具体实施方式

在图1至图9中仅示例性地展示根据本发明的用于自行车或电动自行车的驱动机构的不同实施变体，并且因此并不限制上文描述且要求保护的结构上的不同替代方案。

驱动机构包括在壳体2中的人力驱动轴1，其中驱动轴1在所示出的实施变体中示例性地被实施为脚蹬轴承曲轴并且被布置在作为壳体2的脚蹬轴承壳体中。就此而言，术语“人力驱动轴1”意味着，该人力驱动轴是可以借助人力驱动或操作的驱动轴。因此，脚蹬曲轴(即被脚踩踏的曲轴)是人力驱动轴1的示例性实施方式。

驱动机构包括：例如较大的第一电驱动装置EM 1的与人力驱动轴1以轴线平行的方式布置的转子3、以及例如较小的第二电驱动装置EM 2的与人力驱动轴1共轴地布置的转子4。就此而言，表述“较大”是指尺寸设定得较大并且表述“较小的”是指尺寸设定得较小。因此，第一电驱动装置EM 1具有与第二电驱动装置EM 2相比更高的功率和/或更大的尺寸。第一电驱动装置EM 1和第二电驱动装置EM 2优选分别被实施为既可以用作发动机又可以用作发电机的电动机器。

此外，在所提出的驱动机构中提出，第一电驱动装置EM 1的转子3藉由第一固定传动装置与作为叠加传动装置的第一行星齿轮组PS 1联接。第二电驱动装置EM 2的转子4藉由第二固定传动装置与人力驱动轴联接。因此，第二电驱动装置EM 2藉由第二固定传动装置被输入联接至脚蹬轴承曲轴或人力驱动轴1。人力驱动轴1与作为叠加传动装置的第一行星齿轮组PS 1相连接，其中作为叠加传动装置的第一行星齿轮组PS 1与驱动机构的从动装置5相连接。从动装置5可以优选被实施为自行车或电动自行车的链轮或带轮并且被布置在壳体2的外部或内部。作为叠加传动装置的第一行星齿轮组PS 1因此与脚蹬轴承曲轴或人力驱动轴1共轴地布置。

在图1中示例性地示出了驱动机构的第一实施变体，其中将2级正齿轮传动装置作为第一固定传动装置指配给第一电驱动装置EM 1。第一电驱动装置EM 1的转子3与正齿轮传动装置的第一级的第一齿轮Z 2相连接。第一齿轮Z 2与正齿轮传动装置的第一级的第二齿轮Z 3处于接合并且与副轴9防旋转地相连接。正齿轮传动装置的第二级的第一齿轮Z4同样防旋转地与副轴9相连接并且藉由带传动装置或链传动装置10与正齿轮传动装置的第二级的第二齿轮Z1相联接，该第二齿轮与作为叠加传动装置的第一行星齿轮组PS 1的太阳齿轮11相连接。第一行星齿轮组PS 1的行星齿轮架12与人力驱动轴1相连接。第一行星齿轮组PS 1的环齿轮13与从动装置5相连接。

谐波传动装置WG作为第二固定传动装置被指配给第二电驱动装置EM 2。谐波传动装置WG尤其也被称为应力谐波传动装置或滑动键传动装置。谐波传动装置WG具有波发生器6、内套管7和外套管8。外套管8具有内齿部并且内套管7具有外齿部，该内齿部和该外齿部藉由例如两个周向区段处于相互接合。外套管8的截面是圆形的。内套管7被设计成可变形的。通过具有细长形或椭圆形形状的波发生器6，将内套管7以其外齿部藉由例如两个周向区段压入到外套管8的内齿部中。内套管7的外齿部及外套管8的内齿部的齿数彼此不同。

谐波传动装置WG的波发生器6与第二电驱动装置EM 2的转子4相连接并且从第二电驱动装置EM 2的角度看形成驱动装置。具有谐波传动装置WG的外齿部的可变形的内套管7与人力驱动轴1相连接并且从第二电驱动装置EM 2的角度看形成从动装置。具有谐波传动装置WG的内齿部的外套管8被固定在壳体上。因此，谐波传动装置WG用作第二电驱动装置EM2的第二固定传动装置。

因此，较小的第二电驱动装置EM 2与脚蹬轴承曲轴或人力驱动轴1共轴地布置。谐波传动装置WG仅用作第二电驱动装置EM 2到人力驱动轴1的第二固定传动装置。由此得到如下优点：谐波传动装置WG仅由第二电驱动装置EM 2施加负载，而不由驾驶员的脚蹬力施加负载。因此，可以将谐波传动装置WG的尺寸对应地设定得较小并且在结构空间需求有利地较小的情况下形成较高的传动比。此外，人力驱动轴1例如藉由行星架或行星齿轮架12而被连接至作为叠加传动装置的第一行星齿轮组PS 1。藉由第一行星齿轮组PS 1的环齿轮13来进行驱动。第一行星齿轮组PS 1的太阳齿轮11藉由2级正齿轮传动装置而被连接至第一电驱动装置EM 1。在此，与已知的驱动机构相比得到如下优点：在太阳齿轮11处，脚蹬轴承曲轴或人力驱动轴1仅须支撑较小的转矩，这是因为人力驱动轴1与行星齿轮架12相连接。较大的第一电驱动装置EM 1以轴线平行的方式布置并且藉由作为第一固定传动装置的2级正齿轮传动装置被连接至第一行星齿轮组PS 1的太阳齿轮11，由此得到如下优点：因此与较小的第二电驱动装置EM 2相比，为较大的第一电驱动装置EM 1提供更多的轴向结构空间。

对于第一电驱动装置EM 1而言，无法实现如对第二电驱动装置EM 2的那样高的固定传动比，这是因为第一电驱动装置EM 1必须覆盖比第二电驱动装置EM 2更高的转速范围。在行驶速度不同的情况下藉由第一电驱动装置EM 1的转速来改变脚蹬频率。第二电驱动装置EM 2始终以与人力驱动轴1相同的比率旋转，该人力驱动轴的转速受可以由驾驶员实现的可能的脚蹬曲柄转速限制。因此，2级正齿轮传动装置作为第一固定传动装置足以用于第一电驱动装置EM 1。第一电驱动装置EM 1需要比第二电驱动装置EM 2更大的转矩，该转矩例如可以藉由电动机器的更大的长度来实现。在所展示的示例中，用于第一驱动装置EM 1的2级正齿轮传动装置由第一齿轮副Z2/Z3和第二齿轮副Z4/Z1构成。为了克服轴间距，可以使用链条或齿带作为链传动装置或带传动装置10。

在图2中展示了根据图1的从右侧看的第一实施变体的侧视图，从该侧视图中不同传动构件的外周变得清楚。在侧视图中前方的构件用实线标记，而后方的平面的构件用虚线表示。点状线进而表示更后方的平面的构件。此外由箭头表明电动自行车的行驶方向。从这个视图，示例性的润滑油构思变得清楚。齿轮Z1和Z 3例如可以浸入到壳体2的油底壳中并且由此将润滑油带入到相应的齿接触部或链条接触部中。

下面对数值示例进行描述。可以假定值50作为谐波传动装置WG的传动比。作为叠加传动装置的第一行星齿轮组PS 1的固定传动比可以为负2。由此，从太阳齿轮11到行星齿轮架12的转矩传动比为大约3，并且从环齿轮13到行星齿轮架12的转矩传动比为1.5。从电动自行车的从动装置到后轮的传动比为1.125。后轮的车轮周长为2.1m。从第一电驱动装置EM 1到太阳齿轮11的2级正齿轮传动比为17。在下面的数值示例中忽略了效率。这些信息并不精确。

在起动时的示例性行驶情况，其中在人力驱动轴1上由驾驶员施加150Nm的较高转矩。所有转速为0。在第二电驱动装置EM 2处的转矩为零，这是因为驾驶员施加较大的踏板力而不存在任何辅助。太阳齿轮11处的转矩是50Nm。第一电驱动装置EM 1处的转矩是3Nm。环齿轮13处的转矩是100Nm。后轮处的转矩是113Nm。

下文将对仅藉由第二电驱动装置EM 2进行辅助的相同的行驶情况进行描述。在人力驱动轴1上由驾驶员施加的转矩为50Nm。第二电驱动装置EM 2处的转矩为2Nm并且在作为固定传动装置的谐波传动装置WG之后得到100Nm。与驾驶员一起再次施加150Nm。第二电驱动装置EM 2处的转矩与后轮处的转矩相等。

在另外的行驶环境下，在以例如25km/h的速度且以较大的功率(例如350瓦特的总功率)行驶时在例如上坡时得到60rpm的脚蹬频率、16Nm的脚蹬力矩，即驾驶员产生101瓦特的功率。第二电驱动装置EM 2容易地在3000rpm下提供0.13Nm的辅助，即40W的功率。后轮处的转速为198rpm，环齿轮13处的转速为约223rpm，在太阳齿轮11处的转速为约负266rpm(向后旋转)并且在第一电驱动装置EM 1处的转速为约负4530rpm(向后旋转)。行星齿轮架12处的转矩由第二电驱动装置EM2和驾驶员的转矩之和得出，即6.5Nm加16Nm等于22.5Nm。太阳齿轮11处的转矩为7.5Nm，即第一电驱动装置EM 1处的转矩为0.43Nm。环齿轮13处的转矩为15Nm，并且后轮处的转矩为17Nm。第一电驱动装置EM 1的功率为209W。驾驶员和第一电驱动装置EM 1以及第二电驱动装置EM 2的总功率为350W。

在另外的行驶情况下，例如在以超出25km/h行驶时不允许进行电辅助。第一电驱动装置EM 1必须在叠加传动装置的太阳齿轮11处支撑由驾驶员所施加的转矩并且因此强制性地引入电功率。恰好必须藉由第二电驱动装置EM 2用作发电机来产生这个功率，因为无法从电池汲取这个功率。这对应于电池中性的(batterieneutralen)、功率分流的运行模式，在该运行模式中第二电驱动装置EM 2以制动的方式起作用。

相关的数值示例为：假设行驶功率是30km/h、200W，脚蹬频率是70rpm，驾驶员的脚蹬力矩是27Nm(得到200W的功率)，第一电驱动装置EM 1的转速是负5540rpm，第一电驱动装置EM 1的转矩是大约0.21Nm，第一电驱动装置EM 1的功率是大约121W，第二电驱动装置EM2的要产生的功率是大约负121W，第二电驱动装置EM 2的转速是约3500rpm并且转矩是负0.33Nm，第二电驱动装置EM 2的要输出的功率是大约负121W。

在图3中示例性地展示了驱动机构的第二实施变体。与根据图1的第一实施变体的不同之处在于，2级正齿轮传动器或2级正齿轮传动装置的第二级的第二齿轮Z1以在径向上藉由第一行星齿轮组PS 1上嵌套方式布置。通过这种方式在人力驱动轴1的轴向方向上得到缩短的结构长度。另一个优点自以如下情况得到：正齿轮传动装置的第二级的较大的齿轮Z 3与第一级的齿轮Z4相比在壳体2处更靠内并且壳体2可以稍微向外倾斜。

在图4中示例性地展示了驱动机构的第三实施变体。与根据图1的第一实施变体的不同之处在于，代替链传动装置或带传动装置10使用中间齿轮Z 6。中间齿轮Z 6例如可以被支承在第一电驱动装置EM 1的转子轴或转子3上。

图5示出第三实施变体的侧视图，从该侧视图中得出已借助图2描述的有利的润滑构思。

图6示出驱动机构的第四实施变体，其中与第一实施变体的不同之处在于：人力驱动轴1被连接至作为传递传动装置的第一行星齿轮组PS 1的环齿轮13并且从动装置5被连接至行星齿轮架12。因此互换连接。由此得到如下优点：人力驱动轴1与环齿轮13之间的连接以及人力驱动轴1与谐波传动装置WG之间的连接可以在共用的构件中实施。另一个优点自以下情况得到：作为第一固定传动装置的正齿轮传动装置的第二级的第一齿轮Z 3与第二齿轮Z 4相比在壳体2处更靠内并且壳体2可以稍微向外倾斜。为了在第一行星齿轮组PS1的太阳齿轮11上支撑更大的转矩，可以藉由第一固定传动装置形成更高的传动比或者第一电驱动装置EM 1被设计有更大的转矩。

在图7中展示了驱动机构的第五实施变体。与根据图1的第一实施变体的不同之处在于：代替谐波传动装置WG，使用行星传动装置或第二行星齿轮组PS2作为用于第二电驱动装置EM 2的第二固定传动装置。在所示出的示例中，第二行星齿轮组PS2被实施有多级行星齿轮，以形成尽可能高的传动比。多级行星齿轮在这个实施方式中具有支承在行星齿轮架14上的两个行星齿轮，其中一个行星齿轮与第二行星齿轮组PS 2的环齿轮16啮合，而另一个行星齿轮与该第二行星齿轮组的太阳齿轮15啮合。在此得到如下优点：第二行星齿轮组PS2的行星齿轮架14和第一行星齿轮组PS 1的环齿轮13能够被实施为共用的构件并且能够被连接至人力驱动轴1。第二行星齿轮组PS2的太阳齿轮15与第二电驱动装置EM 2的转子4相连接，而第二行星齿轮组PS2的环齿轮16被固定在壳体上。

根据图8展示了驱动机构的第六实施变体。与根据图1的第一实施变体的不同之处在于，使用第三行星齿轮组PS3作为第一电驱动装置EM 1的第一固定传动装置。第三行星齿轮组PS3的太阳齿轮17与第一电驱动装置EM 1的转子3相连接。第三行星齿轮组PS3的环齿轮18被固定在壳体上，而第三行星齿轮组PS3的行星齿轮架19与正齿轮传动装置的第二级的第一齿轮Z 4相连接。

在图9中展示了驱动机构的第七实施变体，其中与根据图3的第二实施变体的不同之处在于：单级的正齿轮传动装置作为第一固定传动装置被指配给第一电驱动装置EM 1。传动级被连接至第一行星齿轮组PS 1的太阳齿轮11。为此，第一电驱动装置EM 1被设计成具有更大的转矩。基于单级的正齿轮传动装置，可以为第一电驱动装置EM 1提供更大的结构长度，这是因为省去了第二正齿轮级。以有利的方式得到更简单的机制。正齿轮级的齿轮Z 2可以藉由链传动装置或带传动装置与齿轮Z1相连接。替代性地还可以设置有中间齿轮6。

附图标记清单

1 人力驱动轴或脚蹬轴承曲轴

2 壳体或脚蹬轴承壳体

3 第一电驱动装置的转子

4 第二电驱动装置的转子

5 从动装置或链轮或带轮

6 波发生器

7 内套管

8 外套管

9 副轴

10 带传动装置或链传动装置

11 第一行星齿轮组的太阳齿轮

12 第一行星齿轮组的行星齿轮架

13 第一行星齿轮组的环齿轮

14 第二行星齿轮组的行星齿轮架

15 第二行星齿轮组的太阳齿轮

16 第二行星齿轮组的环齿轮

17 第三行星齿轮组的太阳齿轮

18 第三行星齿轮组的环齿轮

19 第三行星齿轮组的行星齿轮架

EM 1 尺寸较大的第一电驱动装置

EM 2 尺寸较小的第二电驱动装置

WG 作为第二固定传动装置的谐波传动装置

PS 1 作为叠加传动装置的第一行星齿轮组

PS 2 作为第二固定传动装置的第二行星齿轮组

PS 3 作为第一固定传动装置的第三行星齿轮组

Z 1 正齿轮传动装置的第二级的第二齿轮

Z 2 正齿轮传动装置的第一级的第一齿轮

Z 3 正齿轮传动装置的第一级的第二齿轮

Z 4 正齿轮传动装置的第二级的第一齿轮

Z 6 中间齿轮