DE102009038912A1

DE102009038912A1 - Drive system for a motor-assisted bicycle and housing for the drive system

Info

Publication number: DE102009038912A1
Application number: DE200910038912
Authority: DE
Inventors: Markus Neubauer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-08-26
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2011-03-03
Also published as: WO2011023163A3; WO2011023163A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein motorisch unterstütztes Fahrrad, umfassend eine mittels Kurbeln antreibbare Welle (2), eine Motoreinheit (3) mit einem Stator (5) und einem Rotor (4), und eine von der Motoreinheit (3) angetriebene Pldestens drei Planeten (8) und einem Planetenträger (9) sowie einem Hohlrad (10), wobei die Sonne (7) mindestens mittelbar von der Motoreinheit (3) angetrieben ist, wobei der Planetenträger (9) mittels eines Formschlusses drehfest mit der Welle (2) verbunden ist. Die Erfindung löst dabei die Aufgabe, ein einfach montierbares, im Betrieb zuverlässiges Antriebssystem für ein motorisch unterstütztes Fahrrad anzugeben. Die Erfindung betrifft weiter ein Gehäuse für ein Antriebssystem mit einer Welle (2), einer Motoreinheit (3) und einer Planetengetriebeeinheit (6).The invention relates to a drive system for a motor-assisted bicycle, comprising a shaft (2) drivable by means of cranks, a motor unit (3) with a stator (5) and a rotor (4), and at least three of them driven by the motor unit (3) Planet (8) and a planet carrier (9) as well as a ring gear (10), the sun (7) being driven at least indirectly by the motor unit (3), the planet carrier (9) rotationally fixed to the shaft (2) by means of a form fit connected is. The invention solves the problem of specifying a drive system for a motor-assisted bicycle that is easy to assemble and reliable in operation. The invention also relates to a housing for a drive system with a shaft (2), a motor unit (3) and a planetary gear unit (6).

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein motorisch unterstütztes Fahrrad, wobei das Antriebssystem eine mittels Kurbeln antreibbare Welle, eine Motoreinheit mit einem Stator und einem Rotor sowie eine von der Motoreinheit angetriebene Planetengetriebeeinheit umfasst. Die Erfindung betrifft weiter ein motorisch unterstütztes Fahrrad, insbesondere ein E-Bike oder ein Pedelec, mit einem derartigen Antriebssystem.The invention relates to a drive system for a motor-assisted bicycle, wherein the drive system comprises a shaft drivable by means of cranks, a motor unit with a stator and a rotor and a planetary gear unit driven by the motor unit. The invention further relates to a motor-assisted bicycle, in particular an e-bike or a pedelec, with such a drive system.

Die Erfindung betrifft weiter ein Gehäuse nach Anspruch 9 oder 10 zur Aufnahme eines derartigen Antriebssystems.The invention further relates to a housing according to claim 9 or 10 for receiving such a drive system.

US 6,296,972 B1 beschreibt ein derartiges Antriebssystem. US 6,296,972 B1 describes such a drive system.

Der Bediener leitet ein Drehmoment mittels an der Welle drehfest befestigten Kurbeln in die Welle ein. Weiter leitet die Planetengetriebeeinheit das von der Motoreinheit bereitgestellte Drehmoment in die Welle ein, so dass sich in der Welle zwei Drehmomente überlagern. An der Welle ist drehfest ein Kettenblatt angeordnet, in das das aus der Überlagerung der beiden Drehmomente resultierende Gesamtdrehmoment eingeleitet wird.The operator introduces a torque by means of non-rotatably mounted on the shaft cranks in the shaft. Further, the planetary gear unit initiates the torque provided by the motor unit into the shaft so that two torques are superposed in the shaft. On the shaft a chainring is non-rotatably arranged, in which the resulting from the superposition of the two torques total torque is introduced.

Es liegen an verschiedenen Stellen spielbehaftete Toleranzen vor, die sich, insbesondere bei längerem Betrieb, zu einem ungünstigen Gesamtspiel summieren können.There are tolerances at different points in play, which can add up to an unfavorable overall play, especially during prolonged operation.

WO 99/30960 A2 beschreibt ein Antriebssystem für ein motorisch unterstütztes Fahrrad, bei dem der Rotor drehfest mit dem Kettenblatt verbunden ist. Dieses Antriebssystem überträgt insbesondere bei geringen Drehzahlen nur eine geringe Leistung auf das Kettenblatt. WO 99/30960 A2 describes a drive system for a motor-assisted bicycle, in which the rotor is rotatably connected to the chainring. This drive system transmits only low power to the chainring, especially at low speeds.

DE 20 2004 010 269 U1 beschreibt ein Antriebssystem für ein motorisch unterstütztes Fahrrad, wobei die Welle des Antriebssystems dreiteilig ausgebildet ist und ein Mittelteil umfasst, das mittig in der Ausgangswelle der Motoreinheit aufgenommen ist. Das Antriebssystem ist automatisch zwischen einem nur von dem Bediener bereitgestellten Antrieb DE 20 2004 010 269 U1 describes a drive system for a motor-assisted bicycle, wherein the shaft of the drive system is formed in three parts and includes a central part which is received centrally in the output shaft of the motor unit. The drive system is automatically between a drive provided only by the operator

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine einfach montierbares, im Betrieb zuverlässiges Antriebssystem für ein motorisch unterstütztes Fahrrad anzugeben.It is the object of the invention to provide an easily assembled, reliable in operation drive system for a motor-assisted bicycle.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nach dem Anspruch 1 für ein motorisch unterstütztes Fahrrad nach Anspruch 8 im wesentlichen dadurch gelöst, dass der Planetenträger mittels eines insbesondere dauerhaften, in beide Drehrichtungen der Welle wirkenden, Formschlusses drehfest mit der Welle verbunden ist.This object is achieved according to the claim 1 for a motor-assisted bicycle according to claim 8 substantially in that the planet carrier is connected by means of a particular permanent, acting in both directions of rotation of the shaft, positive connection rotatably connected to the shaft.

Der Formschluss zwischen dem Planetenträger und der Welle ist einfach herstellbar und im dauerhaften Betrieb sicher, insbesondere lassen sich Toleranzen, die sich ungünstig summieren könnten, durch die Auslegung des Formschlusses vorgeben. Der Formschluss ist insbesondere als dauerhafter Formschluss, der in beide Drehrichtungen der Welle wirkt, vorgesehen, so dass ein Eingreifen bzw. Lösen von Koppelelementen wie Ratschen, die einen nur zeitweiligen Formschluss mit der Welle bewirken und auch nur einen Formschluss in eine Drehrichtung vermitteln, vermeidbar ist.The positive connection between the planet carrier and the shaft is easy to produce and safe in continuous operation, in particular, tolerances that could add up unfavorable, pretend by the interpretation of the positive connection. The positive connection is in particular as a permanent positive connection, which acts in both directions of rotation of the shaft provided so that an intervention or release of coupling elements such as ratchets, which cause only a temporary positive connection with the shaft and also impart a positive connection in one direction, avoidable is.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Korpus des Planetenträgers an der auf die Welle weisenden Seite eine Konturierung aufweist, und dass die Konturierung mit einer an der Welle angeordneten Gegenkonturierung zusammenwirkt. Hierbei tritt der Formschluss unmittelbar zwischen dem Planetenträger und der Welle auf, so dass sich mögliche Spiele zwischengeschalteter Elemente vermeiden lassen.It is preferably provided that the body of the planet carrier has a contouring on the side facing the shaft, and that the contouring cooperates with a counter-contouring arranged on the shaft. In this case, the positive connection occurs directly between the planet carrier and the shaft, so that it is possible to avoid possible games intermediate elements.

Der Formschluss kann in einfacher Weise als Pass- oder Schraubfederverbindung, als Zahnkranz-Verbindung, als Polygonprofil-Verbindung oder als Keilwellenprofil-Verbindung ausgebildet sein, wobei die genannten Verbindungen einzeln oder auch in Kombination miteinander vorgesehen sein können.The positive connection can be formed in a simple manner as a key or helical spring connection, as a sprocket connection, as a polygonal profile connection or as a splined connection, wherein said compounds can be provided individually or in combination with each other.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass an der Welle ein Formschlusselement drehfest befestigt ist. Das Formschlusselement ermöglicht der Welle, einen kreisförmigen Querschnitt beizubehalten. Das Formschlusselement kann beispielsweise mittels eines thermischen Verfahrens auf die Welle drehfest aufgeschrumpft sein.It is preferably provided that on the shaft a positive locking element is rotatably attached. The positive locking element allows the shaft to maintain a circular cross section. The positive-locking element can be shrunk onto the shaft, for example by means of a thermal process, in a torque-proof manner.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüche sowie aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.Further advantages and features of the invention will become apparent from the dependent claims and from the description of an embodiment.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.The invention will be described and explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine geschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung, und 1 shows a sectional view of an embodiment of a drive device according to the invention, and

2 zeigt in Teilbild b. eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnittes aus 1 und in den Teilbildern a. bzw. c. und d. Alternativen zu der Darstellung aus dem Teilbild b. 2 shows in field b. an enlarged view of a section 1 and in the sub-pictures a. or c. and d. Alternatives to the representation from the partial image b.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

1 zeigt ein Antriebssystem für eine Welle eines motorisch unterstützten Fahrrades, insbesondere eines E-Bikes. 1 shows a drive system for a shaft of a motor-assisted bicycle, especially an e-bike.

Das Antriebssystem umfasst eine um eine Drehachse 1 drehbar gelagerte, einteilige Welle 2, die mittels bildlich nicht dargestellter Kurbeln antreibbar ist, sowie eine Motoreinheit 3, die einen Rotor 4 und einen Stator 5 umfasst. Der Stator 5 ist bezüglich des Rotors 4 und der Welle 2 drehfest angeordnet. Der Stator 5 und der Rotor 4 umgeben die Welle 2 jeweils konzentrisch bezogen auf die Drehachse 1 der Welle 2.The drive system includes one about an axis of rotation 1 rotatably mounted, one-piece shaft 2 , which is driven by means of graphically unillustrated cranks, and a motor unit 3 that has a rotor 4 and a stator 5 includes. The stator 5 is with respect to the rotor 4 and the wave 2 arranged rotationally fixed. The stator 5 and the rotor 4 surround the wave 2 each concentric with respect to the axis of rotation 1 the wave 2 ,

Das Antriebssystem umfasst weiter eine von der Motoreinheit 3 angetriebene Planetengetriebeeinheit 6, die eine Sonne 7, drei Planeten, von denen nur einer mit dem Bezugszeichen ,8' ausgewiesen ist, einem Planetenträger 9 sowie einem Hohlrad 10.The drive system further includes one of the motor unit 3 driven planetary gear unit 6 that a sun 7 , three planets, of which only one with the reference numeral, 8th 'is identified, a planet carrier 9 and a ring gear 10 ,

Der Planetenträger 9 steht in einer weiter unten näher erläuterten formschlüssigen Verbindung mit einem Abschnitt der Weile 2, so dass der Planetenträger 9 mittels des Formschlusses mit der Welle 2 drehfest verbunden ist.The planet carrier 9 is in a further explained below form-fitting connection with a portion of the while 2 so that the planet carrier 9 by means of the positive connection with the shaft 2 rotatably connected.

Die Planetengetriebeeinheit 6 ist als zweite, bezogen auf die Motoreinheit 3 antriebsmäßig nachgeschaltete Stufe eines zweistufigen Planetengetriebes 11 ausgebildet, wobei ein erstes Planetengetriebe 12 eine Sonne 13, drei Planeten, von denen einer mit dem Bezugszeichen ,14' ausgewiesen ist, einen Planetenträger 15 sowie ein Hohlrad 16 umfasst. Beide Planetengetriebe 6, 12 teilen sich ein gemeinsames Hohlrad, dessen beide Abschnitte das Hohlrad 16 bzw. das Hohlrad 10 darstellt.The planetary gear unit 6 is second, based on the motor unit 3 drivingly downstream stage of a two-stage planetary gear 11 formed, wherein a first planetary gear 12 a sun 13 , three planets, one of which is denoted by the reference numeral, 14 'is identified, a planet carrier 15 and a ring gear 16 includes. Both planetary gear 6 . 12 share a common ring gear, the two sections of the ring gear 16 or the ring gear 10 represents.

An der Welle 2 drehfest ist ein bildlich nicht dargestellter Kettenblatthalter für ein Kettenblatt des E-Bikes befestigt, das die Antriebskette des E-Bikes trägt.At the wave 2 rotatably attached is a pictorial unillustrated chainring holder for a chainring of the e-bike, which carries the drive chain of the e-bike.

An einem Ausgang der Motoreinheit, speziell an dem Rotor 4, ist ein erster Flansch 17 angeordnet, der einen im wesentlichen radialen Abschnitt 18, der auf die Drehachse 1 weist, und einen axialen Abschnitt 19, der parallel zu der Drehachse 1 gerichtet ist, aufweist. Der axiale Abschnitt 19 weist dabei einen Abstand zu der Welle 2 auf. An dem axialen Abschnitt 19 des ersten Flanschs 17 ist drehfest die Sonne 13 des ersten Planetengetriebes 11 befestigt. Die Sonne 13 kämmt mit dem Planeten 14 des ersten Planetengetriebes 11, wobei die Planeten 14 mittels Nadellagern 20 drehbar an dem Planetenträger 15 des ersten Planetengetriebes 11 gelagert sind. Das Hohlrad 16 des ersten Planetengetriebes 11 steht bezüglich der Drehachse 1 fest an einem Rahmen des E-Bikes, so dass die sich drehenden Planeten 14 den Planetenträger 15 in Drehung versetzen.At an output of the motor unit, especially on the rotor 4 , is a first flange 17 arranged, which has a substantially radial portion 18 that is on the axis of rotation 1 points, and an axial section 19 that is parallel to the axis of rotation 1 directed, has. The axial section 19 has a distance to the shaft 2 on. At the axial section 19 of the first flange 17 is rotatably the sun 13 of the first planetary gear 11 attached. The sun 13 mesh with the planet 14 of the first planetary gear 11 , where the planets 14 by means of needle bearings 20 rotatable on the planet carrier 15 of the first planetary gear 11 are stored. The ring gear 16 of the first planetary gear 11 stands with respect to the axis of rotation 1 stuck to a frame of e-bikes, so that the rotating planet 14 the planet carrier 15 set in rotation.

Der Planetenträger 15 des ersten Planetengetriebes 11 ist zweiteilig ausgebildet und umfasst ein erstes Planetenträgerteil 21, das auf die Motoreinheit 3 hin weist, und ein zweites Planetenträgerteil 22, das die axial versetzt angeordnete Planetengetriebeeinheit 6 hin gerichtet ist. Die beiden Planetenträgerteile 21, 22 des Planetenträgers 5 des ersten Planetengetriebes 11 sind aneinander befestigt, jedoch axial, bezogen auf die Erstreckung der Drehachse 1, versetzt zueinander angeordnet.The planet carrier 15 of the first planetary gear 11 is formed in two parts and includes a first planet carrier part 21 on the motor unit 3 points, and a second planet carrier part 22 that the axially offset planetary gear unit 6 directed. The two planet carrier parts 21 . 22 of the planet carrier 5 of the first planetary gear 11 are attached to each other, but axially, based on the extension of the axis of rotation 1 , offset from one another.

Das zweite Planetenträgerteil 22 des Planetenträgers 15 des ersten Planetengetriebes 11 weist einen in Richtung auf das zweite Planetengetriebe 6 in Richtung der Drehachse 1 abgestellten Teil auf, der als zweiter Flansch 23 ausgebildet ist.The second planet carrier part 22 of the planet carrier 15 of the first planetary gear 11 has one in the direction of the second planetary gear 6 in the direction of the axis of rotation 1 parked part on, as a second flange 23 is trained.

Der zweite Flansch 23 weist einen radialen Flanschabschnitt 24 auf sowie einen axialen Flanschabschnitt 25, der einen Abstand zu der Welle 2 einhält.The second flange 23 has a radial flange portion 24 on and an axial flange portion 25 , which is a distance to the shaft 2 comply.

An dem axialen Flanschabschnitt 25 ist drehfest die Sonne 7 der als zweite Stufe des Planetengetriebes 11 ausgebildeten Planetengetriebeeinheit 6 befestigt. Die Sonne 7 kämmt mit den Planeten 8, die ihrerseits drehbar an dem Planetenträger 9 des zweiten Planetengetriebes 6 angeordnet sind. Da das Hohlrad 10 des zweiten Planetengetriebes drehfest bezüglich der Welle 2 an dem Rahmen des E-Bikes befestigt ist, wird der Planetenträger 9 über die Sonne 7 in Drehung versetzt, sobald der erste Flansch 17 an dem Ausgang des Rotors 4 der Motoreinheit 3 in Drehung versetzt wird. Die Sonne 7 als Eingang des zweiten Planetengetriebes 6 wird damit mittelbar von der Motoreinheit 3 angetrieben.At the axial flange portion 25 is rotatably the sun 7 the second stage of the planetary gear 11 trained planetary gear unit 6 attached. The sun 7 mesh with the planets 8th which in turn rotatably on the planet carrier 9 of the second planetary gear 6 are arranged. Because the ring gear 10 of the second planetary gear rotatably relative to the shaft 2 Attached to the frame of the e-bike is the planet carrier 9 over the sun 7 set in rotation as soon as the first flange 17 at the exit of the rotor 4 the motor unit 3 is set in rotation. The sun 7 as input of the second planetary gear 6 is thus indirectly by the motor unit 3 driven.

Der Planetenträger 9 des zweiten Planetengetriebes 6 ist zweiteilig ausgebildet und umfasst ein erstes Planetenträgerteil 26, das auf das erste Planetengetriebe 11 hin weist, und ein axial, also in Richtung der Erstreckung der Drehachse 1 versetztes zweites Planetenträgerteil 27. Beide Planetenträgeteile 26, 27 sind im wesentlichen radial, also annähernd senkrecht zu der Drehachse 1 ausgerichtet und aneinander befestigt.The planet carrier 9 of the second planetary gear 6 is formed in two parts and includes a first planet carrier part 26 that on the first planetary gear 11 points, and an axial, ie in the direction of extension of the axis of rotation 1 offset second planet carrier part 27 , Both planet carrier parts 26 . 27 are substantially radial, that is approximately perpendicular to the axis of rotation 1 aligned and fastened together.

Das zweite Planetenträgerteil 27 des Planetenträgers 9 des zweiten Planetengetriebes 6 weist einen sich im wesentlichen abschnittsweise parallel zu der Drehachse 1 erstreckenden Endabschnitt 28 auf.The second planet carrier part 27 of the planet carrier 9 of the second planetary gear 6 has a substantially sections parallel to the axis of rotation 1 extending end portion 28 on.

Der Endabschnitt 28 weist an der auf die Welle 2 weisenden Seite eine Konturierung auf, die mit einer an der Welle 2 angeordneten Gegenkonturierung zusammenwirkt, um den Formschluss zur drehfesten Verbindung des Planetenträgers 9 mit der Welle 2 auszubilden. The end section 28 points to the shaft 2 pointing side on a contouring, with one on the shaft 2 arranged counter-contouring cooperates to the positive connection to the rotationally fixed connection of the planet carrier 9 with the wave 2 train.

Die Konturierung an dem Korpus des Planetenträgers 9, speziell an dessen Endabschnitt 28, sowie die Gegenkonturierung an der Welle 2 sind in 2b vergrößert dargestellt.The contouring on the body of the planet carrier 9 , especially at its end section 28 , as well as the Gegenkonturierung on the shaft 2 are in 2 B shown enlarged.

2.b. zeigt in dem linken Teilbild den Endabschnitt 28, der als Konturierung eine Zähnung mit umlaufenden Zähnen aufweist. Die Welle 2 weist abschnittsweise an der Stelle des Endabschnittes 28 eine Gegenkonturierung auf, die ebenfalls Zähne umfasst, wobei die Zähne der Konturierung mit den Zähnen der Gegenkonturierung zusammengreifen, um einen Formschuss auszubilden. Der Formschluss wird dabei durch eine Zahnkranz-Verbindung ausgebildet. Die Zähne der Gegenkonturierung der Welle 2 sind als sich längs der Drehachse 1 erstreckende Freischnitte des Korpus der Welle 2 ausgebildet, also mit dem Korpus der Welle 2 einteilig ausgebildet. 2 B. shows in the left part of the picture the end section 28 , which has as contouring a perforation with circumferential teeth. The wave 2 has sections in place of the end section 28 a Gegenkonturierung, which also includes teeth, wherein the teeth of the contouring engage with the teeth of the Gegenkonturierung to form a shot. The positive connection is formed by a sprocket connection. The teeth of the counter contouring of the shaft 2 are considered to be along the axis of rotation 1 extending cutouts of the corpus of the shaft 2 formed, so with the body of the shaft 2 formed in one piece.

2.b. zeigt in dem rechten Teilbild das Zusammengreifen der Zähne der Konturierung des Korpus des Planetenträgers 9, speziell dessen Endabschnittes 28, mit den Zähnen der Gegenkonturierung der Welle 2. Es ist dabei erkennbar, dass entlang des gesamten Umfangs der Welle 2 der Formschluss zwischen dem Planetenträger 9 und der Welle 2 ausgebildet ist. Es versteht sich dabei, dass weder die Anzahl der Zähne noch die geometrischen Ausgestaltung der Zähne entscheidend ist und die Darstellung in 2.b. insoweit nur beispielhaft ist. 2 B. shows in the right part of the drawing, the engagement of the teeth of the contouring of the body of the planet carrier 9 , especially its end section 28 , with the teeth of the counter contouring of the shaft 2 , It can be seen that along the entire circumference of the shaft 2 the positive connection between the planet carrier 9 and the wave 2 is trained. It is understood that neither the number of teeth nor the geometric configuration of the teeth is crucial and the representation in 2 B. insofar is only an example.

2.a. zeigt eine alternative Ausgestaltung zu der Darstellung aus 2.b. Der Formschluss ist als Passfeder-Verbindung ausgebildet; hierzu ist in das Korpus der Weile 2 eine Passfedernut 29 eingeschnitten, in der ein Passfederelement 30 aufgenommen ist, das mit dem Endabschnitt 28 des Korpus des Planetenträgers 9 zusammenwirkt. Es versteht sich, dass der Formschluss auch durch eine Scheibenfeder-Verbindung ausgebildet sein kann. 2.a. shows an alternative embodiment to the illustration 2 B. The positive connection is designed as a feather key connection; this is in the corpus of the moment 2 a feather keyway 29 incised, in which a feather key element 30 is included, that with the end section 28 the body of the planet carrier 9 interacts. It is understood that the positive connection can also be formed by a disc spring connection.

2.c. zeigt eine alternative Ausgestaltung zu den Darstellungen aus 2.a. und 2.b, und zwar in einer Querschnittsansicht der Welle 2, senkrecht zu der Drehachse 1. Der Formschluss wird durch eine Polygonprofil-Verbindung ausgebildet. Hierzu weist die Welle 2 abschnittsweise ein achteckiges Polygonprofil auf und der Endabschnitt 28 ein hierzu komplementäres Hohlprofil. Dabei sind die Kanten des Polygons abgerundet. Es versteht sich, dass das Polygonprofil eine andere Anzahl von Ecken aufweisen kann. 2.c. shows an alternative embodiment to the illustrations 2.a. and 2 B , in a cross-sectional view of the shaft 2 , perpendicular to the axis of rotation 1 , The positive connection is formed by a polygonal profile connection. This is indicated by the wave 2 in sections, an octagonal polygon profile on and the end section 28 a complementary hollow profile. The edges of the polygon are rounded. It is understood that the polygon profile may have a different number of corners.

2.d. zeigt eine zu den Darstellungen aus 2.a. bis 2.c. alternative Ausgestaltung, bei dem der Formschluss durch eine Polygonprofil-Verbindung ausgebildet ist, allerdings das Polygon abgerundete Ecken aufweist, so dass die Welle 2 im Querschnitt abschnittsweise ein Dreieckprofil mit abgerundeten Kanten ausbildet. Der Endabschnitt 28 des Planetenträgers 9 weist ein hierzu komplementäres Hohlprofil auf. Es versteht sich, dass die Welle 2 jeden von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweisen kann und dass der Endabschnitt ein hierzu komplementäres Hohlprofil aufweist. Alternativ zu dem in 2.c. und 2.d. dargestellten Polygonprofilen kann der Formschluss auch durch ein Keilwellen-Profil ausgebildet sein. 2.d. shows one to the representations 2.a. to 2.c. alternative embodiment, in which the positive connection is formed by a polygonal profile connection, but the polygon has rounded corners, so that the shaft 2 in sections, a triangular profile with rounded edges forms. The end section 28 of the planet carrier 9 has a complementary thereto hollow profile. It is understood that the shaft 2 may have any deviating from the circular shape cross-section and that the end portion has a complementary thereto hollow profile. Alternatively to the in 2.c. and 2.d. represented polygonal profiles, the positive connection can also be formed by a splined shaft profile.

Bei den oben dargestellten Ausgestaltungen zur Ausbildung des Formschlusses wies jeweils das Korpus der Welle 2 eine mit dem Korpus einteilige Profilgebung auf, so dass Nuten bzw. Freischnitte in dem Korpus der Welle 2 angeordnet waren und die Welle im Bereich des Formschlusses ein von der Kreisform abweichendes Querschnittsprofil erhält. Es versteht sich, dass die Welle ein kreisförmiges Querschnittsprofil beibehalten kann, und dann an der Welle ein Formschlusselement drehfest befestigt sein kann, wobei das Formschlusselement die Profilierung aufweist, die mit der Profilierung an dem Korpus des Planetenträgers 9 zusammenwirkt. Das Formschlusselement kann beispielsweise mittels thermischen Aufschrumpfens mit der Welle 2 drehfest verbunden sein. Ausgehend von dem in 2.b. dargestellten Ausführungsbeispiel weist das im wesentlichen ringförmige Formschlusselement eine innere Mantelfläche auf, deren Abmessungen auf die Abmessungen der Welle 2 so abgestimmt sind, dass das Formschlusselement auf der Oberfläche der Welle 2 fest angebracht ist. Das Formschlusselement weist an der von der Oberfläche der Welle 2 fort weisenden Seite die in 2.b. dargestellte Zähnung auf, die mit der Zähnung an dem Endabschnitt 28 des Planetenträgers 9 zusammenwirkt. Es versteht sich dabei, dass an dem Planetenträger 9 bzw. an dessen Endabschnitt ein Formschlusselement entweder zusätzlich zu dem an der Welle 2 befestigten Formschlusselement oder anstelle des an der Welle 2 befestigten Formschlusselementes befestigt sein kann.In the embodiments shown above for the formation of the positive connection each had the body of the shaft 2 one with the body one-piece profiling, so that grooves or free cuts in the body of the shaft 2 were arranged and receives the wave in the region of the positive connection a deviating from the circular cross-sectional profile. It is understood that the shaft can maintain a circular cross-sectional profile, and then on the shaft, a positive locking element can be rotatably attached, wherein the positive locking element has the profiling, with the profiling on the body of the planet carrier 9 interacts. The form-fitting element can, for example, by means of thermal shrinkage with the shaft 2 rotatably connected. Starting from the in 2 B. illustrated embodiment, the substantially annular positive locking element has an inner circumferential surface whose dimensions on the dimensions of the shaft 2 are tuned so that the positive-locking element on the surface of the shaft 2 firmly attached. The positive-locking element has at the of the surface of the shaft 2 pointing away the in 2 B. shown perforation, with the perforation at the end portion 28 of the planet carrier 9 interacts. It goes without saying that on the planet carrier 9 or at the end portion of a positive locking element either in addition to that on the shaft 2 attached positive-locking element or instead of on the shaft 2 fastened positive locking element can be attached.

1 zeigt weiter, dass das Antriebssystem, insbesondere die Welle 2, die Motoreinheit 3 sowie die beiden Planetengetriebe 6, 11 in einem Gehäuse 31 angeordnet sind, wobei das Gehäuse 31 im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet ist. 1 further shows that the drive system, especially the shaft 2 , the engine unit 3 as well as the two planetary gears 6 . 11 in a housing 31 are arranged, wherein the housing 31 is formed substantially hollow cylindrical.

Das Gehäuse 31 umfasst einen ersten Gehäusedeckel 32, einen zweiten Gehäusedeckel 33, eine Hülse 34 sowie einen Gehäusering 35.The housing 31 includes a first housing cover 32 , a second housing cover 33 , a sleeve 34 as well as a housing ring 35 ,

Die Welle 2 ist mittels eines ersten Wälzlagers 36 an dem ersten Gehäusedeckel 32 und mittels eines zweiten Wälzlagers 37 an der Hülse 34 jeweils drehbar gelagert. Die Hülse 34 ist Im Bereich einer Verprägung 38 so verformt, dass sie abschnittsweise den zweiten Gehäusedeckel 33 hintergreift, so dass die Hülse 34 mittels einer Schraubverbindung 45 an dem zweiten Gehäusedeckel 33 befestigt ist.The wave 2 is by means of a first rolling bearing 36 on the first housing cover 32 and by means of a second rolling bearing 37 on the sleeve 34 each rotatably mounted. The sleeve 34 is in the range of an embossment 38 so deformed that they partially the second housing cover 33 engages behind, leaving the sleeve 34 by means of a screw connection 45 on the second housing cover 33 is attached.

Der Rotor 4 ist mittels zweier Wälzlager 39, 40 an der Hülse 34 befestigt, und zwar an einer von der Welle 2 fort weisenden Seite der Hülse 34.The rotor 4 is by means of two rolling bearings 39 . 40 on the sleeve 34 attached to one of the shaft 2 continuing side of the sleeve 34 ,

An den beiden Gehäusedeckeln 32, 33 ist jeweils der Gehäusering 35 befestigt. Hierzu weist jeder der Gehäusedeckel 32, 33 eine Strukturierung auf, beispielsweise eine Rippenstruktur, in die der Rand des Gehäuserings 35 eingreift. Die Schnittebene ist in der Darstellung von 1 so gelegt, dass der erste, in der Darstellung rechte Randabschnitt 41 des Gehäuserings 35 in eine Nut zwischen benachbarten Rippen 42 des ersten Gehäusedeckels 32 eingeführt dargestellt ist. Die Schnittebene der Darstellung von 1 ist weiter so gelegt, dass ein zweiter Randabschnitt im Bereich der Rippen 43 eine Unterbrechung aufweist, durch die elektrische Leitungen 44 geführt sind. Die Unterbrechung ist mit einer Füllung 46 verschlossen. Im Bereich der Unterbrechung ist eine Ringscheibe 53 angeordnet, speziell an einem Bord des Gehäuserings 35 abgestützt, die eine lagerichtige Positionierung der Unterbrechung in Bezug auf den zweiten Gehäusedeckel 33 und die Weile 2 ermöglicht.On the two housing covers 32 . 33 is in each case the housing ring 35 attached. For this purpose, each of the housing cover 32 . 33 a structuring on, for example, a rib structure in the edge of the housing ring 35 intervenes. The section plane is in the representation of 1 placed so that the first, in the representation right edge section 41 of the case ring 35 in a groove between adjacent ribs 42 of the first housing cover 32 is shown introduced. The section plane of the representation of 1 is further placed so that a second edge portion in the region of the ribs 43 has an interruption, through the electrical lines 44 are guided. The break is with a filling 46 locked. In the area of the interruption is an annular disk 53 arranged, especially on a board of the housing ring 35 supported, which is a correct position positioning of the interruption with respect to the second housing cover 33 and the while 2 allows.

Die beiden Gehäusedeckel 32, 33 stehen jeweils von der Welle 2 fort weisend über den Gehäusering 35 über, wobei im Bereich der beiden Überstände eine Befestigung mittels einer Schraubung 47 an einem Rahmen 48 des E-Bikes erfolgt (nur für den ersten Gehäusedeckel 32 in 1 dargestellt). Der Rahmen 48 weist dabei im wesentlichen parallel zu der Drehachse 1 gerichtetes Anflanschteil 49 auf, auf dessen erste Stirnfläche 50 – unter Zwischenschaltung eines ersten Dichtmittels 51 – der von der Welle 2 fort weisende Überstand des ersten Gehäusedeckels 32 festgeschraubt ist. Entsprechend ist an eine zweite Stirnfläche 52 des Anflanschteils 49 unter Zwischenschaltung eines zweiten Dichtmittels 52 der Überstand des zweiten Gehäusedeckels 33 befestigt. Das Anflanschteil 47 weist im Bereich des zweiten Gehäusedeckels 33 eine Aussparung auf, durch die die elektrische Leitung 44 geführt ist.The two housing covers 32 . 33 each stand by the shaft 2 pointing away over the housing ring 35 over, wherein in the region of the two supernatants fastening by means of a screw 47 on a frame 48 of the e-bike (only for the first housing cover 32 in 1 shown). The frame 48 has substantially parallel to the axis of rotation 1 directed flange part 49 on, on its first face 50 - With the interposition of a first sealant 51 - the one from the wave 2 continuing supernatant of the first housing cover 32 is screwed. Accordingly, to a second end face 52 of the flange part 49 with the interposition of a second sealant 52 the projection of the second housing cover 33 attached. The flange part 47 points in the area of the second housing cover 33 a recess through which the electrical line 44 is guided.

An der auf die Welle 2 hin weisenden Seite des Gehäuserings 35 ist das gemeinsame Hohlrad mit den Hohlrad-Abschnitten 10, 16 der beiden Planetengetriebe 12, 6 befestigt. Die durch die Motoreinheit 3 eingeleiteten Kräfte stützen sich im Bereich des Hohlrades mit den Hohlrad-Abschnitten 10, 16 an dem Gehäusering 35 und über diesen an den beiden Gehäusedeckeln 32, 33 ab, so dass die Kraft über die Schraubverbindungen, beispielsweise die in 1 erkennbare Schraubung 47 für den ersten Gehäusedeckel 32, an den Rahmen 48 des E-Bikes weitergeleitet und abgeführt wird.At the on the wave 2 facing side of the housing ring 35 is the common ring gear with the ring gear sections 10 . 16 the two planetary gears 12 . 6 attached. The through the engine unit 3 initiated forces are based in the region of the ring gear with the ring gear sections 10 . 16 on the housing ring 35 and over this on the two housing covers 32 . 33 so that the force on the screw, for example, the in 1 recognizable screwing 47 for the first housing cover 32 to the frame 48 of e-bikes forwarded and discharged.

Das Gehäuse 31 ist kreisringförmig und innen hohl ausgebildet. Das Gehäuse 31 ist in drei voneinander abgetrennte Gehäuseabschnitte unterteilt.The housing 31 is circular and hollow inside. The housing 31 is divided into three separate housing sections.

Ein erster Gehäuseabschnitt 54 nimmt im wesentlichen die zur Ansteuerung der Motoreinheit 3 erforderliche Elektronik auf. Der erste Gehäuseabschnitt 54 wird durch den zweiten Gehäusedeckel 33, einen Abschnitt des Gehäuserings 35 (bzw. durch die Unterbrechung, die mit der Füllung 46 verschlossen ist), einen Abschnitt der Hülse 34 sowie eine Trennwand 55 gebildet. Auf der Trennwand 55, die sich von der Hülse 34 zu dem Gehäusering 35 im wesentlichen parallel zu dem zweiten Gehäusedeckel 33 erstreckt, ist eine Platine sowie die Steuerung und Stromversorgung für die Motoreinheit 3 angeordnet, die durch die elektrische Leitung 44 versorgt werden.A first housing section 54 essentially takes those for driving the motor unit 3 required electronics. The first housing section 54 is through the second housing cover 33 , a section of the case ring 35 (or by the interruption, with the filling 46 is closed), a portion of the sleeve 34 as well as a partition 55 educated. On the partition 55 that differ from the sleeve 34 to the housing ring 35 substantially parallel to the second housing cover 33 extends, is a board and the control and power supply for the motor unit 3 arranged by the electrical line 44 be supplied.

Ein zweiter Gehäuseabschnitt 56 wird durch die Trennwand 55, die Hülse 34, einen mittleren Abschnitt des Gehäuserings 35 sowie eine Zwischenwand 57 gebildet und nimmt im wesentlichen die Motoreinheit 3 auf. Die Zwischenwand 57 ist an dem Gehäusering 35 befestigt und im wesentlichen radial auf die Drehachse 1 hin gerichtet. Ein Endabschnitt 58 der Zwischenwand 57 reicht bis zu dem radialen Abschnitt 18 des ersten Flansches 17, mit dem zusammen ein dünner Spalt ausgebildet ist, der das Austreten von Schmiermittel bzw. Partikeln aus dem Bereich der Motoreinheit 3 unterdrückt. Der erste Flansch 17 ist hierzu mittels einer Schraube 59 an dem Ausgang des Rotors 4 befestigt. An dem Gehäusering 35 ist ebenfalls der Stator 5 der Motoreinheit 3 befestigt.A second housing section 56 is through the partition 55 , the sleeve 34 , a middle section of the case ring 35 as well as an intermediate wall 57 formed and essentially takes the motor unit 3 on. The partition 57 is on the housing ring 35 attached and substantially radially to the axis of rotation 1 directed towards. An end section 58 the partition 57 extends to the radial section 18 of the first flange 17 , with which together a thin gap is formed, which is the escape of lubricant or particles from the region of the motor unit 3 suppressed. The first flange 17 is this by means of a screw 59 at the exit of the rotor 4 attached. On the housing ring 35 is also the stator 5 the motor unit 3 attached.

Ein dritter Gehäuseabschnitt 60 wird durch die Zwischenwand 57, einen Abschnitt des Gehäuserings 35 sowie den ersten Gehäusedeckel 32 begrenzt und ist im Bereich der beiden Planetengetriebe 6, 11 zu der Welle 2 hin offen.A third housing section 60 gets through the curtain wall 57 , a section of the case ring 35 as well as the first housing cover 32 limited and is in the range of the two planetary gears 6 . 11 to the wave 2 open.

Das Gehäuse 31 lässt sich als vormontierte Baueinheit bereitstellen und wird im Montagefall durch die Schraubverbindungen mit der Schraubung 47 an dem Rahmen 48 leicht lagerichtig positionieren. Die beiden Gehäusedeckel 32, 33 schirmen den ersten Gehäuseabschnitt 54 bzw. den dritten Gehäuseabschnitt 60 gegen von außen eindringendes Wasser bzw. Partikel ab; weiter verhindern die Trennwand 55 bzw. der zwischen der Zwischenwand 57 und dem ersten Flansch 17 ausgebildete Dichtspalt ein Austreten von Material aus dem zweiten Gehäuseabschnitt 56 in die beiden anderen Gehäuseabschnitte 54, 60.The housing 31 can be provided as a preassembled unit and is in the case of assembly through the screw with the screw 47 on the frame 48 position easily in the correct position. The two housing covers 32 . 33 shield the first housing section 54 or the third housing section 60 against externally penetrating water or particles; further prevent the partition 55 or between the partition 57 and the first flange 17 formed sealing gap leakage of material from the second housing section 56 in the other two housing sections 54 . 60 ,

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Drehachseaxis of rotation
22: Wellewave
33: Motoreinheitmotor unit
44: Rotorrotor
55: Statorstator
66: Planetengetriebeeinheit, zweites PlanetengetriebePlanetary gear unit, second planetary gear
77: SonneSun
88th: Planetplanet
99: Planetenträgerplanet carrier
1010: Hohlradring gear
1111: Planetengetriebeplanetary gear
1212: erstes Planetengetriebefirst planetary gear
1313: SonneSun
1414: Planetplanet
1515: Planetenträgerplanet carrier
1616: Hohlradring gear
1717: erster Flanschfirst flange
1818: radialer Abschnitt des ersten Flanschs 17 radial portion of the first flange 17
1919: axialer Abschnitt des ersten Flanschs 17 axial portion of the first flange 17
2020: Nadellagerneedle roller bearings
2121: erstes Planetenträgerteil des Planetenträgers 15 first planet carrier part of the planet carrier 15
2222: zweites Planetenträgerteil des Planetenträgers 15 second planet carrier part of the planet carrier 15
2323: zweiter Flanschsecond flange
2424: radialer Flanschabschnitt des zweiten Flanschs 23 radial flange portion of the second flange 23
2525: axialer Flanschabschnitt des zweiten Flanschs 23 axial flange portion of the second flange 23
2626: erstes Planetenträgerteil des Planetenträgers 9 first planet carrier part of the planet carrier 9
2727: zweites Planetenträgerteil des Planetenträgers 9 second planet carrier part of the planet carrier 9
2828: Endabschnittend
2929: Passfedernutkeyway
3030: PassfederelementKey element
3131: Gehäusecasing
3232: erster Gehäusedeckelfirst housing cover
3333: zweiter Gehäusedeckelsecond housing cover
3434: Hülseshell
3535: Gehäuseringhousing ring
3636: erstes Wälzlagerfirst rolling bearing
3737: zweites Wälzlagersecond rolling bearing
3838: VerprägungVerprägung
3939: Wälzlagerroller bearing
4040: Wälzlagerroller bearing
4141: erster Randabschnittfirst edge section
4242: Rippe (erster Gehäusedeckel 32)Rib (first housing cover 32 )
4343: Rippe (zweiter Gehäusedeckel 33)Rib (second housing cover 33 )
4444: Leitungmanagement
4545: Schraubverbindungscrew
4646: Füllungfilling
4747: Schraubungschraubung
4848: Rahmenframe
4949: AnflanschteilAnflanschteil
5050: erste Stirnflächefirst end face
5151: erstes Dichtmittelfirst sealant
5252: zweite Stirnflächesecond end face
5353: Ringscheibewasher
5454: erster Gehäuseabschnittfirst housing section
5555: Trennwandpartition wall
5656: zweiter Gehäuseabschnittsecond housing section
5757: Zwischenwandpartition
5858: Endabschnitt der ZwischenwandEnd section of the intermediate wall
5959: Schraubescrew
6060: dritter Gehäuseabschnittthird housing section

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 6296972 B1 [0003]
WO 99/30960 A2 [0006]
DE 202004010269 U1 [0007]

Claims

Drive system for a motor-assisted bicycle, comprising a shaft which can be driven by means of cranks ( 2 ), a motor unit ( 3 ) with a stator ( 5 ) and a rotor ( 4 ), and one from the engine unit ( 3 ) driven planetary gear unit ( 6 ) with a sun ( 7 ), at least three planets ( 8th ) and a planet carrier ( 9 ) and a ring gear ( 10 ), where the sun ( 7 ) at least indirectly from the engine unit ( 3 ), wherein the planet carrier ( 9 ) by means of a particular permanent, acting in both directions of rotation of the shaft, form-fit rotation with the shaft ( 2 ) connected is.

Drive system according to claim 1, that the body of the planet carrier ( 9 ) on the shaft ( 2 ) facing side has a contouring, and that the contouring with one on the shaft ( 2 ) arranged counter-contouring cooperates.

Drive system according to claim 1 or 2, characterized in that the positive connection is formed as a feather key or as a disc spring connection.

Drive system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the positive connection is designed as a sprocket connection.

Drive system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the positive connection is designed as a polygonal profile connection.

Drive system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the positive connection is formed as a spline profile connection asugebildet.

Drive system according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the shaft ( 2 ) A form-locking element is fastened rotationally fixed.

Drive system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the planetary gear unit ( 6 ) as a downstream planetary stage of a two-stage planetary gear ( 11 ) is trained.

Bicycle, in particular e-bike or pedelec, comprising a drive system according to one of claims 1 to 8.

Housing for a drive system with a shaft ( 2 ), a motor unit ( 3 ) and a planetary gear unit ( 6 ), the housing comprising: a first housing cover ( 32 ), a second housing cover ( 33 ), a sleeve ( 34 ), at which the wave ( 2 ) is rotatably mounted, and a housing ring ( 35 ), with an intermediate wall ( 57 ) together with a flange ( 17 ) on a rotor ( 4 ) of the motor unit ( 3 ) forms a sealing gap, the two housing sections ( 56 . 60 ) separates.

Housing for a drive system with a shaft ( 2 ), a motor unit ( 3 ) and a planetary gear unit ( 6 ), the housing comprising: a first housing cover ( 32 ), a second housing cover ( 33 ), and a housing ring ( 35 ), on which a ring gear ( 10 ) of the planetary gear unit ( 6 ), wherein at least one of the two housing covers ( 32 . 33 ) over the housing ring ( 35 ) away from the wave ( 2 ) survives.