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Title:
BOTTOM BRACKET TRANSMISSION WITH A PLANETARY DESIGN FOR A BICYCLE OR PEDELEC
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/187150
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a bottom bracket transmission with a planetary design for a bicycle or a pedelec (1) comprising a pedal crankshaft (Wan) as a drive and a transmission output shaft (Wab) as an output, as well as at least four further shafts (W1, W2, W3, W4), at least three planetary gear sets (RS1, RS2, RS3) arranged coaxially relative to the pedal crankshaft (Wan), and at least five shift elements (B1, B2, B3, F1, F2, F2', F2") for implementing at least six gears (V1, V2, V3, V4, V5, V6), wherein the pedal crankshaft (Wan) is connected to a second element of the second planetary gear set (RS2), wherein the pedal crankshaft (Wan) can be connected to a first element of the first planetary gear set (RS1) via a fourth shift element (F1) and a first shaft (W1), wherein the transmission output shaft (Wab) is connected to a first element of the second planetary gear set (RS2) and to a first element of the third planetary gear set (RS3), wherein a second element of the first planetary gear set (RS1) is connected to a third element of the second planetary gear set (RS2) via a second shaft (W2), wherein a third element of the first planetary gear set (RS1) is connected to a second element of the third planetary gear set (RS3) via a third shaft (W3), and wherein two elements of the third planetary gear set (RS3) can be connected to one another via a fifth shift element (F2, F2', F2") in order to block the third planetary gear set (RS3).

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Inventors:
BECK STEFAN (DE)
KALTENBACH JOHANNES (DE)
WECHS MICHAEL (DE)
RADIC MLADJAN (DE)
RIEDISSER THOMAS (DE)
ZIEMER PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/058442
Publication Date:
October 05, 2023
Filing Date:
March 31, 2023
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16H3/66; B62M6/55; B62M11/14; B62M11/18
Foreign References:
DE102018208382A12019-11-28
DE102016225169A12018-06-21
DE102016225162A12018-06-21
DE102016225165A12018-06-21
DE102018208380A12019-11-28
DE102019208536A12020-12-17
DE102020206299A12021-11-25
DE102016225169A12018-06-21
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Claims:
Patentansprüche

1 . Tretlagergetriebe in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder ein Pedelec (1 ), mit einer Tretkurbelwelle (Wan) als Antrieb und einer Getriebeausgangswelle (Wab) als Abtrieb sowie zumindest vier weiteren Wellen (W1 , W2, W3, W4), mit drei Planeten- radsätzen (RS1 , RS2, RS3), welche koaxial zur Tretkurbelwelle (Wan) angeordnet sind, und mit fünf Schaltelementen (B1 , B2, B3, F1 , F2, F2‘, F2“) zum Realisieren von zumindest sechs Gängen (V1 , V2, V3, V4, V5, V6), wobei die Tretkurbelwelle (Wan) mit einem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbunden ist, wobei die Tretkurbelwelle (Wan) über ein viertes Schaltelement (F1 ) und eine erste Welle (W1) mit einem ersten Element des ersten Planetenradsatzes (RS1 ) ver- bindbar ist, wobei die Getriebeausgangswelle (Wab) mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) und mit einem ersten Element des dritten Plane- tenradsatzes (RS3) verbunden ist, wobei ein zweites Element des ersten Planeten- radsatzes (RS1) über eine zweite Welle (W2) mit einem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbunden ist, wobei ein drittes Element des ersten Plane- tenradsatzes (RS1 ) über eine dritte Welle (W3) mit einem zweiten Element des drit- ten Planetenradsatzes (RS3) verbunden ist und wobei zum Verblocken des dritten Planetenradsatzes (RS3) zwei Elemente des dritten Planetenradsatzes (RS3) über ein fünftes Schaltelement (F2, F2‘, F2“) miteinander verbindbar sind.

2. Tretlagergetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlos- senem ersten Schaltelement (B1 ) die mit dem ersten Element des ersten Planeten- radsatzes (RS1) verbundene erste Welle (W1) mit einem Gehäuse (2) fest verbun- den ist, dass bei geschlossenem zweiten Schaltelement (B2) die mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes (RS1 ) und mit dem zweiten Element des drit- ten Planetenradsatzes (RS3) verbundene dritte Welle (W3) mit dem Gehäuse (2) fest verbunden ist und dass bei geschlossenem dritten Schaltelement (B3) eine mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes (RS3) verbundene vierte Welle (W4) mit dem Gehäuse (2) fest verbunden ist.

3. Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das erste Schaltelement (B1 ), das zweite Schaltelement (B2) und das dritte Schaltelement (B3) jeweils als formschlüssige Bremse ausgeführt sind und/oder dass das vierte Schaltelement (F1 ) und das fünfte Schaltelement (F2, F2‘, F2“) jeweils als Freilauf ausgeführt sind.

4. Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein Drehmomentsensor (3) mit der Tretkurbelwelle (Wan) verbunden ist.

5. Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass zumindest eine elektrische Maschine (EM) mit der Tretkurbelwelle (Wan) oder mit der Getriebeausgangswelle (Wab) verbunden oder verbindbar ist.

6. Tretlagergetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (EM) achsparallel zur Tretkurbelwelle (Wan) angeordnet ist.

7. Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet dass zum Verblocken des dritten Planetenradsatzes (RS3) das erste Ele- ment des dritten Planetenradsatzes (RS3) über das fünfte Schaltelement (F2) mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes (RS3) verbindbar ist.

8. Tretlagergetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verblocken des dritten Planetenradsatzes (RS3) das erste Element des dritten Planetenradsatzes (RS3) über das fünfte Schaltelement (F2‘) mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes (RS3) verbindbar ist.

9. Tretlagergetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verblocken des dritten Planetenradsatzes (RS3) das zweite Element des dritten Planetenradsatzes (RS3) über das fünfte Schaltelement (F2“) mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes (RS3) verbindbar ist.

10. Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass zumindest einer der Planetenradsätze (RS1 , RS2, RS3) als Minus- Planetenradsatz ausgeführt ist.

11. Tretlagergetriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Minus-Planetenradsatz das erste Element als Sonnenrad (SR1 , SR2, SR3), das zweite Element als Planetenradträger (PT1 , PT2, PT3) und das dritte Element als Hohlrad (HR1 , HR2, HR3) ausgeführt sind.

12. Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass zumindest einer der Planetenradsätze (RS1 , RS2, RS3) als Plus- Planetenradsatz ausgeführt ist.

13. Tretlagergetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Plus-Planetenradsatz das erste Element als Sonnenrad (SR1 , SR2, SR3), das zweite Element als Hohlrad (HR1 , HR2, HR3) und das dritte Element als Planetenradträger (PT1 , PT2, PT3) ausgeführt sind.

14. Tretlagergetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass zum Realisieren eines ersten Ganges (V1 ) das vierte als Freilauf aus- geführte Schaltelement (F1 ) und das fünfte als Freilauf ausgeführte Schaltelement (F2, F2‘, F2“) gesperrt sind, dass zum Realisieren eines zweiten Ganges (V2) das erste als Bremse ausgeführte Schaltelement (B1 ) geschlossen ist und das fünfte als Freilauf ausgeführte Schaltelement (F2) gesperrt ist, dass zum Realisieren eines drit- ten Ganges (V3) das dritte als Bremse ausgeführte Schaltelement (B3) geschlossen ist und das vierte als Freilauf ausgeführte Schaltelement (F1 ) gesperrt ist, dass zum Realisieren eines vierten Ganges (V4) das erste als Bremse ausgeführte Schaltele- ment (B1 ) und das dritte als Bremse ausgeführte Schaltelement (B3) geschlossen sind, dass zum Realisieren eines fünften Ganges (V5) das zweite als Bremse ausge- führte Schaltelement (B2) geschlossen ist und das vierte als Freilauf ausgeführte Schaltelement (F1 ) gesperrt ist, und/oder dass zum Realisieren eines sechsten Gan- ges (V6) das erste als Bremse ausgeführte Schaltelement (B1 ) und das zweite als Bremse ausgeführte Schaltelement (B2) geschlossen sind.

15. Fahrrad oder Pedelec (1 ) mit dem Tretlagergetriebe nach einem der vorange- henden Ansprüche.

Description:
Tretlagerqetriebe in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder ein Pedelec

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tretlagergetriebe in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder ein Pedelec mit einer Tretkurbelwelle als Antrieb und einer Getriebe- ausgangswelle als Abtrieb sowie zumindest vier weiteren Wellen, mit zumindest drei Planetenradsätzen, welche koaxial zur Tretkurbelwelle angeordnet sind und mit zu- mindest fünf Schaltelementen zum Realisieren von zumindest sechs Gängen. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrrad oder Pedelec mit dem Tretlagergetriebe.

Beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2016 225 169 A1 ist ein Getriebe in Pla- netenbauweise für ein Fahrrad oder Pedelec bekannt. Das Getriebe umfasst für die Realisierung von nur vier Gängen mindestens zwei Planetenradsätze, wobei davon notwendigerweise zumindest ein Planetenradsatz als bauraumaufwendiger Plus- Planetenradsatz ausgeführt ist. Ferner sind mindestens vier Schaltelemente erforder- lich. Bei einer weiteren Ausführungsvariante des Getriebes werden durch das Hinzu- fügen von zwei weiteren Schaltelementen und einem weiteren Planetenradsatz vier weitere Gänge realisiert. Aufgrund der vorgesehenen Verschaltung bzw. Anbindung der verschiedenen Planetenradsätze ergibt sich bei dem bekannten Getriebe eine bauraumaufwendige Ausgestaltung.

Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Tretlagerge- triebe der eingangs beschriebenen Gattung mit möglichst geringem Bauaufwand mit möglichst wenigen Bauteilen zu realisieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 15 gelöst. Vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen.

Somit wird ein Tretlagergetriebe in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder ein Pede- lec vorgeschlagen. Das Tretlagergetriebe weist eine Tretkurbelwelle als Antrieb und eine Getriebeausgangswelle als Abtrieb sowie zumindest vier weitere Wellen auf, wobei der Abtrieb vorzugsweise über ein Kettenrad, ein Riemenrad oder dergleichen erfolgt. Ferner umfasst das Tretlagergetriebe drei Planetenradsätze, welche koaxial zur Tretkurbe Iwelle angeordnet sind, und fünf Schaltelemente zum Realisieren von zumindest sechs Gängen bei dem vorgeschlagenen Tretlagergetriebe. Um eine be- sonders effektive und bauraumgünstige Ausführung bei dem Tretlagergetriebe vor- zusehen, ist die Tretkurbelwelle Wan mit einem zweiten Element des zweiten Plane- tenradsatzes verbunden. Ferner ist die Tretkurbelwelle Wan über ein viertes Schalt- element und eine erste Welle mit einem ersten Element des ersten Planetenradsat- zes verbindbar. Die Getriebeausgangswelle ist mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes und mit einem ersten Element des dritten Planetenradsatzes ver- bunden. Ein zweites Element des ersten Planetenradsatzes ist über eine zweite Wel- le mit einem dritten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden. Ein drittes Element des ersten Planetenradsatzes ist über eine dritte Welle mit einem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbunden. Zum Verblocken des dritten Pla- netenradsatzes sind zwei Elemente des dritten Planetenradsatzes über ein fünftes Schaltelement miteinander verbindbar.

Auf diese Weise wird mit der vorbeschriebenen Anbindung der nur drei vorgesehe- nen Planetenradsätze und der nur fünf vorgesehenen Schaltelemente ein besonders einfacher und kompakter Aufbau bei dem vorgeschlagenen Tretlagergetriebe reali- siert. Hinzu kommen eine besonders geringe Bauteilbelastungen und ein vorteilhaft hoher Verzahnungswirkungsgrad aufgrund der geometrischen Übersetzungsreihe bei dem Tretlagergetriebe.

Zur mechanischen Verbindung von Elementen der Planetenradsätze werden vor- zugsweise neben Antrieb und Abtrieb nur vier weitere Wellen oder wellenartige Ele- mente verwendet, wobei unter dem Begriff Welle nicht ausschließlich ein zylindri- sches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen ist, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungsele- mente zu verstehen, die die einzelnen Radsatzelemente miteinander zur Drehmo- mentübertragung verbinden.

Um die bauraumgünstige Anordnung bei dem vorgeschlagenen Tretlagergetriebe zu realisieren, ist vorgesehen, dass bei geschlossenem ersten Schaltelement die mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes verbundene erste Welle mit ei- nem Gehäuse fest verbunden ist, dass bei geschlossenem zweiten Schaltelement die mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes und mit dem zweiten Ele- ment des dritten Planetenradsatzes verbundene dritte Welle mit dem Gehäuse fest verbunden ist und dass bei geschlossenem dritten Schaltelement eine mit dem drit- ten Element des dritten Planetenradsatzes verbundene vierte Welle mit dem Gehäu- se fest verbunden ist. Durch die vorbeschriebene gehäuseseitige Anbindung der Elemente durch die vorgesehenen Schaltelemente als Bremsen können die vorge- sehenen Gänge bei sehr kompakter Bauweise des Tretlagergetriebes realisiert wer- den.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist bei dem vorgeschlagenen Tretlagergetrie- be vorgesehen, dass das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement jeweils als formschlüssige Bremse ausgeführt sind und/oder dass das vierte Schaltelement und das fünfte Schaltelement jeweils als Freilauf aus- geführt sind.

Die als Bremsen ausgeführten Schaltelemente werden vorzugsweise als formschlüs- sige Schaltelemente beispielsweise als kostengünstige Schaltklauen oder derglei- chen zum Beispiel mit einem verzahnten Bremsring und einer korrespondierenden Schaltklinke ausgeführt. Bremsen als Schaltelemente haben den Vorteil, dass diese zum Betätigen von außen ohne weiteres erreichbar sind. Da die vorgesehenen Frei- läufe als Kupplungen eingesetzt werden, ist es von Vorteil, wenn die Bremsen z. B. als einseitig wirkende Bremsen ausgeführt sind, um ein Verblocken des Getriebes bei Drehrichtungsumkehr am Antrieb oder am Abtrieb zu verhindern.

Vorzugsweise werden als Freiläufe nicht schaltbare Freiläufe verwendet. Dies hat den Vorteil, dass keine Schaltbetätigung bei den passiven Schaltelementen erforder- lich ist. Der nicht schaltbare Freilauf überträgt ein Drehmoment, wenn dieser gesperrt ist. In der entgegengesetzten Drehrichtung wird kein Drehmoment übertragen. Es ist jedoch denkbar, dass auch schaltbare Freiläufe oder auch schaltbare Freilaufbrem- sen eingesetzt werden. Bei dem vorgeschlagenen Tretlagergetriebe kann zum Verblocken des dritten Plane- tenradsatzes vorgesehen sein, dass im Rahmen einer ersten Verblockungsvariante das erste Element des dritten Planetenradsatzes über das fünfte Schaltelement mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes verbindbar ist. Ferner kann im Rahmen einer zweiten Verblockungsvariante vorgesehen sein, dass das erste Ele- ment des dritten Planetenradsatzes über das fünfte Schaltelement mit dem zweiten Element des dritten Planetenradsatzes verbindbar ist. Es kann auch im Rahmen ei- ner dritten Verblockungsvariante vorgesehen sein, dass das zweite Element des drit- ten Planetenradsatzes über das fünfte Schaltelement mit dem dritten Element des dritten Planetenradsatzes verbindbar ist.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung kann vorsehen, dass zumindest einer der vorgesehenen Planetenradsätze als Minus-Planetenradsatz ausgeführt ist, wodurch sich eine besonders bauraumgünstige Anordnung ergibt. Es ist auch denkbar, dass einer der Planetenradsätze als Plus-Planetenradsatz ausgeführt ist.

Ein Minus-Planetenradsatz kann bevorzugt in einen Plus-Planetenradsatz überführt werden, wenn die Planetenradträger- und Hohlradanbindung an diesem Radsatz miteinander vertauscht wird und der Betrag der Standübersetzung um 1 erhöht wird. Ein Minus-Planetenradsatz weist an seinem Planetenradträger verdrehbar gelagerte Planetenräder auf, die mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad dieses Planetenradsat- zes kämmen, sodass sich das Hohlrad bei festgehaltenem Planetenradträger und drehendem Sonnenrad in zur Sonnenraddrehrichtung entgegengesetzter Richtung dreht. Ein Plus-Planetenradsatz weist an seinem Planetenradträger verdrehbar gela- gerte und miteinander in Zahneingriff stehende innere und äußere Planetenräder auf, wobei das Sonnenrad dieses Planetenradsatzes mit den inneren Planetenrädern und das Hohlrad dieses Planetenradsatzes mit den äußeren Planetenrädern kämmen, sodass sich das Hohlrad bei festgehaltenem Planetenradträger und drehendem Sonnenrad in zur Sonnenraddrehrichtung gleicher Drehrichtung dreht.

Dies bedeutet für den Fachmann, dass bei den als Minus-Planetenradsatz ausge- führten Einzelradsätzen ein erstes Element als Sonnenrad, ein zweites Element als Planetenradträger bzw. Steg und ein drittes Element als Hohlrad ausgeführt sind. Ferner bedeutet dies, dass bei einem als Plus-Planetenradsatz ausgeführten Einzel- radsatz das erste Element als Sonnenrad, das zweite Element als Hohlrad und das dritte Element als Planetenradträger bzw. Steg ausgeführt sind.

Um die Ansteuerung des vorgeschlagenen Tretlagergetriebes weiter zu optimieren, ist vorgesehen, dass zumindest ein Drehmomentsensor oder dergleichen an dem Antrieb und/oder an dem Abtrieb vorgesehen ist.

Um den Antrieb bei dem vorgeschlagenen Tretlagergetriebe elektrisch zu unterstüt- zen, kann zumindest eine elektrische Maschine oder dergleichen mit dem Antrieb bzw. mit der Tretkurbelwelle und/oder mit dem Abtrieb bzw. mit der Getriebeaus- gangswelle verbunden oder verbindbar sein bzw. fest oder lösbar angekoppelt sein. Vorzugsweise kann die elektrische Maschine achsparallel zur Tretkurbelwelle ange- ordnet sein.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung beansprucht ein Fahrrad oder Pede- lec mit dem vorbeschriebenen Tretlagergetriebe. Hieraus ergeben sich die bereits beschriebenen Vorteile und weitere Vorteile.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläu- tert.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Prinzipansicht einer möglichen Ausführungsvariante eines Tretlagergetriebes in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder Pedelec;

Figur 2 eine schematische Prinzipansicht des Tretlagergetriebes mit einer ers- ten Verblockungsvariante bei einem dritten Planetenradsatz;

Figur 3 eine schematische Prinzipansicht des Tretlagergetriebes mit einer zwei- ten Verblockungsvariante bei dem dritten Planetenradsatz; Figur 4 eine schematische Prinzipansicht des Tretlagergetriebes gemäß Figur 1 mit einem beispielhaft als ersten Planetenradsatz ausgeführten Plus- Planetenradsatz;

Figur 5 eine schematische Prinzipansicht des Tretlagergetriebes gemäß Figur 1 mit einem beispielhaft als zweiten Planetenradsatz ausgeführten Plus- Planetenradsatz;

Figur 6 eine schematische Prinzipansicht des Tretlagergetriebes gemäß Figur 1 mit einem beispielhaft als dritten Planetenradsatz ausgeführten Plus- Planetenradsatz,

Figur 7 eine schematische Ansicht des Tretlagergetriebes gemäß Figur 1 mit einem beispielhaft angedeuteten Drehmomentsensor am Antrieb;

Figur 8 eine schematische Ansicht des Tretlagergetriebes gemäß Figur 1 mit einer beispielhaft am Antrieb angeordneten elektrischen Maschine;

Figur 9 eine schematische Ansicht des Tretlagergetriebes gemäß Figur 1 mit einer beispielhaft am Abtrieb angeordneten elektrischen Maschine; und

Figur 10 ein Schaltschema mit den schaltbaren Gänge bei dem erfindungsge- mäßen Tretlagergetriebe gemäß Figuren 1 bis 9.

In den Figuren 1 bis 9 sind verschiedene Ausführungen anhand von schematischen Prinzipansichten eines erfindungsgemäßen Tretlagergetriebes in Planetenbauweise für ein Fahrrad oder ein Pedelec 1 lediglich beispielhaft dargestellt. Figur 1 zeigt das schematisch angedeutete Fahrrad oder Pedelec 1 mit dem Tretlagergetriebe.

Unabhängig von den Ausführungen umfasst das Tretlagergetriebe in einem Gehäuse bzw. Tretlagergehäuse 2 eine Tretkurbelwelle bzw. Tretkurbel Wan als Antrieb mit den Pedalen und eine Getriebeausgangswelle Wab als Abtrieb mit einem nicht weiter dargestellten Ketten- bzw. Riemenrad. Ferner sind vier weitere Wellen W1 , W2, W3, W4 vorgesehen, die mit Elementen der drei Planetenradsätze RS1 , RS2, RS3 ge- koppelt bzw. verbunden sind. Die Elemente des ersten Planetenradsatzes RS1 und des zweiten Planetenradsatzes RS2 sowie des dritten Planetenradsatzes RS3 sind koaxial zur Tretkurbelwelle Wan angeordnet. Zudem sind fünf Schaltelemente B1 , B2, B3, F1 , F2, F2‘, F2“ zum Realisieren von sechs Gängen V1 , V2, V3, V4, V5, V6 vorgesehen. Das erste Schaltelement B1 und das zweite Schaltelement B2 sowie das dritte Schaltelement B3 sind jeweils als schaltbare Bremsen ausgeführt, während das vierte Schaltelement F1 und das fünfte Schalt-element F2 jeweils als nicht schaltbare Freiläufe ausgeführt sind.

Ferner ist unabhängig von den Ausführungen bei dem vorgeschlagenen Tretlagerge- triebe vorgesehen, dass die Tretkurbelwelle Wan mit einem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden ist, wobei die Tretkurbelwelle Wan über ein viertes Schaltelement F1 und eine erste Welle W1 mit einem ersten Element des ersten Planetenradsatzes RS1 verbindbar ist. Demzufolge wird im gesperrten Zu- stand des vierten Schaltelementes F1 die Tretkurbelwelle Wan mit der ersten Welle W1 verbunden. Ferner ist die Getriebeausgangswelle Wab mit einem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes RS2 und mit einem ersten Element des dritten Plane- tenradsatzes RS3 verbunden, wobei ein zweites Element des ersten Planetenradsat- zes RS1 über eine zweite Welle W2 mit einem dritten Element des zweiten Planeten- radsatzes RS2 verbunden ist, wobei ein drittes Element des ersten Planetenradsat- zes RS1 über eine dritte Welle W3 mit einem zweiten Element des dritten Planeten- radsatzes RS3 verbunden ist und wobei zum Verblocken des dritten Planetenradsat- zes RS3 zwei Elemente des dritten Planetenradsatzes RS3 über ein fünftes Schalt- element F2, F2‘, F2“ miteinander verbindbar sind.

Mit der vorbeschriebenen Anbindung der Elemente der Planetenradsätze RS1 , RS2, RS3 und der Wellen Wab, Wab, W1 , W2, W3, W4 sowie der Schaltelemente B1 , B2, B3, F1 , F2, F2‘, F2“ ergibt sich eine besonders bauraumgünstige Ausführung des Tretlagergetriebes.

In den Figuren 1 bis 3 sowie 7 bis 9 sind die drei vorgesehenen Planetenradsätze RS1 , RS2, RS3 jeweils als bauraumgünstige Minus-Planetenradsätze ausgeführt. Hierbei ist vorgesehen, dass jeweils als erstes Element ein Sonnenrad SR1 , SR2, SR3, als zweites Element ein Planetenradträger PT1 , PT2, PT3 und als drittes Ele- ment ein Hohlrad HR1 , HR2, HR3 bei den Planetenradsätzen RS1 , RS2, RS3 vorge- sehen sind.

Im Detail ergibt sich hieraus, dass die Tretkurbelwelle Wan mit dem Planetenradträ- ger PT1 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden ist. Ferner ist die Tretkur- belwelle Wan über das vierte als Freilauf ausgeführte Schaltelement F1 mit dem Sonnenrad SR1 des ersten Planetenradsatzes RS1 verbindbar. Die Getriebeaus- gangswelle Wab ist mit dem Sonnenrad SR2 des zweiten Planetenradsatzes RS2 und mit dem Sonnenrad SR3 des dritten Planetenradsatzes RS3 verbunden. Der Planetenradträger PT1 ist über die zweite Welle W2 mit dem Hohlrad HR2 des zwei- ten Planetenradsatzes RS2 verbunden. Das Hohlrad HR1 des ersten Planetenrad- satzes RS1 ist über die dritte Welle W3 mit dem Planetenradträger PT3 des dritten Planetenradsatzes RS3 verbunden. Zum Verblocken des dritten Planetenradsatzes RS3 ist als erste Verblockungsvariante das Sonnenrad SR3 über das fünfte als Frei- lauf ausgeführte Schaltelement F2 mit dem Hohlrad HR3 des dritten Planetenradsat- zes RS3 verbindbar oder als zweite Verblockungsvariante das Sonnenrad SR3 über das fünfte als Freilauf ausgeführte Schaltelement F2‘ mit dem Planetenradträger PT3 verbindbar oder als dritte Verblockungsvariante das Hohlrad HR3 über das fünfte als Freilauf ausgeführte Schaltelement F2“ mit dem Planetenradträger PT3 verbindbar.

In Figur 1 ist die erste Verblockungsvariante dargestellt, während in Figur 2 die zwei- te Verblockungsvariante und in Figur 3 die dritte Verblockungsvariante dargestellt sind. Ferner ist bei geschlossenem ersten Schaltelement B1 als Bremse das Son- nenrad SR1 des ersten Planetenradsatzes RS1 über die erste Welle W1 fest mit dem Gehäuse 2 verbunden. Bei geschlossenem zweiten Schaltelement B2 als Bremse sind das Hohlrad HR1 des ersten Planetenradsatzes RS1 und der Planetenradträger PT3 des dritten Planetenradsatzes RS3 über die dritte Welle W3 fest mit dem Ge- häuse 2 verbunden. Bei geschlossenem dritten Schaltelement B3 als Bremse ist das Hohlrad HR3 des dritten Planetenradsatzes RS3 über die vierte Welle W4 fest mit dem Gehäuse 2 verbunden. Bei gesperrtem vierten Schaltelement F1 als Freilauf ist die Tretkurbelwelle Wan mit der ersten Welle W1 verbunden. Bei gesperrtem fünften Schaltelement F2 als Freilauf ist die Getriebeausgangswelle Wab mit der vierten Welle W4 verbunden und der dritte Planetenradsatz RS3 verblockt.

In den Figuren 4 bis 6 ist bei den drei vorgesehenen Planetenradsätzen RS1 , RS2, RS3 immer ein Plus-Planetenradsatz vorgesehen, wobei sich bei dem Plus- Planetenradsatz eine Vertauschung von Hohlradanbindung und Planetenradträ- geranbindung ergibt.

In Figur 4 ist zum Beispiel der erste Planetenradsatz RS1 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während der zweite Planetenradsatz RS2 und der dritte Planetenradsatz RS3 jeweils als Minus-Planetenradsatz ausgeführt sind. In Figur 5 ist zum Beispiel der zweite Planetenradsatz RS2 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während der erste Planetenradsatz RS1 und der dritte Planetenradsatz RS3 jeweils als Minus- Planetenradsatz ausgeführt sind. In Figur 6 ist zum Beispiel der dritte Planetenrad- satz RS3 als Plus-Planetenradsatz ausgeführt, während der erste Planetenradsatz RS1 und der zweite Planetenradsatz RS2 jeweils als Minus-Planetenradsatz ausge- führt sind. Bei der Verwendung eines Plus-Planetenradsatzes ergibt sich eine höhere Flexibilität bei der Wahl der Übersetzungen.

In Figur 7 ist eine Ausführung des erfindungsgemäßen Tretlagergetriebes gezeigt, bei der ein Drehmomentsensor 3 mit der Tretkurbelwelle Wan verbunden bzw. ver- bindbar ist. Beispielsweise kann ein scheibenförmiger Drehmomentsensor 3 am Ge- triebeeingang angeordnet werden. Der Drehmomentsensor 3 kann jedoch auch auf andere Art und Weise ausgeführt werden.

In den Figuren 8 und 9 ist jeweils eine Ausführung des erfindungsgemäßen Tretla- gergetriebes mit einer zusätzlichen elektrischen Maschine EM dargestellt. Die elektri- sche Maschine EM kann an der Tretkurbelwelle Wan angebunden werden, wie dies in Figur 8 angedeutet ist. Es ist auch denkbar, dass die elektrische Maschine EM an der Getriebeausgangswelle Wab angebunden wird, wie dies in Figur 9 gezeigt ist.

Die elektrische Maschine EM ist vorzugsweise achsparallel zur Tretkurbelwelle Wan angeordnet. Es wäre jedoch auch eine koaxiale Anordnung der elektrischen Maschi- ne EM zur Tretkurbelwelle Wan möglich. Unabhängig, davon ist es vorteilhaft, die elektrische Maschine EM über einen Freilauf oder dergleichen anzubinden, damit beim Betrieb ohne die elektrische Maschine EM keine Verluste durch die mitdrehen- de elektrische Maschine EM verursacht werden.

In Figur 10 ist beispielhaft ein Schaltschema für die in den Figuren 1 bis 9 gezeigten Ausführungen des erfindungsgemäßen Tretlagergetriebes dargestellt. In dem Schalt- schema sind die für den jeweiligen Gang V1 , V2, V3, V4, V5, V6 verwendeten Schaltelemente B1 , B2, B3, F1 , F2, F2‘, F2“ angegeben. Hierbei bedeutet ein X bei einem Freilauf F1 , F2, F2‘, F2“ als Schaltelement in dem Schaltschema, dass der Freilauf sperrt. Dies funktioniert selbsttätig ohne äußere Betätigung. Ferner bedeutet ein X bei einer Bremse B1 , B2, B3 als Schaltelement in dem Schaltschema, dass die Bremse B1 , B2, B3 geschlossen ist. Dies funktioniert über eine geeignete Aktuatorik.

Im Einzelnen ergibt sich aus dem Schaltschema gemäß Figur 10, dass zum Realisie- ren eines ersten Ganges V1 das vierte als Freilauf ausgeführte Schaltelement F1 und das fünfte als Freilauf ausgeführte Schaltelement F2, F2‘, F2“ gesperrt sind, dass zum Realisieren eines zweiten Ganges V2 das erste als Bremse ausgeführte Schalt- element B1 geschlossen ist und das fünfte als Freilauf ausgeführte Schaltelement F2 gesperrt ist, dass zum Realisieren eines dritten Ganges V3 das dritte als Bremse ausgeführte Schaltelement B3 geschlossen ist und das vierte als Freilauf ausgeführte Schaltelement F1 gesperrt ist, dass zum Realisieren eines vierten Ganges V4 das erste als Bremse ausgeführte Schaltelement B1 und das dritte als Bremse ausge- führte Schaltelement B3 geschlossen sind, dass zum Realisieren eines fünften Gan- ges V5 das zweite als Bremse ausgeführte Schaltelement B2 geschlossen ist und das vierte als Freilauf ausgeführte Schaltelement F1 gesperrt ist, und/oder dass zum Realisieren eines sechsten Ganges V6 das erste als Bremse ausgeführte Schaltele- ment B1 und das zweite als Bremse ausgeführte Schaltelement B2 geschlossen sind. Hieraus ergibt sich das zum Schalten jedes Ganges nur zwei Schaltelemente gleichzeitig verwendet werden müssen. Bezugszeichen

1 Fahrrad oder ein Pedelec

2 Gehäuse bzw. Tretlagergehäuse

3 Drehmomentsensor

SR1 Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes

PT 1 Planetenradträger des ersten Planetenradsatzes

HR1 Hohlrad des ersten Planetenradsatzes

SR2 Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes

PT2 Planetenradträger des zweiten Planetenradsatzes

HR2 Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes

SR3 Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes

PT3 Planetenradträger des dritten Planetenradsatzes

HR3 Hohlrad des dritten Planetenradsatzes

Wan Tretkurbelwelle

Wab Getriebeausgangswelle

EM elektrische Maschine

W1 erste Welle

W2 zweite Welle

W3 dritte Welle

W4 vierte Welle

RS1 erster Planetenradsatz

RS2 zweiter Planetenradsatz

RS3 dritter Planetenradsatz

B1 erstes Schaltelement als Bremse

B2 zweites Schaltelement als Bremse

B3 drittes Schaltelement als Bremse

F1 viertes Schaltelement als Freilauf

F2,F2‘,F2“ fünftes Schaltelement als Freilauf

V1 erster Gang

V2 zweiter Gang

V3 dritter Gang

V4 vierter Gang V5 fünfter Gang

V6 sechster Gang