Tretlagermotor mit mech-elektrischer 2 Gang Schaltung

[bbike]

Hallo
Ich habe mir schon länger überlegt ob man an einem Tretlagermotor irgendwie eine Zusatzschaltung verbauen könnte . Es geht nicht darum eine Schaltung in den Motor so zu verbauen das man die Tretlagerdrehzahl verändert und so auf eine Nabenschaltung oder Kettenschaltung verzichten zu können sondern rein den Elektromotor unterschiedlich zu übersetzen . Dies wär vorstellbar für schwere Lastenräder oder Velocars . Es geht auch nicht darum das man sowas zwingend braucht aber wär cool wenn es rel. einfach umsetzbar wär . Auf die Idee bin ich vor 2 Wochen gekommen als ich mich mit dem Xiongda 2-Gang Motor beschäftigt habe und gelesen habe das dies über eine Motor Umkehrschaltung erreicht wird . Nachdem ich mir ein Planetengetriebe genauer angeschaut habe ist mir klar geworden wie das funktioniert aber auch das ich das mit einfachen Heimwerkerwerkzeug so nicht umsetzen kann . als Stirnradgetriebe müsste es klappen . Allerdings wollte ich jetzt nicht eine menge Zahnräder kaufen um danach festzustellen das es garnicht funktioniert sondern wollte Zahnräder nutzen die ich in größeren Mengen in der Bastelkiste habe . Meine Teilespender sind alte Nabenmotore und der alte PAS Yamaha Tretlagerantrieb . Meine Basis wird wieder dieser alte Yamaha
wo der Bürstenmotor durch einen bürstenlosen wie hier ersetzt wird .

Einen solchen Antrieb habe ich zB im MTB und dieser ist warscheinlich für 100000 Km gut . Das Getriebe wird sozusagen zwischen den Elektromotor und der Eigangswelle des Antriebs verbaut und die Basis sind zwei gegenläufige Freiläufe auf die verschieden große Zahnräder verschraubt sind . Die Freiläufe sind auch Ersatzteile aus diesen Antrieb .

Als Motor selbst wird wieder ein Elektromotor aus einen Nabenmotor genutzt .

Vom Tretlagergetriebe brauchen wir wieder nur diesen Teil .

Das ganze sehe ich erst mal als Versuchsaufbau und Testversuch . Aber theoretisch könnte man irgendwie ein Gehäuse darum bauen und auch nutzen wenn es mal fertig ist . Mein Getriebe ist jetzt soweit fertig das man es über eine lose Kupplung am Tretlagergetriebe verschrauben kann und den oben gezeigten Motor in das Motorgehäuse auch über eine lose Kupplung in das Gehäuse stecken kann . Als Lose Kupplung meine ich das die Verbindung zB am Motor über diese 3 Bolzen erfolgt

die in ein Gegenstück eingeführt werden . So werden auch kleine Ungenauigkeiten ausgeglichen . Mein Getriebe ist soweit fertig und kann demnächst mit Tretlager und Motor verschraubt werden .

Aber wie wir jetzt geschaltet ??
Der Motor wird einfach umgepolt ! Die Ausgangswelle dreht dabei immer in die gleiche Richtung . Einmal 1:1 und umgepolt 1:1,75 . Das heist der Antrieb hat im ersten Gang 1.75 mal mehr Drehmoment . Die Schaltung kann auch unter Volllast umgeschaltet werden .
Es gibt auch ein Video vom Aufbau bzw der ersten Schritte des Getriebeaufbaus .

Das ganze ist jetzt bedingt durch die großen Freiläufe etwas groß aber beim Velocar unter der Haube wär das egal . Man könnte natürlich auch alle Komponenten wie in meinem Velocar getrennt verbauen und über Verbindungswellen verbinden . Aus Kostengründe habe ich beim Versuchsaufbau darauf verzichtet .
Als Controller könnte ich mir den gleichen vorstellen wie der beim 2 Gang Nabenmotor . Dieser hat dabei die Option automatisch ab einer gewissen Drehzahl oder manuell über einen Schalter die Gänge bzw die Drehrichtung zu schalten .

Grüße

 

[labella-baron]

Deine mechanischen Fertigkeiten in Ehren - aber warum willst du dir soviel Arbeit machen?
Du kennst doch wohl den Xiongda, welcher das auch mit Drehrichtungsumkehr macht - oder nicht?

 

[bbike]

Du kennst doch wohl den Xiongda, welcher das auch mit Drehrichtungsumkehr macht - oder nicht?

Auf die Idee bin ich vor 2 Wochen gekommen als ich mich mit dem Xiongda 2-Gang Motor beschäftigt habe und gelesen habe das dies über eine Motor Umkehrschaltung erreicht wird .

Der Motor war grundsätzlich das Vorbild . Leider sind alle meine Planetenradsätze ungeeignet bzw der unterschied der Übersetzung war zu gering . Außerdem hätte ich es nicht wirklich mit dem was ich habe umsetzen können . Den Xiongda kann ich nicht wirklich an das Tretlager anbinden .
Aber der Motor würde mich als Nabenmotor reizen in verbindung mit zwei Frontmotore . Mit dem Verkäufer stehe ich in Verbindung . Der dazugehörige Controller müsste sogar für meinen Versuchsaufbau funktionieren . Bei meinem Aufbau wird nur die Drehzahl am Elektromotor verändert . Danach kommt die wirkliche Übersetzung im Tretlagergetriebe . Für welchen Zweck der Aufbau wirklich sinnvoll ist weiß ich noch nicht aber mir gings erst mal darum ob es funktioniert in der Praxis . Viele meiner Ideen entstehen so , zuerst mal einen Probeversuch und später die gewonnene Erkentnisse zu optimieren . So entstanden meine Frontmotore , Dremomentsteuerung , Generator inc Steuerung usw . Heute habe ich in jedem meiner Trikes , Quads oder Velocars solche Eigenbau-Komponenten verbaut und funktionieren ganz gut .

Grüße

 

[Walta]

Die Schaltung kann auch unter Volllast umgeschaltet werden

Was ich möglichst vermeiden würde. Unter Volllast die Drehrichtung zu ändern mag kein Motor gerne.

Walta

 

[bbike]

Was ich möglichst vermeiden würde. Unter Volllast die Drehrichtung zu ändern mag kein Motor gerne.

Ja da hast natürlich recht und ich habe das falsch rüber gebracht . Wenn das System im Tretlagerantrieb eingesetzt wird muß man beim treten nicht absetzen oder den Druck vom Pedal nehmen und trotzdem kann umgeschaltet werden . Es werden keine Zahnräder verschoben oder irgendwelche Schaltklauen betätigt . Alle Zahnräder sind immer im Eingriff .
Das System hat noch einen Vorteil der aber gleichzeitig einen Nachteil mit bringt . Das System verfügt durch die gegenläufige Freilaufe für eine Rückrollsperre was das Anfahren am Berg begünstigt , Nachteil dabei ist das man das Fahrzeug auch nicht rückwärts schieben kann . Also hier muss noch eine Lösung gefunden werden . Es gibt zwar Nabenschaltungen mit Zwischenleerlauf aber da kenne ich nur die Sachs 3 Gang mit der Bezeichnung 515 aber ich glaube die Orbit kann das auch .

Grüsse

 

[labella-baron]

Vielleicht noch zur Ergänzung für jene, welche den Xiongda nicht kennen:
Es sind in der entgegengesetzten Drehrichtung andere Klemmkörper für die Gegenkraft im Eingriff und somit wird eine andere Übersetzung genutzt. Beim Umschalten geht damit die Drehzahl des internen Elektromotors auf Null zurück und danach wird er wieder in der Gegenrichtung beschleunigt.
Das habe ich jetzt aus der Erinnerung so formuliert und hoffe, dass dies im wesentlichen so stimmig ist.

 

[bbike]

Soweit ich das verstanden habe funktioniert es wie bei mir mit 2 Freiläufen wo einmal der Antrieb über das Sonnenrad oder das Hohlrad angetrieben wird und einmal über den Planetenträger . Zumindest würde das funktionieren . Ich habe das mit verschiedenen Planetengetrieben versucht und das hätte evtl funktionieren können . Im Prinzip wie in einem Automatikgetriebe vom PKW .
Also ein Vorwärtsgang und ein Rückwärtsgang mit anderer Übersetzung nur das es umgedreht wird und nicht der Ausgang umgeschaltet wird sondern der Eingang also der Motor . Auch bei mir gibt es einen Vorwärtsgang und einen Rückwärtsgang . Im Video müsste man es sehen das sich die Eingangszahnräder gegensätzlich drehen . Und je nachdem wie sich der Motor dreht treibt er das jeweilige Zahnrad über den Klemmfreilauf an .

 

[labella-baron]

Habe jetzt zum Xiongda noch weitere Bilder dort entdeckt.
Das kann ich aber jetzt zu später Stunde nicht mehr zu durchdringen.

 

[bbike]

Danke @labella-baron für den Link , da sieht man schön die beiden Freiläufe . Ich habe mir mal jetzt so einen Motor bestellt und den Controller dazu . Der Controller müsste für mein System auch funktionieren . Wobei es eine einfache Umpolung sein müsste . Der Hauptunterschied zu meinen System ist das meine Umschaltung direkt am Motor sitzt und hier am Ausgang . Bei meinem Motor ist nach der Schaltung erst die wirkliche Übersetzung ( in meinem Fall 1 : 9 zum Kettenblatt ) . Also die Drehzahl am Getriebe ist recht hoch aber es scheint zu funktionieren . Habe es heute mal mit normalen Controller getestet . Ist halt nicht lautlos durch das Stirnradgetriebe und den nicht ganz 100 % Rundlauf .

 

[labella-baron]

Ich habe mir mal jetzt so einen Motor bestellt und den Controller dazu

Gibt es den wieder - in den letzten Jahren waren alle Quellen für Privat verrammelt.
Wo konntest du ihn bestellen?

 

[bbike]

@labella-baron
hier zb https://windmeile.com/shop/e-bike-t...-dual-speed-36v-250w-heckmotor-hinterrad-moto
Ich habe ihn in 48 V bestellt . Wenn du die anschreibst schicken sie dir direkte Links zu den benötigten Produkten auch wenn du sie im Shop nicht findest .
Außerdem habe ich mir Zahnräder bestellt um die größe meines Eigenbaus nochmals deutlich kleiner bzw kürzer zu bauen .

Grüße

 

[labella-baron]

@labella-baron
Ich habe ihn in 48 V bestellt . Wenn du die anschreibst schicken sie dir direkte Links zu den benötigten Produkten auch wenn du sie im Shop nicht findest .
Außerdem habe ich mir Zahnräder bestellt um die größe meines Eigenbaus nochmals deutlich kleiner bzw kürzer zu bauen.

Spitze: Jetzt müsste ich mich nur noch entscheiden welche n+1. Fahrradbaustelle ich aufmache

 

[bbike]

Hallo
hier der Ergänzungsteil zum oben gezeigten Video

 

[Turboroller]

Super! Eine schöne Spielerei... Vor dem Hintergrund, dass ein Tretlagermotor sowieso die Gangschaltung mitnutzt allerdings nicht DIE Marktlücke, die dringend gefüllt werden müsste... Aber wenn du schon so gern bastelst... Wie wäre es mit einem umschaltbaren Freilauf, um im Stand eine Kettenschaltung in den richtigen Gang für den Start bringen zu können? Und Rückwärtsgang somit mit dabei... Natürlich so, dass es ein Austauschelement eines Standard-Freilaufs wäre, überall einbaubar? Ansteuerung mechanisch oder elektrisch, aber extrem betriebssicher?

 

[bbike]

Wie wäre es mit einem umschaltbaren Freilauf, um im Stand eine Kettenschaltung in den richtigen Gang für den Start bringen zu können? Und Rückwärtsgang somit mit dabei..

Um so etwas herzustellen fehlen mir die Mittel aber ich habe schon mal was gehört von schaltbaren Freiläufen . Wenn man so etwas braucht wär eine Anfrage an die die sowas können möglich aber ich glaub auch dafür ist der Markt nicht groß genug .
Für einen schaltbaren Freilauf um den Gang der Kettenschaltung im Stillstand zu wechseln hätte ich eine Idee wie es gehen könnte . Denn mein Antrieb hat eine Rückrollsperre und dafür brauche ich auch einen Leerlauf beim rückwärts rangieren bzw schieben .

Und Rückwärtsgang somit mit dabei..

Das wird wohl mit Kettenschaltung nicht gehen außer du hättest einen Direktläufer als Hinterradmotor verbaut . Denn ich glaube das das Schaltwerk die Last nicht aushalten kann .

Aber ich habe tatsächlich in einem meiner Velocars eine Kombination Kettenschaltung , Nabenschaltung , Tretlagermotor und mit Rückwärtsgang .
Also es ist schon einiges machbar .

Super! Eine schöne Spielerei... Vor dem Hintergrund, dass ein Tretlagermotor sowieso die Gangschaltung mitnutzt allerdings nicht DIE Marktlücke, die dringend gefüllt werden müsste..

In erster linie habe ich das gebaut weil ich wissen wollte ob es überhaupt funktioniert . Ich gebe dir recht das es in fast allen Fällen über die normale Schaltung reichen sollte . Um einen wirklichen Nutzen daraus zu ziehen habe ich überlegt für was für ein Fahrzeug aus meinen Fuhrpark das sinn machen könnte . Mir ist dann ein Trike gekommen wo ich als Serienhybrid aufgebaut habe . Bei diesem Fahrzeug ist ein Tretlagermotor ( gleicher wie hier ) als Antrieb für das Hinterrad verbaut . Hier könnte ich das Getriebe nutzen und auf die externe Schaltung verzichten .

grüße

 

[Turboroller]

Für einen schaltbaren Freilauf um den Gang der Kettenschaltung im Stillstand zu wechseln hätte ich eine Idee wie es gehen könnte . Denn mein Antrieb hat eine Rückrollsperre und dafür brauche ich auch einen Leerlauf beim rückwärts rangieren bzw schieben .

Es müsste irgendetwas sein in Richtung Klemmkörper oder Sperrklinken (je nach Art des Freilaufs) austauschen durch anders Geformte sein, die dann z.B. durch einen Elektro-Magneten von aussen beeinflussbar werden könnten. Im Stand schnell mal runterschalten wäre schon super, Rückwärtsgang muss nicht unbedingt sein wenn sich das Schaltwerk dabei beschädigt, das ist verschmerzbar. Markt nicht groß genug? Mehrere Milliarden Fahrräder aller Art mit Kettenschaltung haben das Problem des falschen Gangs nach einem plötzlichen Stop.

 

[bbike]

Mehrere Milliarden Fahrräder aller Art mit Kettenschaltung haben das Problem des falschen Gangs nach einem plötzlichen Stop.

Wie oft kommt das bei dir vor ? Wär dir das evtl 300 Euro wert ?
Also mir persönlich fehlt so eine Funktion nicht aber möglicherweise muss ich zu selten plötzlich stoppen . Allerdings haben alle meine Fahrzeuge einen Motor und wenn ich das Pedal belaste schiebt halt der Motor etwas an und das reicht zum runter schalten .
Ich stell mir das auch beim Trike oder Quad ganz gut vor aber beim Zweirad im Stand vom größten in den kleinsten Gang zu schalten stell ich mir mühselig vor da man das nicht auf einer halben Kurbelumdrehung schaft und immer umsetzen müsste oder Klickpedale bräuchte . Wem das ständig wiederfährt lege ich eine Nabenschaltung nahe hier ist das meist möglich .

Das gebaute Getriebe macht in meinen Augen immer mehr im Serienhybrid sinn .

 

[bbike]

Hallo
nachdem mein Getriebe ja funktioniert habe ich beschlossen eine zweite Version zu bauen . Die zweite Version soll stabiler und kompakter werden .
Das heist ich will Metallzahnräder verwenden mit einer etwas groberen Verzahnung . Ich habe jetzt schon wieder etwas dazugelernd , es gibt unterschiedliche Klemmfreiläufe . Es gibt den einfachen Freilauf der wie ein normales Nadellager aussieht .

Dieser würde zwar funktionieren hat aber genau genommen keine wirkliche Lagerung . Wenn man es auf eine Welle steckt spürt man auch ein leichtes Spiel . Dann gibt es den Freilauf mit zusätzlichen Nadellagern . Dieser ist für meine Anwendung besser geeignet .

Dieser Freilauf ist übrigens auch im Boschmotor oder im alten Yamaha verbaut und sicher noch bei einigen anderen Mittelmotoren .
Das Problem was ich hatte war aus den vielen Angeboten von Zahnrädern eines zu finden mit einer 18 mm Bohrung . Dazu muss diese Bohrung sehr genau sein damit zum einen das Zahnrad und der Freilauf eine formschlüssige Verbindung hat und das Zahnrad richtig rund läuft . Das bekomme ich mit meinem Werkzeug so selbst nicht hin . Ich habe dann das kleinstmögliche Zahnrad in Modul 1,5 und einer 18 mm Bohrung bestellt in der Hoffnung das die Bohrung ca 0,05 mm kleiner ist . Es war zumindest schon mal so das die Hülse sich so nicht einfach in die Bohrung hat schieben lassen .

Den Freilauf habe ich dann über Nacht in den Froster ( ich glaube ca -20 ° ) und das Zahnrad auf den Ofen erhitzt . Zuvor habe ich mir eine kleine Vorrichtung und ein Einschlagwerkzeug zurechtgelegt . Ich schätze das ich etwa einen Temperaturunterschied hatte von 120 bis 150 ° . So lies sich der Freilauf rel. leicht einschlagen , also kein Gewaltakt aber er ist auch nicht einfach reingefallen . Auf gleicher weise habe ich früher zB Achsschenkelbolzen bei LKW Achsen montiert . Nachdem sich die Temperatur ausgeglichen hat scheint alles bombenfest zu sein und das Zahnrad dreht sich in Gegenrichtung schön leicht .

Diesmal werde ich die Übersetzung etwas anders bauen . Zum einen keine 1 : 1 sondern eine etwas schnellere und eine langsamere ( ca 1 : 1,5 )
und der langsame Gang wird über die 2 Rad Paarung gelöst . Dadurch drehen die leerlaufenden Zahnräder etwas langsamer . Bei meinem Prototyp dreht das erste Gang Zahnrad doppelt so schnell in gegenrichtung der Motorwelle im zweiten Gang .

Naja in der kalten Jahreszeit bastel ich immer an so Zeug was evtl irgendwann in ein neues oder vorhandenes Fahrzeug einzieht .
Gestern habe ich zB 2 Motore die ich auf einseitige befestigung umgebaut habe mit einer Bandbremse versehen . Der Hintergrund war der das ich diese Motore nur mit größeren Aufwand als Vorderradmotore nutzen kann aber als Hinterradmotor optimal ist . Hinten brauche ich nicht zwingend eine Scheibenbremse . Die Bandbremse ist zwar in ihrer Wirkung schlechter aber es braucht keine zusätzliche Maßnahme sie zu befestigen weil sie direkt mit dem Motor eine Baugruppe darstellt .

Grüße

 

[labella-baron]

zB 2 Motore die ich auf einseitige befestigung umgebaut habe mit einer Bandbremse versehen . Der Hintergrund war der das ich diese Motore nur mit größeren Aufwand als Vorderradmotore

Mir gefällt, dass bei dir die Mehrzahl von Motor auch Motore und nicht Motoren ist - bin aber in Gramatik auch nicht sattelfest.

 

[stan]

Wie oft kommt das bei dir vor ? Wär dir das evtl 300 Euro wert ?
Also mir persönlich fehlt so eine Funktion nicht aber möglicherweise muss ich zu selten plötzlich stoppen .

Spannend wirds halt im Stadtverkehr und wenn du mit 300 kg Systemgewicht und 600W Peakbatterieleistung an 10% anfahren willst. Im falschen Gang. (Daher hat meine Fuhre eine Nexus 8 als Zwischengetriebe im mechanischen Strang, die wird bei praktisch jedem Stop einmal runter und dann wieder raufgeschaltet.)