DE102010039034A1

DE102010039034A1 - Fahrzeug mit Kettenspannvorrichtung

Info

Publication number: DE102010039034A1
Application number: DE102010039034A
Authority: DE
Inventors: Mathieu Landre
Original assignee: Scott Sports SA
Current assignee: Scott Sports SA
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2012-02-09
Also published as: NL2007156C2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, wie ein Zweirad, mit einer zur Einstellung einer Kettenspannung verschiebbaren Antriebseinheit, sowie einen entsprechenden Rahmen und eine entsprechende Antriebseinheit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Rahmen und einer Antriebseinheit zum Antrieb eines Laufrades oder einer Laufradachse, wobei die Antriebseinheit gegenüber dem Rahmen in einer Vielzahl von Positionen positioniert werden kann. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Rahmen mit einer Anbringungseinheit zur Anbringung der Antriebseinheit sowie eine Antriebseinheit mit einer komplementären Anbringungseinheit zur Anbringung der Antriebseinheit an dem Rahmen.
Ein Fahrzeug im Sinne der vorliegenden Schrift ist üblicherweise ein Zweirad mit zwei Laufrädern. Es kann sich jedoch auch um ein Fahrzeug mit mehr als zwei Laufrädern, beispielsweise mit drei oder vier Laufrädern, handeln. In diesem Zusammenhang sind beispielsweise umgebaute Zweiräder, insbesondere umgebaute Fahrräder, bekannt, in denen an Stelle beispielsweise eines einzigen hinteren Laufrads zwei nebeneinander angeordnete Laufräder vorgesehen sind. Ebenso können alternativ oder zusätzlich statt eines einzigen vorderen Laufrads auch zwei nebeneinander angeordnete Laufräder vorgesehen sein.
Ein solches Zweirad ist beispielsweise ein Fahrrad mit einer Antriebseinheit, die zumindest eines der Laufräder des Zweirades, üblicherweise das Hinterrad, über eine Kraftübertragungseinheit, wie eine Kette oder einen Zahnriemen, antreibt. Dabei umfasst die Antriebseinheit ein Tretlager mit angebautem Kurbelsatz und Pedalen, so dass das Zweirad durch Treten angetrieben werden kann. Die Antriebseinheit kann zusätzlich einen Motor, vorzugsweise einen Elektromotor, umfassen, der den Antrieb des Zweirades unterstützt, wie dies beispielsweise bei so genannten Pedelecs (Pedal Electric Cycle) der Fall ist. Entsprechend stellt auch ein Fahrrad mit Hilfsmotor, wie beispielsweise ein Pedelec, ein Zweirad im Sinne der vorliegenden Erfindung dar. Alternativ kann die Antriebseinheit auch lediglich einen Motor, beispielsweise einen Verbrennungs- oder Elektromotor, umfassen, wobei auf das Vorsehen eines Tretlagers mit Kurbelsatz verzichtet wird.
In solchen Zweirädern, in denen die Antriebskraft über eine Kraftübertragungseinheit, wie beispielsweise eine Kette oder einen Zahnriemen, an ein Laufrad übertragen wird, muss die Spannung dieser Kraftübertragungseinheit, beispielsweise die Zahnriemen- oder Kettenspannung, geeignet eingestellt werden. Weist ein solches Zweirad beispielsweise eine Kettenschaltung mit einem Zahnkranz mit mehreren Zahnrädern unterschiedlicher Größe am angetriebenen Hinterrad auf, so ist typischerweise ein Umwerfer (hinterer Umwerfer) vorgesehen, der die Kette gezielt auf die verschiedenen Zahnräder des Zahnkranzes lenkt. Ein solcher Umwerfer übernimmt üblicherweise zugleich die Funktion eines Kettenspanners und hält die Kettenspannung idealerweise unabhängig von dem gewählten Zahnrad des Zahnkranzes konstant oder hält die Kettenspannung zumindest innerhalb eines vorgegebenen Bereichs, um einen verlässlichen Betrieb einer solchen Kettenschaltung sicherzustellen.
Neben solchen Kettenschaltungen mit Zahnkranz am Hinterrad und (hinterem) Umwerfer sind jedoch auch Zweiräder bekannt, welche am Hinterrad und auch an der Antriebseinheit nur jeweils ein einziges Zahnrad aufweisen, wie dies beispielsweise bei Nabenschaltungen oder bei Zweirädern ohne Gangschaltung der Fall ist. In diesem Fall muss die Länge der Kette somit im Gegensatz zu einem Zahnkranz nicht an verschiedene Zahnräder mit verschiedenen Größen angepasst werden und die Kette muss auch nicht gezielt auf verschiedene Zahnräder gelenkt werden. Insofern kann beispielsweise auf den hinteren Umwerfer verzichtet werden. Dennoch muss die Spannung der Kette in einem vorgegebenen Bereich gehalten werden, da beispielsweise eine zu stark gespannte Kette eine erhöhte Reibung verursacht und eine zu wenig gespannte Kette leicht von den Zahnrädern am Laufrad und an der Antriebseinheit herunterfallen kann. Eine solche Einstellmöglichkeit ist auch notwendig, um eine beispielsweise durch Alterungsprozesse der Kette erhöhte Kettenlänge ausgleichen zu können.
Dabei bieten sich prinzipiell drei Möglichkeiten die Kettenspannung an einem solchen Zweirad einzustellen. Erstens kann ein beispielsweise federvorgespannter Kettenspanner vorgesehen sein, der die Kette unter einer vorbestimmten Spannung hält. Diese Möglichkeit hat jedoch den Nachteil, dass ein zusätzliches Bauteil in Form des Kettenspanners notwendig ist, welches die Kosten, das Gewicht und die Störanfälligkeit des Zweirads erhöht. Zum anderen bewirkt ein solcher Kettenspanner eine Umlenkung der Kette, womit sich der Widerstand der Kette beim Antrieb des Zweirades erhöht.
Zweitens kann die Position des angetriebenen Hinterrades derart am Rahmen des Zweirades verändert werden, dass sich der Abstand zwischen der Achse des angetriebenen Laufrades und der Achse der Antriebseinheit verändert. Eine solche Einstellmöglichkeit der Kettenspannung ist typischerweise in einfachen Zweirädern aber auch in Kinderfahrrädern vorgesehen und gestattet typischerweise eine nur sehr ungenaue Einstellung der Kettenspannung. Zudem macht eine solche veränderliche Position des angetriebenen Laufrades, beispielsweise des Hinterrades, gegebenenfalls zugleich eine entsprechende Anpassung, das heißt Verschiebung des Dämpfers oder auch des Bremssystems, beispielsweise bei der Verwendung von sogenannten V-Brakes, notwendig.
Drittens kann die Position der Antriebseinheit, das heißt beispielsweise die Position des Tretlagers, derart am Rahmen verändert werden, dass sich der Abstand zwischen der Achse der Antriebseinheit und der Achse des Laufrades verändert. Dazu ist es bekannt, das Tretlager in einem drehbaren Bauteil exzentrisch zu der Drehachse des drehbaren Bauteils zu positionieren und eine Fixierung des drehbaren Bauteils am Rahmen des Zweirads durch eine Klemmvorrichtung vorzusehen. Die Drehachse des drehbaren Bauteils liegt dabei parallel zu der Achse des Tretlagers, und somit horizontal, quer zur Fahrtrichtung. Durch die resultierende Kreisbahn in der sich die Achse des Tretlagers durch Drehen des drehbaren Bauteils bewegt, kann der Abstand zwischen der Achse des Tretlagers und der Achse des Laufrades verändert werden und somit die Kettenspannung eingestellt werden. Ein derartiger Aufbau besitzt jedoch Nachteile bezüglich der erreichbaren Steifigkeit, wobei eine hohe Steifigkeit, insbesondere eine hohe Verbindungssteifigkeit, für einen effizienten Antrieb und eine effiziente Übertragung einer ausgeübten Tretkraft auf das Laufrad wichtig ist. Zudem besteht durch die ausgeübte Tretkraft und das damit verbundene auf das Tretlager ausgeübte Drehmoment die Gefahr, dass sich das drehbare Bauteil, in dem das Tretlager exzentrisch angeordnet ist, ungewollt verdreht, und sich entsprechend die Kettenspannung ungewollt verändert. Weiterhin ist durch die exzentrische Positionierung des Tretlagers in dem drehbaren Bauteil eine Positionierung des Tretlagers auf einer Kreisbahn fest vorgegeben, was die Auswahl von ergonomisch günstigen Positionen der Tretlagerachse verhindert. Ein weiterer Nachteil ergibt sich bei Verwendung von den Antrieb unterstützenden Motoren wie beispielsweise Elektromotoren, wie sie beispielsweise in so genannten Pedelecs zum Einsatz kommen. Solche Motoren können prinzipiell an den Achsen der Laufräder vorgesehen sein und das jeweilige Laufrad direkt antreiben oder am Tretlager vorgesehen sein und die Tretlagerwelle antreiben. Das Vorsehen an den Achsen der Laufräder ist jedoch nachteilig, da sich dadurch die ungefederte Masse des Zweirades erhöht und sich auch der Schwerpunkt des Zweirads in Richtung des Laufrads, an dem der Motor vorgesehen ist, verschiebt. Insofern ist eine Anbringung des Motors am Tretlager wünschenswert. Ein solcher Motor müsste jedoch fest mit dem drehbaren Bauteil, in dem das Tretlager exzentrisch angeordnet ist, verbunden werden. Somit würde sich der Motor beim Drehen des drehbaren Bauteils zur Einstellung der Kettenspannung ebenfalls drehen müssen. Da solche Motoren jedoch typischerweise erheblich größer sind als das drehbare Bauteil, würden diese zumindest an einer Seite über das drehbare Bauteil hinausragen, womit ein Verdrehen des drehbaren Bauteils jedoch ausgeschlossen ist. Insofern eignet sich die bekannte exzentrische Anordnung des Tretlagers in einem drehbaren Bauteil insbesondere nicht für motorunterstützte oder motorgetriebene Zweiräder wie Pedelecs.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Fahrzeug anzugeben, in welchem die Spannung einer Kraftübertragungseinheit aufwandsarm eingestellt werden kann und eine hohe mechanische Steifigkeit erreicht wird, wobei zugleich das Vorsehen eines Motors möglich sein soll.
Diese Aufgabe wird durch einen Rahmen, durch eine Antriebseinheit sowie durch ein Zweirad gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine gegenüber dem Rahmen verschiebbar angeordnete Antriebseinheit, die an einer Vielzahl von Positionen an dem Rahmen befestigt werden kann, zum einen die notwendige Steifheit, insbesondere Verbindungssteifheit, die beispielsweise für eine effiziente Übertragung einer Tretkraft auf ein angetriebenes Laufrad notwendig ist, erreicht werden kann und zum anderen auch ein Motor in der Antriebseinheit vorgesehen werden kann, da die Antriebseinheit nun nicht mehr als drehbares Bauteil ausgelegt werden muss.
Entsprechend umfasst der erfindungsgemäße Rahmen für ein Fahrzeug eine Aufnahme zur Anbringung einer Laufradachse eines Laufrades und eine Anbringungseinheit zur Anbringung einer Antriebseinheit zum Antrieb des Laufrades über eine Kraftübertragungseinheit, wie beispielsweise eine Kette oder einen Zahnriemen. Dabei ist die Anbringungseinheit des Rahmens derart ausgestaltet, dass die Antriebseinheit gegenüber dem Rahmen verschiebbar und in einer Vielzahl von Positionen an dem Rahmen befestigbar ist. Die entsprechende Antriebseinheit zur Anbringung an einen derartigen erfindungsgemäßen Rahmen umfasst eine zu der Anbringungseinheit des Rahmens komplementäre Anbringungseinheit, die derart mit der Anbringungseinheit des Rahmens zusammenwirkt, dass die Antriebseinheit relativ zu dem Rahmen verschiebbar und in einer Vielzahl von Positionen an dem Rahmen befestigbar ist. Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst somit ein angetriebenes Laufrad mit einer Laufradachse, einen wie oben beschriebenen Rahmen sowie eine wie oben beschriebene Antriebseinheit, die das Laufrad des Fahrzeugs antreibt.
Die Laufradachse des Laufrads, welches von der Antriebseinheit über die Kraftübertragungseinheit angetrieben wird, ist im einfachsten Fall gegenüber dem Rahmen oder bei einem voll gefederten Fahrzeug gegenüber dem entsprechenden Rahmenbauteil, beispielsweise der Hinterradschwinge oder der Vorderradgabel, in einer vorgegebenen, vorzugsweise nicht veränderbaren, Position angebracht. Bei dem Fahrzeug kann es sich somit um ein nicht gefedertes Fahrzeug oder Zweirad, wie beispielsweise ein nicht gefedertes Fahrrad, um ein teilweise gefedertes Fahrzeug oder Zweirad, wie beispielsweise ein so genanntes Hardtail, oder um ein vollständig gefedertes Fahrzeug oder Zweirad, wie beispielsweise ein voll gefedertes Fahrrad handeln. Das angetriebene Laufrad ist vorzugsweise das Hinterrad, es kann jedoch auch das Vorderrad sein. Die Antriebseinheit besitzt beispielsweise eine Antriebswelle mit einer Antriebsachse, die mit der Laufradachse des angetriebenen Laufrades nicht zusammenfällt. Vorzugsweise ist die Antriebseinheit außerhalb des Laufrades montiert und die Kraftübertragungseinheit ist vorzugsweise eine Kette oder ein Zahnriemen. Die Antriebsachse und die Laufradachse sind vorzugsweise parallel angeordnet, um eine effiziente Übertragung der Antriebskraft zu gewährleisten.
Die Anbringungseinheit des Rahmens gestattet es, die Antriebseinheit vorzugsweise entlang eines vorgegebenen Verschiebeweges, relativ zu dem Rahmen zu verschieben und in einer Vielzahl von Positionen an dem Rahmen zu befestigen, welche sich vorzugsweise in dem Abstand zwischen der Achse der Antriebseinheit und der Achse des Laufrades unterscheiden. Somit kann die Kraftübertragungseinheit, beispielsweise eine Kette oder ein Zahnriemen, gespannt werden, und somit die Ketten- oder Zahnriemenspannung durch Auswahl einer geeigneten Position der Antriebseinheit an dem Rahmen aus der Vielzahl von einstellbaren Positionen geeignet eingestellt werden.
Bevorzugt ist der vorgegebene Verschiebeweg radial oder zumindest im Wesentlichen radial zu der Achse des angetriebenen Laufrades ausgerichtet. Dadurch wird bei minimaler Verschiebung der Antriebseinheit der Abstand zwischen Laufradachse des angetriebenen Laufrades und der Achse der Antriebseinheit maximal verändert.
Das erfindungsgemäße Vorsehen einer Antriebseinheit, die gegenüber dem Rahmen vorzugsweise entlang eines längsgestreckten Verschiebeweges verschiebbar ist, gestattet es, das durch die Antriebswelle erzeugte Drehmoment besser aufzunehmen als dies bei der bekannten exzentrischen Anordnung einer Antriebswelle in Form eines Tretlagers innerhalb eines drehbaren Bauteils der Fall ist, was eine höhere Steifigkeit, insbesondere eine höhere Verwindungssteifigkeit der Einheit aus Rahmen und Antriebseinheit bei der Übertragung der Antriebskraft auf das angetriebene Laufrad gestattet.
Der erfindungsgemäße Übergang von dem bekannten Verdrehen eines drehbaren Bauteils, in dem die Antriebswelle exzentrisch angeordnet ist, zu einer Verschiebung entlang eines Verschiebewegs erhöht die Verwindungs- bzw. Torsionssteifigkeit des Fahrzeugs, was für eine effiziente Übertragung der Antriebskraft auf das angetriebene Laufrad vorteilhaft ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Antriebseinheit umfasst diese ein Tretlager mit einer Tretlagerwelle die zur Abringung eines Kurbelsatzes und Pedalen zur Ausübung einer Tretkraft durch einen Fahrer des Fahrzeugs ausgestaltet ist. Alternativ umfasst die Antriebseinheit einen Motor, vorzugsweise einen Elektromotor. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Antriebseinheit sowohl ein Tretlager mit Tretlagerwelle als auch einen Motor, vorzugsweise einen Elektromotor, welcher beispielsweise den Antrieb des Fahrzeugs zusätzlich zu der Tretkraft eines Fahrers unterstützt, wie dies beispielsweise bei so genannten Pedelecs der Fall ist. Der Motor treibt dabei vorzugsweise direkt die Tretlagerwelle an und die Tretlagerwelle bildet die Antriebswelle und die Achse des Tretlagers, die mit der Achse der Tretlagerwelle zusammenfällt, bildet die Antriebsachse. Entsprechend ist die Anbringungseinheit des Rahmens zur Anbringung der Antriebseinheit in einem Bereich des Rahmens des Fahrzeugs vorgesehen, in dem üblicherweise das Tretlager angeordnet ist, beispielsweise in einem unteren Bereich eines Sattelrohrs, das heißt in dem Bereich, in dem Sattelrohr, Unterrohr und Kettenstrebe zusammenlaufen. Ein solcher direkter Antrieb der Tretlagerwelle durch den Motor gestattet es, den Motor unmittelbar am Tretlager vorzusehen, womit zum einen der Motor – zumindest bei gefederten Fahrzeugen – Teil der gefederten Masse des Zweirades ist und zum anderen der Schwerpunkt des Fahrzeugs nach unten verlagert wird.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Verschiebeweg, entlang dem die Antriebseinheit gegenüber dem Rahmen verschoben werden kann und entlang dem die Antriebseinheit in einer Vielzahl von Positionen befestigt werden kann, ein vorgegebener, längsgestreckter, nicht geschlossener Weg. Der gesamte Verschiebeweg zeigt somit vorzugsweise im Wesentlichen in eine einzige vorgegebene Richtung relativ zu dem Rahmen. Diese vorgegebene Richtung zeigt vorzugsweise in radialer Richtung bezüglich der Laufradachse des angetriebenen Laufrads. Umfasst die Antriebseinheit ein Tretlager und ist sie in einem unteren Bereich des Sattelrohrs angeordnet, so dass beispielsweise die Tretlagerachse relativ zu dem Untergrund auf gleicher Höhe wie die Laufradachse angeordnet ist, so zeigt die vorgegebene Richtung vorzugsweise horizontal in Fahrrichtung. Da die Tretkraft eines Fahrers des Zweirades hauptsächlich vertikal an die Antriebseinheit abgegeben wird, wirkt die Tretkraft somit zumindest im Wesentlichen senkrecht zu dem Verschiebeweg, womit besonders aufwandsarm ein verwindungssteifer Aufbau der Einheit aus Antriebseinheit und Rahmen möglich ist, bei dem zudem ein ungewolltes Verändern der Position der Antriebseinheit relativ zu dem Rahmen ausgeschlossen ist. Dies gestattet somit eine mechanisch einfache Ausgestaltung des Anbringungsmittels des Rahmens, wie auch gegebenenfalls des komplementären Anbringungsmittels der Antriebseinheit.
Der Verschiebeweg kann nicht geradlinig, beispielsweise gekrümmt, ausgestaltet sein, womit eine ergonomisch günstige Ausgestaltung und/oder eine baulich vorteilhafte Ausgestaltung des Verschiebeweges möglich ist. Im einfachsten Fall ist der Verschiebeweg jedoch als gerade Linie, das heißt als Gerade, ausgebildet, welche sich vorzugsweise horizontal in Fahrtrichtung des Fahrzeugs erstreckt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Antriebseinheit und/oder der Rahmen des Zweirades ein Positioniermittel, mit dem die Position der Antriebseinheit entlang des Verschiebeweges kontinuierlich oder in diskreten Schritten eingestellt werden kann. Im einfachsten Fall umfasst das Positioniermittel eine Schraube, mit welcher die Position der Antriebseinheit, vorzugsweise entgegen der durch die Spannung der Kraftübertragungseinheit ausgeübten Kraft, relativ zu dem Rahmen eingestellt werden kann. Anschließend kann die Antriebseinheit in der durch das Positioniermittel vorgegebenen Position befestigt werden, indem beispielsweise entsprechende Schrauben oder Muttern angezogen werden. Beispielsweise umfasst das Positioniermittel neben der Schraube ein Gewindeloch im Rahmen oder dessen Anbringungseinheit, in welches die Schraube eingreift, so wie einen Anschlag in der Antriebseinheit oder dessen komplementärer Anbringungseinheit, derart dass die Schraube die Antriebseinheit relativ zu dem Rahmen in der Richtung zunehmender Distanz zwischen Antriebseinheit und angetriebenem Laufrades, entgegen der durch die Spannung der Kraftübertragungseinheit ausgeübten Kraft verschiebt. Alternativ kann das Gewindeloch auch an der Antriebseinheit oder dessen komplementärer Anbringungseinheit und der Anschlag an dem Rahmen oder dessen Anbringungseinheit vorgesehen sein.
Dabei ist es von Vorteil, wenn die Schraube nicht mittig am Rahmen platziert ist, sondern auf derjenigen Seite des Rahmens, an der auch die Kraftübertragungseinheit vorgesehen ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Anbringungseinheit des Rahmens und/oder die komplementäre Anbringungseinheit der Antriebseinheit eine oder mehrere Kontaktflächen, die einen flächigen, vorzugsweise großflächigen Kontakt zwischen Rahmen und Antriebseinheit bzw. zwischen Anbringungseinheit und komplementärer Anbringungseinheit gestatten. Dadurch kann zum einen leicht eine reibschlüssige Verbindung zwischen Antriebseinheit und Rahmen bzw. zwischen Anbringungseinheit und komplementärer Anbringungseinheit geschaffen werden, die eine hohe Reibung und somit eine stabile Anbringung der Antriebseinheit an dem Rahmen gewährleistet. Zum anderen kann damit eine mechanische Führung hoher Güte für die Antriebseinheit beim Verschieben entlang des Verschiebeweges realisiert werden, die beispielsweise verhindert, dass sich die Antriebseinheit beim Verschieben verkantet. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung umfassen sowohl die Anbringungseinheit des Rahmens wie auch die komplementäre Anbringungseinheit der Antriebseinheit eine oder mehrere Kontaktflächen, welche plan aufeinander zu liegen kommen, und welche derart angeordnet sind, dass diese entlang des gesamten Verschiebeweges in reibschlüssigen Eingriff gebracht werden können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Anbringungseinheit des Rahmens umfasst diese zumindest ein Langloch, vorzugsweise ein gerades Langloch, das die verschiebbare Anbringung der Antriebseinheit gestattet. Entsprechend umfasst die komplementäre Anbringungseinheit der Antriebseinheit zumindest eine Stange, Gewindestange oder Schraube, die in das Langloch der Anbringungseinheit des Rahmens eingreift. Das Langloch definiert somit den Verschiebeweg entlang dem die Antriebseinheit gegenüber dem Rahmen verschiebbar ist. Das Langloch der Anbringungseinheit ist vorzugsweise ein Durchgangsloch und die Stange, Gewindestange oder Schraube der komplementären Anbringungseinheit wird zur Befestigung der Antriebseinheit direkt oder mittels einer weiteren Schraube oder Mutter festgezogen. Dabei kann die komplementäre Anbringungseinheit der Antriebseinheit zweiteilig aufgebaut sein, wobei beide Bauteile der komplementären Anbringungseinheit zur Befestigung der Antriebseinheit beispielsweise auf beiden Seiten des Rahmens positioniert und gegeneinander festgezogen werden. Das Langloch bildet vorzugsweise einen durchgehenden Schlitz in der Anbringungseinheit.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Anbringungseinheit des Rahmens eine Vielzahl von parallel ausgerichteten Langlöchern, das heißt eine Vielzahl von Langlöchern, deren Verschiebewege jeweils identisch ausgebildet sind. Entsprechend umfasst das komplementäre Anbringungsmittel der Antriebseinheit eine Vielzahl von Stangen, Gewindestangen und/oder Schrauben, die in die Vielzahl der Langlöcher der Anbringungseinheit des Rahmens eingreifen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Anbringungseinheit des Rahmens ein Rahmen-seitiges Befestigungsmittel, das eine verschiebbare Anbringung der Antriebseinheit gestattet. Entsprechend umfasst die komplementäre Anbringungseinheit der Antriebseinheit ein Antriebseinheits-seitiges Befestigungsmittel, welches ein zu dem Rahmen-seitigen Befestigungsmittel der Anbringungseinheit des Rahmens komplementäres Befestigungsmittel bildet und ein Langloch umfasst, das eine verschiebbare Anbringung der Antriebseinheit an dem Rahmen gestattet und den Verschiebeweg definiert. Das Rahmen-seitige Befestigungsmittel ist beispielsweise eine Hervorstehung wie ein Zapfen, ein Bolzen oder eine Gewindestange, die in das Langloch des antriebseinheitsseitigen Befestigungsmittels eingreift, wodurch die Antriebseinheit entlang des Langlochs des Antriebseinheits-seitigen Befestigungsmittels verschoben werden kann. Alternativ kann das Rahmen-seitige Befestigungsmittel auch ein Gewindeloch sein. Die Antriebseinheit wird dann beispielsweise mit Hilfe einer Schraube an dem Rahmen fixiert.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Anbringungseinheit des Rahmens eine Vielzahl von derartigen Rahmen-seitigen Befestigungsmitteln, welche vorzugsweise paarweise auf beiden Seiten des Rahmens angeordnet sind. Entsprechend umfasst die komplementäre Anbringungseinheit eine entsprechende Vielzahl von Antriebseinheits-seitigen, komplementären Befestigungsmitteln, die vorzugsweise ebenfalls paarweise auf beiden Seiten der Antriebseinheit angeordnet sind.
Weitere Ausführungsbeispiele und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend beispielhaft anhand der begleitenden Figuren erläutert. Die Beispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen dar, die die Erfindung in keiner Weise beschränken. Die gezeigten Figuren sind schematische Darstellungen, die die realen Proportionen nicht widerspiegeln, sondern einer verbesserten Anschaulichkeit der verschiedenen Ausführungsbeispiele dienen.
Im Einzelnen zeigen die Figuren:
1 eine Seitenansicht eines Zweirads;
2 eine perspektivische Explosionsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels;
3 eine perspektivische Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels; und
4 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels.
In 1 ist eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Zweirades dargestellt. Es umfasst einen Rahmen 1 mit einem Unterrohr 2, einem Sattelrohr 3 und einer Kettenstrebe 4. Das Zweirad umfasst weiterhin zwei Laufräder, wobei das hintere Laufrad das angetriebene Laufrad 5 ist, welches über eine Kraftübertragungseinheit in Form einer Kette 6 von der Antriebseinheit 7 angetrieben wird. Die Antriebseinheit ist im Bereich des Kreuzungspunktes von Unterrohr 2, Sattelrohr 3 und Kettenstrebe 4 angeordnet. Wie durch den Doppelpfeil in der Figur angedeutet, ist die Antriebseinheit 7 gegenüber dem Rahmen 1 verschiebbar gelagert, wodurch sich der Abstand zwischen der Antriebseinheit 7 und der Achse des angetriebenen Laufrads 5 verändert und somit die Kettenspannung der Kette 6 eingestellt werden kann.
In 2 ist eine perspektivische Explosionszeichnung der Antriebseinheit 7 dargestellt, die deren Befestigung am Rahmen 1 erläutert. In 3 ist die Antriebseinheit 7 aus 2 im zusammengebauten Zustand dargestellt. Die Befestigungseinheit 7 umfasst eine Antriebswelle 8, die zugleich eine Tretlagerwelle eines Tretlagers bildet. An der Antriebseinheit 8 sind wie in 1 dargestellt, ein Kurbelsatz mit Pedalen angeordnet, der in den 2 und 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen wurde. Ebenso wurde in 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit ein mit der Antriebswelle 8 fest verbundenes Zahnrad nicht dargestellt, mit dessen Hilfe über die Kette 6 das angetriebene Laufrad 5 angetrieben wird. In der Antriebseinheit 7 ist ein Elektromotor vorgesehen, mit dessen Hilfe die Antriebswelle 8 unterstützend angetrieben werden kann. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Verkabelung des Elektromotors in den 2 und 3 ebenfalls nicht dargestellt.
In dem Rahmen 1 sind in dem Ausführungsbeispiel drei Durchgangslöcher in Form von Langlöchern 9 vorgesehen, die die Anbringungseinheit des Rahmens zur Anbringung der Antriebseinheit 7 bilden. Die Schrauben 10 greifen in die Langlöcher 9 ein und befestigen im angezogenen Zustand die Antriebseinheit 7 an dem Rahmen 1. Dazu greifen die Schrauben 10 weiterhin in die Gewindelöcher 10a in der Antriebseinheit 7 ein. Im gelockerten, nicht angezogenen Zustand der Schrauben 10 können diese innerhalb der Langlöcher verschoben werden, womit eine Verschiebung der Antriebseinheit 7 relativ zu dem Rahmen 1 entlang der Langlöcher 9 möglich ist. Die Langlöcher 9 definieren somit den Verschiebeweg der Antriebseinheit 7. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Schrauben 10 nicht unmittelbar in die Langlöcher eingeschraubt werden, sondern über ein weiteres Befestigungsteil 7a mit der Antriebseinheit 7 und dem Rahmen zusammenwirken.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist weiterhin ein Positioniermittel mit einer Schraube 11 dargestellt, welche im Zusammenwirken mit einem Durchgangsloch 11a in dem Rahmen 1 und einem Gewindeloch 11b in der Antriebseinheit 7 die Position der Antriebseinheit 7 relativ zu dem Rahmen 1 entlang der Langlöcher einstellen kann. Wie aus den 2 und 3 ersichtlich arbeitet die Schraube 11 gegen die Kraft die durch die Kettenspannung der Kette 6 ausgeübt wird. Somit kann die Spannung der Kette 6 in gelockertem Zustand der Schrauben 10 eingestellt werden, indem eine geeignete Position der Antriebseinheit 7 gefunden wird und anschließend können die Schrauben 10 zur Fixierung der Antriebseinheit 7 an dem Rahmen 1 festgezogen werden. Wie in den 2 und 3 dargestellt, ist die Schraube 11 nicht mittig am Rahmen 1 angeordnet, sondern auf der Seite des Rahmens 1, auf der auch die Kette 6 vorgesehen ist, was in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die in Fahrtrichtung rechte Seite ist. Entsprechend wird ein verkantungsfreies Verschieben der Antriebseinrichtung 7 in den Langlöchern 9 unterstützt.
Die Langlöcher 9 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, dass eine Verschiebung der Antriebseinheit 7 an dem Rahmen 1 horizontal in Fahrtrichtung möglich ist. Entsprechend schafft auch die Schraube 11 eine Positioniermöglichkeit horizontal in Fahrtrichtung für die Antriebseinheit 7 gegenüber dem Rahmen 1. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind neben den Schrauben 10 weitere Stangen 13 mit Gewindelöchern vorgesehen, die eine zusätzliche mechanische Verbindung zwischen der Antriebseinheit 7 und der Befestigungsvorrichtung 7a schaffen. Diese Stangen liegen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel außerhalb der Langlöcher, wie dies beispielsweise aus der perspektivischen Ansicht in 3 ersichtlich ist.
Weiterhin sind an dem Rahmen um die Langlöcher 9 herum Kontaktflächen 12 vorgesehen. Ebenso sind um die Gewindelöcher 10a herum auf der dem Rahmen zugewandten Seite Kontaktflächen 12 vorgesehen. Solche Kontaktflächen sind auch auf der Befestigungsvorrichtung 7a um die Durchgangslöcher 10b herum auf der dem Rahmen zugewandten Seite vorgesehen, welche in den 2 und 3 jedoch verdeckt sind. Diese Kontaktflächen 12 sind eben ausgestaltet und gestatten zum einen das Schaffen einer reibschlüssigen Verbindung mit hoher Reibung zwischen der Antriebseinheit 7, gegebenenfalls der Befestigungseinheit 7a, an dem Rahmen 1 und zum anderen eine verkantungsfreie Führung beim Verschieben der Antriebseinheit 7 entlang der Langlöcher.
In einem zweiten, in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Langlöcher 9 alternativ in der Antriebseinheit 7 und dem Befestigungsmittel 7a vorgesehen. Im Rahmen 1 sind im Vergleich mit dem in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel anstelle der Langlöcher einfache Durchgangslöcher für die Schrauben 10 vorgesehen. Dies gestattet ebenfalls eine Verschiebung der Antriebseinheit 7 gegenüber dem Rahmen 1, wobei die Befestigung der Antriebseinheit 7 an dem Rahmen 1 wiederum mit Hilfe von Schrauben 10 realisiert werden kann. Auch in diesem Fall können wiederum Kontaktflächen 12 als Berührungsflächen zwischen dem Rahmen 1, der Antriebseinheit 7 und der Befestigungsvorrichtung 7a vorgesehen sein.
In einem in 5 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel sind an dem Rahmen 1 auch Hervorstehungen in Form von Gewindestangen 15 vorgesehen, welche in die Langlöcher 9 der Antriebseinheit 7 eingreifen. Entsprechend kann das Vorsehen von Durchgangslöchern in dem Rahmen 1 vermieden werden, womit eine mechanische Schwächung des Rahmens durch solche Durchgangslöcher vermieden wird. Die Antriebseinheit 7 wird durch Muttern 15 auf den Gewindestangen an dem Rahmen 1 befestigt. Da zur Befestigung der Antriebseinheit 7 in dem dritten Ausführungsbeispiel keine durchgängig durch den Rahmen gehenden Bauteile wie Durchgangslöcher, Langlöcher oder durchgängige Schrauben vorgesehen sind, kann im Vergleich mit den vorhergehenden Ausführungsbeispielen auf das Befestigungsmittel 7a verzichtet werden. Die Antriebseinheit 7 wird somit nur einseitig befestigt.
In einer nicht dargestellten Variante des dritten Ausführungsbeispiels sind anstelle von Gewindestangen 14 und Muttern 15 jeweils Gewindelöcher und Schrauben vorgesehen.

Claims

Rahmen für ein Fahrzeug, insbesondere Zweirad, mit – einer Aufnahme zur Anbringung einer Laufradachse eines Laufrads, und – einer Anbringungseinheit zur Anbringung einer Antriebseinheit zum Antrieb des Laufrads über eine Kraftübertragungseinheit, wobei die Anbringungseinheit derart ausgestaltet ist, dass die Antriebseinheit relativ zu dem Rahmen verschiebbar und in einer Vielzahl von Positionen an dem Rahmen befestigbar ist.
Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbringungseinheit zur Anbringung der Antriebseinheit an einem unteren Bereich eines Sattelrohrs vorgesehen ist.
Rahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbringungseinheit derart ausgestaltet ist, dass die Antriebseinheit entlang eines längsgestreckten Verschiebewegs verschiebbar ist, welcher vorzugsweise zumindest im Wesentlichen in Fahrtrichtung zeigt, wobei der Verschiebeweg vorzugsweise geradlinig ausgebildet ist.
Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein Positioniermittel, mit dessen Hilfe die Position der Antriebseinheit an dem Rahmen eingestellt werden kann, wobei das Positioniermittel vorzugsweise eine Schraube umfasst.
Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbringungseinheit zumindest eine Kontaktfläche zur reibschlüssigen Befestigung der Antriebseinheit an dem Rahmen umfasst.
Rahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbringungseinheit zumindest ein Langloch aufweist, das die verschiebbare Anbringung der Antriebseinheit gestattet, wobei die Anbringungseinheit vorzugsweise eine Vielzahl von parallel ausgerichteten Langlöchern umfasst.
Rahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbringungseinheit zumindest ein Rahmen-seitiges Befestigungsmittel, wie ein Gewindeloch oder eine Hervorstehung wie einen Zapfen, einen Bolzen oder eine Gewindestange, umfasst, das die verschiebbare Anbringung der Antriebseinheit gestattet, und vorzugsweise die Anbringungseinheit eine Vielzahl solcher Rahmen-seitiger Befestigungsmittel umfasst, die vorzugsweise jeweils paarweise auf beiden Seiten des Rahmens angeordnet sind.
Antriebseinheit zur Anbringung an einen Rahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer zur Anbringungseinheit des Rahmens komplementären Anbringungseinheit, die derart mit der Anbringungseinheit des Rahmens zusammenwirkt, dass die Antriebseinheit relativ zu dem Rahmen verschiebbar und in einer Vielzahl von Positionen an dem Rahmen befestigbar ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit ein Tretlager mit Kurbelsatz und/oder einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, umfasst.
Antriebseinheit nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die komplementäre Anbringungseinheit derart mit der Anbringungseinheit des Rahmens zusammenwirkt, dass die Antriebseinheit entlang eines längsgestreckten Verschiebewegs verschiebbar ist, welcher vorzugsweise zumindest im Wesentlichen in Fahrtrichtung zeigt, wobei der Verschiebeweg vorzugsweise geradlinig ausgebildet ist.
Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 10 gekennzeichnet durch ein Positioniermittel, mit dessen Hilfe die Position der Antriebseinheit an dem Rahmen eingestellt werden kann, wobei das Positioniermittel vorzugsweise eine Schraube umfasst.
Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die komplementäre Anbringungseinheit zumindest eine Kontaktfläche zur reibschlüssigen Befestigung der Antriebseinheit an dem Rahmen umfasst, die vorzugsweise mit einer Kontaktfläche der Anbringungseinheit des Rahmens zusammenwirkt.
Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 12, zur Anbringung an einen Rahmen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die komplementäre Anbringungseinheit zumindest eine Stange, eine Gewindestange oder einer Schraube umfasst, die in das zumindest eine Langloch eingreift, wobei die komplementäre Anbringungseinheit vorzugsweise eine Vielzahl von Stangen, Gewindestangen und/oder Schrauben umfasst, die jeweils in die Vielzahl von Langlöcher eingreifen.
Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 12, zur Anbringung an einen Rahmen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die komplementäre Anbringungseinheit zumindest ein zu dem Rahmen-seitigen Befestigungsmittel komplementäres Antriebseinheits-seitiges Befestigungsmittel mit einem Langloch umfasst, das die verschiebbare Anbringung der Antriebseinheit gestattet, und vorzugsweise die komplementäre Anbringungseinheit eine Vielzahl von komplementären Befestigungsmitteln umfasst, die vorzugsweise jeweils paarweise auf beiden Seiten der Antriebseinheit angeordnet sind.
Fahrzeug, insbesondere Zweirad, vorzugsweise Pedelec, umfassend – ein Laufrad mit einer Laufradachse, – einen Rahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, und – eine Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei die Antriebseinheit relativ zu dem Rahmen verschiebbar und in einer Vielzahl von Positionen an dem Rahmen befestigbar ist.