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Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem zum Antrieb eines Zweirads, welches Aufnahmen für einen Bremssattel einer Scheibenbremse umfasst.
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Stand der Technik
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Seit einigen Jahren werden vermehrt Zweiräder angeboten, die ein hybrides Antriebssystem aufweisen. Derartige Zweiräder sind beispielsweise sogenannte „Pedelecs”. Diese auf Fahrrädern basierenden Zweiräder nutzen neben der von dem Fahrer aufgebrachten Tretkraft ein weiteres Antriebssystem, welches meist einen Elektromotor umfasst. Das Antriebssystem wird ergänzt durch einen oder mehrere Energiespeicher. Umfasst das Antriebsystem einen Elektromotor, so werden insbesondere Akkumulatoren und sogenannte Supercaps zum Speichern von elektrischer Energie eingesetzt. In manchen Ländern bzw. bei bestimmten Ausführungen derartiger Zweiräder erlauben gesetzliche Vorschriften eine Unterstützung der Tretkraft durch das Antriebssystem oberhalb einer geringen Mindestgeschwindigkeit (sogenannte Schiebehilfe) nur, wenn von dem Fahrer eine Tretkraft aufgebracht wird, wenn also tatsächlich auch getreten wird. Deshalb sind bei derartigen Zweirädern eine Sensorik und eine Auswertelogik vorhanden, die ein Erkennen einer Tretbewegung und/oder einer Tretkraft ermöglichen. Die Auswertelogik ist üblicherweise Teil einer Steuereinheit, welche neben der Steuerung des Antriebssystems in Auswertung der Tretsensorik dem Fahrer die Vorwahl einer Tretkraftunterstützung erlaubt.
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Elektrische Antriebsmotoren werden bei Pedelecs in verschiedenen Topologien verwendet. Bekannt sind beispielsweise Radnabenmotoren, die am Hinterrad oder am Vorderrad eingesetzt werden. Nachteilig ist, dass Radnabenmotoren verhältnismäßig schwer sind, da sie entweder auf die relativ geringen Drehzahlen des Rad ausgelegt sein müssen oder eine Übersetzung in Form eines koaxialen Planetengetriebes enthalten. Wird der Radnabenmotor am Hinterrad eingesetzt, so hat dies zudem den Nachteil, dass eine spezielle Nabe verwendet werden muss, die den Einsatz einer Nabenschaltung und einer Rücktrittbremse nur als Sonderkonstruktion ermöglicht. Wird der Radnabenmotor am Vorderrad eingesetzt, so ist zwar eine Nabenschaltung und/oder eine Rücktrittbremse möglich, jedoch hat der dadurch realisierte Vorderradantrieb beim Zweirad aufgrund der Gewichtsverteilung eine gegenüber dem Hinterrad deutlich verringerte Traktion. Außerdem wird durch die Zusatzmasse des Radnabenmotors das Lenk- und Federungsverhalten des Vorderrades ungünstig beeinflusst.
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Es sind außerdem Antriebssysteme bekannt, bei denen der Elektromotor in der Umgebung des Tretlagers angeordnet ist und häufig auf die Tretlagerwelle wirkt. Nachteilig ist hierbei, dass die elektrische Antriebsleistung zusammen mit der Tretleistung des Fahrers über das übliche Zugmittelgetriebe, insbesondere Kette oder Zahnriemen, auf das Antriebsrad übertragen wird, was zu einem deutlich erhöhten Verschleiß der einzelnen Komponenten des Zugmittelgetriebes führt. Ferner ist bei dieser Anordnung nachteilig, dass eine Rückgewinnung von Bremsenergie (sogenannte Rekuperation) dadurch, dass der Elektromotor als Generator wirkt, zumindest bei Einsatz einer Kettenschaltung nicht möglich ist, weil die Umkehrung der Lastrichtung das sogenannte Untertrum des Zugmittelgetriebes belasten würde, was durch den Kettenspanner einer üblichen Kettenschaltung verhindert wird.
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Des weiteren sind Antriebssysteme bekannt, bei denen ein Elektromotor zentral am Rahmen montiert wird und die Antriebskraft mittels eines separaten Zugmittelgetriebes auf das Antriebsrad übertragen wird. Nachteilig ist hierbei, dass der Rahmen verändert werden muss für den Anbau des Antriebs. Außerdem wird dadurch Bauraum im Rahmendreieck derart reduziert, dass die Aufnahme von Federelementen und/oder Trinkflaschen nicht mehr möglich ist. Außerdem wird bei dieser Anordnung eine Rekuperation üblicherweise nicht realisiert, weil die beim Bremsen erfolgende Lastrichtungsumkehr eine Zusatzbelastung für die Spanneinrichtung des Zugmittelgetriebes darstellen würde und aufwändige Konstruktionen zur Reduzierung der Zusatzbelastung notwendig wären.
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Neben dem Einbau der zusätzlichen Antriebstechnik ab Werk besteht ein beachtlicher Markt für Umbausätze, die den Umbau eines herkömmlichen Fahrrads zu einem hybrid angetriebenen Zweirad ermöglichen. Für einen derartigen Umbau werden meist Radnabenmotoren eingesetzt, die jedoch die oben beschriebenen Nachteile aufweisen.
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Neben Pedelecs wird eine vergleichbare elektromotorische Antriebstechnik auch in Elektro-Kleinkrafträdern eingesetzt, die keinen Tretantrieb besitzen. Diese Fahrzeuge entfernen sich zwar mit zunehmender Antriebsleistung mehr und mehr vom Fahrrad, verwenden insbesondere im preiswerteren Segment dennoch grundlegende Fahrradtechnik, die gegebenenfalls an die bei der jeweiligen Antriebsleistung auftretenden Kräfte angepasst wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Antriebssystem für ein Zweirad zur Verfügung zu stellen, welches einen Antrieb des Hinterrades ermöglicht, unabhängig von der Art der Schaltung (Nabenschaltung oder Kettenschaltung) ist, eine Rekuperation ermöglicht und einen einfachen Umbau eines Zweirads, insbesondere eines Fahrrads ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch ein Antriebssystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine Antriebsmaschine an der Aufnahme für den Bremssattel befestigt ist, an der Nabe eine Antriebsscheibe befestigt ist und die Antriebsmaschine mit der Antriebsscheibe in einer Wirkverbindung steht. Durch diese Wirkverbindung wird eine Übertragung eines Drehmoments von der Antriebsmaschine auf die Antriebsscheibe und von der Antriebsscheibe auf die Antriebsmaschine ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird also eine zusätzliche Antriebsleistung, typischerweise durch eine elektrische Maschine, bereitgestellt, wobei die Antriebsmaschine an einer bei dem Zweirad bereits vorhandenen Aufnahme für einen Bremssattel befestigt ist. Die Antriebsmaschine wirkt auf eine Antriebsscheibe, die beispielsweise an einer für die Befestigung einer Bremsscheibe vorgesehenen Aufnahme befestigt ist, und damit auf die Nabe des Antriebsrades übertragen wird. Dabei ist die Antriebsmaschine so konstruiert, dass sie an der für den Bremssattel vorgesehenen Aufnahme an den Rahmen des Hinterrads oder die Gabel des Vorderrads montiert werden kann. Für diese Aufnahmen bestehen mehrere genormte Standards, beispielsweise die so genannten „IS2000” und „Postmount”. Da diese Aufnahmen für die beim Bremsen an dem Bremssattel entstehenden Kräfte konstruiert sind, sind sie ohne Veränderung auch für die Befestigung des erfindungsgemäßen Antriebssystems geeignet.
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Vorzugsweise umfasst das Antriebssystem ein Übersetzungsgetriebe, welches zwischen Antriebsmaschine und Antriebsscheibe wirkt, wobei das Übersetzungsgetriebe eine Übersetzung zwischen 2 und 100, vorzugsweise zwischen 5 und 50 und insbesondere zwischen 10 und 20 realisiert. Dadurch, dass mittels des Übersetzungsgetriebes eine Übersetzung der Antriebsleistung ins Langsame realisiert wird, können kleinere und damit leichtere Antriebsmaschinen eingesetzt werden, da die Antriebsmaschine ihre Leistung bei hoher Drehzahl und damit geringem Drehmoment erbringt. Im Leistungsbereich zwischen 100 W und 2000 W (für Pedelecs betragen die derzeit üblichen Leistungen meist 250 W und 500 W) und je nach der gewünschten Leistung für das Zweirad selbstverständlich auch darüber hinaus, können aufgrund des Übersetzungsgetriebes Antriebsmaschinen, die ursprünglich für andere Anwendungen entwickelt worden sind, für den erfindungsgemäßen Einsatz am Zweirad angepasst werden. Je nach Ausführung der Antriebsmaschine kann diese Anpassung lediglich das Gehäuse betreffen, um dieses für die Befestigung an der für den Bremssattel vorgesehenen Aufnahme auszurüsten. Dadurch entstehen Vorteile bei der Produktion und dem Engineering des erfindungsgemäßen Antriebssystems.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform weist die Antriebsscheibe eine Verzahnung auf und das Drehmoment der Antriebsmaschine wird über die Verzahnung auf die Antriebsscheibe übertragen. Dabei ist die Verzahnung radial außen, radial seitlich oder radiale innen angeordnet.
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Aus Gründen der verbesserten Kühlung der Bremsscheibe und der Gewichtsreduzierung ist es bekannt, Bremsscheiben mit einer Lochung zu versehen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Antriebsscheibe eine Lochung auf, die derart gestaltet ist, dass ein in geeigneter Weise angeordnetes und mit dem Elektromotor in Wirkverbindung stehendes verzahntes Rad in die Lochung der Antriebsscheibe eingreift und dadurch die Übertragung eines Drehmoments zwischen dem verzahnten Rad und der Antriebsscheibe bzw. zwischen dem Elektromotor und der Antriebsscheibe möglich ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Vorteile einer gelochten Bremsscheibe für die Antriebscheibe genutzt werden können, insbesondere dann, wenn die Antriebsscheibe auch als Bremsscheibe genutzt wird. Ferner kann eine vorhandene Bremsscheibe mit einer geeigneten Lochung als Antriebsscheibe verwendet werden, ohne dass ein weiteres Element hinzugefügt werden müsste und insbesondere ohne die Außenmaße der Bremsscheibe zu verändern.
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Die Übertragung der Antriebsleistung auf die Antriebsscheibe stellt eine besonders kostengünstig herstellbare und außerdem zuverlässige Möglichkeit dar, um die Antriebsleistung von der Antriebsmaschine auf die Antriebsscheibe, zu übertragen. Außerdem kann damit besonders einfach eine Umkehr des Kraftflusses erreicht werden, so dass ein Moment von der Antriebsscheibe auf die Antriebsmaschine übertragbar ist.
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Erfindungsgemäß kann zwischen der Antriebmaschine und der Antriebsscheibe ein einen Zahnriemen oder eine Kette vorgesehen sein. Dadurch werden zusätzliche Freiheitsgrade bei der Positionierung der Antriebsmaschine erreicht, auch wenn sie an der Bremszangenaufnahme mittelbar oder unmittelbar befestigt ist. Weil der Zahnriemen in Zugrichtung sehr steif ist, benötigt er keine Spannvorrichtung. Entsprechendes gilt auch für eine Kette.
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Dies ist beispielsweise bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform von Vorteil, bei welcher das Antriebssystem zum Bereitstellen eines Bremsmoments ausgebildet ist. Dies umfasst zunächst die Realisierung einer Rekuperation, also ein Rückgewinnen von Energie beim Bremsvorgang. Besonders vorteilhaft ist es, wenn mittels der Antriebsmaschine ein aktives Bremsmoment, beispielsweise durch eine geeignete elektrische Ansteuerung der Antriebsmaschine, erzeugt wird.
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Hierzu kann eine spezielle Sensorik in den Bremshebeln vorhanden sein. Vorzugsweise umfasst das Antriebssystem hierbei eine Steuereinheit derart, dass die Steuereinheit in Abhängigkeit von einer Vorgabe durch den Fahrer mittels einer Betätigungseinrichtung die Antriebsmaschine zum Bereitstellen des Bremsmoments ansteuert. Die Steuereinheit kann beispielsweise als sogenanntes embedded system ausgeführt sein und an geeigneter Stelle an dem Zweirad angeordnet sein. Insbesondere kann die Steuereinheit zusammen mit dem Energiespeicher in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein. Es ist ebenfalls möglich, die Steuereinheit an dem Lenker des Zweirads oder an dem Rahmen anzuordnen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, bei welcher das Zweirad ein von dem Antriebssystem unabhängiges Bremssystem aufweist, ist mittels der Betätigungseinrichtung sowohl das unabhängige Bremssystem als auch die Antriebsmaschine zum Bereitstellen des Bremsmoments aktivierbar. Damit ist sichergestellt, dass auch bei einem Ausfall der Antriebsmaschine stets eine Bremsleistung verfügbar ist, die überdies über nur eine Betätigungseinrichtung, also beispielsweise einen Bremshebel, aktiviert wird. Für den Fahrer ist bei dieser Ausführungsform ein besonders hohes Maß an Sicherheit gegeben. Es kann vorgesehen sein, dass zunächst die Bremsleistung über die Antriebsmaschine im Sinne einer Rekuperation erbracht wird. Wird von dem Fahrer mehr Bremsleistung angefordert, so kann dies durch Zuschalten des alternativen Bremssystems erfolgen.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform weist das Gehäuse der Antriebsmaschine eine Aufnahme für einen Scheibenbremssattel auf. Damit wird der Betrieb einer Scheibenbremsanlage als von der Antriebsmaschine unabhängiges Bremssystem ermöglicht. Alternativ oder ergänzend hierzu kann in das Gehäuse der Antriebsmaschine ein Bremssattel integriert sein.
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Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der Zeichnungen erläutert werden, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebssystems gemäß einer möglichen Ausführungsform in einer Seitenansicht;
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2 eine Ansicht der in 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung in Fahrtrichtung des Zweirads;
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3 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung ebenfalls in einer Ansicht in Fahrtrichtung des Zweirads;
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4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems in einer Seitenansicht; und
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5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems mit einer gelochten Antriebsscheibe.
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In 1 ist eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems 1 skizziert. Hierzu ist ein Ausschnitt eines Rahmendreiecks 2 eines Zweirads gezeigt, in dessen Ausfallende 3 eine Achse 4 angeordnet ist. Auf der Achse 4 ist eine Antriebsscheibe 5 an Aufnahmen 6 befestigt. Die Antriebsscheibe 5 weist eine äußere Verzahnung 7 auf. Das Antriebssystem 1 umfasst ferner eine Antriebsmaschine 8, die vorzugsweise als ein Elektromotor, aber ebenso auch als ein Verbrennungsmotor, ein hydraulischer Motor oder ein pneumatischer Motor ausgebildet sein kann.
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Die Antriebsmaschine 8 ist über Aufnahmen 9 am Rahmendreieck 2 befestigt. Die Aufnahmen 9 können einem genormten Standard, beispielsweise „IS2000” oder „Postmount” entsprechen. Die Antriebsmaschine 8 ist über ein in die Verzahnung 7 eingreifendes und als Ritzel ausgebildetes Übersetzungsgetriebe 10 mit der Antriebsscheibe 5 in Wirkverbindung. Durch das Übersetzungsgetriebe 10 wird eine Übersetzung derart erreicht, sodass die Antriebsmaschine 8 ihre Leistung bei deutlich höherer Drehzahl bereitstellt als die hierdurch angetriebene Antriebsscheibe 5 und damit das jeweilige Rad des Zweirads.
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Gemäß einer bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Antriebssystems 1 ist die Antriebsscheibe 5, auf welche die Kraft der Antriebsmaschine 8 übertragen wird, in einer für Bremsscheiben bekannten Weise auf einer Nabe 11 befestigt. Für die Aufnahme der Bremsscheiben auf der Radnabe haben sich Standards etabliert, wie beispielsweise die Konfiguration „IS 6” mittels 6 Schrauben und die sogenannte Center-Lock Aufnahme zur formschlüssigen Übertragung mittels eines Profils. Diese Aufnahmen sind derart ausgeführt, dass sie auch maximale Bremsmomente aus den maximalen Belastungen bei schnellen Bergabfahrten (Downhill-Wettbewerbe) sicher übertragen. Somit sind diese standardisierten Aufnahmen für die Leistung der meisten erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden Antriebssysteme ebenfalls ausreichend dimensioniert.
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2 zeigt eine Ansicht der in 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung in Fahrtrichtung des Zweirads. In dieser Ansicht sind zusätzlich zu den bereits in 1 beschriebenen Komponenten weitere Teile des Hinterrades, nämlich Speichen 20 eine Felge 21 sowie einen auf der Achse 4 angeordneten Zahnkranz 22 einer Kettenschaltung gezeigt.
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Während die in den 1 und 2 gezeigte Antriebsscheibe 5 eine radial außen angeordnete Verzahnung 7 aufweist, ist in 3 eine andere mögliche Ausführungsform dargestellt, bei welcher eine Antriebsscheibe 30 eine Innenverzahnung 31 aufweist.
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Für die Ausrüstung eines Zweirads mit einer Antriebsmaschine macht sich die Erfindung also an einem Zweirad bereits vorhandene Aufnahmen zunutze, die für den Betrieb einer Scheibenbremseinrichtung vorgesehen sind. Diese Aufnahmen sind zumeist am Rahmen des Hinterrads bzw. an der Vorderradgabel vorhanden. Das erfindungsgemäße Antriebssystem kann also sowohl für den Antrieb des Hinterrads als auch den Antrieb des Vorderrads eingesetzt werden. Scheibenbremseinrichtungen sind für Fahrräder, Pedelecs und Motorräder jeder Leistungsstärke verfügbar. Die Anforderung an die Bremsleistung dieser Scheibenbremseinrichtungen ist sehr unterschiedlich und ist insbesondere abhängig von der vorgesehenen Anwendung des Zweirads, insbesondere der Steilheit und Länge der Strecken bergab, der Bremsverzögerung, der rotierenden Massen sowie der Gesamtmasse, die sich aus dem Zweirad und dem Fahrer ergibt. Ausgehend von verschiedenen Anwendungen beispielsweise bei sogenannten Mountain-Bikes, haben sich Standards beim Durchmesser der Bremsscheiben gebildet, die von 203 mm für hoch belastete Downhill-Räder über 180 bzw. 185 mm und 160 mm für Allround-Anwendungen bis 140 mm für gewichtskritische Sporteinsätze reichen, wobei auch andere Durchmesser eingesetzt werden.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird durch die Antriebsmaschine 8 bei Bedarf ein Bremsmoment zur Verfügung gestellt. Dieses Bremsmoment kann zunächst dadurch erzeugt werden, dass die Antriebsmaschine 8 als Generator eingesetzt wird, der nun in einer Wirkungsumkehr von der mit der Nabe 11 und damit dem Rad verbundenen Antriebsscheibe 5 über das Übersetzungsgetriebe 10 angetrieben wird. Dadurch wird ein Teil der Bewegungsenergie des Zweirads in elektrische Energie umgewandelt, die in einem Energiespeicher gespeichert werden und bei Bedarf wieder für den Antrieb des Zweirads durch die Antriebsmaschine 8 verwendet werden kann (Rekuperation). Darüber hinaus kann vorgesehen sein, die Antriebsmaschine derart anzusteuern, dass diese ein aktives Bremsmoment zur Verfügung stellt.
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Vorzugsweise weist das Zweirad eine von dem erfindungsgemäßen Antriebssystem unabhängiges Bremssystem auf, das beispielsweise als Felgenbremse, Scheibenbremse oder Rücktrittbremse sowie möglicherweise einer Kombination hiervon ausgebildet ist. Da eine Vielzahl von Rahmen sowohl Aufnahmen für Felgenbremsen als auch Aufnahmen für Scheibenbremsen aufweisen, ergibt sich eine sehr vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung, bei welcher die Bremsfunktion über eine Felgenbremse realisiert wird und die Scheibenbremsaufnahmen für die Antriebsfunktion genutzt werden, so dass große Freiheiten für die Konstruktion der Übersetzung entstehen. Durch die problemlose Darstellung der Rekuperation kann der Einsatz der Felgenbremse auf starke Bremsungen beschränkt werden oder bei abgesicherter Applikation der Erfindung auch ganz entfallen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das mittels des erfindungsgemäßen Antriebssystems erzeugbare Bremsmoment und das mittels des alternativen Bremssystems erzeugbare Bremsmoment über dieselbe Betätigungseinrichtung von dem Fahrer anforderbar ist. Diese Betätigungseinrichtung kann insbesondere ein herkömmlicher Bremshebel sein, der ein geeigneter Sensor zum Erfassen des Bremsmomentwunsches sowie ein Steuerelement zur Ansteuerung der Antriebsmaschine 8 zugeordnet sind. Somit ist es möglich, beide Bremssysteme auf verschiedene Weise zu aktivieren, beispielsweise kann vorgesehen sein, zunächst ein Bremsmoment durch vorzugsweise stufenloses Aktivieren der Rekuperation bis zu dem möglichen Maximalwert zur Verfügung zu stellen. Wird von dem Fahrer ein höheres Bremsmoment angefordert, so kann vorgesehen sein, das alternative Bremssystem zu aktivieren. Fällt das alternative Bremssystem aus, was beispielsweise durch geeignete Auswertung von erfasstem Bremsmomentwunsch und hierauf tatsächlich erfolgender Verzögerung des Zweirads erkannt werden kann, so kann vorgesehen sein, nun die Antriebsmaschine derart anzusteuern, dass von dieser das gewünschte Bremsmoment aktiv zur Verfügung gestellt wird. In diesem Fall trägt die aktive Bremsfunktion des erfindungsgemäßen Antriebssystems folglich zur Erhöhung der Betriebssicherheit des Zweirads bei.
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In 4 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems 1b dargestellt, in welchem ein Scheibenbremssystem als alternatives Bremssystem vorhanden ist. Hierbei ist eine Bremsscheibe 40 vorgesehen. Die Bremsscheibe 40 kann an der Antriebsscheibe 5, 30 beispielsweise mittels Schraubverbindungen 41 befestigt sein. Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Bremsscheibe 40 über die Aufnahmen 6 an der Nabe 11 befestigt ist und die Antriebsscheibe 5, 30 wiederum an der Bremsscheibe 40 beispielsweise über eine den Schraubverbindungen 41 entsprechenden Verbindungsvorrichtung befestigt ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Antriebsscheibe 5, 30 und die Bremsscheibe 40 gemeinsam oder vermittels gesonderter Aufnahmen jeweils auf der Nabe 11 zu befestigen.
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In 4 ist ferner ein Bremssattel 42 gezeigt, der an dem Gehäuse der Antriebsmaschine 8 angeordnet ist. Hierzu kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse Aufnahmen für die Befestigung des Bremssattels 42 aufweist. Diese Aufnahmen können den Aufnahmen 9 entsprechen, so dass ein dem jeweiligen Befestigungsstandard entsprechender Bremssattel ausgewählt werden kann. Insbesondere wenn das erfindungsgemäße Antriebssystem an einem vorhandenen Zweirad nachgerüstet wird, erlaubt diese Anordnung ein Weiterverwenden eines bereits vorhandenen Scheibenbremssattels. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, den Bremssattel 42 in das Gehäuse der Antriebsmaschine 8 zu integrieren, wodurch eine besonders kompakte und gewichtsreduzierte Bauform möglich ist.
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5 zeigt ein Antriebssystem 1c gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung. Das Antriebssystem 1c umfasst eine Antriebsscheibe 50, die Lochungen 51 aufweist. Die in 5 gezeigte Form der Lochungen 51 ist nur beispielhaft zu verstehen. Die Lochungen können auch kreisförmig, oval, quadratisch, trapezförmig, etc. sein. Außerdem können die Lochungen 51 beispielsweise abgerundete Kanten aufweisen und/oder konisch in axialer Richtung der Antriebsscheibe 50 ausgebildet sein. Ein mit der Antriebsmaschine 8 in Wirkverbindung stehendes verzahntes Rad 52 greift in die Lochung der Antriebsscheibe 50 ein und ermöglicht dadurch die Übertragung eines Drehmoments zwischen dem verzahnten Rad 52 und der Antriebsscheibe 50 bzw. zwischen der Antriebsmaschine 8 und der Antriebsscheibe 50. In dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Drehachse Antriebsmaschine 8 radial zur Antriebsscheibe 8 angeordnet. Insbesondere wenn die Antriebsscheibe auch als Bremsscheibe genutzt wird, beispielsweise wie in 4 gezeigt, können die Vorteile einer gelochten Bremsscheibe für die Antriebscheibe genutzt werden.
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Die vorliegende Erfindung, bei welcher eine Antriebsmaschine an den genormten Aufnahmen für einen Bremssattel befestigt wird, erlaubt beispielsweise eine Konstruktion einer Antriebseinheit für ein Pedelec, die an alle Fahrradrahmen mit der entsprechenden Aufnahme passt. Damit sind Kostenvorteile und eine gute Marktdurchdringung erzielbar, weil Herstellung und Montage des Zweirads, von der Antriebstechnik strukturell trennbar sind. Ferner ist ein Einsatz der vorliegenden Erfindung weitgehend unabhängig davon, ob der Rahmen ein Federungssystem aufweist oder nicht.
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Das erfindungsgemäße Antriebssystem 1a, 1b, 1c kann sowohl am Hinterrad als auch am Vorderrad eingesetzt werden. Wird das erfindungsgemäße Antriebssystem am Vorderrad eingesetzt, so wird die Antriebsmaschine ebenfalls an den Aufnahmen 9 für den Bremssattel befestigt. Diese Aufnahmen sind in bekannter Weise an der Vorderradgabel angeordnet. Das erfindungsgemäße Antriebssystem 1a, 1b, 1c ist also ohne Veränderung sowohl am Vorderrad als auch am Hinterrad einsetzbar.
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Ein besonderer Vorteil wird bei Ausführungsformen erreicht, die eine Übersetzung der Antriebsleistung ins Langsame aufweisen. Damit können kleinere und damit leichtere Antriebsmaschinen eingesetzt werden. Es ist zu erwarten, dass im Leistungsbereich zwischen 100 W und 2000 W (für Pedelecs sind Werte zwischen 250 W und 500 W üblich) Maschinen aus anderen Anwendungen angepasst werden können, so dass Vorteile bei Produktion und Engineering generiert werden.
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Gegenüber Radnabenmotoren kann mit dieser Erfindung die Vielzahl von Naben in Serienproduktion mit Scheibenbremsaufnahme auch für ein Pedelec eingesetzt werden. Ein besonderer Vorteil ergibt sich ferner dadurch, dass auch Getriebenaben eingesetzt werden können und die Übertragung der Tretkraft über einen Zahnriemen (kein Öl und Schmutz) erfolgen kann bzw. über eine Kette in einer Einhausung.
