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Die
Erfindung betrifft ein Elektromotorrad mit einem Rahmen, einem elektromotorischen
Antrieb und einer Steuereinheit zur Steuerung des elektromotorischen
Antriebs.
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Ferner
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Elektromotorrades,
bei dem wenigstens ein Energieträger in einen Rahmen eingebracht wird.
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Grundsätzlich
wird zwischen Elektrofahrrädern und Elektromotorrädern
unterschieden. Elektrofahrräder haben einen elektromotorischen
Hilfsantrieb, der lediglich zur Unterstützung eines muskelbetriebenen
Pedalantriebes dient. Üblicherweise wird der elektromotorische
Hilfsantrieb eines Elektrofahrrades nur zeitweise zugeschaltet,
wenn gleichzeitig der Pedalantrieb betätigt wird.
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Elektromotorräder
sind hingegen mit einem eigenständigen elektromotorischen
Antrieb versehen, der für einen Dauerbetrieb ausgelegt
ist und dessen Leistung auch ohne einen Pedalhilfsantrieb Geschwindigkeiten
von wenigstens 45 km/h ermöglicht.
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Ein
Elektrofahrrad, das neben einem Pedalantrieb einen elektrischen
Hilfsantrieb aufweist, ist in der
DE 2629970 A1 beschrieben. Der Motor ist
an dem Sitzrohr befestigt und greift über ein Ritzel in
einen Kettentrieb des Fahrzeuges ein, der ein über Pedale
betätigtes Kettenrad mit dem am Hinterrad angeordneten
Antriebsritzel verbindet. Der Motor wird über eine Batterie,
die hinter dem Sitzrohr und über dem Hinterrad angeordnet
ist, mit Strom versorgt und kann aufgrund einer Steuerschaltung
nur dann in Betrieb genommen werden, wenn sich das Antriebsritzel
in einer Drehbewegung befindet.
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Bei
dem in der
DE 2113968
A1 gezeigten Elektrofahrrad sind Batterien auf einer Plattform
angeordnet, die als Teil des Rahmens den Lenker und Vorderradgabel
umfassenden Vorderteil des Fahrzeugs mit dem Sitz und Hinterradgabel
umfassenden hinteren Teil des Fahrzeugs verbindet. Um den Rahmen
zu stabilisieren befindet sich oberhalb der Batterien außerdem
eine Strebe, die zwischen dem vorderen und dem hinteren Teil des
Fahrzeugs wirkende Biegemomente aufnimmt. Der im Bereich des Hinterrades
angeordnete Elektromotor ist über ein zweistufiges Zugmittelgetriebe
mit dem Hinterrad verbunden. Der elektromotorische Antrieb wird über
eine automatische Schalteinrichtung gesteuert, die auf die Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeuges reagiert.
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Die
DE 8101827 U1 beschreibt
ein Elektrofahrrad mit zuschaltbarem motorischem Hilfsantrieb, das
durch zwei über Reibräder mit dem Hinterradreifen
verbundene Elektromotoren angetrieben wird. Der Rahmen des Zweirades
weist ein Ober-, ein Unter- und ein Sitzrohr auf, wobei im Bereich
oberhalb eines Tretlagers zwischen Unter- und Sitzrohr eine elektrische
Batterie für den Antrieb der Elektromotoren angeordnet
ist.
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Auch
der Rahmen des in der
EP
0675037 B1 gezeigten Elektrofahrrades umfasst ein Ober-,
ein Unter- und ein Sitzrohr, wobei das Oberrohr für einen leichteren
Einstieg in das Fahrrad in Richtung des Unterrohres verlagert ist.
Der Elektromotor ist samt Getriebe unmittelbar an der Hinterradachse
befestigt und wird über eine auf einem über dem
Hinterrad angeordneten Träger befestigte Batterie mit Strom
versorgt. Der Elektromotor wird durch eine Messeinrichtung gesteuert,
die das über einen Pedalantrieb auf die Hinterachse ausgeübte
Drehmoment misst.
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Aus
der
WO 99/26837 ist
ein Elektrofahrrad bekannt, bei dem Energiepacks für einen
Elektromotor von unten oder oben in das Unterrohr eines Diamant-Rahmens
eingeschoben werden. Diese Lösung ist insofern nachteilig,
als sie konstruktive Veränderungen am Rahmen insbesondere
im Bereich des Tretlagers erfordert. Der Kraft- und Momentenfluss
im Rahmen ist dadurch beeinträchtigt.
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In
der
DE 30 18 333 ist
ein Elektrofahrrad gezeigt, das einen elektrischen Hilfsantrieb
besitzt. Der Diamantrahmen wird, wie sich aus den Zeichnungen ergibt,
durch die Lenkerhülse und das Sattelrohr mit Akkumulatoren
sowie mit einem Elektromotor und Reduktionsgetriebe bestückt.
Eine derartige Montage ist unhandlich und aufwändig.
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Aus
dem Stand der Technik bekannte Elektromotorräder bieten
deutlich höhere Fahrgeschwindigkeiten von mehr als 45 km/h
bei einer Leistung von deutlich mehr als 1 kW. Bekannte Elektromotorräder
sind wegen der hohen Leistungen und Geschwindigkeiten üblicherweise
mit einem Motorradrahmen versehen. Aufgrund der für die
Bereitstellung der Leistung notwendigen großen Anzahl von
Akkumulatoren und ihrer stabiler ausgelegten Konstruktion weisen
Elektromotorräder ein hohes Gewicht auf, das üblicherweise
mehr als 70 kg beträgt. Pedalantriebe werden bei Elektromotorrädern üblicherweise nicht
verwendet, da ihr hohes Gewicht nur bei hohen Geschwindigkeiten
handhabbar ist und eine Fortbewegung über einen muskelbetriebenen
Antrieb insbesondere bei Steigungen erschwert. Ein weiterer Nachteil
von bekannten Elektromotorrädern ist, dass diese nur schwierig
zu trans portieren sind, da sie aufgrund ihres Gewichtes uns ihres
Aufbaus nicht von einer Person getragen oder in öffentlichen
Verkehrsmitteln mitgenommen werden können.
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Folglich
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit einfachsten Mitteln
und Rahmenkonstruktionen die Leistungsmerkmale eines Elektromotorrades
zu erreichen.
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Für
das eingangs genannte Elektromotorrad löst die Erfindung
die Aufgabe, indem das Oberrohr an wenigstens einem Rohrende mit
einer Einschuböffnung versehen ist, durch die der Energieträger
in den Aufnahmeschacht einschiebbar ist.
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Der
Energieträger ist als Energie speicherndes Element oder
als einstückig handhabbares, aus mehreren Energie speichernden
Elementen zusammengesetztes Modul ausgestaltet. Der Energieträger speichert
vorzugsweise elektrische Energie und kann beispielsweise einen oder
mehrere Akkumulatoren umfassen. Alternativ kann der Energieträger
wenigstens einen Energiespeicher, beispielsweise einen Tank zum
Speichern von Wasserstoff oder Methanol, und wenigstens einen Wandler,
beispielsweise eine Brennstoffzelle zur Erzeugung elektrischer Energie, umfassen.
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Das
erfindungsgemäße Elektromotorrad bietet den Vorteil,
dass Energieträger zur Versorgung des elektromotorischen
Antriebes mit elektrischer Energie, beispielsweise Batterien oder
Akkumulatoren, in das Oberrohr integriert werden können.
Die Integration der Energieträger in das Oberrohr ermöglicht,
die Vorteile eines Diamantrahmens beizubehalten. Zudem kann auf
zusätzliche Halterungen für Energieträger
verzichtet werden, wodurch das Gesamtgewicht des Elektromotorrades
bei einer Leistung von mehr als 1 kW und einer Höchstgeschwindigkeit von
mehr als 80 km/h deutlich reduziert wird. Der in dem Oberrohr integrierte
Aufnahmeschacht ist aufgrund der an wenigstens einem Ende angeordneten Einschuböffnung
auch im montierten Zustand des Elektromotorrades leicht zugänglich.
Es kann auf eine zusätzliche Halterung zur Befestigung
von Energieträgern am Rahmen verzichtet werden, wodurch Montagekosten,
Material und Platz eingespart werden. Das Oberrohr kann vollständig
mit einem oder mehreren Energieträgern aufgefüllt
sein, so dass ein Verschluss an der Einschuböffnung ausreicht,
um die Energieträger in dem Aufnahmeschacht zu fixieren.
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Der
Rahmen des erfindungsgemäßen Elektromotorrades
ist als Diamantrahmen ausgestaltet, um ein geringes Gewicht bei
hoher Stabilität zu erreichen. Ein Diamantrahmen besteht
aus einem Dreieck, gebildet durch Sitzstrebe, Hinterstrebe und Sitzrohr,
sowie einem Trapez, das durch das Oberrohr, das Sitzrohr, das Unterrohr
und das Steuerrohr gebildet wird
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Insbesondere
in Kombination mit dem ergänzenden, muskelbetriebenen Pedalhilfsantrieb
haben die Abmessungen des erfindungsgemäßen Diamantrahmens
Vorteile. Die Ausgestaltung des Rahmens des erfindungsgemäßen
Elektromotorrades als Diamantrahmen ermöglicht für
die Betätigung des Pedalhilfsantriebes ergonomische Dimensionen
bei gleichzeitig hoher Festigkeit, die Höchstgeschwindigkeiten
von wenigstens 89 km/h ermöglicht. Aufgrund der Integration
der Energieträger in den Rahmen steht bei geringem Gewicht
des Elektromotorrades eine hohe Energiekapazität zur Verfügung.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Elektromotorrades kann die Einschuböffnung das Sitzrohr
durchdringen. Wird der Rahmen beispielsweise in Form eines Diamantrahmens
gestaltet, steht eine von außen zugängliche Öffnung
des Oberrohrs zur Verfügung, die bei geringem Montageaufwand
mit Energieträgern aufgefüllt werden kann. Auch
bei einem vollständig montierten Elektromotorrad ist eine
derartige Einschuböffnung leicht zugänglich, so
dass defekte oder verbrauchte Energieträger leicht ausgetauscht
werden können.
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Um
das Einführen von Energieträgern in das Oberrohr
weiter zu vereinfachen und die Stabilität des Rahmens zu
erhöhen, kann sich das Oberrohr auf gegenüberliegenden
Seiten des Sitzrohres fortsetzen. Auf diese Weise stützt
die Wandung des Oberrohres den Rand der Einschuböffnung.
Gleichzeitig dient der die Einschuböffnung umgebende Fortsatz
des Oberrohres als Führung für in den Aufnahmeschacht
des Oberrohres einzuführende Energieträger.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Sitzrohr einen
weiteren Aufnahmeschacht für wenigstens einen Energieträger
aufweisen, der den Aufnahmeschacht des Oberrohres schneidet und
an einem Rohrende mit einer Einschuböffnung zur Aufnahme
von Energieträgern versehen ist. Eine derartige weitere
Einschuböffnung bietet den Vorteil, dass auch der Hohlraum
des Sitzrohrs als Aufnahmeschacht für Energieträger
verwendet werden kann, so dass mehr Energieträger zur Verfügung
stehen, ohne zusätzlichen Platz zu beanspruchen.
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Das
Sitzrohr kann eine Aufnahme für ein Sattelrohr bzw. eine
Sattelstütze umfassen, auf der ein Sattel oder Sitz für
den Fahrer montiert ist. Das Sattelrohr kann verschiebbar in dem Sitzrohr
aufgenommen sein, indem die Aufnahme beispielsweise ein Klemmelement
umfasst, welches das Sattelrohr in dem Sitzrohr arretiert. Die Aufnahme
für das Sattelrohr kann gleichzeitig als Einschuböffnung
zum Befüllen des Sitzrohres mit Energieträgern
verwendet werden, wobei der Innendurchmesser der Aufnahme für
das Sattelrohr vorzugsweise dem Innendurchmesser des Sitzrohres
entspricht. Das Sitzrohr kann vor der Montage des Sattelrohres vollständig
mit Energieträgern aufgefüllt werden.
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Das
Sattelrohr kann eine Erweiterung des Aufnahmeschachts des Sitzrohres
bilden. Wird das Sattelrohr beispielsweise über eine Muffe
mit dem Sitzrohr verbunden, entsteht ein unterbrechungsfreier, gemeinsamer
Aufnahmeschacht von Sattel und Sitzrohr, der vollständig
mit Energieträgern ausgefüllt werden kann. Die
Energieträger können beispielsweise aus Akkumulatoren
bestehen, die zu stabförmigen Paketen zusammengefasst sind.
Eine für die Befüllung des Sitzrohres vorbestimmte
Anzahl von Akkumulatorpaketen kann eine Länge aufweisen,
die größer als die Länge des von dem
Sitzrohr gebildeten Aufnahmeschachts ist. Nach dem Befüllen
des Sitzrohres ragen die Energieträger folglich aus dem
Sitzrohr heraus. Der aus dem Sitzrohr herausragende Abschnitt der
Energieträger ist durch das in das Sitzrohr eingesetzte
Sattelrohr aufgenommen, dessen als Aufnahmeschacht dienender Hohlraum
damit eine weitere Erhöhung der Energiekapazität
ermöglicht.
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Indem
die Rahmenrohre die Aufnahmeschächte umgeben, sind die
Energieträger vor Beschädigungen durch Stürze
oder Stöße geschützt. Um den Schutz der
Energieträger weiter zu verbessern, können die
Aufnahmeschächte mit einem dämpfenden Material
ausgekleidet sein. Um neben der Dämpfung einen Schutz der
Energieträger vor Feuchtigkeit zu erreichen, kann vorzugsweise
Chloropren-Kautschuk, beispielsweise Neopren, zur Auskleidung der
Aufnahmeschächte verwendet werden.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann, um die Aufnahmeschächte
gewichts- und materialsparend auszuführen, das Ober-, das Sitz-
und/oder das Unterrohr einen Aufnahmeschacht für wenigstens
einen Energieträger umfassen, dessen Innenkontur durch
die Wand des Ober-, des Sitz- und/oder des Unterrohrs gebildet ist.
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Um
eine optimale Packungsdichte der Energieträger innerhalb
des Aufnahmeschachtes zu erreichen, können der Aufnahmeschacht
des Sitzrohres und/oder des Oberrohres und/oder des Unterrohres sowie
die Energieträger einen wenigstens annähernd kreisförmigen
Querschnitt aufweisen. Insbesondere kann der kreisförmige
Querschnitt oder die kreisförmige Kontur des Energieträgers
in etwa den gleichen Durchmesser wie der Aufnahmeschacht aufweisen, so
dass der Energieträger den Aufnahmeschacht weitestgehend
ausfüllt und im montierten Zustand quer zum jeweiligen
Rahmenrohr fixiert ist.
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Um
eine Steuereinheit zur Steuerung des Motors einfach und platzsparend
montieren zu können, kann das Ober-, das Unter- oder das
Sitzrohr an seiner Mantelfläche eine Mantelöffnung
aufweisen, in welche die Steuereinheit wiederholt lösbar
eingesetzt ist. Die Steuereinheit kann mit einem Deckel zu einer Montageeinheit
oder zu einem Steuermodul verbunden sein, die oder das die Mantelöffnung
verschließt.
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Gemäß einer
auch unabhängig von der obigen Lösung eine selbständige
Erfindung darstellenden Ausgestaltung kann die die Steuereinheit
und den Deckel für die Mantelöffnung umfassende
Montageeinheit weitere Elemente des Elektromotorrades umfassen,
die mit dem Deckel in einem Montageschritt in den Rahmen montiert
werden. Beispielsweise können an der Montageeinheit ein
Stromanschluss zum Aufladen von als Energieträger dienenden
Akkumulatoren, ein bei Überlast oder Übertemperatur
auslösender Schutzschalter, ein die Steuereinheit freischaltender
Schlüsselschalter, eine Hupe, ein Anschluss für
eine Bremsleitung, eine Steuerung für ein Schaltwerk und/oder
eine das Steuer mit der Steuereinheit verbindende Steuerleitung
vorgesehen sein.
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Der
Deckel oder das Steuermodul kann auf der Mantelöffnung
mit dem jeweiligen Rahmenrohr insbesondere über wiederverschließbare
Verbindungselemente verbunden sein. Dies erleichtert eine Demontage
der Steuereinheit für Wartungsarbeiten oder für
ein Recycling des Fahrzeugs. Die Verbindungselemente können
beispielsweise als Schrauben oder als Schnappverbindungen ausgeführt
sein. Bei einer kraftschlüssigen Verbindung des Deckels mit
dem jeweiligen Rahmenrohr kann eine die Mantelöffnung umgebende
Dichtlippe an dem Deckel oder an dem Rahmenrohr vorgesehen sein.
Um einen wasserdichten Verschluss des Deckels zu erleichtern, kann
der Deckel alternativ auf die Mantelöffnung geklebt, geschweißt
oder gelötet sein.
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Über
die Steuereinheit kann die Energiezufuhr zu dem Elektromotor geregelt
werden. Es kann daher in der Steuereinheit eine Verlustleistung
auftreten, die zu einer starken Erwärmung der Steuereinheit
führt. Um eine Überhitzung der Steuereinheit aufgrund
der Verlustwärme zu vermeiden, kann der Deckel bzw. das
die Steuereinheit und den Deckel umfassende Modul Kühlflächen
aufweisen, die durch eine Wärmebrücke mit der
Steuereinheit verbunden sind. Die Kühlflächen
können an der der Steuereinheit gegenüberliegenden
Seite des Deckels angeordnet sein, so dass diese im montierten Zustand
der Steuereinheit außerhalb des Ober-, des Unter- oder des
Sitzrohres angeordnet sind. Um eine optimale Kühlung zu
erreichen, können die Kühlflächen in
einem Bereich angeordnet sein, in dem sie dem Fahrtwind ausgesetzt
sind.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Elektromotorrades kann die Mantelöffnung derart ausgestaltet
sein, dass durch die Mantelöffnung Energieträger
in das Ober-, das Unter- oder das Sitzrohr einsetzbar sind. Das
die Steuereinheit und den Deckel umfassende Modul kann vorzugsweise
an dem Unterrohr angeordnet sein, so dass neben dem Ober- und dem
Sitzrohr auch das Unterrohr mit Energieträgern aufgefüllt werden
kann.
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Um
ein möglichst geringes Gesamtgewicht des Elektromotorrades
zu erreichen, kann der Rahmen aus Aluminium gefertigt sein, wobei
das Ober-, das Unter- und das Sitzrohr eine Wandstärke
von wenigstens 2 mm und/oder einen Außendurchmesser von
wenigstens 64 mm aufweisen. Auf diese Weise kann eine deutlich erhöhte
Stabilität des Rahmens bei gleichzeitig geringem Gewicht
erreicht werden. Ein Rahmenrohr, welches eine Mantelöffnung
zur Aufnahme eines Steuermoduls aufweist, kann einen vergrößerten
Außendurchmesser von wenigstens 70 mm aufweisen, um die
durch die Mantelöffnung verringerte Stabilität
wieder zu erhöhen.
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Durch
den vergrößerten Rohrdurchmesser des Ober-, Sitz-
und/oder Unterrohres, der deutlich größer als
der Rohrdurchmesser konventioneller Fahrradrahmen ist, weist der
erfindungsgemäße Rahmen auch bei einer Gestaltung
als Diamantrahmen bei geringem Gewicht eine Festigkeit auf, die
ein sicheres Fahren bei Fahrgeschwindigkeiten von mehr als 80 km/h
ermöglicht.
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Gleichzeitig
ist durch den großen Innendurchmesser der Rahmenrohre das
Volumen der Aufnahmeschächte vergrößert,
so dass mehr Energieträger aufgenommen werden können,
um die insgesamt verfügbare Leistung und Kapazität
zu erhöhen. Neben hohen Fahrgeschwindigkeiten ist auf diese
Weise eine große Reichweite des Elektromotorrades möglich,
welche die übliche Reichweite der elektromotorischen Antriebe
von Fahrrädern mit Hilfsmotor deutlich übersteigt.
Das erfindungsgemäße Elektromotorrad kann ausschließlich
und dauerhaft nur über den elektromotorischen Antrieb betrieben
werden. Ein zusätzlicher me chanischer, beispielsweise über
Pedale muskelbetriebener Antrieb, kann als Hilfsantrieb dienen,
um die Reichweite des Fahrzeuges zu erhöhen.
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Das
erfindungsgemäße Elektromotorrad ist folglich
aufgrund seiner einfachen Gestaltung ähnlich leicht zu
handhaben und zu transportieren wie ein Fahrrad, bietet aber aufgrund
der hohen Festigkeit seines Rahmens und des großen verfügbaren
Volumens zur Aufnahme von Energieträgern auch Geschwindigkeiten
und Reichweiten, die bisher elektrisch angetriebenen Motorrädern
vorenthalten waren.
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Die
Mantelöffnung kann gemäß einer auch unabhängig
von der obigen Lösung eine selbstständige Erfindung
darstellenden Ausgestaltung durch einen Deckel verschlossen sein,
der im Betrieb des Elektromotorrades über Stützflächen
wenigstens einen Teil des durch äußere Kräfte
im Rahmen entstehenden Kraftflusses leitet. Die Stützflächen
können beispielsweise von einem Fortsatz gebildet sein,
der in die Mantelöffnung hineinragt und an dem Umfang der
Mantelöffnung aufliegt. Des Weiteren kann der Deckel an
den an die Mantelöffnung angrenzenden Bereichen des jeweiligen
Rahmenrohres flächig auf dem Rahmenrohr aufliegen, so dass
sich eine optimale Druckverteilung ergibt. Ferner kann der Deckel zumindest
abschnittsweise das Rahmenrohr umgreifen. Der Deckel kann von seiner
Mitte zu seinem Rand hin einen kontinuierlich verjüngten
Querschnitt aufweisen, um einen eventuell durch den Deckel erzeugten
Steifigkeitssprung zu verringern und auftretende Kerbspannungen
zu vermindern.
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Um
das Rahmenrohr im Bereich der Mantelöffnung weiter zu verstärken,
kann die Mantelöffnung alternativ oder zusätzlich
mit einem Halterahmen versehen sein, der die Wandstärke
des Rahmenrohres im Bereich der Mantelöffnung vergrößert.
Der Rahmen kann mit Aussparungen oder Fortsätzen versehen
sein, um die Wärme abgebende Fläche zu vergrößern
und damit im Steuermodul entstehende Verlustwärme besser
ableiten zu können.
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Für
das eingangs genannten Verfahren wird die Aufgabe gelöst,
indem wenigstens ein Energieträger durch ein offenes Rohrende
in ein Oberrohr des Rahmens eingeführt wird. Das Oberrohr
dient gleichermaßen als Aufnahmeschacht und als Führung
für die Montage eines oder mehrerer Energieträger.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet folglich den
Vorteil, dass keine zusätzliche Halterung für
einen Energieträger montiert werden muss.
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Das
Sitzrohr kann durch eine Einschuböffnung zur Aufnahme des
Sattelrohres mit Energieträgern aufgefüllt werden.
Die Einschuböffnung, über die das Sitzrohr mit
Energieträgern befüllt wird, entspricht folglich
der Aufnahme, durch die das Sattelrohr aufgenommen wird. Auf diese
Weise kann auch das Sattelrohr mit Energieträgern befüllt
werden, ohne einen zusätzlichen Verschluss zur Befestigung der
Energieträger vorsehen zu müssen.
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Das
Unterrohr kann durch eine zwischen seinen Enden angeordnete Mantelöffnung
mit Energieträgern befüllt werden. Das Befüllen
durch eine Mantelöffnung bietet den Vorteil, dass das Unterrohr
auch nach einer stoffschlüssigen Montage des Rahmens mit
Energieträgern befüllt werden kann.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Verfahrensschritt kann eine Steuereinheit
in eine Mantelöffnung des Ober-, Unter- oder Sitzrohres
eingesetzt und die Mantelöffnung mit einem Deckel verschlossen
werden, wobei der Kraftfluss im Betrieb wenigstens teilweise durch
den Deckel geleitet wird.
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Um
die Reichweite des Elektromotorrades zu erhöhen oder das
Elektromotorrad auch mit entladenen oder verbrauchten Energieträgern
fahren zu können, kann eine durch Muskelkraft antreibbare mechanische
Antriebseinrichtung vorgesehen sein. Diese kann beispielsweise einen
Ketten- oder einen Riementrieb umfassen, der eine durch Pedale angetriebene
Welle mit der Antriebsachse des Elektromotorrades verbindet. Alternativ
kann eine Kardanwelle vorgesehen sein, die ein über Pedale
angetriebenes Tretlager mit der Antriebsachse verbindet.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand unterschiedlicher Ausführungsformen
mit Bezug auf die Figuren beispielhaft erläutert. Dabei
stellen die beschriebenen Ausführungsformen lediglich mögliche Ausgestaltungen
dar, die für den jeweiligen Anwendungsfall modifiziert
werden können. Einzelne, für sich vorteilhafte
Merkmale können gemäß der obigen Beschreibung
der vorteilhaften Ausgestaltungen bei der jeweils beschriebenen
Ausführungsform hinzugefügt oder weggelassen werden.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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2 eine
schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen
Fahrzeugrahmens;
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3 eine
schematische Untersicht des Fahrzeugrahmens der 2;
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4 eine
vergrößerte, gedrehte schematische Perspektivansicht
des Ausschnitts IV der 2;
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5 eine
schematische Explosionsansicht des in 4 gezeigten
Gehäuses für die Steuereinheit;
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6 eine
vergrößerte schematische Perspektivansicht des
Ausschnitts VI der 2;
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7 eine
schematische Schnittansicht an der Stelle VII-VII der 6;
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8 eine
schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Fahrzeugrahmens;
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9 eine
vergrößerte Schnittdarstellung eines Rahmenrohres
mit integriertem Steuermodul;
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10 eine
schematische Draufsicht auf das Steuermodul der 9.
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Zunächst
wird der Aufbau eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges
mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel der 1 beschrieben.
Das Elektromotorrad 1 weist einen Rahmen 2 auf,
der als Diamantrahmen 2 ausgestaltet ist und eine tragende Struktur
für sämtliche weitere Bestandteile des Elektromotorrades
bildet. In einem Steuerrohr 3 ist eine Vorderradaufhängung 4 drehbar
gelagert, so dass ein mit der Vorderradaufhängung 4 drehbar
verbundenes Vorderrad 5 über eine Lenker 6 ausgelenkt werden
kann.
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Ein
Sitzrohr 7 umfasst an seinem oberen Ende eine Aufnahme 8 für
ein Sattelrohr 9. Das Sattelrohr 9 ist verschiebbar
in dem Sitzrohr 7 aufgenommen und durch ein nicht dargestelltes
Klemmelement arretiert, welches das Sattelrohr 9 kraftschlüssig
mit dem Sitzrohr 7 verbindet. Das Sattelrohr 9 ist an
seinem oberen Ende mit einem Sattel 10 verbunden. Das Sitzrohr 7 bildet
mit dem Steuerrohr 3, einem Oberrohr 11 und einem
Unterrohr 12 einen Grundrahmen 13. An einem Knotenpunkt 14,
an dem das Unterrohr 12 und das Sitzrohr 7 zusammentreffen,
sind zwei hintereinander angeordnete Hinterstreben 15 form-
und/oder stoffschlüssig befestigt. Die zwei Hinterstreben 15 bilden
jeweils mit einer Sitzstrebe 16 und dem Sitzrohr 7 ein
Dreieck. Die beiden hintereinander angeordneten, das Sitzrohr 7,
die Hinterstreben 15 sowie die Sitzstreben 16 umfassenden Dreiecke
bilden eine gabelartige Hinterradaufhängung 17,
in die ein Hinterrad 18 drehbar eingesetzt ist.
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Das
Hinterrad 18 ist im Bereich seiner Drehachse bzw. seiner
Nabe mit einem als Nabenmotor 19 ausgestalteten elektromotorischen
Antrieb 19 ausgestattet, der über eine hier nicht
dargestellte Drehmomentstütze ein Antriebsmoment auf das
Hinterrad 18 überträgt. Alternativ oder
zusätzlich kann auch das Vorderrad 5 mit einem
Nabenmotor 19 ausgestattet sein. Der Nabenmotor 19 ist über
in den Grundrahmen 13 integrierte Akkumulatoren mit Strom
versorgt. Die Leistung des Nabenmotors 19 kann über
ein Bedienmodul 20 eingestellt werden, welches die an den
Nabenmotor 19 übertragene Spannung über
ein am oder im Unterrohr 12 montiertes Steuermodul 21 reguliert.
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Der
Grundrahmen 13 kann vollständig mit Energieträgern,
beispielsweise in Form von Akkumulatoren, aufgefüllt werden,
indem an jedem Rohr 7, 11, 12 des Grundrahmens 13 Einschuböffnungen 22, 23a, 24 vorgesehen
sind, durch die Akkumulatoren eingeschoben werden können.
Die an einem entgegen einer Fahrtrichtung F weisenden Ende des Oberrohrs 11 angeordnete
Einschuböffnung 22 ist an einem Ende eines von
dem Oberrohr 11 umfassten Aufnahmeschachtes angeordnet,
der das Sitzrohr 7 durchdringt, so dass zumindest bei nicht
montiertem Sattel 9 Energieträger durch die Einschuböffnung 22 in
das Oberrohr 11 eingeschoben werden können. Um
das Einführen von Energieträgern in das Oberrohr 11 zu
vereinfachen und die Stabilität des Rahmens 2 zu
erhöhen, setzt sich das Oberrohr 11 auf gegenüberliegenden
Seiten des Sitzrohres 7 fort. Auf diese Weise stützt
die Wandung des Oberrohres 11 den Rand der Einschuböffnung 22.
Gleichzeitig dient der die Einschuböffnung 22 umgebende
Fortsatz des Oberrohres 11 als Führung für
in den (hier noch nicht gezeigten) Aufnahmeschacht des Oberrohres 11 einzuführende
Energieträger. Die (hier noch nicht gezeigten) Energieträger
sind in einem Aufnahmeschacht des Oberrohres 11 aufgenommen,
der von wenigstens einem Abschnitt des Oberrohres 11 gebildet
ist. Alternativ oder zusätzlich kann in dem Steuerrohr 3 eine
mit dem Aufnahmeschacht des Oberrohres 11 fluchtende Einschuböffnung
vorgesehen sein, in die wenigstens bei nicht montierter Vorderradaufhängung 4 Energieträger
eingeschoben werden können.
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Die
Einschuböffnung 23a des Sitzrohrs 7 dient
gleichzeitig als Aufnahme 23b für das Sattelrohr 9,
in der das Sattelrohr 9 beispielsweise über eine kraftschlüssige
Klemmverbindung und/oder eine formschlüssige Verbindung
befestigt ist. Die Einschuböffnung 23a, über
die das Sitzrohr 7 mit Energieträgern befüllt
wird, entspricht folglich der Aufnahme 23b, durch die das
Sattelrohr aufgenommen wird. Energieträger können
folglich bei demontiertem Sattelrohr 9 durch die Einschuböffnung 23a in
das Sitzrohr eingeführt werden.
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Die
Einschuböffnung 24, die von einer Mantelöffnung 24 des
Unterrohrs 12 gebildet ist, ist durch das Steuermodul 21 verschlossen,
das eine Steuereinheit und einen Deckel umfasst. Bei der Montage des
Elektromotorrades 1 können vor dem Einbau des Steuermoduls 21 Energieträger
durch die Mantelöffnung 24 in das Unterrohr 12 eingelegt
werden.
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2 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Elektromotorradrahmens, wobei für Elemente, die in Funktion
und Aufbau den Elementen des Ausführungsbeispiels der 1 entsprechen,
dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze halber
wird auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel der 1 eingegangen.
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Die
Sitzstreben 16, 16' sind stoffschlüssig, beispielsweise
durch Löten oder Schweißen, mit dem Oberrohr 11 verbunden
und laufen in Richtung einer in der Hinterradaufhängung 17 angeordneten
Hinterachse 25 auseinander. Die Hinterstreben 15, 15' sind stoffschlüssig
mit dem Sitzrohr 7 und dem Knotenpunkt 14 verbunden
und weisen wie die Sitzstreben 16, 16' einen sich
in Richtung der Hinterachse 25 vergrößernden
Abstand auf.
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An
dem Knotenpunkt 14 ist eine Innenlagerhülse 26 angeordnet,
in der eine über pedalgetriebene Tretkurbeln angetriebene
Welle gelagert werden kann, um das Hinterrad über ein Zugmittelgetriebe, beispielsweise
einen Riemen- oder einen Kettentrieb, antreiben zu können.
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Die
Einschuböffnung 22 des Oberrohrs 11 ist von
dem Rohrende 30 des Oberrohrs 11 gebildet, das
als Fortsatz 30 auf das Sattelrohr 7 aufgesetzt ist.
Die Einschuböffnung 22 ist durch einen dichtenden
Verschluss 27 verschlossen, der ein Eindringen von Schmutz
oder Feuchtigkeit in den Aufnahmeschacht des Oberrohrs 11 oder
des Sattelrohrs 7 verhindert. Dieser Verschluss kann formschlüssig,
beispielsweise über ein Gewinde oder einen Schnappverschluss,
oder kraft- bzw. reibschlüssig in oder auf die Einschuböffnung 22 eingesetzt
sein.
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Das
Sitzrohr 7 und das Oberrohr 11 weisen bei einer
Wandstärke von wenigstens 2 mm etwa gleich große
Außendurchmesser von 64 mm auf. Beide Rohre 7, 11 sind
aus Aluminium gefertigt und über Schweißnähte 28, 29 miteinander
verbunden. Aufgrund der gleich großen Außendurchmesser
der Rahmenrohre 7, 11 bilden die Schweißnähte 28, 29 ein
symmetrisches Kreuz. Das von dem Grundrahmen 13 weg weisende
Rohrende 30 des Oberrohrs 11 dient beim Einsetzen
von Energieträgern in die Einschuböffnung 22 als
Führung und bietet außerdem Auflageflächen
für die stoffschlüssige Verbindung der Sitzstreben 16, 16'.
Das vom Grundrahmen 13 weg weisende Rohrende 31 dient
hingegen zur reib- und/oder formschlüssigen Verbindung
des hier nicht gezeigten Sattelrohrs.
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Das
Steuerrohr 3 ist vorzugsweise aus Aluminium gefräst
und weist gegenüber den Rahmenrohren 7, 11, 12 unterschiedliche
Außendurchmesser auf. So ist an beiden Rohrenden 32, 33 ein
vergrößerter Durchmesser vorgesehen, der sich
jeweils zum mittleren Abschnitt 34 des Steuerrohres 3 hin verjüngt.
Die verbreiterten Rohrenden 32, 33 weisen vergrößerte
Innendurchmesser auf, welche den Einsatz größerer
Steuerkopflager ermöglichen.
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Das
Unterrohr 12 ist stoffschlüssig mit dem Steuerrohr 3 und
dem Sitzrohr 7 verbunden und weist bei einer Wandstärke
von 2 mm einen Außendurchmesser von 70 mm auf. Durch den
vergrößerten Rohrdurchmesser des Oberrohres 11,
Sitzrohres 7 und/oder Unterrohres 12 weist der
erfindungsgemäße Rahmen 2 bei geringem
Gewicht eine Festigkeit auf, die ein sicheres Fahren bei Fahrgeschwindigkeiten
von mehr als 80 km/h ermöglicht. Damit eignet sich das
Elektromotorrad 1 auch für das Befahren von Straßen,
die für Kraftfahrzeuge bestimmt sind. Gleichzeitig ist
durch die großen Innendurchmesser der Rahmenrohre 7, 11, 12 das
Volumen der Aufnahmeschächte vergrößert,
so dass mehr Energieträger aufgenommen werden können,
um die insgesamt verfügbare Leistung und Kapazität
zu erhöhen.
-
An
dem Unterrohr 12 ist das Steuermodul 21 angeordnet.
Das Steuermodul 21 weist ein zweiteiliges Gehäuse
auf, das einen mit dem Unterrohr 12 verbundenen Halterahmen 35 und
einen Deckel 36 umfasst. Der vorzugsweise aus Aluminium
gefräste Halterahmen 35 ist mit einer konkav gekrümmten Vertiefung 37 versehen,
deren Kontur der Mantelfläche des Unterrohrs 12 entspricht.
Der mit dem Unterrohr 12 vorzugsweise stoffschlüssig
durch Schweißen verbundene Halterahmen 35 des
Steuermoduls 21 kann folglich bei der Montage flächig
auf die Mantelfläche des Unterrohrs 12 aufgesetzt
werden, so dass eine passgenaue Schweißverbindung zwischen Halterahmen 35 und
Unterrohr 12 erleichtert wird. Im Betrieb des Elektromotorrades 1 stützt
der Halterahmen 35 das Unterrohr 12, da wenigstens
ein Teil des in das Unterrohr 12 durch Biegemomente, Zugkräfte oder
Druckkräfte eingeleiteten Kraftflusses durch den Halterahmen 35 geleitet
wird.
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3 zeigt
eine Untersicht des Elektromotorradrahmens der 2.
Die Hinterstreben 15, 15' sind über eine
Querstrebe 38 miteinander verbunden, die an die Innenlagerhülse 26 angrenzt
und mit dieser stoffschlüssig, beispielsweise durch Schweißen,
verbunden ist. Die Querstrebe 38 und die an die Querstrebe 38 angrenzenden
Abschnitte der Hinterstreben 15, 15' können
insbesondere aus einem Stück durch Fräsen hergestellt
sein. Die Querstrebe 38 und die an die Querstrebe 38 angrenzenden
Abschnitte der Hinterstreben 15, 15' bilden damit
ein im Wesentlichen U-förmiges Bauteil, das während
des Betriebes des Elektromotorrades Spannungen im Bereich der Innenlagerhülse 26 ableitet
und/oder eine Konzentration des Kraftflusses in den angrenzenden
Schweißnähten vermeidet. Durch den Einsatz eines
U-förmigen, die Querstrebe 38 umfassenden Bauteils
in dem an die Innenlagerhülse 26 angrenzenden
Bereich der Hinterstreben 15, 15' kann folglich
eine erhöhte Festigkeit des Rahmens 2 erreicht
werden.
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Der
Deckel 36 des Steuermoduls 21 weist die gleiche
Breite wie das Unterrohr 12 auf und ragt aus diesem Grund
in der gezeigten Untersicht nicht über das Unterrohr 12 hinaus.
Bei einem Sturz des Elektromotorrades 1 ist damit die Wahrscheinlichkeit eines
Aufliegens und einer Beschädigung des Steuermoduls 21 verringert.
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4 zeigt
eine vergrößerte, gedrehte perspektivische Ansicht
des Ausschnitts IV der 2. Der Deckel 36 des
Steuermoduls 21 weist Bohrungen 39 auf, die mit
hier nicht gezeigten Bohrungen in dem Halterahmen 35 fluchten.
Die Bohrungen in dem Halterahmen 35 sind mit Gewinden versehen,
so dass der Deckel 36 über in die Bohrungen 39 eingesetzte
Schrauben mit dem Halterahmen 35 verbunden werden kann.
Die Verschraubung des Deckels 36 bildet eine wiederholt
lösbare Verbindung des Steuermoduls 21 mit dem
Unterrohr 12, die Wartungsarbeiten an der Steuereinheit,
den Austausch von in dem Unterrohr 12 angeordneten Energieträgern
und ein vereinfachtes Recycling der in dem Unterrohr 12 angeordneten
Komponenten erlaubt.
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Der
Deckel 36 ist mit einer Aussparung 40 versehen,
in der vier Anschlussöffnungen 41, 42, 43, 44 angeordnet
sind. Diese Anschlussöffnungen 41 bis 44 dienen
der Aufnahme eines Schutzschalters, eines Schlüsselschalters,
eines Ladestromanschlusses sowie einer Hupe. Außer im Bereich
der Aussparung 40 weist der vorzugsweise aus Aluminium
gefertigte Deckel 36 eine Wandstärke größer
10 mm auf, die das Wärme speichernde Volumen und die Wärme abgebende
Fläche des Deckels 36 vergrößert.
Die Wärme abgebende Fläche ist zusätzlich
durch zwei rippenartige Fortsätze 36a, 36b vergrößert,
die sich beidseits der Aussparung 40 in Richtung der Innenlagerhülse
erstrecken.
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Der
sich an die Mantelfläche des Unterrohres 12 anschmiegende
Halterahmen 35 liefert neben einer Aufnahme für
die Steuereinheit eine Versteifung des Unterrohres 12.
In dem von dem Halterahmen 35 verdeckten Bereich des Unterrohres 12 ist
vorzugsweise eine Aussparung vorgesehen, die der Aufnahme wenigstens
eines Abschnittes des Steuermoduls 21 dient. Die Festigkeit
und Biegesteifigkeit des Unterrohres 12 ist trotz der das
Steuermodul 21 aufnehmenden Mantelöffnung 24 durch
den auf das Unterrohr 12 stoffschlüssig aufgesetzten
Halterahmen 35 verstärkt.
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5 zeigt
eine schematische Explosionsansicht des Steuermoduls 21.
Der Halterahmen 35 umgrenzt die Mantelöffnung 24 des
Unterrohres 12, das als Einschuböffnung für
Energieträger dient. Der Halterahmen 35 ist mit
zehn Gewindebohrungen 45 versehen, in die in die Bohrungen 39 des
Deckels 36 eingesetzte Schrauben eingeschraubt werden können,
und weist auf beiden Längsseiten Aussparungen 46 auf,
die in Richtung der Längserstreckung des Rahmens 35 verlaufen
und nur im Bereich der Bohrungen 45 durch sockelförmige
Fortsätze unterbrochen sind. Auch der Deckel 36 ist
an beiden Längsflanken mit Aussparungen 47 versehen,
die parallel zu den Aussparungen 46 verlaufen und wie diese
lediglich im Bereich der Bohrungen 39 durch die Bohrungen 39 umgebende
Fortsätze unterbrochen sind. Die Aussparungen 46, 47 oder
Nuten 46, 47 in dem Deckel 36 oder dem
Halterahmen 35 vergrößern die Wärme
abgebende Fläche des Steuermoduls und verbessern damit
die Kühlung der von dem Steuermodul 21 umfassten
Elektronik.
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An
seinem zum Steuerrohr 3 hinweisenden Ende ist der Deckel 36 mit Öffnungen 48 ausgestattet, über
die Steuerleitungen, Bremsleitungen und/oder Stromversorgungskabel
zur Verbindung des Steuermoduls 21 mit dem Bedienmodul 20 oder am
Lenker angebrachte Blinker oder Lampen zum Steuermodul geführt
werden können.
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6 zeigt
den Ausschnitt VI der 2 in einer vergrößerten
perspektivischen Explosionsansicht. Die Einschuböffnung 22 an
dem Rohrende 30 ist durch einen Verschluss 27 verschlossen.
Der Verschluss 27 sorgt für einen sicheren Halt
der Energieträger in dem Oberrohr 11 und verhindert
ein Eindringen von Schmutz oder Feuchtigkeit in den Aufnahmeschacht
des Oberrohrs 11.
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Ein
Absatz 49 an dem Verschluss 27 liegt bei eingesetztem
Verschluss 27 auf dem Rand des Rohrendes 30 auf
und legt somit die horizontale Position des Verschlusses 49 fest.
Bohrungen 50 in dem in das Rohrende 30 eingesetzten
zylindrischen Abschnitt 51 des Verschlusses 27 fluchten
mit radialen Bohrungen 52 in dem Rohrende 30.
Radial von außen in die Bohrungen 52 eingesetzte
Verbindungselemente 53 sind in den Bohrungen 50 des
De ckels 27 angeordnet und sorgen für einen festen
Sitz des Deckels 27 an dem Rohrende 30. Die Verbindungselemente 53 können
beispielsweise in Form von Nieten oder Dübeln eine kraftschlüssige
Verbindung mit dem Verschluss 27 und dem Rohrende 30 herstellen oder
als Schrauben ausgeführt sein, um ein wiederholtes Öffnen
des Verschlusses 27 zu erleichtern. Alternativ kann der
Verschluss 27 an dem Absatz 51 mit einem Außengewinde
versehen sein, das in ein entsprechendes Innengewinde in dem Rohrende 30 passt,
so dass der Verschluss 27 in das Rohrende 30 eingeschraubt
werden kann.
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7 zeigt
eine Schnittansicht an der Stelle VII-VII der 6.
In einem durch das Oberrohr 11 gebildeten Aufnahmeschacht 54a ist
ein Energieträger 55 angeordnet, der den elektrischen
Antrieb mit elektrischer Energie versorgt. Der Energieträger 55 umfasst
Akkumulatoren 56, die derart angeordnet sind, dass der
kreisförmige Querschnitt des Oberrohres 11 optimal
ausgefüllt ist. Zwischen den Akkumulatoren 56 sind
Anschlusskabel 57 angeordnet, welche die Akkumulatoren
mit dem Steuermodul verbinden. Der Energieträger 55 in
Form eines Akkumulatorpaketes 55 ist mit einer Hülle 58 versehen,
die mit den in der Hülle 58 eingebetteten Akkumulatoren 56 und
Anschlusskabeln 57 eine kreisförmige Kontur bildet. Aufgrund
der kreisförmigen Kontur des Akkumulatorpaketes 55 ist
der ebenso mit einem kreisförmigen Querschnitt versehene
Aufnahmeschacht des Oberrohres 11 optimal ausgefüllt.
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8 zeigt
eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Elektromotorradrahmens 2.
In dem Sitzrohr 7, dem Unterrohr 12 und dem Oberrohr 11 sind
Aufnahmeschächte 54a, 54b, 54c vorgesehen, die
jeweils mit Energieträgern 55, 59 befüllt
sind, so dass nahezu das gesamte verfügbare Hohlraumvolumen
des aus Sitzrohr 7, Unterrohr 12, Oberrohr 11 und
Steuerrohr 3 bestehenden Grundrahmens 13 durch
Energieträger 55 ausgefüllt ist. Die
in dem Unterrohr 12 angeordneten Energieträger 59 haben
entsprechend dem größeren Innendurchmesser des
Unterrohrs 12 einen größeren Außendurchmesser.
Die Energieträger 59 werden bei der Montage durch
die von dem Steuermodul 21 verschlossene Mantelöffnung 24 in
den vom Unterrohr 12 gebildeten Aufnahmeschacht 54c eingeführt.
Die in dem Aufnahmeschacht 54a des Oberrohrs 11 angeordneten
Energieträger 55 gelangen über die Einschuböffnung 22 in
das Oberrohr 11. Der Aufnahmeschacht 54a des Oberrohrs 11 setzt
sich bis zum Rohrende 30 oder bis zur Einschuböffnung 22 fort,
ist jedoch nur zwischen Steuerrohr 3 und Sattelrohr 7 mit
Energieträgern 55 befüllt, um das Sattelrohr 7 über
das Rohrende 31 hinaus mit Energieträgern 55 befüllen
zu können. Die in das Sitzrohr 7 einge schobenen
Energieträger 55 werden durch die Einschuböffnung 23a des Rohrendes 31 in
das Sitzrohr 7 eingeschoben.
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Der
im Bereich des Oberrohrs 11 im Sitzrohr 7 angeordnete
Energieträger 55 ragt nach dem Befüllen
aus der Einschuböffnung 23a des Sitzrohres 7 hervor.
Dieser hervorragende Abschnitt des Energieträgers 55 wird
beim Einsetzen eines Sattelrohres 9, dessen Innendurchmesser
größer als der Außendurchmesser eines
Energieträgers 55 ist, durch das Sattelrohr aufgenommen.
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Sämtliche
Aufnahmeschächte 54a, 54b, 54c können
mit einer elastischen, stoßdämpfenden Innenverkleidung,
beispielsweise Neopren, ausgestattet sein. Auf diese Weise werden
Beschädigungen der Energieträger 55, 59 durch
Stöße vermieden. Die Innenverkleidung kann durch
die Energieträger 55, 59 in einer radial
zum jeweiligen Rohr 7, 11, 12 verlaufenden
Richtung elastisch verformt sein, um über den Flächendruck
zwischen Energieträger 55, 59 und Verkleidung
einen reibschlüssigen Halt der Energieträger 55, 59 in
den Aufnahmeschächten 54a, 54b, 54c zu
bilden.
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9 zeigt
eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen
Steuermoduls 21', das in das Unterrohr 12 eingesetzt
ist. Im Gegensatz zum Steuermodul 21 der 4 und 5 weist
das Steuermodul 21' keinen Halterahmen 35 auf.
Eine Steuereinheit 60 ist unmittelbar an dem Deckel 36' befestigt. An
der Außenseite des Deckels 36' sind als Kühlrippen 61 ausgestaltete
Kühlflächen 61 angeordnet, welche die
Wärme abgebende Fläche des Deckels 36' und
damit die Kühlung der Steuereinheit 60 verbessern. Über
eine Steuerleitung 61 ist die Steuereinheit 60 mit
einem an der Lenkung befestigten Bedienmodul 20 verbunden.
Der Deckel 36' ist mit Stützflächen 63 und 64 versehen,
die an der Wandung des Unterrohres 12 anliegen und wenigstens
einen Teil des durch das Unterrohr 12 geleiteten Kraftflusses übertragen.
Die Stützfläche 63 liegt an dem Rand
einer Mantelöffnung 65 an, während die
Stützfläche 64 unmittelbar auf der Mantelfläche
aufliegt. Die Stützfläche 64 weist dazu
eine Krümmung auf, die der Krümmung der Mantelfläche
des Unterrohrs 12 entspricht. Der Deckel weist Anschlussöffnungen 43', 44' auf,
in die weitere Komponenten zum Anschluss an das Steuermodul 21 eingesetzt
sind. In die Anschlussöffnung 43' ist ein Stromanschluss
eingesetzt, an den eine externe Energiequelle angeschlossen werden
kann, um in die Aufnahmeschächte 54a, 54b, 54c der
Rahmenrohre 7, 11, 12 eingesetzte Energieträger 55, 59 in
Form von Akkumulatorpacks 55, 59 aufladen zu können.
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Ein
in die Anschlussöffnung 44 eingesetzter Schutzschalter 67 unterbricht
die Stromzufuhr von den Energieträgern, wenn eine thermische Überlastung
des Steuermoduls 21' oder eine Überspannung droht.
In weiteren (hier nicht dargestellten) Anschlussöffnungen
sind außerdem ein Schlüsselschalter 68 sowie
eine Hupe 69 untergebracht.
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Das
Steuermodul 21' ist über Verbindungselemente 70 formschlüssig
und/oder kraftschlüssig mit dem Unterrohr 12 verbunden.
Die Verbindungselemente 70 können als Schrauben 70 oder
Nieten 70 ausgeführt sein. Alternativ kann das
Steuermodul 21' über Schnappverbindungen oder
das Unterrohr 12 umfassende Rohrschellen formschlüssig
befestigt werden.
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10 zeigt
eine Untersicht des Steuermoduls 21'. Der Deckel 36' ist
mit vier Bohrungen 39' versehen, in welche Verbindungselemente 70 eingeführt
werden. An seinem dem Steuerrohr zugewandten Ende weist der Deckel 36' eine
Anschlussöffnung 48' auf, durch die eine Steuerleitung
von der Steuereinheit 60 zu einem an der Lenkung angeordneten Bedienmodul 20 gelangt.
Der vorzugsweise aus Aluminium gefertigte Deckel 36' umfasst
insgesamt sieben Kühlrippen 62, die im Betrieb
des Elektromotorrades 1 dem Fahrtwind ausgesetzt sind und
auf diese Weise für eine verbesserte Kühlung des
Steuermoduls 21' sorgen.
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Um
ein Eindringen von Feuchtigkeit oder Schmutz in die Aufnahmeschächte 54a, 54b, 54c zu vermeiden,
sind sämtliche Einschuböffnungen 22, 23, 24 und
Anschlussöffnungen 41–44, 41'–44', 48, 48' des
Elektromotorrades 1 im montierten Zustand wasserdicht gedichtet.
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In
einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Montage
des Elektromotorrades ist wesentlich, dass das Sitzrohr 7,
das Oberrohr 11 und das Unterrohr 12 durch wiederverschließbare Öffnungen
mit Energieträgern befüllt werden können.
Eine Wartung des Elektromotorrades oder ein Austausch der Energieträger
ist somit deutlich vereinfacht. Das Unterrohr 12 kann durch
einen wiederholt demontierbaren Deckel 36, 36' verschlossen
werden, der gleichzeitig eine stützende Funktion zur Verstärkung
des Unterrohrs 12 übernimmt und als Träger
für die Steuereinheit 60 und weitere Komponenten 61, 66, 67, 68, 69 dient. Das
vorzugsweise verschiebbar aufgenommene Sattelrohr 7 wird über
eine Einschuböffnung 23a mit Energieträgern 55 befüllt,
die gleichzeitig als Aufnahme für ein Sattelrohr 9 dient.
Für die Befüllung des Oberrohres 11 mit
Energieträgern 55 ist hingegen eine Einschuböffnung 22 vorgesehen,
die das Sitzrohr 7 durchdringt und nach dem Einschub von
Energieträgern 55 mit einem wiederholt montierbaren
Verschluss 27 verschlossen wird.
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Im
Rahmen des Erfindungsgedankens sind Abweichungen von den oben beschriebenen
Ausführungsformen möglich. Um den Einstieg in
das Elektromotorrad 1 zu erleichtern, kann das Oberrohr 11 in Richtung
des Unterrohrs 12 verlagert werden. Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Elektromotorrades 1 kann eine federnde Hinterradaufhängung 17 vorgesehen
sein, indem die Hinterradaufhängung 17 beispielsweise über
eine im Bereich des Knotenpunktes 14 angeordnete Drehachse
drehbar mit dem Grundrahmen 13 verbunden ist, während
zwischen den Sitzstreben 16, 16' und dem Sitzrohr 7 und/oder
Oberrohr 11 eine Feder-Dämpfer-Baugruppe angeordnet
ist.
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Eine
Mantelöffnung 24, 65 mit oder ohne Hilfsrahmen 35 zur
Aufnahme eines Steuermoduls 21, 21' und/oder zur
Aufnahme von Energieträgern 55, 59 kann
alternativ oder zusätzlich auch in dem Oberrohr 11 und/oder
dem Sitzrohr 7 vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 2629970
A1 [0005]
- - DE 2113968 A1 [0006]
- - DE 8101827 U1 [0007]
- - EP 0675037 B1 [0008]
- - WO 99/26837 [0009]
- - DE 3018333 [0010]