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1. WO2020108696 - TRANSMISSION À DEUX VITESSES POUR VÉHICULE AUTOMOBILE À ENTRAÎNEMENT ÉLECTRIQUE

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[ DE ]

Zwei-Ganq-Getriebe für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Zwei-Gang-Getriebe für ein elektrisch antreibbares Kraftfahr zeug, mit dessen Hilfe eine Leistung einer elektrischen Maschine gewandelt werden kann. Die Erfindung betrifft ein Zweiganggetriebe für elektrische Fahrzeuge, mit einer mit einer elektrischen Maschine verbindbaren Eingangswelle zum Einleiten eines Drehmoments, einer mit einem Antriebsrad verbindbaren Ausgangswelle zum Auslei ten des Drehmoments, einer ersten Gangstufe zur Übersetzung einer Drehzahl der Eingangswelle an die Ausgangswelle mit einem ersten Übersetzungsverhältnis, mit einem ersten antreibenden Zahnrad und einem ersten angetriebenen Zahnrad, einer zweiten Gangstufe zur Übersetzung einer Drehzahl der Eingangswelle an die Aus gangswelle mit einem zum ersten Übersetzungsverhältnis verschiedenen zweiten Übersetzungsverhältnis, mit einem zweiten antreibenden Zahnrad und einem zweiten angetriebenen Zahnrad, einem ersten Freilauf, der dem ersten antreibenden Zahnrad oder dem ersten angetriebenen Zahnrad zugeordnet ist, und einer Reibungskupplung, die das zweite angetriebene Zahnrad mit der Ausgangswelle verbinden kann. Die Er findung ist für elektrounterstützte oder rein elektrisch angetriebene Fahrzeuge mit Bat terie geeignet, also für Zweiräder, wie Fahrräder, Mopeds, Motorroller oder Motorrä der, für Dreiräder, wie Rikschas, oder für„normale“ Fahrzeuge mit vier Rädern, vom Leichtfahrzeug bis zum Stadtbus.

Beim Beschleunigen eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs aus dem Stand kann eine elektrische Maschine zunächst aus dem Stillstand mit einem im Wesentli chen konstanten Drehmoment bis zu einer Grunddrehzahl beschleunigen. Wenn die Grunddrehzahl erreicht ist, bleibt die Antriebsleistung der elektrischen Maschine im Wesentlichen konstant, so dass für eine höhere Drehzahl das Drehmoment abnimmt. Um eine große Drehmoment- und Drehzahlspreizung zu erreichen, kann ein Zwei-Gang-Getriebe vorgesehen sein, das unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse be reitstellt. So kann in einem niedrigen Drehzahlbereich ein hohes Übersetzungsver hältnis vorgesehen sein, um zum Beschleunigen ein möglichst hohes Drehmoment bereitzustellen, während in einem hohen Drehzahlbereich ein niedriges Überset-

Zungsverhältnis vorgesehen sein kann, um eine möglichst hohe Fahrzeuggeschwin digkeit realisieren zu können. Im Vergleich zu Direktantrieben oder Antrieben mit einer Gangstufe halten Zwei-Gang-Getriebe den Motor in seinem effizientesten Bereich über weite Strecken jedes Fahrzyklusses. Dies sorgt auch für weniger Verbrauch -und Emissionen, falls zusätzlich ein Verbrennungsmotor oder ein Hybrid eingesetzt werden.

Aus der EP 2 305 501 A1 ist ein Zweiganggetriebe für elektrische Fahrzeuge bekannt, mit einer mit einer elektrischen Maschine verbindbaren Eingangswelle zum Einleiten eines Drehmoments, einer mit einem Antriebsrad verbindbaren Ausgangswelle zum Ausleiten des Drehmoments, einer ersten Gangstufe zur Übersetzung einer Drehzahl der Eingangswelle an die Ausgangswelle mit einem ersten Übersetzungsverhältnis, mit einem ersten antreibenden Zahnrad und einem ersten angetriebenen Zahnrad, ei ner zweiten Gangstufe zur Übersetzung einer Drehzahl der Eingangswelle an die Ausgangswelle mit einem zum ersten Übersetzungsverhältnis verschiedenen zweiten Übersetzungsverhältnis, mit einem zweiten antreibenden Zahnrad und einem zweiten angetriebenen Zahnrad, einem Freilauf, der dem ersten antreibenden Zahnrad oder dem ersten angetriebenen Zahnrad zugeordnet ist, und einer Reibungskupplung, die das zweite angetriebene Zahnrad mit der Ausgangswelle verbinden kann. Dieses Ge triebe bildet den Oberbegriff des Anspruchs 1. Das Getriebe des Standes der Technik enthält allerdings zwei zu bedienende Reibungskupplungen und einen separaten Si cherungsring, so dass es relativ groß baut und der Gangwechsel relativ kompliziert ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen aufzuzeigen, die bei einem elektrisch an-treibbaren Kraftfahrzeug zu einem kompakten und dank Rekuperation wirtschaftliche ren Zwei-Gang-Getriebe führen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Zwei-Gang-Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.

Erfindungsgemäß ist ein Zweiganggetriebe für elektrische Fahrzeuge vorgeschlagen, mit einer mit einer elektrischen Maschine verbindbaren Eingangswelle zum Einleiten eines Drehmoments, einer mit einem Antriebsrad verbindbaren Ausgangswelle zum Ausleiten des Drehmoments, einer ersten Gangstufe zur Übersetzung einer Drehzahl der Eingangswelle an die Ausgangswelle mit einem ersten Übersetzungsverhältnis, mit einem ersten antreibenden Zahnrad und einem ersten angetriebenen Zahnrad, ei ner zweiten Gangstufe zur Übersetzung einer Drehzahl der Eingangswelle an die Ausgangswelle mit einem zum ersten Übersetzungsverhältnis verschiedenen zweiten Übersetzungsverhältnis, mit einem zweiten antreibenden Zahnrad und einem zweiten angetriebenen Zahnrad, einem ersten Freilauf, der dem ersten antreibenden Zahnrad oder dem ersten angetriebenen Zahnrad zugeordnet ist, und einer Reibungskupplung, die das zweite angetriebene Zahnrad mit der Ausgangswelle verbinden kann, wobei diese Reibungskupplung als einzige Reibungskupplung vorgesehen ist, wobei der ers te Freilauf und die Reibungskupplung beide auf der gleichen Welle, nämlich der Ein gangswelle oder der Ausgangswelle, angeordnet sind und wobei ein zweiter Freilauf vorgesehen ist

Das erfindungsgemäße Zwei-Gang-Getriebe ist dank des Verzichts auf eine zweite Reibungskupplung einfacher aufgebaut und kann damit kleiner gebaut werden. Der Verzicht auf die zweite Reibungskupplung auf der anderen Welle macht das Getriebe kleiner, leichter, billiger und weniger komplex. Das Einsparen von Masse ist vorteil haft. Das Schalten geht einfacher, da nur eine einzige Kupplung zu bedienen ist und auf ein separates Sicherungsringsystem verzichtet werden kann. Die Erfinder haben erkannt, dass auch diese einfachere Lösung ein sanftes, ruckfreies Schalten, das be vorzugt automatisiert durchgeführt werden kann, ermöglicht. Da ein erster Freilauf verwendet wird, geht das Schalten sanft und übergangslos, ob mechanisch oder au tomatisch geschaltet wird. Da nicht zwei oder drei Elemente beim Schalten zu bedie nen sind, reicht ein einziger einfacher elektrischer, elektromechanischer, elektroni scher oder hydraulischer Stellmotor, um den Gangwechsel durchzuführen.

Mit der vorgeschlagenen Erfindung kann ein batterieelektrisches Fahrzeug realisiert werden, das automatisch schaltet und viele Vorteile bezüglich des reduzierten Ener- gieverbrauches, der Erhöhung des Fahrkomforts, der Steigungsfähigkeit und der Höchstgeschwindigkeit bietet.

Das Vermeiden einer Schaltlücke (ununterbrochener Kraftfluss beim Gangwechsel) erhöht die Leistung und bietet ein überlegenes Fahrgefühl. Die erfindungsgemäße In tegration von erstem Freilauf und Reibungskupplung führt zu einem ruckfreien, sanf ten automatischen Schaltvorgang. Mit dem neuen Getriebe kann der Antriebsstrang elektrisch kleiner ausgelegt werden und erreicht trotzdem hohes Drehmoment, was zu einer Fahrzeugcharakteristik mit hoher Energieeffizienz führt.

Insbesondere kann eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, die dazu ausgestaltet ist, automatisch einen Gangwechsel vorzunehmen, wenn eine bestimmte vordefinierte Schwellfahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs überschritten und/oder unterschritten ist und/oder wenn ein bestimmtes vordefiniertes Schwelldrehmoment der Eingangs welle überschritten und/oder unterschritten ist. Dadurch kann für die jeweilige Fahrsi tuation jeweils automatisch eine geeignete Übersetzung geschaltet werden, ohne dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs dies manuell veranlassen muss.

Als Reibungskupplung kann eine Mehrscheibenkupplung verwendet werden, die ab hängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder den Lastbedingungen automatisch greift oder löst. Dieses schnell synchronisierte weiche Ein- oder Auskuppeln führt zu einer„kurzen“ Schlupfzone während des Überganges vom ersten zum zweiten Gang und damit einem schnelle Gangwechsel. Die Kupplungsbetätigung kann rein elektrisch durchgeführt werden.

Während des Startens und bei kleinen Geschwindigkeiten öffnet der neue Kupp lungsmechanismus die einzige Reibungskupplung vollständig und hält sie geöffnet, sodass die Reibelemente voneinander getrennt sind und keine Kraft übertragen. Wenn die Motor- oder Fahrzeuggeschwindigkeit steigt, wird in den zweiten Gang ge schaltet, dies passiert durch Einkuppeln der Reibungskupplung und Überholen des ersten Freilaufes, der dadurch keine Kraft mehr überträgt. Während des Hochschal tens vom ersten zum zweiten Gang wird die einzige Reibungskupplung langsam betä- tigt, greift also immer mehr, bis das von der Kupplung übertragene Moment dem Mo tormoment entspricht. Der Gangwechsel erfolgt so sanft und ohne jeden Ruck. Auch wenn dann das Motormoment verringert wird, befindet sich das Fahrzeug im zweiten Gang, in dem der erste Freilauf überholt oder überrollt wird.

Da die Schaltfrequenz im Allgemeinen niedrig ist und der erste Gang eigentlich nur zum Anfahren oder am Berg gebraucht wird, ist meist der zweite Gang eingelegt. Da in diesem erfindungsgemäß aber die einzige Reibungskupplung keinen lang andau ernden Schlupf hat, sondern fest greift, droht hier im Dauerbetrieb keine Überhitzung. Die thermische Kapazität der Reibungskupplung muss daher nicht hoch sein, so dass auch eine kleinere, relativ kompakt bauende Kupplung verwendet werden kann.

Dass nur eine einzige Reibungskupplung - statt zwei beim Stand der Technik - vor gesehen ist und dass diese einzige Reibungskupplung und der Freilauf erfindungs gemäß auf einer einzigen gemeinsamen Welle angeordnet sind, minimiert den Platz bedarf des Getriebes.

Erfindungsgemäß ist nun ein zweiter Freilauf vorgesehen, der bevorzugt in der zwei ten Gangstufe wirksam ist. Er ist so eingebaut, dass beim normalen Fahren (Antrieb vom Elektromotor zum Antriebsrad) frei läuft, also nur als Lager wirkt und kein Dreh moment überträgt, im Schiebebetrieb (Antrieb vom Antriebsrad zum Elektromotor) aber sperrt, also das Drehmoment überträgt und damit Drehmoment vom Antriebsrad auf den Elektromotor zurückleitet, so dass der Elektromotor als Generator wirken, elektrische Energie zurückgewinnen und in die Batterie einspeichern kann. Dies er höht den Wirkungsgrad des Antriebs, macht ihn also wirtschaftlicher, oder sorgt für ei ne erhöhte Reichweite. Erfindungsgemäß erreicht man also ein weich schaltendes Zweiganggetriebe mit Rekuperationsfunktion, sodass es wettbewerbsfähig gegen ein stufige Getriebe ist. Besonders angenehm fährt ein batteriegetriebenes Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Getriebe, wenn es automatisch schaltet. Es braucht weniger Energie und erhöht den Fahrkomfort, die Steigfähigkeit und die Höchstgeschwindig keit.

Die erfindungsgemäße Kombination zweier Freiläufe, bevorzugt von Rollengesperren und/oder Hülsenfreiläufen (HFL, Spanlos gefertigte Rollenfreiläufe, gezogene Tassen-Rollengesperre), mit einer einzigen Reibungskupplung mit dem neuen Kupplungshal-temechanismus erlaubt mit ihren verschiedenen Betriebspositionen verschiedene Be triebsweisen, nämlich:

- Langsam fahren, Anfahren oder Bergauffahren im ersten Gang

- Schnell fahren im 2. Gang

- Neutralstellung (beim Langsamerwerden oder Bergabfahren, Segelmodus durch Öffnen der Reibungskupplung)

- Energierekuperation durch Zurückleiten von Drehmoment vom Antriebsrad an den als Generator wirkenden Elektromotor und

- Parkblockierstellung (durch Eingreifen der Reibungskupplung bei ausgeschalte tem Elektromotor)

Die Parkblockierung kann dadurch erreicht werden, dass, wenn das Fahrzeug und der Motor zum Stillstand gekommen sind, die Reibungskupplung eingekuppelt wird und gleichzeitig ein Freilauf eine Bewegung in Gegenrichtung sperrt. Dies erspart einen separaten Mechanismus für die Parkbremse und ein extra Betätigungselement.

Im Rahmen der Erfindung können die Kupplung und der Freilauf auf der Eingangswel le oder auf der Ausgangswelle anordnet. Bevorzugt ist es aber, Kupplung und Freilauf auf der Ausgangswelle vorzusehen. Dann kann die Eingangswelle besonders einfach aufgebaut sein und das erste antreibende Zahnrad und das zweite antreibende Zahn rad als Festräder enthalten.

Kupplung und Freiläufe können nebeneinander auf ihrer gemeinsamen Welle ange ordnet sein. In einer bevorzugten Ausführung können der erste oder beiden Freiläufe und die Reibungskupplung in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sein. Beson ders geeignet ist, wenn dazu das Kupplungsgehäuse der Reibungskupplung verwen det wird, Dies ergibt eine besonders platzsparende, kompakt bauende Realisierung der Erfindung. Reibungskupplung, Freiläufe und die zwei angetriebenen Zahnräder bilden dann eine kompakte Baueinheit, die nur wenig Platz braucht.

Bevorzugt ist der erste Freilauf in das erste angetriebene Zahnrad integriert, indem die Nabe des ersten Freilaufes auch die Nabe des Zahnrades ist. Auch dies führt zu einer besonders kompakten Ausführung.

Noch platzsparender und kompakter ist der Aufbau, wenn das zweite angetriebene Zahnrad sich direkt bei der Kupplung, bevorzugt auf der Seite der Kupplungsbetäti gung, befindet.

Besonders platzsparend ist auch, wenn das Kupplungsgehäuse mit einem Kupp lungsgehäuseprofil, also einer Keilverzahnung, versehen ist, und drehfest auf der Ausgangswelle angeordnet ist, um Drehmoment auf die Ausgangswelle zu übertra gen.

Die Reibungskupplung kann wie jede andere an sich bekannte Kupplung über Hand-, Fuß- oder Stellmotorbetätigung bedient werden (Einkuppeln, Auskuppeln). Es können Flebel oder Seilzüge verwendet werden. Bevorzugt kann ein in der Mitte der Kupplung zentral angeordneter Ausrückzapfen (Stift oder Pin) vorgesehen sein, der durch Drü cken oder Loslassen die Kupplung eingreifen oder lösen lassen kann. Üblich sind fe dervorbelastete Kupplungen, die losgelassen offen sind - also kein Drehmoment übertragen - und mit gedrücktem Stift greifen - also das Drehmoment übertragen. Die Reibungskupplung kann mechanisch von Hand oder Fuß betätigt werden. Besonders bevorzugt ist allerdings eine elektrische Betätigung, die über einen elektromechanisch wirkenden Aktor (Aktuator) die Drehbewegung eines elektrischen (Stell-) Motors in ei ne Hin- und Herbewegung einer Kupplungsbetätigung umwandelt und so die Kupp lung in Zusammenwirken mit vorgespannten Federn öffnet und schließt.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfol gend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

Fig. 1 : einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Zwei-Gang-Getriebe im ersten Gang,

Fig. 2: einen Schnitt durch das Zwei-Gang-Getriebe der Fig. 1 im zweiten Gang,

Fig. 3: einen Schnitt durch das Zwei-Gang-Getriebe der Fig. 1 im Rekuperationsbe-trieb,

Fig. 4: eine perspektivische Ansicht einer Motor-Getriebeeinheit,

Fig. 5: ein rotierendes Bauteil des Zwei-Gang-Getriebes der Fig. 1 ,

Fig. 6: das rotierende Bauteil der Fig. 5,

Fig. 7: ein weiteres rotierendes Bauteil des Zwei-Gang-Getriebes der Fig. 1 ,

Das in Fig. 1 dargestellte Zwei-Gang-Getriebe 10 weist eine Eingangswelle 12 auf, die drehtest mit einer Motorwelle einer elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeugs ver bunden sein kann. Die Eingangswelle 12 kann über eine erste Gangstufe 14 und eine zweite Gangstufe 16 mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen mit einer Aus gangswelle 18 gekoppelt werden, um ein mit der Ausgangswelle 18 gekoppeltes An triebsrad des Kraftfahrzeugs anzutreiben. Auf der Ausgangswelle 18 ist dazu eine An triebsrolle 44 vorgesehen, die das Drehmoment über einen nicht gezeigten (Keil-) Riemen an das Antriebsrad leitet. Möglich ist ebenso die Verwendung von Kettenrä dern und einer Kette. Die erste Gangstufe 14 weist ein erstes angetriebenes Zahnrad 20 auf, das als Festrad auf der Eingangswelle 12 angeordnet ist und mit einem mit der Ausgangswelle 18 verbundenen ersten angetriebenen Zahnrad 22 kämmt. Die zweite Gangstufe 16 weist ein zweites antreibendes Zahnrad 24 auf, das als Festrad auf der Eingangswelle 12 angeordnet ist und mit einem mit der Ausgangswelle 18 verbunde nen zweiten angetriebenen Zahnrad 26 kämmt. Auf der Ausgangswelle 18 befinden sich nun erfindungsgemäß der erste Freilauf 28, die einzige Reibungskupplung 30 und der zweite Freilauf 36. Die Reibungskupplung 30 weist ein Kupplungsgehäuse 40 mit dem Kupplungsgehäuseprofil 42, das drehfest mit der Ausgangswelle 18 verbunden ist. Zur Betätigung weist die Reibungskupplung 30 einen mittigen Ausrückzapfen 32 auf, der über einen Kupplungsbetätigungsmechanismus 34 betätigt werden kann.

Zur Erläuterung der Funktion des erfindungsgemäßen Getriebes 10 zeigt Fig. 1 den Kraftfluss (gepunktete Linie) im ersten Gang. Der Motor treibt die Eingangswelle 12 mit den beiden Festrädern 20 und 24. Der Der Kupplungsbetätigungsmechanismus 34 ist in seine Ausgangsstellung nach oben verfahren und berührt mit seiner abgeflach ten Betätigungsfläche den Ausrückzapfen 32 nicht oder nur ganz leicht. Die internen Federkräfte der Reibungskupplung 30 halten die Reibelemente voneinander weg (sie he Pfeile und geöffnetes Schloss recht in Figur 1 ). Damit ist die Reibungskupplung 30 offen und überträgt kein Drehmoment. Der Kupplungsbetätigungsmechanismus ist hier ein einfacher elektrischer, der elektromechanisch, zum Beispiel über Verdrehen einer Spindel eine Hin- und Fierbewegung erzeugt und so die Kupplung 30 öffnet oder schließt. Das Drehmoment des Motors fließt bei der geöffneten Reibungskupplung 30 über die ersten Zahnräder 20 und 22. Das Zahnrad 22 leitet die Drehbewegung über den sperrenden ersten Freilauf 28 auf das Kupplungsgehäuse 40 und dort über die Innenverzahnung des Kupplungsgehäuseprofils 42 auf die Ausgangswelle 18, wie die gepunktete Linie zeigt. Dass sich das Innere der Kupplung 30 mit einer anderen Dreh zahl dreht als das Kupplungsgehäuse 40, spielt keine Rolle, da die Kupplung 30 ja of fen ist, also kein Moment überträgt. Der zweite Freilauf 36 auf der Ausgangswelle 18 innerhalb der Reibungskupplung 30 wird hier beim Antrieb durch den Motor überlau fen und dient lediglich als Lager für die Ausgangswelle 18. Durch den zweiten Freilauf 36 ist so eine kontrollierte Regeneration von Bewegungsenergie zum als Generator arbeitenden Elektromotor möglich, wenn sich die Kraftflussrichtung umkehrt, Dreh moment vom Antriebsrad eingeleitet wird und der zweite Freilauf 36 sperrt.

Fig. 2 zeigt den Kraftfluss des erfindungsgemäßen Getriebes 10 der Fig. 1 im zweiten (schnelleren) Gang (Super Boost). Der Motor treibt die Eingangswelle 12 mit den bei den Festrädern 20 und 24 (Kraftflusslinie links oben). Der Kupplungsbetätigungsme chanismus 34 ist nun in seine Schließstellung nach unten verfahren und drückt mit seiner abgeflachten Betätigungsfläche den Ausrückzapfen 32 gegen die internen Fe derkräfte. Dadurch liegen die Kupplungsscheiben und die Reibelemente aufeinander (siehe Pfeile und geschlossenes Schloss rechts in Figur 2). Die Reibungskupplung 30 ist nun geschlossen und überträgt das Drehmoment. Das Drehmoment des Motors fließt nun über die Reibungskupplung 30 von den zweiten Zahnrädern 24 und 26 der zweiten Gangstufe 16 ins Kupplungsgehäuse 40 und von dort über die Innenverzah nung des Kupplungsgehäuseprofils 42 auf die Ausgangswelle 18 und von dort zur An triebsrolle 44, wie die gepunktete Linie mit den beiden Pfeilen zeigt. Der erste Freilauf 28 wird nun überholt, da die Drehzahl über die zweite Gangstufe 16 der Zahnräder 24 und 26 schneller ist als die Drehzahl der ersten Gangstufe 14 der Zahnräder 20 und 22. Der erste Freilauf 28 wird hier von außen - überrollend oder überholend - ange- io

trieben, im Gegensatz zu der Stellung in Fig. 1 , wo die Kraft oder das Drehmoment von innen kommen, also die Sperrwirkung nutzen. Die erfindungsgemäße Integration von erstem Freilauf 28 und Kupplung 30 auf einer Welle 18 führt also zu einem sehr kompakten Design. Das langsame Einkuppeln und das langsame Überrollen des ers ten Freilaufs 28 führen zu einem sanften Gangwechsel ohne Ruck. Auch hier ist durch den zweiten Freilauf 36 eine kontrollierte Regeneration von Bewegungsenergie zum als Generator arbeitenden Motor möglich, wenn sich die Kraftflussrichtung umkehrt, Drehmoment vom Antriebsrad eingeleitet wird und der zweite Freilauf 36 sperrt.

Fig. 3 zeigt den Kraftfluss (gepunktete Linie) des erfindungsgemäßen Getriebes 10 im Regenerationsmodus. Nun treibt nicht der Motor über die Eingangswelle 12, sondern das Drehmoment wird vom Antriebsrad über die Antriebsrolle 44 in die Ausgangswelle 18 eingeleitet (Schiebebetrieb beim Bergabfahren oder Langsamer werden), wie die beiden Pfeile unten und in der Ausgangswelle 18 zeigen. Der Kupplungsbetätigungs mechanismus 34 ist in seine Ausgangsstellung nach oben verfahren und berührt mit seiner abgeflachten Betätigungsfläche den Ausrückzapfen 32 nicht oder nur leicht. Die internen Federkräfte der Reibungskupplung 30 halten die Kupplungsscheiben und Reibelemente voneinander weg. Damit ist die Reibungskupplung 30 offen und über trägt kein Drehmoment. Das Drehmoment der Antriebsrolle 44 fließt über den in dieser Drehrichtung sperrenden zweiten Freilauf 36 über die Zahnräder 26 und 24 der zwei ten Gangstufe 16, weiter über die Eingangswelle 12 zum Motor, wie die gepunktete Linie zeigt. Der Elektromotor arbeitet in diesem Betriebszustand als Generator und verwandelt das Drehmoment in elektrische Spannung oder Strom und kann so die Batterie laden. Es wird so ein Regenerationsmodus ohne besonderen Zusatzaufwand erreicht. Der zweite Freilauf erleichtert ein Regenerieren im ersten Gang, die Rei bungskupplung erleichtert ein Regenerieren im zweiten Gang.

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Motor-Getriebeeinheit, bestehend aus dem Elektromotor 56 und dem angeflanschten erfindungsgemäßen Zwei-Gang-Getriebe 10. Links ist die Antriebsrolle 44 zu erkennen, die hier für einen Betrieb mit einem nicht gezeigten Zahnriemen ausgebildet ist. Mithilfe dieses Zahnriemens wird die Leistung des Elektromotors 56 auf ein ebenfalls nicht gezeigtes Antriebsrad eines Elektrozweirades - oder über ein Differential auf zwei Antriebsräder, zum Beispiel ei ner Rikscha, - übertragen.

Fig. 5 zeigt ein rotierendes Bauteil des Zwei-Gang-Getriebes 10 aus Fig. 1 , nämlich die erfindungsgemäß integrierte Baueinheit aus erstem Freilauf 28, Reibungskupplung 30 und zweitem angetriebenen Zahnrad 26 als kompaktes, integriertes Bauelement. Gut zu erkennen ist, dass der Freilauf 28 ins Kupplungsgehäuse 40 integriert ist. Zu erkennen sind die Federn der Kupplung 30. Das zweite angetriebene Zahnrad 26 ist hier in den Bereich oder auf der Seite der Kupplungsbetätigung integriert.

Fig. 6 zeigt das rotierende Bauteil der Fig. 5 von einer anderen Seite. Zu erkennen sind die Rollenelemente des ersten Freilaufs 28, das Kupplungsgehäuse 40 mit dem Kupplungsgehäuseprofil 42, die Reibungskupplung 30 und das zweite angetriebene Zahnrad 26.

Fig. 7 zeigt ein weiteres rotierendes Bauteil des Zwei-Gang-Getriebes 10 aus Fig. 1 , nämlich das rotierende Bauteil der Fig. 5 und 6, ergänzt um das erste angetriebene Zahnrad 22. Zu erkennen sind in diesem perspektivischen Teilschnittbild die Zahnrä der 22 und 26, der erste Freilauf 28 und der zweite Freilauf 36, alles hier gut integriert in die oder an der Reibungskupplung 30. Zur Lagerung der hier nicht gezeigten Aus gangswelle dienen der zweite Freilauf 36 und das Nadellager 58.

Bezuqszeichenliste

Zwei-Gang-Getriebe

Eingangswelle

erste Gangstufe

zweite Gangstufe

Ausgangswelle

erstes antreibendes Zahnrad

erstes angetriebenes Zahnrad

zweites antreibendes Zahnrad

zweites angetriebenes Zahnrad

erster Freilauf

Reibungskupplung

Ausrückzapfen

Kupplungsbetätigungsmechanismus zweiter Freilauf

Kupplungsgehäuse

Kupplungsgehäuseprofil

Antriebsrolle

Elektromotor

Nadellager