sonstige(s) Brose Motor Innenleben, Freiläufe etc.

[Fatzkiste]

[Manfred: Es geht hier um den mechanischen Aufbau des Motors.
Nicht um elekronische Regelung, einstellbare Unterstützungsstufen, Knacken, Probleme mit der Mechanik oder sonst was.

Herkunft der Posts # 1-6:
https://www.pedelecforum.de/forum/index.php?threads/unterstützungsstufen-ändern-brose.37393/page-3


Motor Aus- und Einbau: Specialized - Motor Aus- und Einbau Levo
Motor-Defekte: sonstige(s) - Brose-Motordefekte (Knarz-, Knack- und sonst. Geräusche, Tritt ins Leere, schwerg. Rückwärtskurbeln)
Weitere Motor-Themen: brose-motor
]
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Fatzkiste:

Und was genau soll "Brose ist ein reiner Freiläufer" bedeuten?

Ich nehme an, er meint damit, dass der Brose Motor folgende elektromechanische Eigenschaft hat:
Die Tretkurbeln sind wie beim normalen Fahrrad auf einer festen Welle miteinander verbunden, auf der zum Einen, aussen das Kettenrad sitzt, und zum Anderen im Motorgehäuse eine Zahnriemenscheibe die vermutlich mittels Aktuator von der Welle entkoppelt wird. So tritt man ohne den E-Antrieb ganz normal die Welle, ohne den Riementrieb mit zu bewegen. Bei E-Zuschaltung, wird die Riemenscheibe eingekoppelt um Kraft auf die Welle zu übertragen.

Der Bosch-Classic-Motor hingegen hat keinen Zahnriemen, sondern Zahnräder (was eher nebensächlich ist) und mutmaßlich keine Entkopplung des Tretkurbelwellen-seitigen Zahnrades. Dadurch dreht man beim Treten ohne E-Unterstützung die gesamte Motormechanik inklusive des Motorläufers mit.

(Bosch-Classic) Per Frame eingebunden. Quelle: eradhafen-blog

 

[1816]

Der Bosch-Motor ... Dadurch dreht man beim Treten ohne E-Unterstützung die gesamte Motormechanik inklusive des Motorläufers mit.

Diese Annahme ist falsch.
Links im schrägverzahnten Plastikritzel (weiß) sitzt eine Klemmkörperfreilauf.

 

[Fatzkiste]

Danke für den wichtigen Hinweis. Deshalb vorbeugend mein "mutmaßlich".

 

[PanaSonnig]

Des Weiteren bin ich mir ziemlich sicher, dass der Brose-Antrieb im Bereich der Kurbelachse aus insgesamt drei Wellen besteht, die über zwei Freiläufe ent-/gekoppelt werden.
Im Zentrum ist die 1. Welle der Kurbelachse auf der die Pedalerie sitzt.
Um diese 1. Welle herum läuft (rohrförmig) die 2. Trägerwelle für die Kettenblätter. Man sieht diese Entkopplung durch den 1. Freilauf auch dadurch, dass das Kettenblatt etwas nachläuft, wenn man bei starker Unterstützung schlagartig aufhört zu treten. Das Kettenblatt sitzt also nicht fest auf der 1. Pedalwelle. Sie brauchen diese Entkopplung, damit der E-Motor niemals Drehmoment auf die Pedalerie aufbringen kann, das würde sich nämlich für den Tretenden sehr ungut anfühlen.
Letztendlich läuft dann, nochmals rohrförmig, um die 2. Welle des Kettenblatts die 3. Welle auf der das große Zahnrad des Riemenantriebs sitzt. Diese 3. Motorwelle ist ebenfalls durch einen zweiten Freilauf von der 2. Welle des Kettenblatts entkoppelt. Dieser 2. Freilauf stellt sicher, dass beim manuellen Treten ohne Unterstützung keinerlei E-Motorbremsmomente an den Pedalen zu spüren sind.

Als simple Skizze also diese Anordnung:

3. (Motor)welle [ganz aussen] - 2. Freilauf (>) - 2. (Kettennblatt)welle - 1. Freilauf (<) - 1. (Pedalerie)welle

 

[systemgewicht]

Um diese 1. Welle herum läuft (rohrförmig) die 2. Trägerwelle für die Kettenblätter. Man sieht diese Entkopplung durch den 1. Freilauf auch dadurch, dass das Kettenblatt etwas nachläuft,

Das kann ich mir nicht vorstellen, PanaSonnig.

Ich habe noch nie das Gefühl gehabt dass sich das Kettenblatt unabhägig von den Pedalen bewegen kann.
Ich fahre auch viel Antriebslos und sogar "Off".
Das ist eine feste Verbindung, da bin ich sicher.

(Auch bei Bosch ist Kurbel und Kettenblatt fest gekoppelt (also ohne eine Kupplung).
Nur ist eben eine Verzahnung dazwischen.)

 

[PanaSonnig]

...
Ich habe noch nie das Gefühl gehabt dass sich das Kettenblatt unabhägig von den Pedalen bewegen kann.
...

Hi systemgewicht,

gestern hab ich mal meine Kette gewartet und bei der Gelegenheit nochmal genau auf den Punkt geachtet. Wenn man bei mir die Kurbel mit den Pedalen rückwärts dreht (wollte ich machen um die Kette zu schmieren) dann bleibt das Kettenblatt einfach stehen und die Kurbelachse dreht leer rückwärts. Das deutet schon auf einen ersten Freilauf zwischen Kurbel und Kettenblatt hin. Ich musste daher das Kettenblatt selber rückwärts drehen, was schwer ging, weil dann der zweite Freilauf zum Motor fasst und man den Motor händisch mit drehen muss.
Auch hab ich bei meiner anschliessenden kleinen Ausfahrt nochmal auf das schon oben beschriebene kurze Nachlaufen des Kettenblattes geachtet, wenn man aufhört zu treten. Auch das ist bei mir wirklich gut beobachtbar.
Bleibe daher bei meiner Theorie, dass da zwei Freiläufe drin sind.

Steht übrigens auch so "... Another unique design feature of the Brose motor is the use of two freewheel mechanism in the interior. ..." hier auf der offiziellen Rotwild-Seite.

Grüßle, PanaSonnig

 

[wolfk]

Manfred: Kopiert aus
https://www.pedelecforum.de/forum/i...ge-zu-problemen-bei-brose-bikes.35755/page-6]

Er macht halt das Gleiche, wie jeder Freilauf. Stell dir jetzt bloss nicht vor, dass da irgendein Bauteil den Motor "aktiv" einkuppelt. Es ist wirklich nur ein normaler Freilauf, wie bei anderen Mittelmotoren auch.
Hier wird erklärt, wie ein Freilauf im normalen Fahrrad funktioniert. Diese Freiläufe werden genauso genutzt, um Mittelmotoren von der Tretkurbel zu entkoppeln.

Der Brose Motor hat 2 Freiläufe, manchmal hilft ein Blick in die Patentschrift:

Aus der EP 2 216 242 A1 ist eine Antriebseinrichtung mit einem Elektroantrieb für ein mit Muskelkraft betriebenes Zweirad bekannt, die eine Einbauhülse, die in einer Büchse eines Rahmenteils des Zweirades verankert ist, eine Kurbelwelle, an deren Enden mit Pedalen verbundene Kurbeln zur Muskelkraftbetätigung vorgesehen sind und eine koaxial zur Kurbelwelle gelagerten Antriebshülse, die in der Einbauhülse gelagert ist, aufweist. Die Antriebshülse enthält an einem Ende eine Adapterscheibe, die mit einem Kettenrad verbunden ist. Zwischen der Kurbelwelle und der Antriebshülse ist als drehrichtungsabhängige Kupplung ein Tretkurbelfreilauf angeordnet, während die Antriebshülse über einen Antriebsfreilauf und ein Getriebe mit dem Rotor eines Elektromotors verbunden ist. Zur Ermittlung des Drehmoments und der Drehzahl der Kurbelwelle sind Drehmoment- und Drehzahlsensoren vorgesehen, die Signale an eine elektronische Steuerung abgeben, die die vom Fahrer aufgebrachte Leistung ermittelt und den Elektromotor zur Unterstützung des Fahrers ansteuert.

Quelle: http://www.google.com/patents/DE102012103355A1?cl=de&hl=de

Den Unterschied z. B. zum Bosch (der Bosch schnitt in Augen der Tester besser als der Brose ab) beschrieben die Tester in der akutellen EMTB so:

Außerdem kann man die Brose-Bikes wie normale Mountainbikes weiterpedalieren, wenn der Akku leer ist. Bei
Bosch tritt man gegen einen spürbaren Widerstand, wenn der Akku leer ist.
Wenn man diesen Vergleich will, dann gehen die Bosch-Bikes mehr in die Richtung "motorisiertes" Fahrzeug".
Brose-Bikes wollen dagegen mehr Fahrrad sein.

 

[sixtyeight]

[Manfred: Kopiert aus
https://www.pedelecforum.de/forum/in...ge-zu-problemen-bei-brose-bikes.35755/page-6]

Das ist doch eigentlich die gleiche Triebrichtung

Nein ist es nicht. Ist ganz einfach mit den zwei Freiläufen, beide Freiläufe die des Motors und der der Kurbel sind so gerichtet das die Kraft nur in Richtung Kettenblatt gehen können.
Das heist ganz einfach tritt nur die Kurbel ist der Freilauf des e-Motors "frei" und dreht der e-Motor nach dann ist nur der Freilauf des Motors im eingriff und der der Kurbel ist "frei" und diese dreht nicht mit nach, das Fahrrad selbst wird beim "nachlaufen" ja vom e-Motor vorwärtsbewegt. Im unterstützungsmodus sind beide Freiläufe im Eingriff und das Dehmoment addiert sich hin zum Kettenblatt.

Es kommt nur auf die Güte der Freiläufe und wie viele Zahnräder noch im Eingriff sind an ob ein E-Bike leicht zu treten ist ohne Unterstützung.
Idealerweise sitzen beide Freiläufe koaxial auf der Tretkurbelwelle und haben auch immer nur die Drehzahl des Kettenbalttes , die müssen aber dann eben recht hohe Drehmomente übetragen. BOSCH wollte die Drehmomente reduzieren und hat den Performance mit dem 2,5er Getriebe "erfunden".

Kann also gut sein Brose hier den besten Dualfreilauf patentiert hat und andere Hersteller immer noch irgendein Zahnradpaar dazwischen hat. Wenn ich meinen Yamaha leer drehe denke ich das ich da immer noch irgend ein Zahnradpaar mitbewege, denke also der Freilauf vom Motor ist auch hier nicht direkt auf der Kurbelwelle.

 

[Manfred]

Da das Thema Brose-Freilauf Viele umtreibt, habe ich einige interessante Beiträge aus dem anderen Thema (siehe oben in Post #1) in dieses neu erstellte verschoben oder kopiert.

Und hier noch einmal der Text aus der Rotwild-Seite in deutsch:

BROSE Pedelec Elektromotor bildet Basis
Der vom deutschen Automotive Zulieferer BROSE entwickelte Pedelec Elektromotor bildet die Basis unserer IPU. Elektrotechnisch handelt es sich um einen „bürstenlosen Innenläufer“, der sich durch eine extrem kompakte Bauweise bei gleichzeitig hoher Effizienz auszeichnet. Übersetzt wird der Elektromotor mit einem Verhältnis von 1:27 in zwei Stufen. Dadurch rotiert der Elektromotor stets innerhalb seines optimalen Drehzahlfensters und garantiert so seinen hohen Wirkungsgrad.
Weiteres, einzigartiges Konstruktionsmerkmal des Brose Motors ist die Verwendung von zwei Freiläufen im Innern. Dies ist bei Pedelecs mit einer gesetzlich vorgeschriebenen Abschaltung des Elektromotors bei 25 km/h von großer Bedeutung. Mit Hilfe des zweiten Freilaufs koppelt der sich der e-Motor beim Überschreiten der 25 km/h Grenze komplett aus, so kann der Fahrer das Fahrrad rein muskelbetrieben und ohne Antriebsverluste weiter beschleunigen.

Das "einzigartiges Konstruktionsmerkmal des Brose Motors ist die Verwendung von zwei Freiläufen" stimmt so nicht.
Zwei Freiläufe haben auch Bosch-Classic, -Performance, Yamaha etc.
Geht ja gar nicht anderst bzw. wäre ziemlich idiotisch, wenn der Motor immer mitgedreht werden müsste.
Etwas Neues wäre allerdings die Positionierung beider Freiläufe auf der (um die) Kurbelachse, wie es @PanaSonnig in Post #4 und hier @sixtyeight vermuten:

Jein, dem beim Yamaha trittst du dennoch das Zahnradpaar des Getriebes zum Motor mit, denn der Freilauf vom E-Motor sitzt auf der Motorwelle und nicht auf der Kurbelwelle, nicht ganz optimal.
Der Brose scheint beide Freiläufe auf der Kurbelwelle platziert zu haben.

Nach der Explosionszeichnung in Post#1 scheint das möglich, man müsste halt mal einen Blick unter den linken Motordeckel werfen können.

 

[sixtyeight]

Zumindest erlaubt das topfförmige große Riemenrad die Platzierung eines großen drehmomentfesten Freilaufes für den Motor auf der Kurbelachse.
Das Brose Motorkonzept finde ich gut aber die derzeitige Umsetzung ist wohl noch nicht ganz so "serienreif" wie sich das der Kunde wünscht bzw. die Leistungsdaten des Herstellers spiegeln sich noch nicht im Fahrgefühl und den Testwerten wieder.
Aber die Entwicklung geht weiter und das Konzept ist stimmig!

 

[Manfred]

Der Motorfreilauf auf der Kurbelachse erklärt dann auch, warum beim Brose praktisch kaum ein Tretwiderstand vorhanden ist, wenn der Motor aus ist. Es dreht sich innen nichts mit. Aber das habt ihr ja schon erklärt

Man sieht die linke Motorseite (auf dem Bild in Post #1 rechts) nicht, aber es scheint sich dort kein weiteres Zahnradpaar zu befinden, also nur das kleine Zahnrad, direkt auf der Motorwelle sitzend, über den Zahnriemen mit dem großen verbunden? D.h. es ist nur diese eine Getriebestufe vorhanden??

 

[sixtyeight]

D.h. es ist nur diese eine Getriebestufe vorhanden??

Wohl nicht, in der Beschreibung steht etwas von zweistufig mit insgesamt 1:27 er Übersetzung.
Eigentlich müsste es aber 27:1 untersetzt heißen wenn man vom e-Motor aus rechnet, sprich 27U am e-Motor sind 1 Umdrehung am Kettenrad.

 

[Manfred]

O.k., mit 27:1 muss da eine zweite Stufe sein.
Der Bosch-Classic hat übrigens 29:1 (15/80*11/60).
Insoweit unterscheiden sich die beiden kaum bei der Gesamtuntersetzung.
Nur dass beim Classic gerne das letzte Zahnrad reißt

 

[OldMan54]

Ich bekam einen defekten Brose Motor „gespendet“, gute Gelegenheit, sich den Motor etwas detaillierter anzuschauen.
Habe die Funktion so beschrieben, wie ich sie interpretiere, ggf. korrigieren.
Im Rahmen sieht er bekannterweise so aus, Bike steht auf dem Kopf, Pfeil gleich Drehrichtung

Der Deckel sitzt in einer Passung sehr satt

Der E-Motor treibt die Planetenräder, genauer formuliert den Träger der Planetenräder an,

hier deutlicher zu erkennen

Hier die Kraftübertragung mit Gates

Im Bild zu erkenn, der Spanner für den Zahnriemen (Gates)

Die Spannung wird über eine Madenschraube eingestellt

Der Spanner selbst wirkt sehr robust und hat ein gekapseltes Lager

Weiter geht`s im 2. Teil

 

[Hoffie3000]

Hi, mach ruhig ein paar Bilder mehr als vielleicht geplant. Sowas sieht man ja nicht so oft.

Gruß, Wolfgang

 

[OldMan54]

Nun zur Funktion der Freiläufe.
Wir haben einmal die Tretlagerwelle (im Bild mit Kurbel bezeichnet),
dann den Sitz des Spiders (Kettenblatt) und die Riemenscheibe, hier mit Motor bezeichnet.

Ich arbeite jetzt mit den Bildbezeichnungen:
Freilauf 1 trennt Kurbel und Kettenblatt. Trete ich vorwärts in die Kurbel, wird das Kettenblatt mitgenommen (und nur das, sonst nichts im Motor), trete ich rückwärts, passiert nichts, Kettenblatt bleibt stehen. Rotation des Kettenblatts hat bei funktionierendem Freilauf 1 keinerlei Auswirkungen auf die Kurbel.

Der Freilauf 1 sitzt hier

Sieht darunter so aus

Wirkt auf die komplette Welle

Sind lauter kleine „Hämmerchen“, besser vielleicht als Klemmkeile zu bezeichnen

Die arbeiten quasi geräuschlos mit relativ wenig Verzögerung

Freilauf 2 trennt Kettenblatt von Motor.
Bewegt sich das Kettenblatt vorwärts, wird der Motor nicht mit angetrieben, beeinflusst. Würde ich das Kettenblatt rückwärts drehen, dann würde der Motor mit durchgedreht.
Das kann ich aber nicht, da Freilauf 1 Kurbel von Kettenblatt in diesem Fall trennt.

Hier jetzt im Detail, bewegt sich die Riemenscheibe (roter Pfeil) im Uhrzeigersinn, nimmt sie das Kettenblatt (gelber Pfeil) mit.
Auf Kettenblatt wirken dann also zum einen die Kraft des Fahrers (der Fahrerin) plus die Kraft des Motors (je nach Einstellung unterschiedlich stark).
Dreht sich das Kettenblatt schneller als der Motor, wird der Freilauf aktiv.

Der Freilauf 2 sitzt hier:

Funktionsweise mit dem Klemmen wie bei Freilauf 1.

Anmerkung:
Das Innenleben macht haptisch einen sehr guten Eindruck, sämtliche Lager waren leichtgängig, wirkt alles sehr wertig.
Wo die unterschiedliche Lautstärke der Motoren her kommt, kann ich nicht beurteilen.
Das Gehäuse lässt sich selbst nach Entfernen der Schrauben kaum trennen, sitzt sehr satt in den Führungen, vermute, die drücken den Deckel dann mit Schrauben ab.

War für mich recht interessant zu sehen, wie das mechanische Innenleben aussieht. An den elektrischen Teil kam ich nicht ran, wollte nicht unbedingt mit dem 2 Kilo Hammer...

 

[Peregrinus]

Die unterschiedlichen Geräusche kommen bestimmt von den Klemmkeilen da diese nicht immer gleich eingebaut werden können! Meine Meinung.... Sieht man auch bei der Abnutzung....

 

[OldMan54]

Habe ja, wenn es richtig unter Last laut wird, eher den Gates in Verdacht.

 

[Carsten HH]

Toller Bericht! Und sehr gut beschrieben,Super!!


Gruss
Carsten

 

[Peregrinus]

Oder die Welle ist unterdimensioniert?...??? Hatte das Problem Mal bei einem 3 zylinder Motor wurden etliche Fahrzeuge zurückgerufen.... Leichte Verbiegungen lassen Komponenten verschleissen... Das sagt mir auch das Bild der unregelmäßigen Verschleißes der Klemmkeile... Gibt es sonst noch unregelmäßigen Verschleiß? Denn der Druck auf der Kurbel mit einseitiger Belastung durch das Treten plus Kraft vom Motor ist nicht zu unterschätzen...