(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ力および／またはペダル力によって運転可能な、ペダルクランク（１０２，１０３）用のクランク軸（９）を備えた車両（１００）用の摩擦リング伝動装置（２）であって、
前記摩擦リング伝動装置（２）は、内側の摩擦リング（２６）および外側の摩擦リング（２０）ならびに、ローラサポート（２２）に配置された少なくとも１つの回転可能なダブルコーンローラ（２３）を有しており、該ダブルコーンローラ（２３）は、トルク伝達時に前記摩擦リング伝動装置（２）を介して、前記内側の摩擦リング（２６）および前記外側の摩擦リング（２０）と、それぞれ圧着力を受けて摩擦係合しており、
前記内側の摩擦リング（２６）から前記外側の摩擦リング（２０）への力伝達経路内に、一方の摩擦リング（２０，２６）から他方の摩擦リング（２０，２６）に圧着力を伝達する力帰還装置が配置されており、前記一方の摩擦リング（２０，２６）は前記力帰還装置に対して回動不能に配置されていて、前記他方の摩擦リング（２０，２６）は前記力帰還装置に対して回転可能に配置されている、摩擦リング伝動装置（２）において、
前記摩擦リング伝動装置（２）は、変速比用の調節装置（１２）を有して、該調節装置（１２）は、前記摩擦リング（２０，２６）の中心軸線（Ｍ）の方向に延びる調節経路に沿って可動であり、前記調節装置（１２）は同時に、前記ローラサポート（２２）の中心軸線（Ｍ）を中心にして３６０°未満の角度にわたって延びており、
前記ローラサポート（２２）および前記調節装置（１２）ならびに前記摩擦リング伝動装置（２）のハウジング（１０）の少なくとも１つの部分は、回転しないように配置されていて、前記調節装置（１２）は、前記ハウジング（１０）の前記部分を貫いて延びており、前記調節装置（１２）の操作により前記ローラサポート（２２）を前記中心軸線（Ｍ）の方向に直接移動させるように、前記調節装置（１２）は前記ローラサポート（２２）に不動に結合されている、ことを特徴とする、摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項２】
前記力帰還装置は、前記摩擦リング（２０，２６）の内部において延びている、請求項１記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項３】
前記調節装置（１２）は、前記摩擦リング伝動装置（２）のハウジング（１０）の一部分を貫いて延びている、請求項１または２記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項４】
前記調節装置（１２）は、調節軌道に沿って可動の、前記ローラサポート（２２）から延びるアームとして形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項５】
前記摩擦リング伝動装置（２）は、前記調節装置（１２）を調節する調節モータを有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項６】
前記摩擦リング伝動装置（２）は、２つのリング形状の拡開クラッチ（２１，２７）を有していて、該拡開クラッチ（２１，２７）を貫いて前記力帰還装置が延びている、請求項１から５までのいずれか１項記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項７】
少なくとも１つの拡開クラッチ（２１，２７）が、前記力帰還装置と１つの摩擦リング（２０，２６）との間に配置されている、請求項６記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項８】
前記力帰還装置は、前記クランク軸（９）の周りに配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項９】
前記力帰還装置は、スリーブ（３３）として形成されている、請求項８記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項１０】
前記力帰還装置は、一体のスリーブ（３３）として形成されている、請求項８記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項１１】
前記力帰還装置は、前記摩擦リング（２０，２６）のうちの１つとの結合のために、前記クランク軸（９）から半径方向で離れる方向に延びる部分（３３ａ，３４，３４ａ）を有している、または該部分（３３ａ，３４，３４ａ）は１つの摩擦リング（２０，２６）に一体に形成されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項１２】
前記摩擦リング伝動装置（２）には上流側伝動装置（３）が上流側で接続されていて、該上流側伝動装置（３）は、前記摩擦リング伝動装置（２）の回転数を前記上流側伝動装置（３）の駆動回転数に対して高める、請求項１から１１までのいずれか１項記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項１３】
前記上流側伝動装置（３）は、遊星伝動装置（１８，３０，３１，３２）である、請求項１２記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項１４】
前記力帰還装置は、摩擦リング伝動装置（２）の駆動エレメントに、回動不能に結合されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項１５】
前記力帰還装置は、遊星伝動装置（１８，３０，３１，３２）の軸またはギヤに、回動不能に結合されている、請求項１４記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項１６】
前記力帰還装置は、遊星伝動装置（１８，３０，３１，３２）の被駆動サンギヤ（３２）に、回動不能に結合されている、請求項１４記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項１７】
小さい方の前記摩擦リング（２６）は、前記力帰還装置に対して回転可能に配置されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項１８】
前記摩擦リング伝動装置（２）は、前記クランク軸（９）とモータ（６）とのトルクを統合する統合歯車（５）を有している、請求項１から１７までのいずれか１項記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項１９】
前記摩擦リング伝動装置（２）は、前記クランク軸（９）とモータ（６）とのトルクを統合する統合歯車（５）を、前記上流側伝動装置（３）または前記摩擦リング伝動装置（２）の駆動装置に有している、請求項１２記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項２０】
前記内側の摩擦リング（２６）および前記外側の摩擦リング（２０）は、前記クランク軸（９）を中心にして回転するように配置されている、請求項１から１９までのいずれか１項記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項２１】
前記力帰還装置と前記摩擦リング（２０，２６）のうちの１つとの間に、ころがり軸受（３８）が配置されており、該ころがり軸受（３８）において、軸受レースに対する転動体の接触箇所の間における圧力ラインが、前記ローラサポート（２２）の前記中心軸線（Ｍ）に対して鋭角を成して位置している、請求項１から２０までのいずれか１項記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項２２】
前記ころがり軸受（３８）は、アンギュラ玉軸受または円錐ころ軸受として形成されている、請求項２１記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項２３】
前記力帰還装置は、前記ころがり軸受（３８）によって半径方向において取り囲まれている、請求項２１または２２記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項２４】
前記ころがり軸受（３８）の内側の軸受レースは、前記力帰還装置の外側表面に配置されている、請求項２３記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項２５】
前記ころがり軸受（３８）の内側の軸受レースは、前記中心軸線（Ｍ）の方向において前記力帰還装置に支持されている、請求項２３または２４記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項２６】
前記摩擦リング伝動装置（２）は、電動自転車用の摩擦リング伝動装置（２）である、請求項１から２５までのいずれか１項記載の摩擦リング伝動装置（２）。
【請求項２７】
モータ力および／またはペダル力によって運転可能な車両（１００）であって、前記車両（１００）は、請求項１から２６までのいずれか１項記載の摩擦リング伝動装置（２）を有していることを特徴とする、車両（１００）。
【請求項２８】
前記車両（１００）は、調節装置（１２）を調節する調節モータを有している、請求項２７記載の車両（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペダルクランク用のクランク軸と、理論的な軸線と理解すべきであって確定した物理的な軸と理解すべきではないクランク軸中心軸線とを備えた、モータ力および／またはペダル力によって運転可能な車両用の摩擦リング伝動装置に関し、この摩擦リング伝動装置は、特に電動自転車において使用することができる。摩擦リング伝動装置は、内側の摩擦リングおよび外側の摩擦リングならびに、内側および外側の摩擦リングに摩擦係合している少なくとも１つの回転可能なダブルコーンローラを有している。トルクが伝達される場合、摩擦を発生させるためにダブルコーンローラと摩擦リングとの間においてそれぞれ圧着力が作用する。このような圧着力は少なくとも一部が、逆方向においてダブルコーンローラに作用するので、内側の摩擦リングと外側の摩擦リングとの間には、力伝達経路が存在しており、この力伝達経路に沿って、一方の摩擦リングから他方の摩擦リングに圧着力が導かれる。この力伝達経路内に、一方の摩擦リングから他方の摩擦リングに圧着力を伝達する力帰還装置が配置されている。このとき一方の摩擦車は力帰還装置に対して回動不能に配置されている。他方の摩擦リングは力帰還装置に対して回転可能である。
【０００２】
従来技術において、人力およびモータ力によって、かつ特にモータ力によってアシストされた人力によって、駆動が可能な車両、特に電動自転車が公知である。運転者のケイデンス（Trittfrequenz）のためには最適な範囲が存在し、かつ可能なケイデンスには上限があるので、このような車両には伝動装置が有利である。伝動装置によってケイデンスを最適なもしくは可能な範囲にもたらすことができるからである。摩擦リング伝動装置は、それが無段階式でありかつ停止時においても調節可能であるという利点を有している。しかしながら摩擦リング伝動装置には、効率が比較的悪いという欠点があり、この比較的悪い効率の原因は、摩擦動作と軸受のような伝動装置コンポーネントにある。独国特許出願公開第２０１２２０９０６９６号明細書に基づいて公知の、ダブルコーン型摩擦リング伝動装置の基本原理による自転車伝動装置は、ペダル軸受近傍においてかつクランク軸に対して軸平行の配置形式で、ペデレク／イーバイク駆動装置（Pedelec/eBike-Antrieb）に組み込まれている。国際公開２０１４／０２６７５４号には、同様にクランク軸に対して軸平行の配置形式でかつペダル軸受近傍に配置された、このようなダブルコーン摩擦リング伝動装置を有する自転車伝動装置が、記載されている。
【０００３】
独国特許出願公開第１０２０１２２０９０９６号明細書に開示された摩擦リング伝動装置の構造における欠点としては、ダブルコーン体への摩擦リングの圧着を可能にする力帰還装置が、外側において摩擦リング伝動装置の周りに延在している、ということがある。これによって力帰還装置は、大きな表面積を備えた部分であり、かつ相応に重く、このことは、車両のために一般的に好適な軽量構造思想に反している。
【０００４】
公知の伝動装置における欠点としてはさらに、変速比の調節がもっぱら、摩擦リング伝動装置の駆動軸または被駆動軸の内部を通してかつねじ山による調節によって実施されるということが挙げられる。このような構造は、車両内へのこのような伝動装置の組込み時における構造自由度を著しく妨げ、特に調節のために、数回転の回転運動を生ぜしめる必要がある。さらに、この回転運動は場所的に伝動装置に関して中心位置に決定されている。また調節回転の回転軸線も、不動に設定されていて、伝動装置の中心軸線に対して同軸に延びている。
【０００５】
発明の開示
請求項１の特徴部に記載のように構成された本発明に係る摩擦リング伝動装置は、摩擦リング伝動装置の変速比用の調節装置を有していて、該調節装置は、調節軌道に沿って可動である。この調節軌道は、ローラサポートの中心軸線の方向にその経過の成分を有しており、このとき調節軌道は同時に最長でも、摩擦リング伝動装置の周りに一周未満の長さで、好ましくは１８０°未満、特に好ましくは９０°未満の長さで延びている。極めて特に好ましくは、調節軌道は真っ直ぐであり、摩擦リング伝動装置の仮想の中心軸線の方向に追従している。この中心軸線は、通常、ダブルコーンローラのローラサポートの中心軸線と合致している。
【０００６】
好ましくは、調節装置は、摩擦リング伝動装置を取り囲むハウジングを貫通している。調節軌道は、好ましくはハウジングに設けられた貫通口に沿って延びている。従って好ましくは、調節軌道は、３６０°未満、好ましくは１８０°未満、さらに好ましくは９０°未満の長さで弧を描いて延びている。このときハウジングは特に一体に製造されることができ、このような構造は一般的に、複数部分から成る複合解決策に比べて僅かなコストしかかからない。ハウジングの少なくとも半周が調節軌道によって切り欠かれていない場合には、ハウジングの特別な強度が得られる。摩擦リング伝動装置を中心とした調節軌道の長さが少なくとも９０°未満である構成には、比較的小さな周方向係合角度によって調節が簡単になるという利点がある。特に簡単な調節は、ほぼローラサポートの中心軸線の方向における純粋に直線的な運動時に生じる。特に好ましくは、調節装置はローラサポートに不動に結合されており、つまり調節装置はローラサポートに対して不動であり、その結果、調節装置の操作はローラサポートを軸方向において直接移動させ、これによって摩擦リング伝動装置の変速比が変えられる。ローラサポートが調節時に回転させられる構成も可能であるが、しかしながら好ましくは、ローラサポートは、回転させられるのではなく、もっぱら直線的に移動させられる。好ましくは、調節装置は調節ねじ山を有していない。調節方向は、好ましくは摩擦リング伝動装置の中心を通って延びていない。本発明に係る調節装置は、摩擦リング伝動装置の変速比を迅速かつ簡単に調節することを可能にする。
【０００７】
好ましくは、内側の摩擦リングおよび外側の摩擦リングは、クランク軸の周りを延びている。このように構成されていると、クランク軸を摩擦リング伝動装置の中心に配置することができる。
【０００８】
好ましくは、摩擦リング伝動装置は、良好な潤滑特性を有していてかつ強力な摩擦接触時には摩擦対の間において大きな摩擦を生ぜしめるトラクション流体（Traktionsfluid）によって満たされている。
【０００９】
本発明に係る調節装置を備えた摩擦リング伝動装置は、特に好ましくはペダル軸受に取り付けられる。ペダル軸受およびモータを備えた一体にまとめられた構造形式が、同様に好ましい。これによって、低い中央の重心と軽い後輪とによって得られる、最適な質量分布の利点が生ぜしめられる。また、改善されたハンドリング、比較的僅かしか弾まない質量および良好な走行ダイナミックスが得られる。さらに後輪の取付け・取外しが簡単になる。さらに自転車メーカは、複数の別個のコンポーネントの代わりに、ただ１つの一体にまとめられた駆動ユニットだけを自転車に組み込むだけでよい。顧客には、変速・駆動制御装置から成る統一されたモジュールを提示することができる。
【００１０】
従属請求項には、本発明の好適な態様が示されている。
【００１１】
１つの態様では、力帰還装置は摩擦リングの内部を延びている。このように構成されていると、従来技術におけるような、摩擦リングの外側を延びている力帰還装置に比べて、重量が節減される。好ましくは、力帰還装置の少なくとも１つの部分が、ローラサポートの中心軸線の方向に延びている。特に、この部分は内側の摩擦リングの摩擦直径よりも小さな直径を有している。このとき特に好ましくは、この態様によれば内部において周方向に延びている力帰還装置は、摩擦リングキャリアからハウジングにおける貫通口への調節装置の延在を可能にしている。従来技術によれば、ローラ保持体とハウジングとの間におけるこの必要な構造空間は、周方向に延びる力帰還装置によって既に占められている。
【００１２】
別の態様では、ローラサポートと摩擦リング伝動装置のハウジングとは、互いに回動不能に結合されている。しかしながらローラサポートは摩擦車に対して移動することができる。このとき摩擦車は、回転可能に構成されているが、しかしながら好ましくはハウジングに対するその位置において、この回転を除いて固定されている。調節装置は、ローラサポートに不動に結合されていてもよい。調節装置は、特にローラサポートから伝動装置の外にまで延びている可動のアームとして形成されていてもよい。このときアームは、好ましくはハウジングを貫いて延びている。ハウジングとの回動不能の結合によって、伝動装置もしくはローラサポートの中心軸線に沿った調節軌道の延在が可能である。
【００１３】
別の態様では、車両は、調節装置を調節することができる調節モータを備えて構成されている。調節モータは、摩擦リング伝動装置に配置されていてもよく、かつ／または、モータ、伝動装置およびクランク軸の一体にまとめられたユニット内に配置されていてもよい。
【００１４】
別の態様では、摩擦リング伝動装置は、２つの拡開クラッチを有していて、該拡開クラッチは、負荷を受けると拡開し、摩擦リングとダブルコーンローラとの間における圧着圧を高める。各１つの拡開クラッチが、好ましくは各１つの摩擦リングに対応して配置されている。拡開クラッチは、リング形状に形成されており、このとき力帰還経路は、少なくとも拡開クラッチのうちの１つを通って延びている。
【００１５】
別の態様では、力帰還装置は、車両のペダルクランクのためのクランク軸を取り囲んで配置されている。特に、力帰還装置はほぼスリーブとして形成されており、このときスリーブは、軸方向においてクランク軸に沿って延びる部分と、半径方向において少なくとも一方の摩擦リングに向かって延びる部分とを有している。このような構成は、軽量でありかつさらに構造が単純なので、簡単に製造することができる。半径方向に延びる部分は、軸方向に延びる部分とは別個に製造し、かつ後でまとめることができるので、一体のスリーブまたはまとめられたスリーブが生ぜしめられる。
【００１６】
別の態様では、内側に位置する力帰還装置は、クランク軸に対して回転可能に形成されている。このように構成されていると、力帰還装置に回動不能に結合された摩擦リングの回転数を、クランク軸の回転数とは異ならせることができる。このようにして、クランク軸を摩擦リング伝動装置の内部に組み込むことができる。
【００１７】
別の態様では、摩擦リング伝動装置には、該摩擦リング伝動装置の回転数を高める上流側伝動装置が上流側で接続されている。特に、クランク軸が摩擦リング伝動装置の内部において延びている一体にまとめられた配置形態では、同様にクランク軸に対して同心に配置された遊星伝動装置が好適である。摩擦リング伝動装置の比較的高い回転数の利点は、比較的小さなトルクが発生することにある。このようにすると、伝達される摩擦力を低減することができる。これによってまた、摩擦リング伝動装置を軽く構成することができる。
【００１８】
好ましくは、摩擦リング伝動装置には下流側伝動装置が下流側で接続されており、この下流側伝動装置は、好ましくは遊星伝動装置として形成されていて、摩擦車伝動装置の本来の被駆動部における被駆動部回転数を低減する。これによって被駆動部におけるトルクが高められる。特に、下流側伝動装置はその減速比によって、上流側伝動装置の変速比を再び相殺することができる。
【００１９】
好ましくは、上流側伝動装置は、クランク軸に存在するトルクによって駆動される。そのためにクランク軸には、そのトルクを伝達することができる歯車が結合されていてもよい。遊星伝動装置の場合には、上流側伝動装置として好ましくは、遊星伝動装置のインターナルギヤがクランク軸に回動不能に固定されている。回動不能な固定形式の代わりに択一的に、クランク軸とインターナルギヤとの間におけるトルク伝達経路に、モータの回転とは無関係に逆転ペダリングを可能にするワンウェイクラッチが配置されていてもよい。好ましくは、上流側伝動装置の被駆動部によって、摩擦リング伝動装置の摩擦リングが駆動される。この摩擦リングは、力帰還装置を上流側伝動装置によって駆動することによって駆動されてもよい。好ましくは、摩擦リングのうちの大きい方もしくは外側の摩擦リングが駆動される。特に好ましくは、力帰還装置は、両方の摩擦車のうちの大きい方の摩擦車と回動不能に結合されている。
【００２０】
別の態様では、両方の摩擦車のうちの小さい方もしくは内側の摩擦リングは、力帰還装置に対して、特にころがり軸受を介して、回転可能に配置されている。これによって多くの場合、この機能のために小さな直径を有する小型の玉軸受を使用することができ、このような玉軸受は、小さな損失トルクしか発生させず、かつ軽量である。
【００２１】
別の態様では、摩擦リング伝動装置は統合歯車を有しており、この統合歯車は、人力とモータとが発生させるトルクを統合するのに役立つ。統合歯車は、両方の摩擦リングのうちの１つに回動不能に結合されていてもよい。しかしながら特に好ましくは、統合歯車は、大きい方の摩擦リングと回動不能に結合されており、このことは上流側伝動装置を備えた態様では、統合歯車が上流側伝動装置の被駆動部と結合されていることを意味することができる。統合は、統合歯車へのトルクの導入によって様々な形式で、つまり中央で、統合歯車が装着される軸と、統合歯車の外周部に係合する別の歯車とによって行われる。この別の歯車は、好ましくは、モータによって駆動可能な歯車である。
【００２２】
別の態様では、力帰還装置と摩擦車のうちの１つとの間に、ころがり軸受が配置されており、該ころがり軸受において、力伝達ラインが、ローラサポートの中心軸線に対して鋭角を成して位置している。この軸受を介して、軸方向力である圧着力が摩擦リングとローラとの間において延びている。さらにこの軸受は、相対的に回転可能に支持された部分の半径方向における案内の機能を満たす。従って好ましくは、アンギュラ玉軸受または円錐ころ軸受が使用される。好ましくは、力帰還装置は、ころがり軸受の内部において延びている。好ましくは、インナレースは力帰還装置に装着またはプレス嵌めされている。このような構成は、摩擦リング伝動装置の単純な構造を可能にする。ころがり軸受は、好ましくは内側の摩擦リングの回転数と外側の摩擦リングの回転数との間における差回転数によって移動し、この差回転数は、多くの運転状態において、両方の摩擦リング自体の回転数よりも小さい。これによって軸受損失および軸受摩耗は、摩擦リングが個々にスラスト軸受によってハウジングに支持されている従来技術の解決策に比べて、僅かである。
【００２３】
本発明の別の観点では、モータ力および／またはペダル力によって運転可能な車両が提案され、この車両は、上に述べた態様のうちの１つの態様による摩擦リング伝動装置を有している。
【００２４】
さらに別の観点では、モータ力および／またはペダル力によって運転可能な車両のための駆動装置が提案され、この駆動装置は、上に述べた態様のうちの１つの態様による摩擦リング伝動装置を有している。
【００２５】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態を詳説する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る摩擦リング伝動装置の１実施形態を有する電動自転車を概略的に示す図である。
【図２】本発明に係る摩擦リング伝動装置を備えた一体にまとめられた駆動ユニットを示す斜視図である。
【図３】図２に示した実施形態における一体にまとめられた駆動ユニットを、摩擦リング伝動装置を取り囲むハウジングなしで示す斜視図である。
【図４】統合歯車、上流側伝動装置、摩擦リング伝動装置および下流側伝動装置を備えた、図３に示した駆動ユニットを、ローラサポートの中心軸線を通る面で断面して示す斜視図である。
【図５】図４に示した斜視図のうち、ダブルコーンローラの領域を拡大して示す断面図である。
【図６】スリーブとして形成された力帰還装置とアンギュラ玉軸受とを有する、摩擦リング伝動装置の第２実施形態を備えた駆動ユニットの第２実施形態を示す断面図である。
【図７】スリーブとして形成された力帰還装置とは異なった力帰還装置を有する、摩擦リング伝動装置の第３実施形態を備えた駆動ユニットの第３実施形態を示す断面図である。
【００２７】
図１には、電動自転車１００が略示されており、この電動自転車１００には駆動ユニット１がフレームの中央に配置されている。特に、駆動ユニット１にまたは駆動ユニット１の近傍に、シートチューブ１０５、ダウンチューブ１０６およびチェーンステイ１０７が集まっている。ペダルアーム１０２，１０３のためのクランク軸の支持部は、駆動ユニット１内に組み込まれている。駆動ユニット１は、駆動ユニット１の被駆動部であるスプロケット８を有している。このスプロケット８は、トルクを駆動ユニット１からチェーン１０８およびピニオン１０９を介して後輪１１０に伝達する。駆動ユニット１は、詳しくは示されていない電気モータを有している。この電気モータには、バッテリ１０４からエネルギを供給することができる。
【００２８】
図２には、一体にまとめられた駆動ユニット１が斜視図で示されており、この駆動ユニット１は、摩擦リング伝動装置２、上流側伝動装置３、下流側伝動装置４、統合歯車５、電気モータ６、中間伝動装置７、被駆動部８およびクランク軸９を有している。クランク軸９は、クランクなしに示されており、クランクはそれぞれ、クランク軸９の端部における歯結合部に差し嵌めることができ、このとき他の結合形式も可能である。摩擦リング伝動装置２は、ハウジング１０を有しており、このハウジング１０は、摩擦リング伝動装置２を、貫通口１１を除いて少なくとも半径方向で取り囲んでいる。貫通口１１を貫いて、ハウジング１０の内部から、摩擦リング伝動装置２の一部として調節レバー１２が突出している。この調節レバー１２は、クランク軸９の長手方向において移動可能であり、これによって摩擦リング伝動装置２の変速比が調節可能である。従って、調節レバー１２を備えて形成された調節装置の調節経路は、調節レバー１２に関連して、貫通口１１の内部においてかつクランク軸９の長手方向に延びている。調節経路は少なくともほぼ直線である。
【００２９】
中間伝動装置７は、中間軸１３を有しており、この中間軸１３の一端にピニオン１４が配置されていて、このピニオン１４は、統合歯車５と噛み合っている。中間軸１３の支持部は図示されていない。ピニオン１４は、統合歯車５よりも大幅に小さな直径を有している。中間軸１３の他端には、ピニオン１４よりも大幅に大きな直径を有する中間ギヤ１５が配置されている。この中間ギヤ１５は、駆動ユニット１の一部であるモータ６の被駆動ギヤ１６と噛み合っている。このようにして中間伝動装置７を介して、電気モータ６の回転数は統合歯車５の回転数へと大幅に減速される。電気モータ６と摩擦リング伝動装置２のハウジング１０との間における機械的な結合は、図示されていない。
【００３０】
下流側伝動装置４は遊星伝動装置として形成されており、この遊星伝動装置の被駆動部は、プラネタリキャリア１７である。このプラネタリキャリア１７は、一体にまとめられた伝動装置ユニットの被駆動ピニオン８に回動不能に結合されている。遊星伝動装置の駆動は、サンギヤ３５を介して行われ、これに対してインターナルギヤ３６はハウジング１０に回動不能に結合されている。完全に閉鎖された状態で形成されていてもよい下流側伝動装置４の外側のカバーは、図示されていない。
【００３１】
図３には、図２に示したのと同じ一体にまとめられた駆動ユニット１が斜視図で示されている。しかしながら図３では、図２とは異なり、摩擦リング伝動装置２のハウジング１０は除去されているので、摩擦リング伝動装置２の詳細を見ることができる。さらに遊星伝動装置として形成された上流側伝動装置３のインターナルギヤの一部が除去されているので、プラネタリギヤ１８およびそのプラネタリキャリア１９を見ることができる。図１に記載した特徴およびエレメントは、同じ符号で示されており、再度説明することは省く。図１を参照のこと。
【００３２】
摩擦リング伝動装置２は、外側の摩擦リング２０を有しており、この摩擦リング２０は、複数のダブルコーン体２３と摩擦係合している。これらのダブルコーン体２３は、ローラサポート２２に配置されていて、このローラサポート２２に固定された軸２５において回転する。ローラサポート２２は、さらに摩擦リング伝動装置２の内部に位置している見えない部分を有している。外側の摩擦リング２０は、拡開クラッチ２１に結合されており、この拡開クラッチ２１は、さらにスラスト軸受２４を介して、図示されていないハウジング部分に支持されている。拡開クラッチ２１は、駆動モーメントが統合歯車５から摩擦リング伝動装置２に作用した時に、クランク軸９の軸方向において拡開する。これによって、外側の摩擦リング２０とダブルコーンローラ２３との間における圧着圧が高められる。調節レバー１２は、クランク軸９の軸方向において移動可能に構成されたローラサポート２２に結合されている。拡開クラッチ２１は、外側の摩擦リング２０とダブルコーンローラ２３との間において予荷重を生ぜしめるばねを有しているかまたは、このようなばねに結合されている。
【００３３】
図４には、図３に示した一体にまとめられた駆動ユニット１が断面されて斜視図で示されている。このとき断面は、クランク軸９の中心軸線Ｍと調節レバー１２とを通って延びている。既に図２および図３において記載した特徴およびエレメントは、同じ符号で示されており、これらについての再度の説明は省く。図２および図３を参照のこと。
【００３４】
図４には、ローラサポート２２の内側部分が示されている。ローラサポート２２の内側部分は、ローラ軸２５を介して、ローラサポート２２の外側部分に結合されている。さらに、ダブルコーン体２３と摩擦係合している内側の摩擦リング２６が示されている。この内側の摩擦リング２６には、拡開クラッチ２７が対応して配置されており、この拡開クラッチ２７は、スラスト軸受２８を介してハウジング１０に支持されている。拡開クラッチ２７は拡開クラッチ２１のように、当該拡開クラッチ２７が統合歯車５への駆動トルクの作用時にクランク軸９の長手方向に拡開され、これによって内側の摩擦リング２６とダブルコーンローラ２３との間における圧着圧が高められるように設計されている。拡開クラッチ２７は、内側の摩擦リング２６とダブルコーンローラ２３との間において予荷重を生ぜしめるばねを有しているか、またはこのようなばねに結合されていてもよい。拡開クラッチ２１の直径は、拡開クラッチ２７の直径よりも小さい。
【００３５】
以下においては、駆動ユニット１の、図４に示した部分を通る力伝達について記載する。トルクは、図示されていないクランクを介して、ペダル力によってクランク軸９にもたらされることができる。クランク軸９におけるトルクは、ワンウェイクラッチ２９を介して統合歯車５にもたらされる。ワンウェイクラッチ２９によって、逆転ペダリングが可能であり、これに対して、図示の伝動装置の残りは、その被駆動部８の回転に相応して回転する。統合歯車５は、上流側伝動装置３のインターナルギヤ３０に回動不能に結合されているので、統合歯車５とインターナルギヤ３０とは一緒に回転する。上流側伝動装置３のプラネタリギヤ１８は、ハウジング１０に固定されたプラネタリ軸３１に支持されている。従ってプラネタリギヤ１８の位置は、その自転を除いて固定されている。上流側伝動装置３のサンギヤ３２は、スリーブ３３に回動不能に結合されており、このスリーブ３３は、トルクをサンギヤ３２から摩擦リング伝動装置２に導く。上流側伝動装置３の変速比によって、スリーブ３３の回転数は統合歯車５の回転数よりも高い。スリーブ３３は、クランク軸９に回転可能に被せ嵌められている。スリーブ３３には、駆動ディスク３４がプレス嵌めされており、この駆動ディスク３４は、トルクをスリーブ３３から拡開クラッチ２１を介して外側の摩擦リング２０へとさらに導く。トルクはさらにダブルコーンローラ２３に伝達される。ローラサポート２２は回動不能に配置され、単にクランク軸９の長手方向において移動可能に配置されているので、トルクは外側の摩擦リング２０から完全にダブルコーンローラ２３に伝達されて該ダブルコーンローラ２３を回転させる。これらのダブルコーンローラ２３はトルクをさらに、該ダブルコーンローラ２３が同様に摩擦係合している内側の摩擦リング２６に伝達する。トルクはさらに、拡開クラッチ２７を介して、下流側伝動装置４のサンギヤ３５に伝達される。下流側伝動装置４のインターナルギヤ３６は、ハウジング１０に回動不能に結合されている。これによってトルクは、下流側伝動装置４のプラネタリギヤ３７のプラネタリキャリア１７に伝達される。既に述べたように、下流側伝動装置４のプラネタリキャリア１７は、好ましくはピニオンとして形成された被駆動部８に回動不能に結合されているので、この被駆動部８において、例えばチェーンを介して、トルクを一体にまとめられた駆動ユニット１から取り出すことができる。
【００３６】
外側の摩擦リング２０と内側の摩擦リング２６とは、既に述べたように、それぞれ所属のスラスト軸受２４，２８によってハウジング１０に支持されている。従ってハウジング１０は、図１〜図３に示した実施形態において、特に拡開クラッチ２１，２７から発生する力のためのループバック装置、つまり力帰還装置（Kraftrueckschlusseinrichtung）を形成している。このような力は、ダブルコーンローラ２３に対する圧力に相当する。スラスト軸受２４，２８はそれぞれ、大きな摩擦リング２０もしくは小さな摩擦リング２６の回転数で回転する。特に、大きな摩擦リング２０のスラスト軸受２４は、比較的大きな摩擦モーメントを生ぜしめる。このスラスト軸受２４は、多くの運転状態において、高い回転数およびさらには大きな摩擦半径を有するからである。
【００３７】
クランク軸９は、ローラサポート２２、スラスト軸受２４，２８、拡開クラッチ２１，２７ならびに小さな摩擦リング２６および大きな摩擦リング２０と共に同心に配置されている。さらに、共に遊星伝動装置として形成されている上流側伝動装置３および下流側伝動装置４は、クランク軸９に対して同心に配置されている。同じことは、統合歯車５および被駆動部８のピニオンに対しても言える。
【００３８】
図５には、図４に断面されて示された斜視図の、摩擦リング伝動装置２を含む部分が、半割断面図で示されている。同じ特徴およびエレメントは、同じ符号で示され、再度説明することは省く。図４を参照のこと。図５において良好に認識できるように、駆動ディスク３４は、軸方向に曲げられた縁部３４ａを有しており、この縁部３４ａを介して、スリーブ３３からのトルクが拡開クラッチ２１に導かれる。
【００３９】
図６には、図５に示した図よりも幾分大きな領域が断面図で示されており、このとき図５とは異なり、図６には、摩擦リング伝動装置２の第２実施形態を備えた駆動ユニット１の第２実施形態が示されている。同じ特徴およびエレメントは、既に説明した図におけると同じ符号で示され、再度説明することは省く。
【００４０】
図５に示した第１実施形態とは異なり、図６の第２実施形態は、摩擦リング伝動装置をハウジング１０に支持するスラスト軸受２４，２８を有していない。その代わりに、力帰還装置としてスリーブ３３が働き、このスリーブ３３は、第２実施形態では軸方向力受け止め部分３３ａを備えて形成されている。内側の摩擦リング２６からダブルコーンローラ２３に加えられた力は、拡開クラッチ２７を介してアンギュラ玉軸受３８に伝達される。このアンギュラ玉軸受３８は、そのインナレースがスリーブ３３に被せ嵌められているか、またはプレス嵌めされている。アンギュラ玉軸受３８のインナレースの軸方向面の縁部は、軸方向においてスリーブ３３の軸方向力受け止め部分３３ａに支持されている。ダブルコーンローラ２３への圧着力に相当する軸方向力は、スリーブ３３によって圧着ディスク３４にまでさらに導かれ、この圧着ディスク３４は、軸方向力をその軸方向部分３４ａを介して、さらに拡開クラッチ２１および外側の摩擦リング２０に導く。このようにして、ダブルコーン体２３をクランプする力伝達経路（Kraftschluss）が閉鎖されている。アンギュラ玉軸受３８は、外側の摩擦リング２０と内側の摩擦リング２６との速度差によって回転する。この回転数は、多くの運転状態において、ハウジング１０に対する内側の摩擦リング２６もしくは外側の摩擦リング２０の回転数よりも小さく、これは軸受を傷めない。
【００４１】
図７には、摩擦リング伝動装置２が、図６と同様な半割断面図で示されており、このとき図７では、図６とは異なり、摩擦リング伝動装置２の第３実施形態が示されている。同じ特徴およびエレメントは、既に説明した図におけると同じ符号で示され、再度説明することは省く。図５および既に説明した図面を参照のこと。
【００４２】
図６の実施形態とは異なり、図７の実施形態では力帰還装置は、一体に形成されたスリーブ３３によって実現されており、このスリーブ３３は、力帰還装置の一部である半径方向に延在する部分３３ｂを有している。従って駆動ディスク３４は、摩擦リングの逆向きに作用する圧力によってまったくまたはほとんど負荷を受けず、その主負荷として、上流側伝動装置３のサンギヤ３２からのトルクを、大きな摩擦リング２０に伝達する。スリーブ３３が半径方向に張り出した部分３３ｂと一体に形成されていることによって、比較的高い故障防止能が与えられている。駆動ディスク３４とスリーブ３３との間における択一的に可能な結合部を、一体性に基づいて省くことができるからである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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