2, designed as a freewheel, are locked, that to realize a second gear V2, the first switching element B1, designed as a brake, is closed and the fifth switching element F2, designed as a freewheel is blocked, that in order to realize a third gear V3, the third switching element B3, designed as a brake, is closed and the fourth switching element F1, designed as a freewheel, is blocked, that in order to realize a fourth gear V4, the second switching element B2, designed as a brake, is closed and the fourth as Freewheeling switching element F1 is locked and / or that in order to achieve a fifth gear V5, the first switching element B1, designed as a brake, and the second switching element B2, designed as a brake, are closed.

BezugszeichenReference symbols

11
Fahrrad oder ein PedelecBicycle or a Pedelec
22
Gehäuse bzw. TretlagergehäuseHousing or bottom bracket housing
33
DrehmomentsensorTorque sensor
SR1SR1
Sonnenrad des ersten PlanetenradsatzesSun gear of the first planetary gear set
PT1PT1
Planetenradträger des ersten PlanetenradsatzesPlanetary gear carrier of the first planetary gear set
HR1HR1
Hohlrad des ersten PlanetenradsatzesRing gear of the first planetary gear set
SR2SR2
Sonnenrad des zweiten PlanetenradsatzesSun gear of the second planetary gear set
PT2PT2
Planetenradträger des zweiten PlanetenradsatzesPlanetary gear carrier of the second planetary gear set
HR2HR2
Hohlrad des zweiten PlanetenradsatzesRing gear of the second planetary gear set
SR3SR3
Sonnenrad des dritten PlanetenradsatzesSun gear of the third planetary gear set
PT3PT3
Planetenradträger des dritten PlanetenradsatzesPlanetary gear carrier of the third planetary gear set
HR3HR3
Hohlrad des dritten PlanetenradsatzesRing gear of the third planetary gear set
WanWan
Tretkurbelwellepedal crankshaft
WabWow
GetriebeausgangswelleTransmission output shaft
EME.M
elektrische Maschineelectric machine
W1W1
erste Wellefirst wave
W2W2
zweite Wellesecond wave
W3W3
dritte Wellethird wave
W4W4
vierte Wellefourth wave
RS1RS1
erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
RS2RS2
zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
RS3RS3
dritter Planetenradsatzthird planetary gear set
B1B1
erstes Schaltelement als Bremsefirst switching element as a brake
B2B2
zweites Schaltelement als Bremsesecond switching element as a brake
B3B3
drittes Schaltelement als Bremsethird switching element as a brake
F1F1
viertes Schaltelement als Freilauffourth switching element as a freewheel
F2F2
fünftes Schaltelement als Freilauffifth switching element as a freewheel
V1V1
erster Gangfirst course
V2V2
zweiter Gangsecond gear
V3V3
dritter Gangthird gear
V4V4
vierter Gangfourth gear
V5V5
fünfter Gangfifth gear

Claims (12)

Tretlagergetriebe in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder ein Pedelec (1), mit einer Tretkurbelwelle (Wan) als Antrieb und einer Getriebeausgangswelle (Wab) als Abtrieb sowie zumindest vier weiteren Wellen (W1, W2, W3, W4), mit drei Planetenradsätzen (RS1, RS2, RS3), welche koaxial zur Tretkurbelwelle (Wan) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Tretlagergetriebe fünf Schaltelementen (B1, B2, B3, F1, F2) zum Realisieren von zumindest fünf Gängen (V1, V2, V3, V4, V5) aufweist, wobei die Tretkurbelwelle (Wan) mit einem zweiten Element eines zweiten Planetenradsatzes (RS2) und einem ersten Element eines dritten Planetenradsatzes (RS3) verbunden ist, wobei die Tretkurbelwelle (Wan) über ein viertes Schaltelement (F1) und über eine erste Welle (W1) mit einem ersten Element eines ersten Planetenradsatzes (RS1) verbindbar ist, wobei die Getriebeausgangswelle (Wab) mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbunden ist, wobei die Getriebeausgangswelle (Wab) über ein fünftes Schaltelement (F2) und über eine dritte Welle (W3) mit einem dritten Element des ersten Planetenradsatzes (RS1) und einem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes (RS3) verbindbar ist und wobei ein zweites Element des ersten Planetenradsatzes (RS1) über eine zweite Welle (W2) mit einem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbunden ist.Bottom bracket gearbox in planetary design for a bicycle or a pedelec (1), with a pedal crankshaft (Wan) as a drive and a transmission output shaft (Wab) as an output and at least four further shafts (W1, W2, W3, W4), with three planetary gear sets (RS1, RS2, RS3), which are arranged coaxially to the pedal crankshaft (Wan), characterized in that the bottom bracket gear has five switching elements (B1, B2, B3, F1, F2) to achieve at least five gears (V1, V2, V3, V4, V5 ), wherein the pedal crankshaft (Wan) is connected to a second element of a second planetary gear set (RS2) and a first element of a third planetary gear set (RS3), wherein the pedal crankshaft (Wan) has a fourth switching element (F1) and a first shaft (W1) can be connected to a first element of a first planetary gear set (RS1), the transmission output shaft (Wab) being connected to a first element of the second planetary gear set (RS2), the transmission output shaft (Wab) via a fifth switching element (F2) and via a third shaft (W3) can be connected to a third element of the first planetary gear set (RS1) and a second element of the third planetary gear set (RS3) and wherein a second element of the first planetary gear set (RS1) is connected to a third element via a second shaft (W2). of the second planetary gear set (RS2). Tretlagergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossenem ersten Schaltelement (B1) die mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes (RS1) verbundene erste Welle (W1) mit einem Gehäuse (2) verbunden ist, dass bei geschlossenem zweiten Schaltelement (B2) die mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes (RS1) und mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes (RS3) verbundene dritte Welle (W3) mit dem Gehäuse (2) verbunden ist, und dass bei geschlossenem dritten Schaltelement (B3) die mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes (RS3) verbundene vierte Welle (W4) mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.Bottom bracket gear Claim 1 , characterized in that when the first switching element (B1) is closed, the first shaft (W1) connected to the first element of the first planetary gear set (RS1) is connected to a housing (2), that when the second switching element (B2) is closed, the first shaft (W1) is connected to the third Element of the first planetary gear set (RS1) and the third shaft (W3) connected to the second element of the third planetary gear set (RS3) are connected to the housing (2), and that when the third switching element (B3) is closed, the third shaft (W3) connected to the third element of the third planetary gear set (RS3) connected fourth shaft (W4) is connected to the housing (2). Tretlagergetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (B1), das zweite Schaltelement (B2) und das dritte Schaltelement (B3) jeweils als formschlüssige Bremse ausgeführt sind und/oder dass das vierte Schaltelement (F1) und das fünfte Schaltelement (F2) jeweils als Freilauf ausgeführt sind.Bottom bracket gear Claim 1 or 2 , characterized in that the first switching element (B1), the second switching element (B2) and the third switching element (B3) are each designed as a positive brake and / or that the fourth switching element (F1) and the fifth switching element (F2) are each designed as Freewheeling is carried out. Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Planetenradsätze (RS1, RS2, RS3) als Minus-Planetenradsatz ausgeführt ist.Bottom bracket gear according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the planetary gear sets (RS1, RS2, RS3) is designed as a minus planetary gear set. Tretlagergetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Minus-Planetenradsatz das erste Element als Sonnenrad (SR1, SR2, SR3), das zweite Element als Planetenradträger (PT1, PT2, PT3) und das dritte Element als Hohlrad (HR1, HR2, HR3) ausgeführt sind.Bottom bracket gear Claim 4 , characterized in that in a minus planetary gear set, the first element is designed as a sun gear (SR1, SR2, SR3), the second element as a planetary gear carrier (PT1, PT2, PT3) and the third element as a ring gear (HR1, HR2, HR3). . Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Planetenradsätze (RS1, RS2, RS3) als Plus-Planetenradsatz ausgeführt ist.Bottom bracket gear according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the planetary gear sets (RS1, RS2, RS3) is designed as a plus planetary gear set. Tretlagergetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Plus-Planetenradsatz das erste Element als Sonnenrad (SR1, SR2, SR3), das zweite Element als Hohlrad (HR1, HR2, HR3) und das dritte Element als Planetenradträger (PT1, PT2, PT3) ausgeführt sind.Bottom bracket gear Claim 6 , characterized in that in a plus planetary gear set, the first element is designed as a sun gear (SR1, SR2, SR3), the second element as a ring gear (HR1, HR2, HR3) and the third element as a planetary gear carrier (PT1, PT2, PT3). . Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehmomentsensor (3) mit der Tretkurbelwelle (Wan) verbunden ist.Bottom bracket gear according to one of the preceding claims, characterized in that a torque sensor (3) is connected to the pedal crankshaft (Wan). Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine elektrische Maschine (EM) mit der Tretkurbelwelle (Wan) oder mit der Getriebeausgangswelle (Wab) verbunden oder verbindbar ist.Bottom bracket gear according to one of the preceding claims, characterized in that at least one electric machine (EM) is connected or connectable to the pedal crankshaft (Wan) or to the transmission output shaft (Wab). Tretlagergetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (EM) achsparallel zur Tretkurbelwelle (Wan) angeordnet ist.Bottom bracket gear Claim 9 , characterized in that the electric machine (EM) is arranged axially parallel to the pedal crankshaft (Wan). Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Realisieren eines ersten Ganges (V1) das vierte als Freilauf ausgeführte Schaltelement (F1) und das fünfte als Freilauf ausgeführte Schaltelement (F2) gesperrt sind, dass zum Realisieren eines zweiten Ganges (V2) das erste als Bremse ausgeführte Schaltelement (B1) geschlossen ist und das fünfte als Freilauf ausgeführte Schaltelement (F2) gesperrt ist, dass zum Realisieren eines dritten Ganges (V3) das dritte als Bremse ausgeführte Schaltelement (B3) geschlossen ist und das vierte als Freilauf ausgeführte Schaltelement (F1) gesperrt ist, dass zum Realisieren eines vierten Ganges (V4) das zweite als Bremse ausgeführte Schaltelement (B2) geschlossen ist und das vierte als Freilauf ausgeführte Schaltelement (F1 ) gesperrt ist, und/oder dass zum Realisieren eines fünften Ganges (V5) das erste als Bremse ausgeführte Schaltelement (B1) und das zweite als Bremse ausgeführte Schaltelement (B2) geschlossen sind.Bottom bracket gear according to one of the preceding claims, characterized in that To achieve a first gear (V1), the fourth switching element (F1) designed as a freewheel and the fifth switching element (F2) designed as a freewheel are locked, so that to realize a second gear (V2), the first switching element (B1) designed as a brake is closed and the fifth switching element (F2) designed as a freewheel is locked, so that the third switching element (B3) designed as a brake is closed in order to realize a third gear (V3) and the fourth switching element (F1) designed as a freewheel is locked so that in order to realize a fourth gear (V4), the second switching element (B2) designed as a brake is closed and the fourth switching element (F1) designed as a freewheel is locked, and / or that in order to achieve a fifth gear (V5), the first switching element (B1) designed as a brake and the second switching element (B2), designed as a brake, are closed. Fahrrad oder Pedelec (1) mit dem Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche.Bicycle or pedelec (1) with the bottom bracket gear according to one of the preceding claims.
DE102022209139.6A 2022-09-02 2022-09-02 Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec Active DE102022209139B3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022209139.6A DE102022209139B3 (en) 2022-09-02 2022-09-02 Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022209139.6A DE102022209139B3 (en) 2022-09-02 2022-09-02 Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022209139B3 true DE102022209139B3 (en) 2023-12-07

Family

ID=88790334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022209139.6A Active DE102022209139B3 (en) 2022-09-02 2022-09-02 Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022209139B3 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016225145A1 (en) 2016-12-15 2018-06-21 Zf Friedrichshafen Ag Gear for a bike
DE102016225169A1 (en) 2016-12-15 2018-06-21 Zf Friedrichshafen Ag Gear for a bike
DE102016225144A1 (en) 2016-12-15 2018-06-21 Zf Friedrichshafen Ag Gear for a bike
DE102018208380A1 (en) 2018-05-28 2019-11-28 Zf Friedrichshafen Ag Multi-stage planetary gearbox for a bicycle or pedelec
DE102020206299A1 (en) 2020-05-19 2021-11-25 Zf Friedrichshafen Ag Multi-stage gearbox in planetary design for a bicycle or a pedelec

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016225145A1 (en) 2016-12-15 2018-06-21 Zf Friedrichshafen Ag Gear for a bike
DE102016225169A1 (en) 2016-12-15 2018-06-21 Zf Friedrichshafen Ag Gear for a bike
DE102016225144A1 (en) 2016-12-15 2018-06-21 Zf Friedrichshafen Ag Gear for a bike
DE102018208380A1 (en) 2018-05-28 2019-11-28 Zf Friedrichshafen Ag Multi-stage planetary gearbox for a bicycle or pedelec
DE102020206299A1 (en) 2020-05-19 2021-11-25 Zf Friedrichshafen Ag Multi-stage gearbox in planetary design for a bicycle or a pedelec

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102022203240B3 (en) Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec
EP3802303A1 (en) Planet-type multi-stage transmission for a bicycle or pedelec
DE102022206684B3 (en) Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec
DE102016225169A1 (en) Gear for a bike
DE102022203243B3 (en) Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec
EP2820328B1 (en) Multi-speed planetary vehicle transmission
WO2019228724A1 (en) Planet-type multi-stage transmission for a bicycle or pedelec
DE102016225145A1 (en) Gear for a bike
DE102021212513A1 (en) Planetary gear and bicycle
DE102016225144A1 (en) Gear for a bike
DE102022209138B3 (en) Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec
DE102022206690B3 (en) Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec
DE102022209139B3 (en) Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec
DE102022209141B3 (en) Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec
DE102022209135B3 (en) Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec
DE102022209142B3 (en) Planetary bottom bracket gearbox for a bicycle and bicycle
DE102014119168B4 (en) Electric drive for a motor vehicle
DE102016225162A1 (en) Bearing gear for a bicycle
DE102022209144B3 (en) Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec
DE102022203246B3 (en) Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec
DE102022203241B3 (en) Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec
DE102022203245B3 (en) Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec
DE102022206682B3 (en) Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec
DE102022209134B3 (en) Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec
DE102022209143B3 (en) Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division