DE102004020089A1

DE102004020089A1 - Motorischer Antrieb für Fahrräder

Info

Publication number: DE102004020089A1
Application number: DE200410020089
Authority: DE
Inventors: Willi Eichholz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-04-24
Filing date: 2004-04-24
Publication date: 2005-11-17

Abstract

Ein elektrischer Antrieb insbesondere für Fahrräder, bei dem der hintere Radreifen von einem Reibrad angetrieben wird und die Antriebseinheit in der Art einer Schaukel schwenkbar an dem Fahrrad befestigt ist.

Description

Ein Elektroantrieb für Fahrräder etc.; bei dem das Hinterrad durch ein Reibrad angetrieben wird, und dieses Reibrad von einem bzw. zwei Elektromotoren angetrieben wird und in dem Anhängegestänge vorzugsweise nur Zugkräfte wirken.
1 zeigt ein Fahrrad – 1 - mit dem vorgeschlagenen Antrieb – 2 -.
2 zeigt einen derartigen Antrieb – 2 – von oben gesehen in Kontakt mit dem Fahrradreifen – 3 -.
3 zeigt ein Kräfteparallelogramm der sich einstellenden Kraftverhältnisse.
4 zeigt einen zusätzlichen Wälzring - 12 - zur Reduzierung der Flächenpressung bei kleinem Antriebsritzel – 11 -.
Gemäß 1 wird das Fahrrad mit einem Antrieb – 2- und einem Akku –4- versehen.
An der Halterung –5- sind z.B. ein Motor –6- oder auch zwei Motore –6- und –7- befestigt.
Das Reibrad –8- wird von einem oder auch von zwei Motoren angetrieben.
Das Reibrad –8 – kann direkt von dem bzw. den Motoren angetrieben sein; es kann jedoch auch eine Übersetzung dazwischen angeordnet sein.
Die Halterung –5- ist mit den Befestigungsstangen –9- und –10- auf der rechten Seite und den Befestigungsstangen –11- und –12- auf der linken Seite mit dem Fahrrad verbunden.
Diese Befestigungsstangen -9- bis –12- sind gelenkig, z.B. mittels von Drehzapfen –13- an Befestigungspunkten –14- des Fahrrades –1- gelagert.
Durch diese Ausbildung ergibt sich ein Freiheitsgrad zur Selbsteinstellung des Antriebes –2-.
Das Reibrad –8- legt sich durch das Eigengewicht des Hilfsantriebes –2-, oder auch mit Hilfe zusätzlicher Federkräfte selbsttätig an dem Umfang des Radreifens –3- an.
Dämpfungselemente zur Verhinderung von Schwingungen des Antriebs –2- um die Drehzapfen –13- können integriert werden.
Verschleiß, unterschiedlicher Reifendruck und Ungenauigkeiten im Rundlauf des Radreifens- 3- werden ausgeglichen.
Durch die Wahl der Anlenkpunkte –14- kann das in 3 dargestellte Kräfteparallelogramm modifiziert werden.
Gemäß 3 stellt sich die Anpresskraft (Normalkraft) –F2- zwischen dem Reibrad – 8- und dem Radreifen –3- zusätzlich in Abhängigkeit von der erzeugten Tangentialkraft –F1- ein.
Es ergibt sich eine Kraftverstärkung für die Normalkraft –F2-.
-F3 – ist die Summe der Zugkraft in den Zugstangen –9- bis –12-.
Es ist üblich, dass ein derartiger Antrieb einen Freilauf, eine Überholkupplung aufweist, wodurch sich z.B. bei einer Talfahrt bei ausgeschaltetem Motoren das Reibrad –8- frei mitdrehen kann.
Will man mit hochtourigen, kleinen Antriebsmotoren –6- arbeiten, ergeben sich kleine Durchmesser am Antriebsrad –15-.
Um eine ausreichend große Kontaktflächen zum Radreifen –3- zu erreichen, kann ein Wälzring –16- zwischen dem Antriebsrad –15- und dem Radreifen –3- angeordnet werden.
Das Reibrad –8- bzw. -16- kann z.B. mit Gummi, einem Grip-Belag u.dgl. beschichtet werden.
In den Befestigungsstangen -9- bis –12- wirken Zugkräfte, dadurch können diese Zugstangen sehr dünn gehalten werden und in Form, Richtung und Länge bei Montage bequem an jede Fahrrad-Geometrie angepasst werden.
Der zentrische, mittige Lauf des Reibrades –8- zum Radreifen –3- wird durch geeignete Einstellmöglichkeiten an den Zugstangen –9- bis –12- eingestellt.
Zusätzlich können in der Antriebseinheit –2- Führungsrollen integriert sein, welche bei Abweichungen vom mittigen Lauf in Kontakt zu den Seitenflächen des Radreifens –3- treten und seitliche Abweichungen begrenzen.
Bei der Ausbildung der Antriebseinheit –2- mit nur einem Antriebsmotor –6- kann die fehlende Kraftkomponente zweiten Motors –7- durch Feder- oder auch Massekraft kompensiert werden.
Sowohl die Antriebseinheit –2- wie der Batteriepack –4- können bequem ein- und ausgehängt werden, wodurch sich Reparaturen am Fahrrad wie bisher bequem ausführen lassen.
Das Zu- und Abschalten wie das Regeln des Antriebsmotors kann vom Pedalantrieb ausgelöst werden, wie auch mittels Handbetätigung am Lenker.
Ein derartiger Hilfsantrieb ist gleichermaßen zum nachträglichen Einbau wie zur Grundausrüstung von Fahrrädern geeignet.
Es ergibt sich eine gewisse Analogie zu einer Schaukel:
Bei einer Schaukel werden die Zugkräfte in dem Gestänge, gebildet von Seilen, Ketten, Stäben o.dgl. von der Schwerkraft des Benutzers erzeugt.
Durch ein Zusammenfassen der beiden nur auf Zug beanspruchten Befestigungsstangen (-9-; -10) und (-11-; -12-) zu jeweils einer stärkeren Befestigungsstange lassen sich identische Möglichkeiten erreichen.
Bei diesem Antrieb werden die Zugkräfte in den Befestigungsstangen –9- bis –12- von Vektoren der Tangentialkraft –F1- und der Normalkraft –F2- erzeugt.
Diese eine Befestigungsstange auf jede Seite wäre stärker zu dimensionieren und verwindungssteif an der Halterung –5- anzubinden.
Schaukeln können auch in verwindungssteifer Ausführung gebaut werden.
In dieser Ausbildung können in den Befestigungsstange neben Zugkräften auch Biegekräfte und dergleichen aufgenommen werden.

Claims

Ein motorischer Antrieb – 2 - für Fahrräder – 1 – etc. mit auf den Umfang des hinteren Radreifens –3- einwirkendem Reibrad –8- und einem einseitigem bzw. beidseitigen Antriebsmotoren (-6-; -7-) und einer evtl. Zwischenübersetzung; dadurch gekennzeichnet, dass dieser motorischer Antrieb – 2 – mittels Befestigungsstangen (–9- bis –12-), in denen Zugkräfte wirken, quasi in Form einer Schaukel mit den Schwenklagerung (-14-; -13-) an dem Fahrrad –1- schwenkbar befestigt ist, wobei eine Vergrößerung der Antriebskraft (-F1-) des Reibrades auch eine Vergrößerung der Anpresskraft (–F2-) zwischen Reibrad –8- und Radreifen –3- ergibt, wodurch auch nachträglich jedes Fahrrad mit einem derartigen Antrieb versehen werden kann.
Ein Antrieb –2- gemäß Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet; dass die auf jeder Seite des Radreifens –3- angeordneten beiden Befestigungsstangen, zu je einer, stärker dimensionierten und verwindungssteif mit der Halterung –5- verbundenen Befestigungsstange auf jeder Seite des Radreifens zusammengefasst werden; was bei der Neuanfertigung von Fahrrädern vorteilhaft sein könnte.
Ein Antrieb –2- gemäß Anspruch 1 und 2; dadurch gekennzeichnet, dass bei extrem kleinem Antriebsrad –11- ein Wälzring –12- zwischen dem Antriebsrad –11- und dem Radreifen –3- angeordnet werden kann, um derart zu einer größeren Kontaktfläche und somit geringerem Flächendruck zu gelangen.
Ein Antrieb –2- gemäß Anspruch 1 und 2; dadurch gekennzeichnet, dass in der Halterung –5- Führungsrollen angeordnet sind, die bei einer Abweichung des mittigen Laufs zwischen Reibrad –8- und Radreifens –3- an den Seitenflächen des Radreifens – 3- zur Anlage kommen und eine weitere Abweichung verhindern.