DE102014109839B4 - Elektrofahrrad mit im Rahmen integrierbarer Spule - Google Patents

Abstract

Elektrofahrrad (1) mit einem Rahmen (2), mit zwei rotierbar an dem Rahmen (2) gelagerten Laufrädern (3, 4) sowie mit einer elektrischen Antriebseinheit (5), welche Antriebseinheit (5) zwei relativ zueinander bewegbare, induktiv zusammenwirkende Wirkabschnitte (6, 7) aufweist, wobei ein erster Wirkabschnitt (6) an einer Felge (8) eines ersten Laufrades (3) und ein zweiter Wirkabschnitt (7) an einem dem Umfang der Felge (8) zumindest abschnittsweise folgenden Rahmenbereich (9) angeordnet ist, und wobei die Wirkabschnitte (6, 7) in zumindest einem Antriebszustand der Antriebseinheit (5) derart zusammenwirken, dass das erste Laufrad (3) elektrisch angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wirkabschnitt (7) in zumindest einem Aufnahmeabschnitt (21, 22) des Rahmenbereiches (9) angeordnet ist, wobei sich der Aufnahmeabschnitt (21, 22) derart in radialer Richtung des ersten Laufrades (3) nach innen und axial versetzt an der Felge (8) entlang erstreckt, dass der zweite Wirkabschnitt (7) den ersten Wirkabschnitt (6) zu einer Seite der Felge (8) hin zumindest abschnittsweise überdeckt.

Description

• Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ein Elektrofahrrad (auch als Pedelec oder E-Bike bezeichnet), unter anderem mit einem Rahmen, mit zwei rotierbar an dem Rahmen gelagerten Laufrädern sowie mit einer elektrischen (elektromotorischen/elektromagnetischen) Antriebseinheit, welche Antriebseinheit zwei relativ zueinander bewegbare, induktiv zusammenwirkende Wirkabschnitte aufweist, wobei ein erster Wirkabschnitt (etwa umfassend einen Magneten oder eine Spule) an einer Felge eines ersten Laufrades und ein zweiter Wirkabschnitt (etwa umfassend eine Spule oder einen Magneten) an einem dem Umfang der Felge zumindest abschnittsweise folgenden Rahmenbereich angeordnet ist, und wobei die Wirkabschnitte in zumindest einem Antriebszustand der Antriebseinheit derart zusammenwirken, dass das erste Laufrad elektrisch angetrieben ist.
• Aus dem Stand der Technik sind bereits Fahrräder bekannt, die derartige Wirkabschnitte aufweisen. Beispielsweise offenbart die DE 10 2010 022 939 A1 ein Elektrofahrrad mit einem Rahmen und mit zumindest zwei Laufrädern, welche Laufräder an dem Rahmen rotierbar angebracht sind, sowie mit zwei Tretkurbeln, über die zumindest eines der Laufräder mittels eines dazwischengeschalteten Zugmittels antreibbar ist, wobei ein Akkumulator vorhanden ist, der elektrische Energie für einen Elektroantrieb zur Verfügung stellt, wobei der Elektroantrieb eine stromdurchflossene Spule und zumindest einen Magneten umfasst, die einerseits an dem Rahmen und andererseits an dem Laufrad angeordnet ist, dass die zwischen ihnen erzeugten Kräfte eine Bewegung eines der Laufräder bewirken.
• Weiterer Stand der Technik ist aus der US 5 788 007 A sowie der DE 10 2007 001 327 A1 bekannt.
• Es sind daher bereits Ausführungen von Elektrofahrrädern bekannt, bei denen zumindest ein Wirkabschnitt in einem Rahmen und der andere Wirkabschnitt in einer Felge integriert sind. Bei diesen Ausführungen hat es sich jedoch als nachteilig herausgestellt, dass relativ hohe elektrische Antriebskräfte erzeugt werden müssen, um einen ausreichend starken Antrieb des Laufrades zu erzeugen. Der Wirkungsgrad dieser Konstruktionen ist daher relativ niedrig.
• Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und ein Elektrofahrrad mit einem verbesserten elektrischen Wirkungsgrad zu erreichen.
• Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der der zweite Wirkabschnitt in zumindest einem Aufnahmeabschnitt des Rahmenbereiches angeordnet ist, wobei sich der Aufnahmeabschnitt derart in radialer Richtung des ersten Laufrades nach innen (und somit auch in tangentialer Richtung des Laufrades) und axial versetzt an der Felge entlang erstreckt, dass der zweite Wirkabschnitt den ersten Wirkabschnitt zu einer Seite der Felge hin zumindest abschnittsweise überdeckt. Die beiden Wirkabschnitte überdecken sich dabei derart, dass eine elektromagnetische Kraft zwischen den beiden Wirkabschnitten, zum elektrischen/elektromagnetischen Antreiben des ersten Laufrades übertragbar ist.
• Dadurch ist ermöglicht, dass ein Teil des Rahmens um einen Abschnitt der Felge herum verläuft und das Rad somit teilweise umgibt/abdeckt, damit die beiden Wirkabschnitte möglichst nahe nebeneinander/einander überlappend angeordnet sind. Dies hat die positive Wirkung, dass der zweite Wirkabschnitt möglichst nah an den ersten Wirkabschnitt in der Felge platziert ist. Dadurch ist der induktive Antrieb des Laufrades besonders effizient möglich, was wiederum den Wirkungsgrad ansteigen lässt.
• Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn der erste Wirkabschnitt zumindest einen Magneten und der zweite Wirkabschnitt zumindest eine Spuleneinheit/eine Spule umfasst. Damit kann die Elektronik der elektromagnetisch wirkenden Antriebseinheit größtenteils innerhalb des Rahmens des Elektrofahrrades verbaut/integriert werden. Der erste Wirkabschnitt, der aus dem zumindest einen Magneten, etwa einem Permanentmagneten besteht, müsste dann nicht separat verkabelt werden. Der Aufbau des ersten Wirkabschnittes wäre dann besonders einfach. Dadurch wird zum einen das Gewicht der Felge, zum anderen die Komplexität des elektromotorischen Antriebs reduziert.
• In diesem Zusammenhang ist es weiterhin von Vorteil, wenn der erste Wirkabschnitt eine erste Gruppe Magnete aufweist, die im Bereich einer Felgenflanke und entlang des Umfangs der Felge angeordnet ist. Diese erste Gruppe Magnete umfasst somit mehrere einzelne Magnete, die entlang des Umfangs der Felge nebeneinander, vorzugsweise gleichmäßig um den Umfang herum verteilt angeordnet sind.
• Weiterhin bevorzugt ist diese erste Gruppe von Magnete auf einem gemeinsamen Blechstreifen angeordnet, welcher Blechstreifen ringförmig verlaufend ausgestaltet ist. Dadurch können die Magnete besonders einfach angeordnet, sowie zusammen in die Felge eingebaut/eingesetzt werden. Sowohl die Herstellung des Elektrofahrrades als auch die Effizienz des Antriebes werden demzufolge weiter verbessert.
• Ist der zumindest eine Magnet im Wesentlichen blattförmig ausgestaltet, wobei der zumindest eine Magnet vorzugsweise derart angeordnet ist, dass seine Erstreckungsebene schräg zu einer Zentralebene des ersten Laufrades ausgerichtet ist, kann der Seitenkrafteinfluss im Antriebszustand der Antriebseinheit weiter verringert werden. Ist der Magnet weiter bevorzugt nur auf einer Felgenflanke, in axialer Richtung beabstandet zur mittigen Zentralebene angeordnet, werden diese Seitenkrafteinflüsse besonders reduziert.
• In diesem Zusammenhang ist es weiterhin auch von Vorteil, wenn die Erstreckungsebene in einem Winkel zwischen 5° und 45°, vorzugsweise in einem Winkel zwischen 8° und 35°, weiter bevorzugt in einem Winkel zwischen 10° und 30°, weiter bevorzugt in einem Winkel zwischen 15° und 25°, weiter bevorzugt in einem Winkel zwischen 18° und 22° oder besonders bevorzugt in einem Winkel im Bereich von 20° schräg zu der Zentralebene des ersten Laufrades angestellt ist. Dadurch werden die Seitenkräfte auf die Felge einerseits deutlich reduziert und die verbleibenden Seitenkräfte auch besonders effizient in die Felge eingeleitet.
• Weist der erste Wirkabschnitt weiterhin zwei Magnete auf, die im Wesentlichen gleich ausgebildet sind und wobei jeweils ein Magnet an einer von zwei in axialer Richtung zueinander abgewandten Felgenflanke der Felge angeordnet ist, können die Seitenkräfte weiter reduziert werden. Weiter bevorzugt kann der erste Wirkabschnitt auch zwei Gruppen an Magneten aufweisen, wobei jeweils eine Gruppe an Magneten an einer von zwei in axialer Richtung zueinander abgewandten Felgenflanken der Felge angeordnet ist. Dadurch können die Seitenkräfte noch weiter reduziert werden.
• In diesem Zusammenhang ist es weiterhin von Vorteil, wenn der Rahmenbereich Teil eines gebogen verlaufenden Satteltragelementes des Rahmens ist. Dadurch kann der Rahmenbereich besonders aerodynamisch in den Fahrradrahmen integriert werden, nämlich als Satteltragelement, das anstelle eines Sattelrohres oder als Sattelrohr ausgebildet ist und den Sattel abstützt.
• Zweckmäßig ist es zudem, wenn das Satteltragelement einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist, wobei der zumindest eine, den zweiten Wirkabschnitt aufnehmende Aufnahmeabschnitt des Rahmenbereiches als ein Seitensteg des Satteltragelementes ausgebildet ist. Sind zwei Gruppen von Magneten an der Felge angebracht, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn zwei als Seitenstege ausgebildete Aufnahmeabschnitte des Rahmenbereichs derart (im Querschnitt betrachtet) radial nach innen (und somit auch in tangentialer Richtung des Laufrades) verlaufen, dass sie jeweils eine Gruppe von Magnete des ersten Wirkabschnittes überdecken/überlappen/überlagern. Dadurch werden die Übertragung und der elektrische Wirkungsgrad weiter verbessert.
• Ist das Satteltragelement im Weiteren zu dem ersten Laufrad hin geöffnet und weist eine Aussparung auf, in der im Betriebszustand ein Reifen des Laufrades entlang eines bestimmten Umfangsbereiches angeordnet ist, wird die Aerodynamik weiter verbessert, da insbesondere ein Reifenbereich, an dem relativ hohe Luftverwirbelungen während dem Betrieb des Fahrrades erzeugt werden, vor der vorbeiströmenden Luft verdeckt werden kann.
• Auch ist es vorteilhaft, wenn der Rahmen und/oder das erste Laufrad zumindest teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff/einem faserverstärkten Kunststoffmaterial hergestellt sind/ist. Insbesondere für faserverstärkte Kunststoffmaterialien ist die erfindungsgemäße Anordnung der ersten und zweiten Wirkabschnitte von Vorteil, da die elektrisch und magnetisch zumeist nicht leitfähigen Materialien dann besonders effizient in Elektrofahrrädern anwendbar sind.
• Umfasst dieser Faserverbundwerkstoff zweckmäßigerweise in Harz eingebettete Kohlefasern und/oder Aramidfasern, kann auch die Steifigkeit des Fahrrades weiter verbessert werden und ein leichteres Elektrofahrrad zur Verfügung gestellt werden, wodurch der Wirkungsgrad des Elektrofahrrades an sich weiter verbessert wird.
• Weiterhin ist es von Vorteil, wenn eine Steuer- oder Regeleinrichtung vorhanden ist, die in Abhängigkeit von der Laufradgeschwindigkeit des ersten Laufrades den zweiten Wirkabschnitt mit Strom versorgt. Dadurch wird der elektromagnetische Antrieb noch Platz sparender ausgestaltet.
• Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren in mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
• Es zeigen:
• 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Elektrofahrrades nach einer ersten Ausführungsform, wobei insbesondere die Ausbildung des den zweiten Wirkabschnitt aufnehmenden Rahmenbereichs des Rahmens und dessen Anordnung zu einem ersten Laufrad des Elektrofahrrades zu erkennen ist,
• 2 eine isometrische Darstellung des in der Ausführungsform nach 1 verbauten Rahmens,
• 3 eine Längsschnittdarstellung entlang der in 1 gekennzeichneten Schnittlinie III-III, wobei jener Bereich des ersten Laufrades sowie der Rahmenbereich dargestellt sind, die den ersten und zweiten Wirkabschnitt erkennen lassen und wobei die Schnittebene derart verlaufend ist, dass die Drehachse des ersten Laufrades in ihr verläuft.
• 4 eine isometrische Darstellung einer Felge eines erfindungsgemäßen Elektrofahrrades nach einer zweiten Ausführungsform, wobei hier im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform nach den 1 bis 3 der erste Wirkabschnitt nicht zwei Gruppen an Magneten, sondern nur eine Gruppe an Magneten aufweist, der an nur einer Felgenflanke angebracht ist, und
• 5 eine Deteilansicht einer Gruppe an Magnete, wie sie in der Felge nach 4 verbaut ist.
• Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Details der einzelnen Ausführungsformen können auch miteinander kombiniert werden.
• In 1 ist ein erfindungsgemäßes Elektrofahrrad 1 nach einer ersten Ausführungsform besonders anschaulich dargestellt. Das Elektrofahrrad 1 weist zumindest einen Rahmen 2 auf. Auch weist das Elektrofahrrad 1 zwei relativ zum Rahmen 2 rotierbar gelagerte und an den Rahmen 2 befestigte Laufräder 3, 4 auf. Ein erstes Laufrad 3 ist als ein Hinterrad des Elektrofahrrades 1 ausgeführt, ein zweites Laufrad 4 ist als Vorderrad des Elektrofahrrades 1 ausgeführt. Weiterhin weist das Elektrofahrrad 1 eine elektrische/elektromotorische, nämlich eine elektromagnetische Antriebseinheit 5 auf, welche Antriebseinheit 5 größtenteils in dem Rahmen 2 angeordnet/integriert ist und welche Antriebseinheit 5 zwei relativ zueinander bewegbare, induktiv zusammenwirkende Wirkabschnitte 6, 7 aufweist. Ein erster Wirkabschnitt 6 ist an einer Felge 8 des ersten Laufrades 3 angeordnet. Ein zweiter Wirkabschnitt 7 ist an einem dem Umfang der Felge 8 zumindest abschnittsweise folgenden Rahmenbereich 9 angeordnet, wobei die Wirkabschnitte 6, 7 in zumindest einem Antriebszustand der Antriebseinheit 5 derart zusammenwirken, dass das erste Laufrad 3 elektrisch angetrieben ist.
• Wie weiterhin in 1 sowie auch in 2 gut zu erkennen ist, weist der Rahmen 2 mehrere im Wesentlichen hohle Abschnitte/Hohlprofilabschnitte auf, die miteinander verbunden sind. Der Rahmen 2 weist ein Unterrohr 10, ein Oberrohr 11, das in Fahrtrichtung betrachtet an einer Vorderseite des Elektrofahrrades 1 mit dem Unterrohr 10 verbunden ist und an dieser Verbindungsstelle zugleich eine Federgabelaufnahme ausbildet, sowie ein Satteltragelement 12 auf. Das Satteltragelement 12 ist hieran Stelle des üblicherweise verwendeten, einen geschlossenen Querschnitt aufweisenden Sattelrohres eingesetzt und verbindet wiederum das Oberrohr 11 mit dem Unterrohr 10. Mit diesem Satteltragelement 12 sind zudem Kettenstreben 13 sowie Sattelstreben 14 verbunden, die von jeweils einem Ende des Satteltragelementes 12 aufeinander zu verlaufen und eine Lageraufnahme 15 zur drehbaren Lagerung des ersten Laufrades 3 bilden/aufnehmen. An einem der Lageraufnahme 15 abgewandten Ende der Sattelstreben 14 ist wiederum das Satteltragelement 12 derart ausgestaltet, dass es eine Sattelaufnahme 16 aufweist, in der ein Sattel 17 mittels eines Sattelrohres befestigbar ist.
• Der Rahmen 2 ist dabei aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt. Dieser Faserverbundwerkstoff ist ein mit Kohlefaser verstärkter Werkstoff/Kunststoff, alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich einen mit Aramidfaser verstärkten Werkstoff/Kunststoff als den Faserverbundwerkstoff zu verwenden. Auch die ersten und zweiten Laufräder 3, 4 sind zumindest abschnittsweise aus einem solchen Faserverbundwerkstoff hergestellt. Insbesondere die Felge 8 des ersten Laufrades 3 ist aus einem solchen Faserverbundwerkstoff hergestellt.
• Prinzipiell, wie insbesondere in Verbindung mit 3 besonders gut zu erkennen ist, erstrecken sich zwei, den zweiten Wirkabschnitt 7 aufnehmende Aufnahmeabschnitte 21 und 22 des Rahmenbereichs 9 derart in radialer Richtung des ersten 3 Laufrades nach innen sowie in tangentialer Richtung, an der Felge 8 vorbei, dass der zweite Wirkabschnitt 7 den ersten Wirkabschnitt 6 zu zwei (axialen) Seiten der Felge 8 hin überdeckt/überlappt.
• Der zweite Wirkabschnitt 7 ist in der ersten Ausführungsform nach den 1 bis 4 in Form zweier Spuleneinheiten 18 und 19 ausgebildet. Die erste Spuleneinheit 18 sowie die zweite Spuleneinheit 19 weisen vorzugsweise jeweils eine, alternativ dazu aber auch jeweils mehrere Spulen auf, welche Spulen hier der Übersichtlichkeit nicht detailliert dargestellt sind. Die erste Spuleneinheit 18 sowie die zweite Spuleneinheit 19 sind in dem Satteltragelement 12 angeordnet/angebracht/integriert und erstrecken sich entlang der Erstreckung des Satteltragelementes 12. Das Satteltragelement ist in seiner Längsrichtung gebogen. Folglich erstrecken sich auch die erste und die zweite Spuleneinheiten 18, 19 entlang dieser gebogenen Erstreckung des Satteltragelementes 12. Die gebogene Erstreckung des Satteltragelementes 12 ist besonders gut in den 1 und 2 zu erkennen. Das Satteltragelement 12 weist weiterhin einen im Wesentlichen gleich bleibenden Biegeradius auf (Biegeradius bedeutet Radius, um welchen sich das Satteltragelement 12 gebogen erstreckt). Dieser Biegeradius ist derart gewählt, dass der zweite Wirkabschnitt 6 stets entlang der Erstreckung des Satteltragelementes 12 den ersten Wirkabschnitt 7 überdeckt/überlappt. In anderen Worten ausgedrückt erstreckt sich das Satteltragelement 12 zumindest um einen Winkelabschnitt der Felge 8 entlang ihres Umfangs, d. h. in Umfangrichtung der Felge 8. Dieser Winkelabschnitt (in der Zentralebene des ersten Laufrades 3 betrachtet) beträgt hier einen Winkel zwischen 30° und 90°.
• Wie im Querschnitt des Rahmenbereiches 9/des Satteltragelementes 12 in 3 auch besonders gut zu erkennen ist, ist der Rahmenbereich 9 im Querschnitt betrachtet im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Die ersten und zweiten Aufnahmeabschnitte 21 und 22 des Rahmenbereiches 9 sind als jeweils ein Seitensteg ausgebildet, weshalb der erste Aufnahmeabschnitte 21 nachfolgend auch als erster Seitensteg 21 und der zweite Aufnahmeabschnitte 22 nachfolgend auch als zweiter Seitensteg 22 bezeichnet sind. Die Seitenstege 21 und 22 bilden jeweils einen Schenkel des Rahmenbereiches 9 aus und sind mittels eines integral mit ihnen ausgeführten, ringförmigen Verbindungssteges 23 miteinander verbunden.
• Die schematische Darstellung des ersten Laufrades 3 in 3 lässt erkennen, dass die Felge 8 sowie das erste Laufrad 3 eine als Mittenebene ausgebildete Zentralebene 24 aufweisen, die die Zentralebene 24 des Laufrades 3 bildet, wobei zu dieser Zentralebene 24 wiederum die Drehachse des Laufrades 3 als Normale ausgestaltet ist. Bezüglich dieser Zentralebene 24 ist der Rahmenbereich 9/das Satteltragelement 12 im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet.
• Die Felge 8 an sich weist ein Felgenbett 25 auf, das zur Aufnahme des Reifens 20, der als Schlauchreifen ausbildbar ist, dient/vorgesehen ist. Von diesem Felgenbett 25 erstrecken sich zunächst in radialer Richtung nach außen, zur seitlichen Halterung des Reifens 20, Felgenhörner 26a, 26b, die in Seitenflanken 27 und 28 der Felge 8 übergehen. Die erste Seitenflanke/erste Felgenflanke 27 erstreckt sich in radialer Richtung von dem ersten Felgenhorn 26a wiederum nach innen gerade sowie schräg von der Zentralebene 24 weg. Die zweite Seitenflanke/zweite Felgenflanke 28 erstreckt sich ebenfalls in radialer Richtung gerade nach innen und von dem anderen zweiten Felgenhorn 26b aus von der Zentralebene 24 weg. Die erste und die zweite Seitenflanke 27, 28 sind aneinander abgewandt und jeweils auf einer anderen Seite der Zentralebene 24 angeordnet. Sowohl die erste als auch die zweite Seitenflanke 27, 28 sind schräg um einen Winkel zu der Zentralebene 24 angestellt/verlaufend. An einer radialen Innenseite der ersten Seitenflanke 27 und der zweiten Seitenflanke 28, die im Wesentlichen auf einer gleichen radialen Höhe enden, geht die erste Seitenflanke 27 in eine erste Seitenverbindungsflanke 29 und die zweite Seitenflanke 28 in eine zweite Seitenverbindungsflanke 30 über. In diesem Übergangsbereich zwischen den Seitenflanken 27, 28 und den Seitenverbindungsflanken 29, 30 bildet die Felge 8 die breiteste Stelle aus. Die Seitenverbindungsflanken 29 und 30 verlaufen radial nach innen wiederum schräg zu der Zentralebene 24 aufeinander zu, bis sie sich im Felgenboden 31 treffen und dort miteinander verbunden sind.
• Wie weiterhin zu erkennen ist, weist der erste Wirkabschnitt 6 in der ersten Ausführungsform nach den 1 bis 3 zumindest zwei Magnete 32 und 33 auf. Ein erster Magnet 32 ist hier blattförmig/-artig/plattenförmig/-artig ausgestaltet und im Bereich der ersten Seitenflanke 27 in die Felge 8 eingebracht. Der erste Magnet 32 erstreckt sich im Wesentlichen flach und in einer Erstreckungsebene, welche Erstreckungsebene (im Wesentlichen) parallel zu der ersten Seitenflanke 27 ausgerichtet ist. Somit ist der erste Magnet 32 ebenfalls im gleichen Winkel wie die erste Seitenflanke 27, schräg zu der Zentralebene 24 ausgerichtet. Auch der zweite Magnet 33 ist im Wesentlichen blattförmig/-artig/plattenförmig/-artig ausgebildet. Der zweite Magnet 33 erstreckt sich im Wesentlichen flach und ebenfalls in einer Erstreckungsebene, welche Erstreckungsebene (im Wesentlichen) parallel zu der zweiten Seitenflanke 28 ausgerichtet ist. Auch der zweite Magnet 33 ist daher im Bereich der zweiten Seitenflanke 28 in die Felge 8 eingebracht. Die jeweilige Erstreckungsebene der Magnete 32, 33 sind in einem Winkel im Bereich von 20° schräg zu der Zentralebene 24 des ersten Laufrades 3 angestellt/verlaufend, wobei die Erstreckungsebene des ersten Magneten 32 um etwa +20° zu der Zentralebene 24 verläuft und die Erstreckungsebene des zweiten Magneten 33, entgegengesetzt zu dem erste Magneten 32 angestellt, um –20° zu der Zentralebene 24, verläuft.
• Die beiden Magnete 32, 33 sind hierbei vorzugsweise in die jeweilige Seitenflanke 27, 28 eingespritzt.
• Der erste Seitensteg 21 des Satteltragelementes 12 erstreckt sich derart in radialer Richtung, dass der in ihm aufgenommene zweite Wirkabschnitt 7 in radialer Richtung derart den ersten Wirkabschnitt 6 überlappt, dass die in ihm aufgenommene erste Spuleneinheit 18 in radialer Höhe zu dem ersten Magneten 32 ausgerichtet/angeordnet ist. Die erste Spuleneinheit 18 ist dabei in dem ersten Seitensteg 21 integriert. Eine Innenseite 34 des ersten Seitensteges 21 ist dabei zu der ersten Seitenflanke 27 hin gerichtet, d. h. hinweisend. Die Innenseite 34 ist hierbei als axiale Innenseite ausgebildet. Die Innenseite 34 erstreckt sich in einem vorgegebenen Abstand 40 im Wesentlichen parallel zu der ersten Seitenflanke 27 in radialer Richtung. Auch in Umfangsrichtung erstreckt sich die Innenseite 34 im Wesentlichen parallel zur ersten Seitenflanke 27. Der vorgegebene Abstand 40 ist hierbei vorzugsweise ein Wert zwischen 0,1 mm und 5 mm, besonders bevorzugt ein Wert um 1 mm oder 1,1 mm.
• Der zweite Seitensteg 22 des Satteltragelementes 12 erstreckt sich derart in radialer Richtung, dass der in ihm aufgenommene zweite Wirkabschnitt 7 in radialer Richtung derart den ersten Wirkabschnitt 6 überlappt, dass die in ihm aufgenommene zweite Spuleneinheit 19 in radialer Höhe zu dem zweiten Magneten 33 ausgerichtet/angeordnet ist. Die zweite Spuleneinheit 19 ist dabei in dem zweiten Seitensteg 22 integriert. Eine Innenseite 35 des zweiten Seitensteges 22 ist zu der zweiten Seitenflanke 28 hin gerichtet, d. h. hinweisend. Die Innenseite 35 ist hierbei als axiale Innenseite ausgebildet. Die Innenseite 35 erstreckt sich in einem vorgegebenen Abstand 40 im Wesentlichen parallel zu der zweiten Seitenflanke 28 in radialer Richtung. Auch in Umfangsrichtung erstreckt sich die Innenseite 35 im Wesentlichen parallel zur zweiten Seitenflanke 28. Der vorgegebene Abstand 40 ist hierbei vorzugsweise ein Wert zwischen 0,1 mm und 5 mm, besonders bevorzugt ein Wert um 1 mm oder 1,1 mm.
• In anderen Worten ausgedrückt weist der zweite Wirkabschnitt 7 zwei Spuleneinheiten 18, 19 auf, wobei die erste Spuleneinheit 18 die zumindest einen ersten Magneten 32 aufweisende erste Seitenflanke 27 der Felge 8 zu einer ersten Seite der Felge 8 hin überdeckt, und wobei die zweite Spuleneinheit 19 die zumindest einen zweiten Magneten 33 aufweisende zweite Seitenflanke 28 der Felge 8 zu einer zweiten Seite der Felge 8 hin überdeckt.
• Die beiden Innenseiten 34 und 35 verlaufen somit ebenfalls schräg zu der Zentralebene 24. Die Innenseite 34 des ersten Seitensteges 21 verläuft folglich ebenfalls in dem Winkel (etwa +20°) der Erstreckungsebene des ersten Magneten 32 schräg zu der Zentralebene 24. Die Innenseite 35 des zweiten Seitensteges 22 verläuft folglich ebenfalls in dem Winkel (etwa –20°) der Erstreckungsebene des zweiten Magneten 33 schräg zu der Zentralebene 24. Auch die erste Seitenflanke 27 verläuft in dem Winkel (etwa +20°) der Erstreckungsebene des ersten Magneten 32 schräg zu der Zentralebene 24. Die zweite Seitenflanke 28 verläuft in dem Winkel (etwa –20°) der Erstreckungsebene des zweiten Magneten 33 schräg zu der Zentralebene 24. Da der Felgenboden 31 sich gerade und etwa senkrecht zur Zentralebene 24 erstreckt, ist die zweite Seitenflanke 28 um etwa –70° zu dem Felgeboden 31 angestellt/verlaufend, welcher Anstellwinkel mit dem Bezugszeichen 41 der Übersichtlichkeit halber dargestellt ist. Entsprechend ist die erste Seitenflanke 27 um etwa +70° zu dem Felgeboden 31 angestellt/verlaufend.
• Die beiden Spuleneinheiten 18 und 19 sind mittels einer elektrischen Verbindungsleitung 36 wiederum mit einem Akkumulator 37 sowie einer hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten Steuer- oder Regeleinheit verbunden. Der Akkumulator 37 ist in dem Unterrohr 10 des Elektrofahrrades 1 integriert. Somit ist in Abhängigkeit der Stellung/des Zustandes der Steuer- oder Regeleinheit des Elektrofahrrades 1 der elektromagnetische Antrieb aktivierbar oder deaktivierbar.
• Weiterhin weist der Rahmenbereich 9 eine sich in Längsrichtung parallel zu den Seitenstegen 21, 22 erstreckende Aussparung 39/Ausnehmung (auch als Hohlraum oder Aufnahmeraum bezeichnet) auf, in der der Reifen 20 des ersten Laufrades 3 im Betriebszustand befindlich ist und kontaktfrei/außer Kontakt zu dem Rahmenbereich 9 angeordnet und bewegbar ist. Die Aussparung 39, wie in 3 gut zu erkennen, ist radial außerhalb der Spuleneinheiten 18 und 19 eingebracht, sodass auch der Reifen 20 im Betrieb des Elektrofahrrades 1 radial außerhalb der Spuleneinheiten 18 und 19 und der Seitenflanken 27 und 28 angeordnet ist.
• Zudem sei noch erwähnt, dass die ersten und zweiten Magnete 32 und 33 jeweils als Permanentmagnete/Dauermagnete ausgeführt sind. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, die ersten und zweiten Magnete 32 und 33 jeweils als zeitabhängig magnetisierbare Elemente auszubilden.
• Wie in Verbindung mit 1 zu erkennen ist, ist nicht nur ein erster Magnet 32, sondern eine Vielzahl von ersten Magneten 32 als eine erste Gruppe an Magneten 32 in die Felge 8 eingebracht. Diese ersten Magnete 32 der ersten Gruppe sind gleich aufgebaut und ausgestaltet und entlang des Umfangs der Felge 8 gleichmäßig verteilt angeordnet und sind Teil des ersten Wirkabschnittes 6. Jeder dieser ersten Magnete 32 ist weiterhin auch wie der erste Magnet 33 relativ zu der Zentralebene 24 ausgerichtet/angestellt und an der ersten Seitenflanke 27 angeordnet.
• Weiterhin ist auch ist nicht nur ein zweiter Magnet 33, sondern eine Vielzahl von zweiten Magneten 33 als eine zweite Gruppe an Magneten 33 in die Felge 8 eingebracht. Diese zweiten Magnete 33 der zweiten Gruppe sind gleich aufgebaut und ausgestaltet und entlang des Umfangs der Felge 8 gleichmäßig verteilt angeordnet und sind Teil des ersten Wirkabschnittes 6. Jeder dieser zweiten Magnete 32 ist weiterhin auch wie der zweite Magnet 33 relativ zu der Zentralebene 24 ausgerichtet/angestellt und an der ersten Seitenflanke 27 angeordnet.
• Eine weitere, zweite Ausführungsform ist dann in Verbindung mit den 4 und 5 dargestellt, wobei diese zweite Ausführungsform im Wesentlichen der ersten Ausführungsform entspricht. Lediglich der erste Wirkabschnitt 6 und der zweite Wirkabschnitt 7 sind hierbei etwas anders ausgebildet. Wiederum sind hierbei neben einem ersten Magnet 32 noch zahlreiche weitere erste Magnete 32 vorhanden, die entlang des Umfangs der Felge 8 gleichmäßig verteilt angeordnet sind und eine erste Gruppe an Magneten 32 bilden. Diese mehreren ersten Magnete 32 sind hierbei auf einem gemeinsamen, ringförmigen, ersten Blechstreifen 38 angebracht, welcher (erste) Blechstreifen 38 vorzugsweise um den gesamten Umfang der Felge 8 herum verläuft. Der Blechstreifen 38 mit den auf ihm befestigten Magneten 32 ist hierbei in die Felge 8 derart eingebettet/integriert, dass jeder dieser Magnete 32 wie der erste Magnet 32 der ersten Ausführungsform relativ zu der Zentralebene 24 ausgerichtet und an der ersten Seitenflanke 27 angeordnet ist.
• Hierbei wird zudem auf einen zweiten Magneten bzw. auf eine zweite Gruppe an Magneten verzichtet. Folglich ist hierbei lediglich auch nur eine erste Spuleneinheit 18 in dem zweiten Wirkabschnitt 7 notwendig und in dem ersten Seitensteg 21, wie zuvor beschrieben, integriert.
• Weiterhin ist es auch möglich, die zweite Gruppe an zweiten Magneten 33, wie sie in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben sind, auf einem gemeinsamen, ringförmigen (zweiten) Blechstreifen anzubringen, welcher zweite Blechstreifen dann vorzugsweise um den gesamten Umfang der Felge 8 herum verläuft. Der zweite Blechstreifen mit den auf ihm befestigten zweiten Magneten ist dann in die Felge 8 derart eingebettet/integriert, dass jeder der zweiten Magnete wie der zweite Magnet 33 der ersten Ausführungsform relativ zu der Zentralebene 24 ausgerichtet und an der ersten Seitenflanke 27 angeordnet ist.
• Bezugszeichenliste

1

Elektrofahrrad

2

Rahmen

3

erstes Laufrad

4

zweites Laufrad

5

Antriebseinheit

6

erster Wirkabschnitt

7

zweiter Wirkabschnitt

8

Felge

9

Rahmenbereich

10

Unterrohr

11

Oberrohr

12

Satteltragelement

13

Kettenstrebe

14

Sattelstrebe

15

Lageraufnahme

16

Sattelaufnahme

17

Sattel

18

erste Spuleneinheit

19

zweite Spuleneinheit

20

Reifen

21

erster Aufnahmeabschnitt/erster Seitensteg

22

zweiter Aufnahmeabschnitt/zweiter Seitensteg

23

Verbindungssteg

24

Zentralebene

25

Felgenbett

26a

erstes Felgenhorn

26b

zweites Felgenhorn

27

erste Seitenflanke

28

zweite Seitenflanke

29

erste Seitenverbindungsflanke

30

zweite Seitenverbindungsflanke

31

Felgenboden

32

erster Magnet

33

zweiter Magnet

34

Innenseite des ersten Seitensteges

35

Innenseite des zweiten Seitensteges

36

Verbindungsleitung

37

Akkumulator

38

Blechstreifen

39

Aussparung

40

Abstand

41

Anstellwinkel

Claims (10)

1. Elektrofahrrad (1) mit einem Rahmen (2), mit zwei rotierbar an dem Rahmen (2) gelagerten Laufrädern (3, 4) sowie mit einer elektrischen Antriebseinheit (5), welche Antriebseinheit (5) zwei relativ zueinander bewegbare, induktiv zusammenwirkende Wirkabschnitte (6, 7) aufweist, wobei ein erster Wirkabschnitt (6) an einer Felge (8) eines ersten Laufrades (3) und ein zweiter Wirkabschnitt (7) an einem dem Umfang der Felge (8) zumindest abschnittsweise folgenden Rahmenbereich (9) angeordnet ist, und wobei die Wirkabschnitte (6, 7) in zumindest einem Antriebszustand der Antriebseinheit (5) derart zusammenwirken, dass das erste Laufrad (3) elektrisch angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wirkabschnitt (7) in zumindest einem Aufnahmeabschnitt (21, 22) des Rahmenbereiches (9) angeordnet ist, wobei sich der Aufnahmeabschnitt (21, 22) derart in radialer Richtung des ersten Laufrades (3) nach innen und axial versetzt an der Felge (8) entlang erstreckt, dass der zweite Wirkabschnitt (7) den ersten Wirkabschnitt (6) zu einer Seite der Felge (8) hin zumindest abschnittsweise überdeckt.
2. Elektrofahrrad (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wirkabschnitt (6) zumindest einen Magneten (32, 33) und der zweite Wirkabschnitt (7) zumindest eine Spuleneinheit (18, 19) umfasst.
3. Elektrofahrrad (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wirkabschnitt (6) eine erste Gruppe Magnete (32, 33) aufweist, die im Bereich einer Seitenflanke (27, 28) und entlang des Umfangs der Felge (8) angeordnet ist.
4. Elektrofahrrad (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (32, 33) derart angeordnet ist, dass seine Erstreckungsebene schräg zu einer Zentralebene (24) des ersten Laufrades (3) ausgerichtet ist.
5. Elektrofahrrad (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckungsebene in einem Winkel zwischen 5° und 45° schräg zu der Zentralebene (24) angestellt ist.
6. Elektrofahrrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenbereich (9) Teil eines gebogen verlaufenden Satteltragelementes (12) des Rahmens (8) ist.
7. Elektrofahrrad (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Satteltragelement (12) einen U-förmigen Querschnitt aufweist, wobei der zumindest eine, den zweiten Wirkabschnitt (7) aufnehmende Aufnahmeabschnitt (21, 22) des Rahmenbereiches (9) als ein Seitensteg des Satteltragelementes (12) ausgebildet ist.
8. Elektrofahrrad (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Satteltragelement (12) zu dem ersten Laufrad (3) hin geöffnet ist und eine Aussparung (39) aufweist, in der im Betriebszustand ein Reifen (20) des Laufrades (3) entlang eines Umfangsbereiches angeordnet ist.
9. Elektrofahrrad (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) und/oder das erste Laufrad (3) zumindest teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt sind/ist.
10. Elektrofahrrad (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff in Harz eingebettete Kohlefasern und/oder Aramidfasern umfasst.

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