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DE102009045813A1 - Drive i.e. hybrid drive, for bicycle, motor pinion engaged with drawing unit or additional drawing unit for transmission of torque of electric motor that is designed as external rotor motor, where motor is provided with stator and rotor - Google Patents

Drive i.e. hybrid drive, for bicycle, motor pinion engaged with drawing unit or additional drawing unit for transmission of torque of electric motor that is designed as external rotor motor, where motor is provided with stator and rotor Download PDF

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DE102009045813A1
DE102009045813A1 DE200910045813 DE102009045813A DE102009045813A1 DE 102009045813 A1 DE102009045813 A1 DE 102009045813A1 DE 200910045813 DE200910045813 DE 200910045813 DE 102009045813 A DE102009045813 A DE 102009045813A DE 102009045813 A1 DE102009045813 A1 DE 102009045813A1
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DE
Germany
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motor
torque
rotor
pinion
electric motor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE200910045813
Other languages
German (de)
Inventor
Philippe Kohlbrenner
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Individual
Original Assignee
Individual
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/70Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at single endless flexible member, e.g. chain, between cycle crankshaft and wheel axle, the motor engaging the endless flexible member

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

The drive has foot pedals (1, 2) for converting muscle force into torque, and a crank pinion (3) engaged with a drawing unit (4) for transmission of the torque of the foot pedals. An electric motor (10) is provided with a stator and a rotor. A motor pinion (5) is engaged with the drawing unit or additional drawing unit for transmission of torque of the electric motor that is designed as an external rotor motor. The motor pinion is arranged coaxially with the rotor and connected with the rotor during transmission of the torque of the motor.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb, mittels dem ein Radfahrzeug sowohl durch Muskelkraft als auch elektromotorischer Kraft antreibbar ist. Die Erfindung hat einen Hybridantrieb dieser Art im eingebauten Zustand, also ein mit dem Antrieb ausgestattetes Radfahrzeug, und auch den Antrieb als solchen zum Gegenstand.The invention relates to a drive by means of which a wheeled vehicle can be driven by both muscle power and electromotive force. The invention has a hybrid drive of this type in the installed state, ie a wheeled vehicle equipped with the drive, and also the drive as such.

Die EP 0 743 238 A1 beschreibt eine Kombination aus einem Tretkurbelantrieb und einem Elektromotor, die über Freiläufe ein gemeinsames Ritzel antreiben. In einer ersten Ausführung sind der Elektromotor und die Tretkurbel nebeneinander angeordnet und treiben jeweils über ein Getriebe das Ritzel an. In einer zweiten Ausführung sind die Tretkurbel und der Elektromotor koaxial angeordnet, und das gemeinsame Ritzel wird vom Elektromotor direkt und von der Tretkurbel über ein Getriebe angetrieben.The EP 0 743 238 A1 describes a combination of a pedal crank drive and an electric motor, which drive via freewheels a common pinion. In a first embodiment, the electric motor and the crank are arranged side by side and drive via a gear to the pinion. In a second embodiment, the crank and the electric motor are arranged coaxially, and the common pinion is driven by the electric motor directly and by the pedal crank via a transmission.

Auch die JP 2007-7176221 A beschreibt einen Antrieb mit einer Tretkurbel und einem Elektromotor, der über eine Getriebestufe untersetzt wird. Um Gewicht und Geräusche zu reduzieren, ist das Ausgangsrad einer Untersetzungsstufe des Getriebes in Kunststoff ausgeführt.Also the JP 2007-7176221 A describes a drive with a pedal crank and an electric motor that is geared down via a gear stage. To reduce weight and noise, the output gear of a reduction stage of the transmission is made of plastic.

Ein aus der WO 99/30960 A2 bekannter Antrieb weist eine Tretkurbel und einen Elektromotor auf, denen ebenfalls ein Antriebsritzel gemeinsam zugeordnet ist. Die Tretkurbel, der Rotor des Elektromotors und das Antriebsritzel sind jeweils in beide Drehrichtungen drehmomentfest mit einer Tretkurbelwelle oder zumindest über Freiläufe in eine Antriebsrichtung drehmoment fest mit der Tretkurbelwelle verbunden. Die Drehzahl des Motors ist daher mit der Drehzahl der durch Muskelkraft betätigten Tretkurbel identisch.One from the WO 99/30960 A2 known drive has a pedal crank and an electric motor, which is also assigned a drive pinion together. The pedal crank, the rotor of the electric motor and the drive pinion are torque-fixed in each case in both directions with a pedal crankshaft or at least freewheels in a drive direction firmly connected to the pedal crankshaft. The speed of the motor is therefore identical to the speed of the pedal operated by muscle power.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Antrieb der genannten Art zu schaffen, dessen elektromotorischer Teil einfach und robust ist, ein hohes Leistungs/Gewichts-Verhältnis aufweist und leise arbeitet.It is an object of the invention to provide a drive of the type mentioned, the electromotive part is simple and robust, has a high power / weight ratio and operates quietly.

Gegenstand der Erfindung ist ein Antrieb für ein Radfahrzeug, der eine Tretkurbel zur Umwandlung von Muskelkraft in Drehmoment und einen Elektromotor mit einem Stator und einem durch elektromagnetische Wechselwirkung drehangetriebenen Rotor aufweist. Das Drehmoment der Tretkurbel wird mittels eines Kurbelritzels auf ein Zugmittel des Antriebs übertragen. Das Drehmoment des Elektromotors wird mittels eines Motorritzels auf das Zugmittel übertragen. Das Kurbelritzel und das Motorritzel sind in bevorzugten ersten Ausführungen mit dem Zugmittel jeweils in einem Eingriff, Tretkurbel und Motor arbeiten daher nicht auf das gleiche Ritzel, sondern übertragen ihr Drehmoment mittels je eines eigenen Ritzels auf das gleiche Zugmittel. In zweiten Ausführungen, in denen das Tretkkurbelritzel mit einem ersten Zugmittel und das Motorritzel mit einem anderen Übertragungsmittel, vorzugsweise einem zweiten Zugmittel in Eingriff ist, werden die über das erste Zugmittel und das andere Übertragungsmittel übertragenen Drehmomente auf ein gemeinsames Abtriebsglied, vorzugsweise eine Abtriebswelle, übertragen. Jeder der Antriebsteile, der mit Muskelkraft betreibbare Antriebsteil mit Tretkurbel und Kurbelritzel und der elektromotorische Antriebsteil mit Elektromotor und Motorritzel, kann in beiden Ausführungen deshalb der jeweiligen Eigenart entsprechend optimiert werden.The invention relates to a drive for a wheeled vehicle, which has a crank for converting muscle power into torque and an electric motor with a stator and a rotationally driven by electromagnetic interaction rotor. The torque of the pedal crank is transmitted by means of a crank pinion on a traction means of the drive. The torque of the electric motor is transmitted to the traction means by means of a motor pinion. The crank pinion and the motor pinion are in preferred first embodiments with the traction means in each case in an intervention pedal crank and motor therefore do not work on the same pinion, but transmit their torque by means of its own pinion on the same traction means. In second embodiments, in which the pedal crank pinion engages with a first traction means and the motor pinion with another transmission means, preferably a second traction means, the torques transmitted via the first traction means and the other transmission means are transmitted to a common output member, preferably an output shaft , Each of the drive parts, which can be operated by muscle power drive part with crank and crank pinion and the electric motor drive part with electric motor and motor pinion, can therefore be optimized according to their respective nature in both versions.

Nach der Erfindung ist der Elektromotor ein Außenläufermotor, der Stator befindet sich dementsprechend im Inneren des Motors und wird vom Rotor, dem Außenläufer, umgeben. Der Außenläufermotor kann ein Asynchronmotor sein, bevorzugt handelt es sich um einen Gleichstrommotor, der einen den Stator umgebenden Polring mit Dauermagneten aufweist. Die Erfindung vereint die charakteristische Eigenschaft von Außenläufermotoren mit der Einleitung des Drehmoments über ein eigenes Motorritzel. Außenläufermotoren haben im Vergleich zu Innenläufern einen hohen Wirkungsgrad und ein hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen. Allerdings sind diese Drehzahlen immer noch höher als die Drehzahl der Tretkurbel bei üblichen Tretfrequenzen des Fahrers. Aufgrund der Einleitung des Drehmoments über das eigene Motorritzel kann jedoch das Verhältnis der Drehzahl des Elektromotors zur Drehzahl der Tretkurbel entsprechend dem Verhältnis der Durchmesser des Kurbelritzels und des Motorritzels soweit erhöht werden, dass der Außenläufermotor in einem in Bezug auf sein Drehmoment und seinen Wirkungsgrad günstigen Drehzahlbereich arbeitet, während er auf das gleiche Zugmittel wie das Kurbelritzel wirkt.According to the invention, the electric motor is an external rotor motor, the stator is accordingly inside the motor and is surrounded by the rotor, the external rotor. The external rotor motor may be an asynchronous motor, it is preferably a DC motor having a pole ring surrounding the stator with permanent magnets. The invention combines the characteristic of external rotor motors with the introduction of torque through its own motor pinion. External rotor motors have high efficiency and high torque at low speeds compared to internal rotors. However, these speeds are still higher than the speed of the pedal crank at usual pedaling frequencies of the driver. Due to the initiation of the torque on the own motor pinion, however, the ratio of the speed of the electric motor to the speed of the crank can be increased according to the ratio of the diameter of the crank pinion and the pinion that the external rotor motor in a favorable in terms of its torque and efficiency speed range works while acting on the same pulling means as the crank pinion.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass die Drehzahl des Elektromotors zum Motorritzel hin nicht untersetzt werden muss, auf ein Getriebe zwischen dem Rotor des Elektromotors und dem Motorritzel also verzichtet werden kann. Wird dennoch ein Getriebe zwischengeschaltet, kann dieses Getriebe mit einem deutlich geringeren Untersetzungsverhältnis als bei Verwendung eines Innenläufermotors ausgeführt sein. Besonders bevorzugten Ausführungen entspricht es jedoch, auf die Zwischenschaltung eines Getriebes zu verzichten, so dass der Elektromotor das Motorritzel direkt antreibt, das Motorritzel also mit der Drehzahl des Rotors angetrieben wird. Das Motorritzel ist in derartigen Ausführungen auf der Rotorachse angeordnet, d. h. koaxial zum Rotor.A particular advantage of the invention is that the speed of the electric motor to the motor pinion does not have to be downgraded, can therefore be dispensed with a transmission between the rotor of the electric motor and the motor pinion. If, nevertheless, a transmission is interposed, this transmission can be designed with a significantly lower reduction ratio than when using an internal rotor motor. However, particularly preferred embodiments it corresponds to dispense with the interposition of a transmission, so that the electric motor drives the motor pinion directly, the motor pinion is thus driven by the speed of the rotor. The motor pinion is arranged in such embodiments on the rotor axis, d. H. coaxial with the rotor.

Der elektromotorische Teil des Antriebs weist im Ergebnis ein verbessertes Leistungs/Gewichts-Verhältnis auf und entwickelt weniger Geräusche, wobei diese Vorteile dann besonders groß sind, wenn auf ein Getriebe zwischen dem Elektromotor und dem Motorritzel gänzlich verzichtet wird. Vorhanden sind die Vorteile jedoch auch bei Verwendung eines Getriebes, wenn auch nur in verringertem Umfang, weil dieses Getriebe mit einem gegenüber dem Stand der Technik deutlich geringeren Untersetzungsverhältnis ausgeführt werden kann. Hinzu kommt noch der Vorteil eines verringerten Bauvolumens, wobei auch hier gilt, dass in Ausführungen mit auf der Rotorachse angeordnetem Motorritzel eine besonders kompakte Bauweise erzielt wird.The electromotive part of the drive has, as a result, an improved power / weight ratio and develops less noise, these advantages are particularly great when a transmission between the electric motor and the motor pinion is completely dispensed with. However, the advantages are also present when using a transmission, although only to a lesser extent, because this transmission can be performed with a comparison with the prior art significantly lower reduction ratio. In addition, there is the advantage of a reduced overall volume, and here too applies that in embodiments with arranged on the rotor axis motor pinion a particularly compact design is achieved.

In einer Weiterentwicklung wird die Drehzahl der Tretkurbel vor der Überlagerung der Drehmomente von Tretkurbel und Elektromotor mittels eines Übersetzungsgetriebes ins Schnelle übersetzt. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl der Tretkurbelwelle und dem Ausgang des Übersetzungsgetriebes beträgt vorzugsweise wenigstens 1:1,5, bevorzugter wenigstens 1:2 und kann durchaus bis beispielsweise 1:3 oder gar 1:4 betragen. Die Übersetzung und damit verbunden das per Muskelkraft aufzubringende, entsprechend größere Drehmoment spielt keine entscheidende Rolle, zumindest dann nicht, wenn dem durch Muskelkraft erzeugten Drehmoment das Drehmoment des elektromotorischen Antriebsteils überlagert wird, der Elektromotor also unterstützend läuft.In a further development, the speed of the pedal crank before the superposition of the torques of crank and electric motor by means of a transmission gear is translated into the fast. The transmission ratio between the speed of the pedal crankshaft and the output of the transmission gear is preferably at least 1: 1.5, more preferably at least 1: 2 and may well be, for example, 1: 3 or even 1: 4. The translation and the associated applied by muscle power, correspondingly larger torque plays no decisive role, at least not if the torque generated by muscle torque is superimposed on the torque of the electromotive drive part, so the electric motor runs supportive.

Vorzugsweise ist das Übersetzungsgetriebe zwischen der Tretkurbelwelle und dem Kurbelritzel angeordnet. Das Übersetzungsgetriebe, das auch als Vorgelege bezeichnet werden kann, ist in bevorzugten Ausführungen ein zur Tretkurbelwelle koaxiales Planetengetriebe. Das Übersetzungsgetriebe ist vorzugsweise außerhalb des Tretlagergehäuses angeordnet. Insbesondere kann eine Lagerschale des Tretlagergehäuses, die nachfolgend noch in anderem Zusammenhang erläutert wird, ein rahmenseitiges, feststehendes Getriebeglied des Übersetzungsgetriebes bilden. Insbesondere kann ein Sonnenrad des bevorzugterweise als Planetengetriebe ausgeführten Übersetzungsgetriebes dieses relativ zum Rahmen des Radfahrzeugs nicht bewegliche Getriebeglied bilden. Bei einem Planetengetriebe kann insbesondere das Hohlrad das Abtriebsglied bilden, indem es mit dem Kurbelritzel verdrehgesichert verbunden ist, was auch den Fall einschließen kann, dass das Hohlrad in einem Stück auch das Kurbelritzel bildet. Die Tretkurbel bzw. die Tretkurbelwelle kann in Antriebsdrehrichtung drehmomentübertragend mit einem Planetenträger des Planetengetriebes verbunden sein, vorzugsweise über einen Freilauf. Ein Freilauf, der das Kurbelritzel seiner Antriebsdrehrichtung entgegen von der Tretkurbelwelle entkoppelt, ist aber auch bei der Gestaltung des Planetengetriebes oder eines andersartig gebildeten Übersetzungsgetriebes zwischen Tretkurbelwelle und Kurbelritzel von Vorteil. Solch ein Freilauf kann insbesondere im Bereich der Tretkurbelwelle, also neben oder grundsätzlich im Tretlagergehäuse angeordnet sein. Bevorzugt ist der Freilauf auf der Tretkurbelwelle außerhalb des Tretlagergehäuses, dicht neben diesem, angeordnet. Vorzugsweise ist der Freilauf unmittelbar auf der Tretkurbelwelle und nicht nur koaxial mit dieser angeordnet. Grundsätzlich kann der Freilauf aber auch auf einer anderen Welle im Antriebszug zwischen der Tretkurbel und dem angetriebenen Rad des Radfahrzeugs angeordnet sein, beispielsweise auf oder nahe bei der Motorwelle.Preferably, the transmission gear between the pedal crankshaft and the crank pinion is arranged. The transmission gear, which can also be referred to as a countershaft, is in preferred embodiments, a pedal crankshaft coaxial planetary gear. The transmission gear is preferably arranged outside of the bottom bracket shell. In particular, a bearing shell of the bottom bracket shell, which will be explained below in another context, form a frame-side, fixed gear member of the transmission gear. In particular, a sun gear of the transmission gear, which is preferably designed as a planetary gear mechanism, can form this gear element that is not movable relative to the frame of the wheeled vehicle. In a planetary gear, in particular, the ring gear can form the output member by being connected against rotation with the crank pinion, which may include the case that the ring gear in one piece also forms the crank pinion. The pedal crank or the pedal crankshaft can be connected to transmit torque transmission in the drive direction of rotation to a planet carrier of the planetary gear, preferably via a freewheel. A freewheel which decouples the crank pinion of its drive rotational direction counter to the pedal crankshaft, but is also in the design of the planetary gear or a different transmission gear formed between pedal crankshaft and crank pin advantage. Such a freewheel can be arranged in particular in the area of the pedal crankshaft, ie next to or basically in the bottom bracket shell. Preferably, the freewheel on the pedal crankshaft outside of the bottom bracket shell, close to this, arranged. Preferably, the freewheel is located directly on the pedal crankshaft and not only coaxially therewith. In principle, however, the freewheel can also be arranged on another shaft in the drive train between the crank and the driven wheel of the wheeled vehicle, for example on or near the motor shaft.

Besonders bevorzugten Ausführungen entspricht es, wie bereits erwähnt, wenn das Motorritzel auf der Rotorachse, d. h. an oder auf der Motorwelle angeordnet und bei der Übertragung des Motordrehmoments verdrehgesichert mit der Motorwelle verbunden ist. Das Motorritzel kann mit der Motorwelle im und gegen den Uhrzeigersinn drehfest verbunden sein. Bevorzugter ist das Motorritzel mit der Motorwelle jedoch nur in eine Antriebsrichtung drehfest verbunden, während eine relative Drehbewegung in die Gegenrichtung möglich ist. Die Antriebsrichtung ist diejenige Drehrichtung, in die das Drehmoment des Elektromotors auf das Motorritzel und von diesem auf das Zugmittel übertragen werden soll. Um dies zu erreichen, ist zwischen der Motorwelle und dem Motorritzel ein Freilauf angeordnet. Der Fahrer kann somit über die Tretkurbel das Radfahrzeug antreiben ohne den Elektromotor mitzuschleppen. Der Elektromotor kann im Gegenteil in solchen Phasen des Fahrbetriebs stillstehen, was Energie spart. Bei mittlerer Belastung kann er beispielsweise den Fahrer unterstützen, indem die Drehmomente der Tretkurbel und des Elektromotors auf dem gemeinsamen Abtriebsglied, vorzugsweise dem Zugmittel des Tretkurbelantriebs, überlagert werden.Particularly preferred embodiments correspond, as already mentioned, when the motor pinion on the rotor axis, d. H. arranged on or on the motor shaft and secured against rotation in the transmission of the engine torque is connected to the motor shaft. The motor pinion can be rotatably connected with the motor shaft clockwise and counterclockwise. More preferably, however, the motor pinion with the motor shaft is rotatably connected only in a drive direction, while a relative rotational movement in the opposite direction is possible. The drive direction is that direction of rotation in which the torque of the electric motor is to be transmitted to the motor pinion and from there to the traction means. To achieve this, a freewheel is arranged between the motor shaft and the motor pinion. The driver can thus drive the wheeled vehicle via the crank without the towing the electric motor. On the contrary, the electric motor can stand still in such phases of the driving operation, which saves energy. At medium load, for example, he can support the driver by the torques of the pedal crank and the electric motor on the common output member, preferably the traction means of the pedal drive, are superimposed.

Als Motorwelle wird im Sinne der Erfindung wie üblich die Ausgangswelle des Motors verstanden. Die Motorwelle dreht um die Rotorachse, d. h. um die gleiche Achse wie der Rotor. Die Motorwelle kann bezüglich beider Drehrichtungen des Rotationsfreiheitsgrads des Rotors fest mit dem Rotor verbunden sein, wobei als feste Verbindung im Sinne der Erfindung auch stets die Formung in einem Stück, im Falle des Rotors also die Formung eines Rotorrings und der Rotorwelle in einem Stück umfasst. Die Motorwelle und die Rotorwelle können daher identisch sein. Ist die Motorwelle gleichzeitig auch die Rotorwelle und treibt der Elektromotor das Motorritzel über einen Freilauf an, so ist dieser Freilauf entsprechend zwischen der Motorwelle und dem Ritzel angeordnet. Im Falle der bevorzugten Anordnung des Motorritzels auf der Motorachse, in Antriebsrichtung verdrehgesichert, ist der Freilauf vorzugsweise in einem von der Motorwelle und dem Motorritzel begrenzten Ringspalt angeordnet.As a motor shaft is understood in the context of the invention as usual, the output shaft of the motor. The motor shaft rotates around the rotor axis, ie around the same axis as the rotor. The motor shaft can be fixedly connected to the rotor with respect to both directions of rotation of the rotational degree of freedom of the rotor, wherein as solid connection according to the invention also always the formation in one piece, in the case of the rotor so the formation of a rotor ring and the rotor shaft in one piece. The motor shaft and the rotor shaft can therefore be identical. If the motor shaft is at the same time also the rotor shaft and the electric motor drives the motor pinion via a freewheel, this freewheel is correspondingly arranged between the motor shaft and the pinion. In the case of the preferred arrangement of the motor pinion on the motor axis, secured against rotation in the drive direction, the freewheel is preferably arranged in an annular gap bounded by the motor shaft and the motor pinion.

Die Motorwelle und die Rotorwelle können vorteilhafterweise aber auch verschieden sein, wobei die beiden Wellen selbstverständlich um die gemeinsame Rotordrehachse drehbar sind. Die Motorwelle und die Rotorwelle sind vorzugsweise konzentrisch zueinander angeordnet, d. h. die eine der beiden Wellen umgibt die andere zumindest in einem axialen Abschnitt. Bevorzugt werden Ausführungen, in denen die Rotorwelle die Motorwelle umgibt. Die Motorwelle und die Rotorwelle sind relativ zueinander drehbar gelagert, d. h. zwischen den beiden Wellen ist ein oder sind vorzugsweise zwei oder gegebenenfalls noch mehr Drehlager in einem axialen Abstand voneinander angeordnet. Ein Freilauf der genannten Art kann mit Vorteil zwischen der Rotorwelle und der Motorwelle wirken, also die Motorwelle in die Antriebsrichtung verdrehgesichert mit der Rotorwelle verbinden und in die Gegendrehrichtung von dieser entkoppeln. Ein Vorteil solch einer Anordnung ist, dass das Motorritzel nicht erst über den Freilauf mit der Motorwelle verbunden wird, sondern beispielsweise wie bevorzugt direkt auf der Motorwelle oder an der Motorwelle angeordnet und drehsteif mit dieser verbunden sein kann. Von Vorteil ist, wenn der Freilauf in einem von den beiden Wellen begrenzten Ringspalt angeordnet wird, insbesondere kann der Freilauf zwischen zwei axial beabstandeten Drehlagern, die die Wellen relativ zueinander drehbar lagern, angeordnet werden.The motor shaft and the rotor shaft may advantageously be different, but the two shafts are of course rotatable about the common rotor axis of rotation. The motor shaft and the rotor shaft are preferably arranged concentrically with each other, d. H. one of the two waves surrounds the other at least in an axial section. Embodiments in which the rotor shaft surrounds the motor shaft are preferred. The motor shaft and the rotor shaft are rotatably supported relative to each other, d. H. between the two shafts is one or preferably two or possibly more pivot bearings are arranged at an axial distance from each other. A freewheel of the type mentioned can advantageously act between the rotor shaft and the motor shaft, so connect the motor shaft in the drive direction against rotation with the rotor shaft and decouple in the reverse direction of this. An advantage of such an arrangement is that the motor pinion is not first connected to the motor shaft via the freewheel, but, for example, as preferably arranged directly on the motor shaft or on the motor shaft and can be torsionally rigidly connected thereto. It is advantageous if the freewheel is arranged in an annular gap bounded by the two shafts, in particular, the freewheel between two axially spaced pivot bearings, which store the shafts rotatable relative to each other, are arranged.

In bevorzugten Ausführungen erstreckt sich die Motorwelle in den Stator. Noch bevorzugter erstreckt sie sich nicht nur in, sondern durch den Stator. Grundsätzlich wäre es jedoch auch möglich, den Rotorring, der den Stator umgibt, an einer Seite des Stators mittels eines Verbindungskörpers mit der Rotorwelle zu verbinden und die Rotorwelle an der gleichen Seite vom Stator wegzuführen, so dass die Rotorwelle axial neben dem Stator angeordnet wäre. Bevorzugter wird jedoch das Drehmoment des Elektromotors an einer axialen Seite des Stators in die Rotorwelle eingeleitet, die Rotorwelle durch einen zentralen Hohlraum des Stators zu dessen anderen axialen Seite geführt und dort das Motorritzel angeordnet. Ragt die Rotorwelle oder, im Falle einer von der Rotorwelle separaten Motorwelle, die Motorwelle in oder vorzugsweise durch den Stator, kann vorteilhafterweise wenigstens ein Drehlager der betreffenden Welle innerhalb des Stators angeordnet werden. Das Wort ”oder” wird hier wie auch an jeder anderen Stelle im üblichen logischen Sinne gebraucht, es handelt sich also um ein ”inklusiv oder”, das die Bedeutung von ”entweder.....oder” und auch die Bedeutung von ”und” umfasst, soweit sich aus dem jeweils konkreten Zusammenhang nicht ausschließlich eine eingeschränkte Bedeutung nur ergeben kann. In Bezug auf die von der Rotorwelle verschiedene Motorwelle bedeutet dies, dass entweder nur die Rotorwelle oder nur die Motorwelle in oder durch den Stator ragt oder aber, wie dies bevorzugten Ausführungen entspricht, beide Wellen in oder durch den Stator ragen.In preferred embodiments, the motor shaft extends into the stator. More preferably, it extends not only in but through the stator. In principle, however, it would also be possible to connect the rotor ring, which surrounds the stator, to the rotor shaft on one side of the stator by means of a connecting body and to guide the rotor shaft away from the stator on the same side, so that the rotor shaft would be arranged axially next to the stator. More preferably, however, the torque of the electric motor is introduced into the rotor shaft on one axial side of the stator, the rotor shaft is guided through a central cavity of the stator to its other axial side, and the motor pinion is arranged there. If the rotor shaft or, in the case of a motor shaft separate from the rotor shaft, the motor shaft protrudes in or preferably through the stator, advantageously at least one rotary bearing of the relevant shaft can be arranged inside the stator. The word "or" is used here as well as in any other place in the usual logical sense, so it is an "inclusive or" that the meaning of "either ..... or" and also the meaning of "and "To the extent that only a limited meaning can only derive from the respective concrete context. With respect to the motor shaft other than the rotor shaft, this means that either only the rotor shaft or only the motor shaft projects into or through the stator or, as is preferred, both shafts protrude into or through the stator.

Falls die Rotorwelle nicht gleichzeitig auch die Motorwelle bildet und beide Wellen in oder durch den Stator ragen, kann zumindest ein Axialabschnitt des Freilaufs oder vorzugsweise der Freilauf über seine gesamte axiale Länge in dem Hohlraum des Stators angeordnet sein, vorzugsweise in einem Ringraum zwischen der Rotorwelle und der Motorwelle, und die Motorwelle in Antriebsrichtung verdrehgesichert mit der Rotorwelle verbinden und in die Gegendrehrichtung von der Rotorwelle entkoppeln. Insbesondere solch ein Freilauf kann zwischen axial beabstandeten Drehlagern, die die beiden Wellen relativ zueinander drehbar lagern, angeordnet sein. Eines dieser Drehlager oder beide Drehlager können ebenfalls in dem Hohlraum des Stators angeordnet sein. Bevorzugter sind diese Drehlager jedoch zumindest teilweise axial außerhalb des Hohlraums angeordnet, wobei das eine dieser Drehlager axial an derjenigen Position angeordnet ist, an der der Rotorring sich über einen Verbindungskörper an der Rotorwelle abstützt. Ein anderes Drehlager, das die Anordnung aus Rotorwelle und Motorwelle an dieser Seite des Stators relativ zu einem Gestell des Radfahrzeugs drehbar abstützt, ist vorzugsweise axial eingerückt in dem Hohlraum des Stators angeordnet.If the rotor shaft does not simultaneously form the motor shaft and both shafts protrude into or through the stator, at least one axial portion of the freewheel or preferably the freewheel can be arranged over its entire axial length in the cavity of the stator, preferably in an annular space between the rotor shaft and the motor shaft, and the motor shaft in the drive direction to connect secure against rotation with the rotor shaft and decouple in the opposite direction of rotation of the rotor shaft. In particular, such a freewheel can be arranged between axially spaced rotary bearings, which support the two shafts rotatable relative to each other. One of these pivot bearings or both pivot bearings can also be arranged in the cavity of the stator. However, these rotary bearings are more preferably arranged at least partially axially outside the cavity, wherein one of these rotary bearings is arranged axially at the position at which the rotor ring is supported on the rotor shaft via a connecting body. Another pivot bearing rotatably supporting the rotor shaft and motor shaft assembly on that side of the stator relative to a frame of the wheeled vehicle is preferably axially engaged in the cavity of the stator.

Zum Elektromotor ist noch nachzutragen, dass er in der bevorzugten Ausführung als Gleichstrommotor über den Rotorring in Umfangsrichtung verteilt vorteilhafterweise wenigstens 28 Magnetpole aufweist, es sich also um einen hochpoligen Elektromotor handelt. Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn der auf das Zugmittel wirkende effektive Durchmesser des Kurbelritzels vier bis acht Mal so groß wie der effektive Durchmesser des Motorritzels ist, ein Optimum liegt bei etwa dem Sechsfachen. Als praktisch vorteilhaft hat sich jedoch durchaus auch noch ein Durchmesserverhältnis Kurbelritzel/Motorritzel von wenigstens drei erwiesen.To the electric motor is nachzutragen still that he distributed in the preferred embodiment as a DC motor on the rotor ring in the circumferential direction advantageously at least 28 magnetic poles, so it is a high-pole electric motor. To be particularly favorable, it has been found that the force acting on the traction means effective diameter of the crank pinion is four to eight times as large as the effective diameter of the engine pinion, an optimum is about six times. However, a diameter ratio of crank pinion / motor pinion of at least three has proven to be of practical advantage.

Die Tretkurbel umfasst wenigstens eine Pedale, bevorzugter zwei Pedale, und eine Tretkurbelwelle, die mit dem Pedal oder den Pedalen nicht verdrehbar verbunden ist. Das Kurbelritzel kann insbesondere nicht verdrehbar mit der Tretkurbelwelle verbunden sein. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, das Kurbelritzel über ein Getriebe mit der Tretkurbelwelle zu verbinden.The pedal crank comprises at least one pedal, more preferably two pedals, and a pedal crankshaft which is non-rotatably connected to the pedal or pedals. In particular, the crank pinion can not be connected rotatably to the pedal crankshaft. In principle, however, it is also conceivable to connect the crank pinion via a gearbox with the pedal crankshaft.

Das Radfahrzeug kann insbesondere ein Zweirad sein, das in der bei Fahrrädern üblichen Weise per Muskelkraft über die Tretkurbel angetrieben wird. Es kann sich auch um ein Radfahrzeug mit mehr als zwei Rädern handeln, beispielsweise einen Rollstuhl, ein Radfahrzeug mit drei Rädern oder ein Radfahrzeug mit noch mehr Rädern für insbesondere mehr als eine Person.The wheeled vehicle may in particular be a two-wheeled vehicle, which is driven by muscle power via the crank in the usual way in bicycles. It may also be a wheeled vehicle with more than two wheels, for example a wheelchair, a wheeled vehicle with three wheels or a wheeled vehicle with even more wheels for in particular more than one person.

In bevorzugten Ausführungen ist ein Drehmomentsensor oder Drehzahlsensor zur Ermittlung des Drehmoments oder der Drehzahl der Tretkurbel vorgesehen und mit einer Steuerung des Elektromotors verbunden. Vorzugsweise steuert oder regelt die Steuerung den Elektromotor in Abhängigkeit von einem Messsignal des Drehmomentsensors oder Drehzahlsensors. Der Drehmomentsensor oder Drehzahlsensor ist vorzugsweise in einem Tretlagergehäuse angeordnet, durch das sich eine Tretkurbelwelle der Tretkurbel erstreckt. In preferred embodiments, a torque sensor or speed sensor for determining the torque or the speed of the pedal crank is provided and connected to a controller of the electric motor. Preferably, the controller controls or regulates the electric motor in response to a measurement signal of the torque sensor or speed sensor. The torque sensor or speed sensor is preferably arranged in a bottom bracket shell through which a pedal crankshaft of the pedal crank extends.

Wird das Drehmoment der Tretkurbelwelle ermittelt, wie dies in bevorzugten Ausführungen der Fall ist, kann der Elektromotor vorteilhafterweise in Abhängigkeit vom Drehmoment der Tretkurbelwelle gesteuert oder geregelt werden. In solchen Ausführungen ist ein Drehmomentsensor in eine Steuerung des Elektromotors integriert. Die Steuerung entscheidet beispielsweise, ob der Elektromotor überhaupt eingeschaltet wird und Drehmoment in das Zugmittelgetriebe einleitet. Bedingung für das Einschalten ist vorzugsweise, dass die Einleitung eines Drehmoments über die Tretkurbelwelle mittels des Sensors festgestellt wird. An einem Bedienteil kann ein Bedienelement vorgesehen sein, mit dem der Fahrer auswählen kann, ob der Elektromotor nur unterstützt oder ständig Drehmoment einleitet. Am Bedienteil kann stattdessen oder vorzugsweise zusätzlich die Möglichkeit der Einstellung des vom Elektromotor erzeugten Drehmoments gegeben sein. Die Einstellmöglichkeit kann so verwirklicht sein, dass das Drehmoment des Elektromotors unabhängig vom Drehmoment der Tretkurbelwelle einstellbar ist, der Motor also einfach das eingestellte Motordrehmoment erzeugt. Alternativ kann die Einstellmöglichkeit so verwirklicht sein, dass der Elektromotor ein Drehmoment erzeugt, das in Kombination mit dem Drehmoment der Tretkurbelwelle das eingestellte Drehmoment ergibt, der Elektromotor also die Differenz aus eingestelltem Drehmoment und dem Drehmoment der Tretkurbelwelle erzeugt.If the torque of the pedal crankshaft is determined, as is the case in preferred embodiments, the electric motor can advantageously be controlled or regulated as a function of the torque of the pedal crankshaft. In such embodiments, a torque sensor is integrated into a controller of the electric motor. The controller decides, for example, whether the electric motor is ever turned on and introduces torque in the traction mechanism. A condition for the switching is preferably that the introduction of a torque on the pedal crankshaft is detected by means of the sensor. On a control unit, an operating element can be provided with which the driver can select whether the electric motor only supports or constantly introduces torque. The control panel may instead or preferably additionally be given the possibility of adjusting the torque generated by the electric motor. The adjustment can be realized so that the torque of the electric motor is independent of the torque of the pedal crankshaft adjustable, so the engine simply generates the set engine torque. Alternatively, the adjustment can be realized so that the electric motor generates a torque which, in combination with the torque of the pedal crankshaft results in the set torque, the electric motor thus generates the difference between the adjusted torque and the torque of the pedal crankshaft.

Der Drehmomentsensor ist vorzugsweise in einem Tretlagergehäuse angeordnet, das in herkömmlicher Weise ein Tretlagerrohr sein kann, aber nicht unumgänglich sein muss. Der Sensor kann zur Ermittlung des Drehmoments insbesondere die Drehwinkelposition erfassen, die ein Abtriebsende der Tretkurbelwelle relativ zu einem Antriebsende der Tretkurbelwelle einnimmt. Der Sensor ist bevorzugt ein Magnetpolsensor. Zu diesen beiden Aspekten der Erfindung, der Anordnung im Tretlagergehäuse und der Ausführung als Magnetpolsensor, werden im Folgenden Merkmale offenbart, die jeweils einzeln und auch in jeder Kombination die Erfindung vorteilhaft weiterbilden.The torque sensor is preferably arranged in a bottom bracket shell, which may be a bottom bracket tube in a conventional manner, but need not be unavoidable. To determine the torque, the sensor can detect, in particular, the rotational angle position which occupies an output end of the pedal crankshaft relative to a drive end of the pedal crankshaft. The sensor is preferably a magnetic pole sensor. To these two aspects of the invention, the arrangement in the bottom bracket and the embodiment as a magnetic pole sensor, features are disclosed below, each of which individually and in any combination advantageously further develop the invention.

Der Sensor kann in Doppelfunktion auch zur Ermittlung der Drehzahl der Tretkurbelwelle dienen. Ist er als Magnetpolsensor ausgeführt, so kann er Bestandteil eines Drehzahlsensors sein, der ferner einen Hallsensor aufweist. Der Hallsensor tastet eines der Polglieder des Magnetpolsensors oder beide Polglieder, vorzugsweise das im Magnetfluss des Drehmomentsensors aufwärtige Polglied ab. Der Hallsensor detektiert die Durchgänge der Magnetfeldelemente oder nur eines bestimmten Magnetfeldelements des betreffenden Polglieds oder der Polglieder, woraus mittels eines nachgeschalteten Zählglieds und eines Zeitglieds die Drehzahl bestimmt wird. Der Hallsensor ist vorzugsweise in einer Öffnung am Umfang des Tretlagergehäuses radial gegenüber dem betreffenden Polglied angeordnet.The sensor can also serve in double function to determine the speed of the pedal crankshaft. If it is designed as a magnetic pole sensor, it may be part of a speed sensor, which also has a Hall sensor. The Hall sensor scans one of the pole members of the magnetic pole sensor or both pole members, preferably the pole member which ascends in the magnetic flux of the torque sensor. The Hall sensor detects the passages of the magnetic field elements or only a specific magnetic field element of the respective pole member or the pole members, from which by means of a downstream counter member and a timer, the speed is determined. The Hall sensor is preferably arranged in an opening on the circumference of the bottom bracket bearing radially relative to the respective pole member.

Bevorzugte Merkmale werden auch in den Unteransprüchen und den Kombinationen der Unteransprüche beschrieben.Preferred features are also described in the subclaims and the combinations of subclaims.

Die Erfindung betrifft ferner auch eine Vorrichtung zur Erfassung des Drehmoments einer Tretkurbelwelle eines Radfahrzeugs, vorzugsweise eines Fahrrads. Bevorzugt findet sie Verwendung bei Radfahrzeugen mit Hybridantrieben, die mit Muskelkraft betreibbar sind und zur Unterstützung einen motorischen Antrieb aufweisen, beispielsweise einen elektromotorischen Antrieb. Sie kann mit Vorteil aber auch im Radsportbereich, auch im Hobbysportbereich und grundsätzlich überall da zum Einsatz gelangen, wo das per Muskelkraft erzeugte Drehmoment von Interesse ist.The invention further relates to a device for detecting the torque of a pedal crankshaft of a wheeled vehicle, preferably a bicycle. Preferably, it is used in bicycles with hybrid drives, which are operable with muscle power and have a motor drive to support, for example, an electric motor drive. It can be used with advantage but also in the cycling field, also in the hobbies sports area and basically everywhere where the torque generated by muscle power is of interest.

Bei Hybridantrieben kann die Drehmomenterfassung beispielsweise zur Steuerung oder Regelung des Zusatzantriebs verwendet werden. Beispiele hierfür sind aus der EP 0 743 238 A1 , der JP 2007176221 A und insbesondere der WO 99/30960 A2 bekannt. In den dort beschriebenen Ausführungsformen wird der Zusatzmotor unmittelbar auf oder auch neben der Tretkurbelwelle angeordnet, jedenfalls sind für die beiden Antriebsteile, den Tretkurbelteil und den Motorteil, angepasste Gehäuse vorgesehen, die dem Einzelfall entsprechend speziell konstruiert werden müssen, was Kosten verursacht.In hybrid drives, the torque detection can be used for example for controlling or regulating the auxiliary drive. Examples of this are from the EP 0 743 238 A1 , of the JP 2007176221 A and in particular the WO 99/30960 A2 known. In the embodiments described there, the additional motor is arranged directly on or next to the pedal crankshaft, in any case, adapted housings are provided for the two drive parts, the pedal crank and the motor part, which must be specially designed according to the individual case, which costs.

Es ist daher auch eine Aufgabe der Erfindung, die Anordnung eines Sensors zur Erfassung des Drehmoments einer Tretkurbelwelle in einem üblichen Tretlagergehäuse, vorzugsweise auch eine einfache Nachrüstung zu ermöglichen.It is therefore an object of the invention to allow the arrangement of a sensor for detecting the torque of a pedal crankshaft in a conventional bottom bracket, preferably also a simple retrofit.

Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur Erfassung des Drehmoments einer Tretkurbelwelle eines Radfahrzeugs aus, die ein Tretlagergehäuse, eine durch das Tretlagergehäuse erstreckte Tretkurbelwelle, ein erstes Drehlager und wenigstens ein weiteres, zweites Drehlager für die Drehlagerung der Tretkurbelwelle, ferner eine Übertragungsstruktur und einen Drehmomentsensor aufweist. Die Übertragungsstruktur ist in dem Tretlagergehäuse drehfest mit der Tretkurbelwelle verbunden, drehfest zumindest in einer Antriebsdrehrichtung der Tretkurbelwelle, vorzugsweise drehfest in Bezug auf beide Drehrichtungen um eine Drehachse der Tretkurbelwelle. Der Bereich der Verbindung mit der Tretkurbelwelle bildet ein Antriebsende der Übertragungsstruktur. Die Übertragungsstruktur weist ferner ein Abtriebsende auf, an dem das am Antriebsende eingeleitete Drehmoment weitergeleitet wird, vorzugsweise auf ein Kurbelritzel eines Zugmittelgetriebes des Radfahrzeugs. Das Kurbelritzel kann insbesondere drehfest mit dem Abtriebsende der Übertragungsstruktur verbunden sein, drehfest zumindest in die Antriebsdrehrichtung, vorzugsweise drehfest in Bezug auf beide Drehrichtungen um die Drehachse der Tretkurbelwelle. Der Sensor ist ebenfalls in dem Tretlagergehäuse angeordnet und erfasst das Drehmoment über die Drehwinkelposition, die das Abtriebsende der Übertragungsstruktur relativ zu dem Antriebsende einnimmt. Änderungen der relativen Drehwinkelposition sind gleichbedeutend mit Änderungen des durch die Übertragungsstruktur übertragenen Drehmoments, das wiederum dem Drehmoment der Tretlagerwelle entspricht, zumindest in bevorzugten Ausführungen, in denen die Übertragungsstruktur das Drehmoment der Tretkurbelwelle schlupffrei überträgt.The invention is based on a device for detecting the torque of a pedal crankshaft of a wheeled vehicle, which has a bottom bracket shell, a crankshaft extending through the bottom bracket shell, a first pivot bearing and at least one further second pivot bearing for the pivot bearing of the crankshaft, further comprising a transmission structure and a torque sensor , The Transmission structure is rotatably connected in the bottom bracket with the pedal crankshaft, rotatably at least in a drive direction of rotation of the pedal crankshaft, preferably rotationally fixed with respect to both directions of rotation about an axis of rotation of the pedal crankshaft. The portion of the connection with the pedal crankshaft forms a drive end of the transmission structure. The transmission structure further has an output end, at which the torque introduced at the drive end is forwarded, preferably to a crank pinion of a traction mechanism transmission of the wheeled vehicle. The crank pinion may in particular be non-rotatably connected to the output end of the transmission structure, non-rotatably at least in the drive rotational direction, preferably rotationally fixed with respect to both directions of rotation about the axis of rotation of the pedal crankshaft. The sensor is also disposed in the bottom bracket shell and senses the torque across the rotational angular position occupied by the output end of the transmission structure relative to the drive end. Changes in the relative rotational angular position are equivalent to changes in the torque transmitted through the transmission structure, which in turn corresponds to the torque of the bottom bracket shaft, at least in preferred embodiments in which the transmission structure transmits the torque of the pedal crankshaft without slip.

Nach der Erfindung ist radial zwischen der Tretkurbelwelle und dem Tretlagergehäuse eine Lagerschalenstruktur angeordnet, die kippfest mit dem Tretlagergehäuse verbunden ist und die Tretkurbelwelle außerhalb des Tretlagergehäuses mittels des ersten Drehlagers drehbar lagert, indem die Tretkurbelwelle über das erste Drehlager radial nach außen, d. h. in radialer Richtung bezüglich der Drehachse, abgestützt ist. Vorzugsweise stützt die Lagerschalenstruktur die Tretlagerwelle auch in wenigstens eine axiale Richtung ab. Mittels der Lagerschalenstruktur wird somit das erste Drehlager aus dem Tretlagergehäuse nach außen verlagert, wodurch im Tretlagergehäuse entsprechend Platz für den Sensor und die zur Anordnung des Sensors gegebenenfalls erforderlichen Halteeinrichtungen geschaffen wird.According to the invention, a bearing shell structure is arranged radially between the pedal crankshaft and the bottom bracket, which is kippfest connected to the bottom bracket and rotatably supports the pedal crankshaft outside of the bottom bracket by means of the first pivot bearing by the pedal crankshaft via the first pivot bearing radially outward, d. H. in the radial direction with respect to the axis of rotation, is supported. Preferably, the bearing shell structure also supports the bottom bracket shaft in at least one axial direction. By means of the bearing shell structure thus the first pivot bearing is displaced out of the bottom bracket shell, whereby in the bottom bracket shell corresponding space for the sensor and the arrangement of the sensor optionally required holding devices is provided.

Die Lagerschalenstruktur kann insgesamt oder gegebenenfalls auch nur in einem oder mehreren Axialabschnitt(en) insbesondere hülsenförmig sein, die Tretkurbelwelle also in Umfangsrichtung umlaufend umgeben. Sie kann auch aus mehreren Segmenten zusammengesetzt sein, die erst in der Gesamtheit im eingebauten Zustand solch eine Hülse ergeben. Grundsätzlich muss sie jedoch nur die Funktion der Drehlagerung erfüllen und eine hierfür geeignete Form aufweisen.The bearing shell structure may be sleeve-shaped as a whole or optionally also only in one or more axial section (s), thus surrounding the pedal crankshaft circumferentially in circumferential direction. It can also be composed of several segments, which only result in the entirety when installed such a sleeve. In principle, however, it only has to fulfill the function of the pivot bearing and have a shape suitable for this purpose.

Die Lagerschalenstruktur weist außerhalb der Tretkurbelwelle vorzugsweise einen radial vergrößerten Axialabschnitt auf, in dem das erste Drehlager angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist die Lagerschalenstruktur zumindest in diesem Axialabschnitt als Hülse gebildet, wobei die Hülse vorzugsweise um die Drehachse der Tretkurbelwelle einen geschlossenen Mantel aufweist, grundsätzlich aber auch Durchbrechungen haben kann. Der in radialer Richtung vergrößerte Axialabschnitt, erweitert im Vergleich zu einem in das Tretlagergehäuse ragenden Axialabschnitt, schafft in radialer Richtung Raum für die Anordnung des ersten Drehlagers. Ist die Lagerschalenstruktur wie bevorzugt in dem radial vergrößerten Axialabschnitt als Hülse gebildet, bedeutet dies, dass sie dort einen größeren freien Innenquerschnitt, vorzugsweise kreiszylindrischen Innenquerschnitt aufweist. Grundsätzlich genügt es jedoch, die zur radialen Abstützung erforderlichen Stützstellen für das erste Drehlager zu bilden. Die Lagerschalenstruktur kann in dem radial vergrößerten Axialabschnitt so weit vergrößert sein, vorzugsweise solch einen kreiszylindrischen Innenquerschnitt aufweisen, dass er radial weiter ist als ein größter Innenquerschnitt des Tretlagergehäuses. Der Innenquerschnitt des Tretlagergehäuses ist in bevorzugten Ausführungen zumindest im Wesentlichen durchgehend kreiszylindrisch.The bearing shell structure preferably has a radially enlarged axial section outside the pedal crankshaft, in which the first rotary bearing is arranged. Advantageously, the bearing shell structure is formed at least in this axial section as a sleeve, wherein the sleeve preferably has a closed jacket around the axis of rotation of the pedal crankshaft, but in principle can also have openings. The enlarged in the radial direction axial section, extended in comparison to a protruding into the bottom bracket bearing axial section, creates space in the radial direction for the arrangement of the first pivot bearing. If the bearing shell structure is preferably formed as a sleeve in the radially enlarged axial section, this means that it has a larger free inner cross section, preferably a circular cylindrical inner cross section. In principle, however, it is sufficient to form the support points required for the radial support for the first pivot bearing. The bearing shell structure can be enlarged so far in the radially enlarged axial section, preferably having such a circular cylindrical inner cross section, that it is radially further than a largest inner cross section of the bottom bracket housing. The inner cross section of the bottom bracket shell is in preferred embodiments at least substantially circular cylindrical.

Das Tretlagergehäuse ist in bevorzugten Ausführungen ein Standard-Tretlagergehäuse, wie es bei Fahrrädern üblicherweise vorzufinden ist. Das Standardgehäuse ist dementsprechend im Wesentlichen ein Rohr mit der üblichen Befestigungseinrichtung für eine Standard-Tretkurbelwelle ohne Drehmomenterfassung. In derartigen Ausführungen kann die Lagerschalenstruktur vorteilhafterweise so ausgeführt sein, dass sie wie die herkömmlichen Lagereinsätze links- und rechtsseitig in das Tretlagergehäuse eingesetzt und fest mit diesem verbunden wird, um die Tretkurbelwelle zu lagern. Die Lagerschalenstruktur ersetzt den links- und rechtsseitigen Lagereinsatz herkömmlicher Anordnungen aus Tretlagergehäuse und Tretlagerwelle. So kann die Lagerschalenstruktur in vorteilhaften Ausführungen beispielsweise in das Tretlagergehäuse eingeschraubt sein oder eingeschraubt werden, wobei das Tretlagergehäuse an dem betreffenden Stirnende ein Innengewinde und die Lagerschalenstruktur ein passendes Außengewinde aufweist.The bottom bracket shell is in preferred embodiments, a standard bottom bracket shell, as is commonly found in bicycles. The standard housing is accordingly essentially a tube with the usual attachment device for a standard crankshaft without torque detection. In such embodiments, the bearing shell structure can advantageously be designed so that it is used as the conventional bearing inserts left and right sides in the bottom bracket shell and firmly connected to this to support the pedal crankshaft. The bearing shell structure replaces the left and right side bearing insert conventional arrangements of bottom bracket and bottom bracket. Thus, the bearing shell structure may be screwed in advantageous embodiments, for example, in the bottom bracket shell or screwed, wherein the bottom bracket shell at the respective end face an internal thread and the bearing shell structure has a matching external thread.

Obgleich es im Hinblick auf die Gewinnung von Raum innerhalb des Tretlagergehäuses bereits vorteilhaft ist, wem die Lagerschalenstruktur nur an einer Stirnseite aus dem Tretlagergehäuse ragt und an der betreffenden Stirnseite außen die Lagerstelle schafft, entspricht es bevorzugteren Ausführungen, wenn die Lagerschalenstruktur auch auf der anderen Stirnseite aus dem Tretlagergehäuse ragt und dort mittels des zweiten Drehlagers ebenfalls für die Drehlagerung der Tretkurbelwelle sorgt, indem sie das zweite Tretlager nach radial außen stützt. In solchen Ausführungen ist die Lagerschalenstruktur zweckmäßigerweise mehrteilig und umfasst eine erste Lagerschale und wenigstens eine weitere, zweite Lagerschale, wovon die eine zur einen Stirnseite und die andere zur anderen Stirnseite aus dem Tretlagergehäuse ragt, um an der jeweiligen Stirnseite drehbar zu lagern. Das zur Lagerschalenstruktur Gesagte gilt vorzugsweise für jede dieser Lagerschalen. Die Lagerschalen sind vorzugsweise dafür eingerichtet, dass die eine von links und die andere von rechts in das Tretlagergehäuse einsetzbar bzw. bereits eingesetzt sind. Bevorzugt sind oder werden sie von der jeweiligen Stirnseite her in das Tretlagergehäuse eingeschraubt, vorzugsweise durch eine Schraubverbindung unmittelbar mit einem Rohrmantel des Tretlagergehäuses.Although it is already advantageous in terms of gaining space within the bottom bracket, wem the bearing shell structure protrudes only at one end of the bottom bracket shell and creates on the respective end outside the bearing point, it corresponds to more preferred embodiments, if the bearing shell structure on the other end protrudes from the bottom bracket and there by means of the second pivot bearing also provides for the pivotal mounting of the pedal crankshaft by supporting the second bottom bracket radially outward. In such embodiments, the bearing shell structure expediently in several parts and comprises a first bearing shell and at least one further, second bearing shell, one of which projects from the bottom bracket housing to one end side and the other to the other end face in order to be rotatably mounted on the respective end side. What has been said about the bearing shell structure applies preferably to each of these bearing shells. The bearing shells are preferably arranged so that one from the left and the other from the right in the bottom bracket shell can be used or already used. Preferably, they are or are screwed from the respective end face in the bottom bracket shell, preferably by a screw directly with a pipe jacket of the bottom bracket.

In bevorzugten Ausführungen dient die Lagerschalenstruktur nicht nur der Drehlagerung der Tretkurbelwelle, sondern gleichzeitig auch der Lagerung des Sensors oder eines Teils des Sensors. Die Lagerschalenstruktur kann insbesondere einen relativ zum Tretlagergehäuse nicht bewegten oder zumindest nicht für die Erfassung notwendig bewegten Sensorteil lagern.In preferred embodiments, the bearing shell structure serves not only the pivot bearing of the pedal crankshaft, but also the storage of the sensor or a part of the sensor at the same time. The bearing shell structure can in particular support a sensor part which is not moved relative to the bottom bracket shell or at least is not moved for detection.

Das Drehmoment wird wie bereits erwähnt über die relative Drehwinkelposition zwischen dem Antriebs- und dem Abtriebsende der Übertragungsstruktur erfasst. Die Übertragungsstruktur wird zwischen ihrem Antriebsende und ihrem Abtriebsende in Abhängigkeit von der Größe des Drehmoments belastet. Die Belastung kann eine Zugbelastung, eine Druckbelastung und grundsätzlich jede Art von Belastung sein, solange das Drehmoment übertragen wird. Bevorzugt wird die Übertragungsstruktur auf Torsion belastet, ist also als Torsionsstruktur geformt und angeordnet. Sie weist dementsprechend eine axial erstreckte Torsionsstrecke auf, die sich bis zum Antriebsende und von dort in Richtung auf das Abtriebsende erstreckt. Vorzugsweise ist die Torsionsstrecke hülsenförmig, die Übertragungsstruktur dementsprechend eine Torsionshülse. Noch bevorzugter ist die Übertragungsstruktur im Ganzen hülsenförmig, weist also ein hülsenförmiges Antriebsende, daran axial anschließend die hülsenförmige Torsionsstrecke und ein daran anschließendes hülsenförmiges Abtriebsende auf. Im Bereich des Abtriebsendes wird solch eine Übertragungsstruktur vorzugsweise zur Tretkurbelwelle bin radial abgestützt, was insbesondere mittels einer Gleitlagerbuchse vorgenommen werden kann, vorzugsweise einer Gleitlagerbuchse, die in einem unmittelbar zwischen der Tretkurbelwelle und der Übertragungsstruktur gebildeten Ringspalt angeordnet ist. Von einschließlich solch einer Drehlagerung auf der Tretkurbelwelle ist die Übertragungsstruktur bis zu dem Antriebsende im Rahmen der Torsionsbeabsatzung frei beweglich.As already mentioned, the torque is detected via the relative rotational angle position between the drive and the output end of the transmission structure. The transmission structure is loaded between its drive end and its output end in dependence on the magnitude of the torque. The load can be a tensile load, a compressive load, and basically any type of load as long as the torque is transmitted. Preferably, the transmission structure is subjected to torsion, that is, it is shaped and arranged as a torsion structure. It accordingly has an axially extending torsion path which extends to the drive end and from there in the direction of the output end. Preferably, the torsion section is sleeve-shaped, the transmission structure accordingly a torsion sleeve. More preferably, the transmission structure as a whole is sleeve-shaped, thus has a sleeve-shaped drive end, then axially thereafter, the sleeve-shaped torsion and an adjoining sleeve-shaped output end. In the region of the output end, such a transmission structure is preferably supported radially to the pedal crankshaft, which can be carried out in particular by means of a plain bearing bush, preferably a plain bearing bush, which is arranged in an annular gap formed directly between the pedal crankshaft and the transmission structure. Including such a rotary bearing on the pedal crankshaft, the transmission structure is freely movable up to the drive end in the torsional displacement.

Der Sensor kann beispielsweise als Dehnmesssensor mit einem oder mehreren Dehnmessstreifen ausgeführt sein. In Frage kommen auch kapazitive Messaufnehmer. Bevorzugt ist der Sensor als Magnetpolsensor ausgeführt. Der Sensor umfasst in bevorzugten Ausführungen ein Eingangsglied zum Einkoppeln eines Eingangssignals, ein Ausgangsglied zum Auskoppeln eines entsprechend dem Eingangssignal und dem Drehmoment erzeugten Ausgangssignal und zwischen dem Eingangsglied und dem Ausgangsglied ein oder mehrere Übertragungsglied(er). Bevorzugten Ausführungen entspricht es, wenn in der Messstrecke ein erstes Übertragungsglied und ein zweites Übertragungsglied angeordnet sind, von denen das eine näher bei dem Antriebsende und das andere näher bei dem Abtriebsende angeordnet ist. Die Übertragungsglieder sind in Bezug auf die Richtung der Beabsatzung, die die Übertragungsstruktur durch die Übertragung des Drehmoments erfährt, unbeweglich mit der Übertragungsstruktur verbunden. Bei Änderungen des Drehmoments ändert sich daher die relative Drehwinkelposition, die die Übertragungsglieder relativ zueinander aufweisen. Das Eingangsglied und das Ausgangsglied werden vorzugsweise von der Lagerschalenstruktur gelagert, vorzugsweise sind sie relativ zu der Lagerschalenstruktur nicht beweglich.The sensor can be designed, for example, as a strain gauge sensor with one or more strain gauges. Also suitable are capacitive sensors. Preferably, the sensor is designed as a magnetic pole sensor. The sensor comprises in preferred embodiments, an input member for coupling an input signal, an output member for coupling out an output signal generated in accordance with the input signal and the torque and between the input member and the output member one or more transmission member (s). Preferred embodiments, it corresponds to when in the measuring section, a first transmission member and a second transmission member are arranged, of which one is closer to the drive end and the other is arranged closer to the output end. The transmission members are immovably connected to the transmission structure with respect to the direction of the displacement experienced by the transmission structure by the transmission of the torque. As the torque changes, therefore, the relative rotational angular position that the transmission members have relative to one another changes. The input member and the output member are preferably supported by the bearing shell structure, preferably they are not movable relative to the bearing shell structure.

In Ausführungen, in denen die Lagerschalenstruktur den Sensor oder vorzugsweise eine oder mehrere Komponenten eines mehrteiligen Sensors lagert, wobei die betreffende Komponente oder die mehreren Komponenten an der Lagerschalenstruktur oder durch Einbettung in der Lagerschalenstruktur angeordnet ist oder sind, umfasst die Lagerschalenstruktur vorzugsweise eine der Lagerung des Sensors oder einer oder mehrerer Sensorkomponente(n) dienende Trägerschale. In Ausführungen, in denen die Lagerschalenstruktur eine erste Lagerschale und eine zweite Lagerschale aufweist, kann die Trägerschale insbesondere axial zwischen den Lagerschalen angeordnet sein. Die Anordnung des Sensors oder eines Sensorteils an oder in der Trägerschale erleichtert vorteilhafterweise den Einbau des Sensors, insbesondere in Ausführungen, in denen die Lagerschalenstruktur in das Tretlagergehäuse eingeschraubt wird. Die Lagerschalen sind in Ausführungen, in denen für den Einbau eine Drehbewegung erforderlich ist, wie beispielsweise im Falle der genannten Schraubverbindung, von der Trägerschale in Bezug auf die Drehbewegung vorzugsweise entkoppelt, relativ zur Trägerschale also drehbar. Die Trägerschale wird im Tretlagergehäuse vorzugsweise angeordnet, bevor die Lagerschalen montiert werden. Ist die Trägerschale hinsichtlich einer Montierdrehbewegung der Lagerschalen von diesen entkoppelt, kann die Trägerschale bei der Montage der Lagerschalen relativ zum Tretlagergehäuse ruhen, was vorteilhaft beispielsweise dann ist, wenn der von der Trägerschale gelagerte Sensor oder Sensorteil einen oder mehrere Kabelanschluss oder -anschlüsse aufweist, der oder die bei Drehung verdrillen könnte(n).In embodiments in which the bearing shell structure supports the sensor or preferably one or more components of a multi-part sensor, wherein the component or components are or are embedded in the bearing shell structure or embedded in the bearing shell structure, the bearing shell structure preferably comprises one of the bearings Sensor or one or more sensor component (s) serving carrier shell. In embodiments in which the bearing shell structure has a first bearing shell and a second bearing shell, the carrier shell can in particular be arranged axially between the bearing shells. The arrangement of the sensor or of a sensor part on or in the carrier shell advantageously facilitates the installation of the sensor, in particular in embodiments in which the bearing shell structure is screwed into the bottom bracket shell. The bearings are in embodiments in which a rotational movement is required for installation, such as in the case of said screw, preferably decoupled from the carrier shell with respect to the rotational movement, so rotatable relative to the carrier shell. The carrier shell is preferably arranged in the bottom bracket shell before the bearing shells are mounted. If the carrier shell with respect to a Montierdrehbewegung the bearing shells decoupled from these, the carrier shell can rest during assembly of the bearing shells relative to the bottom bracket shell, which is advantageous, for example, if the bearing of the carrier shell sensor or sensor part has one or more cable connection or connections, the or that could twist on rotation.

Nachfolgend sind bevorzugte Merkmale der weiteren Erfindung zusammengestellt. Dabei werden Bezugszeichen von in Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen verwendet. Die Bezugszeichen dienen nur der rascheren Orientierung. Die zur Anordnung des Sensors offenbarten Merkmale können mit Vorteil in Kombination mit den zum Antrieb offenbarten Merkmalen zur Anwendung gelangen.

  • I) Vorrichtung zur Erfassung des Drehmoments einer Tretkurbelwelle eines Radfahrzeugs, die Vorrichtung umfassend: a) ein Tretlagergehäuse (8), b) eine durch das Tretlagergehäuse (8) erstreckte Tretkurbelwelle (2) zur Umwandlung von Muskelkraft in Drehmoment, c) ein erstes Drehlager (27) und ein zweites Drehlager (28) jeweils für die Tretkurbelwelle (2), d) eine Übertragungsstruktur (35), die zur Übertragung des Drehmoments in dem Tretlagergehäuse (8) an einem Antriebsende (36) drehfest mit der Tretkurbelwelle (2) verbunden ist und ein Abtriebsende (37) für die Übertragung des Drehmoments auf ein Rad des Radfahrzeugs aufweist, e) und einen in dem Tretlagergehäuse (8) angeordneten Sensor (40), der zur Ermittlung des Drehmoments die Drehwinkelposition erfasst, die das Abtriebsende (37) relativ zu dem Antriebsende (36) der Übertragungsstruktur (35) einnimmt. f) In bevorzugten Ausführungen ist radial zwischen der Tretkurbelwelle (2) und dem Tretlagergehäuse (8) eine Lagerschalenstruktur (30) angeordnet, die kippfest mit dem Tretlagergehäuse (8) verbunden ist und aus dem Tretlagergehäuse (8) ragt, g) wobei die Tretkurbelwelle (2) außerhalb des Tretlagergehäuses (8) mittels des ersten Drehlagers (27) drehbar von der Lagerschalenstruktur (30) gelagert wird.
  • II) Vorrichtung nach dem vorhergehenden Absatz, wobei das Tretlagergehäuse (8) längs der Tretkurbelwelle (2) eine innere Weite von maximal 60 mm aufweist, vorzugsweise rohrförmig ist, vorzugsweise einen für Fahrräder standardmäßigen Innenquerschnitt aufweist.
  • III) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei die Lagerschalenstruktur (30) die Übertragungsstruktur (35) umgibt, wenigstens in einem axialen Abschnitt, vorzugsweise innerhalb und außerhalb des Tretlagergehäuses (8).
  • IV) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei die Lagerschalenstruktur (30) außerhalb des Tretkurbelgehäuses (8) einen radial vergrößerten Axialabschnitt aufweist, in dem das erste Drehlager (27) angeordnet ist und der die Tretkurbelwelle (2) vorzugsweise umlaufend umgibt.
  • V) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei die Übertragungsstruktur (35) mit dem Abtriebsende (37) aus dem Tretlagergehäuse (8) ragt und das erste Drehlager (27) in eine radiale Richtung an dem Abtriebsende (37) der Übertragungsstruktur (35) und in die radiale Gegenrichtung an der Lagerschalenstruktur (30) abgestützt ist.
  • VI) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei die Tretkurbelwelle (2) auch mittels des zweiten Drehlagers (28) drehbar von der Lagerschalenstruktur (30) gelagert wird, vorzugsweise ebenfalls außerhalb des Tretlagergehäuses (8).
  • VII) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei die Lagerschalenstruktur (30) eine erste Lagerschale (31) und eine zweite Lagerschale (32) aufweist, die jeweils radial zwischen der Tretkurbelwelle (2) und dem Tretlagergehäuse (8) angeordnet sind, die erste Lagerschale (31) an einer Stirnseite des Tretlagergehäuses (8) axial aus dem Tretlagergehäuse (8) und die zweite Lagerschale (32) an der axial gegenüberliegenden Stirnseite des Tretlagergehäuses (8) axial aus dem Tretlagergehäuse (8) ragt, die Lagerschalen (31, 32) jeweils kippfest mit dem Tretlagergehäuse (8) verbunden sind und die Tretkurbelwelle (2) mittels des ersten Drehlagers (27) von der ersten Lagerschale (31) und mittels des zweiten Drehlagers (28) von der zweiten Lagerschale (32) jeweils außerhalb des Tretlagergehäuses (8) drehbar gelagert wird.
  • VIII) Vorrichtung nach dem vorhergehenden Absatz, wobei jede der Lagerschalen (31, 32) außerhalb des Tretlagergehäuses (8) einen radial vergrößerten Axialabschnitt aufweist, in dem das jeweils zugeordnete Drehlager (27, 28) angeordnet ist.
  • IX) Vorrichtung nach dem vorhergehenden Absatz und wenigstens einem der folgenden Merkmale: – die Lagerschalen (31, 32) sind einzeln kippfest mit dem Tretlagergehäuse (8) verbunden; – die Lagerschalen (31, 32) sind einzeln drehfest mit dem Tretlagergehäuse (8) verbunden; – die Lagerschalen (31, 32) sind einzeln axial unbeweglich mit dem Tretlagergehäuse (8) verbunden; – die Lagerschalen (31, 32) sind von der jeweiligen Stirnseite aus axial aufeinander zu in das Tretlagergehäuse (8) eingesetzt; – die Lagerschalen (31, 32) sind von den Stirnseiten her in das Tretlagergehäuse (8) eingeschraubt.
  • X) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei ein Eingang (41) oder Ausgang (42) des Sensors (40) in dem Tretlagergehäuse (8) in oder an der Lagerschalenstruktur (30) angeordnet ist oder sind.
  • XI) Vorrichtung nach dem vorhergehenden Absatz, wobei die Lagerschalenstruktur (30) eine Lagerschale (31) und eine Trägerschale (33) aufweist, die Lagerschale (31) und die Trägerschale (33) radial zwischen der Tretkurbelwelle (2) und dem Tretlagergehäuse (8) angeordnet sind, die Lagerschale (31) kippfest mit dem Tretlagergehäuse (8) verbunden ist und an einer Stirnseite des Tretlagergehäuses (8) axial aus dem Tretlagergehäuse (8) ragt und dort die Tretkurbelwelle (2) mittels des ersten Drehlagers (27) lagert, die Trägerschale (33) in dem Tretlagergehäuse (8) angeordnet ist und von der Lagerschale (31) in wenigstens eine der zwei axialen Richtungen festgelegt wird und der Eingang (41) oder Ausgang (42) des Sensors (40) in oder an der Trägerschale (33) angeordnet ist oder sind.
  • XII) Vorrichtung nach dem vorhergehenden Absatz in Kombination mit Absatz VII, wobei die Trägerschale (33) axial zwischen den Lagerschalen (31, 32) angeordnet ist und von den Lagerschalen (31, 32) axial festgelegt wird.
  • XIII) Vorrichtung nach einem der zwei vorhergehenden Absätze, wobei die Trägerschale (33) einen größeren Innenquerschnitt als die Lagerschale(n) (31, 32) aufweist und der Eingang (41) oder Ausgang (42) des Sensors (40) im Bereich des größeren Innenquerschnitts angeordnet ist oder sind.
  • XIV) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei die Übertragungsstruktur (30) mit dem Abtriebsende (37) aus dem Tretlagergehäuse (8) ragt und das erste Drehlager (27) außerhalb des Tretlagergehäuses (8) radial in Richtung auf eine Drehachse (R2) der Tretkurbelwelle (2) stützt.
  • XV) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei die Tretkurbelwelle (2) in einem ersten Axialabschnitt (2a), über den sich die Übertragungsstruktur (35) erstreckt, schlanker ist als in einem zweiten Axialabschnitt (2b), der axial unmittelbar neben oder zumindest nahe bei dem Antriebsende (36) der Übertragungsstruktur (35) angeordnet ist.
  • XVI) Vorrichtung nach einer Kombination der Absätze VI, XIV und XV, wobei das erste Drehlager (27) und das zweite Drehlager (28) jeweils den gleichen Innendurchmesser und jeweils den gleichen Außendurchmesser aufweisen und die Lagerschalenstruktur (30) in ihren Axialabschnitten, in denen das jeweilige Drehlager (27, 28) angeordnet ist, jeweils einen entsprechend gewählten Innendurchmesser und die Übertragungsstruktur (35) am Abtriebsende (37) und die Tretkurbelwelle (2) in dem zweiten Axialabschnitt (2b) jeweils einen entsprechenden Außendurchmesser aufweist.
Hereinafter, preferred features of the invention are summarized. In this case, reference symbols of embodiments illustrated in FIGS are used. The reference numbers are only for faster orientation. The features disclosed for arranging the sensor can advantageously be used in combination with the features disclosed for driving.
  • I) A device for detecting the torque of a pedal crankshaft of a wheeled vehicle, the device comprising: a) a bottom bracket shell ( 8th b) one through the bottom bracket shell ( 8th ) extended crankshaft ( 2 ) for converting muscle power into torque, c) a first pivot bearing ( 27 ) and a second pivot bearing ( 28 ) each for the crankshaft ( 2 ), d) a transmission structure ( 35 ), which is used to transmit the torque in the bottom bracket shell ( 8th ) at a drive end ( 36 ) rotatably with the pedal crankshaft ( 2 ) and an output end ( 37 ) for the transmission of torque to a wheel of the wheeled vehicle, e) and one in the bottom bracket shell ( 8th ) arranged sensor ( 40 ), which detects the rotational angle position for determining the torque, which the output end ( 37 ) relative to the drive end ( 36 ) of the transmission structure ( 35 ) occupies. f) In preferred embodiments, radially between the crankshaft ( 2 ) and the bottom bracket shell ( 8th ) a bearing shell structure ( 30 ), the kippfest with the bottom bracket shell ( 8th ) and from the bottom bracket shell ( 8th protruding, g) wherein the pedal crankshaft ( 2 ) outside the bottom bracket shell ( 8th ) by means of the first pivot bearing ( 27 ) rotatable from the bearing shell structure ( 30 ) is stored.
  • II) Device according to the preceding paragraph, wherein the bottom bracket shell ( 8th ) along the crankshaft ( 2 ) has an inner width of at most 60 mm, preferably tubular, preferably has a standard for bicycles inner cross-section.
  • III) Device according to one of the preceding paragraphs, wherein the bearing shell structure ( 30 ) the transmission structure ( 35 ) surrounds, at least in an axial section, preferably inside and outside of the bottom bracket shell ( 8th ).
  • IV) Device according to one of the preceding paragraphs, wherein the bearing shell structure ( 30 ) outside of the crankcase ( 8th ) has a radially enlarged axial section, in which the first pivot bearing ( 27 ) is arranged and the pedal crankshaft ( 2 ) surrounds preferably circumferentially.
  • V) Device according to one of the preceding paragraphs, wherein the transmission structure ( 35 ) with the output end ( 37 ) from the bottom bracket shell ( 8th protrudes and the first pivot bearing ( 27 ) in a radial direction at the output end ( 37 ) of the transmission structure ( 35 ) and in the radial opposite direction on the bearing shell structure ( 30 ) is supported.
  • VI) Device according to one of the preceding paragraphs, wherein the crankshaft ( 2 ) also by means of the second pivot bearing ( 28 ) rotatable from the bearing shell structure ( 30 ) is stored, preferably also outside of the bottom bracket shell ( 8th ).
  • VII) Device according to one of the preceding paragraphs, wherein the bearing shell structure ( 30 ) a first bearing shell ( 31 ) and a second bearing shell ( 32 ), each radially between the pedal crankshaft ( 2 ) and the bottom bracket shell ( 8th ), the first bearing shell ( 31 ) on one end face of the bottom bracket shell ( 8th ) axially from the bottom bracket shell ( 8th ) and the second bearing shell ( 32 ) on the axially opposite end face of the bottom bracket shell ( 8th ) axially from the bottom bracket shell ( 8th ) protrudes, the bearing shells ( 31 . 32 ) each kippfest with the bottom bracket shell ( 8th ) and the crankshaft ( 2 ) by means of the first pivot bearing ( 27 ) from the first bearing shell ( 31 ) and by means of the second pivot bearing ( 28 ) from the second bearing shell ( 32 ) each outside the bottom bracket shell ( 8th ) is rotatably mounted.
  • VIII) Device according to the preceding paragraph, wherein each of the bearing shells ( 31 . 32 ) outside the bottom bracket shell ( 8th ) has a radially enlarged axial section, in which the respective associated pivot bearing ( 27 . 28 ) is arranged.
  • IX) Apparatus according to the preceding paragraph and at least one of the following features: - the bearing shells ( 31 . 32 ) are individually kippfest with the bottom bracket shell ( 8th ) connected; - the bearing shells ( 31 . 32 ) are individually rotatable with the bottom bracket shell ( 8th ) connected; - the bearing shells ( 31 . 32 ) are individually axially immovable with the bottom bracket shell ( 8th ) connected; - the bearing shells ( 31 . 32 ) are axially facing each other from the respective end face into the bottom bracket shell ( 8th ) used; - the bearing shells ( 31 . 32 ) are from the front sides in the bottom bracket shell ( 8th screwed in).
  • X) Device according to one of the preceding paragraphs, wherein an input ( 41 ) or output ( 42 ) of the sensor ( 40 ) in the bottom bracket shell ( 8th ) in or on the bearing shell structure ( 30 ) is or are arranged.
  • XI) device according to the preceding paragraph, wherein the bearing shell structure ( 30 ) a bearing shell ( 31 ) and a carrier shell ( 33 ), the bearing shell ( 31 ) and the carrier shell ( 33 ) radially between the crankshaft ( 2 ) and the bottom bracket shell ( 8th ) are arranged, the Bearing shell ( 31 ) tilts with the bottom bracket shell ( 8th ) is connected and at one end face of the bottom bracket ( 8th ) axially from the bottom bracket shell ( 8th ) and there the pedal crankshaft ( 2 ) by means of the first pivot bearing ( 27 ), the carrier shell ( 33 ) in the bottom bracket shell ( 8th ) is arranged and from the bearing shell ( 31 ) is fixed in at least one of the two axial directions and the input ( 41 ) or output ( 42 ) of the sensor ( 40 ) in or on the carrier shell ( 33 ) is or are arranged.
  • XII) Device according to the preceding paragraph in combination with paragraph VII, wherein the carrier shell ( 33 ) axially between the bearing shells ( 31 . 32 ) and from the bearing shells ( 31 . 32 ) is axially fixed.
  • XIII) Device according to one of the two preceding paragraphs, wherein the carrier shell ( 33 ) has a larger internal cross-section than the bearing shell (s) ( 31 . 32 ) and the entrance ( 41 ) or output ( 42 ) of the sensor ( 40 ) is arranged in the region of the larger inner cross section or are.
  • XIV) Device according to one of the preceding paragraphs, wherein the transmission structure ( 30 ) with the output end ( 37 ) from the bottom bracket shell ( 8th protrudes and the first pivot bearing ( 27 ) outside the bottom bracket shell ( 8th ) radially in the direction of a rotation axis (R 2 ) of the crankshaft ( 2 ).
  • XV) Device according to one of the preceding paragraphs, wherein the crankshaft ( 2 ) in a first axial section ( 2a ), over which the transmission structure ( 35 ) is slimmer than in a second axial section ( 2 B ) axially adjacent or at least close to the drive end (FIG. 36 ) of the transmission structure ( 35 ) is arranged.
  • XVI) Device according to a combination of paragraphs VI, XIV and XV, whereby the first pivot bearing ( 27 ) and the second pivot bearing ( 28 ) each have the same inner diameter and each have the same outer diameter and the bearing shell structure ( 30 ) in their axial sections, in which the respective pivot bearing ( 27 . 28 ), in each case a correspondingly selected inner diameter and the transmission structure ( 35 ) at the output end ( 37 ) and the crankshaft ( 2 ) in the second axial section ( 2 B ) each having a corresponding outer diameter.

Schließlich betrifft die Erfindung auch den bereits erwähnten Magnetpolsensor als solchen und im eingebauten Zustand. Bevorzugte Merkmale dieser weiteren Erfindung sind in den nachfolgenden Absätzen zusammengestellt. Dabei werden Bezugszeichen von in Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen verwendet. Die Bezugszeichen dienen nur der rascheren Orientierung. Die zum Magnetpolsensor offenbarten Merkmale können mit Vorteil in Kombination mit den zum Antrieb offenbarten Merkmalen oder den zur Anordnung im Tretlagergehäuse offenbarten Merkmalen zur Anwendung gelangen.

  • 1) Magnetpolsensor zur Erfassung eines Drehmoments einer Welle, der Sensor (40) umfassend: a) eine Übertragungsstruktur (35) mit einem Antriebsende (36) zur Einleitung eines Drehmoments um eine Längsachse (R2) der Übertragungsstruktur (35) und einem von dem Antriebsende (36) axial beabstandeten Abtriebsende (37) zur Weiterleitung des Drehmoments, b) ein aufwärtiges Polglied (43), das in eine Antriebsdrehrichtung drehmomentfest mit dem Antriebsende (36) verbunden ist und in Umfangsrichtung voneinander beabstandete aufwärtige Magnetfeldelemente (48) mit jeweils wenigstens einem Pol (45) und wenigstens einem bezüglich der Polarität entgegensetzten Gegenpol (46) aufweist, c) ein abwärtiges Polglied (44), das in die Antriebsdrehrichtung drehmomentfest mit dem Abtriebsende (37) verbunden ist und in Umfangsrichtung voneinander beabstandete abwärtige Magnetfeldelemente (48) mit jeweils wenigstens einem Pol (45) und wenigstens einem bezüglich der Polarität entgegensetzten Gegenpol (46) aufweist, d) wobei die Polglieder (43, 44) axial nebeneinander angeordnet und um die Längsachse (R2) relativ zueinander drehbar sind. e) In bevorzugter Ausführung liegen sich bei jedem der Magnetfeldelemente (48) der Pol (45) und der Gegenpol (46) einander radial gegenüber, so dass ein magnetisches Feld bei jedem der Magnetfeldelemente (48) zumindest im Wesentlichen radial gerichtet ist.
  • 2) Magnetpolsensor nach dem vorhergehenden Absatz, wobei die Magnetfeldelemente (48) jeweils zwischen dem wenigstens einen Pol (46) und dem wenigsten einen Gegenpol (46) einen Isolator (47) aufweisen.
  • 3) Magnetpolsensor nach dem vorhergehenden Absatz, wobei die Magnetfeldelemente (48) von wenigstens einem der Polglieder (43, 44) eine den wenigstens einen Pol (45) bildende Polschicht (45a), eine den wenigstens einen Gegenpol (46) bildende Gegenpolschicht (46a) und radial zwischen der Polschicht und der Gegenpolschicht eine den Isolator (47) bildende Isolatorschicht (47a) aufweisen und diese Schichten aufeinander angeordnet sind.
  • 4) Magnetpolsensor nach dem vorhergehenden Absatz, wobei bei den Magnetfeldelementen (48) des wenigstens einen der Polglieder (43, 44) in einem Längsschnitt der wenigstens eine Pol (45) einen axial langen Schenkel (45a) mit einem an einem axialen Ende radial abragenden Flansch (45b) aufweist, der Isolator (47) einen radial dünneren Axialabschnitt (47a) und einen radial dickeren Axialabschnitt (47b) aufweist, der wenigstens eine Gegenpol (46) auf dem radial dünneren Axialabschnitt (47a) und der radial dickere Axialabschnitt (47b) des Isolators (47) axial zwischen dem Flansch (45b) des wenigstens einen Pols (45) und dem wenigstens einen Gegenpol (46) angeordnet ist.
  • 5) Magnetpolsensor nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei die Magnetfeldelemente (48) von einander zugewandten Stirnseiten der Polglieder (43, 44) abragen und axial aufeinander zu ragen und dass bei jedem der Polglieder (43, 44) die Magnetfeldelemente (48) in Umfangsrichtung durch Lücken (49) voneinander magnetisch getrennt sind.
  • 6) Magnetpolsensor nach dem vorhergehenden Absatz in Kombination mit Absatz 2), wobei die Magnetfeldelemente (48) von wenigstens einem der Polglieder (43, 44) aus aufeinander geschobenen Hülsenkörpern (45', 46', 47') geformt sind, wobei ein erster der Hülsenkörper (45', 46', 47') den wenigstens einen Pol (45) jedes Magnetfeldelements (48), ein zweiter der Hülsenkörper (45', 46', 47') den Isolator (47) und ein dritter der Hülsenkörper (45', 46', 47') den wenigstens einen Gegenpol (46) jedes Magnetfeldelements (48) bildet, und dass die Lücken (49) in den aufeinander angeordneten Hülsenkörpern (45', 46', 47') geformt sind.
  • 7) Magnetpolsensor nach dem vorhergehenden Absatz, wobei von den Hülsenkörpern (45', 46', 47') nach dem Einarbeiten der Lücken (49) axial neben den Lücken (49) jeweils noch ein Hülsenabschnitt verbleibt, der eine Längsachse umgibt.
  • 8) Magnetpolsensor nach einem der vorhergehenden Absätze, ferner umfassend eine Primärspule (41), die einer Umfangsfläche des aufwärtigen Polglieds (43) radial zugewandt ist, von dieser Umfangsfläche umgeben wird oder diese Umfangsfläche vorzugsweise umgibt, und eine Sekundärspule (42), die einer Umfangsfläche des abwärtigen Polglieds (44) radial zugewandt ist, von dieser Umfangsfläche umgeben wird oder diese Umfangsfläche vorzugsweise umgibt.
  • 9) Magnetpolsensor nach einer Kombination der Absätze 4) und 8), wobei der Magnetfluss der Primärspule (41) in den Flansch (45b) des Pols (45) und an einem axialen Ende einer Umfangsfläche des Gegenpols (46) in die Magnetfeldelemente (48) eingekoppelt wird.
  • 10) Magnetpolsensor nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei wenigstens eines der Polglieder (43, 44) eine Trägerhülse (51, 52) aufweist und die Magnetfeldelemente (45, 46, 47) dieses Polglieds (43, 44) jeweils als Schichtelemente in einem axialen Abschnitt der Trägerhülse (51, 52) angeordnet sind.
  • 11) Magnetpolsensor nach einem der vorhergehenden Absätze und wenigstens einem der nachfolgenden Merkmale: – der Pol (45) im Längsschnitt wie ein liegendes ”L” geformt ist; – der Gegenpol (46) im Längsschnitt wie ein liegendes ”I” geformt ist; – der Isolator (47) nach Absatz 2) einen radial dünneren Axialbschnitt (47a) und einen radial dickeren Axialabschnitt (47b) aufweist.
  • 12) Magnetpolsensor nach dem vorhergehenden Absatz, wobei der Gegenpol (46) axial mit dem langen Schenkel (45a) des ”L” überlappt, vorzugsweise radial über dem langen Schenkel des liegenden ”L” des Pols (45) angeordnet ist.
  • 13) Magnetpolsensor nach einem der zwei vorhergehenden Absätze, wobei der Gegenpol (46) axial mit dem langen Schenkel (45a) des ”L” überlappt, vorzugsweise radial über dem dünneren Axialabschnitt (47a) des Isolators (47) angeordnet ist, wobei vorzugsweise der Isolator (47) mit dem dickeren Axialabschnitt (47b) bei dem kurzen Schenkel des Pols (45) angeordnet ist.
  • 14) Magnetpolsensor nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei der Pol (45), der Gegenpol (46) und der Isolator (47) separat geformt, übereinander, vorzugsweise aufeinander angeordnet und aneinander und vorzugsweise an einer Trägerhülse (51, 52) befestigt, vorzugsweise reibschlüssig oder stoffschlüssig befestigt sind.
  • 15) Magnetpolsensor nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei wenigstens eines der Polglieder (43, 44) Bestandteil eines Drehzahlsensors ist, der ferner einen Hallsensor aufweist, der relativ zu dem wenigstens einen der Polglieder (43, 44) so angeordnet ist, dass durch eine magnetische Wechselwirkung des Hallsensors und des wenigstens einen der Polglieder (43, 44) eine Drehzahl des wenigstens einen der Polglieder (43, 44) ermittelbar ist.
  • 16) Verfahren zur Herstellung eines Magnetpolsensors zur Erfassung eines Drehmoments einer Welle, vorzugsweise eines Magnetpolsensors nach einem der vorhergehenden Absätze, bei dem a) ein erster Hülsenkörper (45') aus magnetisierbarem Material und ein zweiter Hülsenkörper (47') aus elektrisch isolierendem Material mit jeweils einem ersten Hülsenabschnitt (45a, 46a) und einem zweiten Hülsenabschnitt (45b, 47b), der über eine Schulter (45c, 47c) auf den ersten Hülsenabschnitt (45a, 47a) abfällt, hergestellt werden, b) der zweite Hülsenkörper (47') auf den ersten Hülsenabschnitt (45a) des ersten Hülsenkörpers (45') geschoben und der erste und der zweite Hülsenkörper (45', 46') miteinander gefügt werden, c) ein dritter Hülsenkörper (46') aus magnetisierbarem Material auf den ersten Hülsenabschnitt (47a) des zweiten Hülsenkörpers (47') geschoben und der zweite und der dritte Hülsenkörper (47', 46') miteinander gefügt werden, d) und in den Verbund der miteinander gefügten Hülsenkörper (45', 46', 47) an einer Stirnseite Lücken (49) eingearbeitet werden, so dass in Umfangsrichtung um eine zentrale Längsachse (R2) des Verbunds eine alternierende Anordnung von Lücken (49) und in Umfangsrichtung erstreckten Magnetfeldelementen (48) erhalten wird, wobei die Magnetfeldelemente (48) jeweils einen von dem ersten Hülsenkörper (45') gebildeten radial inneren Pol (45), einen von dem dritten Hülsenkörper (46') gebildeten, radial äußeren Gegenpol (46) und radial dazwischen einen von dem zweiten Hülsenkörper (47') gebildeten Isolator (47) aufweisen.
Finally, the invention also relates to the magnetic pole sensor already mentioned as such and in the installed state. Preferred features of this further invention are summarized in the following paragraphs. In this case, reference symbols of embodiments illustrated in FIGS are used. The reference numbers are only for faster orientation. The features disclosed in the magnetic pole sensor can advantageously be used in combination with the features disclosed for the drive or the features disclosed for arrangement in the bottom bracket shell.
  • 1) magnetic pole sensor for detecting a torque of a shaft, the sensor ( 40 ) comprising: a) a transmission structure ( 35 ) with a drive end ( 36 ) for introducing a torque about a longitudinal axis (R 2 ) of the transmission structure ( 35 ) and one from the drive end ( 36 ) axially spaced output end ( 37 ) for transmitting the torque, b) an upward pole member ( 43 ), which in a driving direction of rotation torque-resistant with the drive end ( 36 ) and circumferentially spaced upward magnetic field elements ( 48 ) each having at least one pole ( 45 ) and at least one opposing polarity opposite polarity ( 46 ), c) a downward pole member ( 44 ), which in the drive direction of rotation torque-resistant with the output end ( 37 ) and circumferentially spaced apart magnetic field elements ( 48 ) each having at least one pole ( 45 ) and at least one opposing polarity opposite polarity ( 46 ), d) wherein the pole members ( 43 . 44 ) are arranged axially next to one another and about the longitudinal axis (R 2 ) are rotatable relative to each other. e) In a preferred embodiment, each of the magnetic field elements ( 48 ) the pole ( 45 ) and the opposite pole ( 46 ) radially opposite each other, so that a magnetic field in each of the magnetic field elements ( 48 ) is directed at least substantially radially.
  • 2) magnetic pole sensor according to the preceding paragraph, wherein the magnetic field elements ( 48 ) between the at least one pole ( 46 ) and the least one antipole ( 46 ) an isolator ( 47 ) exhibit.
  • 3) magnetic pole sensor according to the preceding paragraph, wherein the magnetic field elements ( 48 ) of at least one of the pole members ( 43 . 44 ) one the at least one pole ( 45 ) forming polar layer ( 45a ), the at least one opposite pole ( 46 ) forming counterpolar layer ( 46a ) and radially between the pole layer and the Gegenpolschicht a the insulator ( 47 ) forming insulator layer ( 47a ) and these layers are arranged on top of each other.
  • 4) magnetic pole sensor according to the preceding paragraph, wherein in the magnetic field elements ( 48 ) of the at least one of the pole members ( 43 . 44 ) in a longitudinal section of the at least one pole ( 45 ) an axially long leg ( 45a ) with a radially projecting at one axial end flange ( 45b ), the insulator ( 47 ) a radially thinner axial section ( 47a ) and a radially thicker axial section ( 47b ), which at least one opposite pole ( 46 ) on the radially thinner axial section ( 47a ) and the radially thicker axial section (FIG. 47b ) of the insulator ( 47 ) axially between the flange ( 45b ) of the at least one pole ( 45 ) and the at least one opposite pole ( 46 ) is arranged.
  • 5) magnetic pole sensor according to one of the preceding paragraphs, wherein the magnetic field elements ( 48 ) of mutually facing end faces of the pole members ( 43 . 44 ) protrude and project axially towards each other and that in each of the pole members ( 43 . 44 ) the magnetic field elements ( 48 ) in the circumferential direction through gaps ( 49 ) are magnetically separated from each other.
  • 6) Magnetic pole sensor according to the previous paragraph in combination with paragraph 2 ), wherein the magnetic field elements ( 48 ) of at least one of the pole members ( 43 . 44 ) of pushed sleeve bodies ( 45 ' . 46 ' . 47 ' ), wherein a first of the sleeve body ( 45 ' . 46 ' . 47 ' ) the at least one pole ( 45 ) of each magnetic field element ( 48 ), a second of the sleeve body ( 45 ' . 46 ' . 47 ' ) the isolator ( 47 ) and a third of the sleeve body ( 45 ' . 46 ' . 47 ' ) the at least one opposite pole ( 46 ) of each magnetic field element ( 48 ) and that the gaps ( 49 ) in the sleeve bodies ( 45 ' . 46 ' . 47 ' ) are formed.
  • 7) magnetic pole sensor according to the preceding paragraph, wherein of the sleeve bodies ( 45 ' . 46 ' . 47 ' ) after working in the gaps ( 49 ) axially next to the gaps ( 49 ) each still a sleeve portion remains surrounding a longitudinal axis.
  • 8) magnetic pole sensor according to one of the preceding paragraphs, further comprising a primary coil ( 41 ), which is a peripheral surface of the upward pole member ( 43 ) is radially facing, is surrounded by this peripheral surface or this peripheral surface preferably surrounds, and a secondary coil ( 42 ), which a peripheral surface of the downward pole member ( 44 ) is radially facing, is surrounded by this peripheral surface or this peripheral surface preferably surrounds.
  • 9) magnetic pole sensor according to a combination of paragraphs 4) and 8), wherein the magnetic flux of the primary coil ( 41 ) in the flange ( 45b ) of the pole ( 45 ) and at one axial end of a circumferential surface of the opposite pole ( 46 ) in the magnetic field elements ( 48 ) is coupled.
  • 10) magnetic pole sensor according to one of the preceding paragraphs, wherein at least one of the pole members ( 43 . 44 ) a carrier sleeve ( 51 . 52 ) and the magnetic field elements ( 45 . 46 . 47 ) of this pole member ( 43 . 44 ) in each case as layer elements in an axial section of the carrier sleeve ( 51 . 52 ) are arranged.
  • 11) magnetic pole sensor according to one of the preceding paragraphs and at least one of the following features: - the pole ( 45 ) in longitudinal section as a lying "L" is formed; - the opposite pole ( 46 ) in longitudinal section like a lying "I" is formed; - the insulator ( 47 ) according to paragraph 2 ) a radially thinner axial section ( 47a ) and a radially thicker axial section ( 47b ) having.
  • 12) magnetic pole sensor according to the preceding paragraph, wherein the opposite pole ( 46 ) axially with the long leg ( 45a ) of the "L" overlaps, preferably radially over the long leg of the lying "L" of the pole ( 45 ) is arranged.
  • 13) magnetic pole sensor according to one of the two preceding paragraphs, wherein the opposite pole ( 46 ) axially with the long leg ( 45a ) of the "L" overlaps, preferably radially over the thinner axial section (FIG. 47a ) of the insulator ( 47 ), wherein preferably the insulator ( 47 ) with the thicker axial section ( 47b ) at the short leg of the pole ( 45 ) is arranged.
  • 14) magnetic pole sensor according to one of the preceding paragraphs, wherein the pole ( 45 ), the opposite pole ( 46 ) and the insulator ( 47 ) are formed separately, one above the other, preferably arranged on one another and against each other and preferably on a carrier sleeve ( 51 . 52 ), are preferably fixed by friction or cohesively.
  • 15) magnetic pole sensor according to one of the preceding paragraphs, wherein at least one of the pole members ( 43 . 44 ) Is a component of a rotational speed sensor, which further comprises a Hall sensor, which relative to the at least one of the pole members ( 43 . 44 ) is arranged so that by a magnetic interaction of the Hall sensor and the at least one of the pole members ( 43 . 44 ) a speed of the at least one of the pole members ( 43 . 44 ) can be determined.
  • 16) A method for producing a magnetic pole sensor for detecting a torque of a shaft, preferably a magnetic pole sensor according to one of the preceding paragraphs, wherein a) a first sleeve body ( 45 ' ) of magnetizable material and a second sleeve body ( 47 ' ) made of electrically insulating material, each having a first sleeve section ( 45a . 46a ) and a second sleeve section ( 45b . 47b ), which over one shoulder ( 45c . 47c ) on the first sleeve section ( 45a . 47a ), b) the second sleeve body ( 47 ' ) on the first sleeve section ( 45a ) of the first sleeve body ( 45 ' ) and the first and the second sleeve body ( 45 ' . 46 ' ), c) a third sleeve body ( 46 ' ) of magnetizable material on the first sleeve section ( 47a ) of the second sleeve body ( 47 ' ) and the second and the third sleeve body ( 47 ' . 46 ' ) are joined together, d) and in the composite of the sleeve bodies ( 45 ' . 46 ' . 47 ) at a Front side gaps ( 49 ) are machined so that in the circumferential direction about an axis of central longitudinal axis (R 2 ) of the composite an alternating arrangement of gaps ( 49 ) and circumferentially extending magnetic field elements ( 48 ), the magnetic field elements ( 48 ) each one of the first sleeve body ( 45 ' ) formed radially inner pole ( 45 ), one of the third sleeve body ( 46 ' ), radially outer opposite pole ( 46 ) and radially in between one of the second sleeve body ( 47 ' ) formed insulator ( 47 ) exhibit.

Auch die folgenden Merkmale sind vorteilhaft, sowohl in Kombination mit wenigstens einem der in den Ansprüchen oder der vorstehend offenbarten Merkmale:

  • (i) So kann eine Energiequelle zur Versorgung des Elektromotors mit elektrischer Energie ist an einem Sattelrohr des Radfahrzeugs angeordnet sein und sich längs des Sattelrohrs erstrecken, vorzugsweise von nahezu einem oberen Ende des Sattelrohrs bis vorzugsweise wenigstens nahezu auf die Höhe einer Tretwelle der Tretkurbel, wobei die Energiequelle vorzugsweise von dem Sattelrohr weg beweglich angeordnet ist;
  • (ii) Es kann eine Ermittlungseinrichtung zur Ermittlung des über die Tretkurbel erzeugten Drehmoments vorgesehen und mit einer Steuerung des Elektromotors verbunden sein, wobei die Steuerung das von der Ermittlungseinrichtung ermittelte Drehmoment mit einem fest oder einstellbar vorgegebenen Sollwert vergleicht und den Elektromotor nur einschaltet, wenn das ermittelte Drehmoment den Sollwert übersteigt;
  • (iii) Für den Elektromotor kann eine Steuerung vorgesehen sein, mittels der das Drehmoment des Elektromotors eingestellt werden kann;
  • (iv) Für den Elektromotor kann eine Steuerung vorgesehen sein, mittels der zwischen wenigstens zwei Betriebsmodi für den Elektromotor ausgewählt werden kann, nämlich einem ersten Modus, in dem der Elektromotor nur eingeschaltet ist, wenn das Drehmoment der Tretkurbel einen fest oder einstellbar vorgegebenen Sollwert größer Null übersteigt, und einem zweiten Modus, in dem der Elektromotor ständig dreht.
Also, the following features are advantageous, both in combination with at least one of the features disclosed in the claims or the features disclosed above:
  • (i) An energy source for supplying electrical power to the electric motor may be disposed on a seat tube of the wheeled vehicle and extending along the seat tube, preferably from nearly an upper end of the seat tube to preferably at least almost the height of a pedal shaft of the pedal crank the power source is preferably movably disposed away from the seat tube;
  • (ii) It may be provided a determination device for determining the torque generated by the pedal crank and connected to a controller of the electric motor, wherein the controller compares the torque determined by the detection means with a fixed or adjustable predetermined setpoint and only turns on the electric motor, if determined torque exceeds the setpoint;
  • (iii) For the electric motor, a controller may be provided by means of which the torque of the electric motor can be adjusted;
  • (iv) For the electric motor, a control may be provided by means of which at least two operating modes for the electric motor can be selected, namely a first mode in which the electric motor is only switched on, if the torque of the pedal cranks a fixed or adjustable predetermined setpoint greater Zero exceeds, and a second mode in which the electric motor is constantly rotating.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren erläutert. An den Ausführungsbeispielen offenbar werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche und auch die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:Hereinafter, embodiments of the invention will be explained with reference to figures. The features disclosed in the exemplary embodiments form each individually and in each combination of features the subject-matter of the claims and also the embodiments described above. Show it:

1 ein Radfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Antrieb, 1 a wheeled vehicle with a drive according to the invention,

2 einen den Antrieb enthaltenden Teil des Radfahrzeugs, 2 a drive part of the wheeled vehicle,

3 den Antrieb mit einem elektromotorischen Antriebsteil eines ersten Ausführungsbeispiels in einem in 2 eingetragenen Schnitt A-A, 3 the drive with an electric motor drive part of a first embodiment in an in 2 registered section AA,

4 den elektromotorischen Antriebsteil des ersten Ausführungsbeispiels, 4 the electromotive drive part of the first embodiment,

5 den Antrieb mit einem elektromotorischen Antriebsteil eines zweiten Ausführungsbeispiels in dem Schnitt A-A der 2, 5 the drive with an electric motor drive part of a second embodiment in the section AA of 2 .

6 den elektromotorischen Antriebsteil des zweiten Ausführungsbeispiels, 6 the electromotive drive part of the second embodiment,

7 ein Tretkurbellager mit integrierter Drehmomenterfassung, 7 a bottom bracket with integrated torque detection,

8 einen Bereich des Tretkurbellagers mit einem Drehmomentsensor in vergrößerter Darstellung, 8th an area of the bottom bracket with a torque sensor in an enlarged view,

9 Polglieder des Drehmomentsensors der 8, 9 Polglieder of the torque sensor of 8th .

10 vorgeformte Hülsenkörper, die zu einem der Polglieder der 9 zusammengesetzt werden können, 10 preformed sleeve body leading to one of the pole members of 9 can be assembled

11 eines der Polglieder der 9, und 11 one of the pole members of 9 , and

12 einen modifizierten Tretkurbelantrieb. 12 a modified pedal drive.

1 zeigt ein Radfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Antrieb. Das Radfahrzeug ist ein Fahrrad mit einem Gestell, von dem ein Unterteil mit 8a und ein Sattelrohr mit 8b bezeichnet sind. Der Antrieb umfasst ein Zugmittelgetriebe mit zwei Antriebsrädern 3 und 6, einem Umlenkrad 7, einem Abtriebsrad 5 und einem um diese Räder endlos umlaufenden Zugmittel 4. Das Zugmittelgetriebe ist wie für Zweiräder bzw. Fahrräder üblich als Kettentrieb gebildet, könnte alternativ aber beispielsweise auch als Zahnriementrieb oder grundsätzlich auch als kraftschlüssiger Riementrieb gebildet sein. Die Räder des Zugmittelgetriebes sind im Ausführungsbeispiel Kettenräder. Sie weisen alle eine an das Zugmittel 4 angepasste Verzahnung auf. 1 shows a wheeled vehicle with a drive according to the invention. The wheeled vehicle is a bicycle with a frame, of which a lower part with 8a and a seat tube with 8b are designated. The drive comprises a traction mechanism with two drive wheels 3 and 6 , a diverter wheel 7 , a driven wheel 5 and an endlessly circulating around these wheels traction means 4 , The traction mechanism is formed as usual for two-wheelers or bicycles as a chain drive, but could alternatively be formed, for example, as a toothed belt drive or in principle as a non-positive belt drive. The wheels of the traction mechanism are sprockets in the embodiment. They all have one to the traction means 4 adapted toothing on.

Der Antrieb umfasst ferner eine per Muskelkraft antreibbare Tretkurbel mit einer linken und einer rechten Pedale 1 und einer Tretkurbelwelle 2, mit der die Pedalen 1 drehsteif, vorzugsweise lösbar verbunden sind. Das vom Fahrer mittels der Tretkurbel 1, 2 erzeugte Drehmoment wird über das Antriebsrad 3, das im folgenden als Kurbelritzel 3 bezeichnet wird, in das Zugmittelgetriebe eingeleitet. Das Kurbelritzel 3 ist auf der Drehachse der Tretkurbelwelle 2 angeordnet und mit dieser drehsteif verbunden.The drive further comprises a pedal-driven pedal crank with left and right pedals 1 and a pedal crankshaft 2 with which the pedals 1 torsionally rigid, preferably releasably connected. That of the driver by means of the crank 1 . 2 Torque generated is via the drive wheel 3 , which in the following as a crank pinion 3 is designated, introduced into the traction mechanism. The crank pinion 3 is on the axis of rotation of the crankshaft 2 arranged and connected torsionally stiff.

Der Antrieb umfasst auch einen elektromotorischen Antriebsteil mit einem Elektromotor 10, dessen Drehmoment mittels des weiteren Antriebsrads 6 – im folgenden Motorritzel 6 – in das Zugmittelgetriebe eingeleitet wird. Das Kurbelritzel 3 und das Motorritzel 6 sind jeweils direkt im Eingriff mit dem gleichen Zugmittel 4. Das Motorritzel 6 weist einen im Vergleich zum Kurbelritzel 3 deutlich geringeren Durchmesser auf, hat über den Umfang verteilt daher entsprechend weniger Zähne. Im Ausführungsbeispiel ist das Kurbelritzel 3, bei gleicher Zahnteilung, mit etwa sechsmal so viel Zähnen ausgeführt wie das Motorritzel 6. Das Zähnezahlverhältnis sollte wenigstens 3:1 (Kurbelritzel:Motorritzel), vorzugsweise wenigstens 4:1, und kann durchaus bis 8:1 betragen. Das Abtriebsrad 5 – im folgenden Abtriebsritzel 5 – ist auf der Drehachse des Hinterrads angeordnet und mit diesem drehsteif verbunden. Das Motorritzel 6 ist mit dem Untertrum des Zugmittels 4 im Eingriff. Es ist zwischen dem Kurbelritzel 3 und dem Umlenkrad 7 ein Stück weit eingerückt angeordnet, damit das Zugmittel 4 das im Vergleich zum Kurbelritzel 3 kleine Motorritzel 6 mit großem Winkel umschlingt. Im Falle der Drehmomenteinleitung über das Motorritzel 6 erstreckt sich das Lasttrum des Zugmittels 4 bis zu diesem und das Leertrum reicht nur von dem Motorritzel 6 bis zum Abtriebsritzel 5.The drive also includes an electric motor drive part with an electric motor 10 , its torque by means of the further drive wheel 6 - in the following motor pinion 6 - Is introduced into the traction mechanism. The crank pinion 3 and the motor pinion 6 are each directly in engagement with the same traction means 4 , The motor pinion 6 has one compared to the crank pinion 3 significantly smaller diameter, has distributed over the circumference therefore correspondingly fewer teeth. In the embodiment, the crank pinion 3 , with the same tooth pitch, executed with about six times as many teeth as the motor pinion 6 , The number of teeth ratio should be at least 3: 1 (crank pinion: motor pinion), preferably at least 4: 1, and may well be up to 8: 1. The driven wheel 5 - in the following output pinion 5 - Is arranged on the axis of rotation of the rear wheel and connected to this torsionally rigid. The motor pinion 6 is with the lower strand of the traction device 4 engaged. It is between the crank pinion 3 and the diverter wheel 7 arranged a little way, so that the traction means 4 that in comparison to the crank pinion 3 small motor pinions 6 wraps around at a great angle. In the case of torque introduction via the motor pinion 6 extends the load strand of the traction device 4 up to this and the slack side reaches only from the motor pinion 6 to the output pinion 5 ,

Zu dem elektromotorischen Antriebsteil gehört schließlich auch noch eine Quelle 8c für elektrische Energie, im Ausführungsbeispiel ein elektrischer Akkumulator, d. h. eine wiederaufladbare Batterie. Obgleich weniger bevorzugt, könnte statt eines Akkumulators auch eine einfache, nicht wieder aufladbare Batterie als Energiequelle 8c verwendet werden. In einer anderen bevorzugten Alternative kann eine Brennstoffzelle als Energiequelle 8c zum Einsatz gelangen. Die Energiequelle 8c ist ergonomisch und aerodynamisch günstig am Sattelrohr 8b angeordnet, im Ausführungsbeispiel längs der Rückseite des Sattelrohrs 8b. Sie versperrt somit keinen Platz im Innenbereich des rahmenförmigen Gestells zwischen dem Unterteil 8a und dem Sattelrohr 8b und fährt aerodynamisch günstig im Windschatten des Sattelrohrs 8b mit. Im Hinblick auf den Fahrkomfort ist ferner von Vorteil, wenn die Energiequelle 8c, wie im Ausführungsbeispiel zwischen einer rechten und linken Hinterradschwinge angeordnet ist. Die Energiequelle 8c oder ein Kompartment, in dem die Energiequelle aufgenommen ist, erstreckt sich über eine größtmögliche Länge von nahezu dem oberen Ende des Sattelrohrs 8b bis über die Höhe der Tretkurbelwelle 2 hinaus nach unten. Hierdurch wird eine vorteilhaft langgestreckte schlanke Form erhalten mit geringstmöglicher Breite, gemessen parallel zu beispielsweise der Tretkurbelwelle 2 und geringer Tiefe, gemessen in Längsrichtung des Radfahrzeugs. Die Energiequelle 8c oder ein die Energiequelle 8c aufnehmendes Kompartment ist mit dem Gestell beweglich verbunden, beispielsweise noch im unteren Bereich des Sattelrohrs 8b oder sogar noch tiefer, um den Zugang zur Energiequelle 8c für Wartungsarbeiten zu erleichtern. Vorzugsweise ist die bewegliche Verbindung derart, dass die Energiequelle 8c oder das sie aufnehmende Kompartment vom Sattelrohr 8b auch dann wegbewegt werden kann, vorzugsweise weggeklappt werden kann, wenn der Sattel seine tiefste Position einnimmt. So kann die Energiequelle 8c oder ein sie aufnehmendes Kompartment insbesondere mit Zwangsführung abklappbar sein, beispielsweise zunächst ein Stück weit von dem Sattelrohr 8b wegziehbar und in einer ausgezogenen Position dann abklappbar sein.Finally, a source also belongs to the electromotive drive part 8c for electrical energy, in the embodiment an electric accumulator, ie a rechargeable battery. Although less preferred, instead of a rechargeable battery, a simple, non-rechargeable battery could be used as the power source 8c be used. In another preferred alternative, a fuel cell may be used as an energy source 8c to be used. The energy source 8c is ergonomically and aerodynamically favorable on the seat tube 8b arranged, in the embodiment along the back of the seat tube 8b , It thus blocks any space in the interior of the frame-shaped frame between the lower part 8a and the seat tube 8b and drives aerodynamically favorable in the lee of the seat tube 8b With. In terms of ride comfort is also advantageous if the energy source 8c as is arranged in the exemplary embodiment between a right and left rear swinging rocker. The energy source 8c or a compartment in which the energy source is received extends over a maximum length from nearly the top of the seat tube 8b above the height of the crankshaft 2 out down. As a result, an advantageously elongated slim shape is obtained with the lowest possible width, measured parallel to, for example, the pedal crankshaft 2 and shallow depth measured in the longitudinal direction of the wheeled vehicle. The energy source 8c or an energy source 8c receiving compartment is movably connected to the frame, for example, still in the lower part of the seat tube 8b or even deeper, for access to the energy source 8c to facilitate maintenance. Preferably, the movable connection is such that the energy source 8c or the receiving compartment from the seat tube 8b can then also be moved away, preferably can be folded away when the saddle occupies its lowest position. So can the energy source 8c or a compartment accommodating them, in particular with positive guidance, can be folded down, for example initially a little way from the seat tube 8b wegziehbar and then be folded down in an extended position.

2 zeigt den für die Erfindung wesentlichen Bereich, in dem der Antrieb das Drehmoment in das Zugmittelgetriebe einleitet. Ein Motorgehäuse des elektromotorischen Antriebsteils ist mit 9 bezeichnet. In 2 ist der Verlauf eines Schnitts A-A eingetragen. 2 shows the area essential for the invention, in which the drive introduces the torque in the traction mechanism. A motor housing of the electric motor drive part is with 9 designated. In 2 is the course of a section AA registered.

3 zeigt den Schnitt A-A der 2. Der Schnitt enthält die Drehachse R2 der Tretkurbelwelle 2 und die Drehachse R10 des Elektromotors 10, d. h. die Motorachse. Der Elektromotor 10 ist in dem Motorgehäuse 9 aufgenommen, das fest mit einem Tretlagergehäuse 8 verbunden ist. Das Tretlagergehäuse 8 steht stellvertretend für das Gestell des Radfahrzeugs. Im Bereich des Tretlagergehäuses 8 laufen das Unterteil 8a des Rahmens und das Sattelrohr 8b zusammen. Das Tretkurbelgehäuse 8 stützt die Tretkurbelwelle 2 im Tretkurbellager radial und axial ab. 3 shows the section AA the 2 , The section contains the axis of rotation R 2 of the pedal crankshaft 2 and the rotation axis R 10 of the electric motor 10 ie the motor axis. The electric motor 10 is in the motor housing 9 taken up firmly with a bottom bracket shell 8th connected is. The bottom bracket shell 8th is representative of the frame of the wheeled vehicle. In the area of the bottom bracket shell 8th run the lower part 8a of the frame and the seat tube 8b together. The crankcase 8th supports the pedal crankshaft 2 in the bottom bracket radial and axial.

Der Elektromotor 10 ist als Außenläufermotor ausgeführt. Er umfasst eine in Bezug auf das Motorgehäuse 9 ortsfest und nicht beweglich angeordnete Feldwicklung als Stator 11 und einen Rotor 12 mit einem Rotorring, der den Stator 11 umgibt. Der Rotorring ist drehsteif mit einer Rotorwelle 20 verbunden, die durch den Stator 11 geführt ist. Die Motorachse R10 ist die Drehachse des Rotors 12. Der Elektromotor 10 umfasst ferner eine Motorwelle 16, die um die Motorachse R10 drehbar ist. Die Wellen 16 und 20 sind auf der Motorachse R10 konzentrisch angeordnet, wobei die Motorwelle 16 die innenliegende und die Rotorwelle 20 die außenliegende Welle der geschachtelten Anordnung bildet. Die Motorwelle 16 ragt mit einem Abtriebsende aus der Rotorwelle 20 heraus. Das Motorritzel 6 ist an dem Abtriebsende verdrehgesichert mit der Motorwelle 16 verbunden, nämlich in Bezug auf beide Richtungen einer relativen Drehbewegung um die Motorachse R10.The electric motor 10 is designed as an external rotor motor. It includes one with respect to the motor housing 9 stationary and not movable arranged field winding as a stator 11 and a rotor 12 with a rotor ring that holds the stator 11 surrounds. The rotor ring is torsionally rigid with a rotor shaft 20 connected by the stator 11 is guided. The motor axis R 10 is the axis of rotation of the rotor 12 , The electric motor 10 further comprises a motor shaft 16 which is rotatable about the motor axis R 10 . The waves 16 and 20 are concentrically arranged on the motor axis R 10 , wherein the motor shaft 16 the internal and the rotor shaft 20 forms the outer shaft of the nested arrangement. The motor shaft 16 protrudes with a driven end of the rotor shaft 20 out. The motor pinion 6 is secured against rotation at the output end with the motor shaft 16 connected, namely with respect to both directions of a relative rotational movement about the motor axis R 10 .

4 zeigt den Elektromotor 10 alleine, losgelöst von dem Antriebsteil mit der Tretkurbel 1, 2. Das Motorgehäuse 9 ist nur angedeutet. Der Rotor 12 umfasst wie bereits erwähnt einen Rotorring, der aus einem Rückschlussring 14 und einem Polring 13 besteht. Der Polring 13 wird von einer Mehrzahl von Dauermagneten gebildet, die über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Der Polring 13 umgibt unmittelbar den Stator 11, d. h. die Feldwicklung, unter Freilassung eines möglichst schmalen Ringspalts. Der Rückschlussring 14 ist an einem axialen Ende über einen Verbindungskörper 15 mit der Rotorwelle 20 drehfest in Bezug auf beide Richtungen einer relativen Drehbewegung um die Motorachse R20 verbunden. Der Rotor 12 weist im Ganzen gesehen die Form eines Ringtopfs auf mit dem Rotor 13, 14 als äußerer Topfwand, der Verbindungsstruktur 15 als Topfboden und der hohlen Rotorwelle 20 als innerer Topfwand. Dieser Ringtopf ist sozusagen über den Stator 11 gestülpt, wobei die Rotorwelle 20 den Stator durchragt. 4 shows the electric motor 10 alone, detached from the drive part with the crank 1 . 2 , The motor housing 9 is only hinted. The rotor 12 includes as already mentioned a rotor ring, the from a return ring 14 and a pole ring 13 consists. The pole ring 13 is formed by a plurality of permanent magnets, which are arranged distributed uniformly over the circumference. The pole ring 13 immediately surrounds the stator 11 , ie the field winding, leaving as narrow an annular gap as possible. The return ring 14 is at an axial end via a connecting body 15 with the rotor shaft 20 rotatably connected in relation to both directions of a relative rotational movement about the motor axis R 20 . The rotor 12 As a whole, it has the shape of a ring pot with the rotor 13 . 14 as outer pot wall, the connecting structure 15 as a pot bottom and the hollow rotor shaft 20 as inner pot wall. This ring pot is, so to speak, over the stator 11 slipped, with the rotor shaft 20 protrudes through the stator.

Der Rotor 20 ist in einem linken Drehlager 17 und einem rechten Drehlager 18 drehbar abgestützt, wobei das linke Drehlager 17 im Stator 11, in dem dort zwischen dem Stator 11 und der Rotorwelle 20 verbleibenden Ringspalt angeordnet ist. Das rechte Drehlager 18 ist außerhalb des Stators 11 axial auf der Seite des Motorritzels 6 und nahe bei diesem angeordnet. Die Feldwicklung des Stators 11 ist auf einem hülsenförmigen Statorträger 11a angeordnet, der an der Seite des Motorritzels 6 radial verbreitert ist und im verbreiterten Bereich das rechte Drehlager 18 aufnimmt. Der Statorträger 11a ist mit dem Motorgehäuse 9 unbeweglich verbunden, beispielhaft mittels stift- oder bolzenförmiger Befestigungsmittel 1lb. Das linke Drehlager 17 ist nahe bei dem anderen axialen Ende des Stators 11 radial an dem Statorträger 11a abgestützt.The rotor 20 is in a left pivot 17 and a right pivot 18 rotatably supported, with the left pivot 17 in the stator 11 in which there between the stator 11 and the rotor shaft 20 remaining annular gap is arranged. The right pivot bearing 18 is outside the stator 11 axially on the side of the motor pinion 6 and arranged close to this. The field winding of the stator 11 is on a sleeve-shaped stator 11a arranged on the side of the engine pinion 6 is radially widened and in the widened area the right pivot bearing 18 receives. The stator carrier 11a is with the motor housing 9 immovably connected, for example by means of pin or bolt-shaped fastener 1lb , The left pivot bearing 17 is close to the other axial end of the stator 11 radially on the stator 11a supported.

Die Motorwelle 16 erstreckt sich vom Motorritzel 6 aus gesehen in die Rotorwelle 20 und dementsprechend auch in den Hohlraum 11c des Stators 11. Sie durchragt den Stator 11, im Ausführungsbeispiel auch die Rotorwelle 20. Sie ist über ein linkes Drehlager 21 und ein rechtes Drehlager 22, die axial voneinander beabstandet sind, drehbar an der Rotorwelle 20 abgestützt. Die Drehlager 21 und 22 sind wie auch die Drehlager 17 und 18 nahe bei den axialen Enden des Stators 11 angeordnet, das linke Drehlager 21 mit einem kurzen Axialabschnitt noch in den Stator 11 hineinragend und das rechte Drehlager 22 gerade außerhalb des Stators 11. Auf diese Weise entsteht einerseits eine axial kompakte Bauweise, andererseits verbleibt jedoch zwischen den Drehlagern 21 und 22 ein vergleichsweise langer axialer Ringspalt zwischen den Wellen 16 und 20.The motor shaft 16 extends from the motor pinion 6 seen in the rotor shaft 20 and accordingly also in the cavity 11c of the stator 11 , It passes through the stator 11 , In the embodiment, the rotor shaft 20 , It is over a left pivot 21 and a right pivot 22 axially spaced apart, rotatable on the rotor shaft 20 supported. The pivot bearings 21 and 22 are as well as the pivot bearings 17 and 18 near the axial ends of the stator 11 arranged, the left pivot 21 with a short axial section still in the stator 11 protruding and the right pivot bearing 22 just outside the stator 11 , In this way, on the one hand creates an axially compact design, on the other hand, however, remains between the pivot bearings 21 and 22 a comparatively long axial annular gap between the shafts 16 and 20 ,

In dem Ringspalt radial zwischen der Motorwelle 16 und der Rotorwelle 20 und axial zwischen dem linken Drehlager 21 und dem rechten Drehlager 22 ist ein Freilauf 23 gebildet. Der Freilauf 23 verbindet die Wellen 16 und 20 verdrehgesichert in Antriebsrichtung des Elektromotors 10, wenn nämlich der Elektromotor 10 ein Drehmoment in das Zugmittelgetriebe einleiten soll, entkoppelt die Motorwelle 16 jedoch in Bezug auf die Gegendrehrichtung, um das Radfahrzeug mit Muskelkraft antreiben zu können. Der Freilauf 23 ist als Hülsenfreilauf gebildet. Er ist aus mehreren Freilaufeinheiten 23i zusammengesetzt. Die Freilaufeinheiten 23i sind jeweils als separat montierbare Freilaufhülsen ausgeführt. Das vom Freilauf 23 in die Antriebsrichtung übertragbare Drehmoment entspricht der Summe der von den einzelnen Freilaufeinheiten 23i übertragbaren Einzelmomente. Im Ausführungsbeispiel sind fünf Freilaufeinheiten 23i axial nebeneinander im Ringspalt angeordnet. In Abhängigkeit vom zu übertragenden Drehmoment können weniger Hülseneinheiten 23i vorgesehen sein, beispielsweise nur drei oder vier. Die Aufspaltung in mehrere Einheiten ermöglicht eine flexible Anpassung an den Drehmomentbedarf.In the annular gap radially between the motor shaft 16 and the rotor shaft 20 and axially between the left pivot 21 and the right pivot 22 is a freewheel 23 educated. The freewheel 23 connects the waves 16 and 20 secured against rotation in the drive direction of the electric motor 10 that is, if the electric motor 10 To initiate a torque in the traction mechanism, decouples the motor shaft 16 however, with respect to reverse direction, to be able to drive the wheeled vehicle with muscular strength. The freewheel 23 is made as a sleeve freewheel. He is from several freewheel units 23i composed. The freewheel units 23i are each designed as separately mountable freewheel sleeves. The freewheel 23 in the drive direction transmissible torque corresponds to the sum of the individual freewheel units 23i transferable single moments. In the embodiment, five freewheel units 23i arranged axially next to one another in the annular gap. Depending on the torque to be transmitted less sleeve units 23i be provided, for example, only three or four. The splitting into several units allows a flexible adaptation to the torque requirement.

Die Drehlager 21 und 22 zwischen den Wellen 16 und 17 sind Nadellager und können daher vorteilhafterweise als in radialer Richtung schlanke ringförmige Lager gebildet sein. Das innerhalb des Stators 11 angeordnete Drehlager 17, das die gesamte Wellenanordnung der beiden Wellen 16 und 20 drehbar lagert, kann vorteilhafterweise ebenfalls als Nadellager ausgeführt sein. Außerhalb des Stators 11 steht mehr Raum zur Verfügung, das rechte Drehlager 18 der Wellenanordnung 16, 20 kann daher wie im Ausführungsbeispiel als Kugellager ausgeführt sein. Die Anordnung der Drehlager ist ferner so, dass auf der Abtriebsseite beim Motorritzel 6 die Lager 18 und 22 axial auf im Wesentlichen der gleichen Höhe angeordnet sind. Das Drehlager 21 ist auf der anderen axialen Seite im Wesentlichen auf der Höhe der Verbindungsstruktur 15 angeordnet.The pivot bearings 21 and 22 between the waves 16 and 17 are needle roller bearings and can therefore be advantageously formed as in the radial direction slim annular bearings. The inside of the stator 11 arranged pivot bearing 17 that the entire shaft arrangement of the two waves 16 and 20 rotatably supports, can advantageously also be designed as a needle bearing. Outside the stator 11 there is more space available, the right pivot bearing 18 the shaft arrangement 16 . 20 can therefore be designed as a ball bearing as in the embodiment. The arrangement of the pivot bearing is further such that on the output side of the motor pinion 6 camps 18 and 22 are arranged axially at substantially the same height. The pivot bearing 21 is on the other axial side substantially at the level of the connection structure 15 arranged.

5 zeigt den Antrieb des Radfahrzeugs, allerdings mit einem elektromotorischen Antriebsteil nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Antriebsteil mit der Tretkurbel 1, 2 ist unverändert. Auch hinsichtlich der räumlichen Anordnung des elektromotorischen Antriebsteils hat sich nichts geändert. Ein Unterschied besteht bei den beiden elektromotorischen Antriebsteilen auch nur hinsichtlich des Freilaufs, der im zweiten Ausführungsbeispiel zwischen der Motorwelle 16 und dem Motorritzel 6 wirkt. Die Komponenten des zweiten Ausführungsbeispiels sind mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel versehen, soweit sie die gleiche Funktion erfüllen. Soweit nachfolgend Unterschiede nicht erläutert werden, kann der elektromotorische Antriebsteil als mit dem ersten Ausführungsbeispiel identisch angesehen werden. 5 shows the drive of the wheeled vehicle, but with an electric motor drive part according to a second embodiment. The drive part with the crank 1 . 2 is unchanged. Also with regard to the spatial arrangement of the electric motor drive part has not changed. A difference exists in the two electromotive drive parts only with respect to the freewheel, in the second embodiment between the motor shaft 16 and the motor pinion 6 acts. The components of the second embodiment are provided with the same reference numerals as in the first embodiment as far as they perform the same function. As far as differences are not explained below, the electromotive drive part can be regarded as identical to the first embodiment.

6 zeigt den elektromotorischen Antriebsteil des zweiten Ausführungsbeispiels im gleichen Schnitt wie 5, allerdings alleine und in vergrößerter Darstellung sowie lediglich mit nur einer Andeutung des Motorgehäuses 9. Im zweiten Ausführungsbeispiel wird die Motorwelle 16 von der Rotorwelle gebildet, d. h. die Motorwelle 16 ist gleichzeitig auch die Rotorwelle, indem sie in Bezug auf beide Richtungen einer relativen Drehbewegung um die Motorachse R10 drehfest mit dem Rotorring 13, 14 verbunden ist. Die Motorwelle 16 ist allerdings wie im ersten Ausführungsbeispiel durch den Stator 11 geführt, d. h. das Drehmoment des Rotorrings 13, 14 wird wie im ersten Ausführungsbeispiel an einer axialen Seite des Stators 11 in die Motorwelle 16 eingeleitet und von der Motorwelle 16 durch den Hohlraum 11c des Stators 11 hindurch zum Abtriebsende der Motorwelle 16 auf die andere Seite des Stators 11 übertragen. Da die Motorwelle 16 fester Bestandteil des Rotors 11 ist, ist ein Freilauf 19, der das Motorritzel 6 nur bezüglich der Antriebsdrehrichtung mit der Motorwelle 16 koppelt, aber in die Gegendrehrichtung von dieser entkoppelt, zwischen dem Motorritzel 6 und der Motorwelle 16 angeordnet. Es handelt sich um einen Freilauf 19, der wieder als Hülsenfreilauf gebildet ist. Der Freilauf 19 umgibt das Abtriebsende der Motorwelle 16. Das Motorritzel 6 ist am äußeren Umfang des Freilaufs 19 angeordnet. 6 shows the electric motor drive part of the second embodiment in the same section as 5 , but alone and in an enlarged view and only with a hint of the motor housing 9 , In the second Embodiment is the motor shaft 16 formed by the rotor shaft, ie the motor shaft 16 At the same time, the rotor shaft is also rotationally fixed with respect to both directions of relative rotational movement about the motor axis R 10 with the rotor ring 13 . 14 connected is. The motor shaft 16 However, as in the first embodiment by the stator 11 guided, ie the torque of the rotor ring 13 . 14 is like in the first embodiment on an axial side of the stator 11 into the motor shaft 16 initiated and from the motor shaft 16 through the cavity 11c of the stator 11 through to the output end of the motor shaft 16 to the other side of the stator 11 transfer. Because the motor shaft 16 integral part of the rotor 11 is, is a freewheel 19 that's the engine sprocket 6 only with regard to the drive direction of rotation with the motor shaft 16 coupled, but decoupled in the reverse direction of this, between the engine pinion 6 and the motor shaft 16 arranged. It is a freewheel 19 Again made as a sleeve freewheel. The freewheel 19 surrounds the output end of the motor shaft 16 , The motor pinion 6 is on the outer circumference of the freewheel 19 arranged.

Vorzugsweise sind das Motorritzel 6 und der Freilauf 19 bezüglich beider Richtungen einer relativen Drehbewegung unbeweglich miteinander verbunden, die Relativdrehbewegung zum Abkoppeln des Elektromotors 10 kann nur zwischen dem Freilauf 19 und der Motorwelle 16 stattfinden.Preferably, the motor pinion 6 and the freewheel 19 with respect to both directions of a relative rotational motion immovably connected to each other, the relative rotational movement for decoupling the electric motor 10 can only between the freewheel 19 and the motor shaft 16 occur.

Im Vergleich zum zweiten Ausführungsbeispiel kann das Motorritzel 6 im ersten Ausführungsbeispiel axial näher bei der zugewandten Seite des Stators 11 angeordnet werden. Dies liegt darin begründet, dass der Freilauf, nämlich der Freilauf 23 im ersten und der Freilauf 19 im zweiten Ausführunsbeispiel, zur Übertragung eines bestimmten Drehmoments eine axiale Mindestlänge benötigt, die im ersten Ausführungsbeispiel innerhalb des Stators 11 zur Verfügung gestellt werden kann. Desweiteren kann die radiale Dicke des Freilaufs 19 des zweiten Ausführungsbeispiels im ersten Ausführungsbeispiel, das an dieser Stelle keinen Freilauf aufweist, dazu genutzt werden, den Durchmesser der Bohrung des Motorritzels 6 zu verringern. Dieser Vorteil wird umso gravierender, je kleiner der effektive Durchmesser des Motorritzels 6 ist, d. h. je kleiner der Durchmesser ist, mit dem das Zugmittel 4 das Motorritzel 6 umschlingt. Ein kleiner effektiver Durchmesser des Motorritzels 6 ist erwünscht, um den Elektromotor 10 mit möglichst hoher Drehzahl betreiben zu können.Compared to the second embodiment, the motor pinion 6 axially closer to the facing side of the stator in the first embodiment 11 to be ordered. This is due to the fact that the freewheel, namely the freewheel 23 in the first and the freewheel 19 In the second Ausführunsbeispiel, for transmitting a certain torque requires an axial minimum length, in the first embodiment within the stator 11 can be made available. Furthermore, the radial thickness of the freewheel 19 of the second embodiment in the first embodiment, which has no freewheel at this point, are used to the diameter of the bore of the engine pinion 6 to reduce. This advantage becomes all the more serious, the smaller the effective diameter of the motor pinion 6 is, ie the smaller the diameter, with which the traction means 4 the motor pinion 6 wraps. A small effective diameter of the engine pinion 6 is desired to the electric motor 10 to operate at the highest possible speed.

In 7 ist das in beiden Ausführungsbeispielen für den elektromotorischen Antriebsteil gleiche Tretkurbellager der 3 und 5 vergrößert dargestellt. Die Tretkurbelwelle 2 erstreckt sich durch das rohrförmige Tretlagergehäuse 8 und ist in einem ersten Drehlager 27 und einem zweiten Drehlager 28 drehbar gelagert und mittels der Drehlager 27 und 28 radial und axial am Tretlagergehäuse 8 abgestützt. Das Tretlagergehäuse 8 ist wie bei Radfahrzeugen, insbesondere Fahrrädern, üblich ausgeführt. Es kann sich wie bevorzugt und im Ausführungsbeispiel verwirklicht um ein dem Standard entsprechendes Tretlagerrohr handeln mit einem über den größeren Teil seiner Länge außen und innen glatten, innen und außen vorzugsweise kreiszylindrischen Rohrmantel. Am Außenumfang des Tretlagergehäuses 8 setzt der das Unterteil 8a und das Sattelrohr 8b umfassende Rahmen des Radfahrzeugs an, der dort insbesondere angeschweißt oder anderweitig fest, vorzugsweise stoffschlüssig mit dem Tretlagergehäuse 8 verbunden sein kann. An den beiden axialen Enden ist vom jeweiligen Stirnende her an der Mantelinnenfläche je ein Innengewinde geformt. Auch insoweit kann das Tretlagergehäuse 8 vorteilhafterweise dem Standard entsprechen.In 7 is the same in both embodiments for the electric motor drive part bottom bracket 3 and 5 shown enlarged. The crankshaft 2 extends through the tubular bottom bracket shell 8th and is in a first pivot 27 and a second pivot bearing 28 rotatably mounted and by means of the pivot bearing 27 and 28 radially and axially on the bottom bracket shell 8th supported. The bottom bracket shell 8th is common as in wheeled vehicles, especially bicycles. It may be as preferred and realized in the embodiment to a standard corresponding bottom bracket tube with a greater part of its length outside and inside smooth, inside and outside preferably circular cylindrical tube shell. On the outer circumference of the bottom bracket shell 8th sets the lower part 8a and the seat tube 8b comprehensive frame of the wheeled vehicle, there in particular welded or otherwise fixed, preferably cohesively with the bottom bracket shell 8th can be connected. At the two axial ends, an internal thread is formed from the respective front end on the inner surface of the shell. Also in this respect, the bottom bracket shell 8th advantageously comply with the standard.

Im Unterschied zu herkömmlichen Tretkurbellagern sind die Drehlager 27 und 28 jedoch nicht in dem Tretlagergehäuse 8 angeordnet, sondern axial daneben, außerhalb des aus dem Rahmen des Radfahrzeugs zerstörungsfrei nicht lösbaren Tretlagergehäuses 8. Statt der üblichen Lagereinsätze ist im Tretlagergehäuse 8 eine Lagerschalenstruktur 30 angeordnet, die sich aus mehreren Schalenteilen zusammensetzt. Sie umfasst eine erste Lagerschale 31 und eine zweite Lagerschale 32. Die Lagerschalen 31 und 32 sind an jeweils einer der Stirnseiten in das Tretlagergehäuse 8 eingeschraubt und unmittelbar mit dem jeweiligen Innengewinde des Tretlagergehäuses 8 verschraubt, die Lagerschale 31 von rechts und die Lagerschale 32 von links. Die Lagerschalen 31 und 32 sind Hülsenkörper. Sie umgeben die Tretlagerwelle 2 und weisen jeweils einen ersten Axialabschnitt auf, der zwischen der Tretlagerwelle 2 und dem Tretlagergehäuse 8 angeordnet und mit diesem am Stirnende verschraubt ist. An den ersten Axialabschnitt schließt sich jeweils ein am Stirnende aus dem Tretlagergehäuse 8 ragender radial erweiterter zweiter Axialabschnitt an, der einen größeren Außen- und einen größeren Innequerschnitt als der erste Axialabschnitt hat. Die beiden Abschnitte sind über einen Ringflansch miteinander verbunden. Im erweiterten Axialabschnitt der Lagerschale 31 ist das Drehlager 27 und im erweiterten Axialabschnitt der Lagerschale 32 ist das Drehlager 28 angeordnet. Die Lagerschalen 31 und 32 stützen die Drehlager 27 und 28 radial nach außen, d. h. in die von der Drehachse R2 weg weisende Richtung, und axial an ihrem jeweiligen Ringflansch in Richtung auf das Tretlagergehäuse 8 ab. Die Anordnung der Drehlager 27 und 28 außerhalb des Tretlagergehäuses 8 schafft Raum im Inneren, im Spalt zwischen der Tretkurbelwelle 2 und dem Tretlagergehäuse 8, der für eine Erfassung des von der Tretkurbelwelle 2 übertragenen Drehmoments genutzt wird.In contrast to conventional pedal bearings are the pivot bearings 27 and 28 but not in the bottom bracket shell 8th arranged, but axially next to it, outside the non-destructive from the frame of the wheeled non-releasable bottom bracket shell 8th , Instead of the usual bearing inserts is in the bottom bracket shell 8th a bearing shell structure 30 arranged, which is composed of several shell parts. It includes a first bearing shell 31 and a second bearing shell 32 , The bearing shells 31 and 32 are on one of the front sides in the bottom bracket shell 8th screwed in and directly with the respective internal thread of the bottom bracket shell 8th screwed down, the bearing shell 31 from the right and the bearing shell 32 from the left. The bearing shells 31 and 32 are sleeve bodies. They surround the bottom bracket shaft 2 and each have a first axial portion which is between the bottom bracket 2 and the bottom bracket shell 8th arranged and screwed with this at the front end. The first axial section is followed by a respective one at the front end of the bottom bracket shell 8th projecting radially expanded second axial section, which has a larger outer and a larger inner cross-section than the first axial section. The two sections are connected to each other via an annular flange. In the extended axial section of the bearing shell 31 is the pivot bearing 27 and in the extended axial section of the bearing shell 32 is the pivot bearing 28 arranged. The bearing shells 31 and 32 support the pivot bearings 27 and 28 radially outwards, ie in the direction away from the axis of rotation R 2 , and axially at its respective annular flange in the direction of the bottom bracket shell 8th from. The arrangement of the pivot bearings 27 and 28 outside the bottom bracket shell 8th creates space inside, in the gap between the crankshaft 2 and the bottom bracket shell 8th , which is for a capture of the crankshaft 2 transmitted torque is used.

Eine Übertragungsstruktur 35 erstreckt sich über den größten Teil ihrer axialen Länge in dem Tretlagergehäuse 8. Sie ist an einem Antriebsende 36 drehmomentfest mit der Tretkurbelwelle 2 und an einem axial von dem Antriebsende 36 beabstandeten freien Abtriebsende 37 über einen Freilauf 38 in Antriebsdrehrichtung drehmomentfest mit dem Kurbelritzel 3 verbunden. Die Übertragungsstruktur 35 ist vom Antriebsende 36, ausschließlich des Antriebsendes, bis zum Abtriebsende 37, einschließlich des Abtriebsendes, relativ zu der Tretkurbelwelle 2 im Rahmen ihrer Torsionssteifigkeit verdrehbar. Das Antriebsende 36 ist im Pfad des Drehmoments so angeordnet, dass das Drehmoment beider Pedalen 1, nämlich das auf der Tretkurbelwelle 2 vereinigte Drehmoment, durch die Übertragungsstruktur 35 auf das Kurbelritzel 3 übertragen wird. Das Antriebsende 36 ist im Tretlagergehäuse 8 und dort vorteilhafterweise wie im Ausführungsbeispiel nahe bei dem Stirnende angeordnet, das von dem Kurbelritzel 3 entfernt ist. Am Abtriebsende 37 ragt die Übertragungsstruktur 35 für die Verbindung mit dem Kurbelritzel 3 aus dem Tretlagergehäuse 8 heraus. A transmission structure 35 extends over most of its axial length in the bottom bracket shell 8th , She is at a drive end 36 torque-resistant with the pedal crankshaft 2 and at an axial from the drive end 36 spaced free output end 37 over a freewheel 38 in drive direction of rotation torque-resistant with the crank pinion 3 connected. The transmission structure 35 is from the drive end 36 , excluding the drive end, to the output end 37 , including the output end, relative to the crankshaft 2 rotatable as part of their torsional rigidity. The drive end 36 is arranged in the path of the torque so that the torque of both pedals 1 namely on the crankshaft 2 united torque, through the transmission structure 35 on the crank pinion 3 is transmitted. The drive end 36 is in the bottom bracket shell 8th and there advantageously arranged as in the embodiment near the front end, that of the crank pinion 3 is removed. At the output end 37 protrudes the transmission structure 35 for the connection with the crank pinion 3 from the bottom bracket shell 8th out.

Die Übertragungsstruktur 35 wird bei der Übertragung des Drehmoments zwischen dem Antriebsende 36 und dem Abtriebsende 37 elastisch auf Torsion beansprucht. Sie weist zwischen dem Antriebsende 36 und dem Abtriebsende 37 einen axialen Torsionsabschnitt 35a auf, an den sich an der vom Antriebsende 36 abgewandten Seite ein axialer Lagerabschnitt 35b anschließt, der bereits zum Abtriebsende 37 gerechnet wird. Der Torsionsabschnitt 35a bildet eine Torsionsmessstrecke für die Ermittlung des Drehmoments. Der Lagerabschnitt 35b ist steifer als der Torsionsabschnitt 35a und mit einem größeren Außenumfang ausgeführt. Die Torsion ist überwiegend auf den Torsionsabschnitt 35a konzentriert. Demgegenüber kann eine Torsion des Lagerabschnitts 35b vernachlässigt werden. Im Bereich des Lagerabschnitts 35b ist das Drehlager 27 radial an der Übertragungsstruktur 35 abgestützt. Dargstellt ist beispielhaft eine bevorzugte Anordnung unmittelbar zwischen radial außen der Lagerschalenstruktur 30 und radial innen der Übertragungsstruktur 35. Im Bereich des Lagerabschnitts 35b verbleibt zur Tretkurbelwelle 2 ein schmaler Ringspalt für eine Gleitlagerbuchse 39, durch die die Übertragungsstruktur 35 radial unter dem Drehlager 27 und auch noch unter dem Kurbelritzel 3 gleitbeweglich drehbar auf der Tretkurbelwelle 2 unterstützt wird.The transmission structure 35 becomes in the transmission of torque between the drive end 36 and the output end 37 elastically stressed on torsion. It points between the drive end 36 and the output end 37 an axial torsion section 35a on, at the at the end of the drive 36 opposite side of an axial bearing section 35b connects, already to the output end 37 is expected. The torsion section 35a forms a Torsionsmessstrecke for determining the torque. The storage section 35b is stiffer than the torsion section 35a and designed with a larger outer circumference. The torsion is predominantly on the torsion section 35a concentrated. In contrast, a torsion of the bearing section 35b be ignored. In the area of the bearing section 35b is the pivot bearing 27 radially to the transfer structure 35 supported. Dargstellt is exemplified a preferred arrangement directly between radially outside of the bearing shell structure 30 and radially inward of the transfer structure 35 , In the area of the bearing section 35b remains to the crankshaft 2 a narrow annular gap for a plain bearing bush 39 through which the transmission structure 35 radially below the pivot bearing 27 and also under the crank pinion 3 slidably rotatable on the pedal crankshaft 2 is supported.

Die Übertragungsstruktur 35 ist ein Hülsenkörper, d. h. sie wirkt bei der Übertragung und Erfassung des Drehmoments als Torsionshülse. Der Axialabschnitt mit dem Antriebsende 36 und dem Torsionsabschnitt 35a hat einen Innenquerschnitt mit enger radialer Passung zum Außenquerschnitt der Tretkurbelwelle 2. Im Lagerabschnitt 35b ist der Innenquerschnitt zur Bildung des Spalts für die Gleitlagerbuchse 39 erweitert.The transmission structure 35 is a sleeve body, ie it acts in the transmission and detection of the torque as a torsion sleeve. The axial section with the drive end 36 and the torsion section 35a has an inner cross section with a narrow radial fit to the outer cross section of the pedal crankshaft 2 , In the warehouse section 35b is the internal cross section to form the gap for the plain bearing bush 39 extended.

Die Tretlagerwelle 2 weist einen schlankeren Axialabschnitt 2a und daran angrenzend einen dickeren Axialabschnitt 2b auf. Der Aaxialabschnitt 2a ertreckt sich durch das Tretlagergehäuse 8. Die Übertragungsstruktur 35 ist in dem schlankeren Axialabschnitt 2a angeordnet, in der beispielhaft dargestellten und bevorzugten Hülsenform umgibt sie ihn. Der dickere Axialabschnitt 2b erstreckt sich außerhalb des Tretlagergehäuses 8, beispielhaft bis zu dem Stirnende des Tretlagergehäuses 8. Das zweite Drehlager 28 ist axial im Bereich des Axialabschnitts 2b angeordnet und an diesem abgestützt. Die Anordnung ist vorzugsweise wie dargestellt so gewählt, dass das Drehlager 28 radial außen unmittelbar an der Lagerschale 32 abgestützt ist. Die Anordnung entspricht in Bezug auf die Lagerschale 32 derjenigen des ersten Drehlagers 27. Radial innen ist das Drehlager 28 an der Tretkurbelwelle 2 abgestützt, vorzugsweise wie dargestellt unmittelbar an dieser.The bottom bracket shaft 2 has a slimmer axial section 2a and adjacent thereto a thicker axial section 2 B on. The axial section 2a extends through the bottom bracket shell 8th , The transmission structure 35 is in the slimmer axial section 2a arranged in the exemplified and preferred sleeve shape surrounds him. The thicker axial section 2 B extends outside the bottom bracket shell 8th By way of example, up to the front end of the bottom bracket shell 8th , The second pivot bearing 28 is axial in the area of the axial section 2 B arranged and supported on this. The arrangement is preferably as shown selected so that the pivot bearing 28 radially outside directly on the bearing shell 32 is supported. The arrangement corresponds with respect to the bearing shell 32 that of the first pivot bearing 27 , Radially inside is the pivot bearing 28 on the crankshaft 2 supported, preferably as shown directly on this.

Die Lagerschalen 31 und 32 weisen für die Abstützung der Drehlager 27 und 28 im jeweils verdickten axialen Endabschnitt den gleichen Innenquerschnitt auf. Die Lagerschalen 31 und 32 sind vorzugsweise auch im Übrigen identisch. Der Außenquerschnitt des dickeren Axialabschnitts 2b der Tretkurbelwelle 2 entspricht dem Außenquerschnitt des Laberabschnitts 35b der Übertragungsstruktur 35. Die Drehlager 27 und 28 können daher identisch sein. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um Standard-Käfiglager, dargestellt sind Kugellager.The bearing shells 31 and 32 pointing for the support of the pivot bearing 27 and 28 in each case thickened axial end portion of the same inner cross-section. The bearing shells 31 and 32 are preferably otherwise the same. The outer cross section of the thicker axial section 2 B the crankshaft 2 corresponds to the external cross section of the Laber section 35b the transmission structure 35 , The pivot bearings 27 and 28 can therefore be identical. The exemplary embodiment is a standard cage bearing, shown are ball bearings.

Die Tretkurbelwelle 2 entspricht mit Ausnahme des verdickten Abschnitts 2b vorteilhafterweise einer herkömmlichen Tretkurbelwelle. Insbesondere kann der im Tretkurbelgehäuse 8 ertreckte Abschnitt 2a einen üblichen Durchmesser aufweisen. Das Gleiche gilt für den Innendurchmesser des Tretkurbelgehäuses 8. Bevorzugt ist der Abschnitt 2a kreizylindrisch mit einem Durchmesser aus dem Bereich von 30 bis 40 mm, noch bevorzugter 33 bis 36 mm. Der Innendurchmesser des bevorzugt ebenfalls kreiszylindrischen Tretlagergehäuses 8 beträgt vorzugsweise zwischen 40 und 70 mm, noch bevorzugter zwischen 45 und 55 mm.The crankshaft 2 corresponds with the exception of the thickened section 2 B advantageously a conventional crankshaft. In particular, in the pedal crankcase 8th stretched section 2a have a standard diameter. The same applies to the inner diameter of the pedal crankcase 8th , The section is preferred 2a circular cylindrical with a diameter in the range of 30 to 40 mm, more preferably 33 to 36 mm. The inner diameter of the preferably also circular cylindrical bottom bracket shell 8th is preferably between 40 and 70 mm, more preferably between 45 and 55 mm.

Die Lagerschalenstruktur 30 erfüllt nicht nur eine Lagerungsfunktion für die Tretkurbelwelle 2, sondern dient auch der Anordnung des Sensors 40, obgleich nur für einen Teil des Sensors 40.The bearing shell structure 30 not only fulfills a bearing function for the crankshaft 2 but also serves the arrangement of the sensor 40 although only for part of the sensor 40 ,

Der Sensor 40 ist ein Magnetpolsensor. Er weist eine Primärspule 41 als Eingangsglied, eine Sekundärspule 42 als Ausgangsglied und Polglieder 43 und 44 als Messstrecke auf. Die Spulen 41 und 42 sind relativ zu dem Tretlagergehäuse 8 nicht beweglich. Sie sind an der Lagerschalenstruktur 30 angeordnet, die zu diesem Zweck auch noch eine Trägerschale 33 umfasst, die im Tretlagergehäuse 8 axial zwischen den Lagerschalen 31 und 32 angeordnet ist und die beiden Spulen 41 und 42 trägt. Die Spulen 41 und 42 könnten hinsichtlich ihrer axialen Anordnung vertauscht werden. Die Trägerschale 33 ist mittels der Lagerschalen 31 und 32 im Tretlagergehäuse 8 axial positioniert. Vorteilhaft für die Anordnung der Spulen 41 und 42 ist wegen der auch radial beengten Platzverhältnisse, dass die Trägerschale 33 einen größeren Innenquerschnitt als die Lagerschalen 31 und 32 hat, was nicht zuletzt dadurch ermöglicht wird, dass die Trägerschale 33 keine Funktion für die Lagerung der Tretkurbelwelle 2 erfüllen muss.The sensor 40 is a magnetic pole sensor. He has a primary coil 41 as input element, a secondary coil 42 as an output member and pole members 43 and 44 as a measuring section. The spools 41 and 42 are relative to the bottom bracket shell 8th not mobile. They are on the bearing shell structure 30 arranged, for this purpose, even a carrier shell 33 includes in the bottom bracket shell 8th axially between the bearing shells 31 and 32 is arranged and the two coils 41 and 42 wearing. The spools 41 and 42 could be reversed in terms of their axial arrangement. The carrier shell 33 is by means of the bearing shells 31 and 32 in the bottom bracket shell 8th positioned axially. Advantageous for the arrangement of the coils 41 and 42 is because of the also radially cramped space that the carrier shell 33 a larger internal cross-section than the bearing shells 31 and 32 has what is not least made possible by the fact that the carrier shell 33 no function for the bearing of the crankshaft 2 must meet.

Die Lagerschalen 31 und 32 sind während der Montage relativ zur Trägerschale 33 um die Drehachse R2 drehbar. Die Trägerschale 33 kann daher im Gehäuse 8 ruhen, während die Lagerschalen 31 und 32 eingeschraubt werden. Der Zusammenbau des Tretlagers mit integrierter Drehmomenterfassung wird erleichtert. Ein Dichtring 34 zwischen der Trägerschale 33 und der Lagerschale 31 und ein weiterer solcher Dichtring 34 zwischen der Trägerschale 33 und der Lagerschale 32 verhindern in Verbindung mit nicht dargestellten Dichtungen bei den Drehlagern 27 und 28, dass Feuchtigkeit eindringen kann.The bearing shells 31 and 32 are relative to the carrier shell during assembly 33 rotatable about the axis of rotation R 2 . The carrier shell 33 can therefore be in the case 8th rest while the bearing shells 31 and 32 be screwed. The assembly of the bottom bracket with integrated torque detection is facilitated. A sealing ring 34 between the carrier shell 33 and the bearing shell 31 and another such sealing ring 34 between the carrier shell 33 and the bearing shell 32 prevent in conjunction with seals, not shown in the pivot bearings 27 and 28 that moisture can penetrate.

Die Polglieder 43 und 44 sind verdrehfest, aber voneinander separat mit der Übertragungsstruktur 35 verbunden. Das Polglied 43 ist mit dem Antriebsende 36 und das Polglied 44 ist mit einem dem Abtriebsende 37 nahen Ende des Torsionsabschnitts 35a nicht verdrehbar verbunden. Die Polglieder 43 und 44 sind über den Torsionsabschnitt 35a miteinander verbunden, von dieser Verbindung abgesehen aber relativ zueinander um die Drehachse R2 frei drehbar. Bei Übertragung eines Drehmoments wird der Torsionsabschnitt 35a axial zwischen den Orten der Befestigung der Polglieder 43 und 44 tordiert, wodurch sich die Drehwinkelposition, die die Polglieder 43 und 44 relativ zueinander aufweisen der Torsion und somit der Größe des Drehmoments entsprechend verändert. Fließt durch die Primärspule 41 ein elektrischer Strom, wird die Sekundärspule 42 erregt und erzeugt ein Ausgangssignal, das sich in Abhängigkeit von der relativen Drehwinkelposition der Polglieder 43 und 44 ändert. Aus dem Ausgangssignal wird das Drehmoment abgeleitet.The pole members 43 and 44 are torsion-resistant, but separate from each other with the transmission structure 35 connected. The pole member 43 is with the drive end 36 and the pole member 44 is with a the output end 37 near end of the torsion section 35a not rotatable connected. The pole members 43 and 44 are over the torsion section 35a connected to each other, apart from this connection but freely rotatable relative to each other about the axis of rotation R 2 . Upon transmission of a torque, the torsion section becomes 35a axially between the locations of attachment of the pole members 43 and 44 twisted, causing the rotational angle position, the pole members 43 and 44 relative to each other, the torsion and thus the size of the torque have changed accordingly. Flows through the primary coil 41 an electric current, becomes the secondary coil 42 energizes and produces an output signal that varies depending on the relative angular position of the pole members 43 and 44 changes. From the output signal, the torque is derived.

8 zeigt den Sensor 40 im gleichen Längsschnitt wie 7, nur in vergrößerter Darstellung. Die Spulen 41 und 42 weisen je ein im Längsschnitt U-förmiges Joch 41a und 42a aus magnetisierbarem Material auf, beispiesweise Magneteisen. Im jeweiligen Joch 41a und 42a sind die Wicklungen 41b und 42b der Spulen 41 und 42 aufgenommen. Die Wicklungen 41a und 42a, das Joch 41b und das Joch 42b erstrecken sich um die Drehachse R2 umlaufend, die Joche 41b und 42b mit gleichbleibendem Profilquerschnitt. 8th shows the sensor 40 in the same longitudinal section as 7 , only in enlarged view. The spools 41 and 42 each have a U-shaped yoke in longitudinal section 41a and 42a made of magnetizable material on, for example, magnetic iron. In the respective yoke 41a and 42a are the windings 41b and 42b the coils 41 and 42 added. The windings 41a and 42a , the yoke 41b and the yoke 42b extend around the axis of rotation R 2 circumferentially, the yokes 41b and 42b with constant profile cross-section.

Die Polglieder 43 und 44 weisen Magnetfeldelemente 48 auf jeweils mit Polen 45 und Gegenpolen 46 entgegengesetzter Polarität. Die Pole 45 und Gegenpole 46 erstrecken sich um die Drehachse R2 mit zumindest im Wesentlichen gleichbleibendem Profilquerschnitt. Die Paare jeweils aus einem Pol 45 und einem Gegenpol 46 jedes der Magnetfeldelemente 48 überlappen einander axial und in Umfangsrichtung, liegen sich also radial gegenüber, so dass die magnetischen Feldlinien jedes der Magnetfeldelemente 48 radial verlaufen. Zwischen den Paaren aus Pol 45 und Gegenpol 46 jedes der Magnetfeldelemente 48 ist ein Isolator 47 angeordnet. Die Magnetfeldelemente 48 des Polglieds 43 sind der Spule 41 und die Magnetfeldelemente 48 des Polglieds 44 sind der Spule 42 radial gegenüberliegend angeordnet und von der jeweils auf gleicher axialen Höhe angeordneten und dadurch zugeordneten Spule 41 bzw. 42 nur durch einen um die Drehachse R2 umlaufenden, radial schmalen Luftspalt getrennt. Die Schenkel des Jochs 41a enden an einer inneren Umfangsfläche der Spule 41. Die Pole 45 des Polglieds 43 enden an der äußeren Umfangsfläche des Polglieds 43 radial exakt gegenüber dem Ende des einen Schenkels des Jochs 41a, und die Gegenpole 46 enden an der äußeren Umfangsfläche radial exakt gegenüber dem Ende des anderen Schenkels des Jochs 41a. Bei der Sekundärspule 42 und dem zugeordneten Polglied 44 ist die Geometrie die gleiche.The pole members 43 and 44 have magnetic field elements 48 on each with Poland 45 and antipodes 46 opposite polarity. The poles 45 and antipodes 46 extend around the axis of rotation R 2 with at least substantially constant profile cross-section. The pairs each from a pole 45 and a contrary pole 46 each of the magnetic field elements 48 overlap each other axially and in the circumferential direction, so are radially opposite, so that the magnetic field lines of each of the magnetic field elements 48 run radially. Between the couples of Pol 45 and opposite pole 46 each of the magnetic field elements 48 is an insulator 47 arranged. The magnetic field elements 48 of the pole member 43 are the coil 41 and the magnetic field elements 48 of the pole member 44 are the coil 42 arranged radially opposite and arranged from the respective axial height and thereby associated coil 41 respectively. 42 separated only by one about the rotation axis R 2 rotating, radially narrow air gap. The thighs of the yoke 41a ends at an inner peripheral surface of the coil 41 , The poles 45 of the pole member 43 ends at the outer peripheral surface of the pole member 43 radially exactly opposite the end of the one leg of the yoke 41a , and the opposite poles 46 ends on the outer peripheral surface radially exactly opposite the end of the other leg of the yoke 41a , At the secondary coil 42 and the associated pole member 44 the geometry is the same.

Die Polglieder 43 und 44 sind einander mit ihren Magnetfeldelementen 48 axial zugewandt. Zwischen den Polgliedern 43 und 44 verbleibt um die Drehachse R2 umlaufend ein axial schmaler Luftspalt. Die Pole 45 und Gegenpole 46 enden bei jedem der Polglieder 43 und 44 an der dem jeweils anderen Polglied axial zugewandten Stirnseite. Die Pole 45 des Polglieds 43 sind radial auf gleicher Höhe wie die Pole 45 des Polglieds 44 angeordnet. Ebenso sind die Gegenpole 46 des Polglieds 43 radial auf gleicher Höhe wie die Gegenpole 46 des Polglieds 44 angeordnet.The pole members 43 and 44 are each other with their magnetic field elements 48 axially facing. Between the pole members 43 and 44 remains around the axis of rotation R 2 circumferentially an axially narrow air gap. The poles 45 and antipodes 46 ends at each pole member 43 and 44 at the other end of the pole member axially facing end face. The poles 45 of the pole member 43 are radially at the same height as the poles 45 of the pole member 44 arranged. Likewise, the opposite poles 46 of the pole member 43 radially at the same height as the opposite poles 46 of the pole member 44 arranged.

9 zeigt die Polglieder 43 und 44 in einer perspektivischen Sicht, in der die umgebenden Spulen 41 und 42 nicht dargestellt sind. Die Magnetfeldelemente 48, die jeweils ein Paar von radial einander zugewandten Polen 45 und 46 und radial dazwischen einen Isolator 47 aufweisen, sind am jeweiligen Polglied 41 und 42 in der Art eines Zahnkranzes angeordnet, indem sie von einer Trägerhülse 51 des Polglieds 43 und einer Trägerhülse 52 des Polglieds 44 axial frei vorragen. Zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Magnetfeldelementen 48 verbleibt jeweils eine Lücke 49. Die Lücken 49 sind frei, könnten grundsätzlich aber von Isolatormaterial gebildet werden. Bleiben die Lücken 49 frei, erleichtert dies jedoch die Fertigung der Polglieder 43 und 44. Die Polglieder 43 und 44 sind relativ zueinander so angeordnet, dass jedem Magnetfeldelement 48 des einen der Polglieder 43 und 44 eine der Lücken des anderen axial gegenüberliegt, wenn die Übertragungsstruktur 35 nicht auf Torsion beansprucht wird, also kein Drehmoment überträgt. Die Magnetfeldelemente 48 sind in Umfangsrichtung jeweils so breit wie die im drehmomentfreien Zustand gegenüberliegende Lücke 49. Sie sind ferner alle gleich breit, was für die Funktion jedoch nicht entscheidend ist. Der Versatz ist ferner so gewählt, das die Magnetfeldelemente 48 der Polglieder 43 und 44 sich im torsionsfreien Zustand in Umfangsrichtung nicht überlappen, um in diesem Zustand einen minimalen, aber doch messbaren magnetischen Fluss zwischen den Polgliedern 43 und 44 zu erhalten. 9 shows the pole links 43 and 44 in a perspective view, in which the surrounding coils 41 and 42 are not shown. The magnetic field elements 48 , each having a pair of radially facing poles 45 and 46 and radially between an insulator 47 have, are at the respective pole member 41 and 42 arranged in the manner of a sprocket, by a carrier sleeve 51 of the pole member 43 and a carrier sleeve 52 of the pole member 44 protrude axially free. Between circumferentially adjacent magnetic field elements 48 one gap remains 49 , The gaps 49 are free, but could in principle be formed by insulator material. Stay the gaps 49 free, but this facilitates the production of Polglieder 43 and 44 , The pole members 43 and 44 are arranged relative to each other so that each magnetic field element 48 of one of the pole members 43 and 44 one of the gaps of the other is axially opposite when the transfer structure 35 is not claimed to torsion, so no torque transfers. The magnetic field elements 48 are each as wide in the circumferential direction as the opposite in the torque-free state gap 49 , They are also all the same width, which is not critical for the function. The offset is also chosen so that the magnetic field elements 48 the pole members 43 and 44 Do not overlap in the torsion-free state in the circumferential direction, in order in this state, a minimum, but measurable magnetic flux between the Polgliedern 43 and 44 to obtain.

Fließt in der Primärspule 41 ein Erregerstrom, wird in deren Joch 41a ein Magnetfeld induziert. Die Schenkel des Jochs 41a werden zu Magnetpolen, der eine Schenkel zu einem magnetischen Pluspol, der andere zum Minuspol. Aufgrund eines magnetischen Flusses über den radialen Spalt zwischen der Spule 41 und den Magnetfeldelementen 48 wird an der axialen Stirnfläche des zugeordneten Polglieds 43 ein radial gerichtetes magnetisches Feld erzeugt. Dieses Magnetfeld ruft in den axial gegenüberliegenden Magnetfeldelementen 48 des anderen Polglieds 44 ein ebenfalls radial gerichtetes Magnetfeld hervor, dessen Größe sich in Abhängigkeit von der in Umfangsrichtung gemessenen Gesamtlänge der Überlappung der Magnetfeldelemente 45, 46, 47 der beiden Polglieder 43 und 44, also in Abhängigkeit von der relativen Drehwinkelposition der Polglieder 43 und 44 ändert.Flows in the primary coil 41 an excitation current, is in their yoke 41a induces a magnetic field. The thighs of the yoke 41a become magnetic poles, one leg to a magnetic positive pole, the other to the negative pole. Due to a magnetic flux across the radial gap between the coil 41 and the magnetic field elements 48 is at the axial end face of the associated pole member 43 generates a radially directed magnetic field. This magnetic field calls in the axially opposite magnetic field elements 48 of the other pole member 44 a likewise radially directed magnetic field, the size of which depends on the circumferentially measured total length of the overlap of the magnetic field elements 45 . 46 . 47 the two pole members 43 and 44 , that is, depending on the relative rotational angular position of the pole members 43 and 44 changes.

Die Magnetfeldelemente 48 sind Schichtelemente. Die Pole 45 und Gegenpole 46 und der radial dazwischen angeordnete Isolator 47 sind aufeinander angeordnet. Im Schnitt entsteht ein Schichtaufbau mit einer unteren Polschicht 45 einer mittleren Isolatorschicht 47 und einer äußeren Gegenpolschicht 46. Die jeweilige Trägerhülse 51 oder 52 bildet für die Magnetfeldelemente 48 eine unterste Schicht, die Trägerschicht. Die Polglieder 43 und 44 sind gleich, d. h. sowohl die Trägerhülsen 51 und 52 als auch die Magnetfeldelemente 48 und auch deren Anordnung zu einer Art Zahnkranz sind gleich.The magnetic field elements 48 are layer elements. The poles 45 and antipodes 46 and the insulator disposed radially therebetween 47 are arranged on top of each other. On average, a layer structure is created with a lower pole layer 45 a middle insulator layer 47 and an outer counter pole layer 46 , The respective carrier sleeve 51 or 52 forms for the magnetic field elements 48 a lowest layer, the carrier layer. The pole members 43 and 44 are the same, ie both the carrier sleeves 51 and 52 as well as the magnetic field elements 48 and also their arrangement to a kind of sprocket are the same.

Die Anordnung der Pole 45 und Gegenpole 46 radial übereinander ist nicht nur für eine besonders effiziente Erzeugung des Magnetfelds von Vorteil, sondern begünstigt auch eine einfache Fertigung der Polglieder 43 und 44. Im Vergleich mit einer alternierenden Polarität in Umfangsrichtung findet der magnetische Fluss von dem aufwärtigen Polglied 43 zum abwärtigen Polglied 44 über eine größere Fläche statt, da im jeweils gleichen Längsschnitt gesehen, beispielsweise im Schnitt der 7 und 8, der magnetische Fluss über die Pole 45 und die Gegenpole 46 übertritt. Das Ausgangssignal des Sensors 40 ist bei sonst gleichen Verhältnissen entsprechend stärker. Der schichtweise Aufbau der Magnetfeldelemente 48 ist insbesondere für die Fertigung von Vorteil.The arrangement of the poles 45 and antipodes 46 radially superimposed is not only for a particularly efficient generation of the magnetic field of advantage, but also favors a simple production of Polglieder 43 and 44 , In comparison with an alternating polarity in the circumferential direction, the magnetic flux from the upward pole member 43 to the downward pole member 44 over a larger area instead, as seen in each case the same longitudinal section, for example in section the 7 and 8th , the magnetic flux over the poles 45 and the opposite poles 46 transgresses. The output signal of the sensor 40 is correspondingly stronger under otherwise equal conditions. The layered structure of the magnetic field elements 48 is especially for the production of advantage.

10 zeigt vorgeformte Hülsenkörper 45', 46', 47' und 51' längs der gemeinsamen Längsachse aufgereiht für den Zusammenbau. Die Hülse 51' bildet im herzustellenden Polglied 43 die Trägerhülse 51, die Polhülse 45' die Pole 45, die Isolatorhülse 47' den Isolator 47 und die Gegenpolhülse 46' die Gegenpole 46. Die Hülse 51' weist einen axialen Endabschnitt 51a mit einem ersten Außendurchmesser und einen axialen Abschnitt 51b mit einem größeren zweiten Außendurchmesser auf. Der Innendurchmesser kann überall gleich sein. Die Polhülse 45' wird auf den Endabschnitt 51a bis gegen eine Schulter 51c, die zwischen den Abschnitten 51a und 51b gebildet ist, geschoben, gegebenenfalls unter Pressung, und vorzugsweise stoffschlüssig auf dem Endabschnitt 51a befestigt. Die Polhülse 45' weist einen glatten Mantel 45a und an dem axialen Ende, das der Schulter 51c zugewandt ist, umlaufend einen radial nach außen abragenden, axial schlanken Flansch 45b auf, der nach dem Zusammenbau an der Schulter 51c anliegt. Die Isolatorhülse 47' weist einen axialen Endabschnitt 47a mit einem ersten Außendurchmesser und einen axialen Endabschnitt 47b mit einem größeren zweiten Außendurchmesser auf. Der Innendurchmesser kann überall gleich sein. Der Abschnitt 47b fällt über eine Schulter 47c auf den Durchmesser des Abschnitts 47a ab. Die Isolatorhülse 47' wird auf den Abschnitt 45a bis gegen den Flansch 45b geschoben, gegebenenfalls unter Pressung, und vorzugsweise stoffschlüssig auf dem Abschnitt 45a befestigt. Schließlich wird die Gegenpolhülse 46' auf den Endabschnitt 47a bis gegen die Schulter 47c geschoben, gegebenenfalls unter Pressung, und vorzugsweise stoffschlüssig auf dem Endabschnitt 47a befestigt. Die Gegenpolhülse 46' ist axial vergleichsweise schmal. Sie ist einfach glatt. Der Innenquerschnitt kann bei allen Hülsen 45', 46', 47' und 51' einfach kreiszylindrisch glatt sein. Das Gleiche gilt für den Außenquerschnitt jedes einzelnen der Axialabschnitte. 10 shows preformed sleeve body 45 ' . 46 ' . 47 ' and 51 ' strung along the common longitudinal axis for assembly. The sleeve 51 ' forms in the pole member to be produced 43 the carrier sleeve 51 , the pole sleeve 45 ' the poles 45 , the insulator sleeve 47 ' the insulator 47 and the opposite pole sleeve 46 ' the opposite poles 46 , The sleeve 51 ' has an axial end portion 51a with a first outer diameter and an axial portion 51b with a larger second outer diameter. The inside diameter can be the same everywhere. The pole sleeve 45 ' is on the end section 51a up against a shoulder 51c between the sections 51a and 51b is formed, pushed, optionally under pressure, and preferably cohesively on the end portion 51a attached. The pole sleeve 45 ' has a smooth coat 45a and at the axial end, that of the shoulder 51c facing, circumferentially projecting radially outwardly, axially slender flange 45b on, after the assembly at the shoulder 51c is applied. The insulator sleeve 47 ' has an axial end portion 47a with a first outer diameter and an axial end portion 47b with a larger second outer diameter. The inside diameter can be the same everywhere. The section 47b falls over a shoulder 47c on the diameter of the section 47a from. The insulator sleeve 47 ' will on the section 45a up against the flange 45b pushed, optionally under pressure, and preferably cohesively on the section 45a attached. Finally, the Gegenpolhülse 46 ' on the end section 47a up to the shoulder 47c pushed, optionally under pressure, and preferably cohesively on the end portion 47a attached. The Gegenpolhülse 46 ' is axially comparatively narrow. She is just plain. The inner cross section can with all sleeves 45 ' . 46 ' . 47 ' and 51 ' simply be circular cylindrical smooth. The same applies to the outer cross section of each individual of the axial sections.

Nach diesem Zusammenbau werden die Magnetfeldelemente 48 durch Herausarbeiten, vorzugsweise Fräsen, der Lücken 49 geschaffen, so dass das in 11 dargestellte Polglied 43 erhalten wird. Im Ausführungsbeispiel sind die Lücken 49 an der jeweiligen Stirnseite axial so tief eingearbeitet, dass von den vormaligen Hülsenkörpern 45', 46' und 47' (10) jeweils nur noch Umfangssegmente im Bereich der Magnetfeldelemente 48 stehen bleiben. In einer vorteilhaften Variante werden die Lücken 49 von der Stirnseite des jeweiligen Verbunds der Hülsenkörper 45', 46' und 47' axial nur so tief eingearbeitet, dass von allen Hülsenkörpern 45', 46' und 47' jeweils noch ein die gemeinsame Längsachse umgebender Hülsenabschnitt verbleibt. In der Variante können die Hülsenkörper 45', 46' und 47' allein durch Presssitz, also rein reibschlüssig, miteinander zu dem Verbund gefügt sein. Ein stoffschlüssiges Fügen, beispielsweise durch Kleben, ist in der Variante nicht erforderlich, wird vorzugsweise auch nicht durchgeführt, obgleich ein stoffschlüssiges Fügen auch für die Variante nicht ausgeschlossen werden soll.After this assembly, the magnetic field elements become 48 by working out, preferably milling, the gaps 49 created so that in 11 illustrated pole member 43 is obtained. In the embodiment, the gaps 49 at the respective end face axially worked so deeply that of the former sleeve bodies 45 ' . 46 ' and 47 ' ( 10 ) only circumferential segments in the field of magnetic field elements 48 stay standing. In an advantageous variant, the gaps 49 from the end face of the respective composite of the sleeve body 45 ' . 46 ' and 47 ' axially worked only so deep that of all sleeve bodies 45 ' . 46 ' and 47 ' in each case still a sleeve section surrounding the common longitudinal axis remains. In the variant, the sleeve body 45 ' . 46 ' and 47 ' solely by interference fit, so purely friction, be joined together to form the composite. A cohesive joining, for example by gluing, is not required in the variant, is preferably also not carried out, although a cohesive joining should not be excluded for the variant.

Der Sensor 40 wird in Doppelfunktion auch zur Ermittlung der Drehzahl der Tretkurbelwelle 2 verwendet. Er ist Bestandteil eines Drehzahlsensors, der ferner einen Hallsensor aufweist. Der Hallsensor tastet eines der Polglieder 43 und 44 oder beide Polglieder 43 und 44, vorzugsweise das im Magnetfluss des Drehmomentsensors 40 aufwärtige Polglied 43 ab. Der Hallsensor detektiert die Durchgänge der Magnetfeldelemente 48 oder nur eines bestimmten Magnetfeldelements 48, woraus mittels eines nachgeschalteten Zählglieds und eines Zeitglieds die Drehzahl bestimmt wird. Der Hallsensor ist vorzugsweise in einer nicht dargestellten Öffnung am Umfang des Tretlagergehäuses 8 radial gegenüber dem betreffenden Polglied, vorzugsweise 43, angeordnet.The sensor 40 is in double function also for determining the speed of the pedal crankshaft 2 used. It is part of a speed sensor, which also has a Hall sensor. The Hall sensor scans one of the pole links 43 and 44 or both pole members 43 and 44 , preferably in the magnetic flux of the torque sensor 40 upward pole member 43 from. The Hall sensor detects the passages of the magnetic field elements 48 or only a specific magnetic field element 48 , from which the speed is determined by means of a downstream counting member and a timer. The Hall sensor is preferably in an opening, not shown, on the circumference of the bottom bracket shell 8th radially relative to the respective pole member, preferably 43 arranged.

Der Sensor 40 ist in eine Steuerung des Elektromotors 10 integriert. Die Steuerung entscheidet beispielsweise, ob der Elektromotor 10 überhaupt eingeschaltet wird und Drehmoment in das Zugmittelgetriebe einleitet. Bedingung für das Einschalten ist vorzugsweise, dass die Einleitung eines Drehmoments über die Tretkurbelwelle 2 festgestellt wird. Gegebenenfalls kann an einem Bedienteil, beispielsweise dem Bedienteil 25 (1), ein Bedienelement vorgesehen sein, mit dem der Fahrer auswählen kann, ob der Elektromotor 10 nur unterstützt oder ständig Drehmoment einleitet. Ferner kann am Bedienteil die Möglichkeit der Einstellung des vom Motor 10 erzeugten Drehmoments gegeben sein.The sensor 40 is in a control of the electric motor 10 integrated. The controller decides, for example, whether the electric motor 10 is ever turned on and introduces torque in the traction mechanism. A condition for the switching is preferably that the introduction of a torque on the pedal crankshaft 2 is detected. Optionally, on a control panel, such as the control panel 25 ( 1 ), an operating element may be provided with which the driver can select whether the electric motor 10 only supports or constantly introduces torque. Furthermore, on the control panel, the possibility of adjusting the engine 10 be given generated torque.

12 zeigt einen modifizierten Tretkurbelantrieb in einem die Tretkurbelachse R2 enthaltenden Mittellängsschnitt. Ein Drehmomentsensor ist hier nicht vorhanden, kann aber grundsätzlich in der erläuterten Art realisiert werden. Im Unterschied zum vorstehend beschriebenen Tretkurbelantrieb ist beim modifizierten Tretkurbelantrieb die Tretkurbelwelle 2 mittels eines Übersetzungsgetriebes 60 mit dem Kurbelritzel 3 gekoppelt. Das Übersetzungsgetriebe 60 überträgt die Drehzahl der Tretkurbelwelle 2 ins Schnelle, so dass das Kurbelritzel 3 mit einer gegenüber der Drehzahl der Tretkurbelwelle 2 erhöhten Kurbelritzeldrehzahl dreht. Das Übersetzungsgetriebe 60 ist im Ausführungsbeispiel nicht schaltbar, könnte aber auch zu einem Schaltgetriebe, insbesondere einem zweistufigen Schaltgetriebe weiterentwickelt werden, mit einer ersten Schaltstufe, in der die Drehzahl der Tretkurbelwelle 1:1 und wenigstens einer zweiten Schaltstufe, in der die Drehzahl der Tretkurbelwelle 2 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes 60 erhöht auf das Kurbelritzel 3 übertragen wird. 12 shows a modified pedal crank drive in a central longitudinal section containing the pedal crank axis R 2 . A torque sensor is not present here, but can basically be realized in the manner explained. In contrast to the pedal crank drive described above, the pedal crankshaft is the modified pedal crank drive 2 by means of a transmission gear 60 with the crank pinion 3 coupled. The transmission gearbox 60 transfers the speed of the pedal crankshaft 2 in a hurry, leaving the crank pinion 3 with respect to the speed of the pedal crankshaft 2 increased crank pinion speed turns. The transmission gearbox 60 is not switchable in the embodiment, but could also be further developed to a manual transmission, in particular a two-stage gearbox, with a first switching stage in which the speed of the pedal crankshaft 1: 1 and at least a second switching stage, in which the speed of the pedal crankshaft 2 according to the gear ratio of the transmission 60 increased to the crank pinion 3 is transmitted.

Das Übersetzungsgetriebe 60 ist ein einstufiges Planetengetriebe mit einem zentralen Sonnenrad 61, einem Hohlrad 62, mehreren Planetenrädern 63 und einem Planetenträger 64, der die Planetenräder 63 einzeln drehbar lagert und selbst um die Tretkurbelachse R2 drehbar gelagert ist. Das Sonnenrad 61 ist relativ zum fest mit dem Rahmen verbundenen Tretlagergehäuse 8 nicht beweglich, bildet also das Gestellglied des Getriebes 60. Im ausgeführten Beispiel ist die Lagerschale 31 zum Sonnenrad 61 weitergebildet. Das Hohlrad 62 ist drehmomentfest mit dem Kurbelritzel 3 verbunden. Der Planetenträger 64 ist über den Freilauf 38 mit der Tretkurbelwelle 2 gekoppelt, so dass deren Drehmoment in die Antriebsdrehrichtung auf den Planetenträger 64 und über diesen dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes 60 entsprechend auf das Hohlrad 62 und somit auf das Kurbelritzel 3 übertragen wird. In die Gegendrehrichtung entkoppelt der Freilauf 38 die Tretkurbelwelle 2 vom Kurbelritzel 3, so dass die Tretkurbelwelle 2 und die Tretkurbel 1 nicht im Schlepp vom Motor 10 angetrieben werden können. Der Freilauf 38 ist außerhalb des Tretlagergehäuses 8 unmittelbar auf der Tretkurbelwelle 2 angeordnet und mit dem Planetenträger 64 gekoppelt. Das Hohlrad 62 und damit gemeinsam das Kurbelritzel 3 sind mittels eines Drehlagers 65 auf dem Planetenträger 64 drehbar gelagert.The transmission gearbox 60 is a single-stage planetary gear with a central sun gear 61 a ring gear 62 , several planetary gears 63 and a planet carrier 64 , the planet wheels 63 individually rotatably supports and is itself rotatably mounted about the pedal crank axis R 2 . The sun wheel 61 is relative to the bottom bracket connected to the frame 8th not movable, so forms the frame member of the transmission 60 , In the example given, the bearing shell is 31 to the sun wheel 61 further training. The ring gear 62 is torque-resistant with the crank pinion 3 connected. The planet carrier 64 is over the freewheel 38 with the crankshaft 2 coupled, so that their torque in the drive direction of rotation on the planet carrier 64 and about this the gear ratio of the transmission 60 according to the ring gear 62 and thus on the crank pinion 3 is transmitted. In the reverse direction of the freewheel decoupled 38 the pedal crankshaft 2 from the crank pinion 3 so that the crankshaft 2 and the crank 1 not in tow from the engine 10 can be driven. The freewheel 38 is outside the bottom bracket shell 8th directly on the crankshaft 2 arranged and with the planet carrier 64 coupled. The ring gear 62 and together with it the crank pinion 3 are by means of a rotary bearing 65 on the planet carrier 64 rotatably mounted.

Zu den Lagerschalen 31 und 32 gelten die zuvor gemachten Ausführungen. In 12 sind zwar beide Drehlager 27 und 28 in der axialen Überlappung mit dem Tretlagergehäuse 8 angeordnet, vorteilhafterweise kann das Tretlager jedoch wie zuvor erläutert modifiziert werden, also wenigstens eines der Drehlager 27 und 28, vorzugsweise wenigstens das vom Getriebe 60 abgewandte Drehlager 28, axial zum Tretlagergehäuse 8 versetzt werden. Grundsätzlich gilt dies auch für das rechte Drehlager 27. Diesbezüglich wird auf die vorstehend erläuterten Beispiele verwiesen.To the cups 31 and 32 apply the statements made above. In 12 Although both pivot bearings 27 and 28 in axial overlap with the bottom bracket shell 8th arranged, advantageously, however, the bottom bracket can be modified as explained above, so at least one of the pivot bearing 27 and 28 , Preferably at least that of the transmission 60 opposite pivot bearing 28 , axially to the bottom bracket shell 8th be offset. Basically, this also applies to the right pivot bearing 27 , In this regard, reference is made to the examples explained above.

Der Tretkurbelantrieb der 12 kann auch um einen Drehmomentsensor, beispielsweise den vorstehend erläuterten Drehmomentsensor, ergänzt werden. Falls ein Drehmomentsensor vorhanden ist, kann das Drehmomentmanagement zwischen Tretkurbelantrieb und Elektroantrieb wie zu den anderen Ausführungsbeispielen geschildert ausgeführt sein. In Ausführungen ohne Drehmomentsensor wird das Drehmoment des Elektromotors 10 dem Drehmoment der Tretkurbelwelle 2 entweder stets überlagert, oder es kann auch für den Benutzer ein Schalter vorgesehen sein, so dass der Benutzer den Elektromotor 10 entweder ausschaltet oder einschaltet, je nach Wunsch.The pedal drive of the 12 can also be a torque sensor, for example, the torque sensor explained above, be supplemented. If a torque sensor is present, the torque management between crank drive and electric drive can be configured as described for the other embodiments. In versions without a torque sensor, the torque of the electric motor 10 the torque of the crankshaft 2 either always superimposed, or it can also be provided for the user a switch, so that the user the electric motor 10 either turns off or on, as desired.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Tretkurbel, PedaleCrank, pedals
22
Tretkurbel, TretkurbelwelleCrankset, crankshaft
2a2a
Axialabschnittaxial
2b2 B
Axialabschnittaxial
33
Kurbelritzelcrank sprocket
44
Zugmitteltraction means
55
Abtriebsritzeloutput pinion
66
Motorritzelpinion
77
Umlenkradguide wheel
88th
Tretlagergehäusebottom bracket
8a8a
RahmenunterteilFrame bottom
8b8b
Sattelrohrseat tube
8c8c
Energiequelleenergy
99
Motorgehäusemotor housing
1010
Elektromotorelectric motor
1111
Statorstator
11a11a
Statorträgerstator
11b11b
Befestigungselementfastener
11c11c
Statorhohlraumstator cavity
1212
Rotorrotor
1313
Polringpole ring
1414
RückschlussringReturn ring
1515
Verbindungsstrukturconnecting structure
1616
Motorwellemotor shaft
1717
Drehlagerpivot bearing
1818
Drehlagerpivot bearing
1919
Freilauffreewheel
2020
Rotorwellerotor shaft
2121
Drehlagerpivot bearing
2222
Drehlagerpivot bearing
2323
Freilauffreewheel
23i23i
FreilaufeinheitenFreewheel units
2424
2525
Steuerungs-BedieneinheitControl operating unit
2626
2727
erstes Drehlagerfirst pivot bearing
2828
zweites Drehlagersecond pivot bearing
2929
3030
LagerschalenstrukturBearing shell structure
3131
Lagerschalebearing shell
3232
Lagerschalebearing shell
3333
Trägerschalesupport tray
3434
Dichtringseal
3535
Übertragungsstrukturtransmission structure
35a35a
Torsionsabschnitttorsion
35b35b
Lagerabschnittbearing section
3636
Antriebsendedrive end
3737
Abtriebsendeoutput end
3838
Freilauffreewheel
3939
Distanzringspacer
4040
Sensorsensor
4141
Eingangsglied, SpuleInput member, coil
41a41a
Jochyoke
41b41b
Wicklungwinding
4242
Ausgangsglied, SpuleOutput element, coil
42a42a
Jochyoke
42b42b
Wicklungwinding
4343
Polgliedpole member
4444
Polgliedpole member
4545
Polpole
47'47 '
Polhülsepole sleeve
4646
Gegenpolantithesis
46'46 '
GegenpolhülseGegenpolhülse
4747
Isolatorinsulator
47'47 '
Isolatorhülseinsulator sleeve
4848
Magnetfeldelementmagnetic element
4949
Lückegap
5050
5151
Trägerhülsesupport sleeve
5252
Trägerhülsesupport sleeve
53–5953-59
6060
Getriebetransmission
6161
Gestellglied, SonnenradFrame link, sun gear
6262
Abtriebsglied, HohlradOutput member, ring gear
6363
Planetenradplanet
6464
Antriebsglied, PlanetenträgerDrive member, planet carrier
6565
Drehlagerpivot bearing
R2 R 2
Tretkurbelachsecrank axle
R10 R 10
Motorachsemotor axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0743238 A1 [0002, 0026] EP 0743238 A1 [0002, 0026]
  • JP 2007-7176221 A [0003] JP 2007-7176221 A [0003]
  • WO 99/30960 A2 [0004, 0026] WO 99/30960 A2 [0004, 0026]
  • JP 2007176221 A [0026] JP 2007176221 A [0026]

Claims (10)

Antrieb für ein Radfahrzeug, der Antrieb umfassend a) eine Tretkurbel (1, 2) zur Umwandlung von Muskelkraft in Drehmoment, b) ein Kurbelritzel (3), das zur Übertragung des Drehmoments der Tretkurbel (1, 2) mit einem Zugmittel (4) in einem Eingriff ist, c) einen Elektromotor (10) mit einem Stator (11) und einem Rotor (12), d) ein Motorritzel (5), das zur Übertragung des Drehmoments des Elektromotors (10) mit dem gleichen Zugmittel (4) oder einem optionalen anderen Übertragungsmittel, vorzugsweise weiteren Zugmittel, in einem Eingriff ist, e) wobei der Elektromotor (10) ein Außenläufermotor ist.Drive for a wheeled vehicle, the drive comprising a) a pedal ( 1 . 2 ) for converting muscle power into torque, b) a crank pinion ( 3 ), which is used to transmit the torque of the pedal ( 1 . 2 ) with a traction means ( 4 ) is engaged, c) an electric motor ( 10 ) with a stator ( 11 ) and a rotor ( 12 ), d) a motor pinion ( 5 ), which is used to transmit the torque of the electric motor ( 10 ) with the same traction means ( 4 ) or an optional other transmission means, preferably further traction means, in an engagement, e) the electric motor ( 10 ) is an external rotor motor. Antrieb nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment der Tretkurbel (1, 2) und das Drehmoment des Elektromotors (10) auf ein gemeinsames Abtriebsglied, vorzugsweise das Zugmittel (4) des Kurbelritzels (3), übertragen werden und die Tretkurbel (1, 2) zur Übersetzung der Tretkurbeldrehzahl ins Schnelle über ein dem Zugmittel (4) oder dem optionalen anderen Übertragungsmittel vor- oder nachgeordnetes Übersetzungsgetriebe (60) mit dem gemeinsamen Abtriebsglied (4), vorzugsweise mit dem Kurbelritzel (3), gekoppelt ist.Drive according to the preceding claim, characterized in that the torque of the pedal crank ( 1 . 2 ) and the torque of the electric motor ( 10 ) on a common output member, preferably the traction means ( 4 ) of the crank pinion ( 3 ), and the pedal ( 1 . 2 ) for the translation of the pedal crank speed into the fast over a the traction means ( 4 ) or the optional other transmission means upstream or downstream transmission gear ( 60 ) with the common output member ( 4 ), preferably with the crank pinion ( 3 ) is coupled. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment der Tretkurbel (1, 2) über ein Übersetzungsgetriebe (60) auf ein Abtriebsglied (4) übertragen wird und das Drehmoment der Tretkurbel (1, 2) und das Drehmoment des Elektromotors (10) vorzugsweise auf diesem Abtriebsglied (4) überlagert werden, wobei das Übersetzungsgetriebe (60) vorzugsweise ein zu einer Tretkurbelwelle (2) koaxiales Planetengetriebe ist.Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the torque of the pedal crank ( 1 . 2 ) via a transmission gear ( 60 ) on a driven member ( 4 ) and the torque of the pedal ( 1 . 2 ) and the torque of the electric motor ( 10 ) preferably on this output member ( 4 ) are superimposed, wherein the transmission gear ( 60 ) preferably to a pedal crankshaft ( 2 ) is coaxial planetary gear. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment des Elektromotors (10) über eine mit dem Rotor (12) koaxiale Motorwelle (16) und einen Freilauf (19; 23) nur in eine durch den Freilauf (19; 23) vorgegebene Antriebsrichtung auf das Motorritzel (6) übertragbar ist und der Freilauf (19; 23) das Motorritzel (6) in eine gegen die Antriebsrichtung weisende Drehrichtung von dem Rotor (12) entkoppelt, wobei der Rotor (12) bei der Übertragung des Drehmoments des Elektromotors (10) über den Freilauf (23) vorzugsweise mit der Motorwelle (16) verbunden ist.Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the torque of the electric motor ( 10 ) via one with the rotor ( 12 ) coaxial motor shaft ( 16 ) and a freewheel ( 19 ; 23 ) only in one by the freewheel ( 19 ; 23 ) predetermined drive direction to the motor pinion ( 6 ) is transferable and the freewheel ( 19 ; 23 ) the motor pinion ( 6 ) in a direction of rotation facing the drive direction of the rotor ( 12 ) decoupled, wherein the rotor ( 12 ) in the transmission of the torque of the electric motor ( 10 ) over the freewheel ( 23 ) preferably with the motor shaft ( 16 ) connected is. Antrieb nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (23) zumindest mit einem Teilabschnitt, vorzugsweise im Ganzen, in einem zentralen Hohlraum (11c) des Stators (11) angeordnet ist.Drive according to the preceding claim, characterized in that the freewheel ( 23 ) at least with a partial section, preferably as a whole, in a central cavity ( 11c ) of the stator ( 11 ) is arranged. Antrieb nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (16) und die Rotorwelle (20) konzentrisch sind, vorzugsweise die Rotorwelle (20) die Motorwelle (16) umgibt, wobei wenigstens eines der folgenden Merkmale verwirklicht ist: – der Freilauf (23) ist zumindest mit einem Teilabschnitt, vorzugsweise gänzlich, in einem Ringspalt zwischen der Motorwelle (16) und der Rotorwelle (20) angeordnet; – der Freilauf (19; 23) ist ein Hülsenfreilauf, der vorzugsweise mehrere separate, axial nebeneinander angeordnete Hülsenfreilaufeinheiten (23i) aufweist.Drive according to one of the two preceding claims, characterized in that the motor shaft ( 16 ) and the rotor shaft ( 20 ) are concentric, preferably the rotor shaft ( 20 ) the motor shaft ( 16 ), wherein at least one of the following features is realized: - the freewheel ( 23 ) is at least with a partial section, preferably entirely, in an annular gap between the motor shaft ( 16 ) and the rotor shaft ( 20 ) arranged; - the freewheel ( 19 ; 23 ) is a sleeve freewheel, preferably a plurality of separate, axially juxtaposed sleeve freewheel units ( 23i ) having. Antrieb nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche und wenigstens einem der folgenden Merkmale: – der Freilauf (23) ist zwischen einem linken Drehlager (21) und einem rechten Drehlager (22) der Motorwelle (16) angeordnet; – der Freilauf (23) ist axial von dem Motorritzel (6) beabstandet angeordnet; – ein Drehlager (22) der Motorwelle (16) ist axial zwischen dem Motorritzel (6) und dem Freilauf (23) angeordnet.Drive according to one of the three preceding claims and at least one of the following features: - the freewheel ( 23 ) is between a left pivot bearing ( 21 ) and a right pivot bearing ( 22 ) of the motor shaft ( 16 ) arranged; - the freewheel ( 23 ) is axially from the motor pinion ( 6 ) spaced; - a pivot bearing ( 22 ) of the motor shaft ( 16 ) is axially between the motor pinion ( 6 ) and the freewheel ( 23 ) arranged. Antrieb nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (10) eine mit dem Rotor (12) koaxiale Motorwelle (16) aufweist, über die das Drehmoment des Elektromotors (10) auf das Motorritzel (6) übertragbar ist, und die Motorwelle (16) über den Freilauf (19) mit dem Motorritzel (6) oder bezüglich beider Drehrichtungen verdrehgesichert mit dem Rotor (12) verbunden ist.Drive according to one of the four preceding claims, characterized in that the electric motor ( 10 ) one with the rotor ( 12 ) coaxial motor shaft ( 16 ), via which the torque of the electric motor ( 10 ) on the motor pinion ( 6 ) is transferable, and the motor shaft ( 16 ) over the freewheel ( 19 ) with the motor pinion ( 6 ) or with respect to both directions of rotation against rotation with the rotor ( 12 ) connected is. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorritzel (5) koaxial mit dem Rotor (12) angeordnet und bei der Übertragung des Drehmoments des Elektromotors (10) verdrehgesichert mit dem Rotor (12) verbunden ist.Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the motor pinion ( 5 ) coaxial with the rotor ( 12 ) and in the transmission of the torque of the electric motor ( 10 ) against rotation with the rotor ( 12 ) connected is. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (10) eine mit dem Rotor (12) koaxiale Motorwelle (16) aufweist, über die das Drehmoment des Elektromotors (10) auf das Motorritzel (6) übertragbar ist, und die Motorwelle (16) sich zumindest in, vorzugsweise durch den Stator (11) erstreckt, wobei vorzugsweise ferner wenigstens eines der folgenden Merkmale verwirklicht ist: – der Rotor (12) leitet das Drehmoment des Elektromotors (10) an der dem Motorritzel (6) gegenüberliegenden Seite des Stators (11) in eine mit dem Rotor (12) drehmomentfest verbundene Rotorwelle (16; 20) ein; – der Rotor (12) weist einen den Stator (11) umgebenden Rotorring (13, 14), eine Rotorwelle (16; 20) und eine Verbindungsstruktur (15) auf, die den Rotorring (13, 14) verdrehgesichert mit der Rotorwelle (16; 20) verbindet, wobei das Motorritzel (6) und die Verbindungsstruktur (15) axial an unterschiedlichen Seiten des Stators (11) angeordnet sind; – wenigstens ein Drehlager (17) der Motorwelle (16) ist in einem zentralen Hohlraum (11c) des Stators (11) angeordnet; – die Motorwelle (16) ist mittels eines linken Drehlagers (17) und eines rechten Drehlagers (18) relativ zum Stator (11) drehbar gelagert und eines dieser Drehlager (17, 18) ist in einem zentralen Hohlraum (11c) des Stators (11) und das andere axial außerhalb des Stators (11) angeordnet.Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor ( 10 ) one with the rotor ( 12 ) coaxial motor shaft ( 16 ), via which the torque of the electric motor ( 10 ) on the motor pinion ( 6 ) is transferable, and the motor shaft ( 16 ) at least in, preferably by the stator ( 11 ), wherein preferably at least one of the following features is realized: - the rotor ( 12 ) conducts the torque of the electric motor ( 10 ) at the motor pinion ( 6 ) opposite side of the stator ( 11 ) in one with the rotor ( 12 ) torque-locked rotor shaft ( 16 ; 20 ) one; - the rotor ( 12 ) has a stator ( 11 ) surrounding rotor ring ( 13 . 14 ), a rotor shaft ( 16 ; 20 ) and a connection structure ( 15 ), which the rotor ring ( 13 . 14 ) against rotation with the rotor shaft ( 16 ; 20 ), wherein the motor pinion ( 6 ) and the connection structure ( 15 ) axially on different sides of the stator ( 11 ) are arranged; - at least one pivot bearing ( 17 ) of the motor shaft ( 16 ) is in a central cavity ( 11c ) of the stator ( 11 ) arranged; - the motor shaft ( 16 ) is by means of a left pivot bearing ( 17 ) and a right pivot bearing ( 18 ) relative to the stator ( 11 ) rotatably mounted and one of these pivot bearing ( 17 . 18 ) is in a central cavity ( 11c ) of the stator ( 11 ) and the other axially outside the stator ( 11 ) arranged.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT512086A1 (en) * 2011-11-10 2013-05-15 Bionx Europ Gmbh Powered vehicle with auxiliary engine and transmission and drive unit therefor
EP2695805A1 (en) * 2012-08-10 2014-02-12 J.D Components Co., Ltd. Pedal pressure sensing mechanism at the crank spindle for electric bicycle

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0743238A1 (en) 1995-05-17 1996-11-20 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Pedaling force detecting device of a motor assisted bicycle
WO1999030960A2 (en) 1997-12-12 1999-06-24 Bktech Ag Drive mechanism and torque sensor, and method for the production thereof
JP2007176221A (en) 2005-12-27 2007-07-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor unit and electric bicycle using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0743238A1 (en) 1995-05-17 1996-11-20 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Pedaling force detecting device of a motor assisted bicycle
WO1999030960A2 (en) 1997-12-12 1999-06-24 Bktech Ag Drive mechanism and torque sensor, and method for the production thereof
JP2007176221A (en) 2005-12-27 2007-07-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor unit and electric bicycle using the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT512086A1 (en) * 2011-11-10 2013-05-15 Bionx Europ Gmbh Powered vehicle with auxiliary engine and transmission and drive unit therefor
EP2695805A1 (en) * 2012-08-10 2014-02-12 J.D Components Co., Ltd. Pedal pressure sensing mechanism at the crank spindle for electric bicycle

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