EP4330128A1 - Drive device for an electric bicycle, and electric bicycle - Google Patents

Drive device for an electric bicycle, and electric bicycle

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Publication number
EP4330128A1
EP4330128A1 EP22708119.7A EP22708119A EP4330128A1 EP 4330128 A1 EP4330128 A1 EP 4330128A1 EP 22708119 A EP22708119 A EP 22708119A EP 4330128 A1 EP4330128 A1 EP 4330128A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive device
pedal crankshaft
electric bicycle
coupled
speed
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.)
Pending
Application number
EP22708119.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Johannes Biechele
Julius Thorwart
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.)
Porsche eBike Performance GmbH
Original Assignee
Porsche eBike Performance GmbH
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=80786247&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP4330128(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Porsche eBike Performance GmbH filed Critical Porsche eBike Performance GmbH
Publication of EP4330128A1 publication Critical patent/EP4330128A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/55—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/41—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
    • B62J45/412—Speed sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/45—Control or actuating devices therefor
    • B62M6/50—Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof

Definitions

  • the invention relates to a drive device for an electric bicycle and an electric bicycle with such a drive device.
  • Bicycles are a cost-effective, easy-to-handle and emission-free means of transportation. They have also been used as sports or fitness equipment, and types that are particularly suitable for different sports applications have emerged.
  • a drive device for an electric bicycle has a motor unit with an electric motor for driving the electric bicycle.
  • the drive device also has a pedal crankshaft which is rotatable about an axis of rotation.
  • the drive device also has a transmission that is designed to drive the electric bicycle and is coupled on the one hand to the motor unit and on the other hand to the pedal crankshaft and which is set up to output a torque for driving the electric bicycle.
  • the drive device further comprises a motor housing in which the motor unit and the transmission are arranged and through which the pedal crankshaft extends.
  • the drive device includes a speed sensor unit, which includes a speed sensor and a speed disk, wherein the speed disk is coupled to the pedal crankshaft so that it can rotate about the axis of rotation and is arranged outside of the motor housing.
  • a reliable drive concept for electric bicycles can be implemented by means of the drive device described, which enables a special and space-saving design.
  • a compact design of the drive device can be implemented, which enables a slim frame design for electric bicycles.
  • the drive device described is particularly suitable as an electric bicycle drive system for mounting on a down tube or on a seat tube of the electric bicycle.
  • the speed disk has a spiral shape or a helical shape with respect to the axis of rotation Contour on and the speed sensor is arranged depending on the contour of the speed disk so that with respect to the axis of rotation, a radial or axial speed detection is set up.
  • the speed sensor unit has, for example, a speed sensor in the form of a Hall sensor, which enables a high, almost infinitely variable sampling rate based on the Hall effect and magnetic fields to be measured.
  • the speed sensor unit can be designed in such a way that a different speed measuring method can be carried out, for example by means of a magnetized speed disk.
  • the speed sensor can also be located outside of the motor housing or it can be located in the motor housing and positioned in such a way that it enables a reliable measurement in cooperation with the speed disc located outside.
  • the fact that the speed disk and possibly also the speed sensor are positioned outside of the motor housing means that accessibility is simplified and the speed disk or the speed sensor can be serviced in a useful manner.
  • the speed sensor can be arranged, for example, in an existing free space in the motor housing and can detect a rotation of the speed disk mounted on the outside.
  • the motor housing can then have an opening, for example in the direction of the speed disk, through which the speed sensor can detect a rotation of the speed disk and thus enable a particularly reliable speed measurement.
  • the drive device has a cover which covers the speed disk and is coupled to the motor housing such that the speed disk is arranged between the cover and the motor housing.
  • the speed disk can be arranged reliably and safely outside the motor housing and secured against unwanted external influences.
  • the speed disk is then connected, for example, to the outer end section of the first partial element of the pedal crankshaft and is rotatably supported between the pedal crank and the motor housing in relation to a state mounted on the electric bicycle.
  • the gear is designed as a planetary gear with a sun gear and at least one planetary gear and is arranged coaxially around the pedal crankshaft with respect to the axis of rotation thereof, so that the planetary gear coaxially surrounds the pedal crankshaft.
  • the planetary gear can be arranged radially and space-saving.
  • the motor unit is designed as a ring motor and is arranged coaxially around the pedal crankshaft with respect to the axis of rotation thereof, so that the ring motor surrounds the pedal crankshaft coaxially.
  • the ring motor can thus be arranged radially and in a space-saving manner.
  • the pedal crankshaft is designed in two parts and has a first partial element and a separate second partial element, which are coupled to one another.
  • it can be significantly thinner or narrower in a middle section be formed than at one or both outer end portions.
  • the pedal crankshaft is particularly rotationally symmetrical and has, for example, a diameter of 15-23 mm inclusive in the middle section and a diameter of 23-35 mm inclusive in the end section.
  • the pedal crankshaft can also be designed in three parts, four parts or in several parts.
  • the first partial element and the second partial element each have two end sections, one of which also forms an end section and the other a middle section of the pedal crankshaft.
  • the partial elements With the respective end section of the partial elements, which form the central section of the pedal crankshaft when assembled, the partial elements are coupled to one another, for example plugged together, pressed, welded and/or screwed.
  • the middle section of the assembled pedal crankshaft is formed, which can be made significantly narrower than the two end sections, which are intended to be connected to pedal cranks of an electric bicycle.
  • the pedal crankshaft can also form a bearing seat for the planetary gear and/or the ring motor. In this way, one or both components can be arranged radially and in a particularly space-saving manner by being coupled to the pedal crankshaft, for example using ball and/or roller bearings.
  • a method for producing the drive device can include providing and coupling the respective components.
  • the motor unit is pushed as a ring motor onto a narrower end section of the first partial element and the planetary gear is then also arranged radially around it.
  • An end section of the second partial element can then be firmly connected to the narrower end section of the first partial element.
  • the first partial element and/or the second partial element are sleeve-shaped at least in a coupling region, so that at least one of the two partial elements extends into the other.
  • the coupling area forms the area of the end sections of the partial elements to be connected, which form a middle section of the pedal crankshaft and can in particular be made narrower than the other end sections.
  • the one or more partial elements can be designed in the form of a sleeve either continuously or only in sections.
  • the first and second partial elements are coupled to one another by means of a predetermined coupling structure which connects the two partial elements to one another in a positive, non-positive and/or material connection.
  • a coupling structure can also include a screw element, which extends along the axis of rotation into the two sub-elements and screws them together.
  • the coupling structure can be designed in such a way that a sub-element has a protruding or raised area which is coordinated with a corresponding recess is formed predetermined on the other sub-element.
  • one or more pins are formed on an outer surface of the first partial element, which engage in correspondingly designed recesses on an inner surface of the sleeve-shaped second partial element.
  • the motor housing can be made smaller and, for example, the motor unit and the transmission, in particular in the design as a ring motor and planetary gear, can be placed in the motor housing around the narrow middle section of the pedal crankshaft in a particularly space-saving manner will.
  • the end sections of the pedal crankshaft then extend, for example, to the outside of the motor housing and can in particular also be designed as a bearing seat for the motor housing and have edge cracks or steps that define a predetermined position of the motor housing relative to the pedal crankshaft and also ensure a stable and secure hold can contribute.
  • the drive device may further include a torque sensor disposed outside of the motor housing with respect to the axis of rotation.
  • a chainring system can be provided, which is coupled to the pedal crankshaft for driving the electric bicycle, with the torque sensor being integrated in the chainring system.
  • the torque sensor outside of the motor housing integrated in the spider further enables a compact Housing installation space and thus a particularly slim frame design as well as useful serviceability of the torque sensor due to its easier accessibility.
  • the chainring system has a plurality of chainrings or gear-shaped elements coupled to one another and can also be referred to by the English term "spider".
  • the torque sensor then monitors in particular a relative movement of interlocking structures of the chainring system and enables safe operation of the electric bicycle with improved ride comfort .
  • the described embodiments of the drive device each enable a compact, light-weight and/or inexpensive to manufacture electric drive system for an electric bicycle.
  • a particularly space-saving and robust design of the drive device is possible through functional integration.
  • the speed sensor is provided with the speed disk, which is designed as a helix or spiral or as a multi-toothed wheel and is arranged outside of the housing installation space of the motor housing, so that a slim frame design of the electric bicycle can be further contributed to.
  • an electric bicycle having a bicycle frame with a lower frame portion that extends to a bottom bracket with a crank.
  • the electric bicycle has a drive device according to one of the embodiments described above, which is arranged in or on the frame section, so that the pedal crankshaft is coupled to the pedal crank and by means of the gear a torque Driving the electric bicycle is transferrable. That
  • the latter For attachment to the frame section, the latter has a recess, for example, so that the drive device can be reliably accommodated.
  • the drive device is arranged, in particular mounted, for example as an assembly in the already coupled state on the frame section.
  • the drive device enables an efficient and space-saving mechanical system to support cycling. This is made possible in particular by the two-part or multi-part design of the pedal crankshaft, which can thus be designed with a significantly smaller outer diameter in an inner or middle section than in the end sections located on the outside.
  • Figure 1 is a schematic view of a
  • Figure 2 is a schematic sectional view of a
  • FIG. 3 shows a further schematic sectional illustration of components of the drive device according to FIG. 2, and
  • FIG. 1 schematically shows an electric bicycle 1 with a bicycle frame 2 which, among other things, has a lower frame section 3 which forms a down tube.
  • the frame section 3 extends in the direction of a bottom bracket, which includes a pedal crank 4 that is coupled or can be coupled to an electric drive device 5 for the electric bicycle 1 .
  • Figures 2-5 schematically show an exemplary embodiment of the drive device 5 or of components of the drive device 5.
  • Figure 2 shows a sectional view through the drive device 5, which includes, among other things, a motor unit with an electric motor, which is designed as a ring motor 6 for driving the electric bicycle 1 .
  • the drive device 5 further comprises a pedal crankshaft which can be rotated about an axis of rotation R and which is designed in two parts and has a first partial element 11 and a second partial element 12 which are coupled to one another.
  • the drive device 5 also has a gear, which is designed as a planetary gear 15 with a sun wheel and at least one planet wheel for driving the electric bicycle 1 .
  • the planetary gear 15 is coupled to the ring motor 6 on the one hand and to the pedal crankshaft 11 , 12 on the other hand and is set up to deliver a torque for driving the electric bicycle 1 .
  • the planetary gear 15 and the ring motor 6 are each arranged coaxially with respect to the axis of rotation R of the pedal crankshaft 11, 12 around the latter, so that they surround the pedal crankshaft 11, 12 coaxially.
  • the pedal crankshaft 11, 12 forms a bearing seat for the planetary gear 15 and the ring motor 6.
  • the pedal crankshaft 11, 12 is narrower in a middle section than at its end sections, a particularly space-saving and clear design of the drive device 5 can be implemented.
  • FIG. 3 shows a possible embodiment of the two-part pedal crankshaft 11 in a clearer representation.
  • the two partial elements 11 and 12 each have two end sections, one of which faces the other partial element 11, 12 and the other forms an outer end section of the assembled pedal crankshaft.
  • the two outer end sections are connected to the cranks 4 of the electric bicycle 1 .
  • the first partial element 11 is designed significantly narrower in the section which is coupled to the second partial element 12 than in its opposite end section.
  • the first split member 11 has a first diameter D1 at the outer end portion that is larger than a second diameter D2 of an inwardly oriented one subsequent area. This area is adjoined by a further section of the first partial element 11 which has a third diameter D3 which is smaller than the second diameter D2.
  • the different diameters D1-D3 are designed to be predetermined, in particular with regard to the arrangements of the interacting components of the drive device 5.
  • the first partial element 11 is designed in the form of a sleeve, so that the diameters D1-D3 described relate to a respective outer diameter of such a shaft sleeve.
  • the second sub-element 12 is also designed in the form of a sleeve and has a predetermined outer diameter D4, which can be referred to as the fourth diameter of the pedal crankshaft and which, for example, corresponds in value to the first diameter D1.
  • the second partial element 12 preferably has an inner diameter which essentially corresponds to the third diameter D3 of the first partial element 11 and is only slightly smaller.
  • the first partial element 11 can extend into the second partial element 12 and be plugged into one another, pressed and/or welded to it.
  • the pedal crankshaft has, for example, in the middle section, the second and third diameters D2 and D3 of the first partial element 11, which have a value between 15-23 mm inclusive, for example.
  • the pedal crankshaft has, for example, an extension of 23-35 mm inclusive.
  • the two partial elements 11 and 12 are coupled to one another by means of a screw element 13 which extends along the axis of rotation R through the second partial element 12 into the first partial element 11 and screwed the two partial elements 11, 12 together.
  • the first partial element 11 has a threaded section on an inner side, which interacts with the screw element 13 .
  • the second partial element 12 is preferably designed as a shaft sleeve with a transverse wall which has a through-opening in coordination with the screw element 13 .
  • such a shaft sleeve corresponds to a letter “H” lying on its side.
  • first and the second partial element 11, 12 can be coupled to one another by means of a further coupling structure, which couples the two partial elements 11, 12 to one another in a form-fitting, force-fitting and/or cohesive manner.
  • the drive device 5 has a speed sensor unit 10 and a torque sensor 14 which are each arranged outside of a motor housing 7 .
  • the ring motor 6 and the planetary gear 15 are arranged in the motor housing 7 .
  • the pedal crankshaft 11, 12 extends through the motor housing 7.
  • the motor housing 7 serves to protect the ring motor 6, the planetary gear 15 and other elements that interact with it, such as balls or roller bearings.
  • the motor housing 7 enables a reliable connection of the drive device 5 to the bicycle frame 2 or the frame section 3.
  • the speed sensor unit 10 comprises a speed sensor 9 and a speed disk 8, the latter being rotatably coupled to the pedal crankshaft 11, 12 about the axis of rotation R (see FIG. 2).
  • the speed disk 8 is arranged outside the motor housing 7 between the pedal crank 4 and the motor housing 7 .
  • the speed disk 8 is connected to the crankshaft 11, 12 at a predetermined position at the end portion in which the first split member 11 changes its dimension from D1 to D2. Such a transition can take place obliquely, angularly or curved and in particular can be matched to a connection of the speed disk 8 .
  • the drive device 5 also has a cover 17 which covers the speed disk 8 and protects it from external influences.
  • the cover 17 is coupled to the motor case 7 such that the speed disk 8 is interposed between the cover 17 and the motor case 7 .
  • the torque sensor 14 is integrated in a chainring system 16, which is coupled to the pedal crankshaft 11, 12 for driving the electric bicycle 1 and has a plurality of chainrings or gear-shaped elements, which enable the electric bicycle 1 to be operated manually and the electric drive device 5 to be switched on initiate to support the driver of the electric bicycle 1 if necessary.
  • FIGS. 4 and 5 show exemplary embodiments of the turntable 8, which can have a spiral (see FIG. 4) or a helical contour (see FIG. 5) with respect to the axis of rotation R.
  • the speed sensor 9, which is implemented as a Hall sensor, for example, is arranged depending on the contour of the speed disk 8 so that with respect to the axis of rotation R, a radial speed detection (see Figure 4) or an axial speed detection (see Figure 5) is set up.
  • the radial speed detection is illustrated schematically in FIG. 4 and takes place by measuring the distance of the rotating speed disk 8 in a direction transverse to the axis of rotation R, in particular perpendicular to it.
  • the speed disk 8 has an edge or a step contour 81 on its circumference, which can be reliably detected by means of the speed sensor 9 .
  • a distance D between the speed sensor 9 and the contour of the speed disk 8 undergoes a sudden change in the area of the stepped contour 81 .
  • the distance D also changes continuously because of the spirally encircling contour of the speed disk 8.
  • the distance D to be measured is therefore variable.
  • the speed disk 8 is embodied in a helical or helical shape, so that the distance D between the speed sensor 9 and a surface of the speed disk 8 which faces the speed sensor 9 changes. In particular, such a change takes place continuously until a sudden change in the area of the step contour 81 is detected.
  • the distance D to be measured is therefore also variable according to such an orientation of the rotational speed sensor unit 10 .
  • the speed sensor 9 can be arranged, for example, in an existing free space in the motor housing 7 and can detect a rotation of the speed disk 8 mounted on the outside.
  • Figure 2 is an arrangement of the speed sensor 9, for example in the area between the ring motor 6 and the speed disk 8 is possible.
  • the motor housing 7 can then have an opening, for example in the direction of the speed disk 8, which enables reliable speed measurement.
  • a reliable drive concept for electric bicycles can be implemented by means of the drive device 5 described, which enables a special and space-saving design.
  • the drive device 5 is particularly suitable for mounting on a down tube or on a seat tube of the
  • Suitable electric bicycle 1 and enables an advantageous drive system in particular in terms of high efficiency and small size.

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Abstract

A drive device (5) for an electric bicycle (1) comprises a motor unit (6) having an electric motor for driving the electric bicycle (1). The drive device (5) comprises, furthermore, a pedal crank shaft (11, 12) which can be rotated about a rotational axis (R). Moreover, the drive device (5) comprises a transmission (15) which is configured to drive the electric bicycle (1), is coupled firstly to the motor unit (6) and secondly to the pedal crank shaft (11, 12), and is configured to output a torque for driving the electric bicycle (1). Furthermore, the drive device (5) comprises a motor housing (7), in which the motor unit (6) and the transmission (15) are arranged and through which the pedal crank shaft (11, 12) extends. Furthermore, a rotational speed sensor unit (10) is provided which comprises a rotational speed sensor (9) and a rotational speed disc (8), wherein the rotational speed disc (8) is coupled to the pedal crank shaft (11, 12) rotatably about the rotational axis (R) and is arranged outside the motor housing (7).

Description

Beschreibung description
Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrrad und Elektrofahrrad Driving device for an electric bicycle and electric bicycle
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrrad und ein Elektrofahrrad mit einer solchen Antriebsvorrichtung . The invention relates to a drive device for an electric bicycle and an electric bicycle with such a drive device.
Fahrräder realisieren kostengünstige, leicht zu handhabende und emissionsfreie Fortbewegungsmittel. Sie haben auch als Sport- bzw. Fitnessgeräte Verbreitung gefunden, und es haben sich für unterschiedliche sportliche Einsatzfelder besonders geeignete Typen herausgebildet. Bicycles are a cost-effective, easy-to-handle and emission-free means of transportation. They have also been used as sports or fitness equipment, and types that are particularly suitable for different sports applications have emerged.
In den letzten Jahren wächst die Begeisterung für Elektrofahrräder (insb. sogenannte "Pedelecs")/ und das auch trotz der für Fahrräder hohen Gewichte und Preise. In recent years, enthusiasm for electric bicycles (especially so-called "pedelecs") has been growing / and this despite the high weight and price of bicycles.
Potenzielle Kunden sind nicht nur ältere, weniger konditionsstarke oder von sportlichen Ambitionen freie Radfahrer, sondern auch sportliche, jüngere Fahrer, sei es zur Nutzung auf dem Arbeitsweg oder wegen der Möglichkeit, mit ihnen ohne Überbeanspruchung der eigenen Physis den Aktionsradius zu erweitern und/oder die Reisegeschwindigkeit zu erhöhen. Gerade bei Mountainbikern scheint das Interesse an elektrisch unterstützten Mountainbikes zu wachsen. Bei Elektrofahrrädern ist es ein Anliegen, ein zuverlässig unterstützendes Antriebssystem bereitzustellen, welches eine hohe Leistungsübertragung ermöglicht. Potential customers are not only older, less fit cyclists or cyclists who are free from sporting ambitions, but also sporty, younger cyclists, whether for use on the way to work or because of the possibility of using them to extend the radius of action without overstraining one's own physique and/or the increase cruising speed. Interest in electrically assisted mountain bikes seems to be growing, especially among mountain bikers. In the case of electric bicycles, it is important to provide a reliably supporting drive system that enables high power transmission.
Es ist eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ein zuverlässiges Antriebskonzept für Elektrofahrräder zu schaffen, welches einen besonders übersichtlichen und platzsparenden Aufbau ermöglicht. Gemäß einem Aspekt wird eine Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrrad offenbart. Die Antriebsvorrichtung weist eine Motoreinheit mit einem Elektromotor zum Antreiben des Elektrofahrrads auf. Die Antriebsvorrichtung weist ferner eine Tretkurbelwelle auf, die um eine Rotationsachse drehbar ist. Die Antriebsvorrichtung weist weiter ein Getriebe auf, das zum Antreiben des Elektrofahrrads ausgebildet und einerseits mit der Motoreinheit und anderseits mit der Tretkurbelwelle gekoppelt ist und das dazu eingerichtet ist, ein Drehmoment zum Antreiben des Elektrofahrrads abzugeben. Die Antriebsvorrichtung umfasst weiter ein Motorgehäuse, in dem die Motoreinheit und das Getriebe angeordnet sind und durch das sich die Tretkurbelwelle erstreckt. Außerdem umfasst die Antriebsvorrichtung eine Drehzahlsensoreinheit, die einen Drehzahlsensor und eine Drehzahlscheibe umfasst, wobei die Drehzahlscheibe um die Rotationsachse drehbar mit der Tretkurbelwelle gekoppelt und außerhalb des Motorgehäuses angeordnet ist. It is an object on which the invention is based to create a reliable drive concept for electric bicycles that enables a particularly clear and space-saving design. According to one aspect, a drive device for an electric bicycle is disclosed. The drive device has a motor unit with an electric motor for driving the electric bicycle. The drive device also has a pedal crankshaft which is rotatable about an axis of rotation. The drive device also has a transmission that is designed to drive the electric bicycle and is coupled on the one hand to the motor unit and on the other hand to the pedal crankshaft and which is set up to output a torque for driving the electric bicycle. The drive device further comprises a motor housing in which the motor unit and the transmission are arranged and through which the pedal crankshaft extends. In addition, the drive device includes a speed sensor unit, which includes a speed sensor and a speed disk, wherein the speed disk is coupled to the pedal crankshaft so that it can rotate about the axis of rotation and is arranged outside of the motor housing.
Mittels der beschriebenen Antriebsvorrichtung ist ein zuverlässiges Antriebskonzept für Elektrofahrräder realisierbar, welches einen besonders und platzsparenden Aufbau ermöglicht. Insbesondere aufgrund der externen Anordnung der Drehzahlsensoreinheit oder zumindest der Drehzahlscheibe ist ein kompakter Aufbau der Antriebsvorrichtung realisierbar, welcher ein schlankes Rahmendesign für Elektrofahrräder ermöglicht. Die beschriebene Antriebsvorrichtung ist insbesondere als elektrisches Fahrradantriebssystem zur Montage an ein Unterrohr oder an ein Sitzrohr des Elektrofahrrads geeignet. A reliable drive concept for electric bicycles can be implemented by means of the drive device described, which enables a special and space-saving design. In particular, due to the external arrangement of the speed sensor unit or at least the speed disk, a compact design of the drive device can be implemented, which enables a slim frame design for electric bicycles. The drive device described is particularly suitable as an electric bicycle drive system for mounting on a down tube or on a seat tube of the electric bicycle.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung weist die Drehzahlscheibe in Bezug auf die Rotationsachse eine spiralförmige oder eine helixförmige Kontur auf und der Drehzahlsensor ist in Abhängigkeit von der Kontur der Drehzahlscheibe so angeordnet, dass in Bezug auf die Rotationsachse eine radiale oder axiale Drehzahlerfassung eingerichtet ist. According to a preferred embodiment of the drive device, the speed disk has a spiral shape or a helical shape with respect to the axis of rotation Contour on and the speed sensor is arranged depending on the contour of the speed disk so that with respect to the axis of rotation, a radial or axial speed detection is set up.
Die Drehzahlsensoreinheit weist zum Beispiel einen Drehzahlsensor in Ausführung eines Hall-Sensors auf, welcher eine hohe, nahezu stufenlose Abtastrate auf Basis des Hall- Effekts und zu messender Magnetfelder ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich kann die Drehzahlsensoreinheit so ausgebildet sein, dass ein anderes Drehzahlmesserverfahren durchführbar ist, zum Beispiel mittels einer magnetisierten Drehzahlscheibe . The speed sensor unit has, for example, a speed sensor in the form of a Hall sensor, which enables a high, almost infinitely variable sampling rate based on the Hall effect and magnetic fields to be measured. Alternatively or additionally, the speed sensor unit can be designed in such a way that a different speed measuring method can be carried out, for example by means of a magnetized speed disk.
Der Drehzahlsensor kann ebenfalls außerhalb des Motorgehäuses angeordnet werden oder sich in dem Motorgehäuse befinden und so positioniert sein, dass er eine zuverlässige Messung im Zusammenwirken mit der außen befindlichen Drehzahlscheibe ermöglicht. Dadurch, dass die Drehzahlscheibe und gegebenenfalls auch der Drehzahlsensor außerhalb des Motorgehäuses positioniert sind, ist eine vereinfachte Zugänglichkeit gegeben und es kann eine nutzbringende Servicebarkeit der Drehzahlscheibe bzw. des Drehzahlsensors eingerichtet werden. The speed sensor can also be located outside of the motor housing or it can be located in the motor housing and positioned in such a way that it enables a reliable measurement in cooperation with the speed disc located outside. The fact that the speed disk and possibly also the speed sensor are positioned outside of the motor housing means that accessibility is simplified and the speed disk or the speed sensor can be serviced in a useful manner.
Alternativ kann der Drehzahlsensor zum Beispiel in einem vorhandenen Freiraum in dem Motorgehäuse angeordnet sein und eine Drehung der außen gelagerten Drehzahlscheibe erfassen. Das Motorgehäuse kann dann zum Beispiel in Richtung hin zu der Drehzahlscheibe eine Öffnung aufweisen, durch die der Drehzahlsensor eine Drehung der Drehzahlscheibe erfassen kann und somit eine besonders zuverlässige Drehzahlmessung ermöglicht . Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Antriebsvorrichtung eine Abdeckung auf, welche die Drehzahlscheibe abdeckt und mit dem Motorgehäuse gekoppelt ist, sodass die Drehzahlscheibe zwischen der Abdeckung und dem Motorgehäuse angeordnet ist. Somit kann die Drehzahlscheibe zuverlässig und sicher außerhalb des Motorgehäuses angeordnet und gegen unerwünschte äußere Einflüsse gesichert werden. Die Drehzahlscheibe ist dann zum Beispiel mit dem außen befindlichen Endabschnitt des ersten Teilelements der Tretkurbelwelle verbunden und in Bezug auf einen an dem Elektrofahrrad montierten Zustand zwischen der Tretkurbel und dem Motorgehäuse drehbar gelagert. Alternatively, the speed sensor can be arranged, for example, in an existing free space in the motor housing and can detect a rotation of the speed disk mounted on the outside. The motor housing can then have an opening, for example in the direction of the speed disk, through which the speed sensor can detect a rotation of the speed disk and thus enable a particularly reliable speed measurement. According to a further embodiment, the drive device has a cover which covers the speed disk and is coupled to the motor housing such that the speed disk is arranged between the cover and the motor housing. Thus, the speed disk can be arranged reliably and safely outside the motor housing and secured against unwanted external influences. The speed disk is then connected, for example, to the outer end section of the first partial element of the pedal crankshaft and is rotatably supported between the pedal crank and the motor housing in relation to a state mounted on the electric bicycle.
Gemäß einer Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist das Getriebe als Planetengetriebe mit einem Sonnenrad und mindestens einem Planetenrad ausgebildet und ist in Bezug auf die Rotationsachse der Tretkurbelwelle koaxial um diese angeordnet, sodass das Planentengetriebe die Tretkurbelwelle koaxial umgibt. Somit kann das Planetengetriebe radial und platzsparend angeordnet werden. According to one embodiment of the drive device, the gear is designed as a planetary gear with a sun gear and at least one planetary gear and is arranged coaxially around the pedal crankshaft with respect to the axis of rotation thereof, so that the planetary gear coaxially surrounds the pedal crankshaft. Thus, the planetary gear can be arranged radially and space-saving.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist die Motoreinheit als Ringmotor ausgebildet und ist in Bezug auf die Rotationsachse der Tretkurbelwelle koaxial um diese angeordnet, sodass der Ringmotor die Tretkurbelwelle koaxial umgibt. Somit kann der Ringmotor radial und platzsparend angeordnet werden. According to a further embodiment of the drive device, the motor unit is designed as a ring motor and is arranged coaxially around the pedal crankshaft with respect to the axis of rotation thereof, so that the ring motor surrounds the pedal crankshaft coaxially. The ring motor can thus be arranged radially and in a space-saving manner.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist die Tretkurbelwelle zweiteilig ausgebildet und weist ein erstes Teilelement und ein separates zweites Teilelement auf, die miteinander gekoppelt sind. Insbesondere aufgrund der zweiteiligen Ausführung der Tretkurbelwelle kann diese in einem mittleren Abschnitt deutlich dünner oder schmaler ausgebildet werden als an einem oder beiden äußeren Endabschnitten. Die Tretkurbelwelle ist insbesondere rotationssymmetrisch ausgebildet und weist zum Beispiel in dem mittleren Abschnitt einen Durchmesser von einschließlich 15-23 mm und in dem Endabschnitt einen Durchmesser von einschließlich 23-35 mm auf. According to a further embodiment of the drive device, the pedal crankshaft is designed in two parts and has a first partial element and a separate second partial element, which are coupled to one another. In particular, due to the two-part design of the pedal crankshaft, it can be significantly thinner or narrower in a middle section be formed than at one or both outer end portions. The pedal crankshaft is particularly rotationally symmetrical and has, for example, a diameter of 15-23 mm inclusive in the middle section and a diameter of 23-35 mm inclusive in the end section.
Darüber hinaus kann die Tretkurbelwelle auch dreiteilig, vierteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Das erste Teilelement und das zweite Teilelement weisen jeweils zwei Endabschnitte auf, von denen einer auch einen Endabschnitt und der andere einen mittleren Abschnitt der Tretkurbelwelle ausbildet. Mit dem jeweiligen Endabschnitt der Teilelemente, welche zusammengebaut den mittleren Abschnitt der Tretkurbelwelle ausbilden, werden die Teilelemente miteinander gekoppelt, beispielsweise zusammengesteckt, verpresst, verschweißt und/oder verschraubt. Somit wird der mittlere Abschnitt der zusammengebauten Tretkurbelwelle ausgebildet, der deutlich schmaler ausgeführt sein kann als die beiden Endabschnitte, welche dafür vorgesehen sind, mit Tretkurbeln eines Elektrofahrrads verbunden zu werden. In addition, the pedal crankshaft can also be designed in three parts, four parts or in several parts. The first partial element and the second partial element each have two end sections, one of which also forms an end section and the other a middle section of the pedal crankshaft. With the respective end section of the partial elements, which form the central section of the pedal crankshaft when assembled, the partial elements are coupled to one another, for example plugged together, pressed, welded and/or screwed. Thus, the middle section of the assembled pedal crankshaft is formed, which can be made significantly narrower than the two end sections, which are intended to be connected to pedal cranks of an electric bicycle.
Die Tretkurbelwelle kann ferner einen Lagersitz für das Planetengetriebe und/oder den Ringmotor ausbilden. Auf diese Weise kann eine oder beide Komponenten radial und besonders platzsparend angeordnet werden, indem diese zum Beispiel unter Verwendung von Kugel- und/oder Wälzlagern mit der Tretkurbelwelle gekoppelt werden. The pedal crankshaft can also form a bearing seat for the planetary gear and/or the ring motor. In this way, one or both components can be arranged radially and in a particularly space-saving manner by being coupled to the pedal crankshaft, for example using ball and/or roller bearings.
Im Hinblick auf die Ausführungen des Getriebes als Planetengetriebe und der Motoreinheit als Ringmotor können diese Komponenten auf den schmaleren Endabschnitt eines oder beider Teilelemente aufgesteckt oder aufgeschoben werden, bevor die Teilelement miteinander gekoppelt werden. Entsprechend kann ein Verfahren zum Herstellen der Antriebsvorrichtung ein Bereitstellen und ein Koppeln der jeweiligen Komponenten umfassen. Beispielsweise wird die Motoreinheit als Ringmotor auf einen schmaleren Endabschnitt des ersten Teilelements aufgeschoben und daraufhin auch das Planetengetriebe radial um diesen herum angeordnet. Nachfolgend kann ein Endabschnitt des zweiten Teilelements mit dem schmaleren Endabschnitt des ersten Teilelements fest verbunden werden. With regard to the designs of the gear as a planetary gear and the motor unit as a ring motor, these components can be plugged or pushed onto the narrower end section of one or both partial elements before the partial elements are coupled to one another. Accordingly, a method for producing the drive device can include providing and coupling the respective components. For example, the motor unit is pushed as a ring motor onto a narrower end section of the first partial element and the planetary gear is then also arranged radially around it. An end section of the second partial element can then be firmly connected to the narrower end section of the first partial element.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung sind das erste Teilelement und/oder das zweite Teilelement zumindest in einem Kopplungsbereich hülsenförmig ausgebildet, sodass sich zumindest eines der beiden Teilelemente in das andere erstreckt. Der Kopplungsbereich bildet dabei den Bereich der zu verbindenden Endabschnitte der Teilelemente, die einen mittleren Abschnitt der Tretkurbelwelle ausbilden und insbesondere schmaler als die anderen Endabschnitte ausgeführt sein können. Das oder die Teilelemente können durchgehend oder nur abschnittsweise hülsenförmig ausgebildet sein. According to a further preferred embodiment of the drive device, the first partial element and/or the second partial element are sleeve-shaped at least in a coupling region, so that at least one of the two partial elements extends into the other. The coupling area forms the area of the end sections of the partial elements to be connected, which form a middle section of the pedal crankshaft and can in particular be made narrower than the other end sections. The one or more partial elements can be designed in the form of a sleeve either continuously or only in sections.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung sind das erste und zweite Teilelement mittels einer vorgegebenen Kopplungsstruktur miteinander gekoppelt, welche die beiden Teilelemente formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbindet. Eine solche Kopplungsstruktur kann auch ein Schraubenelement umfassen, das sich entlang der Rotationsachse in die beiden Teilelemente hinein erstreckt und diese miteinander verschraubt. Alternativ oder zusätzlich kann die Kopplungsstruktur so ausgebildet sein, dass ein Teilelement einen hervorspringenden oder erhabenen Bereich aufweist, welcher in Abstimmung auf eine korrespondierende Ausnehmung an dem anderen Teilelement vorgegeben ausgebildet ist. Beispielsweise sind an einer äußeren Oberfläche des ersten Teilelements ein oder mehrere Zapfen ausgebildet, die in entsprechend ausgeführte Ausnehmungen an einer inneren Oberfläche des hülsenförmig ausgebildeten zweiten Teilelements eingreifen. Somit kann ein zuverlässiger Halt der beiden Teilelemente miteinander realisiert werden, welcher eine gewisse Positionsvorgabe der beiden Teilelemente vorgeben kann, die zusätzlich noch verschraubt, verklebt und/oder verschweißt werden können. According to a further preferred embodiment of the drive device, the first and second partial elements are coupled to one another by means of a predetermined coupling structure which connects the two partial elements to one another in a positive, non-positive and/or material connection. Such a coupling structure can also include a screw element, which extends along the axis of rotation into the two sub-elements and screws them together. Alternatively or additionally, the coupling structure can be designed in such a way that a sub-element has a protruding or raised area which is coordinated with a corresponding recess is formed predetermined on the other sub-element. For example, one or more pins are formed on an outer surface of the first partial element, which engage in correspondingly designed recesses on an inner surface of the sleeve-shaped second partial element. Thus, a reliable hold of the two sub-elements can be realized with each other, which can specify a certain position specification of the two sub-elements, which can also be screwed, glued and / or welded.
Dadurch, dass zumindest die Drehzahlscheibe außerhalb des Motorgehäuses angeordnet ist, kann das Motorgehäuse kleiner ausgestaltet werden und es können zum Beispiel die Motoreinheit und das Getriebe, insbesondere in Ausführung als Ringmotor und Planetengetriebe, besonders platzsparend um den schmalen mittleren Abschnitt der Tretkurbelwelle in dem Motorgehäuse platziert werden. Die Endabschnitte der Tretkurbelwelle erstrecken sich dann zum Beispiel bis nach außerhalb des Motorgehäuses und können insbesondere auch als Lagersitz für das Motorgehäuse ausgebildet sein und Kantensprünge oder Stufen aufweisen, die eine vorgegebene Position des Motorgehäuses relativ zu der Tretkurbelwelle definieren und zudem zu einem stabilen und sicheren Halt beitragen können. Due to the fact that at least the speed disk is arranged outside of the motor housing, the motor housing can be made smaller and, for example, the motor unit and the transmission, in particular in the design as a ring motor and planetary gear, can be placed in the motor housing around the narrow middle section of the pedal crankshaft in a particularly space-saving manner will. The end sections of the pedal crankshaft then extend, for example, to the outside of the motor housing and can in particular also be designed as a bearing seat for the motor housing and have edge cracks or steps that define a predetermined position of the motor housing relative to the pedal crankshaft and also ensure a stable and secure hold can contribute.
Die Antriebsvorrichtung kann ferner einen Drehmomentsensor aufweisen, der in Bezug auf die Rotationsachse außerhalb des Motorgehäuses angeordnet ist. Ferner kann ein Kettenblattsystem vorgesehen sein, das zum Antreiben des Elektrofahrrads mit der Tretkurbelwelle gekoppelt ist, wobei der Drehmomentsensor in dem Kettenblattsystem integriert ist. Der Drehmomentsensor außerhalb des Motorgehäuses integriert in dem Spider ermöglicht weiter einen kompakten Gehäusebauraum und somit ein besonders schlankes Rahmendesign sowie aufgrund seiner einfacheren Zugänglichkeit eine nutzbringende Servicebarkeit des Drehmomentsensors. Das Kettenblattsystem weist eine Mehrzahl von miteinander gekoppelten Kettenblättern oder Zahnrad-förmigen Elementen auf und kann auch mit dem englischen Begriff „Spider" bezeichnet werden. Der Drehmomentsensor überwacht dann insbesondere eine Relativbewegung von ineinandergreifenden Strukturen des Kettenblattsystems und ermöglicht ein sicheres Betreiben des Elektrofahrrads mit verbessertem Fahrtkomfort. The drive device may further include a torque sensor disposed outside of the motor housing with respect to the axis of rotation. Furthermore, a chainring system can be provided, which is coupled to the pedal crankshaft for driving the electric bicycle, with the torque sensor being integrated in the chainring system. The torque sensor outside of the motor housing integrated in the spider further enables a compact Housing installation space and thus a particularly slim frame design as well as useful serviceability of the torque sensor due to its easier accessibility. The chainring system has a plurality of chainrings or gear-shaped elements coupled to one another and can also be referred to by the English term "spider". The torque sensor then monitors in particular a relative movement of interlocking structures of the chainring system and enables safe operation of the electric bicycle with improved ride comfort .
Die beschriebenen Ausführungsformen der Antriebsvorrichtung ermöglichen jeweils ein kompaktes, leichtes und/oder günstig herzustellendes elektrisches Antriebssystem für ein Elektrofahrrad . Insbesondere in Ausführung mit einem Ringmotor und einem Planetengetriebe, die koaxial um eine schmale Mitte der Tretkurbelwelle angeordnet sind, welche zudem als Lagersitz fungieren kann, ist durch Funktionsintegration ein besonders platzsparender und robuster Aufbau der Antriebsvorrichtung möglich. Ferner ist der Drehzahlsensor mit der Drehzahlscheibe vorgesehen, die als Helix oder Spirale oder als Vielzahnrad ausgebildet und außerhalb des Gehäusebauraums des Motorgehäuses angeordnet ist, sodass weiter zu einem schlanken Rahmendesign des Elektrofahrrads beigetragen werden kann. The described embodiments of the drive device each enable a compact, light-weight and/or inexpensive to manufacture electric drive system for an electric bicycle. Especially in the embodiment with a ring motor and a planetary gear, which are arranged coaxially around a narrow center of the pedal crankshaft, which can also act as a bearing seat, a particularly space-saving and robust design of the drive device is possible through functional integration. Furthermore, the speed sensor is provided with the speed disk, which is designed as a helix or spiral or as a multi-toothed wheel and is arranged outside of the housing installation space of the motor housing, so that a slim frame design of the electric bicycle can be further contributed to.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Elektrofahrrad offenbart, das einen Fahrradrahmen mit einem unteren Rahmenabschnitt aufweist, der sich zu einem Tretlager mit einer Tretkurbel erstreckt. Das Elektrofahrrad weist eine Antriebsvorrichtung nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf, die in oder an dem Rahmenabschnitt angeordnet ist, sodass die Tretkurbelwelle mit der Tretkurbel gekoppelt ist und mittels des Getriebes ein Drehmoment zum Antreiben des Elektrofahrrads übertragbar ist. DasIn another aspect, an electric bicycle is disclosed having a bicycle frame with a lower frame portion that extends to a bottom bracket with a crank. The electric bicycle has a drive device according to one of the embodiments described above, which is arranged in or on the frame section, so that the pedal crankshaft is coupled to the pedal crank and by means of the gear a torque Driving the electric bicycle is transferrable. That
Elektrofahrrad ermöglicht im Wesentlichen die zuvor genanntenElectric bike essentially enables the aforementioned
Eigenschaften, Vorteile und Funktionen. Features, Benefits and Functions.
Zur Anbringung an dem Rahmenabschnitt weist dieser beispielsweise eine Aussparung aus, sodass die Antriebsvorrichtung zuverlässig aufgenommen werden kann. For attachment to the frame section, the latter has a recess, for example, so that the drive device can be reliably accommodated.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Antriebsvorrichtung zum Beispiel als Baugruppe im bereits gekoppelten Zustand an dem Rahmenabschnitt angeordnet, insbesondere montiert. According to one embodiment, the drive device is arranged, in particular mounted, for example as an assembly in the already coupled state on the frame section.
Die Antriebsvorrichtung ermöglicht ein effizientes und platzsparendes mechanisches System zum Unterstützen beim Fahrradfahren. Dies wird insbesondere durch die zwei- oder mehrteilige Ausführung der Tretkurbelwelle ermöglicht, die dadurch in einem inneren oder mittleren Abschnitt mit einem deutlich kleineren Außendurchmesser ausgebildet werden kann als an den außen befindlichen Endabschnitten. The drive device enables an efficient and space-saving mechanical system to support cycling. This is made possible in particular by the two-part or multi-part design of the pedal crankshaft, which can thus be designed with a significantly smaller outer diameter in an inner or middle section than in the end sections located on the outside.
Ausführungsformen, Vorteile und Funktionen werden in der nachfolgenden Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der angehängten Figuren erläutert. In den Figuren zeigen: Embodiments, advantages and functions are explained in the following description using exemplary embodiments with the aid of the attached figures. In the figures show:
Figur 1 eine schematische Ansicht eines Figure 1 is a schematic view of a
Elektrofahrrads mit einer montierten AntriebsVorrichtung, Electric bicycle with a mounted drive device,
Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung einesFigure 2 is a schematic sectional view of a
Ausführungsbeispiels der Antriebsvorrichtung für das Elektrofahrrad, Figur 3 eine weitere schematische Schnittdarstellung von Komponenten der Antriebsvorrichtung nach Figur 2, und Embodiment of the drive device for the electric bicycle, FIG. 3 shows a further schematic sectional illustration of components of the drive device according to FIG. 2, and
Figuren 4-5 schematische Ausführungsbeispiele einerFigures 4-5 schematic embodiments of a
Drehzahlsensoreinheit der Antriebsvorrichtung nach Figur 2. Speed sensor unit of the drive device according to Figure 2.
Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind gegebenenfalls nicht in sämtlichen Figuren alle dargestellten Elemente mit zugehörigen Bezugszeichen gekennzeichnet. Identical, similar or equivalent elements are provided with the same reference symbols in the figures. For reasons of clarity, not all of the elements shown are identified with associated reference symbols in all of the figures.
Figur 1 zeigt schematisch ein Elektroahrrad 1 mit einem Fahrradrahmen 2, welcher unter anderem einen unteren Rahmenabschnitt 3 aufweist, welcher ein Unterrohr ausbildet. Der Rahmenabschnitt 3 erstreckt sich in Richtung eines Tretlagers, welches eine Tretkurbel 4 umfasst, die mit einer elektrischen Antriebsvorrichtung 5 für das Elektrofahrrad 1 gekoppelt ist oder koppelbar ist. FIG. 1 schematically shows an electric bicycle 1 with a bicycle frame 2 which, among other things, has a lower frame section 3 which forms a down tube. The frame section 3 extends in the direction of a bottom bracket, which includes a pedal crank 4 that is coupled or can be coupled to an electric drive device 5 for the electric bicycle 1 .
Die Figuren 2-5 zeigen schematisch ein Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung 5 oder von Komponenten der Antriebsvorrichtung 5. Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung durch die Antriebsvorrichtung 5, die unter anderem eine Motoreinheit mit einem Elektromotor umfasst, welche als Ringmotor 6 zum Antreiben des Elektrofahrrads 1 ausgebildet ist. Die Antriebsvorrichtung 5 umfasst weiter eine Tretkurbelwelle, die um eine Rotationsachse R drehbar ist und die zweiteilig ausgebildet ist und ein erstes Teilelement 11 und ein zweites Teilelement 12 aufweist, die miteinander gekoppelt sind. Die Antriebsvorrichtung 5 weist ferner ein Getriebe auf, das als Planetengetriebe 15 mit einem Sonnenrad und mindestens einem Planetenrad zum Antreiben des Elektrofahrrads 1 ausgebildet ist. Das Planetengetriebe 15 ist einerseits mit dem Ringmotor 6 und anderseits mit der Tretkurbelwelle 11, 12 gekoppelt und dazu eingerichtet, ein Drehmoment zum Antreiben des Elektrofahrrads 1 abzugeben. Figures 2-5 schematically show an exemplary embodiment of the drive device 5 or of components of the drive device 5. Figure 2 shows a sectional view through the drive device 5, which includes, among other things, a motor unit with an electric motor, which is designed as a ring motor 6 for driving the electric bicycle 1 . The drive device 5 further comprises a pedal crankshaft which can be rotated about an axis of rotation R and which is designed in two parts and has a first partial element 11 and a second partial element 12 which are coupled to one another. The drive device 5 also has a gear, which is designed as a planetary gear 15 with a sun wheel and at least one planet wheel for driving the electric bicycle 1 . The planetary gear 15 is coupled to the ring motor 6 on the one hand and to the pedal crankshaft 11 , 12 on the other hand and is set up to deliver a torque for driving the electric bicycle 1 .
Das Planetengetriebe 15 und der Ringmotor 6 sind jeweils in Bezug auf die Rotationsachse R der Tretkurbelwelle 11, 12 koaxial um diese angeordnet, sodass sie die Tretkurbelwelle 11, 12 koaxial umgeben. Die Tretkurbelwelle 11, 12 bildet dabei einen Lagersitz für das Planetengetriebe 15 und den Ringmotor 6 aus. Insbesondere dadurch, dass die Tretkurbelwelle 11, 12 in einem mittleren Abschnitt schmaler ausgebildet ist als an ihren Endabschnitten, ist ein besonders platzsparender und übersichtlicher Aufbau der Antriebsvorrichtung 5 realisierbar. The planetary gear 15 and the ring motor 6 are each arranged coaxially with respect to the axis of rotation R of the pedal crankshaft 11, 12 around the latter, so that they surround the pedal crankshaft 11, 12 coaxially. The pedal crankshaft 11, 12 forms a bearing seat for the planetary gear 15 and the ring motor 6. In particular, because the pedal crankshaft 11, 12 is narrower in a middle section than at its end sections, a particularly space-saving and clear design of the drive device 5 can be implemented.
Figur 3 zeigt in einer übersichtlicheren Darstellung eine mögliche Ausgestaltung der zweiteiligen Tretkurbelwelle 11,FIG. 3 shows a possible embodiment of the two-part pedal crankshaft 11 in a clearer representation.
12 nach Figur 2. Die beiden Teilelemente 11 und 12 weisen jeweils zwei Endabschnitte auf, von denen einer dem jeweils anderen Teilelement 11, 12 zugewandt ist und der andere jeweils einen äußeren Endabschnitt der zusammengesetzten Tretkurbelwelle ausbildet. Die beiden äußeren Endabschnitte sind mit den Tretkurbeln 4 des Elektrofahrrads 1 verbunden. 12 according to FIG. 2. The two partial elements 11 and 12 each have two end sections, one of which faces the other partial element 11, 12 and the other forms an outer end section of the assembled pedal crankshaft. The two outer end sections are connected to the cranks 4 of the electric bicycle 1 .
Das erste Teilelement 11 ist in dem Abschnitt, welcher mit dem zweiten Teilelement 12 gekoppelt ist, deutlich schmaler ausgestaltet als in seinem gegenüberliegendem Endabschnitt. Zum Beispiel weist das erste Teilelement 11 an dem äußeren Endabschnitt einen ersten Durchmesser Dl auf, der größer ist als ein zweiter Durchmesser D2 eines nach innen orientierten anschließenden Bereichs. An diesem Bereich schließt ein weiter Abschnitt des ersten Teilelements 11 an, welcher einen dritten Durchmesser D3 aufweist, der kleiner als der zweite Durchmesser D2 ist. Die verschiedenen Durchmesser D1-D3 sind insbesondere im Hinblick auf die Anordnungen der zusammenwirkenden Komponenten der Antriebsvorrichtung 5 vorgegeben ausgebildet. Das erste Teilelement 11 ist hülsenförmig ausgebildet, sodass sich die beschriebenen Durchmesser D1-D3 auf einen jeweiligen Außendurchmesser einer solchen Wellenhülse beziehen. The first partial element 11 is designed significantly narrower in the section which is coupled to the second partial element 12 than in its opposite end section. For example, the first split member 11 has a first diameter D1 at the outer end portion that is larger than a second diameter D2 of an inwardly oriented one subsequent area. This area is adjoined by a further section of the first partial element 11 which has a third diameter D3 which is smaller than the second diameter D2. The different diameters D1-D3 are designed to be predetermined, in particular with regard to the arrangements of the interacting components of the drive device 5. The first partial element 11 is designed in the form of a sleeve, so that the diameters D1-D3 described relate to a respective outer diameter of such a shaft sleeve.
Das zweite Teilelement 12 ist ebenfalls hülsenförmig ausgestaltet und weist einen vorgegebenen Außendurchmesser D4 auf, der als vierter Durchmesser der Tretkurbelwelle bezeichnet werden kann und der zum Beispiel vom Wert her dem ersten Durchmesser Dl entspricht. In dem Abschnitt, welcher mit dem ersten Teilelement 11 gekoppelt ist, weist das zweite Teilelement 12 bevorzugt einen Innendurchmesser auf, welcher im Wesentlichen dem dritten Durchmesser D3 des ersten Teilelements 11 entspricht und nur geringfügig kleiner ausgebildet ist. Somit kann sich das erste Teilelement 11 in das zweite Teilelement 12 erstrecken und mit diesem ineinander gesteckt, verpresst und/oder verschweißt sein. The second sub-element 12 is also designed in the form of a sleeve and has a predetermined outer diameter D4, which can be referred to as the fourth diameter of the pedal crankshaft and which, for example, corresponds in value to the first diameter D1. In the section which is coupled to the first partial element 11, the second partial element 12 preferably has an inner diameter which essentially corresponds to the third diameter D3 of the first partial element 11 and is only slightly smaller. Thus, the first partial element 11 can extend into the second partial element 12 and be plugged into one another, pressed and/or welded to it.
Die Tretkurbelwelle weist zum Beispiel in dem mittleren Abschnitt den zweiten und dritten Durchmesser D2 und D3 des ersten Teilelements 11 auf, die beispielsweise einen Wert zwischen einschließlich 15-23 mm besitzen. In den äußeren Endabschnitten, die einerseits dem Bereich des ersten Teilelements 11 mit dem ersten Durchmesser Dl und andererseits dem Bereich des zweiten Teilelements 12 mit dem vierten Durchmesser D4 entsprechen, weist die Tretkurbelwelle zum Beispiel jeweils eine Ausdehnung von einschließlich 23- 35mm auf. Die beiden Teilelemente 11 und 12 sind mittels eines Schraubenelements 13 miteinander gekoppelt, das sich entlang der Rotationsachse R durch das zweite Teilelement 12 in das erste Teilelement 11 hinein erstreckt und die beiden Teilelemente 11, 12 miteinander verschraubt. Das erste Teilelement 11 weist diesbezüglich an einer Innenseite ein Gewindeabschnitt auf, welches mit dem Schraubenelement 13 zusammenwirkt. Das zweite Teilelement 12 ist gemäß einer solchen Ausgestaltung vorzugsweise als Wellenhülse mit einer Querwand ausgebildet, die in Abstimmung auf das Schraubenelement 13 eine Durchgangsöffnung aufweist. Gemäß dem in den Figuren 2 und 3 in Schnittdarstellung illustrierten Ausführungsbeispiel entspricht eine solche Wellenhülse einem auf der Seite liegendem Buchstaben „H". The pedal crankshaft has, for example, in the middle section, the second and third diameters D2 and D3 of the first partial element 11, which have a value between 15-23 mm inclusive, for example. In the outer end sections, which correspond on the one hand to the area of the first partial element 11 with the first diameter D1 and on the other hand to the area of the second partial element 12 with the fourth diameter D4, the pedal crankshaft has, for example, an extension of 23-35 mm inclusive. The two partial elements 11 and 12 are coupled to one another by means of a screw element 13 which extends along the axis of rotation R through the second partial element 12 into the first partial element 11 and screwed the two partial elements 11, 12 together. In this regard, the first partial element 11 has a threaded section on an inner side, which interacts with the screw element 13 . According to such a configuration, the second partial element 12 is preferably designed as a shaft sleeve with a transverse wall which has a through-opening in coordination with the screw element 13 . According to the exemplary embodiment illustrated in a sectional view in FIGS. 2 and 3, such a shaft sleeve corresponds to a letter “H” lying on its side.
Alternativ oder zusätzlich können das erste und das zweite Teilelement 11, 12 mittels einer weiteren Kopplungsstruktur miteinander gekoppelt sein, welche die beiden Teilelemente 11, 12 formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander koppelt. Alternatively or additionally, the first and the second partial element 11, 12 can be coupled to one another by means of a further coupling structure, which couples the two partial elements 11, 12 to one another in a form-fitting, force-fitting and/or cohesive manner.
Darüber hinaus weist die Antriebsvorrichtung 5 eine Drehzahlsensoreinheit 10 und einen Drehmomentsensor 14 auf, die jeweils außerhalb eines Motorgehäuses 7 angeordnet sind. In dem Motorgehäuse 7 sind der Ringmotor 6 und das Planetengetriebe 15 angeordnet. Die Tretkurbelwelle 11, 12 erstreckt sich durch das Motorgehäuse 7. Das Motorgehäuse 7 dient dem Schutz des Ringmotors 6, des Planetengetriebes 15 sowie weiterer damit zusammenwirkender Elemente, wie Kugel oder Wälzlager. Zudem ermöglicht das Motorgehäuse 7 eine zuverlässige Anbindung der Antriebsvorrichtung 5 an dem Fahrradrahmen 2 bzw. dem Rahmenabschnitt 3. Die Drehzahlsensoreinheit 10 umfasst einen Drehzahlsensor 9 und eine Drehzahlscheibe 8, wobei letztere um die Rotationsachse R drehbar mit der Tretkurbelwelle 11, 12 gekoppelt ist (s. Figur 2). Die Drehzahlscheibe 8 ist in Bezug auf die Rotationsachse R außerhalb des Motorgehäuses 7 zwischen der Tretkurbel 4 und dem Motorgehäuse 7 angeordnet. Die Drehzahlscheibe 8 ist an einer vorgegebenen Position an dem Endabschnitt mit der Tretkurbelwelle 11, 12 verbunden, in welchem das erste Teilelement 11 seine Abmessung von Dl auf D2 ändert. Ein solcher Übergang kann schräg, kantig oder gekrümmt erfolgen und insbesondere auf ein Anbinden der Drehzahlscheibe 8 abgestimmt sein. Die Antriebsvorrichtung 5 weist außerdem eine Abdeckung 17 auf, welche die Drehzahlscheibe 8 abdeckt und vor äußeren Einflüssen schützt. Die Abdeckung 17 ist mit dem Motorgehäuse 7 gekoppelt, sodass die Drehzahlscheibe 8 zwischen der Abdeckung 17 und dem Motorgehäuse 7 angeordnet ist. In addition, the drive device 5 has a speed sensor unit 10 and a torque sensor 14 which are each arranged outside of a motor housing 7 . The ring motor 6 and the planetary gear 15 are arranged in the motor housing 7 . The pedal crankshaft 11, 12 extends through the motor housing 7. The motor housing 7 serves to protect the ring motor 6, the planetary gear 15 and other elements that interact with it, such as balls or roller bearings. In addition, the motor housing 7 enables a reliable connection of the drive device 5 to the bicycle frame 2 or the frame section 3. The speed sensor unit 10 comprises a speed sensor 9 and a speed disk 8, the latter being rotatably coupled to the pedal crankshaft 11, 12 about the axis of rotation R (see FIG. 2). In relation to the axis of rotation R, the speed disk 8 is arranged outside the motor housing 7 between the pedal crank 4 and the motor housing 7 . The speed disk 8 is connected to the crankshaft 11, 12 at a predetermined position at the end portion in which the first split member 11 changes its dimension from D1 to D2. Such a transition can take place obliquely, angularly or curved and in particular can be matched to a connection of the speed disk 8 . The drive device 5 also has a cover 17 which covers the speed disk 8 and protects it from external influences. The cover 17 is coupled to the motor case 7 such that the speed disk 8 is interposed between the cover 17 and the motor case 7 .
Der Drehmomentsensor 14 ist in einem Kettenblattsystem 16 integriert, das zum Antreiben des Elektrofahrrads 1 mit der Tretkurbelwelle 11, 12 gekoppelt ist und eine Mehrzahl von Kettenblättern oder Zahnrad-förmigen Elementen aufweist, die ein manuelles Betreiben des Elektrofahrrads 1 und ein Zuschalten der elektrischen Antriebsvorrichtung 5 einleiten, um den Fahrer des Elektrofahrrads 1 bei Bedarf zu unterstützen . The torque sensor 14 is integrated in a chainring system 16, which is coupled to the pedal crankshaft 11, 12 for driving the electric bicycle 1 and has a plurality of chainrings or gear-shaped elements, which enable the electric bicycle 1 to be operated manually and the electric drive device 5 to be switched on initiate to support the driver of the electric bicycle 1 if necessary.
Die Figuren 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiele der Drehscheibe 8, die in Bezug auf die Rotationsachse R eine spiralförmige (s. Figur 4) oder eine helixförmige Kontur (s. Figur 5) aufweisen kann. Der Drehzahlsensor 9, der zum Beispiel als Hall-Sensor realisiert ist, ist in Abhängigkeit von der Kontur der Drehzahlscheibe 8 so angeordnet, dass in Bezug auf die Rotationsachse R eine radiale Drehzahlerfassung (s. Figur 4) oder eine axiale Drehzahlerfassung (s. Figur 5) eingerichtet ist. FIGS. 4 and 5 show exemplary embodiments of the turntable 8, which can have a spiral (see FIG. 4) or a helical contour (see FIG. 5) with respect to the axis of rotation R. The speed sensor 9, which is implemented as a Hall sensor, for example, is arranged depending on the contour of the speed disk 8 so that with respect to the axis of rotation R, a radial speed detection (see Figure 4) or an axial speed detection (see Figure 5) is set up.
Die radiale Drehzahlerfassung ist in Figur 4 schematisch illustriert und erfolgt durch Abstandsmessung der sich drehenden Drehzahlscheibe 8 in einer Richtung quer zu der Rotationsachse R, insbesondere senkrecht zu dieser. Die Drehzahlscheibe 8 weist an ihrem Umfang eine Kante oder eine Stufenkontur 81 auf, die mittels des Drehzahlsensors 9 zuverlässig erkannt werden kann. Ein Abstand D zwischen dem Drehzahlsensor 9 und der Kontur der Drehzahlscheibe 8 erfährt im Bereich der Stufenkontur 81 eine sprunghafte Änderung. Darüber hinaus ändert sich der Abstand D aber auch kontinuierlich aufgrund der spiralförmig umlaufenden Kontur der Drehzahlscheibe 8. Der zu messende Abstand D ist somit variabel. The radial speed detection is illustrated schematically in FIG. 4 and takes place by measuring the distance of the rotating speed disk 8 in a direction transverse to the axis of rotation R, in particular perpendicular to it. The speed disk 8 has an edge or a step contour 81 on its circumference, which can be reliably detected by means of the speed sensor 9 . A distance D between the speed sensor 9 and the contour of the speed disk 8 undergoes a sudden change in the area of the stepped contour 81 . In addition, the distance D also changes continuously because of the spirally encircling contour of the speed disk 8. The distance D to be measured is therefore variable.
Entsprechendes trifft analog auf die axiale Drehzahlerfassung nach Figur 5 zu, gemäß welcher die Abstandsmessung der sich drehenden Drehzahlscheibe 8 in axialer Richtung, zum Beispiel parallel zu der Rotationsachse R, erfolgt. Die Drehzahlscheibe 8 ist helixförmig oder schraubenförmig ausgestaltet, sodass sich der Abstand D zwischen dem Drehzahlsensor 9 und einer Oberfläche der Drehzahlscheibe 8, welche dem Drehzahlsensor 9 zugewandt ist, ändert. Insbesondere erfolgt eine solche Änderung kontinuierlich bis eine sprunghafte Änderung im Bereich Stufenkontur 81 erfasst wird. Der zu messende Abstand D ist somit auch gemäß einer solchen Ausrichtung der Drehzahlsensoreinheit 10 variabel. Insbesondere bei einer solchen axialen Drehzahlerfassung, kann der Drehzahlsensor 9 zum Beispiel in einem vorhandenen Freiraum in dem Motorgehäuse 7 angeordnet sein und eine Drehung der außen gelagerten Drehzahlscheibe 8 erfassen. In Figur 2 ist eine Anordnung des Drehzahlsensors 9 zum Beispiel im Bereich zwischen dem Ringmotor 6 und der Drehzahlscheibe 8 möglich. Das Motorgehäuse 7 kann dann zum Beispiel in Richtung hin zu der Drehzahlscheibe 8 eine Öffnung aufweisen, die eine zuverlässige Drehzahlmessung ermöglicht. The same applies analogously to the axial speed detection according to FIG. The speed disk 8 is embodied in a helical or helical shape, so that the distance D between the speed sensor 9 and a surface of the speed disk 8 which faces the speed sensor 9 changes. In particular, such a change takes place continuously until a sudden change in the area of the step contour 81 is detected. The distance D to be measured is therefore also variable according to such an orientation of the rotational speed sensor unit 10 . In particular with such an axial speed detection, the speed sensor 9 can be arranged, for example, in an existing free space in the motor housing 7 and can detect a rotation of the speed disk 8 mounted on the outside. In Figure 2 is an arrangement of the speed sensor 9, for example in the area between the ring motor 6 and the speed disk 8 is possible. The motor housing 7 can then have an opening, for example in the direction of the speed disk 8, which enables reliable speed measurement.
Mittels der beschriebenen Antriebsvorrichtung 5 ist ein zuverlässiges Antriebskonzept für Elektrofahrräder realisierbar, welches einen besonders und platzsparenden Aufbau ermöglicht. Die Antriebsvorrichtung 5 ist insbesondere zur Montage an ein Unterrohr oder an ein Sitzrohr desA reliable drive concept for electric bicycles can be implemented by means of the drive device 5 described, which enables a special and space-saving design. The drive device 5 is particularly suitable for mounting on a down tube or on a seat tube of the
Elektrofahrrads 1 geeignet und ermöglicht ein vorteilhaftes Antriebssystem insbesondere hinsichtlich einer hohen Effizienz und einer kleinen Baugröße. Suitable electric bicycle 1 and enables an advantageous drive system in particular in terms of high efficiency and small size.
Bezugszeichenliste reference list
1 Fahrrad 1 bike
2 Fahrradrahmen 2 bike frames
3 Rahmenabschnitt 3 frame section
4 Tretkurbel 4 crank
5 Antriebsvorrichtung 5 drive device
6 Motoreinheit 6 motor unit
7 Motorgehäuse 7 motor housing
8 Drehzahlscheibe 8 speed pulley
81 Stufenkontur 81 step contour
9 Drehzahlsensor 9 speed sensor
10 Drehzahlsensoreinheit 10 speed sensor unit
11 erstes Teilelement der Tretkurbelwelle 11 first partial element of the pedal crankshaft
12 zweites Teilelement der Tretkurbelwelle 12 second partial element of the pedal crankshaft
13 Schraubenelement der Tretkurbelwelle 13 Screw element of the pedal crankshaft
14 Drehmomentsensor 14 torque sensor
15 Planetengetriebe 15 planetary gears
16 Kettenblattsystem 16 chainring system
17 Abdeckung 17 cover
D Messabstand zwischen Drehzahlsensor und Drehzahlscheibe Dl erster Durchmesser der Tretkurbelwelle D Measurement distance between speed sensor and speed disk Dl first diameter of the pedal crankshaft
D2 zweiter Durchmesser der Tretkurbelwelle D2 second diameter of the pedal crankshaft
D3 dritter Durchmesser der Tretkurbelwelle D3 third diameter of the pedal crankshaft
D4 vierter Durchmesser der Tretkurbelwelle D4 fourth diameter of the pedal crankshaft
R Rotationsachse der Motoreinheit / der Tretkurbel R Axis of rotation of the motor unit / pedal crank

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Antriebsvorrichtung (5) für ein Elektrofahrrad (1), aufweisend : 1. Drive device (5) for an electric bicycle (1), having:
- eine Motoreinheit (6) mit einem Elektromotor zum Antreiben des Elektrofahrrads (1), - a motor unit (6) with an electric motor for driving the electric bicycle (1),
- eine Tretkurbelwelle (11, 12), die um eine Rotationsachse (R) drehbar ist, - a pedal crankshaft (11, 12) which can be rotated about an axis of rotation (R),
- ein Getriebe (15), das zum Antreiben des Elektrofahrrads (1) ausgebildet und einerseits mit der Motoreinheit (6) und anderseits mit der Tretkurbelwelle (11, 12) gekoppelt ist und das dazu eingerichtet ist, ein Drehmoment zum Antreiben des Elektrofahrrads (1) abzugeben,- a transmission (15) which is designed to drive the electric bicycle (1) and is coupled on the one hand to the motor unit (6) and on the other hand to the pedal crankshaft (11, 12) and which is set up to generate a torque for driving the electric bicycle (1st ) to deliver
- ein Motorgehäuse (7), in dem die Motoreinheit (6) und das Getriebe (15) angeordnet sind und durch das sich die Tretkurbelwelle (11, 12) erstreckt, und - a motor housing (7) in which the motor unit (6) and the transmission (15) are arranged and through which the pedal crankshaft (11, 12) extends, and
- eine Drehzahlsensoreinheit (10), die einen Drehzahlsensor (9) und eine Drehzahlscheibe (8) umfasst, wobei die Drehzahlscheibe (8) um die Rotationsachse (R) drehbar mit der Tretkurbelwelle (11, 12) gekoppelt und außerhalb des Motorgehäuses (7) angeordnet ist. - a speed sensor unit (10) comprising a speed sensor (9) and a speed disk (8), the speed disk (8) being coupled to the pedal crankshaft (11, 12) so as to be rotatable about the axis of rotation (R) and outside the motor housing (7) is arranged.
2. Antriebsvorrichtung (5) nach Anspruch 1, bei der die Drehzahlscheibe (8) in Bezug auf die Rotationsachse (R) eine spiralförmige oder eine helixförmige Kontur aufweist und der Drehzahlsensor (9) in Abhängigkeit von der Kontur der Drehzahlscheibe (8) so angeordnet ist, dass in Bezug auf die Rotationsachse (R) eine radiale oder axiale Drehzahlerfassung eingerichtet ist. 2. Drive device (5) according to claim 1, in which the speed disk (8) has a spiral or helical contour with respect to the axis of rotation (R) and the speed sensor (9) is arranged in this way depending on the contour of the speed disk (8). is that with respect to the axis of rotation (R) a radial or axial speed detection is set up.
3. Antriebsvorrichtung (5) nach Anspruch 1 oder 2, aufweisend : eine Abdeckung (17), welche die Drehzahlscheibe (8) abdeckt und mit dem Motorgehäuse (7) gekoppelt ist, sodass die Drehzahlscheibe (8) zwischen der Abdeckung (17) und dem Motorgehäuse (7) angeordnet ist. 3. Drive device (5) according to claim 1 or 2, comprising: a cover (17) which covers the speed pulley (8) and is coupled to the motor housing (7) so that the Speed disc (8) is arranged between the cover (17) and the motor housing (7).
4. Antriebsvorrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Getriebe als Planetengetriebe (15) mit einem Sonnenrad und mindestens einem Planetenrad ausgebildet ist und in Bezug auf die Rotationsachse (R) der Tretkurbelwelle (11, 12) koaxial um diese angeordnet ist, sodass das Planentengetriebe (15) die Tretkurbelwelle (11,4. Drive device (5) according to one of the preceding claims, in which the gear is designed as a planetary gear (15) with a sun wheel and at least one planet wheel and is arranged coaxially around the axis of rotation (R) of the pedal crankshaft (11, 12). is, so that the planetary gear (15) the pedal crankshaft (11,
12) koaxial umgibt. 12) surrounds coaxially.
5. Antriebsvorrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Motoreinheit als Ringmotor (6) ausgebildet ist und in Bezug auf die Rotationsachse (R) der Tretkurbelwelle (11, 12) koaxial um diese angeordnet ist, sodass der Ringmotor (6) die Tretkurbelwelle (11, 12) koaxial umgibt. 5. Drive device (5) according to one of the preceding claims, in which the motor unit is designed as a ring motor (6) and is arranged coaxially around the axis of rotation (R) of the pedal crankshaft (11, 12) so that the ring motor (6 ) surrounds the pedal crankshaft (11, 12) coaxially.
6. Antriebsvorrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Tretkurbelwelle (11, 12) zweiteilig ausgebildet ist und ein erstes Teilelement (11) und ein zweites Teilelement (12) aufweist, die miteinander gekoppelt sind. 6. Drive device (5) according to any one of the preceding claims, wherein the pedal crankshaft (11, 12) is formed in two parts and has a first partial element (11) and a second partial element (12) which are coupled to one another.
7. Antriebsvorrichtung (5) nach Anspruch 6, bei der das erste Teilelement (11) und das zweite Teilelement (12) mittels einer Kopplungsstruktur miteinander gekoppelt sind, welche die beiden Teilelemente (11, 12) formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander koppelt. 7. Drive device (5) according to claim 6, in which the first partial element (11) and the second partial element (12) are coupled to one another by means of a coupling structure which couples the two partial elements (11, 12) to one another in a form-fitting, force-fitting and/or cohesive manner .
8. Antriebsvorrichtung (5) nach Anspruch 6 oder 7, bei der das erste Teilelement (11) und/oder das zweite Teilelement (12) zumindest in einem Kopplungsbereich hülsenförmig ausgebildet sind und sich zumindest eines der beiden Teilelemente (11, 12) in das andere erstreckt. 8. Drive device (5) according to claim 6 or 7, wherein the first partial element (11) and / or the second partial element (12) sleeve-shaped at least in a coupling region are formed and at least one of the two partial elements (11, 12) extends into the other.
9. Antriebsvorrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Tretkurbelwelle (11, 12) bezogen auf die Rotationsachse (R) in einem mittleren Abschnitt schmaler ausgebildet ist als in einem Endabschnitt. 9. Drive device (5) according to one of the preceding claims, in which the pedal crankshaft (11, 12) relative to the axis of rotation (R) is narrower in a central section than in an end section.
10. Antriebsvorrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend: einen Drehmomentsensor (14), der in Bezug auf die Rotationsachse (R) außerhalb des Motorgehäuses (7) angeordnet ist. 10. Drive device (5) according to any one of the preceding claims, comprising: a torque sensor (14) which is arranged with respect to the axis of rotation (R) outside of the motor housing (7).
11. Antriebsvorrichtung (5) nach Anspruch 10, aufweisend: ein Kettenblattsystem (16), das zum Antreiben des Elektrofahrrads (1) mit der Tretkurbelwelle (11, 12) gekoppelt ist, wobei der Drehmomentsensor (14) in dem Kettenblattsystem (16) integriert ist. 11. Drive device (5) according to claim 10, comprising: a chainring system (16) which is coupled to the pedal crankshaft (11, 12) for driving the electric bicycle (1), the torque sensor (14) being integrated in the chainring system (16). is.
12. Elektrofahrrad (1) aufweisend: 12. Electric bicycle (1) comprising:
- einen Fahrradrahmen (2) mit einem unteren Rahmenabschnitt (3), der sich zu einem Tretlager erstreckt, welches eine Tretkurbel (4) aufweist, und - a bicycle frame (2) having a lower frame portion (3) extending to a bottom bracket having a crank (4), and
- eine Antriebsvorrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die zum Antreiben des - A drive device (5) according to any one of the preceding claims, for driving the
Elektrofahrrads (1) mit dem Fahrradrahmen (2) gekoppelt ist, sodass die Tretkurbelwelle (11, 12) mit der Tretkurbel (4) gekoppelt ist. Electric bicycle (1) is coupled to the bicycle frame (2), so that the crankshaft (11, 12) is coupled to the crank (4).
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