DE102015000440A1 - Upgrade drive device for a bicycle - Google Patents

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Andreas Seifert
Angelo Schoengruber
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Georg Simon Ohm Hochschule fuer Angewandte Wissenschaften Fachhochschule Nurnberg
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Georg Simon Ohm Hochschule fuer Angewandte Wissenschaften Fachhochschule Nurnberg
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    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/60—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at axle parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/02—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of unchangeable ratio

Abstract

Aufrüstantriebsvorrichtung für das Hinterrad 5 eines Fahrrads mit einer Antriebseinheit 1, gekennzeichnet durch ein motorgetriebenes, achsenparallel zur Radachse des Fahrrads ausrichtbares Abtriebsrad 2, und eine Halterung 3, die insoweit variabel gestaltet ist, dass diese an verschiedenen Fahrrädern in einer solchen Position anbringbar ist, dass das Abtriebsrad 2 durch die Halterung 3 der Antriebseinheit 1 in drehmomentübertragendem Eingriff mit dem Antriebsrad 4 gehalten wird.Aufrüstantriebsvorrichtung for the rear wheel 5 of a bicycle with a drive unit 1, characterized by a motor-driven, axially parallel to the wheel axis of the bicycle ausrichtbares output gear 2, and a holder 3, which is so far variably designed that it can be attached to different bicycles in such a position that the output gear 2 is held by the holder 3 of the drive unit 1 in torque-transmitting engagement with the drive wheel 4.

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufrüst-Antriebsvorrichtung für das Hinterrad eines Fahrrads, mit einer Antriebseinheit, die ein motorgetriebenes Abtriebsrad, vorzugsweise ein Triebstockrad aufweist.The invention relates to a Aufrüst drive device for the rear wheel of a bicycle, with a drive unit having a motor-driven output gear, preferably a Triebstockrad.

Bekannt sind Aufrüstantriebsvorrichtungen in der Form eines Radnabenmotors sowie Kettenantriebe, bei welchen ein Motor über ein zusätzliches Kettenrad auf der Pedalwelle ein Moment überträgt. Ebenfalls bekannt sind über ein Getriebe direkt angetriebene Pedalwellen. Des Weiteren existieren Antriebseinheiten, bei welchen ein Motor über zusätzlich montierte Riemen- oder Zahnräder am Hinterrad eingreift. Auch Friktionsantriebe über eine Reibrolle auf den Mantel des Vorder- oder Hinterrades werden angeboten.Known are Aufrüstantriebsvorrichtungen in the form of a hub motor and chain drives, in which a motor via an additional sprocket on the pedal shaft transmits a moment. Also known are via a transmission directly driven pedal shafts. Furthermore, there are drive units in which a motor via additionally mounted belt or gears engages the rear wheel. Also Friktionsantriebe a friction roller on the jacket of the front or rear wheel are offered.

Meist ist es allerdings nicht möglich diese Vorrichtungen modellunabhängig ohne Austausch oder Bearbeitung von vorhandenen Bauteilen funktionstüchtig anzubringen.In most cases, however, it is not possible to functionally install these devices independently of one another without replacement or machining of existing components.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebseinheit zu schaffen, die sich sehr einfach an verschiedenen Fahrrädern nachrüsten lässt und eine sichere Kraftübertragung des Motors auf das Antriebsrad, vorzugsweise der Zahnkranz am Hinterrad, gewährleistet, ohne Teile des Fahrrades entfernen und oder verändern zu müssen.The object of the invention is to provide a drive unit that can be easily retrofitted to various bicycles and a safe power transmission of the motor on the drive wheel, preferably the sprocket on the rear wheel ensures, without having to remove parts of the bike and or change.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein parallel zur Radachse des Fahrrads auszurichtendes Abtriebsrad und eine Halterung, die insoweit variabel gestaltet ist, dass diese an verschiedenen Fahrrädern in einer solchen Position am Fahrrad anbringbar ist, dass das Abtriebsrad durch die Halterung der Antriebseinheit in drehmomentübertragendem Eingriff mit dem Antriebsrad, vorzugsweise dem Zahnkranz am Hinterrad, gehalten wird.This object is achieved by a parallel to the wheel axle of the bicycle to be aligned output gear and a holder that is designed to be variable so that it can be attached to different bicycles in such a position on the bike that the output gear by the holder of the drive unit in torque transmitting engagement with the drive wheel, preferably the sprocket on the rear wheel, is held.

Die Antriebseinheit lässt sich mit wenigen Handgriffen an den beiden Streben der Schwinge anbringen. Die Mechanik der Halterungskonstruktion ist so gestaltet, dass sich die Achse des Abtriebsrads parallel und in richtigem Abstand zur Radachse ausrichten lässt. Dadurch wird ein zuverlässiges Eingreifen des Abtriebsrads in das Antriebsrad gewährleistet.The drive unit can be attached to the two struts of the rocker with a few simple steps. The mechanism of the support structure is designed so that the axis of the output gear can be aligned parallel and in the correct distance to the wheel axle. This ensures a reliable engagement of the driven gear in the drive wheel.

Vorzugsweise Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Bevorzugt handelt es sich bei dem Abtriebsrad um ein Triebstockrad und beim Antriebsrad um den Zahnkranz des Hinterrades.The output gear is preferably a drive wheel and the drive wheel is the ring gear of the rear wheel.

Die Antriebseinheit kann einen elektrischen Motor mit einer zugehörigen Energieversorgung, vorzugsweise einen Akkumulator aufweisen, die beispielsweise auf der gegenüberliegenden Seite der Schwinge befestigt werden. In diesem Fall kann die Gewichtskraft der Antriebseinheit mit Hilfe des Akkumulators ausgeglichen werden.The drive unit may comprise an electric motor with an associated power supply, preferably an accumulator, which are fastened, for example, on the opposite side of the rocker. In this case, the weight of the drive unit can be compensated by means of the accumulator.

Um ein Bremsdrehmoment, welches bei ausgeschaltetem Motor entsteht, zu verhindern, wird die Drehmomente-übertragende Wirkung des Motors getrennt. Vorzugsweise durch das Einbringen eines Freilaufes, welcher nur in eine Richtung ein Moment aufnehmen kann. Möglich wäre auch das Entkoppeln des Motors durch Trennen einer Zahnradpaarung.In order to prevent a braking torque, which occurs when the engine is off, the torque-transmitting effect of the engine is disconnected. Preferably by introducing a freewheel, which can take a moment only in one direction. It would also be possible to decouple the motor by separating a gear pair.

Die Halterung ist vorzugsweise so zu gestalten, dass sich die Antriebseinheit einfach und schnell montieren und demontieren lässt.The holder is preferably to be designed so that the drive unit can be easily and quickly assemble and disassemble.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

1 eine perspektivische Ansicht eines Hinterrades 5 eines Fahrrades mit einer erfindungsgemäßen Aufrüstantriebsvorrichtung. 1 a perspective view of a rear wheel 5 a bicycle with a Aufrüstantriebsvorrichtung invention.

2 eine perspektivische Ansicht der Rückseite der erfindungsgemäßen Aufrüstantriebsvorrichtung bei ausgeblendetem Hinterrad, Antriebsrad und ausgeblendeter Kette. 2 a perspective view of the back of the invention Aufrüstantriebsvorrichtung with hidden rear wheel, drive wheel and hidden chain.

3 eine perspektivische Ansicht der Halterungskonstruktion im Detail. 3 a perspective view of the support structure in detail.

4 eine perspektivische Ansicht der Aufrüstantriebsvorrichtung im Detail. 4 a perspective view of the upgrade drive device in detail.

5 einer teils explodierten, perspektivischen Ansicht der Antriebseinheit. 5 a partially exploded, perspective view of the drive unit.

6 eine Draufsicht der montierten, erfindungsgemäßen Aufrüstantriebsvorrichtung an einem Fahrrad. 6 a plan view of the mounted, invention Aufrüstantriebsvorrichtung on a bicycle.

7 eine montierte, erfindungsgemäße Aufrüstantriebsvorrichtung an einem Fahrrad in den Ansichten Draufsicht, Seitenansicht und Vorderansicht. 7 a mounted, Aufrüstantriebsvorrichtung invention on a bicycle in the views top view, side view and front view.

Eine Antriebseinheit 1 weist ein Gehäuse 13 für einen elektrischen Motor und eventuell nötiges Getriebe und eine Halterungskonstruktion 3 auf. Das Gehäuse 13 ist starr mit der Halterungskonstruktion aus 3 verbunden.A drive unit 1 has a housing 13 for an electric motor and possibly necessary gear and a support structure 3 on. The housing 13 is rigid with the support structure 3 connected.

In 3 sind die Teile einer Halterungskonstruktion zu dargestellt. Diese besteht aus zwei Klemmhälften 7 und 8 für die obere Strebe der Schwinge 6, eine davon (7) gerade ausgeführt, die andere (8) weist eine trapezförmige Ausbuchtung auf. Ähnlich verhält sich das Ganze mit den Klemmhälften für die untere Strebe. Eine Klemmhälfte 11 mit der trapezförmigen Ausbuchtung und die andere gerade ausgeführt (12), wobei diese in diesem Fall gleichzeitig die Funktion der Grundplatte erfüllt. Das Kopfteil 9 wird auf einen Bolzen 10 aufgesteckt, wobei dieser formschlüssig im Kopfteil 9 läuft und der gesamten Halterungskonstruktion Stabilität verleiht.In 3 the parts of a support structure are shown too. This consists of two clamping halves 7 and 8th for the upper strut of the swingarm 6 , one of those ( 7 ) just executed, the other ( 8th ) has a trapezoidal bulge. The situation is similar with the clamping halves for the lower strut. A clamping half 11 with the trapezoidal bulge and the other just running ( 12 ), which in this case simultaneously fulfills the function of the base plate. The headboard 9 gets on a bolt 10 attached, with this form-fitting in the headboard 9 runs and gives the entire support structure stability.

Die Funktion der Halterkonstruktion, die das Anbringen an verschiedenen Fahrrädern gewährleistet, erklärt sich folgendermaßen:
Die durch die Schraube drehbar gelagerten Klemmhälften 7 und 8 lassen sich an verschiedene Winkel einer Schwinge 6 anpassen.The function of the holder construction, which ensures attachment to different bicycles, can be explained as follows:
The rotatably mounted by the screw clamping halves 7 and 8th can be attached to different angles of a rocker 6 to adjust.

Durch ein axial bewegliches Kopfteil 9 auf einem Bolzen 10 kann die Halterungskonstruktion verlängert oder verkürzt und damit an verschieden Abstände zwischen den Schwingenstreben angepasst werden. Die Laufeigenschaften des Kopfteils 9 auf dem Bolzen 10 werden durch eine Spielpassung realisiert.By an axially movable headboard 9 on a bolt 10 The support structure can be extended or shortened and thus adapted to different distances between the swingarm struts. The running properties of the headboard 9 on the bolt 10 are realized by a clearance fit.

Da die beiden Streben einer Schwinge 6 in der Draufsicht nicht parallel sein müssen, kann das Kopfteil 9 durch eine drehbare Verbindung zur restlichen Konstruktion leicht angepasst werden.Because the two struts of a swingarm 6 need not be parallel in plan view, the headboard 9 be easily adjusted by a rotatable connection to the rest of the construction.

Da die beiden Streben einer Schwinge 6 auch in der Draufsicht nicht parallel sein müssen (6), kann ein daraus resultierender Versatz zueinander durch das Gewinde im Kopfteil 9 kompensiert werden. Durch Drehen der Schraube im Kopfteil 9, an der die oberen Klemmhälften 7 und 8 befestigt sind, kann der Abstand der Klemmhälfte 7 zum Kopfteil 9 verändert werden. Die Klemmwirkung wird durch Drehen der Mutter auf einer stillstehenden Schraube erreicht.Because the two struts of a swingarm 6 also in the top view do not have to be parallel ( 6 ), a resulting offset to each other by the thread in the head part 9 be compensated. By turning the screw in the head part 9 at which the upper clamping halves 7 and 8th are fixed, the distance of the clamping half 7 to the headboard 9 to be changed. The clamping effect is achieved by turning the nut on a stationary screw.

Ein Ausgleich der verschiedenen Querschnittsformen der Streben einer Schwinge 6 wird durch die trapezförmige Form der beiden Klemmhälften 8 und 11 ermöglicht. Dadurch können verschieden Querschnitte zuverlässig zentriert und geklemmt werden. Geklemmt wird sowohl an der oberen als auch an der unteren Strebe durch Festziehen der abgebildeten Schrauben in 3.A balance of the various cross-sectional shapes of the struts of a rocker 6 is due to the trapezoidal shape of the two clamping halves 8th and 11 allows. As a result, different cross sections can be reliably centered and clamped. It is clamped on both the upper and the lower strut by tightening the screws shown in 3 ,

Die Streben der Schwinge eines Fahrrades weisen einen Winkel zu dessen Mittelebene 17 auf. Damit die Grundplatte parallel zu der Mittelebene 17 und gleichzeitig das Triebstockrad 2 achsparallel zur Radachse ausgerichtet werden kann, wurde eines der beiden Durchgangslöcher für die Klemmung der Grundplatte als bogenförmiges Langloch 16 ausgearbeitet. Somit ist es möglich, die gesamte Antriebseinheit 1 um die Schraube 14 zu drehen. Ist nun alles passend ausgerichtet, werden beide Schrauben 14 und 15 festgezogen und damit die Vorrichtung arretiert.The struts of the swingarm of a bicycle have an angle to its center plane 17 on. So that the base plate parallel to the median plane 17 and at the same time the drive wheel 2 axially parallel to the wheel axis can be aligned, was one of the two through holes for clamping the base plate as a curved slot 16 elaborated. Thus, it is possible the entire drive unit 1 around the screw 14 to turn. Now everything is aligned properly, both screws 14 and 15 tightened and thus locks the device.

Aufgrund der aufgezeigten Eigenschaften und der vollvariablen Halterungskonstruktion, lässt sich das Abtriebsrad für einen drehmomentübertragenden Eingriff ausrichten. Dadurch ist auch ein Anbringen an unterschiedlichen Fahrrädern möglich.Due to the properties shown and the fully variable mounting structure, the output gear can be aligned for a torque-transmitting engagement. As a result, attachment to different bikes is possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Antriebseinheitdrive unit
22
Abtriebsrad, TriebstockradOutput gear, drive wheel
33
Halterungbracket
44
Antriebsrad, Zahnkranz des HinterradesDrive wheel, sprocket of the rear wheel
55
Hinterradrear wheel
66
Schwingewing
77
Klemmhälfte mit gerader Ausbuchtung für die obere Strebe der SchwingeClamp half with straight recess for the upper strut of the rocker
88th
Klemmhälfte mit trapezförmigen Ausbuchtung für die obere Strebe der SchwingeClamp half with trapezoidal bulge for the upper strut of the rocker
99
Kopfteilheadboard
1010
Bolzenbolt
1111
Klemmhälfte mit trapezförmigen Ausbuchtung für die untere Strebe der SchwingeClamping half with trapezoidal bulge for the lower strut of the rocker
1212
Klemmhälfte mit gerader Ausbuchtung für die untere Strebe der SchwingeClamp half with straight recess for the lower strut of the rocker
1313
Gehäuse für einen elektrischen MotorHousing for an electric motor
1414
Arretierungsschraubelocking screw
1515
Arretierungsschraubelocking screw
1616
bogenförmiges Langlocharched slot
1717
Mittelebene eines FahrradesMidplane of a bicycle
1818
Vorderansicht eines Fahrrades mit montierter AntriebseinheitFront view of a bicycle with mounted drive unit
1919
Seitenansicht eines Fahrrades mit montierter AntriebseinheitSide view of a bicycle with mounted drive unit
2020
Draufsicht eines Fahrrades mit montierter AntriebseinheitTop view of a bicycle with mounted drive unit

Claims (9)

Aufrüstantriebsvorrichtung für das Hinterrad eines Fahrrads mit einer Antriebseinheit 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein motorgetriebenes, achsenparallel zur Radachse des Fahrrads ausrichtbares Abtriebsrad 2 und eine dazugehörende Halterung 3, die an verschiedenen Fahrrädern in einer solchen Position anbringbar sind, dass das Abtriebsrad 2 durch die Halterung 3 der Antriebseinheit 1 in drehmomentübertragendem Eingriff mit dem Antriebsrad 4 gehalten wird.Upgrade drive device for the rear wheel of a bicycle with a drive unit 1 , characterized in that a motor-driven, axially parallel to the wheel axle of the bicycle ausrichtbares driven wheel 2 and an associated bracket 3 , which are attachable to different bicycles in such a position that the output gear 2 through the holder 3 the drive unit 1 in torque-transmitting engagement with the drive wheel 4 is held. Aufrüstantriebsvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad 2 ein Triebstockrad und das Antriebsrad 4 der vorhandene Zahnkranz am Hinterrad 5 des Fahrrades ist.Upgrade drive device according to claim 1, characterized in that the output gear 2 a drive wheel and the drive wheel 4 the existing sprocket on the rear wheel 5 of the bicycle is. Aufrüstantriebsvorrichtung nach Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungskonstruktion 3 an den zwei Streben 6 einer Seite der Schwinge fixiert wird.Aufrüstantriebsvorrichtung according to claims 1 and 2, characterized in that the support structure 3 at the two struts 6 one side of the swingarm is fixed. Aufrüstantriebsvorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungskonstruktion 3 mit Hilfe von Klemmhälften (7, 8, 11, 12) an der oberen und untere Strebe 6 einer Seite der Schwinge des Fahrrades geklemmt wird. Upgrade drive device according to claim 3, characterized in that the support structure 3 with the help of clamping halves ( 7 . 8th . 11 . 12 ) on the upper and lower strut 6 one side of the swingarm of the bicycle is clamped. Aufrüstantriebsvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Befestigungen (7, 8, 11, 12) an den Schwingenstreben 6 variabel gestaltet ist, um den Abstand zwischen Abtriebs- und Antriebsachse einstellen zu können.Upgrade drive device according to claim 1, characterized in that the distance of the fasteners ( 7 . 8th . 11 . 12 ) on the swingarm struts 6 is designed variable to adjust the distance between the output and drive axle can. Aufrüstantriebsvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel in der Seitenansicht 19 der Befestigungen (7, 8, 11, 12) zueinander durch eine drehbare Befestigung variabel gestaltet ist, um den Winkel in der Seitenansicht 19 zwischen den Schwingenstreben 6 ausgleichen zu können.Upgrade drive device according to claim 1, characterized in that the angle in the side view 19 the fortifications ( 7 . 8th . 11 . 12 ) is made variable to each other by a rotatable attachment to the angle in the side view 19 between the swingarm struts 6 to be able to compensate. Aufrüstantriebsvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit 1 so an der Halterungskonstruktion 3 anbringbar ist, dass diese in Ihrem Winkel in der Draufsicht 20 zur Mittelebene 17 des Fahrrades variabel ist, um die Abtriebs- und Antriebsachse in der Draufsicht 20 parallel einstellen zu können.Upgrade drive device according to claim 1, characterized in that the drive unit 1 so on the support structure 3 attachable is that in your angle in plan view 20 to the middle plane 17 of the bicycle is variable to the output and drive axle in plan view 20 to adjust in parallel. Aufrüstantriebsvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungskonstruktion 3 in der Vorderansicht 18 zur Mittelebene 17 neigbar ist, um die Abtriebs- und Antriebsachse in der Vorderansicht 18 parallel einstellen zu können.Upgrade drive device according to claim 1, characterized in that the support structure 3 in the front view 18 to the middle plane 17 is tiltable to the output and drive axle in front view 18 to adjust in parallel. Aufrüstantriebsvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungen 7 und 8 der oberen Strebe zur denen der unteren Strebe (11 und 12) in der Draufsicht 20 zueinander im Winkel variabel ist, um unterschiedliche Winkel der Streben in ihrer Draufsicht 20 einstellen zu können.Upgrade drive device according to claim 1, characterized in that the fasteners 7 and 8th the upper strut to those of the lower strut ( 11 and 12 ) in plan view 20 is variable to each other at an angle to different angles of the struts in their plan view 20 to be able to adjust.
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