DE102022209139B3 - Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec - Google Patents
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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
Die
The
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:
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1 eine schematische Prinzipansicht einer möglichen Ausführungsvariante eines Tretlagergetriebes in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder Pedelec; -
2 eine schematische Prinzipansicht des Tretlagergetriebes gemäß1 mit einem beispielhaft als ersten Planetenradsatz ausgeführten Plus-Planetenradsatz; -
3 eine schematische Ansicht des Tretlagergetriebes gemäß1 mit einem beispielhaft angedeuteten Drehmomentsensor am Antrieb; -
4 eine schematische Ansicht des Tretlagergetriebes gemäß3 mit einer beispielhaft am Antrieb angeordneten elektrischen Maschine; -
5 eine schematische Ansicht des Tretlagergetriebes gemäß3 mit einer beispielhaft am Abtrieb angeordneten elektrischen Maschine; und -
6 ein Schaltschema mit den schaltbaren Gängen bei dem erfindungsgemäßen Tretlagergetriebe gemäß1 bis5 .
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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 to1 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 to1 with a torque sensor on the drive, indicated as an example; -
4 a schematic view of the bottom bracket gear according to3 with an electrical machine arranged, for example, on the drive; -
5 a schematic view of the bottom bracket gear according to3 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 invention1 until5 .
In den
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
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
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
In
In
In
In den
In
Im Einzelnen ergibt sich aus dem Schaltschema gemäß
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
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DE102022209139.6A DE102022209139B3 (en) | 2022-09-02 | 2022-09-02 | Planetary bottom bracket gear for a bicycle or pedelec |
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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 |
-
2022
- 2022-09-02 DE DE102022209139.6A patent/DE102022209139B3/en active Active
Patent Citations (5)
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 |
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