DE102013105187A1

DE102013105187A1 - Vorsatzantrieb für einen Rollstuhl

Info

Publication number: DE102013105187A1
Application number: DE102013105187.1A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2014-11-27

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Vorsatzantrieb (2) für einen Rollstuhl. Erfindungsgemäß ist der Vorsatzantrieb mit einem elektrischen Antrieb (3) gebildet, welcher oberhalb eines Fahrzeugrads (4) angeordnet ist. Der Antrieb (3) treibt ein untersetzendes Getriebe (12) an, welche beispielsweise als Schneckengetriebe ausgebildet ist. Über ein von dem Getriebe (12) angetriebenes Antriebsritzel (16) und eine Kette (20) wird ein einer Mehrgang-Nabe (22) zugeordnetes Abtriebsritzel (18) angetrieben. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht den Einsatz von aus dem Fahrradmarkt bekannten Komponenten, insbesondere einer Mehrgang-Nabe (22) eines Hinterrads, sowie eine gegenüber herkömmlichen Naben-Antrieben vergrößerte Untersetzung.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Vorsatzantrieb für einen Rollstuhl oder ein ähnliches Fahrzeugteil, beispielsweise eine fahrbare Rampe, auf welchen ein Rollstuhl aufgeschoben werden kann. Der Rollstuhl oder das ähnliche Fahrzeugteil und der Vorsatzantrieb bilden in miteinander montiertem Zustand eine Art Dreirad, bei welchem der Antrieb und die Lenkung über den Vorsatzantrieb erfolgt. Zwecks Vereinfachung wird im Folgenden die Erfindung beschrieben auf Grundlage eines Vorsatzantriebs für einen Rollstuhl, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung auf diesen Einsatzzweck des Vorsatzantriebs erfolgen soll.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, welches mit einem Vorsatzantrieb und einem Rollstuhl gebildet ist und insbesondere, in grober Näherung, entsprechend eines Trikes ausgebildet ist oder als dreirädriges elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit einem gelenkten Vorderrad, wobei die beiden parallelen Hinterräder von den Haupträdern des Rollstuhls gebildet sind.
Schließlich betrifft die Erfindung auch eine Baureihe mit unterschiedlichen Vorsatzantrieben mit unterschiedlichen Leistungsdaten und/oder Antriebscharakteristika.
STAND DER TECHNIK
Bekannt sind Rollstühle mit zwei Haupträdern sowie zusätzlichen Stütz- und Lenkrädern, welche über einen elektrischen Antrieb angetrieben sind. Hierbei wird oftmals der elektrische Antrieb in eine Nabe der Haupträder integriert, vgl. bspw. DE 41 27 257 C2 oder DE 198 57 786 A1 . In diesem Fall ist der elektrische Antrieb aber integraler Bestandteil des Rollstuhls, so dass die Masse des elektrischen Antriebs auch dann mit dem Rollstuhl bewegt werden muss, wenn der Rollstuhlbenutzer den Rollstuhl manuell antreiben möchte oder muss, was einen erhöhten Kraft- und Energieaufwand bedingt.
DE 298 09 048 U1 offenbart ein dreirädriges Fahrzeug mit einer gelenkten Vorderachse, welches über eine Plattform verfügt, auf welche ein Rollstuhl aufschiebbar ist. Hierbei kann der Antrieb der beiden Hinterräder über einen Elektroantrieb erfolgen. Nachteilig hieran sind der hohe Bauaufwand, der hohe Materialeinsatz und das große Transportvolumen, welche durch die Ausbildung einerseits des Rollstuhls und andererseits des dreirädrigen Fahrzeugs bedingt sind.
DE 41 07 410 offenbart einen Vorsatzantrieb, welcher über ein lenkbares Vorderrad verfügt und über einen Kopplungsbereich mit einem Rollstuhl koppelbar ist, so dass mit dem Vorsatzantrieb einerseits und dem Rollstuhl andererseits ein lenkbares dreirädriges Fahrzeug gebildet ist. Der Antrieb erfolgt über eine von dem Rollstuhlbenutzer betätigte Handkurbel, welche eine Kette antreibt. Die Kette treibt wiederum ein im Bereich einer Nabe des Fahrzeugrads des Vorsatzantriebs angeordnetes Abtriebsritzel an. DE 41 07 410 A1 offenbart vielfältige Möglichkeiten für eine Anpassbarkeit der Höhe der Kurbel, der Neigung der Gabel des Vorsatzantriebs, der Neigung des Rahmens und für die Ermöglichung des Übergangs von einer Fahrstellung, in welcher Hilfsräder des Rollstuhls angehoben sind, in eine Ruhe-, Park- oder Demontageposition, in welcher die Hilfsräder des Rollstuhls auf der Fahrbahn abgestützt sind. Eine Kettenschaltung verfügt über Ritzel unterschiedlicher Durchmesser und Zähnezahlen, so dass bei Betätigung eines Kettenumwerfers unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen der Handkurbel und dem Fahrzeugrad wählbar sind.
Des Weiteren bekannt sind Vorsatzantriebe für Rollstühle, bei welchen das lenkbare Vorderrad des dreirädrigen Fahrzeugs, welches mit dem Vorsatzantrieb und dem Rollstuhl gebildet ist, über einen Nabenantrieb antreibbar ist, vgl. DE 200 07 793 U1 .
Auf der Internet-Seite www.riomobility.com ist ein Vorsatzantrieb bekannt, welcher hier als ”Power Handcycle” bezeichnet ist. Der Vorsatzantrieb ist über einen Kopplungsbereich mit dem Rollstuhl koppelbar und verfügt über ein Fahrzeugrad, welches über einen Nabenantrieb angetrieben ist. Ein Akkumulator ist bei diesem Vorsatzantrieb in der Rotationsebene des Fahrzeugrads angeordnet, nämlich oberhalb des Fahrzeugrads bei Erstreckung parallel zum Steuerrohr.
Die Internet-Seite www.proactiv-gmbh.de beschreibt Vorsatzantriebe, welche hier als ”Pro Active Zuggeräte” bezeichnet sind. Diese Vorsatzantriebe verfügen über einen Nabenanntrieb, welcher baugleich auch für Pedelecs eingesetzt werden. Der Vorsatzantrieb ermöglicht alternativ einen reinen Antrieb über den elektrischen Antrieb oder eine elektromotorische Unterstützung eines manuellen Antriebs über eine Handkurbel.
Die Internet-Seite www.speedy-reha-technik.de offenbart einen Vorsatzantrieb ”Speedy-Elektra 2”, bei welchem ebenfalls ein Nabenantrieb Einsatz findet. Hier verfügt der Vorsatzantrieb über eine großflächige Verkleidung.
Auch die Internet-Seite www.stricker-handbikes.de offenbart einen Vorsatzantrieb mit einem Nabenmotor.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vorsatzantrieb für einen Rollstuhl oder ein ähnliches Fahrzeugteil vorzuschlagen, welcher insbesondere verbessert ist hinsichtlich

– der Bauraumgestaltung,
– der Übertragung und Steuerung der elektrischen Antriebsleistung und
– der Bedienbarkeit.

Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Fahrzeug mit einem entsprechenden Vorsatzantrieb vorzuschlagen. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Baureihe unterschiedlicher Vorsatzantriebe mit unterschiedlichen Leistungsdaten und/oder Antriebscharakteristika zu verbessern hinsichtlich der Variationsmöglichkeiten und des Herstellungs- und/oder Montageaufwands für die unterschiedlichen Vorsatzantriebe der Baureihe.
LÖSUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass problematisch bei den bekannten Vorsatzantrieben für Rollstühle mit einem elektrischen Nabenantrieb ist, dass die Drehzahl des Nabenantriebs der Drehzahl des Fahrzeugrads entsprechen muss. Da ein Rollstuhl auch mit Vorsatzantrieb üblicherweise mit geringen Geschwindigkeiten bewegt wird, hat dies zur Folge, dass der Nabenantrieb mit verhältnismäßig kleinen Drehzahlen betrieben wird. Dies ist unter Umständen ungünstig für den Energieverbrauch und den Entladezyklus des eingesetzten Akkumulators. Möglich ist auch, dass der Nabenmotor in dem Bereich kleiner Drehzahlen über eine schlechte oder ungleichförmige Kraftentfaltung verfügt. Hinzu kommt, dass bei kleinen Betriebsdrehzahlen des Nabenantriebs die Lebensdauer desselben reduziert sein kann, da es zu Überhitzungen des Nabenantriebs kommen kann. Bspw. besteht besonders die Gefahr einer Überhitzung, wenn mit dem mit dem Vorsatzantrieb und dem Rollstuhl gebildeten Fahrzeug an einer geneigten Rampe mit kleiner Geschwindigkeit, beispielsweise in einem Menschengedränge, angefahren werden soll oder eine ”Stop-and-go-Betrieb” erfolgen soll, was für eine minimale Drehzahl des elektrischen Antriebs mit einem maximalen erforderlichen Antriebsmoment verbunden ist. Andererseits hat die Integration des Antriebs in die Nabe des Fahrzeugrads hohe Bauraumanforderungen zu Folge, da der im Bereich der Nabe des Fahrzeugrads verfügbare Bauraum sowohl in radialer Richtung als auch in Richtung der Rotationsachse des Fahrzeugrads begrenzt ist.
Erfindungsgemäß wird ein Vorsatzantrieb für einen Rollstuhl vorgeschlagen, der über einen Kopplungsbereich verfügt, über welchen der Vorsatzantrieb an einem Rollstuhl befestigt werden kann. Der Vorsatzantrieb verfügt über ein gelenktes Fahrzeugrad, dessen Nabe von einem elektrischen Antrieb angetrieben ist. Im Gegensatz zu den Ausgestaltungen gemäß dem Stand der Technik, der einen Nabenantrieb einsetzt, ist erfindungsgemäß der elektrische Antrieb beabstandet von einer Nabe des Fahrzeugrads angeordnet. Hierbei ist der Antrieb bevorzugt radial von der Rotationsachse des Fahrzeugrads und der Nabe beabstandet angeordnet. Durch die erfindungsgemäße Verlagerung des Antriebs gegenüber einem Nabenantrieb können die beengten Bauraumverhältnisse im Bereich der Nabe aufgelöst werden, wodurch sich ein vergrößerter Gestaltungsspielraum für den Antrieb, etwaiger eingesetzter Getriebeelemente, für Steuerungseinrichtungen u. ä. ergibt.
Im Rahmen der Erfindung kann die Verlagerung des Antriebs gegenüber der Nabe durch beliebige Antriebsverbindungen oder getriebliche Verbindungen erfolgen. Für eine besondere Ausgestaltung der Erfindung steht der Antrieb über einen Zahnriemen oder eine Kette mit der Nabe in Antriebsverbindung. Der Einsatz eines derartigen (endlosen) Zugmittels wie eines Zahnriemens oder einer Kette hat sich für derartige Antriebe bewährt und ist insbesondere hinsichtlich der Kosten, des einfachen Austausches, des spielfreien Antriebs, der Verschleißes und der Laufgeräusche von Vorteil.
In besonderer Ausgestaltung der Erfindung wird für den Vorsatzantrieb nicht eine individuelle Nabe mit individuellem Abtriebsritzel, welches speziell für den Vorsatzantrieb in verhältnismäßig kleinen Stückzahlen gefertigt ist und somit hohe Kosten verursacht, eingesetzt. Vielmehr ist das Fahrzeugrad mit einer handelsüblichen Nabe eines Hinterrads eines Fahrrads gebildet. Möglich ist sogar, dass als Fahrzeugrad ein Hinterrad eines Fahrrads mit der Nabe des Hinterrads ohne jedwede Veränderung oder Umbaumaßnahme eingesetzt ist. Eine derartige Nabe eines Hinterrads eines Fahrrads verfügt über ein Abtriebsritzel. Dieses Abtriebsritzel kann (ebenfalls unverändert) genutzt werden, um über die Kette eine Antriebsverbindung mit dem Antrieb herzustellen. Auf diese Weise können kostengünstige Fahrzeugräder in Form zumindest einer Nabe eines Hinterrads eines Fahrrads mit zugeordnetem Abtriebsritzel genutzt werden, welche in hohen Stückzahlen produziert werden und sich auch in rauen Einsatzbedingungen, beispielsweise für Mountainbikes, bewährt haben. Möglich ist, dass bei Nutzung eines Hinterrads eines Fahrrads auch weitere Bauelemente, welche an sich für ein Fahrrad vorgesehen sind, für den erfindungsgemäßen Vorsatzantrieb genutzt werden. Beispielsweise kann eine Scheibenbremse des Hinterrads eines Fahrrads verwendet werden, eine Felgenbremse, eine Hydraulikbremse, eine Beleuchtungsanlage, eine Gabel u. ä.
Durchaus möglich ist, dass in dem mit der Kette gebildeten Kettentrieb Übersetzungsstufen vorhanden sind, wobei auch eine herkömmliche Kettenschaltung, wie diese für Rennräder bekannt ist, genutzt werden kann (vgl. DE 41 07 410 A1 ). In besonderer Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei der handelsüblichen Nabe eines Hinterrads eines Fahrrads um eine Mehrgang-Nabe. Unter einer derartigen ”Mehrgang-Nabe” wird eine Nabe verstanden, in welche Zahnräder, Planetensätze u. ä. integriert sind, welche eine Schaltung mit unterschiedlichen wirksamen Über- und/oder Untersetzungen ermöglichen. Derartige Mehrgang-Naben sind beispielsweise von den Unternehmen

– Rohloff unter der Kennzeichnung ”Speedhub”,
– Shimano unter der Kennzeichnung ”Alfine” oder ”Nexus”
– oder SRAM unter der Kennzeichnung ”I-Motion” oder ”Spectro”

Eine weitere (kumulative oder alternative) Möglichkeit der Beeinflussung der Übersetzung zwischen dem Fahrzeugrad und dem elektrischen Antrieb besteht, wenn ein abseits der Nabe angeordnetes Antriebsritzel für die Kette über ein untersetzendes Getriebe mit dem elektrischen Antrieb in Antriebsverbindung steht. Da ein derartiges untersetzendes Getriebes nicht in eine Nabe integriert werden kann für Lösungen gemäß dem Stand der Technik, besteht erfindungsgemäß ein vergrößerter Gestaltungsspielraum für das untersetzende Getriebe und damit auch für die wählbaren Übersetzungen. Möglich ist, dass das untersetzende Getriebe auch schaltbar ist, so dass dieses mehrere unterschiedliche Untersetzungen besitzt. Vorzugsweise handelt es sich aber um ein Getriebe mit einer fest vorgegebenen Untersetzung. Mittels der Untersetzung kann gewährleistet werden, dass der Antrieb auch mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit betrieben werden kann, wenn das Fahrzeug mit einer kleinen Geschwindigkeit bewegt werden soll.
Grundsätzlich sind beliebige Ausgestaltungen für das untersetzende Getriebe möglich. Für eine Ausgestaltung der Erfindung ist das untersetzende Getriebe ein Schneckengetriebe, womit ein hoher Grad einer Untersetzung herbeigeführt werden kann. Für eine alternative Ausgestaltung der Erfindung ist das untersetzende Getriebe als Planetengetriebe ausgebildet. Es versteht sich, dass auch mehrere Getriebestufen gleicher oder unterschiedlicher Bauart hintereinander geschaltet sein können.
In weiterer Ausgestaltung ist der Kopplungsbereich, über welchen der Vorsatzantrieb mit dem Rollstuhl koppelbar ist, mit dem Fahrzeugrad (und einer das Fahrzeugrad haltenden Gabel) über ein Lenklager verbunden. Die Verbindung erfolgt dabei derart, dass das Fahrzeugrad gegenüber dem Kopplungsbereich um eine Lenkachse verschwenkbar ist.
Während durchaus möglich ist, dass eine Gabel des Vorsatzantriebs einen fest vorgegebenen Neigungswinkel besitzt, schlägt die Erfindung in weiterer Ausgestaltung vor, dass der Neigungswinkel der Gabel gegenüber der Vertikalen einstellbar und veränderbar ist. Eine derartige Einstellung des Neigungswinkels der Gabel ermöglicht einerseits die Anpassung des Vorsatzantriebs an unterschiedliche Bauformen von Rollstühlen. Andererseits kann über die Veränderung des Neigungswinkels der Gabel eine Veränderung der Fahrdynamik des mit dem Vorsatzantrieb und dem Rollstuhl gebildeten Fahrzeugs erfolgen: Für einen großen Neigungswinkel besitzt das Fahrzeug eine kleine Lenkagilität, während sich dieses mit großer Laufruhe bewegt. Hingegen hat ein kleiner Neigungswinkel eine große Lenkagilität mit einem kleinen minimalen Kurvenradius zur Folge. Schließlich kann durch die Veränderung des Neigungswinkels der Gabel u. U. unterschiedlichen Ausprägungen einer Behinderung des Benutzers des Rollstuhls, der mit dem Vorsatzantrieb gekoppelt werden soll, Rechnung getragen werden, da mit Veränderung des Neigungswinkels auch eine Lenkstange näher in Richtung des Rollstuhls bewegt werden kann oder weiter von diesem weg. Auch sind die durch den Benutzer des Rollstuhls herbeizuführenden Lenkbewegungen abhängig von dem Neigungswinkel der Gabel.
Durchaus möglich ist, dass der elektrische Antrieb einerseits und das untersetzende Getriebe andererseits jeweils als singuläre Baueinheiten ausgebildet sind, welche über ein geeignetes Antriebsmittel miteinander gekoppelt sind. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung sind der Antrieb und das untersetzende Getriebe als Baueinheit oder Modul ausgebildet. Möglich ist hierbei, dass eine derartige Baueinheit oder ein derartiges Modul als handelsübliche Einheit für andere Zwecke vertrieben wird und im Rahmen der Erfindung erstmals für den erfindungsgemäßen Vorsatzantrieb eingesetzt wird. Möglich ist auch, dass derartige Baueinheiten oder Module mit dem Antrieb und dem untersetzenden Getriebe wahlweise mit unterschiedlicher Antriebsleistung und/oder unterschiedlichen Untersetzungen für Baureihen von Vorsatzantrieben angeboten werden.
Insbesondere für den vorgenannten Fall, dass die Baueinheit oder das Modul mit dem Antrieb und dem untersetzenden Getriebe nicht für den Einsatz als Vorsatzantrieb individualisiert hergestellt ist, schlägt die Erfindung vor, dass eine Adapterhülse drehfest mit einer Abtriebswelle des untersetzenden Getriebes verbunden ist. Hierbei ist die Adapterhülse geeignet gestaltet, um einerseits die drehfeste Verbindung mit der Abtriebswelle des untersetzenden Getriebes zu gewährleisten. Andererseits ist die Adapterhülse auch drehfest mit dem Antriebsritzel verbunden, wozu die Adapterhülse einen geeigneten Verbindungsbereich besitzt. Um lediglich ein Beispiel zu nennen, kann die Adapterhülse eine zylindrische Innenfläche besitzen, im Bereich welcher diese insbesondere mittels einer Passfeder oder einer anderweitigen formschlüssigen Verbindung mit der Abtriebswelle des untersetzenden Getriebes drehfest verbunden werden kann. Für dieses Beispiel besitzt die Adapterhülse eine zylindrische Außenfläche derart, dass drehfest mit dieser ein Antriebsritzel verbunden werden kann. Hierbei ist für eine besondere Ausgestaltung der Erfindung das Antriebsritzel mit einem handelsüblichen Zahnrad eines Fahrrads gebildet, so dass auch für das Antriebsritzel ein Zahnrad aus dem Fahrradmarkt verwendet werden kann, welches mit hohen Stückzahlen, hoher Qualität und geringen Kosten gefertigt ist.
Der Antrieb und/oder das untersetzende Getriebe können/kann an beliebiger Stelle abseits der Nabe angeordnet sein. Während durchaus möglich ist, dass der Antrieb und/oder das untersetzende Getriebe seitlich von einer Rotationsebene des Fahrzeugrads (und beabstandet von der Nabe) angeordnet ist/sind, schlägt die Erfindung vor, dass der Antrieb und/oder das untersetzende Getriebe in der Rotationsebene des Fahrzeugrads, nämlich radial außerhalb des Fahrzeugrads, angeordnet ist/sind. Auf diese Weise kann ein Vorsatzantrieb gebildet werden, welcher verhältnismäßig klein baut in eine Richtung quer zur Rotationsebene des Fahrzeugrads.
Für eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung des Vorsatzantriebs ist das Antriebsritzel vor dem Lenklager oder vor der Lenkachse angeordnet. Hierbei wird ein Winkel einer Verbindungsgeraden des Antriebsritzels (durch den Mittelpunkt des Antriebsritzels) mit dem der Nabe zugeordneten Abtriebsritzel (durch den Mittelpunkt des Abtriebsritzels) gegenüber der Vertikalen kleiner gewählt als der Neigungswinkel der Lenkachse gegenüber der Vertikalen. Auf diese Weise kann auch das Zugmittel zwischen dem Antriebsritzel und dem Abtriebsritzel an dem Lenklager vor demselben vorbeigeführt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Winkel einer Längsachse des Antriebs gegenüber der Vertikalen größer gewählt als der Neigungswinkel der Lenkachse gegenüber der Vertikalen. Durch diese Winkelgestaltung kann der Antrieb, unter Umständen oberhalb eines Lenklagers, in rückwärtiger Richtung geneigt sein, womit ein ästhetisch nicht ansprechender und die Fahrdynamik negativ beeinträchtiger großvolumiger Vorbau vor der Lenkachse vermieden oder reduziert werden kann.
Durchaus möglich ist, dass lediglich ein Akkumulator für den Vorsatzantrieb vorhanden ist, welcher an dem Vorsatzantrieb selbst befestigt ist. In diesem Fall ist es ratsam, dass eine Energie-Zustandsanzeige an dem Vorsatzantrieb vorhanden ist, um zu vermeiden, dass der Behinderte ohne verbleibende Antriebsleistung nicht mehr das Fahrzeug bewegen kann. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung sind bei dem Vorsatzantrieb zwei Akkumulatoren vorhanden, so dass eine redundante Leistungsversorgung gegeben ist, indem über die beiden Akkumulatoren alternativ der elektrische Antrieb mit elektrischer Leistung versorgt werden kann. Es versteht sich, dass über den mindestens einen Akkumulator auch Hilfsaggregate wie ein Vorderlicht und ein Rücklicht betreibbar sind.
Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist gegeben durch ein Fahrzeug, welches mit einem Rollstuhl und einem Vorsatzantrieb der zuvor erläuterten Art gebildet ist. Hierbei ist der Rollstuhl in dem Kopplungsbereich des Vorsatzantriebs mit dem Vorsatzantrieb gekoppelt.
Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe widmet sich der Ausgestaltung einer Baureihe mit hinsichtlich der Leistungsdaten und/oder Antriebscharakteristika unterschiedlichen Vorsatzantrieben. Um lediglich einige nicht beschränkende Beispiele zu nennen, kann

– je nach Terrain, in welchem der Vorsatzantrieb einzusetzen ist,
– je nach Alter oder Behinderungsrad des Benutzers des Vorsatzantriebs und/oder
– je nach Kostenrahmen für den Vorsatzantrieb

– der Gestaltungsspielraum für eine Baureihe,
– die Kosten für unterschiedliche Vorsatzantriebe der Baureihe und
– der Herstellungs- und Montageaufwand für die Baureihe

– unterschiedliche eingesetzte untersetzende Getriebe,
– unterschiedliche Über- oder Untersetzungen der Zugmitteltriebe,
– den wahlweisen Einsatz einer Eingang-Nabe oder einer Mehrgang-Nabe und/oder
– die Nutzung unterschiedlicher Mehrgang-Naben.

So können beispielsweise unterschiedliche Mehrgang-Naben eingesetzt werden, welche sich hinsichtlich der Zahl der Gänge unterscheiden und/oder hinsichtlich der unterschiedlichen Über- und/oder Untersetzungen der Mehrgang-Naben. Eine sehr einfache Möglichkeit der Ausbildung einer Baureihe ist auch gegeben, wenn die Über- oder Untersetzung des Zugmitteltriebs variiert wird. Im einfachsten Fall kann dies durch Veränderung der Zähnezahl des Antriebs- und/oder Abtriebsritzels erfolgen. Noch weiter vereinfacht wird die Ausgestaltung einer Baureihe mit unterschiedlichen Vorsatzantrieben, wenn für die Nabe, die unterschiedlichen Mehrgang-Naben und die Zugmitteltriebe mit Kette, Antriebsritzel und Abtriebsritzel handelsübliche Fahrradteile eingesetzt sind.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
1 zeigt schematisch ein Blockschaltbild des Antriebsstrangs eines erfindungsgemäßen Vorsatzantriebs.
2 bis 6 zeigen unterschiedliche Ansichten eines erfindungsgemäßen Vorsatzantriebs.
7 zeigt in einer räumlichen Ansicht teilgeschnitten ein Detail eines erfindungsgemäßen Vorsatzantriebs im Bereich eines untersetzenden Getriebes.
8 zeigt in einer räumlichen Explosionsdarstellung eine Baueinheit, welche mit einem Antrieb und einem untersetzenden Getriebe gebildet ist, eine Adapterhülse und ein Antriebsritzel.
9 zeigt einen Schnitt IX-IX entsprechend der in 3 gekennzeichneten Schnittführung.
10 und 11 zeigen einen erfindungsgemäßen Vorsatzantrieb mit unterschiedlichen eingestellten Neigungswinkeln der Gabel.
FIGURENBESCHREIBUNG
1 zeigt stark schematisiert in einem Blockschaltbild einen Antriebsstrang 1 eines Vorsatzantriebs 2 für einen Rollstuhl oder ein ähnliches Fahrzeugteil. Der Antriebsstrang erstreckt sich von einem Antrieb 3 zu einem Fahrzeugrad 4, wobei zwischen Antrieb 3 und Fahrzeugrad 4 beliebige Drehmoment-Übertragungseinrichtungen und -wandlungseinrichtungen zwischengeordnet sein können. Der Antrieb 3 ist erfindungsgemäß beabstandet von einer Nabe 21 des Fahrzeugrads 4 angeordnet, vorzugsweise radial beabstandet von einer Rotationsachse 40 des Fahrzeugrads 4, wobei der Antrieb 3 in der Rotationsebene des Fahrzeugrads 4 oder zumindest teilweise außerhalb derselben angeordnet sein kann.
Bei dem Antrieb 3 handelt es sich um einen elektrischen Antrieb. Dieser ist nicht als ”Nabenmotor” ausgebildet, also nicht in die Nabe 21 des Fahrzeugrads 4 integriert. Beispielsweise kann als Antrieb 3 ein Gleichstrommotor eingesetzt werden mit einer Leistung von 250 Watt bis 500 Watt. Die Leistungsversorgung 5 erfolgt über (mindestens) einen Akkumulator 6, wobei die Leistungsversorgung 5 über eine Steuereinheit 7 gesteuert wird (wobei in der vorliegenden Anmeldung der Begriff ”Steuern” sowohl ein Steuern als auch ein Regeln umfassen kann). Möglich ist, dass über den Antrieb 3 nach Maßgabe der Steuereinheit 7 auch eine Bremswirkung herbeigeführt werden kann, wobei dann auch eine Leistungsrückspeisung 8 zu dem Akkumulator 6 erfolgen kann. Manuell von dem Bediener des Vorsatzantriebs 2 vorgegeben werden kann eine Leistungsanforderung 9. Bei dieser kann es sich um die Vorgabe einer Geschwindigkeit oder einer Beschleunigung, beispielsweise über einen Gashebel an der Lenkstange des Vorsatzantriebs, eine Art Joystick o. ä., handeln. Alternativ oder kumulativ möglich ist, dass das Leistungsanforderungssignal 9 auch einen Verzögerungswunsch des Bedieners beinhaltet, welcher beispielsweise ebenfalls über den Joystick oder mindestens einen Bremshebel vorgegeben werden kann. Die Steuereinheit 7 ermittelt aus dem Leistungsanforderungssignal 9 die geeignete Leistungsversorgung 5 des Antriebs 3 und steuert den Antrieb 3 entsprechend an. Der Akkumulator 6 ist, insbesondere über die Steuereinheit 7, über eine Ladeleitung mit einem Ladeanschluss 11 verbunden, über welchen der Akkumulator 6 mittels eines externen Ladegeräts oder an einer stationären Ladestation aufgeladen werden kann. Alternativ oder kumulativ möglich ist, dass der Akkumulator 6 von dem Vorsatzantrieb 2 lösbar ist, so dass ein entladener Akkumulator 6 gegen einen geladenen Akkumulator 6 ausgetauscht werden kann oder der Akkumulator 6 extern von dem Vorsatzantrieb 2 wiederaufgeladen werden kann.
Für das dargestellte Ausführungsbeispiel treibt der Antrieb 3 ein untersetzendes Getriebe 12 an, wobei die Abtriebsdrehzahl des untersetzenden Getriebes 12 kleiner ist als eine Abtriebsdrehzahl des Antriebs 3. Für das untersetzende Getriebe 12 kann ein Getriebe beliebiger Bauart mit einer oder mehreren Getriebestufen Einsatz finden. Möglich ist auch, dass ein stufenlos veränderbares Getriebe (CVT-Getriebe) für das untersetzende Getriebe 12 Einsatz findet. Beispielsweise kann das untersetzende Getriebe 12 als Schneckengetriebe 13 oder Planetengetriebe 14 ausgebildet sein. Beispielsweise verfügt das untersetzende Getriebe 12 über eine konstante Untersetzung im Bereich von 1:5 bis 1:10.
Eine Abtriebswelle 44 des untersetzenden Getriebes 12 treibt einen Zugmitteltrieb 15 an, welcher mit einem Antriebsritzel 16, einem endlosen Zugmittel 17 und einem Abtriebsritzel 18 gebildet ist. Hierbei kann der Zugmitteltrieb 15 je nach Auslegung eine Übersetzung, eine Übertragung ohne Über- und Untersetzung oder aber eine Untersetzung herbeiführen. Bei dem Zugmittel 17 handelt es sich insbesondere um einen Riemen 19 oder eine Kette 20. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Antriebsritzel 16 und/oder dem Abtriebsritzel 18 um ein herkömmliches Ritzel eines Fahrrads, während das Zugmittel 17 als Fahrradkette ausgebildet ist. Das Abtriebsritzel 18 steht unmittelbar in Antriebsverbindung mit einer Nabe 21 des Fahrzeugrads 4. Die Nabe 21 kann als handelsübliche Nabe eines Hinterrads eines Fahrrads ausgebildet sein, wobei es sich um eine Eingang-Nabe handeln kann. Vorzugsweise ist die Nabe 21 aber als Mehrgang-Nabe 22 mit beispielsweise drei, sieben, acht oder neun Gängen ausgebildet.
Für abweichende Ausgestaltungen des Antriebsstrangs 1 können einzelne Drehmomentübertragungseinrichtungen entfallen oder ergänzt sein. Um lediglich ein nicht beschränkendes Beispiel für eine derartige Modifikation des Antriebsstrangs 1 zu nennen, kann beispielsweise das untersetzende Getriebe 12 entfallen, so dass der Antrieb 3 unmittelbar das Antriebsritzel 16 des Zugmitteltriebs 15 antreibt.
Gemäß 1 erfolgt die Vorgabe des Leistungsanforderungssignals 9 über eine Betätigungseinrichtung 23, bei welcher es sich vorzugsweise um einen Gashebel, einen Joystick und/oder mindestens einen Bremshebel handelt. Des Weiteren kann die Steuereinheit 7 mit einer Kommunikationseinrichtung 24 für den Benutzer kommunizieren, bei welcher es sich bspw. um

– eine Anzeige für den Ladezustand des Akkumulators 6,
– eine Anzeige der derzeit von dem Antrieb 3 abgegebenen Leistung,
– einer Anzeige einer Fahrgeschwindigkeit,
– eine Anzeige einer zurückgelegten Entfernung und/oder
– eine Anzeige eines Schaltzustands des untersetzenden Getriebes 12 oder der Mehrgang-Nabe 22 o. ä.

3

12

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3

12

In 1 sind elektrische oder elektronische Bauelemente sowie elektrische Leitungen strichpunktiert dargestellt, während eine mögliche Zusammenfassung einzelner konstruktiver Bauelemente zu Baueinheiten (Baueinheit 25) oder funktionalen Einheiten (Zugmitteltrieb 15) gestrichelt dargestellt ist.
2 bis 6 zeigen unterschiedliche Ansichten einer konstruktiven Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Vorsatzantriebs 2. Der Vorsatzantrieb 2 kann auf hier nicht näher spezifizierte Weise über einen Kopplungsbereich 26, welcher hier mit zwei Kopplungsstangen 27 angedeutet ist, mit einem Rollstuhl (oder einem ähnlichen Fahrzeugteil) gekoppelt werden. Beispielsweise kann ein Endbereich der Kopplungsstangen 27 in einer entsprechenden Aufnahme oder Schellen des Rollstuhls Aufnahme finden. Auch anderweitige Kopplungseinrichtungen sind möglich, welche eine starre Kopplung des Vorsatzantriebs 2 mit dem Rollstuhl ermöglichen oder auch über Einstell-Möglichkeiten hinsichtlich der Kopplung, insbesondere hinsichtlich Lage und/oder Winkel der Kopplung, ermöglichen. Um lediglich ein Beispiel zu nennen, kann auch eine Kopplungseinrichtung gemäß DE 41 07 410 A1 Einsatz finden, welche eine Fahrstellung sowie eine Ruhe-, Park- oder Demontageposition ermöglicht.
Das mit dem Vorsatzantrieb und dem Rollstuhl in montiertem Zustand gebildete Fahrzeug ist als dreirädriges Fahrzeug ausgebildet. Hierbei bilden die Haupträder des Rollstuhls die beiden Hinterräder mit koaxialer Rotationsachse, während der Vorsatzantrieb mit dem Fahrzeugrad 4 das gelenkte Vorderrad ausbildet. Die Lenkbarkeit des Fahrzeugrads 4 wird gewährleistet durch ein Lenklager 28, welches eine Lenkachse 29 vorgibt, die (für nicht eingelenktes Fahrzeugrad 4) gegenüber der Vertikalen und in der Fahrzeuglängsebene einen Neigungswinkel 30 besitzt. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist das Lenklager 28 gebildet mit einem Steuerrohr 31. Das Steuerrohr 31 ist starr mit dem Kopplungsbereich 26 verbunden, insbesondere mit den Koppelstangen 27 verschweißt oder über Muffen starr verbunden. In dem Steuerrohr 31 ist drehbar ein Gabelschaft (nicht dargestellt) aufgenommen, welcher über Steuerlager gegenüber dem Steuerrohr 31 unter Gewährleistung des Schwenk-Freiheitsgrads um die Lenkachse 29 axial in Richtung der Lenkachse 29 fixiert ist. Hierbei kommen übliche, für Fahrräder bekannte Steuerlager, Lagerschalen u. ä. zum Einsatz. Mit dem Gabelschaft starr (oder einstellbar, wie im Folgenden noch als Option erläutert wird) gekoppelt ist ein Vorbau 32, welcher mit einer Gabel 33, hier in Ausbildung als Doppelbrückengabel, einer Verkleidung 34, einer Lichtanlage 35, einem Halter 36 für den Akkumulator 6, einem Schutzblech 37, einer Lenkstange 38, mindestens einem Bremshebel, einem Gasgriff 39 und/oder dem Antriebsstrang 1 u. ä. gebildet ist, wobei der Vorbau 32 mit diesen Bauelementen gemeinsam um die Lenkachse 29 verschwenkbar ist. Im unten liegenden Endbereich ist verdrehbar um eine Rotationsachse 40 in für Fahrräder üblicher Weise das Fahrzeugrad 4 gelagert. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Fahrzeugrad 4 um ein handelsübliches Hinterrad eines Fahrrads mit einer Bremsscheibe 41, einer Mehrgang-Nabe 22, welche ein für Fahrräder übliches Abtriebsritzel 18 trägt. Im Aufnahmebereich der Gabel 33 kann über einen Kettenspanner eine Verlagerung der Rotationsachse 40 mit anschließender Fixierung derselben gegenüber der Gabel 33 erfolgen. Die Bremsscheibe 41 wirkt zusammen mit einem von der Gabel 33 getragenen hydraulischen Bremsaktuator, welcher betätigt werden kann über einen an der Lenkstange 38 angebrachten Bremshebel, wozu handelsübliche Fahrradteile einer hydraulischen Bremsanlage zum Einsatz kommen können. In den Figuren sind Speichen beliebiger Bauart zwecks Vereinfachung nicht dargestellt. Auch für Laufrad, Felge, Schlauch, Mantel, schlauchlose Laufräder u. ä. können beliebige, aus dem Fahrrad-Bereich bekannte Ausgestaltungsformen zum Einsatz kommen. Der Halter 36 für den Akkumulator 6 ist für das dargestellte Ausführungsbeispiel an der Verkleidung 34 oder der Gabel 33 gehalten.
In der räumlichen Ansicht schräg von vorne gemäß 2 ist die Verkleidung 34 (welche in der Seitenansicht gemäß 3 und der Vorderansicht gemäß 4 vollständig dargestellt ist) teilweise demontiert, so dass das Zugmittel 17, hier eine Kette 20, das Antriebsritzel 16, das untersetzende Getriebe 12 und der Antrieb 3 zu erkennen sind.
Auch 6 zeigt eine Seitenansicht mit teilweise nicht dargestellter Verkleidung 34.
In 7 ist die Ausgestaltung der Baueinheit 25 mit dem Antrieb 3 und dem untersetzenden Getriebe 12 sowie dem Antriebsritzel 16 räumlich in einer Detaildarstellung (für demontierte Verkleidung 34) dargestellt. Eine Abtriebswelle des Antriebs 3 bildet unmittelbar eine Schneckenwelle 42 aus oder ist koaxial über eine Antriebskupplung bekannter Ausgestaltung mit einer Schneckenwelle 42 gekoppelt, welche auf ihrem dem Antrieb 3 gegenüberliegenden Endbereich ergänzend an dem Vorbau 32 oder der Verkleidung 34 gelagert sein kann. Die Schneckenwelle 42 kämmt mit einem Schneckenrad 43, welches drehfest mit einer Schneckenradwelle 44 verbunden ist. Schneckenrad 43 und Schneckenradwelle 44 rotieren um eine Rotationsachse 45, welche parallel zur Rotationsachse 40 des Fahrzeugrads 4 orientiert ist. Die Rotationsachsen 40, 45 besitzen einen Abstand 46 (s. 2), welcher größer ist als der Radius des Fahrzeugsrads 4.
Gemäß der Explosionsdarstellung in 8 ist der aus einem Gehäuse des untersetzenden Getriebes 12 auskragende Endbereich 47 der Schneckenradwelle 44 mit einer Passfeder 48 ausgestattet. Über diese ist die Schneckenradwelle 44 in an sich bekannter Weise drehfest gekoppelt mit einer Adapterhülse 49, welche auf den Endbereich 47 und die Passfeder 48 aufgesteckt ist und über einen Sicherungsring oder ein anderweitiges Sicherungselement axial gesichert ist. Die Adapterhülse 49 besitzt eine grundsätzlich zylindrische Mantelfläche 50, auf welche das Antriebsritzel 16, hier ein handelsübliches Ritzel eines Hinterrads eines Fahrrads, aufgesteckt werden kann. Das Antriebsritzel 16 besitzt über drei über den Umfang der Innenbohrung verteilte Fortsätze 51, welche zur Ausbildung einer drehfesten Verbindung eingreifen in axiale Nuten 52 der Mantelfläche 50 der Adapterhülse 49. Eine ergänzende axiale Sicherung des Antriebsritzel 16 auf der Adapterhülse 49 erfolgt in für den Fahrradbereich bekannter Weise, beispielsweise über einen Sicherungsring.
Während wie zuvor erwähnt eine Kettenspannung über einen Kettenspanner im Verbindungsbereich der Nabe 21 mit der Gabel 33 eingestellt werden kann, kann alternativ oder ergänzend auch ein zusätzlicher Kettenspanner mit einem federbeaufschlagten Ketten-Spannrad Einsatz finden.
In den Figuren ist zu erkennen, dass das Untersetzungsgetriebe 12 und/oder die Rotationsachse 45 der Schneckradwelle 44 in Höhe des Lenklagers 28 und vor demselben, nämlich vor dem Steuerrohr 31, angeordnet ist/sind. Hingegen erstreckt sich der Antrieb 3 zumindest teilweise oberhalb des Lenklagers 28 bzw. des Steuerrohrs 31. Um hier die Erstreckung des Vorbaus 32 in Fahrtrichtung nach vorne klein zu machen, ist eine besondere geometrische Anordnung für das dargestellte Ausführungsbeispiel gewählt: Eine Längsachse 53 des Antriebs 3 bzw. die Rotationsachse der Schneckenwelle 42 ist nicht koaxial zur Verbindung der Rotationsachsen 40, 45 angeordnet, wie dies insbesondere in 6 zu erkennen ist: Vielmehr ist eine Verbindungsgerade 55 der Rotationsachsen 40, 45 unter einem Winkel 56 gegenüber der Vertikalen 54 in Fahrtrichtung nach hinten geneigt, welcher kleiner ist als der Winkel 57 der Längsachse 53 des Antriebs 3 gegenüber der Vertikalen 54. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel 56 10°, wobei durchaus auch Ausgestaltungen mit Abweichungen von +/–8°, insbesondere +/–5° oder +/–3°, möglich sind. Der Winkel 57 beträgt für das dargestellte Ausführungsbeispiel 60°, wobei auch durchaus Ausgestaltungen mit um +/–25°, insbesondere +/–15° oder +/–10°, verändertem Winkel 57 möglich sind. Auf diese Weise bilden die Lenkachse 29, die Längsachse 53 und die Verbindungsgerade 55 ein Dreieck, wobei der Winkel des Dreiecks im unteren Endbereich der Gabel 33 15° beträgt, wobei Abweichungen von +/–5°, insbesondere +/–3° oder +/–4° ebenfalls möglich sind.
Als optionale Besonderheit ist der Vorbau 32 mit einem ersten starr mit dem Gabelschaft, welcher in dem Lenklager 28 gelagert ist, verbundenen Vorbauträger 58 gebildet, welcher mit der Lenkbewegung um die Lenkachse 29 verschwenkbar ist und welcher das Vorbauaggregat 59 trägt. Bestandteil des Vorbauaggregats 59 sind insbesondere die Lenkstange 38 mit zugeordneten Bauelementen, die Gabel 33, Halter 36 mit Akkumulator 6 und der Antriebsstrang 1. Ein Neigungswinkel des Vorbauaggregats 59 gegenüber dem Vorbauträger 58 (und damit auch ein Neigungswinkel α der Gabel 33 gegenüber der Vertikalen 54) ist einstellbar und fixierbar. Hierzu verfügt der Vorbauträger 58 in einer beispielhaften Ausgestaltung über Langlöcher 60, in welchen Befestigungsschrauben 61 des Vorbauaggregats 59 verschieblich geführt sind. Mit Bewegung der Befestigungsschrauben 61 entlang der Langlöcher 60 kann (bei unverändertem Neigungswinkel 30 der Lenkachse 29) in einem durch die Länge des Langlochs 60 vorgegebenen Ausmaß eine Veränderung der Winkel 56, 57 erfolgen und auch eine Veränderung des Neigungswinkels α der Gabel 33 erfolgen, womit letztendlich auch eine Veränderung der Höhe der Lenkstange 38 erfolgt und die Lenkstange 38 näher zu dem Rollstuhl bewegt werden kann oder weiter von diesem weg.
10 und 11 zeigen unterschiedliche Betriebsstellungen zwischen Vorbauträger 58 und Vorbauaggregat 59, wobei hier die Befestigungsschrauben 61 an unterschiedlichen Positionen in den Langlöchern 60 dargestellt sind. Somit ergeben sich gemäß 10 und 11 unterschiedliche Winkel α₁, α₂ der Gabel 33 gegenüber der Vertikalen 54 bei gleichem Neigungswinkel 30 der Lenkachse 29.
Insbesondere in 2, 9 ist zu erkennen, dass der Halter 36 mit Lüftungsschlitzen 62 ausgestattet ist, um eine Kühlung des Akkumulators 6 mittels des Fahrtwinds zu ermöglichen. Auch die Verkleidung 34 verfügt über Lüftungsschlitze 63, um eine Kühlung des Antriebs 3 und/oder des untersetzenden Getriebes 12 zu ermöglichen.
Ebenfalls in 9 zu erkennen ist, dass durchaus möglich ist, dass zwei redundante Akkumulatoren 6a, 6b an dem Vorsatzantrieb 2 vorhanden sind, welche alternativ nutzbar sind. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel sind die beiden Akkumulatoren 6a, 6b auf unterschiedlichen Seiten des Fahrzeugrads 4 an der Gabel 33 gehalten. Die Akkumulatoren 6a, 6b können lösbar mit den zugeordneten Haltern 36a, 36b verbunden sein, wobei insbesondere die Akkumulatoren 6a, 6b bei der Montage in Montagerichtung unmittelbar eine Steckverbindung zu den Anschlüssen des Halters 36a, 36b herbeiführen. Durchaus möglich ist, dass ein Beladen der Akkumulatoren 6a, 6b möglich ist, wenn die Akkumulatoren 6a, 6b in die Halter 36a, 36b eingesetzt sind. Hierzu können die Ladeleitungen 10 zu einer Konsole 64 des Vorsatzantriebs 2 geführt sein, wo dann Ladeanschlüsse 11a, 11b vorgesehen sein können.
Bei dem erfindungsgemäßen Vorsatzantrieb 2 kann ein herkömmliches 20-Zoll-Laufrad eines Fahrrads (Hinterrad) Einsatz finden. Möglich ist, dass kumulativ eine Scheibenbremse und eine Felgenbremse Einsatz finden, welche über einen Bowdenzug und hydraulisch betätigt sein können. Von Vorteil ist dieses insbesondere zur Aufnahme einer großen Bremsleistung, welche dann einerseits auf die Scheibenbremse und andererseits auf die Felgenbremse verteilt werden kann. Unter Umständen ist auch die Redundanz des Bremssystems von Vorteil, so dass auch bei Ausfall eines der redundanten Bremssysteme gewährleistet ist, dass das mit dem Fahrzeug und dem Vorsatzantrieb 2 gebildete Fahrzeug zum Stillstand gebracht werden kann.
Für die Übersetzungsverhältnisse zwischen Antriebsritzel 16 und Abtriebsritzel 18 können beliebige Übersetzungsverhältnisse Einsatz finden. Beispielsweise kann hier eine Übersetzung 20/20 (also 1:1) verwendet werden. Durchaus möglich ist aber auch eine Untersetzung 18/22.
Bei Einsatz einer Mehrgang-Nabe 22 erfolgt die Schaltung unterschiedlicher Gänge der Mehrgang-Nabe 22 über einen Bowdenzug über die herkömmliche, für Fahrräder bekannte Schalteinrichtung im Bereich der Lenkstange 38 oder an einem anderen Ort des Vorbaus 32. Möglich ist aber durchaus auch, dass eine elektronische Schaltung erfolgt, wie diese insbesondere für das unter der Kennzeichnung ”ALFINE” des Unternehmens SHIMANO bekannt ist.
Wie erläutert findet der Vorsatzantrieb 2 beispielsweise Einsatz für den Antrieb eines herkömmlichen Rollstuhls. Ebenfalls möglich ist, dass der Vorsatzantrieb 2 mit einer Plattform mit zwei Rädern koppelbar ist, auf welche dann der Rollstuhl aufgeschoben werden kann (vgl. bspw. DE 298 09 048 U1 ). Ebenfalls möglich ist, dass der Vorsatzantrieb 2 verwendet wird mit einem zweirädrigen Anbauteil, welches beispielsweise für Urlauber dann als Fahrzeug für eine oder mehrere Personen verwendet werden kann und womit dann ein trike-artiges Fahrzeug mit elektrischem Antrieb gebildet werden kann.
Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Vorbauträger 58 mit einem Trägerblech 65 gebildet, an welchem das obere Steuerlager und das untere Steuerlager abgestützt sind. Das Trägerblech 65 verfügt über zwei parallel zur Fahrzeuglängsachse orientierte Haltewangen 66, welche die Langlöcher 60 ausbilden. Vorzugsweise ist an dem Trägerblech 65 auch die Lichtanlage 35 gehalten, so dass bei einer Veränderung des Neigungswinkels α des Vorbauaggregats 59 die Ausrichtung der Lichtanlage 35 nicht verändert wird.
Des Weiteren in 5 zu erkennen ist, dass die Konsole 64 über einen Wechselschalter 67 verfügen kann, über welchen wahlweise einer der Akkumulatoren 6a, 6b genutzt werden kann. Des Weiteren kann mittels eines elektrischen Schlosses 68 der elektronisch gesteuerte Antriebsstrang 1 aktiviert und deaktiviert werden.
Die Mehrgang-Nabe 22 mit der hierdurch gewährleisteten Über- oder Untersetzung einerseits und der Antrieb 3 mit vorgeordnetem untersetzenden Getriebe 12 sind in einer gemeinsamen Ebene, nämlich der Rotationsebene des Fahrzeugrads 4, angeordnet. Seitlich gegenüber dieser Ebene versetzt befindet sich der Zugmitteltrieb 15. Der Zugmitteltrieb 15 dient der Überbrückung des Abstands 46, wobei ergänzend über den Zugmitteltrieb 15 eine Über- oder Untersetzung erfolgen kann. Die Schneckenwelle 42 führt das Antriebsmoment zu dem Antriebsritzel 16 aus der Rotationsebene des Fahrzeugrads 4, in welcher die Nabe 22 und der Antrieb 3 angeordnet sind, heraus. Der Kopplungsbereich 26 bzw. die Koppelstangen 27 sind in den Figuren unter Umständen unvollständig oder verkürzt dargestellt.
In dem eine Baureihe unterschiedlicher Vorsatzantriebe betreffenden Patentanspruch sind unterschiedliche Vorsatzantriebe oder unterschiedliche eingesetzte Bauelemente mit den Buchstaben a, b gekennzeichnet, ohne dass diese Zusätze in den Zeichnungen verwendet worden sind.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsstrang
2: Vorsatzantrieb
3: Antrieb
4: Fahrzeugrad
5: Leistungsversorgung
6: Akkumulator
7: Steuereinheit
8: Leistungsrückspeisung
9: Leistungsanforderungssignal
10: Ladeleitung
11: Ladeanschluss
12: untersetzendes Getriebe
13: Schneckengetriebe
14: Planetengetriebe
15: Zugmitteltrieb
16: Antriebsritzel
17: Zugmittel
18: Abtriebsritzel
19: Riemen
20: Kette
21: Nabe
22: Mehrgang-Nabe
23: Betätigungseinrichtung
24: Kommunikationseinrichtung
25: Baueinheit
26: Kopplungsbereich
27: Koppelstange
28: Lenklager
29: Lenkachse
30: Neigungswinkel
31: Steuerrohr
32: Vorbau
33: Gabel
34: Verkleidung
35: Lichtanlage
36: Halter
37: Schutzblech
38: Lenkstange
39: Gasgriff
40: Rotationsachse
41: Bremsscheibe
42: Schneckenwelle
43: Schneckenrad
44: Schneckenradwelle
45: Rotationsachse
46: Abstand
47: Endbereich
48: Passfeder
49: Adapterhülse
50: Mantelfläche
51: Fortsatz
52: Nut
53: Längsachse
54: Vertikale
55: Verbindungsgerade
56: Winkel
57: Winkel
58: Vorbauträger
59: Vorbauaggregat
60: Langloch
61: Befestigungsschrauben
62: Lüftungsschlitz
63: Lüftungsschlitz
64: Konsole
65: Trägerblech
66: Haltewangen
67: Wechselschalter
68: elektrisches Schloss

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 4127257 C2 [0004]
DE 19857786 A1 [0004]
DE 29809048 U1 [0005, 0063]
DE 4107410 [0006]
DE 4107410 A1 [0006, 0019, 0048]
DE 20007793 U1 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

www.riomobility.com [0008]
www.proactiv-gmbh.de [0009]
www.speedy-reha-technik.de [0010]
www.stricker-handbikes.de [0011]

Claims

Vorsatzantrieb (2) für einen Rollstuhl oder ein ähnliches Fahrzeugteil mit einem Kopplungsbereich (26) und einer gelenkten und über einen elektrischen Antrieb (3) angetriebenen Nabe (21), dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (3) beabstandet von der Nabe (21) angeordnet ist.
Vorsatzantrieb (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (3) über einen Riemen (19) oder eine Kette (20) mit der Nabe (21) in Antriebsverbindung steht.
Vorsatzantrieb (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrzeugrad (4) mit einer handelsüblichen Nabe (21) eines Hinterrads eines Fahrrads mit zugeordnetem Abtriebsritzel (18) gebildet ist, wobei das Abtriebsritzel (18) über die Kette (20) mit dem Antrieb (3) in Antriebsverbindung steht.
Vorsatzantrieb (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (21) eine Mehrgang-Nabe (22) ist.
Vorsatzantrieb (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kette (20) oder der Riemen (19) über ein Antriebsritzel (16) angetrieben ist, welches über ein untersetzendes Getriebe (12) mit dem elektrischen Antrieb (3) in Antriebsverbindung steht.
Vorsatzantrieb (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das untersetzende Getriebe (12) ein Schneckengetriebe (13) ist.
Vorsatzantrieb (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das untersetzende Getriebe (12) ein Planetengetriebe (14) ist.
Vorsatzantrieb (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsbereich (26) mit dem Fahrzeugrad (4) über ein Lenklager (28) derart verbunden ist, dass das Fahrzeugrad (4) gegenüber dem Kopplungsbereich (26) um eine Lenkachse (29) verschwenkbar ist.
Vorsatzantrieb (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel einer Gabel (33) gegenüber der Vertikalen (54) einstellbar ist.
Vorsatzantrieb (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (3) und ein oder das untersetzende Getriebe (12) als eine gemeinsame Baueinheit (25) oder Modul ausgebildet sind.
Vorsatzantrieb (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsritzel (16) über eine Adapterhülse (49) drehfest mit einer Abtriebswelle, insbesondere die Schneckenradwelle (44), des untersetzendes Getriebes (12) verbunden ist.
Vorsatzantrieb (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (3) und/oder ein oder das untersetzende Getriebe (12) in der Rotationsebene des Fahrzeugrads (4) angeordnet ist/sind.
Vorsatzantrieb (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Antriebsritzel (16) vor dem Lenklager (28) oder vor der Lenkachse (29) angeordnet ist und b) der Winkel (56) einer Verbindungsgerade (55) des Antriebsritzels (16) mit dem der Nabe (21) zugeordneten Abtriebsritzel (18) gegenüber der Vertikalen (54) kleiner ist als der Neigungswinkel (30) der Lenkachse (29) gegenüber der Vertikalen (54).
Vorsatzantrieb (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Antriebsritzel (16) vor dem Lenklager (28) angeordnet ist und b) der Winkel (57) einer Längsachse (53) des Antriebs (3) gegenüber der Vertikalen (54) größer ist als der Neigungswinkel (30) der Lenkachse (29) gegenüber der Vertikalen (54).
Vorsatzantrieb (2) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Antrieb (3) oder das untersetzende Getriebe (12) über eine quer zu der Rotationsebene des Fahrzeugrads (4) orientierte Abtriebswelle, insbesondere Schneckenradwelle (44), verfügt, b) wobei die Abtriebswelle das Abtriebsmoment aus der Rotationsebene des Fahrzeugrads (4) überträgt zu einem oder dem Antriebsritzel (16), welches drehfest mit der Abtriebswelle verbunden ist und sich seitlich von der Rotationsebene des Fahrzeugrads (4) befindet.
Vorsatzantrieb (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Akkumulatoren (6a, 6b) vorhanden sind, über welche alternativ der elektrische Antrieb (3) mit elektrischer Leistung versorgt werden kann.
Baureihe unterschiedlicher Vorsatzantriebe (2a, 2b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich unterschiedliche Vorsatzantriebe (2a, 2b) der Baureihe durch unterschiedliche Leistungsdaten und/oder Antriebscharakteristika unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, dass sich unterschiedliche Vorsatzantriebe (2a) der Baureihe unterscheiden durch unterschiedliche a) Übersetzungen der untersetzenden Getriebe (12a, 12b), b) Über- oder Untersetzungen der Zugmitteltriebe (15a, 15b), c) den Einsatz einer Eingang-Nabe (21) für mindestens einen Vorsatzantrieb (2a) der Baureihe und den Einsatz einer Mehrgang-Nabe (22) für mindestens einen anderen Vorsatzantrieb (2b) der Baureihe und/oder d) Mehrgang-Naben (22a, 22b) mit unterschiedlicher Zahl der Gänge und/oder unterschiedlichen Über- und/oder Untersetzungen.
Fahrzeug mit einem Rollstuhl und einem Vorsatzantrieb (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der Rollstuhl in dem Kopplungsbereich (26) des Vorsatzantriebs (2) mit dem Vorsatzantrieb gekoppelt ist.