Titel

Anordnung zur Erfassung einer Lagerkraft eines Tretlagers eines mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeugs

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung eines Elektrofahrrads, ein die Antriebsanordnung umfassendes Elektrofahrrad, und ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung.

Bekannt sind Antriebsanordnungen von mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeugen, wie Elektrofahrrädern, welche eine Antriebseinheit aufweisen, die ein Motormoment zur Unterstützung einer Tretkraft eines Fahrers des Fahrzeugs erzeugen kann. Üblicherweise erfolgt dabei die Erzeugung des Motormoments in Abhängigkeit eines durch die Muskelkraft des Fahrers erzeugten Fahrermoments. Hierfür ist eine Erfassung des Wertes des momentan erzeugten Fahrermoments erforderlich, beispielsweise mittels einer entsprechenden Sensorik. Bekannt ist beispielsweise auch, dass basierend auf einer Lagerkraft an einem Tretlager des Elektrofahrrads Aufschluss auf eine durch einen Fahrer auf den Kurbetrieb ausgeübte Kraft gewonnen werden kann, und dass basierend darauf eine Betätigung der Antriebseinheit erfolgt. Ein derartiges System ist beispielsweise in DE 102010 001 775 A1 gezeigt.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 zeichnet sich demgegenüber dadurch aus, dass auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine Lagerkraft an einem Tretlager eines mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeugs präzise bestimmt werden kann. Zudem kann beispielsweise eine einfache Bestimmung der Lagerkraft unabhängig von einer Orientierung einer Antriebseinheit, beispielsweise an einem Fahrradrahmen eines Elektrofahrrads, ermöglicht werden. Basierend auf der so bestimmten Lagerkraft können vorteilhafterweise weitere Funktionen einer Antriebsanordnung effizient und kostengünstig bereitgestellt werden. Dies wird erreicht durch eine Anordnung zur Erfassung einer Lagerkraft eines Tretlagers eines mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeugs, umfassend ein Tretlager, eine Lageraufnahme, welche das Tretlager zumindest teilweise ringförmig umgreift, einen Lagerkraftsensor, und eine Erfassungseinheit. Insbesondere umgreift die Lageraufnahme das Tretlager im Wesentlichen vollständig, vorzugsweise bis auf einen vorbestimmten Spaltbereich. Die Lageraufnahme ist insbesondere eingerichtet zur Halterung des Tretlagers. Beispielsweise kann die Lageraufnahme als Lagerschale ausgebildet sein. An der Lageraufnahme dabei ein, insbesondere einseitig, in radialer Richtung biegbarer Biegebalken ausgebildet ist. Der Lagerkraftsensor ist dabei eingerichtet, um eine Verformung, das heißt insbesondere ein Biegen, des Biegebalkens zu erfassen. Die Erfassungseinheit ist zudem eingerichtet, um basierend auf der mittels des Lagerkraftsensors erfassten Verformung des Biegebalkens eine Lagerkraft am Tretlager zu erfassen. Als Lagerkraft wird dabei insbesondere eine gesamte resultierende Kraft im Bereich des Tretlagers angesehen, welche beispielsweise aufgrund eines Motormoments und/oder eines Fahrerdrehmoments auftritt. Besonders bevorzugt ist die Erfassungseinheit eingerichtet, um basierend auf der erfassten Verformung des Biegebalkens eine Lagerkraft-Richtung und einen Lagerkraft-Betrag der Lagerkraft am Tretlager zu ermitteln.

Mit anderen Worten wird eine Anordnung bereitgestellt, welche am Tretlager eine Lageraufnahme aufweist, an der ein zumindest teilweise nachgiebiger Bereich in Form des Biegebalkens vorgesehen ist. Dadurch werden die mechanischen Belastungen, die am Tretlager wirken, vom Tretlager auf den Biegebalken übertragen, wodurch dieser sich verformen kann. Insbesondere ist der Biegebalken dabei einseitig in radialer Richtung frei beweglich ausgebildet. Diese Verformung kann mittels des Lagerkraftsensors erfasst werden. Durch Auswertung der Messwerte des Lagerkraftsensors mittels der Erfassungseinheit kann daraufhin die am Tretlager wirkende Lagerkraft ermittelt werden. Beispielsweise kann der Zusammenhang zwischen Verformung und Lagerkraft basierend auf vorbekannten geometrischen und mechanischen Eigenschaften von Lageraufnahme und Tretlager ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Lagerkraft basierend auf einer Kalibrierung des Systems bestimmbar sein.

Als Lagerkraftsensor können dabei vielfältige Arten an Sensoren verwendet werden, welche geeignet sind, Verformungen des Biegebalkens zu erfassen. Beispielsweise können die Verformungen direkt und/oder indirekt basierend auf wirkenden Kräften am Biegebalken erfasst werden.

Die Anordnung bietet somit den Vorteil, dass mittels eines besonders einfachen und kostengünstigen sowie platzsparenden Aufbaus die Lagerkraft am Tretlager erfasst werden kann. Durch die Verwendung des Biegebalkens kann dabei ein besonders feinfühliger Aufbau bereitgestellt werden. Insbesondere da ein Ende des Biegebalkens frei beweglich ausgebildet ist können beispielsweise bereits kleine Lagerkräfte zu Verformungen des Biegebalkens führen, die einfach und präzise erfassbar sind. Dadurch können insbesondere kleine Lagerkräfte sehr präzise ermittelt werden. Dies bietet in der Anwendung an einem Elektrofahrrad den Vorteil, dass beispielsweise kleine Drehmomentwerte präzise und feinfühlig erfasst werden können, wodurch beispielsweise eine besonders genaue vom Fahrerdrehmoment abhängige Ansteuerung einer Antriebseinheit ermöglicht werden kann.

Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Vorzugsweise ist ein Teilbereich der Lageraufnahme als der in radiale Richtung biegbare Biegebalken ausgebildet. Das heißt, der Biegebalken ist integraler Bestandteil der Lageraufnahme selbst. Damit kann eine besonders einfache Konstruktion der Anordnung bereitgestellt werden.

Bevorzugt weist die Lageraufnahme einen, insbesondere radialen, Schlitz auf. Der Biegebalken grenzt dabei an den Schlitz an. Mit anderen Worten ist der Biegebalken derart durch einen Teilbereich der Lageraufnahme ausgebildet, dass die Lageraufnahme geschlitzt ausgebildet ist, wobei ein frei bewegliches Ende, das an den Schlitz angrenzt, einem frei beweglichen Ende des Biegebalkens entspricht. Dadurch kann auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine Konstruktion bereitgestellt werden, die die vorteilhaften Eigenschaften des feinfühligen Biegebalkens ermöglicht.

Besonders bevorzugt weist die Lageraufnahme zwei Biegebalken und jeweils einen Lagerkraftsensor pro Biegebalken auf. Vorzugsweise sind die beiden Biegebalken symmetrisch bezüglich des Schlitzes ausgebildet, und weisen vorzugsweise identische geometrische Eigenschaften auf. Dadurch kann eine besonders präzise Erfassung der Lagerkraft ermöglicht werden. Für eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung können die beiden Lagerkraftsensoren vorzugsweise baugleich sein. Vorzugsweise sind die beiden Lagerkraftsensoren in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet angeordnet, um Lagerkräfte in unterschiedlichen Richtungen erfassen zu können. Bevorzugt ist jeder der beiden Lagerkraftsensoren so ausgebildet und angeordnet, um jeweils eine Kraft in tangentialer Richtung bezüglich einer Welle, zum Beispiel einer Tretwelle, Kurbelwelle, Abtriebswelle oder dergleichen, zu erfassen. Dadurch kann eine besonders einfache und platzsparende Anordnung bereitgestellt werden, welche zudem eine zuverlässige Bestimmung einer Lagerkraft-Richtung und eines Lagerkraft-Betrags der gesamten resultierenden Lagerkraft ermöglicht.

Vorzugsweise umfasst die Anordnung ferner einen Anschlag, der eine Bewegung des Biegebalkens in radialer Richtung begrenzt. Insbesondere begrenzt der Anschlag eine maximale Auslenkung in radialer Richtung eines freien Endes des Biegebalkens. Damit kann mittels einer einfachen und kostengünstigen Konstruktion eine besonders hohe mechanische Robustheit der Anordnung bereitgestellt werden. Insbesondere kann durch den Anschlag die Verformbarkeit des Biegebalkens auf ein maximales Maß begrenzt werden. Dadurch können beispielsweise Beschädigungen der Lageraufnahme vermieden werden. Zudem wird eine robuste und zuverlässig genaue Positionierung des Tretlagers mittels der Lageraufnahme sichergestellt. Ferner bietet sich durch den Anschlag der Vorteil, dass der Biegebalken optimal für eine eindeutig und leicht erfassbare Verformbarkeit in einem bestimmten Lagerkraft-Bereich ausgelegt werden kann. So kann beispielsweise für eine besonders feinfühlige Erfassung eine leichte Verformbarkeit des Biegebalkens bei niedrigen Lagerkräften vorgesehen sein, wobei durch den Anschlag zu große Verformungen verhindert werden. Weiter bevorzugt ist der Anschlag derart angeordnet, dass im unbelasteten Zustand des Tretlagers ein vorbestimmter Luftspalt zwischen einem freien Ende des Biegebalkens und dem Anschlag ausgebildet ist. Bevorzugt beträgt der Luftspalt im unbelasteten Zustand maximal 0,1 mm. Durch den Luftspalt liegt somit bis zum Erreichen des Anschlags eine freie Verformbarkeit des Biegebalkens vor, sodass die darauf basierende Erfassung der Lagerkraft besonders präzise ermöglicht werden kann. Der Luftspalt kann beispielsweise bei der Montage der Anordnung durch entsprechende Ausrichtung des Anschlags auf besonders einfache Weise eingestellt werden.

Bevorzugt umfasst die Anordnung ferner ein Gehäuse. Die Lageraufnahme weist dabei einen Befestigungsbereich auf, der am Gehäuse, insbesondere unbeweglich fixiert ist. Das Gehäuse kann beispielsweise ein Gehäuse einer Antriebseinheit sein. Durch die Fixierung der Lageraufnahme am Gehäuse wird eine genaue, und insbesondere unbewegliche, Halterung des Tretlagers relativ zum Gehäuse bereitgestellt. Der Befestigungsbereich kann beispielsweise ein Abschnitt der Lageraufnahme sein, der entlang der Umfangsrichtung mindestens ein Drittel, vorzugsweise mindestens die Hälfte, bevorzugt maximal dreiviertel, des gesamten Rings der Lageraufnahme entspricht.

Vorzugsweise ist der Befestigungsbereich mittels einer Schraubverbindung am Gehäuse fixiert. Insbesondere umfasst die Schraubverbindung mehrere um den Umfang der Lageraufnahme verteilte Schrauben. Alternativ oder zusätzlich bevorzugt ist der Befestigungsbereich mittels einer Schweißverbindung und/oder mittels einer Klebeverbindung und/oder mittels einer Pressverbindung am Gehäuse fixiert. Vorzugsweise ist die Schweißverbindung und/oder Klebeverbindung vollflächig am Befestigungsbereich ausgebildet, um eine besonders robuste Fixierung bereitzustellen.

Weiter bevorzugt umfasst die Anordnung ferner ein Befestigungselement, mittels welchem der Befestigungsbereich am Gehäuse fixiert ist. Das heißt, die Lageraufnahme ist mittels des Befestigungselements direkt oder indirekt am Gehäuse fixiert. Dadurch kann eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung und Montage der Anordnung bereitgestellt werden, beispielsweise da eine präzise Ausrichtung von Lageraufnahme und Befestigungselement separat vom Gehäuse ermöglicht wird. Besonders bevorzugt ist das Befestigungselement als Scheibe ausgebildet, welche bevorzugt kreisrund ist. Das Befestigungselement ist dabei, insbesondere gemeinsam mit der Lageraufnahme, in einer Aussparung des Gehäuses angeordnet. Vorzugsweise weist die Aussparung eine Innengeometrie auf, welche einer Außengeometrie des Befestigungselements entspricht. Dadurch kann eine besonders einfache und kostengünstige Konstruktion und Montage der Anordnung ermöglicht werden. Beispielsweise können dabei Aussparung und Befestigungselement einfach und präzise herzustellende Geometrien aufweisen.

Vorzugsweise ist der Befestigungsbereich als zumindest ein Teil eines Außenumfangs der Lageraufnahme gebildet. Das heißt, insbesondere wird die Lageraufnahme dadurch am Gehäuse fixiert, dass der Außenumfang der Lageraufnahme zumindest teilweise am Gehäuse direkt fixiert ist, vorzugsweise mittels einer Pressverbindung zwischen dem Außenumfang und dem Gehäuse. Dadurch kann eine besonders einfache, leichtgewichtige und kostengünstige Konstruktion der Anordnung bereitgestellt werden. Zudem kann eine besonders hohe Lagegenauigkeit der Lageraufnahme und damit des Tretlagers bereitgestellt werden, da beispielsweise die Aussparung im Gehäuse auf einfache und kostengünstige Weise mit hoher Genauigkeit gefertigt werden kann. Besonders vorteilhaft ist dies möglich, wenn es sich bei dem Gehäuse um ein Tiefziehbauteil handelt, vorzugsweise um ein Blechgehäuse, bei dem die Aussparung durch Tiefziehen hergestellt ist.

Bevorzugt ist die Lageraufnahme in einer Aussparung des Gehäuses angeordnet. Dabei ist eine radial äußere Außenabmessung des freien Endes des Biegebalkens um ein vorbestimmtes Spaltmaß kleiner als eine Innenabmessung der Aussparung des Gehäuses. Mit anderen Worten ist die radial äußere Außenabmessung des freien Endes des Biegebalkens um das vorbestimmte Spaltmaß gegenüber der, vorzugsweise kreisrunden, Außenkontur des Befestigungselements zurückgesetzt. Vorzugsweise beträgt das Spaltmaß maximal 0,5 mm, vorzugsweise maximal 0,2 mm, insbesondere mindestens 0,01 mm. Dadurch bildet das Gehäuse einen Anschlag für den Biegebalken, insbesondere ohne dass ein separates Bauteil für den Anschlag erforderlich ist. Somit kann eine besonders einfache und kostengünstige Konstruktion mit wenigen Bauteilen bereitgestellt werden. Bevorzugt ist am freien Ende des Biegebalkens dabei ein Anschlagsbereich vorgesehen, wobei zwischen dem Anschlagsbereich und dem Gehäuse das Spaltmaß vorgesehen ist. Vorzugsweise liegt zwischen einem restlichen Bereich des Biegebalkens und der Aussparung ein Spalt vor, der größer als das Spaltmaß ist, sodass insbesondere eine freie Beweglichkeit des Biegebalkens möglich ist, und ein Anliegen des Biegebalkens ausschließlich am Anschlagsbereich auftritt.

Vorzugsweise weist die Lageraufnahme einen Haltebereich auf. Zumindest ein Teilbereich des Haltebereichs und eine Berandung der Aussparung des Gehäuses sind dabei derart ausgebildet, dass der Teilbereich des Haltebereichs und die Berandung der Aussparung sich in radialer Richtung hinterschneiden. Der Haltebereich ist dabei zudem auf einer dem freien Ende des Biegebalkens abgewandten Seite der Lageraufnahme angeordnet. Mit anderen Worten ist die Lageraufnahme so ausgebildet, dass das freie Ende des Biegebalkens und der Haltebereich an gegenüberliegenden Seiten der Lageraufnahme angeordnet sind. Dabei liegt der Haltebereich so am Gehäuse an, dass die Position der Lageraufnahme, insbesondere entlang einer Richtung, die sich beispielsweise vom freien Ende zum Haltebereich erstreckt, genau definiert relativ zum Lager gehalten wird. Dadurch wird besonders zuverlässig sichergestellt, dass das vorbestimmte Spaltmaß zwischen Innenabmessung der Aussparung und freiem Ende des Biegebalkens präzise eingehalten wird. Zudem kann bei der Fertigung auf einfache und kostengünstige Weise das Spaltmaß mit niedrigen Toleranzen besonders zuverlässig sichergestellt werden. Der Haltebereich kann beispielsweise einen von einem ringförmigen Grundbereich der Lageraufnahme zumindest radial nach außen vorstehenden Bereich und einen von diesem in tangentialer Richtung vorstehenden Bereich aufweisen.

Besonders bevorzugt ist der Haltebereich ringförmig ausgebildet, und steht im Wesentlichen vollständig in Kontakt mit der Berandung der Aussparung. Insbesondere weist die gesamte Lageraufnahme somit zwei ringförmige Teilbereiche auf, welche in radialer Richtung nebeneinander angeordnet sind, wobei diese an einer Verbindungsstelle zu einem einstückigen Bauteil miteinander verbunden sind. Beispielsweise kann die Lageraufnahme somit in Form einer „8“ ausgebildet sein. Insbesondere bildet die Verbindungsstelle dabei eine Verengung des Außenumfangs der Lageraufnahme, wodurch die Hinterschneidung mit dem Gehäuse bereitgestellt werden kann, um die genau definierte relative Anordnung zu ermöglichen. Dadurch kann bei besonders einfacher und kostengünstiger Konstruktion und Herstellbarkeit eine optimale Lagetoleranz bereitgestellt werden.

Vorzugsweise ist der Haltebereich als Lagersitz für ein weiteres Lager ausgebildet. Mit anderen Worten ist der Haltebereich ausgebildet zur Aufnahme eines weiteren Lagers, wie beispielsweise eines Lagers einer Welle eines Getriebes, vorzugsweise einer Zwischenwelle, beispielsweise eines mehrstufigen Getriebes. Damit können mit wenigen Bauteilen auf einfache und kostengünstige Weise mehrere Funktionen gleichzeitig erfüllt werden.

Vorzugsweise weist der Lagerkraftsensor einen Dehnmessstreifen auf. Beispielsweise durch Anbringen eines Dehnmessstreifen am Biegebalken kann dessen Verformung besonders einfach erfasst werden. Durch den Dehnmessstreifen kann beispielsweise eine Dehnung und/oder Stauchung und basierend darauf die Verformung, und beispielsweise auch eine mechanische Kraft am Biegebalken ermittelt werden.

Alternativ oder zusätzlich bevorzugt weist der Lagerkraftsensor ein Piezoelement auf. Dadurch kann, ähnlich einem Dehnmessstreifen, auf besonders einfache und platzsparende Weise sowie kostengünstig eine Verformung und/oder eine momentan wirkende Kraft am Biegebalken ermittelt werden.

Alternativ oder zusätzlich bevorzugt weist der Lagerkraftsensor einen Magnetsensor auf. Beispielsweise kann der Magnetsensor ein Hall-Sensor sein, insbesondere mittels welchem direkt eine relative Lageänderung eines Teilbereichs des Biegebalkens zu einem weiteren Bauteil, wie beispielsweise dem Gehäuse auf einfache Weise und besonders präzise erfasst werden kann.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Antriebsanordnung eines mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrrads, umfassend einen Kurbeltrieb, welcher Kurbeln, eine Welle, zum Beispiel eine Tretwelle, und zwei Tretlager zur Lagerung der Welle aufweist. Zudem umfasst die Antriebsanordnung ein Abtriebselement, welches mit der Welle verbunden ist, und eine Antriebseinheit, welche eingerichtet ist, ein Motormoment zur Unterstützung eines durch einen Fahrer, insbesondere mittels Muskelkraft, erzeugten Fahrerdrehmoments bereitzustellen. Vorzugsweise kann als Abtriebselement ein Kettenblatt vorgesehen sein. Alternativ bevorzugt kann ein anderes Abtriebselement vorgesehen sein, dass eingerichtet ist zur Verbindung mit einem Übertragungselement, um eine Drehmomentübertragung von der Welle an ein Antriebsrad des Fahrzeugs zu ermöglichen. Die Welle ist dabei innerhalb der Antriebseinheit mittels der beiden Tretlager gelagert. Ferner umfasst die Antriebsanordnung die oben beschriebene Anordnung zur Erfassung einer Lagerkraft an einem der beiden Tretlager. Der Lagerkraftsensor ist dabei in axialer Richtung der Welle auf Höhe des Abtriebs-seitig angeordneten Tretlagers angeordnet. Mit anderen Worten wird eine Antriebsanordnung bereitgestellt, welche im Bereich desjenigen der beiden Tretlager, welches näher am Abtriebselement angeordnet ist, den Lagerkraftsensor aufweist. Bevorzugt ist das Abtriebselement drehfest mit der Welle verbunden. Insbesondere ist die Welle dabei einteilig ausgebildet. Durch die Lagerkraftbestimmung mittels des Lagerkraftsensors ergibt sich dabei der Vorteil, dass die Welle somit besonders einfach und kostengünstig ausgebildet werden kann, wobei dennoch eine zuverlässige Bestimmung der für die Betätigung der Antriebseinheit verwendeten Kräfte möglich ist.

Bevorzugt weist die Lageraufnahme den Haltebereich auf, welcher ringförmig ausgebildet ist. Zudem umfasst die Antriebsanordnung ferner ein Getriebe mit einer Zwischenwelle und mit einem Zwischenwellenlager. Beispielsweise kann das Getriebe dabei als mehrstufiges Getriebe, insbesondere als Stirnradgetriebe, ausgebildet sein. Der Haltebereich der Lageraufnahme bildet dabei einen Lagersitz des Zwischenwellenlagers. Das heißt, das Zwischenwellenlager wird durch den Haltebereich definiert am Gehäuse gehalten. Dadurch kann bei besonders einfacher und kostengünstiger Konstruktion und Herstellbarkeit mit wenigen Bauteilen eine leichtgewichtige Antriebsanordnung bereitgestellt werden, bei der besonders geringe Toleranzen bei der Anordnung der Lager und Wellen eingehalten werden können.

Ferner führt die Erfindung zu einem mit Muskelkraft und/oder Motorkraft betreibbaren Fahrzeug, insbesondere einem Elektrofahrrad, das die beschriebene Antriebsanordnung umfasst. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer der oben beschriebenen Antriebsanordnung. Das Verfahren umfasst die Schritte:

- Ermitteln einer Verformung des Biegebalkens, und

- Ermitteln einer Lagerkraft-Richtung und eines Lagerkraft-Betrags einer resultierenden Lagerkraft am Abtriebs-seitigen Tretlager basierend auf der ermittelten Verformung. Das Verfahren zeichnet sich dabei durch eine besonders einfache und kostengünstige Durchführbarkeit aus, wobei präzise Ergebnisse für die Lagerkraft-Richtung und den Lagerkraft-Betrag am Abtriebs-seitigen Tretlager ermittelt werden können.

Bevorzugt umfasst das Verfahren ferner den Schritt: Ermitteln einer Abtriebskraft an dem Abtriebselement basierend auf der Lagerkraft-Richtung und dem Lagerkraft-Betrag der Lagerkraft. Als Abtriebs kraft wird dabei eine von einem Übertragungselement, wie beispielswiese einer Fahrradkette, auf das Abtriebselement ausgeübte Kraft angesehen, insbesondere während eines Betriebs des Elektrofahrrads. Vorzugsweise liegt die Abtriebskraft an einem Außenumfang des Kettenblatts und in einer vorbestimmten Richtung, entlang welcher sich die Fahrradkette, beispielsweise zu einem Hinterrad, erstreckt, vor. Bevorzugt erfolgt das Ermitteln der Abtriebskraft zusätzlich basierend auf vorbekannten geometrischen Eigenschaften der Antriebsanordnung, insbesondere des Kettenblatts.

Weiter bevorzugt umfasst das Verfahren den Schritt: Ermitteln des durch den Fahrer aufgebrachten Fahrerdrehmoments basierend auf der ermittelten Abtriebskraft und dem Motormoment, insbesondere wenn ein Betrieb eines Elektrofahrrads, welches die Antriebsanordnung umfasst, gleichzeitig mit Muskelkraft und Motorkraft erfolgt. Insbesondere ist das Motormoment basierend auf einer Motorsteuerung vorbekannt. Bevorzugt erfolgt das Ermitteln des Fahrerdrehmoments durch Ermitteln einer Fahrerkraft, wobei die Fahrerkraft einem Anteil der Abtriebskraft entspricht, welcher durch die Muskelkraft des Fahrers erzeugt wird. Insbesondere ist ein Zusammenhang zwischen Fahrerdrehmoment und Fahrerkraft durch die vorbekannten geometrischen Eigenschaften der Antriebsanordnung, insbesondere des Kettenblatts, definiert. Die Fahrerkraft wird vorzugsweise ermittelt durch Subtrahieren einer Motorkraft von der gesamten Abtriebskraft, wobei die Motorkraft einer an der Fahrradkette anliegenden Kraft, welche aus dem Motormoment resultiert, entspricht. Somit kann das Fahrerdrehmoment auf besonders einfache Weise und präzise bestimmt werden.

Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner den Schritt: Steuern eines von der Antriebseinheit erzeugten Motormoments in Abhängigkeit der Lagerkraft- Richtung und des Lagerkraft-Betrags. Besonders bevorzugt erfolgt das Steuern der Antriebseinheit in Abhängigkeit des ermittelten Fahrerdrehmoments. Das heißt, es erfolgt eine Bereitstellung eines Motormoments zur Unterstützung der Tretkraft des Fahrers in Abhängigkeit der Lagerkraft, bzw. des Fahrerdrehmoments, welches basierend auf der ermittelten Lagerkraft bestimmt wird.

Bevorzugt erfolgt das Ermitteln der Lagerkraft-Richtung und des Lagerkraft- Betrags basierend auf einer Kalibrierung der Antriebsanordnung. Die Kalibrierung erfolgt dabei dadurch, dass ein Verhältnis der jeweiligen durch die Lagerkraftsensoren erfassten Kräfte während einer Betätigung des Kurbeltriebs in einer vorbestimmten Kalibrierkonfiguration erfolgt. In der Kalibrierkonfiguration erfolgt dabei eine Betätigung des Kurbetriebs mit einer Betätigungskraft in einer vorbestimmten Betätigungsrichtung. Besonders bevorzugt erfolgt die Kalibrierung durch Erfassen mehrerer Verhältnisse in mehreren verschiedenen vorbestimmten Betätigungsrichtungen. Vorzugsweise wird die Kalibrierung einmalig in montiertem Zustand der Antriebsanordnung an einem Elektrofahrrad durchgeführt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren beschrieben. In den Figuren sind funktional gleiche Bauteile jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei zeigt:

Figur 1 eine vereinfachte schematische Ansicht eines Elektrofahrrads mit einer Antriebsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 2 eine Detail-Schnittansicht der Antriebsanordnung der Figur 1, Figur 3 eine perspektivische Detailansicht der Antriebsanordnung der Figur 1,

Figur 4 eine weitere Detailansicht der Antriebsanordnung der Figur 1 ,

Figur 5 eine perspektivische Ansicht eines Details der Antriebsanordnung der Figur 1 ,

Figur 6 eine weitere Detailansicht der Antriebsanordnung der Figur 1 ,

Figur 7 eine weitere Detailansicht der Antriebsanordnung der Figur 1 mit alternativer Ausrichtung der Antriebseinheit,

Figur 8 eine Detail-Schnittansicht einer Antriebsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 9 eine perspektivische Ansicht eines Details der Antriebsanordnung der Figur 8,

Figur 10 eine alternative perspektivische Ansicht des Details der Figur 9,

Figur 11 eine vereinfachte schematische Ansicht eines Details einer

Antriebsanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 12 eine perspektivische Ansicht eines Details der Antriebsanordnung der Figur 11, und

Figur 13 eine weitere perspektivische Ansicht eines Details der Antriebsanordnung der Figur 11.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt eine vereinfachte schematische Ansicht eines Elektrofahrrads 100 mit einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Antriebsanordnung 1 ist in einer Detail-Schnittansicht in der Figur 2 dargestellt.

Die Antriebsanordnung 1 weist einen Kurbeltrieb 2 mit zwei bezüglich einer Tretachse 22a gegenüberliegenden Kurbeln 21 auf. An den Kurbeln 21 sind Pedale 25 angeordnet, über welche ein Fahrer mittels Muskelkraft ein Fahrerdrehmoment an der Antriebsanordnung 1 erzeugen kann.

Zudem umfasst der Kurbeltrieb 2 eine Welle, zum Beispiel Tretwelle 22, welche drehfest mit den Kurbeln 21 verbunden ist, und zwei Tretlager 23, 24 zur drehbaren Lagerung der Tretwelle 22.

Die Antriebsanordnung 1 umfasst ferner ein Abtriebselement 3, welches ein Kettenblatt ist, und welches drehfest mit der Tretwelle 22 verbunden ist, und eine Fahrradkette 7 als Übertragungselement, welche in Eingriff mit dem Kettenblatt 3 steht.

Zur Unterstützung des Fahrerdrehmoments mit einem zusätzlichen Motormoment, umfasst die Antriebsanordnung 1 eine Antriebseinheit 4, welche eingerichtet ist, das Motormoment, vorzugsweise mittels eines Elektromotors, der insbesondere von einem (nicht dargestellten) elektrischen Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgt wird, zu erzeugen.

Die Antriebseinheit 4 ist vorzugsweise an einem Fahrradrahmen 101 des Elektrofahrrads 100 befestigt.

Die T retwelle 22 ist mittels der beiden Lager 23, 24 in der Antriebseinheit 4 gelagert. Dabei weist die Antriebseinheit 4 am Abtriebs-abgewandten Lager 23 einen Lagerbund 43 auf, innerhalb welchem das Lager 23 angeordnet ist (vgl. Figur 2). Insbesondere ist der Lagerbund 43 integraler Bestandteil eines Gehäuses 40 der Antriebseinheit 4.

Bei einem motorunterstützten Betrieb des Elektrofahrrads 100 erfolgt eine Anpassung des Motormoments in Abhängigkeit des durch den Fahrer aufgebrachten Fahrerdrehmoments. Das Fahrerdrehmoment wird dabei durch eine Bestimmung einer Lagerkraft 59 an dem Abtriebs-seitigen Tretlager 24 ermittelt, wie nachfolgend beschrieben.

Zur Bestimmung des Fahrerdrehmoments basierend auf der Lagerkraft 59 werden mehrere bekannte mechanische und geometrische Zusammenhänge sowie das aus dem Betrieb der Antriebseinheit 4 bekannte Motormoment verwendet. Im Detail wird dabei der Zusammenhang verwendet, dass eine für den Vortrieb des Elektrofahrrads 100 relevante Abtriebskraft 60 an dem Abtriebsseitigen Tretlager 24 eine Reaktionskraft mit gleichem Betrag und parallel dazu in entgegengesetzter Richtung hervorruft.

Bei Kenntnis der Geometrie und Mechanik des Kurbeltriebs 2 und des Motormoments der Antriebseinheit 4 kann ein Anteil der Abtriebskraft 60, welcher durch die Antriebseinheit 4 aufgebracht wird, also eine Motorkraft, ermittelt werden. Durch Subtrahieren der Motorkraft von der gesamten Abtriebskraft 60 kann somit auf einfache Weise die Fahrerkraft, welche dem Anteil der Abtriebskraft 60, der durch die Muskelkraft des Fahrers aufgebracht wird, entspricht, ermittelt werden. Das entsprechende Fahrerdrehmoment kann anschließend ebenfalls durch die geometrischen Eigenschaften der Antriebsanordnung 1 auf einfache Weise ermittelt werden.

Die Lagerkraft 59 wird dabei bei der vorliegenden Antriebsanordnung 1 mittels einer einfachen, kompakten und kostengünstigen Konstruktion ermittelt, welche zudem eine besonders feinfühlige und präzise Erfassung erlaubt. Hierfür weist die Antriebsanordnung 1 zwei Lagerkraftsensoren 51 , 52 auf, welche im Bereich des Abtriebs-seitigen Tretlagers 24 angeordnet sind.

Die Anordnung der beiden Lagerkraftsensoren 51 , 52 ist in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Dabei befinden sich beide Lagerkraftsensoren 51 , 52 in axialer Richtung der Tretwelle 22 auf Höhe des Abtriebs-seitigen Tretlagers 24.

Jeder der beiden Lagerkraftsensoren 51 , 52 ist dabei als Dehnmessstreifen ausgebildet und eingerichtet, um eine, beispielsweise aus einer mechanischen Dehnung und/oder Stauchung resultierende, Kraft 55, 56 entlang genau einer vorbestimmten Richtung, nämlicher in radialer Richtung bezüglich der Tretachse 22a, zu erfassen. Die beiden Lagerkraftsensoren 51, 52 sind mit einer Erfassungseinheit 6 verbunden, welche die jeweiligen Kräfte 55, 56 bestimmt und zudem die Bestimmung aller weiteren Kräfte und Momente vornimmt.

Die Lagerkraftsensoren 51 , 52 sind dabei an einer radial äußeren Seite einer Lageraufnahme 5 angeordnet. Die Lageraufnahme 5 ist ein zu dem Gehäuse 40 der Antriebseinheit 4 separat ausgebildetes Bauteil, welches insbesondere als Lagerschale ausgebildet ist. In dem ersten Ausführungsbeispiel weist die Lageraufnahme 5 eine im wesentlichen quadratische Außengeometrie auf.

In Figur 5 ist eine perspektivische Ansicht der Lageraufnahme 5 dargestellt.

Das Tretlager 24 ist dabei in einer Aussparung der Lageraufnahme 5 angeordnet, wobei im unbelasteten Zustand vorzugsweise im Wesentlichen der gesamte Innenumfang der Lageraufnahme 5 in Kontakt mit einem Außenumfang des T retlagers 24 steht.

Die Lageraufnahme 5 ist zudem geschlitzt ausgebildet, mit einem Schlitz 57, der sich in radialer Richtung vollständig durch die gesamte Lageraufnahme 5 erstreckt.

Die Lageraufnahme 5 weist zudem einen Befestigungsbereich 50 auf, der am Gehäuse 40 befestigt ist. Der Befestigungsbereich 50 ist eine axiale Stirnseite der Lageraufnahme 5, welche vollflächig in Kontakt mit dem Gehäuse 40 steht. Der Befestigungsbereich 50 ist im ersten Ausführungsbeispiel mittels insgesamt drei Schraubenverbindungen 58a am Gehäuse 40 fixiert.

Zudem weist die Lageraufnahme 5 zwei Biegebalken 53 auf, welche jeweils zwischen dem Schlitz 57 und dem Befestigungsbereich 50 angeordnet sind. Die Biegebalken 53 sind derart ausgebildet, dass diese sich in radialer Richtung verformen können. In der Figur 4 sind die Biegebalken 53 mittels einer Schraffur gekennzeichnet. An der radial äußeren Seite jedes Biegebalkens 53 befindet sich jeweils eine ebene Abflachung 41, an der der jeweilige Lagerkraftsensor 51 , 52 angeordnet ist.

Wird durch die Tretkraft des Fahrers der Kurbeltrieb 2 belastet, so bewirkt dies die Lagerkraft 59 am Tretlager 24. Da das Tretlager 24 mittels der Lageraufnahme 5 im Gehäuse 40 der Antriebseinheit 4 gehalten ist, wirkt sich diese Lagerkraft 59 entsprechend auf die Lageraufnahme 5 aus. Durch die spezielle Ausgestaltung der Lageraufnahme 5 mit den beweglichen Biegebalken 53 führt die Lagerkraft 59 zu einer Auslenkung der Biegebalken 53 in radialer Richtung. Mittels der als Dehnmessstreifen ausgebildeten Lagerkraftsensoren 51 , 52 kann diese Verformung erfasst werden.

Anhand der oben beschriebenen vorbekannten geometrischen und mechanischen Eigenschaften der Anordnung 10 kann basierend auf den erfassten Verformungen die gesamte resultierende Lagerkraft 59, nämlich die Lagerkraft-Richtung und der Lagerkraft-Betrag, ermittelt werden.

Durch die freie Beweglichkeit der Biegebalken 53 in radialer Richtung kann dabei bei entsprechender mechanischer Auslegung eine besonders feinfühlige Erfassung ermöglicht werden. Das heißt, beispielsweise durch entsprechende Auslegung der Dicken der Biegebalken 53 in axialer und/oder radialer Richtung, kann ermöglicht werden, dass bereits bei kleinen Lagerkräften eine eindeutig messbare Verformung auftritt. Insbesondere kann somit eine Erfassung niedriger Drehmomente, die durch den Fahrer aufgebracht werden, mit hoher Genauigkeit ermöglicht werden.

Um eine besonders hohe Genauigkeit durch eine möglichst unbeeinflusste Verformung der Biegebalken 53 zu gewährleisten, sind die Biegebalken 53 in axialer Richtung von der Gehäusewand, an dem der Befestigungsbereich 50 der Lageraufnahme 5 anliegt, beabstandet. Das heißt, in axialer Richtung liegt zwischen einer der Gehäusewand zugewandten axialen Stirnseite 50b jedes Biegebalkens 53 und der Gehäusewand, an der entsprechend die Stirnseite 50a des Befestigungsbereichs 50 anliegt, jeweils ein Spalt vor. Dadurch wird die Verformung der Biegebalken 53 beispielsweise nicht durch eine Reibung beeinflusst. Weiterhin können die Biegebalken 53 und/oder das Tretlager 24 so ausgebildet sein, dass zwischen der radial inneren Seite der Biegebalken 53 und der radial äußeren Seite des Tretlagers 24 ein Bereich mit möglichst niedriger Reibung ausgebildet ist, sodass beispielsweise eine Verfälschung der Messergebnisse durch Haftreibungs-bedingte Spannungen vermieden oder reduziert werden kann.

Ferner umfasst die Anordnung 10 einen Anschlag 7, der jeweils eine Bewegung jedes Biegebalkens 53 in radialer Richtung begrenzt. Der Anschlag 7 ist dabei unbeweglich am Gehäuse 40 der Antriebseinheit 4 fixiert. Der Anschlag 7 befindet sich in Verlängerung des Schlitzes 57 und weist pro Biegebalken 53 jeweils eine Anschlagfläche 75 auf, an die die freien Enden 53a der Biegebalken 53 im Wesentlichen in radialer Richtung anliegen können, wenn die Biegebalken 53 sich in radialer Richtung verformen. Insbesondere sind die Anschlagflächen 75 parallel zu den Abflachungen 41 der Biegebalken 53 im unbelasteten Zustand angeordnet.

Der Anschlag 7 ist dabei derart ausgebildet und am Gehäuse 4 fixiert, dass im unbelasteten Zustand, das heißt wenn das Tretlager 24 nicht belastet wird, ein vorbestimmter Luftspalt 70 zwischen jedem freien Ende 53a bzw. zwischen jeder Abflachung 41 jedes Biegebalkens 53 und der jeweiligen Anschlagfläche 75 vorliegt. Dadurch können sich die Biegebalken 53 bis zum Anliegen am Anschlag 7 vollständig frei verformen. Durch den Anschlag 7 kann eine besonders hohe mechanische Robustheit der Anordnung 10 bereitgestellt werden.

Um ausgehend von der ermittelten Lagerkraft 59 die an der Fahrradkette 7 wirkende Abtriebskraft 60, und damit auch wie oben beschrieben das Fahrerdrehmoment, ermitteln zu können, ist die Kenntnis der relativen Orientierung der Kette nrichtung 70 der Fahrradkette 7 und der Antriebseinheit zueinander, also die Einbaulage der Antriebseinheit 4 am Fahrradrahmen 101 , erforderlich. Dies ist anhand der Figuren 6 und 7 verdeutlicht, welche unterschiedliche Einbaulagen der Antriebseinheit 4 zeigen.

Wie in den Figuren 6 und 7 zu erkennen, liegen dabei unterschiedliche

Ausrichtungen von Kettenrichtung 70 und Antriebseinheit 4 zueinander vor. Um die Abtriebskraft 60 basierend auf der Lagerkraft 59 korrekt bestimmen zu können, ist daher eine Kenntnis des geometrischen Zusammenhangs zwischen Antriebseinheit 4 und Kette nrichtung 70 notwendig.

Hierfür wird eine einmalige Kalibrierung der Antriebsanordnung 1 durchgeführt. Während der Kalibrierung wird von der Antriebseinheit 4 kein Motormoment erzeugt.

Bei der Kalibrierung kann in einem ersten Schritt der Kurbeltrieb 2 so angeordnet werden, dass die Kurbeln 21 horizontal, also parallel zur Kette nrichtung 70 ausgerichtet sind. In dieser ersten Kalibrierkonfiguration erfolgt eine Betätigung genau einer Kurbel 21 , nämlich der in Fahrtrichtung nach vorne zeigenden Kurbel 21 , mit einer Betätigungskraft. Die Betätigungskraft ist dabei vertikal, also orthogonal zur Kurbel 21 und zur Kettenrichtung 70, ausgerichtet, und wird durch eine Betätigung des Pedals durch den Fahrer aufgebracht. Dadurch wird die gesamte Betätigungskraft auf die Fahrradkette 7 übertragen. Eine entsprechende Lagerkraft 59 entspricht dabei einer resultierenden Kraft aus Betätigungskraft und Abtriebskraft 60. Vorzugsweise erfolgt die Kalibrierung nach einer Montage der Antriebseinheit 4 in einen Fahrradrahmen 101 des Elektrofahrrads 100. Besonders bevorzugt erfolgt das Betätigen der Kurbel 21 mit einer vorbestimmten genau bekannten Betätigungskraft, sodass der Betrag des Abtriebsmoments genau ermittelt werden kann.

In einem zweiten Schritt der Kalibrierung wird der Kurbetrieb 2 so angeordnet, dass die Kurbeln 21 vertikal, also orthogonal zur Kette nrichtung 70, ausgerichtet sind. In dieser zweiten Kalibrierkonfiguration erfolgt eine Betätigung der unteren Kurbel 21 mit einer Betätigungskraft, welche ebenfalls vertikal, also orthogonal zur Kette nrichtung 70 und parallel zur Kurbel 21, ausgerichtet ist. Wie oben wird die Betätigungskraft durch Betätigung des Pedals 25 durch den Fahrer aufgebracht. In dieser zweiten Betätigungskonfiguration ist die Abtriebskraft 60 aufgrund der entsprechenden Ausrichtung des Kurbelbetriebs 2 gleich Null. Durch die Betätigungskraft wird dennoch eine Lagerkraft 59 hervorgerufen.

Basierend auf den jeweils in beiden Schritten der Kalibrierung erfassten Kräften 55, 56 der Lagerkraftsensoren 51, 52 kann somit aus einem Verhältnis der beiden Kräfte 55, 56 auf eine Ausrichtung der Lagerkraftsensoren 51 , 52 relativ zu den vorbekannten Stellungen der Kurbeln 21 und/oder der Fahrradkette 7 geschlossen werden. Somit kann auch die Orientierung der Antriebseinheit 4 relativ zur Fahrradkette 7 bestimmt werden. Die so bestimmte Orientierung kann anschließend als Grundlage für die Ermittlung des Fahrermoments basierend auf der Lagerkraft-Richtung und dem Lagerkraft-Betrag der Lagerkraft 59 verwendet werden.

Figur 8 zeigt eine Detail-Schnittansicht einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel mit einer alternativen Ausgestaltung der Befestigung und Anordnung der Lageraufnahme 5 im Gehäuse 40 der Antriebseinheit 4. In den Figuren 9 und 10 sind weitere Detailansichten der Antriebsanordnung 1 des zweiten Ausführungsbeispiels dargestellt.

Im zweiten Ausführungsbeispiel ist die Lageraufnahme 5 in einer Aussparung 65 des Gehäuses 4 angeordnet. Die Aussparung 65 ist kreisrund und koaxial zur Tretachse 22a angeordnet. Die Aussparung 65 kann beispielsweise, wie in der Figur 8 zu erkennen, gestuft ausgebildet sein, und sich vollständig durch eine Wand des Gehäuses 4 hindurch erstrecken. Dabei ragt die (in Figur 8 nicht dargestellte) Tretwelle 22 vollständig durch die Aussparung 65 des Gehäuses 4 hindurch.

Zudem umfasst die Anordnung 10 im zweiten Ausführungsbeispiel ein separates Befestigungselement 60, mittels welchem die Fixierung der Lageraufnahme 5 im Gehäuse 4 erfolgt. Bei dem Befestigungselement 60 handelt es sich um eine kreisrunde Ringscheibe, die beispielsweise aus Metall gebildet sein kann.

Die Lageraufnahme 5 ist am Befestigungsbereich 50 mittels einer Schweißverbindung 58b am Befestigungselement 60 fixiert. Dabei erstreckt sich die Schweißverbindung 58b vollflächig über den gesamten Befestigungsbereich für eine feste und zuverlässige Verbindung. Analog dem ersten Ausführungsbeispiel ist zwischen den Biegebalken 53 der Lageraufnahme 5 und dem Befestigungselement 60 ein kleiner axialer Spalt vorhanden für eine ungehinderte Beweglichkeit der Biegebalken 53. Das Befestigungselement 60 weist einen dem Innendurchmesser der Aussparung 65 entsprechenden Außendurchmesser auf.

Das Befestigungselement 60 ist dabei unbeweglich am Gehäuse 40 fixiert, beispielsweise mittels einer Pressverbindung und/oder mittels einer Schweißverbindung und/oder mittels einer Klebeverbindung. Somit erfolgt mittels des Befestigungselements 60 eine indirekte Befestigung der Lageraufnahme am Gehäuse 40 der Antriebseinheit 4.

Die Lageraufnahme 5 ist dabei derart ausgebildet und am Befestigungselement 60 fixiert, dass eine radial äußere Außenabmessung 53b des freien Endes 53a des Biegebalkens 53 um ein vorbestimmtes Spaltmaß 53c (vgl. Figur 9) kleiner ist als eine Außenabmessung des Befestigungselements 60 und damit ebenfalls als eine Innenabmessung 65a der Aussparung 65. Dadurch wird bewirkt, dass der Innenumfang der Aussparung 65 als Anschlag wirkt. Das heißt, wenn einer der Biegebalken 53 durch die Lagerkraft 59 nach radial außen verformt wird, wird diese Verformung durch Anliegen des freien Endes 53a des Biegebalkens 53 am Innenumfang der Aussparung 65 begrenzt. Damit kann eine besonders einfache und leichtgewichtige Konstruktion der Antriebsanordnung 1 bereitgestellt werden. Zudem ist diese dadurch besonders einfach und kostengünstig herstellbar.

Figur 11 zeigt eine vereinfachte schematische Ansicht eines Details einer Antriebsanordnung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In den Figuren 12 und 13 sind weitere Ansichten der Antriebsanordnung 1 des dritten Ausführungsbeispiels gezeigt. Das dritte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel der Figuren 8 bis 10, mit dem Unterschied einer alternativen Ausgestaltung der Lageraufnahme 5 und des Gehäuses 40.

Im dritten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 40 vorzugsweise als Voll-Blech- Gehäuse ausgebildet. Mit anderen Worten ist das Gehäuse 40 aus einem oder mehreren Tiefziehbauteilen gebildet. Die Aussparung 65, in der die Lageraufnahme 5 angeordnet ist, ist dabei durch den Tiefziehprozess gebildet. Beispielsweise in der Figur 12 zu erkennen. Die Lageraufnahme 5 weist im dritten Ausführungsbeispiel zusätzlich einen Haltebereich 54 auf, welcher ringförmig ausgebildet ist. Der Haltebereich 54 und der ebenfalls ringförmig ausgebildete Grundbereich der Lageraufnahme 5, der den Lagersitz für das Tretlager 24 bildet, bilden dabei zusammen ein einstückiges Bauteil, welches im Wesentlichen in Form einer „8“ ausgebildet ist.

Der Haltebereich 54 weist dabei eine weitere Aussparung 54b auf, die insbesondere als kreisrunde Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Die Aussparung 54 ist koaxial zu einer Zwischenwellenachse 22b, die parallel zur Tretachse 22a ist.

Gehäuse 40 und Lageraufnahme 5 sind dabei so ausgebildet, dass eine innere Berandung 65b der Aussparung 65 des Gehäuses 40 im Wesentlichen vollständig mit dem Außenumfang des Haltebereichs 54 in Kontakt steht, insbesondere mittels einer Pressverbindung.

Durch die „8-förmige“ Geometrie der Lageraufnahme 5 und der Aussparung 65 des Gehäuses 40 liegt somit eine Hinterschneidung in einer zur Tretachse 22a senkrechten Ebene und entlang einer Richtung 22d, die einer Verbindungsgeraden der beiden Achsen 22a, 22b entspricht, vor. Die Hinterschneidung ist in der Figur 11 durch das Bezugszeichen 54a gekennzeichnet.

Im dritten Ausführungsbeispiel wird somit eine lagegenaue eindeutige Fixierung der Lageraufnahme 5 im Gehäuse 40 durch den Außenumfang der Lageraufnahme 5 und durch die innere Berandung 65b der Aussparung 65 erreicht. Insbesondere bildet somit der Außenumfang der Lageraufnahme 5 im dritten Ausführungsbeispiel den Befestigungsbereich 50 zur Fixierung der Lageraufnahme 5 am Gehäuse 40.

Durch die spezielle Geometrie mit der Hinterschneidung 54a entlang der Richtung 22d wird somit auf besonders einfache und kostengünstige Weise mit wenigen Bauteilen eine genau definierte relative Lage von Lageraufnahme 5 und Gehäuse 40 erreicht. Insbesondere wird dadurch die spezielle Geometrie mit dem Spaltmaß 53c ermöglicht, nämlich derart, dass die freien Enden 53a der Biegebalken 53 der Lageraufnahme 5 in dem vorbestimmten Spaltmaß 53c bezüglich der Innenabmessung 65a der Aussparung 65 des Gehäuses 40 angeordnet sind.

Die Aussparung 54b des Haltebereichs 54 der Lageraufnahme 5 bildet dabei einen weiteren Lagersitz für ein weiteres (nicht dargestelltes) Lager. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um einen Lagersitz für ein Zwischenwellenlager, mittels welchem eine Zwischenwelle eines Getriebes (nicht dargestellt) der Antriebsanordnung 1 gelagert werden kann. Damit kann auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine Integration mehrerer Funktionen bei besonders geringen Lagetoleranzen ermöglicht werden.

Insbesondere kann die Aussparung 54b dabei als Lagersitz für ein beliebiges Lager einer beliebigen Welle vorgesehen sein.

Wie in Figur 12 zu erkennen, ist die Aussparung 65 des Gehäuses 40 mit mehreren verschiedenen Teilbereichen ausgebildet. Eine Haltebereich- Aussparung 65d ist vorgesehen zur Aufnahme des Haltebereichs 54 der Lageraufnahme 5. Diese Haltebereich-Aussparung 65d ist als Vertiefung ausgebildet, welche das Gehäuse 40 nicht vollständig durchdringt.

Im Bereich des Grundbereichs der Lageraufnahme 5, der als Lagersitz für das Tretlager 24 vorgesehen ist, weist die Aussparung 65 einen ersten Absatz 65c auf, der beispielsweise ähnlich dem Befestigungsbereich 50 des zweiten Ausführungsbeispiels der Figuren 8 bis 10, vgl. insbesondere Figur 10) ausgebildet ist, und an dem die Lageraufnahme 5 flächig anliegt. Zudem weist die Aussparung 65 einen zweiten Absatz 65b auf, der im Vergleich zum ersten Absatz 65c vertieft ist, um einen mechanischen Kontakt zwischen Lageraufnahme 5 und Gehäuse 40 in diesem Bereich zu verhindern. Ferner weist die Aussparung 65 eine Durchgangsöffnung zur Durchführung der Tretwelle 22 auf.

In Figur 13 ist beispielhaft eine vollständig montierte Anordnung aus Lageraufnahme 5 und Gehäuse 40 dargestellt. Dabei ist die Lageraufnahme 5 in die Aussparung 65 des Gehäuses 40 eingepresst und anschließend mittels mehreren Fixierungsbereichen 5c in axialer Richtung im Gehäuse, insbesondere formschlüssig fixiert. Die Fixierungsbereiche 5c werden bevorzugt dadurch erzeugt, dass Teilbereiche des Gehäuses 40 plastisch verformt werden, beispielsweise mittels Verstemmen. Damit kann die Montage der Antriebsanordnung 1 besonders einfach und zeiteffizient sowie kostengünstig durchgeführt werden.