CH702017A2 - Antriebsmodul für ein Fahrzeug. - Google Patents

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Abstract

Die Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemässes Antriebsmodul 1 in einer perspektivischen Darstellung. Das Antriebsmodul 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dessen Innenraum die wichtigsten Antriebskomponenten des Antriebsmoduls 1 aufgenommen sind. Das Gehäuse 2 besteht aus einem Grundkörper 20 und einem Deckel 21. Der Deckel 21 ist wasser- und staubdicht mit dem Grundkörper 20 verbunden und verschliesst das Gehäuse 2. Der Grundkörper 20 ist L-förmig ausgebildet. Es besteht aus einem Hauptkörper 201, einem Verbindungsteil 202 und einem Radanschlusskörper 203. Am Radanschlusskörper 203 ist ein Antriebsrad 3 angeschlossen. Das Gehäuse 2 ist kompakt und von seiner Form her so angepasst, dass es einfach an ein Zweirad montiert werden kann.

Description

TECHNISCHES GEBIET
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebsmodul für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Zweirad, ein Elektromotorrad, einen Roller oder ein Mofa, umfassend: Einen Motor; ein Übersetzungsgetriebe; und Kraftübertragungsmittel zur Übertragung der Motorleistung vom Motor auf ein Antriebsrad.
STAND DER TECHNIK
[0002] In Zeiten steigenden Umweltbewusstseins gewinnen elektrische Antriebe bei Strassenfahrzeugen zunehmend an Bedeutung. So wurden bereits Hybridantriebe und elektrische Antriebe für Kraftfahrzeuge entwickelt. Diese sind jedoch zum grössten Teil noch nicht so ausgereift, dass sie kostengünstig hergestellt und für universell eingesetzt werden können. Insbesondere stellt die Erhöhung der Kapazität der Akkumulatoren, die die Antriebsleistung für das Kraftfahrzeug über eine möglichst lange Zeitdauer zur Verfügung stellen müssen, eine technische Herausforderung dar.
[0003] Hingegen eignen sich bereits jetzt kostengünstig verfügbare elektronische Antriebe für den Einsatz in leichteren Fahrzeugen, wie z.B. Zweiradfahrzeugen. Die Montage erfolgt dabei wie bei einem herkömmlichen Motor, d.h. die Komponenten des Antriebs werden in einem dafür vorgesehenen Bereich einzeln oder in Baugruppen an das Zweirad montiert.
AUFGABE DER ERFINDUNG
[0004] Ausgehend davon besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Antriebsmodul für ein Zweirad bereitzustellen, das einfach und Platz sparend am Zweirad montiert werden kann.
TECHNISCHE LÖSUNG
[0005] Diese Aufgabe wird gelöst durch die Bereitstellung eines Antriebsmoduls für ein Fahrzeug gemäss dem Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
[0006] Ein erfindungsgemässes Antriebsmodul für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Zweirad, ein Elektromotorrad, einen Roller oder ein Mofa, umfasst: einen Motor; ein Übersetzungsgetriebe; und Kraftübertragungsmittel zur Übertragung der Motorleistung auf ein Antriebsrad. Die genannten Komponenten sind in einem Gehäuse integriert angeordnet.
[0007] Der Motor ist insbesondere ein Elektromotor. Dieser und die anderen genannten Komponenten können ohne weiteres in einem nach aussen wasser- und staubdicht verschlossenen Gehäuse aufgenommen sein, da ein Elektromotor weder Luftzufuhr noch Luftableitung benötigt. Die Kühlung kann ohne den Einsatz einer speziellen Kühlvorrichtung, über das Gehäuse (einschliesslich dem Gehäusedeckel), das vorzugsweise aus Aluminium oder einem anderen wärmeleitenden Material besteht erfolgen.
[0008] Vorzugsweise weist das Antriebsmodul eine Steuerung (z.B. Motorsteuerung) auf, die mit den anderen genannten Komponenten integriert im Gehäuse angeordnet werden kann. Die Steuerung kann beispielsweise ein Controller oder ein Rechner sein.
[0009] Das Antriebsmodul kann zudem eine Batterie bzw. einen (evtl. wieder aufladbaren) Akkumulator als Energiespeicher aufweisen, wobei die Batterie bzw. der Akkumulator mit den anderen Komponenten im Innenraum des Gehäuses integriert angeordnet sein können.
[0010] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Antriebsmodul ein Antriebsrad auf, das am Gehäuse angeordnet ist. Das Antriebsrad ist beispielsweise mit einer Antriebswelle verbunden, die die vom Motor erzeugte und vom Kraft auf das Antriebsrad überträgt.
[0011] Insbesondere ist das Gehäuse wasserdicht und/oder staubdicht ausgebildet. Das Gehäuse kann auch luftdicht ausgebildet sein. So sind alle Komponenten des Antriebsmoduls geschützt. Das Gehäuse dient als Kühlfläche für den Motor und die Steuerungselektronik. Dazu kann das Gehäuse wenigstens teilweise aus einem wärmeleitenden Material hergestellt sein. Dadurch wird die konventionelle Ableitung von Wärme durch Kühlkörper ersetzt.
[0012] Vorzugsweise weist der Gehäuse einen Deckel und einen mit dem Deckel verschliessbaren Grundkörper auf. Durch Abnehmen des Deckels kann der Innenraum des Gehäuses zugänglich gemacht werden.
[0013] Insbesondere kann die Steuerung bzw. die Steuertechnik am Deckel, z.B. an der Innenseite oder in einem dafür vorgesehenen Aufnahmeraum des Deckels angeordnet sein.
[0014] Darüber hinaus kann das Antriebsmodul wenigstens einen elektrischen Anschluss aufweisen, der eine elektrische Verbindung von ausserhalb des Gehäuses mit wenigstens einer der Komponenten des Antriebsmoduls erlaubt. Diagnosearbeiten könnten dann über den Anschluss von aussen erfolgen, ohne das Gehäuse zu demontieren oder zu öffnen. Über den Anschluss kann sowohl auf die Steuerung als auch auf im Gehäuse angeordnete Messsensoren und/oder auf weitere Komponenten des Antriebsmotors zugegriffen werden.
[0015] Vorzugsweise ist das Gehäuse in Form einer Schwinge ausgebildet, die wenigstens einen Hauptkörper, einen Verbindungsarm und einen Radanschlusskörper aufweist. Im Hauptkörper ist in der Regel der Motor angeordnet. Über den Verbindungsarm und die Kraftübertragungsmittel, beispielsweise Riemen, Ketten oder Bänder, wird die Kraft vom Motor auf den Radanschlusskörper übertragen. An letzterem wird das Antriebsrad befestigt. Der Deckel kann auf der dem Antriebsrad gegenüber liegenden Seite des Gehäuses angeordnet. Er kann somit bei befestigtem Rad entfernt werden.
[0016] Insbesondere kann die Schwinge einarmig ausgebildet sein. Dabei kann die Schwinge vorzugsweise im Wesentlichen L-förmig ausgebildet sein. Den ersten Schenkel des «L» bildet der Hauptkörper. Den längeren Schenkel des «L» bilden der sich vom Hauptkörper erstreckende Verbindungsarm und der sich daran anschliessende Radanschlusskörper. Das Antriebsrad wird am Radanschlusskörper, der sich im Endbereich des längeren Schenkels des «L» befindet, befestigt. Dies bedeutet, dass die Achse des Antriebsrads im Wesentlichen parallel zum kürzeren Schenkel des «L» verläuft. Ein Teil des Antriebsrads ist somit im Raum zwischen den Schenkel des «L» begrenzten Raum angeordnet.
[0017] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Schwinge zweiarmig ausgebildet sein. Sie ist dann beispielsweise im Wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei die Basis des «U» durch den Hauptkörper gebildet wird, und die sich vom Hauptkörper beidseitig im Wesentlichen senkrecht (parallel zueinander) erstreckenden Schenkel wenigstens auf einer, insbesondere auf beiden Seiten durch einen ersten Verbindungsarm und einen ersten Radanschlusskörper bzw. einen zweiten Verbindungsarm und einen zweiten Radanschlusskörper gebildet sind. Die Achse des Antriebsrads ist zwischen den Radanschlusskörpern parallel zur Basis des «U» angeordnet, so dass das montierte Antriebsrad teilweise in den von den Schenkeln des «U» abgegrenzten Raum eingepasst ist.
[0018] Auch bei dieser Ausführungsform ist in der Regel der Motor im Hauptkörper angeordnet. Die Kraftübertragung auf das Antriebsrad kann beidseitig des Antriebsrads über die beiden Verbindungsarme und die beiden Radanschlusskörper erfolgen.
[0019] Eine mechanische Bremseinheit, meist eine Trommel- oder Scheibenbremse, die normalerweise zum Abbremsen und dem Stillstand des Hinterrades dient, kann mit diesem Antrieb gänzlich entfallen, da die Bremswirkung alternativ mittels Rekuperation (Energierückgewinnung) erzielt werden kann. Eine Rückspeisung der Bewegungsenergie erfolgt beispielsweise beim Abbremsen in einen Energiespeicher (z. B. Akkumulator).
[0020] Mit Hilfe der Erfindung werden kürzeste Wege realisiert, um den Motor mit der Motorsteuerung zu verbinden. Das Antriebsmodul stellt ein kompaktes Bauteil dar, das in einfacher Weise an einem Zweirad montiert werden kann.
[0021] Mit Hilfe der Erfindung wird eine einfache Umrüstung eines bestehenden Fahrzeuges mit Benzinantrieb auf elektrischen Antrieb ermöglicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
[0022] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren deutlich. Es zeigen: <tb>Fig. 1<sep>eine erste perspektivische Ansicht des erfindungsgemässen Antriebsmoduls; <tb>Fig. 2<sep>eine zweite perspektivische Ansicht des erfindungsgemässen Antriebsmoduls; und <tb>Fig. 3<sep>eine dritte perspektivische Ansicht des erfindungsgemässen Antriebsmoduls.
BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
[0023] Die Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemässes Antriebsmodul 1 in einer perspektivischen Darstellung.
[0024] Das Antriebsmodul 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dessen Innenraum die wichtigsten Antriebskomponenten aufgenommen sind. Das Gehäuse 2 besteht aus einem Grundkörper 20 und einem Deckel 21. Beide können aus Aluminium hergestellt sein.
[0025] Der Grundkörper 20 ist L-förmig ausgebildet. Der Grundkörper 20 umfasst einen Hauptkörper 201, einen Verbindungsarm 202 und einen Radanschlusskörper 203. Der Verbindungsarm 202 erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht vom Hauptkörper 201 (bezogen auf dessen Längsachse L). Der Radanschlusskörper 203 ist an der vom Grundkörper angewandten Seite des Verbindungsarms 202 angeordnet. Der Hauptkörper 201 bildet einen ersten Schenkel des «L», der Verbindungsarm 202 und der Radanschlusskörper 203 den zweiten Schenkel des «L». Am Radanschlusskörper 203 ist ein Antriebsrad 3 angeschlossen. Das Antriebsrad 3 ist in die vom «L» abgegrenzte Öffnung eingepasst.
[0026] Die Innenräume der Einzelteile 201, 202 und 203 des Grundkörpers 20 stehen miteinander in Verbindung. Der Deckel 21 ist wasser- und staubdicht mit dem Grundkörper 20 verbunden und verschliesst den Innenraum des Gehäuses 2.
[0027] Die Steuertechnik (nicht dargestellt) ist an der Innenseite bzw.im Innenraum des Deckels 21 angeordnet. Sowohl die Steuerung als auch optional die weiteren Komponenten des Antriebs sind über einen elektrischen Anschluss (nicht dargestellt) von aussen zugänglich, so dass Diagnosearbeiten von aussen ohne eine Demontage des Antriebsmoduls 1 möglich sind.
[0028] Das Antriebsmodul 1 ist als eine Art Schwinge ausgebildet, deren Form so angepasst ist, dass sie kompakt ist und einfach an ein Zweirad montiert werden kann.
[0029] Die Fig. 2 zeigt eine weitere Ansicht des erfindungsgemässen Antriebsmodul 1 aus der Fig. 1 mit abgenommenem Deckel. Der Grundkörper 20 des Gehäuses 2 weist einen Innenraum auf. Im Innenraum sind die wichtigsten Komponenten des Antriebs angeordnet. Im Inneren des Hauptkörpers 201 ist ein Elektromotor 40 aufgenommen. Ein Riemen 41 überträgt das vom Motor 40 erzeugte Drehmoment von einer ersten Rolle 42 auf eine zweite Rolle 43. Der Riemen 41 verläuft im Innenraum des Verbindungsarms 202 zwischen dem Hauptkörper 201 und dem Radanschlusskörper 203. Die erste Rolle ist im Innenraum des Hauptkörpers 201, die zweite Rolle 43 im Innenraum des Radanschlusskörpers 203 angeordnet.
[0030] Im Radanschlusskörper 203 befindet sich zudem ein Getriebe, so dass das auf das Antriebsrad 3 übertragene Drehmoment stufenweise oder variabel an die Fahrsituation angepasst werden kann. Aussen am Radanschlusskörper 203 ist eine Scheibenbremse oder Trommelbremse 5 für das Antriebsrad 3 befestigt.
[0031] Die Fig. 3 zeigt ein Antriebsmodul 1 mit verschlossenem Gehäuse aus einer weiteren Perspektive. Das Antriebsrad 3 ist drehfest an einer Achse 44 befestigt, die sich aus dem Radanschlusskörper 203 heraus erstreckt. Die Achse 44 ist im Wesentlichen parallel zur Längsachse L des Hauptkörpers 201 angeordnet. Das Rad 3 ist somit passgenau in den von den Schenkeln des «L» gebildeten Zwischenraum eingepasst.
[0032] Aus der Fig. 3 wird deutlich, dass die Schwinge 1 als kompaktes Modul zum Anschluss an ein Zweirad ausgebildet ist. Zur Montage sind Verbindungselemente 204 und 206 vorgesehen, die z.B. als Flansche mit Montageöffnungen ausgebildet sein können. Auf diese Weise kann das Antriebsmodul 1 mit nur wenigen Verbindungselementen (z.B. Schrauben) am Zweirad befestigt werden.

Claims (9)

1. Antriebsmodul (1) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Zweirad, ein Elektromotorrad, einen Roller oder ein Mofa, umfassend: einen Motor (40); ein Übersetzungsgetriebe; und ein Kraftübertragungsmittel (41) zur Übertragung der Motorleistung auf ein Antriebsrad (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmodul (1) ein Gehäuse (20) aufweist, in dessen Innenraum wenigstens der Motor (40), das Übersetzungsgetriebe und das Kraftübertragungsmittel (41) integriert angeordnet sind.
2. Antriebsmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmodul (1) ein Antriebsrad (3) aufweist, das am Gehäuse (20) angeordnet ist.
3. Antriebsmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen Grundkörper (20) und einen Deckel (21) aufweist, der abnehmbar am Grundkörper (20) befestigt ist.
4. Antriebsmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (20) wasser- und/oder staubdicht ausgebildet ist.
5. Antriebsmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmodul (1) eine Steuerung aufweist, die an der Innseite des Deckels (21) angeordnet ist.
6. Antriebsmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen elektrischen Anschluss zur Herstellung einer elektrischen Verbindung von aussen zu einer oder mehreren im Gehäuse (2) aufgenommenen Komponenten des Antriebsmoduls (1) aufweist.
7. Antriebsmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) als Schwinge ausgebildet ist, die einen Hauptkörper (201), einen Verbindungsarm (202) und einen Radanschlusskörper (203) aufweist.
8. Antriebsmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge L-förmig ausgebildet ist, wobei ein erster Schenkel des «L» durch den Hauptkörper (201) und ein zweiter Schenkel des «L» durch den Verbindungsarm (202) und den Radanschlusskörper (203) gebildet ist.
9. Antriebsmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge (2) im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, wobei die Basis des «U» durch den Hauptkörper (201) gebildet wird, und die sich vom Hauptkörper (201) beidseitig im Wesentlichen senkrecht erstreckenden Schenkel jeweils durch einen ersten Verbindungsarm und einen ersten Radanschlusskörper bzw. einen zweiten Verbindungsarm und einen zweiten Radanschlusskörper gebildet sind.
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