DE102014217278A1

DE102014217278A1 - Drive arrangement for a bicycle and bicycle with the drive assembly

Info

Publication number: DE102014217278A1
Application number: DE102014217278.0A
Authority: DE
Inventors: Dagmar Münch; Fabian Kempe; Matthias Herbrich
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2016-03-03

Abstract

Ein Fahrrad weist üblicherweise eine Tretmechanik auf, mit der das Fahrrad von einem Fahrradfahrer in einem Tretbetrieb angetrieben werden kann. In der Zwischenzeit hat sich jedoch der Bedarf ergeben, auch Fahrräder anzubieten, welche neben der Tretmechanik noch einen Zusatzmotor aufweisen, welcher ergänzend oder alternativ zu der menschlichen Tretkraft ein Antriebsdrehmoment für das Fahrrad bereitstellt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung für ein Fahrrad vorzuschlagen, welche besonders einfach integrierbar ist. Hierzu wird eine Antriebsanordnung 10 für ein Fahrrad 1 vorgeschlagen, wobei das Fahrrad einen Rahmen 2 und eine an dem Rahmen 2 gelagerte Tretkurbelwelle 8 mit einem drehfest aufgesetzten Fahrradantriebsritzel 7 aufweist, mit einem Motormodul 12, wobei das Motormodul 12 ein Motorabtriebsrad 13 und eine mechanische Schnittstelle 21 zur Befestigung an dem Rahmen 2 aufweist, mit einem Adapterrad 16 zur Kopplung mit der Tretkurbelwelle 8 und/oder mit dem Fahrradantriebsritzel 7, wobei das Motorabtriebsrad 13 mit dem Adapterrad 16 in unmittelbarer Wirkverbindung steht.A bicycle usually has a pedal mechanism, with which the bicycle can be driven by a cyclist in a pedaling operation. In the meantime, however, the need has arisen to offer bicycles which, in addition to the pedal mechanism, also have an additional motor which, in addition or as an alternative to the human treading force, provides driving torque for the bicycle. The invention has for its object to propose a drive assembly for a bicycle, which is particularly easy to integrate. For this purpose, a drive assembly 10 is proposed for a bicycle 1, wherein the bicycle has a frame 2 and mounted on the frame 2 pedal crankshaft 8 with a rotatably mounted bicycle drive pinion 7, with a motor module 12, wherein the motor module 12 is a Motorabtriebsrad 13 and a mechanical interface 21 for attachment to the frame 2, with an adapter wheel 16 for coupling with the pedal crankshaft 8 and / or with the bicycle drive pinion 7, wherein the Motorabtriebsrad 13 is in operative connection with the adapter 16.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Fahrrad, wobei das Fahrrad einen Rahmen und eine an dem Rahmen gelagerte Tretkurbelwelle mit einem drehfest aufgesetzten Fahrradantriebsritzel aufweist, mit einem Motormodul, wobei das Motormodul ein Motorabtriebsrad und eine mechanische Schnittstelle zur Befestigung an dem Rahmen aufweist, und mit einem Adapterrad zur Kopplung mit der Tretkurbelwelle und/oder mit dem Fahrradantriebsritzel. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrrad mit der Antriebsanordnung. The invention relates to a drive assembly for a bicycle, wherein the bicycle has a frame and mounted on the frame pedal crankshaft with a rotatably mounted bicycle drive pinion, with a motor module, wherein the motor module has a Motorabtriebsrad and a mechanical interface for attachment to the frame, and with an adapter wheel for coupling with the pedal crankshaft and / or with the bicycle drive pinion. The invention also relates to a bicycle with the drive arrangement.

Ein Fahrrad weist üblicherweise eine Tretmechanik auf, mit der das Fahrrad von einem Fahrradfahrer in einem Tretbetrieb angetrieben werden kann. In der Zwischenzeit hat sich jedoch der Bedarf ergeben, auch Fahrräder anzubieten, welche neben der Tretmechanik noch einen Zusatzmotor aufweisen, welcher ergänzend oder alternativ zu der menschlichen Tretkraft ein Antriebsdrehmoment für das Fahrrad bereitstellt. Beispiele für derartige motorbetriebene Fahrräder sind beispielsweise die sogenannten Pedelecs, welche einen Elektromotor aufweisen, der oftmals als ein Nabenmotor im Vorderrad, als ein Mittelmotor im Bereich des Tretlagers oder als ein Nabenmotor im Hinterrad ausgebildet ist. Nachteilig bei den genannten Integrationsmöglichkeiten des Elektromotors ist jedoch, dass zumindest der Elektromotor fest an dem Fahrrad verbaut ist und somit ständig auch im Tretbetrieb des Fahrrads mit transportiert werden muss.A bicycle usually has a pedal mechanism, with which the bicycle can be driven by a cyclist in a pedaling operation. In the meantime, however, the need has arisen to offer bicycles which, in addition to the pedal mechanism, also have an additional motor which, in addition or as an alternative to the human treading force, provides driving torque for the bicycle. Examples of such motor-driven bicycles are, for example, the so-called pedelecs, which have an electric motor, which is often designed as a hub motor in the front wheel, as a center motor in the area of the bottom bracket or as a hub motor in the rear wheel. A disadvantage of the said integration possibilities of the electric motor, however, is that at least the electric motor is permanently installed on the bicycle and thus constantly has to be transported in pedaling the bike with.

Die Offenlegungsschrift DE 40 27 365 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, beschreibt ein Fahrrad mit einem insbesondere nachrüstbaren Zusatzantrieb, wobei der Zusatzantrieb im Bereich des Tretlagers angeordnet ist. Das Antriebsdrehmoment des Zusatzantriebs wird über eine Kette auf ein Zusatzkettenzahnrad übertragen, welches zumindest in der Antriebsdrehrichtung kraftschlüssig mit dem Kettenzahnrad des Fahrrads und damit mit der Tretkurbelwelle drehfest verbunden ist. Auf diese Weise kann das Antriebsdrehmoment von dem Zusatzantrieb über die Kette auf die Tretkurbelwelle übertragen werden.The publication DE 40 27 365 A1 , which probably forms the closest prior art, describes a bicycle with a particular retrofittable auxiliary drive, wherein the auxiliary drive is arranged in the region of the bottom bracket. The drive torque of the auxiliary drive is transmitted via a chain to an additional chain gear, which is non-rotatably connected, at least in the drive rotational direction with the sprocket of the bicycle and thus with the pedal crankshaft. In this way, the drive torque can be transmitted from the auxiliary drive via the chain on the pedal crankshaft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung für ein Fahrrad vorzuschlagen, welche besonders einfach integrierbar ist. Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrrad mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.The invention has for its object to propose a drive assembly for a bicycle, which is particularly easy to integrate. This object is achieved by a drive arrangement with the features of claim 1 and by a bicycle having the features of claim 5. Preferred or advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the accompanying drawings.

Erfindungsgemäß wird eine Antriebsanordnung vorgeschlagen, welche für ein Fahrrad geeignet und/oder ausgebildet ist. Das Fahrrad ist insbesondere als ein Zweirad realisiert. Das Fahrrad weist einen Rahmen und eine an dem Rahmen gelagerte Tretkurbelwelle auf, wobei die Tretkurbelwelle mit mindestens oder genau einem Fahrradantriebsritzel drehfest verbunden ist. Es können auch mehrere Fahrradantriebsritzel, zum Beispiel bei einer Mehrgangschaltung, vorgesehen sein.According to the invention, a drive arrangement is proposed which is suitable and / or designed for a bicycle. The bicycle is realized in particular as a two-wheeler. The bicycle has a frame and a pedal crankshaft mounted on the frame, wherein the pedal crankshaft is rotatably connected to at least or exactly one bicycle drive pinion. It can also be provided several bicycle drive pinion, for example, in a multi-speed circuit.

Die Antriebsanordnung umfasst ein Motormodul, wobei das Motormodul mindestens oder genau einen Elektromotor für einen Antrieb oder eine Antriebsunterstützung des Fahrrads aufweist. Der Elektromotor hat ein Antriebsdrehmoment oder eine Leistung, die einen Antrieb des Fahrrads in einem Fahrbetrieb ermöglicht. Das Motormodul umfasst ein Motorabtriebsrad, welches sich im Betrieb des Motormoduls aufgrund des Antriebsdrehmoments des Elektromotors dreht. Ferner weist das Motormodul eine mechanische Schnittstelle zur Befestigung des Motormoduls an dem Rahmen des Fahrzeugs auf. Über die mechanische Schnittstelle kann somit das Motormodul an dem Rahmen des Fahrrads befestigt werden.The drive arrangement comprises a motor module, wherein the motor module has at least or exactly one electric motor for a drive or a drive support of the bicycle. The electric motor has a drive torque or a power that allows a drive of the bicycle in a driving operation. The engine module includes a Motorabtriebsrad, which rotates during operation of the motor module due to the driving torque of the electric motor. Furthermore, the engine module has a mechanical interface for fastening the engine module to the frame of the vehicle. Thus, the motor module can be attached to the frame of the bicycle via the mechanical interface.

Die Antriebsanordnung weist ferner ein Adapterrad, insbesondere eine kreisrunde Adapterscheibe, auf, welches zur Kopplung mit der Tretkurbelwelle und/oder mit dem Fahrradantriebsritzel ausgebildet ist. Insbesondere ist die Adapterscheibe koaxial und/oder konzentrisch zu der Tretkurbelwelle angeordnet. Das Adapterrad kann mit der Tretkurbelwelle und/oder mit dem Fahrradantriebsritzel in beide Umlaufrichtungen um die Tretkurbelwelle drehfest verbunden sein. Es kann jedoch ausreichend sein, wenn das Adapterrad nur in einer Antriebsdrehrichtung zum Antrieb des Fahrrads mit der Tretkurbelwelle und/oder mit dem Fahrradantriebsritzel drehfest verbunden ist. The drive assembly further comprises an adapter wheel, in particular a circular adapter disk, which is designed for coupling with the pedal crankshaft and / or with the bicycle drive pinion. In particular, the adapter disc is arranged coaxially and / or concentrically with the pedal crankshaft. The adapter can be rotatably connected to the pedal crankshaft and / or with the bicycle drive pinion in both directions of rotation about the pedal crankshaft. However, it may be sufficient if the adapter is rotatably connected only in a driving direction for driving the bicycle with the pedal crankshaft and / or with the bicycle drive pinion.

Besonders bevorzugt ist das Adapterrad als eine Komponente ausgebildet, welche auf die vorhandene Tretkurbelwelle und/oder auf das vorhandene Fahrradantriebsritzel aufsetzbar ist. Insbesondere ist das Adapterrad als ein Zubehörteil und/oder als ein Nachrüstteil realisiert.Particularly preferably, the adapter wheel is designed as a component which can be placed on the existing pedal crankshaft and / or on the existing bicycle drive pinion. In particular, the adapter wheel is realized as an accessory and / or as a retrofit part.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Motorabtriebsrad mit dem Adapterrad in unmittelbarer Wirkverbindung steht. Insbesondere berühren sich das Motorabtriebsrad und das Adapterrad körperlich. Durch die unmittelbare Wirkverbindung kontaktieren das Motorabtriebsrad und das Adapterrad unmittelbar, sodass der benötigte Bauraum für die Antriebsanordnung sehr gering ausfällt und damit die Antriebsanordnung raumsparender und damit besser und komfortabler in dem Fahrrad zu integrieren ist. Ferner kann auf Zusatzzugmittel, wie z.B. eine Kette gemäß dem Stand der Technik verzichtet werden, wodurch mögliche Fehlerquellen ausgeschlossen werden und zudem der Pflegeaufwand für die Antriebsanordnung verringert ist. In the context of the invention, it is proposed that the motor driven gear is in direct operative connection with the adapter wheel. In particular, the Motorabtriebsrad and the adapter wheel touch physically. Due to the immediate operative connection, the motor driven gear and the adapter wheel contact directly, so that the space required for the drive assembly is very low and thus the drive assembly is space-saving and thus better and more comfortable to integrate in the bike. Further, additional draw means, such as a chain according to the prior art be dispensed with, whereby possible sources of error are excluded and also the maintenance costs for the drive assembly is reduced.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass Motorabtriebsrad und Adapterrad zum Beispiel reibschlüssig miteinander in unmittelbarer Wirkverbindung stehen. Es ist jedoch bevorzugt, dass das Motorabtriebsrad mit dem Adapterrad formschlüssig wirkverbunden ist und/oder dass das Motorabtriebsrad mit dem Adapterrad kämmt. Insbesondere sind das Motorabtriebsrad und das Adapterrad jeweils als ein Zahnrad ausgebildet. Durch die formschlüssige Wirkverbindung und/oder die kämmende Verbindung und/oder die Ausbildung als Zahnräder wird sichergestellt, dass auch bei widrigen Umgebungs- und/oder Wetterverhältnissen stets eine sichere Übertragung des Antriebsdrehmoments von dem Motormodul zu dem Adapterrad sichergestellt ist. Ferner ist es nicht notwendig, dass das Motormodul in Relativpositionierung zu dem Adapterrad unter Spannung montiert wird, um einen Anpressdruck für einen Reibschluss zu erreichen, sondern es ist ausreichend, dass das Motormodul derart in Relativpositionierung zu dem Adapterrad montiert wird, dass die formschlüssige Wirkverbindung umgesetzt werden kann.It is within the scope of the invention that Motorabtriebsrad and adapter wheel, for example, are frictionally engaged with each other in immediate operative connection. However, it is preferred that the Motorabtriebsrad is positively operatively connected to the adapter wheel and / or that the Motorabtriebsrad meshes with the Adapterrad. In particular, the Motorabtriebsrad and the Adapterrad are each formed as a gear. The form-fitting operative connection and / or the meshing connection and / or the design as gears ensures that reliable transmission of the drive torque from the engine module to the adapter wheel is always ensured even in adverse environmental and / or weather conditions. Furthermore, it is not necessary that the motor module is mounted in relative position to the adapter wheel under tension to achieve a contact pressure for a frictional engagement, but it is sufficient that the motor module is mounted in relative positioning to the adapter wheel, that implemented the form-locking operative connection can be.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bilden das Motorabtriebsrad und das Adapterrad gemeinsam einen Winkelgetriebeabschnitt. In dem Winkelgetriebeabschnitt wird der Momentenfluss, vorzugsweise um mindestens 60°, insbesondere um 90° umgelenkt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Motorabtriebsrad durch seine Rotationsachse eine Motorabtriebsachse definiert und das Adapterrad durch seine Rotationsachse eine Antriebsachse definiert, wobei die Motorabtriebsachse senkrecht zu der Antriebsachse ausgerichtet ist. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass das Motorabtriebsrad mit seiner flächigen Erstreckung eine Motorabtriebsebene und das Adapterrad mit seiner flächigen Erstreckung eine Adapterebene definiert, wobei die Motorabtriebsebene senkrecht zu der Adapterebene ausgerichtet ist. Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass die Motorabtriebsachse und damit die Längserstreckung des Motormoduls senkrecht zu der Antriebsachse und damit zur Längserstreckung der Tretkurbelwelle ausgerichtet ist. Dies führt zu einer besonders einfachen Integration in dem Fahrrad, da das Motormodul in einer Ebene mit dem Rahmen des Fahrrads verlaufen kann, somit nicht quer zu dem Rahmen ausgerichtet sein muss und somit nicht als Störkontur im Tretbetrieb wahrgenommen wird.In a preferred development of the invention, the motor driven gear and the adapter wheel together form an angular gear section. In the angular gear section of the torque flow, preferably by at least 60 °, in particular deflected by 90 °. For example, it can be provided that the Motorabtriebsrad defined by its axis of rotation a motor output shaft and the adapter wheel by its axis of rotation defines a drive axle, wherein the motor output shaft is aligned perpendicular to the drive axis. Alternatively or additionally, it may be provided that the motor driven gear defines with its planar extent a motor output plane and the adapter wheel with its planar extent an adapter plane, wherein the motor output plane is aligned perpendicular to the adapter plane. This development has the advantage that the motor output axis and thus the longitudinal extent of the motor module is oriented perpendicular to the drive axis and thus to the longitudinal extension of the pedal crankshaft. This leads to a particularly simple integration in the bicycle, since the engine module can run in a plane with the frame of the bicycle, thus need not be aligned transversely to the frame and thus is not perceived as a disturbing contour in pedaling.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Motormodul eine Freilaufeinrichtung auf, welche besonders bevorzugt als eine Überholkupplung ausgebildet ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Freilaufeinrichtung als Überholkupplung das Motormodul, insbesondere den Elektromotor, entkuppelt oder ausgekuppelt, wenn die auf das Motorabtriebsrad von der Tretkurbelwelle übertragene Drehgeschwindigkeit und/oder Drehzahl größer als die von dem Motormodul anliegende Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl ist. Optional kann durch eine Regelstrategie in einer Steuereinrichtung ein Überholen der Drehgeschwindigkeit und/oder Drehzahl von dem Motormodul in Bezug auf die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl von der Tretkurbelwelle verhindert werden, sodass die zum Teil gesetzlich geforderte Pedelec-Eigenschaft sichergestellt ist. Insbesondere ist die Steuereinrichtung ausgebildet, zu verhindern, dass der Elektromotor auch ohne Pedalieren Leistung abgibt und dafür zu sorgen, dass bei höherer Fahrgeschwindigkeit als 25 km/h die Unterstützung durch den Elektromotor entfällt.In a preferred embodiment of the invention, the motor module on a freewheel device, which is particularly preferably designed as an overrunning clutch. In particular, it is provided that the freewheel device as the overrunning clutch, the engine module, in particular the electric motor, decoupled or disengaged when the transmitted to the Motorabtriebsrad of the pedal crankshaft rotational speed and / or speed is greater than the voltage applied by the engine module rotational speed or speed. Optionally, a overrunning of the rotational speed and / or rotational speed of the engine module with respect to the rotational speed or speed of the pedal crankshaft can be prevented by a control strategy in a control device, so that the sometimes required by law pedelec property is ensured. In particular, the control device is designed to prevent the electric motor giving off power even without pedaling and to ensure that at a higher driving speed than 25 km / h the support by the electric motor is eliminated.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft das Fahrrad mit dem Rahmen und mit der an dem Rahmen gelagerten Tretkurbelwelle mit dem mindestens einen Fahrradantriebsritzel. Insbesondere ist der Rahmen als ein Diamantrahmen, als ein Schwanenhalsrahmen, als ein Trapezrahmen, etc. ausgebildet. Insbesondere weist der Rahmen mindestens ein vorderes Rahmenrohr und ein Sattelrahmenrohr auf. Das vordere Rahmenrohr erstreckt sich insbesondere von der Tretkurbelwelle zu einem Lenker des Fahrrads. Das Sattelrahmenrohr erstreckt sich insbesondere von der Tretkurbelwelle zu einem Sattel des Fahrrads. Optional ergänzend umfasst der Rahmen ein Oberrohr, welches das vordere Rahmenrohr mit dem Sattelrohr verbindet. Insbesondere ist das Motormodul über seine mechanische Schnittstelle an dem Rahmen betriebsbereit befestigt.Another object of the invention relates to the bicycle with the frame and with the mounted on the frame pedal crankshaft with the at least one bicycle drive pinion. In particular, the frame is formed as a diamond frame, a gooseneck frame, a trapezoidal frame, etc. In particular, the frame has at least one front frame tube and a saddle frame tube. The front frame tube extends in particular from the pedal crankshaft to a handlebar of the bicycle. The saddle frame tube extends in particular from the pedal crankshaft to a saddle of the bicycle. Optionally in addition to the frame comprises a top tube, which connects the front frame tube with the seat tube. In particular, the motor module is fastened ready for operation via its mechanical interface to the frame.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Adapterrad im Durchmesser größer als das eine oder das größte Fahrradantriebsritzel ausgebildet ist. Auf diese Weise steht das Adapterrad in radialer Richtung zu der Tretkurbelwelle über, so dass das Motorabtriebsrad in einfacher Weise mit dem überstehenden Adapterrad in Wirkverbindung gebracht werden kann.Particularly preferably, it is provided that the adapter wheel is formed larger in diameter than the one or the largest bicycle drive pinion. In this way, the adapter wheel is in the radial direction to the pedal crankshaft, so that the Motorabtriebsrad can be brought into operative connection with the protruding adapter wheel in a simple manner.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Motormodul über eine Schnellkupplungseinrichtung an dem Rahmen lösbar befestigt. Hierzu kann vorgesehen sein, dass der Rahmen eine Gegenschnittstelle aufweist, wobei Schnittstelle und Gegenschnittstelle die Schnellkupplungseinrichtung bilden und insbesondere werkzeugfrei miteinander verbindbar und lösbar sind.In a preferred development of the invention, the engine module is detachably fastened to the frame via a quick-coupling device. For this purpose, it can be provided that the frame has a mating interface, with the interface and mating interface forming the quick-coupling device and, in particular, being connectable to one another and releasable without tools.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine oder die Motorabtriebsachse, welche durch eine Motorwelle des Motormoduls und/oder eine Abtriebswelle des Motormoduls und/oder eine Rotationsachse des Motorabtriebsritzels definiert ist, gleichgerichtet, insbesondere parallel zu einer Strebe des Rahmens ausgerichtet, wobei im speziellen vorgesehen ist, dass das Motormodul an dieser Strebe befestigt ist. In dieser Weiterbildung wird genutzt, dass das Motorabtriebsrad und das Adapterrad gemeinsam einen Winkelgetriebeabschnitt bilden, sodass eine bauraumsparende Integration des Motormoduls in dem Rahmen möglich ist. In a preferred development of the invention, one or the motor output axis, which is defined by a motor shaft of the motor module and / or an output shaft of the motor module and / or a rotation axis of the motor output pinion, is rectified, in particular parallel to one Aligned strut of the frame, in particular provided that the motor module is attached to this strut. In this development, it is used that the motor driven gear and the adapter wheel together form an angular gear section, so that a space-saving integration of the motor module in the frame is possible.

Besonders bevorzugt ist das Motormodul so angeordnet, dass das Motorabtriebsrad mittig zu einer Ebene angeordnet ist, die als eine Mittelebene des Rahmens ausgebildet ist. In dieser Ausgestaltung ist sichergestellt, dass etwaige Störkonturen seitlich zu dem Rahmen, welche bei einem Tretbetrieb stören könnten, möglichst klein ausgebildet sind.Particularly preferably, the motor module is arranged so that the Motorabtriebsrad is arranged centrally to a plane which is formed as a center plane of the frame. In this embodiment, it is ensured that any interference contours are formed as small as possible laterally to the frame, which could interfere with pedaling.

In einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist die Strebe, an der das Motormodul befestigt ist, als das vordere Rahmenrohr ausgebildet, wobei dieses Gewindelöcher für eine Flaschenhalterung aufweist und wobei das Motormodul über die Gewindelöcher an dem Rahmen befestigt ist. Beispielsweise ist es möglich, dass über die Gewindelöcher eine Halterung als eine Gegenschnittstelle dauerhaft an dem Rahmen befestigt ist, in die das Motormodul mit seiner Schnittstelle über die Schnellkupplungseinrichtung werkzeugfrei eingesetzt werden kann. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die bereits bei vielen Fahrrädern vorhandenen Gewindelöcher genutzt werden können, sodass keine zusätzlichen Anpassungsarbeiten an dem Rahmen notwendig werden.In one possible constructive embodiment of the invention, the strut, to which the motor module is attached, is formed as the front frame tube, which has threaded holes for a bottle holder, and wherein the motor module is fastened to the frame via the threaded holes. For example, it is possible for a holder to be permanently attached to the frame via the threaded holes as a mating interface into which the motor module with its interface can be inserted without tools via the quick-coupling device. This embodiment has the advantage that the existing already in many bicycles threaded holes can be used, so no additional adjustment work on the frame are necessary.

Besonders bevorzugt ist das Fahrrad mit dem montierten Motormodul als ein Pedelec ausgebildet.Particularly preferably, the bicycle with the mounted motor module is designed as a pedelec.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:Further features, advantages and effects of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment of the invention and the accompanying figures. Showing:

1 eine schematische seitliche Ansicht auf ein Fahrrad mit der Antriebsanordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 a schematic side view of a bicycle with the drive assembly as an embodiment of the invention;

2 eine Vorderansicht oder Rückansicht der Antriebsanordnung zur Verdeutlichung des Ausführungsbeispiels. 2 a front view or rear view of the drive assembly to illustrate the embodiment.

Die 1 zeigt in einer schematisierten Seitenansicht ein Fahrrad 1 mit teilweise unterdrückten Komponenten als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Fahrrad 1 umfasst einen Rahmen 2 sowie ein Vorderrad (nicht gezeigt) und ein Hinterrad 3. The 1 shows a schematic side view of a bicycle 1 with partially suppressed components as an embodiment of the invention. The bike 1 includes a frame 2 and a front wheel (not shown) and a rear wheel 3 ,

Das Fahrrad weist einen Kettenantrieb 4, welcher einen Pedalbereich 5 mit einem Paar Pedalen 6 und einen Fahrradantriebsritzel 7 (verdeckt, vgl. 2) aufweist, welche über eine Tretkurbelwelle 8 in dem Rahmen 2 gelagert sind. Ausgehend von dem Fahrradantriebsritzel 7 verläuft eine Kette 9 zur Übertragung des Antriebsdrehmoments auf ein nicht dargestelltes hinteres Ritzel.The bike has a chain drive 4 which has a pedal area 5 with a pair of pedals 6 and a bicycle drive sprocket 7 (covered, cf. 2 ), which via a pedal crankshaft 8th in the frame 2 are stored. Starting from the bicycle drive pinion 7 runs a chain 9 for transmitting the drive torque to an unillustrated rear sprocket.

In der 2 ist eine Antriebsanordnung 10 für das Fahrrad 1 in einer schematischen Ansicht dargestellt. Es ist nochmals eine Pedale 6 gezeigt, welche über eine Tretkurbel 11 mit der Tretkurbelwelle 8 drehfest verbunden ist. Ebenfalls drehfest mit der Tretkurbelwelle 8 ist das Fahrradantriebsritzel 7 – auch vorderes Kettenblatt zu nennen – verbunden.In the 2 is a drive arrangement 10 for the bike 1 shown in a schematic view. It's another pedals 6 shown which has a crank 11 with the crankshaft 8th rotatably connected. Also rotatably with the pedal crankshaft 8th is the bicycle drive pinion 7 - also called front chainring - connected.

Die Antriebsanordnung 10 weist ein Motormodul 12 auf, welches als Abtrieb ein Motorabtriebsrad 13 umfasst. Das Motorabtriebsrad 13 und/oder das Motormodul 12 definieren eine Motorabtriebsachse 14, wobei das Motorabtriebsrad 13 senkrecht von der Motorabtriebsachse 14 durchstoßen wird. In dem Motormodul 12 ist ein nicht gezeigter Elektromotor angeordnet, welcher über eine Motorwelle 15 ein Antriebsdrehmoment auf das Motorabtriebsrad 13 überträgt. Besonders bevorzugt ist in dem Motormodul 12 eine Batterie zur Versorgung des Elektromotors in dem Motormodul 12 angeordnet.The drive arrangement 10 has a motor module 12 on, which as output a Motorabtriebsrad 13 includes. The motor driven wheel 13 and / or the engine module 12 define a motor output axis 14 , wherein the Motorabtriebsrad 13 perpendicular to the motor output shaft 14 is pierced. In the engine module 12 a not shown electric motor is arranged, which via a motor shaft 15 a drive torque on the Motorabtriebsrad 13 transfers. Particularly preferred is in the engine module 12 a battery for supplying the electric motor in the motor module 12 arranged.

Auf der Tretkurbelwelle 8 ist ein Adapterrad 16 aufgesetzt und zumindest in der Umlaufrichtung um die Tretkurbelwelle 8 in Antriebsrichtung mit der Tretkurbelwelle 8 drehfest gekoppelt. Es ist auch möglich, dass das Adapterrad 16 mit der Tretkurbelwelle 8 in beide Umlaufrichtungen drehfest und starr gekoppelt ist. Dabei kann das Adapterrad 16 z.B. wahlweise mit dem Fahrradantriebsritzel 7 mechanisch verbunden sein oder mit der Tretkurbelwelle 8 mechanisch verbunden sein oder über die Tretkurbel 11 mittelbar mit der Tretkurbelwelle 8 mechanisch verbunden sein.On the pedal crankshaft 8th is an adapter wheel 16 placed on and at least in the direction of rotation about the pedal crankshaft 8th in the drive direction with the pedal crankshaft 8th rotatably coupled. It is also possible that the adapter wheel 16 with the crankshaft 8th in both directions of rotation rotatably and rigidly coupled. In this case, the adapter wheel 16 eg optionally with the bicycle drive pinion 7 be mechanically connected or with the crankshaft 8th be mechanically connected or via the pedal 11 indirectly with the pedal crankshaft 8th be mechanically connected.

Wie sich besonders gut aus der 2 ergibt, stehen in der gezeigten Vorderansicht der Antriebsanordnung 10 die Motorabtriebsachse 14 und eine durch die Tretkurbelwelle 8 definierte Antriebsachse senkrecht aufeinander. Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass eine Motorabtriebsebene 17, welche durch die flächige Erstreckung des Motorabtriebsrads 13 definiert ist, senkrecht auf einer Adapterebene 18 steht, welche durch die flächige Erstreckung des Adapterrads 16 festgelegt ist. Insgesamt bilden das Motorabtriebsrad 13 und das Adapterrad 16 einen Winkelgetriebeabschnitt. How to be particularly good from the 2 results stand in the front view of the drive assembly shown 10 the motor output shaft 14 and one through the crankshaft 8th defined drive axis perpendicular to each other. Alternatively or additionally, it may also be provided that a motor output plane 17 , which by the flat extent of Motorabtriebsrads 13 is defined, perpendicular to an adapter layer 18 stands, which by the flat extent of the adapter wheel 16 is fixed. Overall, form the Motorabtriebsrad 13 and the adapter wheel 16 an angular gear section.

Das Motorabtriebsrad 13 und das Adapterrad 16 sind beispielsweise als Zahnräder, insbesondere Kegelzahnräder, ausgebildet oder weisen eine andere formschlüssig ineinandergreifende Kopplungsstruktur auf, sodass der Winkelgetriebeabschnitt als ein formschlüssiges Getriebe ausgebildet ist. Das Adapterrad 16 ist im Durchmesser größer als das Fahrradantriebsritzel 7 oder bei mehreren Fahrradantriebsritzeln 7 im Durchmesser größer als das größte Fahrradantriebsritzel 7 ausgebildet. Auf diese Weise verbleibt ausreichend Raum in radialer Richtung zu der Antriebsachse der Tretkurbelwelle 8 zur Wirkverbindung zwischen dem Motorabtriebsrad 13 zum unmittelbaren und körperlich kontaktierenden Eingriff in das Adapterrad 16.The motor driven wheel 13 and the adapter wheel 16 are, for example, as gears, in particular bevel gears, or have another form-fitting interlocking coupling structure, so that the angle gear portion is formed as a positive gear. The adapter wheel 16 is larger in diameter than that Bicycle drive pinion 7 or with multiple bicycle drive sprockets 7 larger in diameter than the largest bicycle sprocket 7 educated. In this way, sufficient space remains in the radial direction to the drive axle of the pedal crankshaft 8th for the operative connection between the Motorabtriebsrad 13 for immediate and physically contacting engagement in the adapter wheel 16 ,

Aus der Darstellung in der 1 ergibt sich, dass die Antriebsachse 14 gleichgerichtet oder sogar parallel zu einem vorderen Rahmenrohr 19 des Rahmens 2 ausgerichtet ist. Insbesondere ist das Motormodul 12 in seiner Längserstreckung parallel zu dem vorderen Rahmenrohr 19 ausgerichtet. Das Motormodul 12 befindet sich innerhalb des Bauraums, welcher durch das vordere Rahmenrohr 19 und ein Sattelrohr 20 gebildet wird. From the representation in the 1 it turns out that the drive axle 14 rectified or even parallel to a front frame tube 19 of the frame 2 is aligned. In particular, the engine module 12 in its longitudinal extent parallel to the front frame tube 19 aligned. The engine module 12 is located within the installation space, which through the front frame tube 19 and a seat tube 20 is formed.

Das Motormodul 12 weist eine Schnittstelle 21 auf, welche über eine Schnellkoppeleinrichtung mit einer Gegenschnittstelle 22, die an dem Rahmen 2, in diesem Beispiel an dem vorderen Rahmenrohr 19, festgelegt ist. Die aus Schnittstelle 21 und Gegenschnittstelle 22 bestehende Schnellkuppeleinrichtung erlaubt es, das Motormodul insbesondere werkzeugfrei an dem Rahmen zu befestigen und/oder werkzeugfrei von dem Rahmen zu entfernen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Gegenschnittstelle 22 über zwei Gewindelöcher 23a, 23b in dem vorderen Rahmenrohr 19 festgeschraubt, wobei die Gewindelöcher 23a, b als die üblichen Gewindelöcher für eine Flaschenhalterung in dem vorderen Rahmenrohr 19 ausgebildet sind. Die Gewindelöcher 23a, b sind dem Sattlerohr 20 zugewandt und z.B. 15 cm voneinander beabstandet angeordnet. Durch diese Positionierung kann das Motormodul 12 so in dem Rahmen 2 angeordnet werden, dass es für den Fahrer des Fahrrads 1 eine minimale Störkontur, insbesondere im Tretbetrieb, darstellt. Besonders bevorzugt ist das Motormodul 12 und/oder das Motorabtriebsrad 13 bei einer Vorderansicht oder Hinteransicht, wie diese in der 2 gezeigt ist, symmetrisch zu dem Rahmen 2 angeordnet, sodass das Motorantriebsrad 13 beziehungsweise das Motormodul 12 auf beiden Seiten des Rahmens 2 gleich weit übersteht, sodass die Beeinträchtigungen für den Fahrer minimiert sind. The engine module 12 has an interface 21 on, which via a quick coupling device with a mating interface 22 attached to the frame 2 , in this example, on the front frame tube 19 , is fixed. The out of interface 21 and counter interface 22 existing Schnellkuppeleinrichtung allows the engine module in particular tool-free to attach to the frame and / or tool-free to remove from the frame. In this embodiment, the mating interface 22 over two threaded holes 23a . 23b in the front frame tube 19 bolted, with the threaded holes 23a , b as the usual threaded holes for a bottle holder in the front frame tube 19 are formed. The threaded holes 23a , b are the saddle ear 20 facing and arranged, for example, 15 cm apart. This positioning allows the motor module 12 so in the frame 2 be arranged that it is for the driver of the bike 1 a minimal interference contour, especially in pedaling represents. Particularly preferred is the engine module 12 and / or the Motorabtriebsrad 13 in a front view or rear view, like these in the 2 is shown, symmetrical to the frame 2 arranged so that the motor drive wheel 13 or the engine module 12 on both sides of the frame 2 survives equally well, so that the impact on the driver are minimized.

Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Gegenschnittstelle 22 als eine Aufnahmehülse ausgebildet, deren Mittelachse gleichgerichtet oder identisch mit Motorabtriebsachse 14 ausgerichtet ist. Die Schnittstelle 21 ist dagegen durch die zylinderförmige Außenkontur eines Grundkörpers 24 des Motormoduls 12 gebildet, welcher in die Aufnahmehülse eingeschoben werden kann. Optional ergänzend können Sicherungseinrichtungen, insbesondere Rasteinrichtungen zur Festlegung des Grundkörpers 24 in der Aufnahmehülse und somit zur Festlegung der Schnittstelle 21 in der Gegenschnittstelle 22 vorgesehen sein. In the embodiment shown in the figures, the mating interface 22 designed as a receiving sleeve whose center axis rectified or identical to the motor output shaft 14 is aligned. the interface 21 is, however, by the cylindrical outer contour of a body 24 of the engine module 12 formed, which can be inserted into the receiving sleeve. Optionally complementary can safety devices, in particular locking devices for fixing the body 24 in the receiving sleeve and thus defining the interface 21 in the opposite interface 22 be provided.

Im Betrieb wird ein Antriebsdrehmoment von dem Motormodul 12 über das Motorabtriebsrad 13, das Adapterrad, die Tretkurbelwelle 8 und/oder das Fahrradantriebsritzel 7 über die Kette 9 an das Hinterrad 3 übertragen. Das Motormodul 12 kann eine Freilaufeinrichtung aufweisen, die das Motormodul 12, insbesondere den Elektromotor auskuppelt für den Fall, dass die über die Pedalen 6 eingeleitete Drehgeschwindigkeit größer als die über das Motormodul 12 eingeleitete Drehgeschwindigkeit ist. In operation, a drive torque from the engine module 12 over the Motorabtriebsrad 13 , the adapter wheel, the pedal crankshaft 8th and / or the bicycle drive pinion 7 over the chain 9 to the rear wheel 3 transfer. The engine module 12 may include a freewheel device that the engine module 12 In particular, the electric motor disengages in the event that over the pedals 6 introduced rotational speed greater than that via the motor module 12 introduced rotational speed is.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Fahrrad bicycle
22: Rahmen frame
33: Hinterrad rear wheel
44: Kettenantrieb chain drive
55: Pedalbereich pedal area
66: Paar Pedalen Pair of pedals
77: Fahrradantriebsritzel Bicycle drive pinion
88th: Tretkurbelwelle pedal crankshaft
99: Kette Chain
1010: Antriebsanordnung drive arrangement
1111: Tretkurbel crank
1212: Motormodul motor module
1313: Motorabtriebsrad Motorabtriebsrad
1414: Motorabtriebsachse Motor output shaft
1515: Motorwelle motor shaft
1616: Adapterrad Adapterrad
1717: Motorabtriebsebene Engine output level
1818: Adapterebene adapter level
1919: vorderes Rahmenrohr front frame tube
2020: Sattelrohr seat tube
2121: Schnittstelle interface
2222: Gegenschnittstelle Against interface
23a, b23a, b: Gewindelöcher threaded holes
2424: Grundkörper body

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4027365 A1 [0003]

Claims

Drive arrangement ( 10 ) for a bicycle ( 1 ), whereby the bicycle has a frame ( 2 ) and one on the frame ( 2 ) mounted crankshaft ( 8th ) with a rotatably mounted bicycle drive pinion ( 7 ), with a motor module ( 12 ), wherein the engine module ( 12 ) a Motorabtriebsrad ( 13 ) and a mechanical interface ( 21 ) for attachment to the frame ( 2 ), with an adapter wheel ( 16 ) for coupling with the crankshaft ( 8th ) and / or with the bicycle drive pinion ( 7 ), characterized in that the Motorabtriebsrad ( 13 ) with the adapter wheel ( 16 ) is in direct operative connection.

Drive arrangement ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the Motorabtriebsrad ( 13 ) with the adapter wheel ( 16 ) is positively operatively connected and / or that the Motorabtriebsrad ( 13 ) with the adapter wheel ( 16 ) combs.

Drive arrangement ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the Motorabtriebsrad ( 13 ) and the adapter wheel ( 16 ) together form an angular gear section.

Drive arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the engine module ( 12 ) has a freewheel device.

Bicycle ( 1 ) with the frame ( 2 ) and the on the frame ( 2 ) mounted pedal crankshaft ( 7 ) with the bicycle drive pinion ( 7 ), characterized by a drive arrangement ( 10 ) according to any one of the preceding claims.

Bicycle ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the adapter wheel ( 16 ) larger in diameter than the largest bicycle drive pinion ( 7 ) is trained.

Bicycle ( 1 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the engine module ( 12 ) via a quick coupling device ( 21 . 22 ) on the frame ( 2 ) is releasably attached.

Bicycle ( 1 ) according to one of claims 5 to 7, characterized in that a motor shaft ( 15 ) on which the Motorabtriebsrad is arranged, parallel to a strut ( 19 . 20 ) of the frame ( 2 ), wherein the engine module ( 12 ) on the strut ( 19 . 20 ) is attached.

Bicycle ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the strut as the front frame tube ( 19 ) is formed, wherein the front frame tube ( 19 ) Threaded holes ( 23a , b) for a bottle holder, and wherein the engine module ( 12 ) over the threaded holes ( 23a , b) on the frame ( 2 ) is attached.

Bicycle ( 1 ) according to one of the preceding claims 5 to 9, characterized in that the bicycle ( 1 ) is designed as a pedelec.