DE102010008951A1

DE102010008951A1 - Elektrofahrrad

Info

Publication number: DE102010008951A1
Application number: DE102010008951A
Authority: DE
Inventors: Horst Karcher Fa.
Original assignee: Fa Horst Karcher 75217
Current assignee: Karcher Ag De
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2030-02-24
Also published as: DE102010008951B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrrad mit einem Vorderrad (1), einem Hinterrad (2), einem Rahmen, an dem das Vorderrad (1) und das Hinterrad (2) befestigt sind, einem Elektromotor (4), den der Rahmen trägt, und einem in dem Rahmen angeordneten Akkumulator (5) zur Energieversorgung des Elektromotors (4). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Rahmen ein Rahmenrohr (3) aufweist, unter dem sich das Hinterrad (2) befindet und in dem der Akkumulator (5) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Fahrrad mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Ein derartiges Fahrrad ist aus der DE 197 53 047 C2 bekannt.
Während gewöhnliche Fahrräder nur über eine Tretkurbel mit Pedalen angetrieben werden können, gibt es auch Fahrräder mit einem Elektromotor, die deshalb häufig auch als Elektrofahrräder bezeichnet werden. Solche Elektrofahrräder können ebenso wie herkömmliche Fahrräder durch Muskelkraft angetrieben werden. Zur Unterstützung oder als alternative Antriebsmöglichkeit kann der Elektromotor des Fahrrads genutzt werden.
Aus der DE 197 53 047 C2 ist es bekannt, Akkumulatoren zur Energieversorgung des Elektromotors geschützt in einem Unterrohr des Fahrradrahmens anzuordnen. Zum Aufladen der Akkumulatoren wird eine externe Spannung an den im Unterrohr angeordneten Akkumulator angelegt.
Da sich Elektrofahrräder sowohl durch Muskelkraft als auch durch ihren Elektromotor antreiben lassen, bieten sie einen hohen Benutzerkomfort und erfreuen sich großer Beliebtheit. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen Weg aufzuzeigen, wie die Benutzung eines Elektrofahrrads noch komfortabler gestaltet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Elektrofahrrad mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Bei einem erfindungsgemäßen Fahrrad weist der Rahmen ein Rahmenrohr auf, unter dem sich das Hinterrad befindet und in dem der Akkumulator angeordnet ist. Das hintere Ende dieses Rahmenrohrs ist bequem zugänglich, so dass der in dem Rahmenrohr angeordnete Akkumulator mit einfachen Handgriffen leicht ausgetauscht werden kann. Da das Aufladen eines Akkumulators über das allgemeine Stromnetz ohne weiteres mehrere Stunden dauern kann, ist eine leichte Austauschbarkeit des Akkumulators ein großer Vorteil. Wenn der Akkumulator eines erfindungsgemäßen Fahrrads leer ist, kann er problemlos gegen einen aufgeladenen Akkumulator ausgetauscht werden, so dass das Elektrofahrrad schon nach kürzester Zeit wieder verwendet werden kann.
Bei der Beschreibung der Erfindung werden Angaben wie „oben”, „unten”, „vorne” und „hinten” in Bezug auf die normale Lage beim Fahren verwendet.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das den Akkumulator enthaltende Rahmenrohr gebogen ist. Auf diese Weise kann mit geringem Aufwand ein stabiler Rahmen gebildet und eine bequem zugängliche Aufnahmemöglichkeit für den Akkumulator geschaffen werden. Bevorzugt erstreckt sich das gebogene Rahmenrohr bis zu einem Tretlager der Tretkurbel, besonders bevorzugt bis zur Lenkstange. Auf diese Weise kann der Fahrradrahmen als ein Einrohrrahmen ausgebildet werden, wobei ein erfindungsgemäßes Fahrrad aber an sich auch einen aus mehreren Rahmenrohren zusammengesetzten Rahmen haben kann. Ein Einrohrrahmen ermöglicht aber ein außerordentlich bequemes Auf- und Absteigen. Bevorzugt ist ferner, dass das gebogene Rahmenrohr an seinem hinteren Ende einen geradlinig verlaufenden Abschnitt aufweist. Diese Maßnahme erleichtert das Einführen eines Akkumulators in die Öffnung am hinteren Ende des Rahmenrohres. Der geradlinige Abschnitt hat bevorzugt eine Länge von mindestens 20 cm, insbesondere mindestens 30 cm.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Akkumulator mehrere Zellen aufweist, die in gegeneinander beweglichen Abschnitten des Akkumulators angeordnet sind. Auf diese Weise kann sich der Akkumulator an eine gebogene Form des Rahmenrohrs anpassen, so dass eine große Länge des Rahmenrohrs für den Akkumulator genutzt werden. Vorteilhaft kann deshalb entsprechend große Energiemenge gespeichert werden kann. Die gegeneinander beweglichen Abschnitte können beispielsweise als ein Bündel von mehreren zylindrischen Zellen ausgebildet sein. Möglich ist es auch, einzelne starre Zellen zu verwenden, die jeweils in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Bevorzugt weist der Akkumulator einen Schlauch auf, in dem die einzelnen Zellen angeordnet sind. Der Schlauch ist bevorzugt aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt, beispielsweise aus Kunstfasergewebe. Auf diese Weise lässt sich mit geringem Aufwand ein robuster und flexibler Akkumulator herstellen, welcher der mechanischen Belastung eines häufigen Austausches problemlos standhält.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Rahmenrohr einen Fahrradsattel trägt. Auf diese Weise lässt sich der Rahmen vorteilhaft einfach gestalten. Bevorzugt ist auf dem Rahmenrohr eine Schiene befestigt, auf welcher der Sattel zur Anpassung an die Körpergröße eines Benutzers verschoben werden kann. Vorteilhaft kann auf diese Weise mit einfachen Mitteln nicht nur die Höhe des Fahrradsattels, sondern auch der Abstand von der Lenkstange eingestellt werden. Besonders vorteilhaft lässt eine Einstellbarkeit des Fahrradsattels bei einem gebogenen Rahmenrohr erreichen, das eine solche Schiene zur Befestigung und Verschiebung des Sattels trägt.
Ein erfindungsgemäßes Fahrrad kann in der üblichen Weise über eine Tretkurbel mit Pedalen angetrieben werden, deren Bewegung über ein vorderes Zahnrad und eine Kette an ein hinteres Zahnrad übertragen wird. Bevorzugt hat ein erfindungsgemäßes Fahrrad eine Gangschaltung zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Tretkurbel und dem Hinterrad. Die Gangschaltung kann beispielsweise eine Kettenschaltung sein. Bevorzugt ist die Gangschaltung aber eine Nabenschaltung.
Bevorzugt treibt der Elektromotor das Hinterrad über die Fahrradkette an. Auf diese Weise kann eine Gangschaltung des Fahrrads auch für den Elektromotor benutzt werden, so dass dieser stets in einem optimalen Drehzahlenbereich zur Erzeugung eines gewünschten Drehmoments betrieben werden kann. Der Elektromotor des Fahrrads ist also bevorzugt ein Mittelmotor. Prinzipiell kann der Elektromotor aber auch an anderer Stelle des Fahrrads, beispielsweise an der Nabe des Hinterrads als Nabenmotor angeordnet sein.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sich das den Akkumulator enthaltende Rahmenrohr unter einem Gepäckträger erstreckt. Auf diese Weise ist die Öffnung am hinteren Ende des Rahmenrohrs besonders leicht zum Austausch des Akkumulators zugänglich.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das das den Akkumulator enthaltende Rahmenrohr nach hinten über die Nabe des Hinterrades hinausragt. Auf diese Weise steht eine vorteilhaft große Rohrlänge für den Akkumulator zur Verfügung.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrrads;
2 ein Ausführungsbeispiel des Akkumulator des in 1 dargestellten Fahrrads in einem Längsschnitt; und
3 ein Beispiel für die Anordnung einzelner Zellen des Akkumulators.
Das in 1 schematisch dargestellte Fahrrad hat ein Vorderrad 1, ein Hinterrad 2 und ein gebogenes Rahmenrohr 3, an dem das Vorderrad 1 und das Hinterrad 2 befestigt sind. Das Vorderrad 1 ist an dem Fahrradrahmen über eine Gabel 15 befestigt. Das dargestellte Fahrrad hat ferner einen Elektromotor 4, den das Rahmenrohr 3 trägt, und einen in dem Rahmenrohr 3 angeordneten Akkumulator 5 zur Energieversorgung des Elektromotors 4. Der Akkumulator 5 ist dem gebogenen Rahmenrohr 3 angeordnet, dessen hinteres Ende über dem Hinterrad 2 hinter der Nabe des Hinterrads 2 ist. Das hintere Ende des Rahmenrohrs 3 ist deshalb bequem zugänglich, so dass der Akkumulator 5 leicht ausgetauscht werden kann.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Rahmen ein Einrohrrahmen. Das gebogene Rahmenrohr 3 erstreckt sich deshalb bis zur Lenkstange 6. Der Fahrradrahmen kann aber auch aus mehreren Rohren zusammengesetzt sein. Beispielsweise ist es möglich, dass sich das den Akkumulator 5 enthaltene Rahmenrohr bis zu dem Tretlager erstreckt und dort mit einem zur Lenkstange führenden Rahmenrohr verbunden ist.
Das gebogene Rahmenrohr 3 kann einen Fahrradsattel 7 tragen, der zur Höhenverstellung mit einer Stange mehr oder weniger tief in eine an dem gebogenen Rahmenrohr 3 angebrachte Halterung geschoben wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedoch auf dem Rahmenrohr 3 eine Schiene 8 befestigt, auf welcher der Sattel 7 zur Anpassung an die Körpergröße eines Benutzers verschoben werden kann. In dem sich eine solche Schiene 8, bevorzugt eine Profilschiene, auf einem gebogenen Abschnitt des Rahmenrohrs 3 erstreckt, wird bei einer Verstellung des Sattels 7 sowohl die Sitzhöhe als auch der Abstand von der Lenkstange 6 geändert. Auf diese Weise lässt sich mit geringem Aufwand eine optimale Sitzeinstellung erreichen, die es einem Benutzer ermöglicht, sich mit den Füßen auf dem Boden abzustützen.
Der Akkumulator 5 kann starr ausgeführt sein und lediglich einen hinteren Teil des Rahmenrohrs 3 ausfüllen, beispielsweise kann wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein hinterer Abschnitt des gebogenen Rahmenrohrs 3 geradlinig ausgeführt sein. Ein geradliniger hinterer Abschnitt des Rahmenrohrs 3 kann vorteilhaft zur Befestigung eines Gepäckträgers 9 genutzt werden, unter dem sich das Rahmenrohr 3 erstreckt. Bevorzugt ist der Akkumulator 5 aber flexibel ausgebildet und erstreckt sich in einen gebogenen Abschnitt des Rahmenrohrs 3 hinein.
In 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines flexiblen Akkumulators 5 für das vorstehend erläuterte Fahrrad dargestellt. Der Akkumulator 5 weist mehrere Zellen 10 auf, die in gegeneinander beweglichen Abschnitten des Akkumulators 5 angeordnet sind. Die einzelnen Abschnitte können prinzipiell jeweils als eine einzige Zelle 10 ausgebildet sein. Bevorzugt sind die einzelnen Abschnitte aber jeweils als ein Bündel von mehreren zylindrischen Zellen 10 ausgebildet. Beispielsweise können fünf oder sechs Zellen 10 ein solches Bündel bilden, wie dies in 3 dargestellt ist. Die Zellen 10 des Akkumulators 5 sind in einem Schlauch 11 angeordnet, der beispielsweise aus Kunstfasergewebe herstellt sein kann. Die gegeneinander beweglichen Abschnitte des Akkumulators 5 können mit flexiblen Leitungen verbunden sein. Prinzipiell ist es aber auch möglich, einzelne Zellen 10 oder Zellenbündel lose in dem Schlauch 11 anzuordnen, so dass elektrische Kontaktstellen zwischen benachbarten Zellen durch auf die beiden Enden des Akkumulators 5 einwirkenden Druck gegeneinander gedrückt werden.
Der in 2 dargestellte Akkumulator 5 hat an seinem vorderen Ende eine Steckerbuchse 12, über die er an den Elektromotor 4 des Fahrrads oder im ausgebauten Zustand an ein Ladegerät angeschlossen werden kann. An seinem hinteren Ende weist der Akkumulator 5 eine Kunststoffhülse 13 auf, die den Schlauch 11 verschließt und eine Elektronik für die Akkuüberwachung und für den Ladevorgang enthalten kann.
Das Fahrrad kann durch Muskelkraft durch eine mit Pedalen verbundene Tretkurbel angetrieben werden. Die Kraft wird von der Tretkurbel über ein vorderes Zahnrad 14 und eine nicht dargestellte Kette an ein hinteres Zahnrad an der Nabe des Hinterrads 2 übertragen. Das Fahrrad hat bevorzugt eine Gangschaltung, insbesondere eine Nabenschaltung.
Der Elektromotor 4 des Fahrrads ist bevorzugt als Mittelmotor ausgebildet. Der Elektromotor 4 treibt das Hinterrad 2 über die Fahrradkette an. Auf diese Weise kann die Gangschaltung auch für den Elektromotor 4 genutzt werden, so dass dieser stets in einem optimalen Drehzahlbereich zur Erzeugung eines gewünschten Drehmoments arbeitet. Als Alternative zu einer Fahrradkette kann ein Zahnriemen verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Vorderrad
2: Hinterrad
3: Rahmenrohr
4: Elektromotor
5: Akkumulator
6: Lenkstange
7: Fahrradsattel
8: Schiene
9: Gepäckträger
10: Zellen des Akkumulators
11: Schlauch
12: Steckerbuchse
13: Kunststoffhülse
14: Zahnrad
15: Gabel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19753047 C2 [0001, 0003]

Claims

Fahrrad mit einem Vorderrad (1), einem Hinterrad (2), einem Rahmen, an dem das Vorderrad (1) und das Hinterrad (2) befestigt sind, einem Elektromotor (4), den der Rahmen trägt, und einem in dem Rahmen angeordneten Akkumulator (5) zur Energieversorgung des Elektromotors (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen ein Rahmenrohr (3) aufweist, unter dem sich das Hinterrad (2) befindet und in dem der Akkumulator (5) angeordnet ist.
Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das den Akkumulator (5) enthaltende Rahmenrohr (3) gebogen ist.
Fahrrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenrohr (3) einen Fahrradsattel (7) trägt.
Fahrrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Rahmenrohr (3) eine Schiene (8) befestigt ist, auf welcher der Sattel (7) zur Anpassung an die Körpergröße eines Benutzers verschoben werden kann.
Fahrrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkumulator (5) mehrere Zellen (10) aufweist, die in gegeneinander beweglichen Abschnitten des Akkumulators (5) angeordnet sind.
Fahrrad nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkumulator (5) einen Schlauch (11) aufweist, in dem die Zellen (10) angeordnet sind.
Fahrrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen ein Einrohrrahmen ist.
Fahrrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrrad eine Gangschaltung zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen einer Tretkurbel mit Pedalen und dem Hinterrad (2) aufweist.
Fahrrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gangschaltung eine Nabenschaltung ist.
Fahrrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (4) das Hinterrad (2) über die Fahrradkette oder einen Zahnriemen antreibt.