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Die Erfindung betrifft ein Fahrrad mit zuschaltbarem Elektro-Hilfsmotor und einem im Bereich seines Gepäckträgers angeordneten Rückstrahlers, wobei der ElektroHilfsmotor über eine Stromversorgungseinheit versorgt und der Motorstrom durch einen von einem Gehäuse umgebenen Motorstromregler steuerbar ist.
Bekannte Fahrräder dieser Art zeichnen sich durch eine sehr umweltverträgliche Art des Antriebs aus, wobei durch zusätzliches Treten des Fahrers bei Steigungen oder Gegenwind das relativ geringe Drehmoment des Elektro-Hilfsmotors ausgeglichen werden kann. Durch das Mitführen der Stromversorgungseinheit, die üblicherweise durch wiederaufladbare Akkumulatoren realisiert ist, ergibt sich jedoch ein relativ hohes Eigengewicht, das die Effizienz des Antriebs schmälert. Um eine möglichst gute Auswertung der zur Verfügung stehenden Energie zu verwirklichen, ist bei solchen bekannten Fahrrädern ein Motorstromregler zur Drehzahlregelung vorgesehen, mit welchem die für die herrschenden Fahrbedingungen beste Motordrehzahl eingestellt werden kann.
Bekannte Fahrräder haben dabei den Motorstromregler direkt am Lenker angeordnet, sodass es zu einer ungünstigen Gewichtsverteilung der einzelnen Komponenten des Antriebes kommt. Durch das am Lenker wirkende Gewicht kommt es zu einer unsymmetrischen Kraftwirkung, die die Laufruhe des Fahrrades beeinträchtigt. Es muss also mit der Hand immer der Neigung des Vorderrades zum Schlenkern entgegengesteuert werden. Weiters wandert bei einer solchen Anordnung der Schwerpunkt in Richtung Vorderstange, was für das Fahrverhalten des Fahrrades von Nachteil ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Fahrrad der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem eine günstige Gewichtsverteilung der einzelnen Komponenten verwirklicht ist und die Fahreigenschaften des Fahrrades trotz des Hilfsantriebes sehr gut sind.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Motorstromregler im Bereich des hinteren Endes des Gepäckträgers angeordnet und gegebenenfalls der Rückstrahler am Gehäuse des Motorstromreglers festgelegt ist.
Dadurch ist das Gewicht des Motorstromreglers einerseits relativ tief und andererseits in der Nähe des Schwerpunktes des übrigen Fahrrades angeordnet. Dies wirkt sich besonders positiv auf das Fahrverhalten des Fahrrades aus, da es dadurch laufruhige und spurtreuer ist.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse des Motorstromreglers mit der hinteren Querstrebe des Gepäckträgers, vorzugsweise mittels einer Schraubverbindung, verbunden ist.
Dadurch kann eine sehr stabile und sichere Befestigung des Motorstromreglergehäuses erreicht werden.
Weiters kann vorgesehen sein, dass der Rückstrahler durch eine Rastverbindung
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Auf diese Weise ist eine schnelle Montage des Rückstrahlers durchführbar, die aufgrund des geringen Eigengewichtes des Rückstrahlers durchaus eine genügend hohe Festigkeit aufweist.
In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass die Rastverbindung aus am Gehäuse des Motorstromreglers angeformten Rastnasen und in der Rückwand des Rückstrahlers ausgebildeten Öffnungen gebildet ist, wobei die Rastnase aus einem stiftförmigen Element mit einem Ansatz gebildet ist, bei welchem in Längsrichtung durch seine Mitte hindurch ein Spalt ausgenommen ist, der das federnde Einrasten ermöglicht.
Dadurch lässt sich auf besonders einfache Weise ein Einrasten des Rückstrahlers bewirken.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung kann sein, dass der Motorstromregler eine erste und eine zweite, voneinander unabhängige Strombegrenzungseinheit aufweist, wobei die erste Strombegrenzungseinheit den Motorstrom und die zweite Strombegrenzungseinheit den Stromversorgungsstrom begrenzt.
Auf diese Weise wird einerseits verhindert, dass der Motorstrom bei zu grosser Belastung in einen für den Motor unzulässigen Bereich übergeht und andererseits wird unterbunden, dass die Stromversorgungseinheit über ihren Nennstromwert hinaus belastet wird.
Gemäss einer anderen Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Motorstromregler ein durch einen, vorzugsweise mittels eines Schlüssels versperrbaren Schalter gesteuertes Motorstromrelais zur elektrischen Trennung von Stromversorgungseinheit und Elektro-Hilfsmotor aufweist.
Dadurch ist es möglich, eine sichere Trennung des Stromkreises zu bewirken.
Dies kann für einen Notausschalter dienlich sein, der am Lenker entsprechend klein ausgeführt werden kann, dabei aber auch die durch den Motor wirkende Last selbst bei Maximalwert des Stromes über die Relaissteuerung abschalten kann. Weiters kann die Sperrfunktion als Diebsstahlsicherung verwendet werden.
Gemäss einer anderen Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur Steuerung des Motorstromreglers am Lenker des Fahrrades ein Drehgriff ausgebildet ist, der in Abhängigkeit von seiner Winkelstellung ein Widerstandspotentiometer verdreht, welches Teil des Steuerkreises ist.
Dadurch gelingt es, den Motorstrom je nach Bedarf einzustellen, ohne die Hand vom Lenker nehmen zu müssen.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in der
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des Motorstromes bewirkt.
Dadurch kann mit Hilfe des Drehknopfes der Motorstrom auf einfache Weise ein- und ausgeschaltet werden.
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Dadurch wird das Gewicht der Akkumulatoren relativ zum Fahrradschwerpunkt und zum Motorstromregler sehr gut verteilt, sodass ein sehr gutes Fahrverhalten des erfindungsgemässen Fahrrades erzielt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles eingehend erläutert. Es zeigt dabei
Fig. 1a eine seitliche Teilansicht eines erfindungsgemässen Fahrrades ; Fig. 1 b eine weitere Seitenansicht des Fahrrades aus Fig. la ;
Fig. 2a eine vergrösserte Teilansicht der Fig. la in Explosionsdarstellung und
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Das in Fig. la und 1b gezeigte erfindungsgemässe Fahrrad weist wie ein herkömmliches Fahrrad einen Tretantrieb 50 auf, der aus einer über Pedale 60 angetriebene, in einem Tretlager gelagerten Welle, und einem vorderen Kettenrad 53 zusammengesetzt ist und der über eine erste Antriebskette 61 ein auf einem Hinterrad 45 angeordnetes erstes hinteres Kettenrad 65 antreibt.
Zusätzlich zu diesem Tretantrieb weist das erfindungsgemässe Fahrrad einen Elektrohilfsantrieb auf, der bei Bedarf zugeschaltet werden kann. Dieser umfasst einen Elektro-Getriebemotor 11, welcher auf einer auf der Hinterradgabel des Fahrrades im Bereich des Tretlagers angeordneten Platte festgelegt ist. Bei der in Figur la und 1 b dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist diese Platte durch die Ständermontageplatte, an welcher normalerweise ein Fahrradkippständer montiert ist, gebildet, an welcher der Motor 11 mittels einer Schraubverbindung fixiert ist.
Der Antrieb des Getriebemotors 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Elektromotor mit Pennanentmagnetanregung und einem sehr niederohmigen Anker gebildet, mit welchem ein Wirkungsgrad grösser als 80% erreichbar ist.
Das Getriebe des Getriebemotors 11 ist beispielsweise als Schneckengetriebe mit Stahlschnecke und Bronzerad ausgebildet. Es sind jedoch auch andere Getriebeausführungsformen, wie z. B. Stirnradgetriebe, Kegelradgetriebe od. dgl. möglich.
Auf der Hinterradnabe des erfindungsgemässen Fahrrades ist ein zweites hinteres Kettenrad 66 mit einem eigenen, unabhängig vom Tretlauf wirkenden Freilaufgetriebe angebracht. Das Kettenrad 66 ist mittels einer zweiten Antriebskette 62 kraftschlüssig mit dem Getrieberitzel des Getriebemotors 11 verbunden. Somit können aufgrund der zwei unabhängigen Freiläufe des Tret- und des Motorantriebs beide Betriebsarten völlig unabhängig voneinander angewendet werden.
Die zum Betrieb des Getriebemotors 11 notwendige Stromversorgung 20, beispielsweise ein wiederaufladbarer Akkumulator, ist in einer am Gepäcksträger 3 des Fahrrades angeordneten Doppeltragtasche 21 in zwei Teilen untergebracht. Von dieser Stromversorgung verläuft eine teilweise freiverlegte Leitung 71 zum hinteren Ende des Gepäckträgers 3, in dessen Bereich erfindungsgemäss ein Motorstromregler 4 angeordnet ist. Der sonst an dieser Stelle angebrachte Rückstrahler ist auf dem Gehäuse des
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Getriebemotors 11 ab, die ebenfalls teilweise freiverlegt ist. Die Leitungen 71,72 sind dabeisoweit es möglich ist-eng an den Rahmenverlauf des erfindungsgemässen Fahrrades angelegt.
Mit Hilfe eines am Lenker des erfindungsgemässen Fahrrades angeordneten Bedienelementes, welches in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, kann durch Steuerung des Motorstromreglers 4 die Drehzahl des Getriebemotors 11 und damit die Geschwindigkeit des Fahrrades beeinflusst werden. Der Stellbereich des Motorstromreglers 4 beträgt 0 bis 100%. Dieser hat die Aufgabe, den durch die Steuerung vorgegebenen Motorstrom unabhängig von den auftretenden Belastungen konstant zu halten. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Motorstromreglers bei der zwei voneinander unabhängig wirkende Strombegrenzungen vorgesehen sind, wobei eine erste Strombegrenzung das Überschreiten eines maximalen Motorstromes und eine zweite Strombegrenzung das Überschreiten eines maximalen Stromversorgungs-Nennstromes verhindert.
Damit ist ein Schutz dieser beiden Einrichtungen unter allen vorkommenden Bedingungen unabhängig vom Betriebsfall gesichert. Die zur elektrischen Verbindung des Bedienelementes mit dem Motorregler benötigten elektrischen Leitungen sind in den Figuren nicht dargestellt, verlaufen jedoch ebenfalls entlang der Rahmenteile oder im Rahmen selbst, sodass der Benützer in seinen Bewegungen nicht gestört wird.
Das nicht dargestellte Bedienelement kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass der Griff des Lenkers als Drehgriff ausgeführt ist, welcher in Abhängigkeit von seiner Winkelstellung ein Potentiometer verdreht Der jeweils eingehaltenen Winkelstellung des Drehgriffes entspricht dann ein Widerstandswert, der in weiterer Folge für die Steuerung des Motorstromes verwendet wird. Das Potentiometer kann dabei in seiner Endstellung einen Schalter aufweisen, der ein Motorstrom-Relais steuert, sodass ein Ein- und Ausschalten des Motorstromes erfolgen kann. Weiters kann am Lenkergriff oder in dessen Bereich ein Notausschalter zur Unterbrechung des Motorstromes vorgesehen sein, sodass eine sichere Trennung von Motor und Stromversorgung erreicht werden kann. Durch das Ansteuern eines Motorstrom-Relais können auch grosse Ströme selbst durch einen sehr kleinen Schalter bewältigt werden.
Weiters kann auch ein mit einem Schlüssel versperrbarer Ein/Aus-Schalter vorgesehen sein, der die Verbindung von Motor und Stromversorgung versperrbar trennen kann, was unter Umständen als Diebsstahlsicherung Verwendung finden kann.
Weiters kann am Lenker eine zweifärbige LED-Anzeige angebracht sein, welche bei grüner Anzeige die Betriebsbereitschaft signalisiert und bei roter Anzeige vor einem Ladekapazitätstiefstand der Stromversorgung, z. B. des Akkumulators, warnt.
Das erfindungsgemässe Fahrrad ist mit einem gewöhnlichen Gepäckträger 3 ausgestattet, der an der hinteren Radgabel und an der Hinterradachse montiert ist. Im wesentlichen besteht er aus zwei jeweils seitlich des Hinterrades 45 verlaufenden Bügeln mit einer Querstrebe 1. An dieser ist der Motorstromregler 4 angebracht.
In Fig. 2a und 2b ist das Detail A aus Fig. la dargestellt, wobei zwei Schrauben 31 durch entsprechende Bohrungen 49 in der Querstrebe 1 des Gepäckträgers 3 hindurch in Gewindebohrungen 48 im Gehäuse 40 des Motorstromreglers 4 geschraubt sind. Die
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anderer geeigneter Verbindungsmittel durchgeführt werden. Damit ist das Gehäuse 40 des Motorstromreglers 4 fest an den Gepäckträger 3 schraubbar. Auf diese Weise wird eine sehr günstige Gewichtsverteilung im Fahrrad und eine stabile Halterung des Motorstromreglers 4 erreicht.
Ein Rückstrahler 2 wird über eine Rastverbindung 5 am Gehäuse 40 des Motorstromreglers 4 festgelegt. Die Rastverbindung besteht dabei aus zwei an der der Befestigungsseite des Gehäuses 4 gegenüberliegenden Gehäusewand angeformten Rastnasen 5, die in eine Bohrung 59 in der Rückwand des Rückstrahlers 2 zur Einrastung gebracht werden können. Dabei können die Rastnasen so geformt sein, dass sie bereits in die zum Festschrauben des Rückstrahlers 2 vorgesehenen Öffnungen eingreifen. Der Rückstrahler 2 ist dabei vorteilhafterweise ein handelsübliches Reflektorelement für Fahrräder, das in vielen Ländern obligatorisch ist.
Die Rastnase 5 ist gemäss Fig. 2a aus einem stiftförmigen Element mit einem Ansatz gebildet, bei welchem in Längsrichtung durch seine Mitte hindurch ein Spalt ausgenommen ist, der das federnde Einrasten der Rastnasen 5 ermöglicht. Im eingeschobenen Zustand gehen die während des Einschiebens in die Öffnungen 59 zusammengedrückten Teile wieder in ihre Ausgangsposition, während der Ansatz ein Hinausgleiten des Elements aus den Öffnungen 59 verhindert.
Das Festlegen des Rückstrahlers 2 am Motorstromreglergehäuse 4 kann aber auch mit beliebig anderen geeigneten Verbindungsmitteln geschehen.