DE102009029342A1

DE102009029342A1 - Bicycle has bicycle frame with bottom bracket shell, in which pedal bearing shaft is placed, where foot pedals are formed at both sides of pedal bearing shaft

Info

Publication number: DE102009029342A1
Application number: DE102009029342A
Authority: DE
Inventors: Marco Wegele
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-10
Filing date: 2009-09-10
Publication date: 2011-03-24

Abstract

The bicycle (1) has a bicycle frame (200) with a bottom bracket shell (210), in which a pedal bearing shaft is placed. The foot pedals (230) are formed at both sides of the pedal bearing shaft. The transmissions (250,260,270) are provided for transmitting performance of the foot pedals to a drive wheel (5) of the bicycle. An auxiliary drive (10) has two fly wheels coupled with each other for detention of energy. An independent claim is also included for an auxiliary drive with a transformation unit.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Fahrrad mit mindestens einem Tretlagergehäuse, in welchem eine Tretlagerwelle gelagert ist. Beidseits der Tretlagerwelle ist je eine Tretkurbel. Das Fahrrad hat eine Transmission zur Übertragung einer Leistung von den Tretkurbeln zu mindestens einem Antriebsrad des Fahrrades sowie einen Hilfsantrieb. Zudem betrifft die Erfindung den Hilfsantrieb.The invention relates to a bicycle with at least one bottom bracket shell in which a bottom bracket is mounted. On both sides of the bottom bracket shaft is ever a pedal crank. The bicycle has a transmission for transmitting power from the cranks to at least one drive wheel of the bicycle and an auxiliary drive. In addition, the invention relates to the auxiliary drive.

Stand der TechnikState of the art

Aus den Gebrauchsmusterschriften DE 20 2007 002 368 U1 und DE 20 2008 012 877 U1 sind Fahrräder mit Hilfsantrieben bekannt. In beiden Fällen umfasst der Hilfsantrieb einen Elektromotor, der von einem Kondensator bzw. Akkumulator gespeist wird und über eine Transmission auf das Hinterrad wirkt. Nachteilig an den bekannten Fahrrädern mit Hilfsantrieb ist, dass diese teuer, störanfällig und wegen des Elektromotors und dem Energiespeicher schwer sind.From the utility model writings DE 20 2007 002 368 U1 and DE 20 2008 012 877 U1 bicycles are known with auxiliary drives. In both cases, the auxiliary drive comprises an electric motor, which is fed by a capacitor or accumulator and acts via a transmission to the rear wheel. A disadvantage of the known bicycles with auxiliary drive is that they are expensive, prone to failure and difficult because of the electric motor and the energy storage.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrrad mit Hilfsantrieb bzw. einem Hilfsantrieb bereitzustellen, der robust ist und ohne elektrische oder fossile Energie auskommt.The invention has for its object to provide a bicycle with auxiliary drive or an auxiliary drive, which is robust and manages without electrical or fossil energy.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a device according to claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Wie üblich, hat das Fahrrad einen Fahrradrahmen, mit mindestens einem Tretlagergehäuse, in welchem eine Tretlagerwelle gelagert ist. Beidseits der Tretlagerwelle ist je eine Tretkurbel angebracht. Von der Tretkurbel wird die Antriebsleistung über eine Transmission zu mindestens einem Antriebsrad des Fahrrades übertragen. Zudem umfasst das Fahrrad einen Hilfsantrieb, welcher mindestens zwei miteinander gekoppelte Schwungräder zur Speicherung von Energie aufweist.As usual, the bicycle has a bicycle frame, with at least one bottom bracket shell in which a bottom bracket is mounted. On both sides of the bottom bracket shaft a crank is attached. From the crank the drive power is transmitted via a transmission to at least one drive wheel of the bicycle. In addition, the bicycle comprises an auxiliary drive, which has at least two coupled flywheels for storing energy.

An Steigungen kann diese Rotationsenergie aus dem Hilfsantrieb entnommen und in Translationsenergie von Fahrrad und Radfahrer bzw. bei Steigungen in potentielle Energie von Fahrrad und Radfahrer umgewandelt werden.On gradients, this rotational energy can be taken from the auxiliary drive and converted into translational energy of bicycle and cyclist or on slopes in potential energy of bicycle and cyclist.

Weil der Hilfsantrieb mindestens zwei miteinander gekoppelte Schwungräder zur Speicherung von Energie aufweist, können große Energiebeträge in den Schwungrädern gespeichert werden, ohne dass die Summe der Drehimpulse der Schwungräder so groß wird, dass das Fahrrad nur noch schwer oder gar nicht mehr zu handhaben ist. Wenn die Summe der Drehimpulse der beiden Schwungräder verschwindet muss man kein Drehmoment auf den Hilfsantrieb ausüben, um die Richtung der Summe der Drehimpulse zu verändern, z. B. wenn man mit dem Fahrrad um eine Kurve fahren möchte.Because the auxiliary drive has at least two coupled flywheels for storing energy, large amounts of energy can be stored in the flywheels, without the sum of the angular momentum of the flywheels is so large that the bike is difficult or impossible to handle. When the sum of the angular momenta of the two flywheels disappears, one does not have to exert any torque on the auxiliary drive in order to change the direction of the sum of the angular momenta, e.g. B. if you want to ride a bike around a bend.

Folglich sind die Schwungräder bevorzugt miteinander derart gekoppelt, dass der Betrag der Summe der Drehimpulse der Schwungräder kleiner als die Summe der Beträge der Drehimpulse der Schwungräder ist. Besonders bevorzugt ist der Betrag der Summe der Drehimpulse der Schwungräder ≤ 10%, insbesondere ≤ 5%, und besonders bevorzugt ≤ 1% der Summe der Beträge der Drehimpulse der Schwungräder.Consequently, the flywheels are preferably coupled to each other such that the amount of the sum of the angular momentum of the flywheels is less than the sum of the amounts of the angular momentum of the flywheels. Particularly preferred is the amount of the sum of the angular momentum of the flywheels ≤ 10%, in particular ≤ 5%, and particularly preferably ≤ 1% of the sum of the amounts of the angular momentum of the flywheels.

Vorzugsweise umfasst das Fahrrad eine Kupplung, die im geschlossenen Zustand die Schwungräder mit dem Antriebsrad und/oder der Tretlagerwelle koppelt, um Energie in den Hilfsantrieb einzuspeisen oder aus diesem abzugeben. Im geöffneten Zustand trennt die Kupplung die Schwungräder von dem Antriebsrad und/oder der Tretlagerwelle. Dieses Fahrrad ermöglicht es beim Bergabfahren oder z. B. beim Fahren in der Ebene kinetische Energie in den Hilfsantrieb einzuspeisen, wo er als Rotationsenergie der Schwungräder gespeichert wird.Preferably, the bicycle comprises a clutch which in the closed state couples the flywheels to the drive wheel and / or the bottom bracket shaft in order to feed energy into or out of the auxiliary drive. In the open state, the clutch separates the flywheels of the drive wheel and / or the bottom bracket. This bike makes it possible when driving downhill or z. B. when driving in the plane kinetic energy in the auxiliary drive, where it is stored as rotational energy of the flywheels.

Die Transmission umfasst üblicherweise einen mit der Tretlagerwelle gekoppelten Zahnkranz, der über eine Kette mit einem Ritzel am Hinterrad des Fahrrades, das an das Antriebsrad gekoppelt ist, verbunden ist. Selbstverständlich kann die Antriebsleistung auch anders, z. B. mittels eines Riemenantriebs oder eines Kardanantriebs, zum Antriebsrad übertragen werden.The transmission usually comprises a ring gear coupled to the crankshaft, which is connected via a chain with a pinion on the rear wheel of the bicycle, which is coupled to the drive wheel. Of course, the drive power also different, for. B. by means of a belt drive or a cardan drive, are transmitted to the drive wheel.

Herkömmliche Fahrräder lassen sich besonders leicht zu dem erfindungsgemäßen Fahrrad nachrüsten, wenn auf der Tretlagerwelle ein Rad sitzt, z. B. ein Zahnrad oder eine Riemenscheibe, über welches der Hilfsantrieb mit der Tretlagerwelle und somit mit der Transmission gekoppelt wird.Conventional bicycles are particularly easy to retrofit to the bicycle according to the invention, if a wheel sits on the bottom bracket shaft, z. As a gear or pulley, via which the auxiliary drive is coupled to the bottom bracket and thus with the transmission.

Wenn der Hilfsantrieb zum Schließen der Kupplung relativ zum Rahmen in einer ersten Richtung und zum Öffnen der Kupplung relativ zum Rahmen in eine zweite Richtung verschiebbar ist, dann kann der Fahrer die Kupplung sehr einfach bedienen. Zum Beispiel kann durch das Verschieben des Hilfsantriebs relativ zum Rahmen in die erste Richtung der Riemen eines Riemenantriebes gespannt werden oder ein Kupplungsrad auf ein komplementäres Rad, welches auf der Tretlagerwelle sitzt, aufgesetzt werden.If the auxiliary drive for closing the clutch relative to the frame in a first direction and for opening the clutch relative to the frame is displaceable in a second direction, then the driver can operate the clutch very easily. For example, by moving the auxiliary drive relative to the frame in the first direction, the belt of a belt drive can be tensioned or a coupling wheel can be placed on a complementary wheel which sits on the bottom bracket shaft.

Bevorzugt hat das Fahrrad mindestens eine Bremse zum Abbremsen des Fahrrades, die derart mit der Kupplung verbunden ist, dass die Kupplung bei Betätigung der Bremse öffnet, um den Hilfsantrieb bzw. die Schwungräder von der Tretlagerwelle und/oder dem Antriebsrad zu entkoppeln. Dadurch wird der Bremsweg verkürzt und gleichzeitig wird verhindert, dass im Hilfsantrieb gespeicherte Rotationsenergie durch die Bremse in Wärmeenergie umgewandelt wird und nicht mehr als Antriebsenergie für das Fahrrad benutzt werden kann.Preferably, the bicycle has at least one brake for braking the bicycle, the like is connected to the clutch that the clutch opens upon actuation of the brake to decouple the auxiliary drive or the flywheels of the bottom bracket and / or the drive wheel. As a result, the braking distance is shortened and at the same time prevents rotational energy stored in the auxiliary drive is converted by the brake into heat energy and can not be used as drive energy for the bicycle.

Besonders bevorzugt umfasst das Fahrrad ein stufenloses Getriebe, über welches die Schwungräder mit der Tretlagerwelle und/oder dem Antriebsrad koppelbar sind. Solch ein stufenloses Getriebe ermöglicht es, sowohl die in den Hilfsantrieb eingespeiste Leistung, als auch die aus dem Hilfsantrieb entnommene Leistung an die entsprechende Fahrsituation anzupassen. Insbesondere kann mit einem stufenlosen Getriebe, auch als CVT (für: continuously variable transmission) bezeichnet, der Hilfsantrieb zur Unterstützung der Bremse verwendet werden, wodurch zumindest ein Teil der Translationsenergie des Fahrrades, welche ansonsten beim Bremsen in Wärmeenergie umgewandelt würde, als Rotationsenergie der Schwungräder in dem Hilfsantrieb gespeichert werden kann. Dazu wird bevorzugt die Bremse mit einer Getriebesteuerung des CVT gekoppelt. Dies vereinfacht die Handhabung des Hilfsantriebes durch den Radfahrer.Particularly preferably, the bicycle comprises a continuously variable transmission, via which the flywheels can be coupled to the bottom bracket shaft and / or the drive wheel. Such a continuously variable transmission makes it possible to adapt both the power fed into the auxiliary drive and the power taken from the auxiliary drive to the corresponding driving situation. In particular, with a continuously variable transmission, also referred to as CVT (for continuously variable transmission), the auxiliary drive used to support the brake, whereby at least a portion of the translational energy of the bicycle, which would otherwise be converted into heat energy when braking, as rotational energy of the flywheels can be stored in the auxiliary drive. For this purpose, the brake is preferably coupled to a transmission control of the CVT. This simplifies the handling of the auxiliary drive by the cyclist.

Zur Steuerung des stufenlosen Getriebes umfasst das Fahrrad vorzugsweise eine Getriebesteuerung, welche über Sensoren, z. B. Drehmomentsensoren an der Tretlagerwelle und/oder Beschleunigungssensoren und/oder Neigungssensoren ein optimales Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes ermittelt und das Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes entsprechend steuert.To control the continuously variable transmission, the bicycle preferably comprises a transmission control, which via sensors, for. B. torque sensors on the bottom bracket and / or acceleration sensors and / or inclination sensors determines an optimal transmission ratio of the continuously variable transmission and the transmission ratio of the continuously variable transmission controls accordingly.

Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch und schematisch stark vereinfacht beschrieben.The invention will be described below, without limiting the general inventive idea using exemplary embodiments with reference to the drawings by way of example and schematically greatly simplified.

1 zeigt ein Fahrrad mit einem Hilfsantrieb, 1 shows a bicycle with an auxiliary drive,

2 zeigt eine Ausführungsform eines Hilfsantriebs, 2 shows an embodiment of an auxiliary drive,

3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Hilfsantriebs. 3 shows a further embodiment of an auxiliary drive.

Das Fahrrad 1 in 1 hat wie üblich ein Vorderrad und ein Hinterrad 5. Das Hinterrad 5 ist das Antriebsrad 5 und sitzt in den Ausfallenden eines Fahrradrahmens 200. Der Fahrradrahmen 200 weist ein Tretlagergehäuse 210 auf, in welchem eine Tretlagerwelle gelagert ist. Beidseits der Tretlagerwelle sitzt auf dieser je eine Tretkurbel 230 mit je einer Pedale 240. Zur Übertragung von auf die Pedalen 240 wirkenden Antriebsleistung ist die Tretlagerwelle über eine Transmission mit dem Antriebsrad 5 verbunden. Die Transmission umfasst einen Zahnkranz 250, eine Fahrradkette 260 sowie ein Ritzel am Hinterrad des Fahrrades.The bike 1 in 1 As usual, has a front wheel and a rear wheel 5 , The rear wheel 5 is the drive wheel 5 and sits in the dropouts of a bicycle frame 200 , The bicycle frame 200 has a bottom bracket shell 210 on, in which a bottom bracket is mounted. On both sides of the bottom bracket shaft sits on this ever a pedal 230 with one pedal each 240 , To transfer to the pedals 240 Acting drive power is the bottom bracket shaft via a transmission with the drive wheel 5 connected. The transmission includes a sprocket 250 , a bicycle chain 260 and a pinion on the rear wheel of the bike.

Im vom Oberrohr 202, dem Sitzrohr 204, dem Unterrohr 206 und dem Steuerrohr 208 des Fahrradrahmens 200 gebildeten Rahmenviereck sitzt ein Hilfsantrieb 10, der über eine Führung 12 am Sitzrohr 204 des Fahrradrahmens befestigt ist. Entlang der Führung 12 kann der Hilfsantrieb 10 parallel zum Sitzrohr 204 verschoben werden. Zur Fixierung des Hilfsantriebs 10 in einer bestimmten Position dient eine am Oberrohr 202 des Fahrradrahmens 200 angreifende Halterung 14.Im from the top tube 202 , the seat tube 204 , the down tube 206 and the head tube 208 of the bicycle frame 200 formed square frame sits an auxiliary drive 10 who has a leadership 12 on the seat tube 204 the bicycle frame is attached. Along the guide 12 can the auxiliary drive 10 parallel to the seat tube 204 be moved. For fixing the auxiliary drive 10 in a certain position one serves on the top tube 202 of the bicycle frame 200 attacking bracket 14 ,

Ein Beispiel für einen Hilfsantrieb 10 ist in 2 dargestellt. Der Hilfsantrieb 10 umfasst ein erstes Zahnrad 20, welches über eine nicht dargestellte Kupplung mit einer Tretlagerwelle 220 drehfest gekoppelt und von dieser wieder getrennt werden kann. Mit dem Zahnrad 20 ist ein zu diesem koaxial angeordnetes kleineres Zahnrad 22 drehfest verbunden, welches über ein weiteres Zahnrad 24 die Drehung des Zahnrades 20 richtungsinvertiert auf ein zu den Zahnrädern 20, 22 koaxial angeordnetes Zahnrad 26 überträgt. Mit dem Zahnrad 26 ist ein koaxial zu diesem angeordnetes weiteres Zahnrad 28 drehfest verbunden. Die Zahnräder 20 bzw. 28 stehen im Eingriff mit zu diesen parallel angeordneten Zahnrädern 30, 32. Die Zahnräder 30, 32 sitzen auf einer gemeinsamen Welle 34, die parallel zur Tretlagerwelle 220 ist. Das Zahnrad 30 ist drehfest mit der Welle verbunden, und das Zahnrad 32 kann frei auf der Welle 34 rotieren. Zwischen den beiden Zahnrädern 30, 32 sitzt drehfest mit der Welle 34 verbunden, ein erstes Schwungrad 36, welches im Querschnitt doppel-T-förmig ist. Die Doppel-T-Form ermöglicht ein gutes Masse-zu-Trägheitsmoment-Verhältnis des Schwungrades 36. Der Hilfsantrieb 10 ist folglich vergleichsweise leicht und kann selbst bei nur moderaten Drehzahlen des Schwungrades viel Rotationsenergie speichern. Die Zahnräder 30, 32 stehen im Eingriff mit zwei zueineander koaxial an einer weiteren Welle 44 angeordneten Zahnrädern 40 bzw. 42. Das Zahnrad 40 ist drehfest mit der Welle 44 verbunden, das Zahnrad 42 kann frei gegen Welle 44 rotieren. Zwischen den beiden Zahnrädern 40, 42 sitzt ein weiteres Schwungrad 46, welches ebenfalls im Querschnitt doppel-T-förmig ist und dessen Trägheitsmoment identisch zum Trägheitsmoment des Schwungrades 36 ist. Die Schwungräder sind somit derart gekoppelt, dass die Summe Ihrer Drehimpulse immer Null ist.An example of an auxiliary drive 10 is in 2 shown. The auxiliary drive 10 includes a first gear 20 , which via a coupling, not shown, with a bottom bracket 220 rotatably coupled and can be separated from this again. With the gear 20 is a to this coaxially arranged smaller gear 22 rotatably connected, which via another gear 24 the rotation of the gear 20 direction inverted on one to the gears 20 . 22 coaxially arranged gear 26 transfers. With the gear 26 is a coaxial with this arranged further gear 28 rotatably connected. The gears 20 respectively. 28 are engaged with these parallel gears arranged 30 . 32 , The gears 30 . 32 sit on a common wave 34 parallel to the bottom bracket shaft 220 is. The gear 30 is rotatably connected to the shaft, and the gear 32 can be free on the shaft 34 rotate. Between the two gears 30 . 32 sits torsionally with the shaft 34 connected, a first flywheel 36 , which is double T-shaped in cross section. The double T-shape allows a good mass-to-momentum ratio of the flywheel 36 , The auxiliary drive 10 is thus comparatively light and can store much rotational energy even at only moderate speeds of the flywheel. The gears 30 . 32 are engaged with two zueineander coaxial with another shaft 44 arranged gears 40 respectively. 42 , The gear 40 is rotatable with the shaft 44 connected, the gear 42 can be free against wave 44 rotate. Between the two gears 40 . 42 sits another flywheel 46 , which is also double T-shaped in cross-section and whose moment of inertia is identical to the moment of inertia of the flywheel 36 is. The flywheels are thus coupled so that the sum of their angular momentum is always zero.

Auch die Trägheitsmomente der Zahnräder 20, 28, 30, 32, 40, 42 sind identisch. Gleiches gilt bezüglich der Zahnräder 22, 26 und der beiden Wellen 34, 44. Weil die Zahnräder 20, 28 und 30, 32 und 40, 42 ebenso wie Zahnräder 22, 26 paarweise gegensinnig rotieren verschwindet die Summe der Drehimpulse dieser Zahnräder. Aus dem gleichen Grund ist auch die Summe der Drehimpulse der beiden Wellen 34, 44 null. Der Gesamtdrehimpuls des Hilfsantriebes ist somit der des Zahnrades 24. Dieser Drehimpuls kann durch ein weiteres Zahnrad, welches relativ zum Zahnrad 24 auf der gegenüber liegenden Seite der Kurbelwelle 220 zwischen den Zahnrädern 22 und 26 und im Eingriff mit diesen angeordnet wird, kompensiert werden (nicht dargestellt). Obwohl der Hilfsantrieb in den Schwungrädern und den Zahnrädern 20, 24, 28, 30, 32, 40, 42 viel Rotationsenergie speichern kann ist der Gesamtdrehimpuls somit sehr gering und beeinträchtigt das Fahrverhalten des Fahrrades, wenn überhaupt dann nur unwesentlich. Also the moments of inertia of the gears 20 . 28 . 30 . 32 . 40 . 42 are identical. The same applies to the gears 22 . 26 and the two waves 34 . 44 , Because the gears 20 . 28 and 30 . 32 and 40 . 42 as well as gears 22 . 26 rotate in pairs in opposite directions disappears the sum of the angular momentum of these gears. For the same reason is also the sum of the angular momenta of the two waves 34 . 44 zero. The total angular momentum of the auxiliary drive is thus that of the gear 24 , This angular momentum may be due to another gear which is relative to the gear 24 on the opposite side of the crankshaft 220 between the gears 22 and 26 and arranged in engagement with these are compensated (not shown). Although the auxiliary drive in the flywheels and the gears 20 . 24 . 28 . 30 . 32 . 40 . 42 can save a lot of rotational energy is the total angular momentum thus very low and affects the performance of the bike, if at all then only slightly.

Eine als Träger 15 für die Wellen 34 und 44 dienende Abdeckung 15 schützt den Hilfsantrieb vor Verschmutzung und verhindert, dass sich der Fahrer des Fahrrades an den rotierenden Bauteilen verletzen könnte. Vorzugsweise ist die Abdeckung stromlinienförmig in das Rahmenviereck eingepasst, um den Luftwiderstand zu minimieren. Zur Belüftung des Hilfsantriebes kann dieser z. B. an seiner dem Hinterrad zugewandten Seite Lüftungsschlitze aufweisen (nicht dargestellt).One as a carrier 15 for the waves 34 and 44 serving cover 15 protects the auxiliary drive from contamination and prevents the driver of the bicycle from injuring the rotating components. Preferably, the cover is streamlined fitted into the frame quadrangle to minimize aerodynamic drag. For ventilation of the auxiliary drive of this z. B. on its side facing the rear wheel ventilation slots (not shown).

3 zeigt eine alternative Ausführungsform des Hilfsantriebes 10. Der Hilfsantrieb 10 umfasst eine Riemenscheibe 120, welche auf einer Kurbelwelle 220 sitzt. Die Riemenscheibe 120 treibt über einen nicht dargestellten Riemen eine weitere Riemenscheibe 130 an. Das Verhältnis des Umfangs der Riemenscheibe 120 zum Umfang der Riemenscheibe 130 ist größer 1, sodass die mit der Riemenscheibe 130 über eine Welle starr verbundene Riemenscheibe 134 schneller rotiert als die Riemenscheibe 120. Die Riemenscheibe 134 ist wieder über einen nicht dargestellten Riemenantrieb mit einer weiteren Riemenscheibe 140 drehfest gekoppelt. Auch hier ist das Verhältnis der Umfänge der Riemenscheiben 134, 140 so gewählt, dass die Riemenscheibe 140 schneller rotiert als die Riemenscheibe 134. In der Riemenscheibe 140 sind zwei Planetengetriebe (nicht dargestellt), von denen eines eine Welle 144 und das andere eine Welle 134 antreibt. Beide Wellen 134, 144 sind koaxial zueinander. Die beiden Planetengetriebe sind so gewählt, dass die Wellen 134 und 144 dem Betrag nach gleich schnell aber in unterschiedliche Richtung angetrieben werden. Auf jeder der beiden Wellen 134, 144 sitzt je ein Schwungrad 136 bzw. 146. Die Schwungräder haben je eine plane Scheibe 138, 148, vorzugsweise aus einem Leichtmetall. Die Scheiben 138, 148 sitzen auf der entsprechenden Welle 134, 144 und sind je von einem Schwungring 137, 147 mit möglichst hoher Dichte eingefasst. Durch diese Konstruktion der Schwungräder 136, 146 wird ebenfalls ein besonders gutes Trägheitsmoment-zu-Masse-Verhältnis erreicht, weil der überwiegende Teil der Masse einen relativ großen Abstand zur Rotationsachse hat. Dadurch wird erreicht, dass das Fahrrad auf der einen Seite trotz des Hilfsantriebes möglichst leicht ist und auf der anderen Seite der Hilfsantrieb, d. h. die Schwungräder 136, 146 möglichst viel Rotationsenergie speichern können. 3 shows an alternative embodiment of the auxiliary drive 10 , The auxiliary drive 10 includes a pulley 120 which is on a crankshaft 220 sitting. The pulley 120 drives another pulley via a belt, not shown 130 at. The ratio of the circumference of the pulley 120 to the circumference of the pulley 130 is greater than 1, so that with the pulley 130 Pulley rigidly connected by a shaft 134 rotates faster than the pulley 120 , The pulley 134 is again via a belt drive, not shown, with another pulley 140 rotatably coupled. Again, the ratio of the circumferences of the pulleys 134 . 140 so chosen that the pulley 140 rotates faster than the pulley 134 , In the pulley 140 are two planetary gears (not shown), one of which is a shaft 144 and the other a wave 134 drives. Both waves 134 . 144 are coaxial with each other. The two planetary gears are chosen so that the waves 134 and 144 the amount are driven equally fast but in different directions. On each of the two waves 134 . 144 There is one flywheel each 136 respectively. 146 , The flywheels each have a flat disc 138 . 148 , preferably of a light metal. The disks 138 . 148 sit on the corresponding shaft 134 . 144 and are ever from a momentum ring 137 . 147 edged with the highest possible density. By this construction of the flywheels 136 . 146 Also, a particularly good moment of inertia-to-mass ratio is achieved because the majority of the mass has a relatively large distance from the axis of rotation. This ensures that the bike on the one hand as light as possible despite the auxiliary drive and on the other side of the auxiliary drive, ie the flywheels 136 . 146 store as much rotational energy as possible.

Auch der Hilfsantrieb 10 in 3 hat einen Träger 115, der gleichzeitig die Funktion einer Abdeckung 115 übernimmt, um den Radfahrer vor den schnell rotierenden Schwungrädern zu schützen. Für diese Abdeckung 115 gilt das anhand der Abdeckung in 2 erläuterte analog.Also the auxiliary drive 10 in 3 has a carrier 115 , which at the same time functions as a cover 115 takes over to protect the cyclist from the rapidly rotating flywheels. For this cover 115 this is the case with the cover in 2 explained analogously.

Die Trägheitsmomente der Schwungräder 136 und 146 sind zueinander identisch. Gleiches gilt für die Trägheitsmomente der Riemenscheibe 120 und 134 sowie für die Trägheitsmomente der Riemenscheiben 130 und 140. Durch eine Kreuzführung der Riemen zwischen den Riemenscheiben 120 und 130 sowie zwischen Riemenscheibe 134, 140 ist die Summe der Drehimpulse der Riemenscheiben 120, 130, 134, 140 null, weil dann die Riemenscheiben 120 und 134 sowie die Riemenscheiben 130 und 140 zueinander in entgegengesetzter Richtung rotieren. Auch die Drehimpulse der zueinander gegenläufigen Wellen 134, 144 heben sich gegenseitig auf. Gleiches gilt für die Drehimpulse der Schwungräder 136 und 146, d. h. sie sind derart gekoppelt, dass die Summe der Drehimpulse der Schwungräder 136, 146 null ist. Der resultierende Drehimpuls des Hilfsantriebs 10 in 3 wird also lediglich durch die die Riemenscheibe 130 und 134 verbindende Welle bestimmt. Diese und damit auch der entsprechende Drehimpuls kann entfällt, wenn die Riemenscheibe 130 und 134 unmittelbar aufeinander gesetzt werden.The moment of inertia of the flywheels 136 and 146 are identical to each other. The same applies to the moments of inertia of the pulley 120 and 134 and for the moment of inertia of the pulleys 130 and 140 , By crossing the belts between the pulleys 120 and 130 as well as between pulley 134 . 140 is the sum of the angular momentum of the pulleys 120 . 130 . 134 . 140 zero, because then the pulleys 120 and 134 as well as the pulleys 130 and 140 rotate in opposite directions to each other. Also the angular momenta of the opposite waves 134 . 144 save each other up. The same applies to the angular momentum of the flywheels 136 and 146 ie, they are coupled such that the sum of the angular momentum of the flywheels 136 . 146 is zero. The resulting angular momentum of the auxiliary drive 10 in 3 So only by the pulley 130 and 134 connecting shaft determined. These and thus the corresponding angular momentum can be omitted if the pulley 130 and 134 be placed directly on top of each other.

Der Hilfsantrieb 10 kann entlang der Führungen 12 (vgl. 1) verschoben werden. Wird der Hilfsantrieb 10 in Richtung des Sattels verschoben, dann wird der Riemen, welcher über die beiden Riemenscheiben 120 und 130 (vgl. 3) läuft gespannt, so dass der Hilfsantrieb, bzw. dessen Schwungräder (136, 146) mit der Tretlagerwelle 220 gekoppelt werden. Wird der Hilfsantrieb 10 anschließend in Richtung der Tretlagerwelle 220 verschoben, wird der Riemen entlastet, und die beiden Riemenscheiben 120 und 130 werden voneinander getrennt. Somit wird der Hilfsantrieb 10, bzw. werden die Schwungräder 136, 146 von der Tretlagerwelle und/oder dem Antriebsrad 5 (vgl. 1) getrennt. Die Riemenscheiben 120, 130 bilden zusammen mit dem entsprechenden Riemen und mit den Führungen 12 eine einfache zuverlässige Kupplung. Durch die Halterung 14 (vgl. 1) kann die Kupplung in der Geschlossenstellung (Hilfsantrieb angehoben) und/oder in der Offenstellung (Hilfsantrieb abgesenkt) fixiert werden.The auxiliary drive 10 can along the guides 12 (see. 1 ) are moved. Will the auxiliary drive 10 shifted in the direction of the saddle, then the belt, which over the two pulleys 120 and 130 (see. 3 ) runs taut, so that the auxiliary drive, or its flywheels ( 136 . 146 ) with the bottom bracket shaft 220 be coupled. Will the auxiliary drive 10 then in the direction of the bottom bracket shaft 220 shifted, the belt is relieved, and the two pulleys 120 and 130 are separated from each other. Thus, the auxiliary drive 10 , or are the flywheels 136 . 146 from the bottom bracket and / or the drive wheel 5 (see. 1 ) separated. The pulleys 120 . 130 Make up together with the corresponding belt and with the guides 12 a simple reliable coupling. Through the bracket 14 (see. 1 ), the clutch in the Closed position (auxiliary drive raised) and / or fixed in the open position (auxiliary drive lowered).

Natürlich sind die Schwungräder nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. In einer weiteren Ausführungsform beispielsweise sind die Schwungräder Wellen, deren Rotationsachse in oder parallel zu der von dem Rahmenviereck aufgespannten Ebene liegen. Bevorzugt werden Hohlwellen verwendet.Of course, the flywheels are not limited to the embodiments shown. For example, in another embodiment, the flywheels are shafts whose axes of rotation are in or parallel to the plane defined by the frame quadrilateral. Hollow shafts are preferably used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Fahrradbicycle
1010: Hilfsantriebauxiliary drive
1212: Führungguide
1414: Halterungbracket
1515: Träger und AbdeckungCarrier and cover
2020: Zahnradgear
2222: Zahnradgear
2424: Zahnradgear
2626: Zahnradgear
2828: Zahnradgear
3030: Zahnradgear
3232: Zahnradgear
3434: Wellewave
3636: Schwungradflywheel
4040: Zahnradgear
4242: Zahnradgear
4444: Wellewave
4646: Schwungradflywheel
115115: Träger und AbdeckungCarrier and cover
120120: Riemenscheibepulley
130130: Riemenscheibepulley
134134: Riemenscheibepulley
136136: Schwungradflywheel
137137: Schwungringflywheel ring
138138: Scheibedisc
140140: Riemenscheibepulley
146146: Schwungradflywheel
147147: Schwungring, RingFlywheel, ring
148148: Scheibedisc
200200: Fahrradrahmenbicycle frame
202202: Oberrohrtop tube
203203: Sitzrohrseat tube
206206: Unterrohrdown tube
210210: Tretlagergehäusebottom bracket
220220: Tretlagerwellebottom bracket
230230: Tretkurbelcrank
240240: Pedalpedal
250250: Antriebsrad, auch angetriebenes HinterradDrive wheel, also driven rear wheel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202007002368 U1 [0002]
DE 202008012877 U1 [0002]

Claims

Bicycle ( 1 ), comprising: - a bicycle frame ( 200 ) with at least one bottom bracket shell ( 210 ), in which a bottom bracket shaft ( 220 ), - on both sides of the bottom bracket shaft ( 220 ) one pedal each ( 230 ), - a transmission ( 250 . 260 . 270 ) for transmitting a power from the cranks ( 230 ) to at least one drive wheel ( 5 ) of the bicycle ( 1 ), - an auxiliary drive ( 10 ), characterized in that - the auxiliary drive ( 10 ) at least two coupled flywheels ( 36 . 46 . 136 . 146 ) for storing energy, and - the bicycle ( 1 ) comprises a clutch, which in the closed state for feeding and / or releasing energy in and / or from the auxiliary drive, the flywheels ( 36 . 46 . 136 . 146 ) with the drive wheel ( 5 ) and / or the bottom bracket shaft ( 220 ) coupled and in the open state, the flywheels ( 36 . 46 . 136 . 146 ) of the drive wheel ( 5 ) and / or the bottom bracket shaft ( 220 ) separates.

Bicycle ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the flywheels ( 36 . 46 . 136 . 146 ) are coupled together such that the amount of the sum of the angular momentum of the flywheels ( 36 . 46 . 136 . 146 ) smaller than the sum of the amounts of the angular momentum of the flywheels ( 36 . 46 . 136 . 146 ).

Bicycle ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that on the bottom bracket ( 220 ) a wheel ( 20 ), over which the auxiliary drive ( 10 ) with the transmission ( 250 . 260 . 270 ) can be coupled.

Bicycle ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the auxiliary drive ( 10 ) for closing the clutch relative to the bicycle frame ( 200 ) in a first direction and for opening the clutch relative to the bicycle frame ( 200 ) in which a second direction is displaceable.

Bicycle ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the bicycle ( 1 ) at least one brake for braking the bicycle ( 1 ) which is connected to the clutch to open the clutch upon actuation of the brake.

Bicycle ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the bicycle ( 1 ) comprises a continuously variable transmission via which the flywheels ( 36 . 46 . 136 . 146 ) with the bottom bracket shaft ( 220 ) and / or the drive wheel ( 5 ) can be coupled.

Bicycle ( 1 ) according to the preceding claim, characterized in that a transmission control controls the transmission ratio of the continuously variable transmission.

Auxiliary drive ( 10 ) for a bicycle, comprising an energy store and means for converting energy stored in the energy store into translational energy of the bicycle ( 1 ), characterized in that the energy storage at least two flywheels ( 36 . 46 . 136 . 146 ) for storing kinetic energy.

Auxiliary drive ( 10 ) according to claim 8, characterized in that the flywheels ( 36 . 46 . 136 . 146 ) are coupled together such that the amount of the sum of the angular momentum of the flywheels ( 36 . 46 . 136 . 146 ) is less than or equal to 10% of the sum of the amounts of angular momentum.

Auxiliary drive ( 10 ) according to one of claims 8 or 9, characterized in that the auxiliary drive ( 10 ) at least one clutch for connecting and disconnecting the flywheels ( 36 . 46 . 136 . 146 ) having the means for conversion.