WO2020020976A1

WO2020020976A1 - Fahrrad mit verdoppeltem elektrischem hilfsantrieb

Info

Publication number: WO2020020976A1
Application number: PCT/EP2019/069977
Authority: WO
Inventors: Stephan Rebhan; Oliver Krieg
Original assignee: Vitesco Technologies Germany Gmbh
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2019-07-24
Publication date: 2020-01-30
Also published as: DE102018212584B3

Abstract

Fahrrad mit elektrischem Hilfsantrieb mit einem Fahrradrahmen (1) umfassend ein Sattelrohr (2) und ein Unterrohr (3), welche in einem Kurbelgehäuse (6) zusammenlaufen, wobei im Kurbel- gehäuse (6) eine drehbar gelagerte Kurbelwelle (11) angeordnet ist, und weiterhin ein Umlaufgetriebe (7) in dem Kurbelgehäuse (6) angeordnet ist, wobei das Umlaufgetriebe (7) antriebsseitig mit der Kurbelwelle (11) und abtriebsseitig mit einer Aus- gangskomponente (12) des Fahrrads mechanisch gekoppelt ist, wobei ein erster Elektromotor (4) im Sattelrohr (2) und ein zweiter Elektromotor (5) im Unterrohr (3) angeordnet ist, oder umgekehrt, oder der erste Elektromotor (4) und der zweite Elektromotor (5) im Sattelrohr (2) oder im Unterrohr (3) an- geordnet sind, und der erste Elektromotor (4) und der zweite Elektromotor (5) mit dem Umlaufgetriebe (7) mittels entspre- chender Motorwellen (4.1, 5.1) mechanisch gekoppelt sind.

Description

Beschreibung

FAHRRAD MIT VERDOPPELTEM ELEKTRISCHEM HILFSANTRIEB

Die Erfindung betrifft ein Fahrrad mit elektrischem Hilfsantrieb mit einem Fahrradrahmen umfassend ein Sattelrohr und ein Un terrohr, welche in einem Kurbelgehäuse zusammenlaufen, wobei im Kurbelgehäuse eine drehbar gelagerte Kurbelwelle angeordnet ist, und weiterhin wenigstens ein Umlaufgetriebe in dem Kurbelgehäuse angeordnet ist, wobei das Umlaufgetriebe antriebsseitig mit der Kurbelwelle und abtriebsseitig mit einer Ausgangskomponente des Fahrrads mechanisch gekoppelt ist.

Fahrräder mit elektrischem Hilfsantrieb werden in zwei Kate gorien eingeteilt, in E-Bikes und Pedelecs. Pedelec ist die Abkürzung für Pedal Electric Cycle und E-Bikes sind Elektrobikes . Der Unterschied zwischen den beiden liegt in der Kraftunter stützung .

Beim E-Bike kommt das Signal für diese aus einem Drehgriff am Lenkrad wie beispielsweise bei einem Mofa und ist dabei häufig leistungsstärker als das Pedelec. Mit Betätigung des Drehgriffs schaltet sich der Motor zu. Die Motorleistung des E-Bikes kann unabhängig vom Treten des Fahrers eingeschaltet werden.

Beim Pedelec ist eine Unterstützung des Motors nur zusätzlich zum Treten durch den Fahrer zulässig. Die Stärke der Motorunter stützung kann von Hand oder automatisch reguliert werden. Dadurch können ansteigende Strecken leichter bewältigt werden. Zu sätzlich gibt es bei einigen Modellen eine Anfahrhilfe, die mit bis zu sechs km/h auch ohne Treten mit antreibt. Beim Betrieb eines Pedelecs im EU-Raum schaltet sich der Motor ab einer Geschwindigkeit von 25 km/h automatisch ab, beim Betrieb in den USA geschieht dies erst bei 32 km/h. Beim sogenannten S-Pedelec endet die Motorunterstützung beim Betrieb im EU-Raum bei 45 km/h und ist daher zulassungs- und versicherungspflichtig. Für einen bestimmten Personenkreis ist auch eine Fahrerlaubnis Pflicht.

Hierbei gibt es Elektrofahrräder, bei denen der elektrische Antrieb im Bereich des Kurbelwellenlagers als Mittelmotorkonzept angeordnet ist. Über eine Kette oder ein ähnlich wirkendes Mittel, beispielsweise einen Antriebsriemen, wird dann ein Hinterrad angetrieben.

Ein derartiges Elektrofahrrad mit einem unterstützenden

Elektromotor im Bereich des Kurbelwellenlagers ist aus der EP 1 298 051 A2 bekannt.

Die WO 2016/034574 Al zeigt ein Elektrofahrrad, wobei der Antrieb einen ersten und einen zweiten Elektromotor und ein Planetengetriebesystem mit einem Planetenträger, einem Hohlrad und einem Sonnenrad umfasst. Dabei wird der erste Motor ver wendet, um ein bestimmtes Geschwindigkeitsverhältnis zwischen dem Pedal und dem Ausgangskettenrad bereitzustellen. Der zweite Motor wird verwendet, um sicherzustellen, dass das vom Fahrer gewählte Unterstützungsniveau beibehalten wird. Nachteilig dabei ist, dass das Kurbelgehäuse mit dem Getriebe und den zwei Motoren einen relativ großen Bauraum beansprucht.

Die DE 10 2006 032 016 B4 zeigt ein Fahrrad mit einem

Fahrradrahmen mit einem Sattelrohr und einem Unterrohr. In das Sattelrohr ist eine Sattelstütze einsteckbar, die einen Sattel trägt. Im Kurbelgehäuse ist eine Kurbelwelle angeordnet. An den beiden Enden der Kurbelwelle sind Tretkurbeln mit Pedalen befestigt, mit denen ein Ausgangskettenblatt in Umdrehung versetzt werden kann, um eine über diese laufende Fahrradkette und damit das Hinterrad des Fahrrads anzutreiben.

Innerhalb des Sattelrohrs ist ein Motor mit einem Getriebe angeordnet, das die Drehzahl des Motors entsprechend untersetzt und über einen Freilauf ein im Sattelrohr und Kurbelgehäuse angeordnetes Kegelradgetriebe in Umdrehung versetzen kann, das auf die Kurbelwelle einwirkt. Nachteilig dabei ist, dass die Leistung des einen Motors und die Übersetzungskapazität des Getriebes aufgrund des Unterbringungsortes im Rahmen gering sind, und die Übersetzung des Antriebs baulich fest eingestellt und nicht variabel ist

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrrad mit elektrischem Hilfsantrieb anzugeben, das über eine große Motorunterstützung mit einem ausreichend großen und im Betrieb variablen Übersetzungsbereich bei gleichzeitig kleinem Aufwand für den benötigten Bauraum verfügt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Fahrrad mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Fahrrad mit elektrischem Hilfsantrieb aus zwei Elektromotoren ist ein erster Elektromotor im Sattelrohr und ein zweiter Elektromotor im Unterrohr des Fahrradrahmens angeordnet. Es kann auch umgekehrt, der erste Elektromotor im Unterrohr und der zweite Elektromotor im Sattelrohr des Fahrradrahmens angeordnet sein. Alternativ können der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor gemeinsam im Sattelrohr oder im Unterrohr un tergebracht sein. Dabei sind der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor mit einem Umlaufgetriebe beziehungsweise einem Koppelgetriebe im Kurbelgehäuse des Fahrrads mittels entsprechender Motorwellen mechanisch gekoppelt.

Insbesondere handelt es sich hier um ein Umlaufgetriebe mit drei Eingängen, umfassend die zwei Elektromotoren und die Muskelkraft des Fahrers über die Kurbelwelle und mit einem Ausgang, die Ausgangskomponente, beispielsweise ein Ausgangskettenblatt zum Antrieb des Hinterrads des Fahrrads. Ein derartiges Umlauf getriebe weist insbesondere Eigenschaften wie große Über- tragungsleistungen und große Übersetzungsverhältnisse auf kleinem Bauraum und die Überlagerung von Drehmomenten und Drehzahlen auf, wobei zumindest zwischen zwei der Ein- und Ausgänge die Drehzahlverhältnisse variabel und einstellbar beziehungsweise regelbar sind.

Insbesondere weist das Fahrrad eine Steuereinheit auf, die den ersten Elektromotor mittels eines Drehmomentsignals und den zweiten Elektromotor mittels eines Drehzahlsignals regeln kann, oder umgekehrt, wobei die Elektromotoren beispielsweise als bürstenlose Gleichstrommotoren ausgeführt sein können.

Vorteilhafterweise ist zwischen der Kurbelwelle und der Aus gangskomponente ein Freilauf angeordnet. Dadurch wird vor allem verhindert, dass sich die Ausgangskomponente, wie ein Aus gangskettenblatt, langsamer dreht als die Kurbelwelle.

Insbesondere kann das Umlaufgetriebe als Planetengetriebe ausgeführt sein und die Ausgangskomponente beziehungsweise das Ausgangskettenblatt abtriebsseitig mit dem Planetenradträger des Planetengetriebes mechanisch gekoppelt sein. Dabei ist dann die Kurbelwelle insbesondere mit dem ersten oder dem zweiten Elektromotor und mit dem Hohlrad oder dem Sonnenrad an triebsseitig mechanisch verbunden.

Alternativ kann die Ausgangskomponente mit dem Hohlrad des Planetengetriebes abtriebsseitig mechanisch gekoppelt sein. Dabei ist dann die Kurbelwelle insbesondere mit dem ersten oder dem zweiten Elektromotor und mit dem Planetenradträger oder dem Sonnenrad antriebsseitig verbunden. Weiterhin kann die Ausgangskomponente mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes abtriebsseitig mechanisch gekoppelt sein. Dabei ist dann die Kurbelwelle antriebsseitig insbesondere mit dem ersten oder dem zweiten Elektromotor und mit dem Plane tenradträger oder dem Hohlrad verbunden.

Insbesondere kann die mechanische Kopplung einer Motorwelle des jeweiligen Elektromotors mit dem Umlaufgetriebe mittels be kannter Verbindungstechniken kraft-, form- oder reibschlüssig ausgeführt ist.

Vorzugsweise kann diese mechanische Kopplung als Paarung aus zwei Zahnrädern wie zum Beispiel zwei Kronenrädern oder zwei Kegelrädern hergestellt sein . Vorteilhafterweise wird damit ein Antrieb mit der Leistung von zwei Elektromotoren und einem Getriebe auf kleinem Bauraum geschaffen.

Dadurch, dass das eine mit der Kurbelwelle und der entsprechenden einen Motorwelle koppelnde Kronenrad oder Kegelrad und das entsprechende mit der anderen Motorwelle koppelnde Kronenrad oder Kegelrad derart zueinander angeordnet sind, insbesondere gegenüberliegend, dass insgesamt eine axialkraftkompensierte Bauform des Antriebs gegeben ist, kann vorteilhafterweise das Kurbelgehäuse dünnwandiger und damit leichter ausgeführt sein.

In der nachfolgenden Beschreibung werden die Merkmale und Einzelheiten der Erfindung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Fahrrad mit elektrischem Hilfsantrieb mit einem

Elektromotor im Sattelrohr und einem Elektromotor im Unterrohr, Fig . 2 ein Fahrrad mit elektrischem Hilfsantrieb mit beiden Elektromotoren

im Sattelrohr,

Fig. 3a eine erste Ausgestaltung eines Antriebs, bei der das Ausgangskettenblatt mit dem Planetenradträger gekoppelt ist, und mit je einem Elektromotor in einem Rahmenrohr,

Fig. 3b einen Antrieb wie in Fig. 3a, jedoch mit beiden

Elektromotoren im

Sattelrohr bzw. im Unterrohr des Fahrradrahmens, Fig. 4 eine zweite Ausgestaltung eines Antriebs, bei der das

Ausgangskettenblatt mit dem Planetenradträger ge koppelt ist, und mit beiden Elektromotoren in einem Rahmenrohr,

Fig. 5a eine erste Ausgestaltung eines Antriebs, bei der das

Ausgangskettenblatt mit dem Hohlrad gekoppelt ist, und mit beiden Elektromotoren in einem Rahmenrohr,

Fig. 5b einen Antrieb wie in Fig. 5a, jedoch mit einer ab

weichenden Kopplung eines Elektromotors an die Kur belwelle,

Fig. 6 eine zweite Ausgestaltung eines Antriebs, bei der das

Fig. 7 eine erste Ausgestaltung eines Antriebs, bei der das

Ausgangskettenblatt mit dem Sonnenrad gekoppelt ist, und mit beiden Elektromotoren in einem Rahmenrohr,

Fig. 8 eine zweite Ausgestaltung eines Antriebs, bei der das

Fig. 9 einen Antrieb mit mehr als einem Planetengetriebe, und mit beiden Elektromotoren in einem Rahmenrohr, und Fig. 10 eine schematische Darstellung eines Antriebs mit einem

Umlaufgetriebes mit drei Eingängen und einem Ausgang. Fig. 1 zeigt schematisch ein Fahrrad mit einem Fahrradrahmen 1 umfassend ein Sattelrohr 2 und ein Unterrohr 3, wobei das Sattelrohr 2 und das Unterrohr 3 in einem Kurbelgehäuse 6 zusammenlaufen. Ein erster Elektromotor 4 ist im Sattelrohr 2, und ein zweiter Elektromotor 5 ist im Unterrohr 3 untergebracht, oder umgekehrt. Im Kurbelgehäuse 6 ist ein Umlaufgetriebe 7, das hier als Planetengetriebe ausgeführt ist, angeordnet. Das Planetengetriebe 7 umfasst üblicherweise ein Hohlrad 8, ein Sonnenrad 9 und einen Planetenradträger 10, wobei hier diese einzelnen Komponenten des Planetengetriebes nicht gezeigt sind. Weiterhin ist im Kurbelgehäuse 6 eine drehbar gelagerte Kur belwelle 11 angeordnet. An den beiden Enden der Kurbelwelle 11 sind Kurbelarme 14 mit jeweils einem Pedal 15 befestigt, mittels derer die Ausgangskomponente 12, hier ein Ausgangskettenblatt 12 in Umdrehung versetzt werden kann, um eine über diese laufende Fahrradkette 13 und damit das Hinterrad 16 des Fahrrads an zutreiben. An Stelle der Fahrradkette 13 könnte auch ein anderes, gleichwirkendes Mittel wie zum Beispiel ein Antriebsriemen verwendet werden. Ein Akku 17 ist am Unterrohr 3 befestigt. Der Akku 17 versorgt den ersten Elektromotor 4 und den zweiten Elektromotor 5 mit Strom. Der Akku 17 könnte aber auch am Sattelrohr 2 oder einer anderen geeigneten Stelle am Fahrrad befestigt sein. Denkbar wäre auch eine Unterbringung des Akkus 17 im Fahrradrahmen 1. Es könnte auch jeder der zwei Elekt romotoren 4,5 von einem eigenen Akku mit Strom versorgt werden. Die Verbindungskabel zwischen Akku 17 und Elektromotor 4, 5 sind hier nicht dargestellt. Die Verbindungskabel könnten aus äs thetischen Gründen nicht sichtbar auch im Fahrradrahmen 1 verlegt sein .

Das Fahrrad weist weiterhin eine Steuereinheit 18 auf, die den ersten Elektromotor 4 mittels eines Drehmomentsignals und den zweiten Elektromotor 5 mittels eines Drehzahlsignals regeln kann, oder umgekehrt. Das Drehmoment eines Elektromotors könnte beispielweise mittels des in den Elektromotor eingebrachten Stroms berechnet werden. Die Drehzahlen könnten insbesondere über hier nicht dargestellte Hall-Sensoren ermittelt werden. Die entsprechenden Drehmoment- und Drehzahlsignale können an die Steuereinheit weiter gegeben werden, entweder mittels Kabel oder auch kabellos.

Fig. 2 zeigt schematisch ein Fahrrad wie in Fig. 1 dargestellt, mit dem einen Unterschied, dass der erste Elektromotor 4 gemeinsam mit dem zweiten Elektromotor 5 im Sattelrohr 2 angeordnet ist. Alternativ könnten die beiden Elektromotoren 4, 5 auch gemeinsam im Unterrohr 3 untergebracht sein.

Fig. 3a bis Fig. 9 zeigen schematisch verschiedene Ausge staltungen eines Antriebs mit einem hier nicht dargestellten Kurbelgehäuse mit einer Kurbelwelle 11 und wenigstens einem Planetengetriebe 7 mit einem Hohlrad 8, einem Sonnenrad 9 und einem Planetenradträger 10, wobei das Planetengetriebe 7 an triebsseitig beziehungsweise eingangsseitig mit der Kurbelwelle 11 und abtriebsseitig beziehungsweise ausgangsseitig mit einem Ausgangskettenblatt 12 des Fahrrads mechanisch gekoppelt ist. Dabei ist ein erster Elektromotor 4 im Sattelrohr und ein zweiter Elektromotor 5 im Unterrohr angeordnet ist, oder umgekehrt, oder der erste Elektromotor 4 und der zweite Elektromotor 5 sind gemeinsam im Sattelrohr oder im Unterrohr angeordnet. Der erste Elektromotor 4 und der zweite Elektromotor 5 sind mit dem Planetengetriebe 7, 8, 9 und 10 mittels entsprechender Mo torwellen 4.1, 5.1 des ersten Elektromotors 4 bzw. des zweiten Elektromotors 5 mittels entsprechender Paarungen von Kronen rädern 20 mechanisch gekoppelt. Es könnte sich insbesondere auch um Paarungen von Kegelrädern handeln, was hier jedoch nicht dargestellt ist . In Fig. 3a bis Fig. 9 sind der Übersichtlichkeit halber die Elektromotoren 4, 5 selbst und der Fahrradrahmen nicht dargestellt .

Die Kurbelwelle 11 ist mittels eines Lagers 23 im nicht gezeigten Kurbelgehäuse drehbar gelagert angeordnet. An den beiden Enden der Kurbelwelle 11 sind Kurbelarme 14 befestigt, mittels derer das Ausgangskettenblatt 12 in Umdrehung versetzt werden kann. Zwischen der Kurbelwelle 11 und dem Ausgangskettenblatt 12 ist ein Freilauf 19 derart angeordnet, dass verhindert wird, dass sich das Ausgangskettenblatt 12 langsamer dreht als die Kur belwelle 11.

Fig. 3a zeigt eine erste Ausgestaltung eines Antriebs, bei der das Ausgangskettenblatt 12 mit dem Planetenradträger 10 ge koppelt ist, und mit je einem Elektromotor in einem Rahmenrohr, entweder dem Unterrohr oder dem Sattelrohr. Antriebsseitig ist der erste oder der zweite Elektromotor über die entsprechenden Motorwellen 4.1, 5.1 mittels einer Kronenradpaarung aus zwei Kronenrädern 20 mit dem Sonnenrad 9 mechanisch verbunden, welches insbesondere fest auf der Kurbelwelle 11 montiert ist. Die Kurbelwelle 11 könnte auch einstückig mit dem Sonnenrad 9 ausgebildet sein. Der weitere Elektromotor wirkt über die entsprechende Motorwelle 4.1, 5.1 auf das Hohlrad 8 des Pla netengetriebes 7.

Fig. 3b zeigt einen Antrieb wie in Fig. 3a dargestellt, jedoch mit beiden Elektromotoren im Sattelrohr bzw. im Unterrohr des Fahrradrahmens. Dabei ist eine der Motorwellen 4.1, 5.1 ins besondere als Hohlwelle ausgeführt, in der die andere Motorwelle 4.1, 5.1 drehbar geführt ist.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausgestaltung eines Antriebs, bei der das Ausgangskettenblatt 12 mit dem Planetenradträger 10 ge koppelt ist. Vorzugsweise sind hier beide Elektromotoren in einem nicht dargestellten Rahmenrohr des Fahrradrahmens an geordnet .

Antriebsseitig ist der erste oder der zweite Elektromotor über die entsprechenden Motorwellen 4.1, 5.1 mit dem Hohlrad 8 mechanisch verbunden, welches wiederum mit der Kurbelwelle 11 in Wirkverbindung steht. Der weitere Elektromotor steht über die entsprechende Motorwelle 4.1, 5.1 mit dem Sonnenrad 9 des Planetengetriebes 7 in Eingriff.

Fig. 5a zeigt eine erste Ausgestaltung eines Antriebs, bei der das Ausgangskettenblatt 12 mit dem Hohlrad 8 mechanisch gekoppelt ist. Insbesondere sind die beiden Elektromotoren in einem Rahmenrohr des Fahrradrahmens untergebracht.

Antriebsseitig ist der erste oder der zweite Elektromotor über die entsprechenden Motorwellen 4.1, 5.1 mittels einer Kro nenradpaarung aus zwei Kronenrädern 20 mit dem Sonnenrad 9 mechanisch verbunden, welches insbesondere fest auf der Kur belwelle 11 montiert ist. Die Kurbelwelle 11 könnte auch einstückig mit dem Sonnenrad 9 ausgebildet sein. Der weitere Elektromotor wirkt über die entsprechende Motorwelle 4.1, 5.1 auf den Planetenradträger 10 des Planetengetriebes 7.

Fig. 5b zeigt einen Antrieb wie in Fig. 5a, jedoch mit einer abweichenden Kopplung eines Elektromotors an die Kurbelwelle 11, wobei das entsprechende Kronenrad 20 auf der vom Sonnenrad 9 abgewandten Seite auf der Kurbelwelle angeordnet ist.

Dadurch, dass dieses Kronenrad und das entsprechende mit der anderen Motorwelle koppelnde Kronenrad auf der dem Sonnenrad 9 zugewandten Seite, also gegenüber liegend angeordnet ist, wird eine in diesem Bereich insgesamt axialkraftkompensierte Bauform des Antriebs erreicht. Dadurch kann vorteilhafterweise das Kurbelgehäuse dünnwandiger ausgeführt sein, was insbesondere zu einer Gewichtsersparnis führt. Fig. 6 zeigt eine zweite Ausgestaltung eines Antriebs, bei der das Ausgangskettenblatt 12 mit dem Hohlrad 8 gekoppelt ist, mit beiden Elektromotoren in einem Rahmenrohr.

Eingangsseitig ist der erste oder der zweite Elektromotor über die entsprechenden Motorwellen 4.1, 5.1 mit dem Planetenrad träger 10 mechanisch verbunden, welcher wiederum mit der Kurbelwelle 11 in Wirkverbindung steht. Der weitere Elektromotor steht über die entsprechende Motorwelle 4.1, 5.1 mit dem Sonnenrad 9 des Planetengetriebes 7 in Eingriff.

Fig. 7 zeigt eine erste Ausgestaltung eines Antriebs, bei der das Ausgangskettenblatt 12 mit dem Sonnenrad 9 gekoppelt ist. Beide Elektromotoren sind hier beispielsweise in einem Rahmenrohr untergebracht .

Antriebsseitig ist der erste oder der zweite Elektromotor über die entsprechenden Motorwellen 4.1, 5.1 mit dem Planeten radträger 10 mechanisch verbunden, welcher vorzugsweise fest auf der Kurbelwelle 11 montiert ist. Der weitere Elektromotor wirkt über die entsprechende Motorwelle 4.1, 5.1 auf das Hohlrad 8 des Planetengetriebes 7.

Fig. 8 zeigt eine zweite Ausgestaltung eines Antriebs, bei der das Ausgangskettenblatt 12 mit dem Sonnenrad 9 gekoppelt ist, insbesondere mit beiden Elektromotoren in einem Rahmenrohr. Eingangsseitig ist der erste oder der zweite Elektromotor über die entsprechenden Motorwellen 4.1, 5.1 mit dem Hohlrad 8 mechanisch verbunden, welches wiederum mit der Kurbelwelle 11 in Wirkverbindung steht. Der weitere Elektromotor wirkt über die entsprechende Motorwelle 4.1, 5.1 auf den Planetenradträger 10 des Planetengetriebes 7.

Fig. 9 zeigt einen Antrieb mit mehr als einem Planetengetriebe, und zwar mit einem vorgeschalteten Planetengetriebe 7.1, dem Planetengetriebe 7 und dem nachgeschalteten Planetengetriebe 7.2. Dabei umfasst das vorgeschaltete Planetengetriebe 7.1 ein Pre-Hohlrad 8.1, ein Pre-Sonnenrad 9.1 und einen

Pre-Planetenradträger 10.1. Das nachgeschalteten Planetenge triebe 7.2 umfasst entsprechend ein Post-Hohlrad 8.2, ein Post-Sonnenrad 9.2 und einen Post-Planetenradträger 10.2. In Fig. 9 sind beide Elektromotoren insbesondere in einem Rahmenrohr angeordnet .

Bei dem in Fig. 9 dargestellten Antrieb ist antriebsseitig das Pre-Sonnenrad 9.1 mit der Kurbelwelle 11 fest verbunden. Der erste oder der zweite Elektromotor wirkt über die entsprechenden Motorwellen 4.1, 5.1 auf das Hohlrad 8 bzw. auf den Plane tenradträger 10. Ausgangsseitig steht das Ausgangskettenblatt 12 mit dem Post-Planetenradträger 10.2 in Wirkverbindung.

Zusätzlich zu dem in Fig. 9 gezeigten Antrieb wären auch andere Antriebe mit mehreren zusammengesetzten Planetengetrieben mit weiteren Kombinationen der eingangs- und ausgangsseitigen Ankopplungen an einen derartigen Planetengetriebeverband denkbar. Insbesondere wäre es auch denkbar, zur variablen Anpassung der Drehzahlverhältnisse zusätzliche Getriebestufen antriebsseitig oder abtriebsseitig im Kurbelgehäuse oder auch außerhalb des Kurbelgehäuses anzukoppeln.

Fig. 10 zeigt schematisch den Antrieb mit einem Umlaufgetriebe 7 mit drei Eingängen, umfassend die zwei Elektromotoren 4, 5 und die Kurbelwelle 11, über die die Muskelkraft des Fahrers übertragen wird, und mit einem Ausgang 12, die Ausgangskom ponente, beispielsweise ein Ausgangskettenblatt zum Antrieb des Hinterrads des Fahrrads. Ein derartiges Umlaufgetriebe weist insbesondere Eigenschaften wie große Übertragungsleistungen und große Übersetzungsverhältnisse auf kleinem Bauraum und die Überlagerung von Drehmomenten und Drehzahlen auf, wobei zu mindest zwischen zwei der Ein- und Ausgänge die Drehzahlver hältnisse variabel und einstellbar beziehungsweise regelbar sind. Das Umlaufgetriebe kann insbesondere als Koppelgetriebe, insbesondere als Planetengetriebe ausgeführt sein.

Bezugs zeichenliste

1 Fahrradrahmen

2 Sattelrohr

3 Unterrohr

4 erster Elektromotor

4.1 Motorwelle, erster Elektromotor

5 Zweiter Elektromotor

5.1 Motorwelle, zweiter Elektromotor

6 Kurbelgehäuse

7 Planetengetriebe, Umlaufgetriebe, Koppelgetriebe

7.1 Vorgeschaltetes Planetengetriebe

7.2 Nachgeschaltetes Planetengetriebe

8 Hohlrad

8.1 Pre-Hohlrad

8.2 Post-Hohlrad

9 Sonnenrad

9.1 Pre-Sonnenrad

9.2 Post-Sonnenrad

10 Planetenradträger

10.1 Pre-Planetenradträger

10.2 Post-Planetenradträger

11 Kurbelwelle

12 Ausgangskomponente, Ausgangskettenblatt

13 Fahrradkette

14 Kurbelarm

15 Pedal

16 Hinterrad

17 Akku

18 Steuereinheit

19 Freilauf

20 Kronenrad

21 Kegelrad

22 Planet

23 Lager

Claims

Patentansprüche

1. Fahrrad mit elektrischem Hilfsantrieb mit einem Fahrrad rahmen (1) umfassend ein Sattelrohr (2) und ein Unterrohr (3), welche in einem Kurbelgehäuse (6) zusammenlaufen, wobei im Kurbelgehäuse (6) eine drehbar gelagerte Kurbelwelle (11) angeordnet ist, und weiterhin ein Umlaufgetriebe (7) indem Kurbelgehäuse (6) angeordnet ist, wobei das Umlaufgetriebe (7) antriebsseitig mit der Kurbelwelle (11) und ab triebsseitig mit einer Ausgangskomponente (12) des Fahrrads mechanisch gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet dass

ein erster Elektromotor (4) im Sattelrohr (2) und ein zweiter Elektromotor (5) im Unterrohr (3) angeordnet ist, oder umgekehrt, oder

der erste Elektromotor (4) und der zweite Elektromotor (5) im Sattelrohr (2) oder im Unterrohr (3) angeordnet sind, und der erste Elektromotor (4) und der zweite Elektromotor (5) mit dem Umlaufgetriebe (7) mittels entsprechender Motorwellen (4.1, 5.1) mechanisch gekoppelt sind.

2. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das

Fahrrad eine Steuereinheit (18) aufweist, die den ersten Elektromotor (4) mittels eines Drehmomentsignals und den zweiten Elektromotor (5) mittels eines Drehzahlsignals regelt, oder umgekehrt.

3. Fahrrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Kurbelwelle (11) und Ausgangskomponente (12) ein Freilauf (19) angeordnet ist, der verhindert, dass sich die Ausgangskomponente (12) langsamer dreht als die Kurbelwelle (11) ·

4. Fahrrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufgetriebe (7) ein Plane tengetriebe ist und die Ausgangskomponente (12) mit dem Planetenradträger (10) abtriebsseitig mechanisch gekoppelt ist, und die Kurbelwelle (11) mit dem ersten Elektromotor (4) oder dem zweiten Elektromotor (5) und mit dem Hohlrad (8) oder dem Sonnenrad (9) antriebsseitig mechanisch gekoppelt ist .

5. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufgetriebe (7) ein Planeten getriebe ist und die Ausgangskomponente (12) mit dem Hohlrad (8) abtriebsseitig mechanisch gekoppelt ist, und die

Kurbelwelle (11) mit dem ersten Elektromotor (4) oder dem zweiten Elektro-motor (5) und mit dem Planetenradträger (10) oder dem Sonnenrad (9) antriebsseitig mechanisch gekoppelt ist .

6. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufgetriebe (7) ein Planeten getriebe ist und die Ausgangskomponente (12) mit dem

Sonnenrad (9) abtriebsseitig mechanisch gekoppelt ist, und die Kurbelwelle (11) mit dem ersten Elektromotor (4) oder dem zweiten Elektromotor (5) und mit dem Planetenradträger (10) oder dem Hohlrad (8) antriebsseitig mechanisch ge koppelt ist.

7. Fahrrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Elektromotor (4) und der zweite Elektromotor (5) jeweils ein bürstenloser Gleich strommotor ist.

8. Fahrrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kopplung einer Motorwelle (4.1, 5.1) mit dem Umlaufgetriebe (7) kraft-, form- oder reibschlüssig ausgeführt ist.

9. Fahrrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kopplung einer Motorwelle (4.1, 5.1) mit dem

Umlaufgetriebe (7) als Paarung aus zwei Kronenrädern (20) oder aus zwei Kegelrädern (21) ausgeführt ist.

10. Fahrrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das eine mit der Kurbelwelle (11) und der entsprechenden einen Motorwelle (4.1, 5.1) koppelnde Kronenrad (20) oder Kegelrad (21) und das entsprechende mit der anderen Motorwelle (4.1, 5.1) koppelnde Kronenrad (20) oder Kegelrad (21) derart zueinander angeordnet sind, dass eine axialkraftkompen- sierte Bauform des Antriebs gegeben ist.

11. Fahrrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangskomponente (12) als Ausgangskettenblatt ausgeführt ist.