DE102017002375A1

DE102017002375A1 - Fahrrad-Elektroantrieb als Nachrüstsatz

Info

Publication number: DE102017002375A1
Application number: DE102017002375.1A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-03-11
Filing date: 2017-03-11
Publication date: 2018-09-27
Anticipated expiration: 2037-03-12
Also published as: DE102017002375B4

Abstract

Ein Elektromotor, Pos. 15, als Antriebselement eines Nachrüstsatzes wird eingesetzt, um sowohl jedes beliebige gebrauchte Fahrrad als auch neue Fahrradmodelle ohne Zusatzantrieb mit einem Elektro-Antrieb auszustatten.
Hierzu wird zunächst ein Antriebszahnrad, Pos. 2, mit Hilfe eines Haltebleches,Pos. 1 zentrisch mit dem Vorderrad verbunden, indem Zentrierbolzen im Halteblech für eine zentrische Lage vom Halteblech relativ zur Vorderradnabe und zum Antriebszahnrad sorgen.
Der Elektro-Antriebsmotor wird mit Montagewinkeln, Pos. 16 u. Pos. 18 mit einem Verbindungs-Blechbügel, Pos. 27, verbunden und der Blechbügel wird anschließend mit der Vorderradwelle verschraubt.
Eine axiale Justage der Motor-Montageplatten ergibt eine fluchtende Anordnung von Zahnradritzel (integriert mit Pos. 15) und Antriebszahnrad.(Pos. 2)
Eine Verbindungslasche, Pos. 36 zwischen Vorderradgabel und Blechbügel, Pos.27, des Nachrüstsatzes stützt das Auflagerdrehmoment des Antriebsmotors ab.
Als Energieversorgung dient ein Akku, der über Leitungen mit dem Elektromotor verbunden ist.

Description

Zusammenfassung der Funktion
Ein Elektromotor als Antriebselement eines Nachrüstsatzes treibt ein herkömmliches Fahrrad an, indem der Elektromotor mit integriertem Zahnradritzel über einen Verbindungs-Blech-Bügel an der Vorderradwelle montiert wird und das an dem Vorderrad fixierte Antriebszahnrad durch eine Zahnradkette mit dem Zahnradritzel verbunden wird.
Das Antriebszahnrad ist über ein Halteblech zentrisch mit dem Vorderrad verbunden und es wird eine fluchtende Anordnung von Zahnradritzel und Antriebszahnrad erreicht durch eine axiale Justage von Montageplatte mit Motor und Zahnradritzel.
Eine Verbindungslasche verbindet den Blechbügel des Nachrüstsatzes mit der Vorderradgabel und sorgt für eine Abstützung des Auflagerdrehmomentes.
Beschreibung
Verbindung Halteblech - Antriebszahnrad:
Das Halteblech, Pos. 1, wird durch eine Schraubverbindung mit dem Antriebszahnrad, Pos. 2,verbunden. (s. 4 und 5)
Diese besteht aus der Zylinderschraube, Pos. 3 und der Federscheibe, Pos. 4, wird 3x im Abstand von 120° ausgeführt und zunächst nur leicht angezogen. (s. 6)
Für die zentrische Anordnung von Halteblech und Antriebszahnrad wird der Zentrierstift, Pos. 5, 2-fach eingesetzt. (s. 7)
Anschließend wird die Schraubverbindung fest angezogen.
Verbindung Halteblech - Speiche:
Zunächst wird das Halteblech mit 3 Zentrierbolzen, Pos. 6, mit Hilfe der Distanzscheibe, Pos. 7, der Federscheibe, Pos. 8 und der 6-kt Mutter, Pos. 9 verbunden.
Der Zentrierbolzen ist zur axialen Fixierung mit einem Anlagebund versehen und zwischen dem Bolzendurchmesser links vom Anlagebund und der Bohrung im Halteblech wird eine Übergangspassung ausgeführt. (s. 10 u. 11)
Je nach Nabenradius R1 muss ein Bohrungsabstand R2 im Halteblech gewählt werden, d.h. dieser ist der Nabengeometrie des eingesetzten Fahrrades anzupassen und so zu wählen, dass zwischen dem Nabenradius R1 und dem anliegenden Bolzendurchmesser des Zentrierbolzens, Pos. 6, ein Spiel von 0.1 mm entsteht. (s. 11)
Nun wird das Halteblech mit Antriebszahnrad und Zentrierbolzen zentrisch auf die Vorderradnabe aufgesetzt und an die Speichen des Vorderrades angelegt. (s. 11)
Von innen wird nun der Arretierhebel, Pos. 10, an das Halteblech angelegt so, dass eine Speiche in die Nut des Arretierhebels eintaucht, während der abgewinkelte und mit der Nut versehene Teil des Arretierhebels in die Aussparung des Halteblechs eintaucht. (s. 12)
Zur Fixierung von Arretierhebel, Speiche und Halteblech wird die Zylinderschraube, Pos. 11, die Scheibe, Pos. 12, die Federscheibe, Pos. 13 und die 6-kt Mutter, Pos. 14 eingesetzt. Durch Anziehen der Schraubverbindung wird die Speiche an die Innenfläche des Halteblechs angepresst, dadurch, dass der Arretierhebel um den Anlagepunkt an der Innenfläche des Halteblechs schwenkt und ein Anpressdrehmoment und damit eine Anpresskraft auf die Speiche ausgeübt wird. (s. 12)
Der Arretierhebel, Pos. 10, wird 3x an 3 Speichen im Abstand von 120° eingesetzt. (s. 8 und 13)
Der Zentrierbolzen, Pos. 6, wird außerdem zur Verdrehsicherung von Halteblech und Vorderrad eingesetzt, indem der Bolzen in den Raum zwischen 2 Speichen und der Vorderradnabe eintaucht und sich beim Einwirken des Antriebsdrehmomentes des Elektromotors an einer Speiche anlegt. (s. 13)
Verbindung Elektro-Antriebsmotor mit Montagewinkeln:
Der Elektro-Antriebsmotor, Pos. 15, wird mit der Montageplatte, Ps. 16, mit Hilfe der Senkschraube, Pos. 17, verschraubt.
Die Motorwelle ist mit zwei Anlageflächen für axiale Sicherung und zwei Anlageflächen für Verdrehsicherung ausgestattet. (s. 20 und 21)
Die Anlageflächen für axiale Sicherung liegen an den um 1,5 mm abgestuften Flächen des Montagewinkels, Pos. 16, an. (s. 17 und Schnitt G-G, 19)
Die Anlageflächen für Verdrehsicherung liegen an den seitlichen Flächen der senkrechten Nut in der Montageplatte, Pos. 16, 3,5 mm tief, an. (s. 16, 17 u. 19, Schnitt G-G u. H-H) Der zweite Montagewinkel, Pos. 18, wird am gegenüberliegenden Wellenende des Elektro-Motors aufgesetzt und mit den 6-kt Muttern, Pos. 19, fixiert. (s. 14, Schnitt E-E)
Die Verbindung von Montagewinkel, Pos. 16 u. 18, erfolgt durch die 4-fach-Verschraubung (s. Pos. 20, 21 und 22, 18)
Um eine Verschiebung und Justiermöglichkeit in Querrichtung zu ermöglichen, werden 2 Führungsstifte, Pos. 23 verwendet, die in Bohrungen der Montageplatte, Pos. 16 eingepresst und die in Langlöchern der Montageplatte, Pos. 18, geführt sind. (s.14, Schn. E-E und 18)
Die Fixierung dieser Justage-Position erfolgt durch die Zylinderschrauben, Pos. 24, wobei diese Position festgelegt wird durch die Einschraubtiefe der Zylinderschrauben in die Montageplatte, Pos. 16 und durch die Kontermuttern, Pos. 26 mit den Federscheiben, Pos. 25. (Schnitt I-I)
Durch das Justieren und gegenseitige Verschieben der beiden Montageplatten wird erreicht, dass die beiden Zahnräder, u.zw. das mit dem Elektromotor integrierte Zahnradritzel und das mit dem Vorderrad verbundene Antriebszahnrad, miteinander fluchten.
Elektro-Antriebsmotor mit Montagewinkeln und Verbindungs-Blechbügel:
Der Verbindungs-Blechbügel, Pos. 27, wird mit 4 Zylinderschrauben, Pos. 28 sowie Feder-Scheibe, Pos. 29 und Scheibe Pos. 30 mit der Montageplatte, Pos. 18 verschraubt und anschließend auf die Wellenenden der Nabenwelle aufgesetzt. (s. 23)
Die Einstellschraube, Pos. 31 mit Kontermutter, Pos. 32 und Federscheibe, Pos. 33 ermöglichen ein Spannen der Zahnradkette, Pos. 34, die nach dem Anlegen mit dem Kettenschloss, Pos. 35, zusammengehalten wird. (s. 24)
Der Justagevorgang, um ein Fluchten der Zahnräder zu erreichen, kann jetzt nach lösen der Muttern, Pos. 19, erfolgen.
Die 25 zeigt die im Verbindungs-Blechbügel vorgesehenen Langlöcher für die eingesetzten Schrauben, damit die senkrechte Verschiebung der Montageplatten mit Elektromotor nach Lösen der Schrauben, Pos. 28, ermöglicht wird.
Die 26 zeigt das noch vorhandene Spiel von 3 mm zwischen Zahnrad/Zahnradkette und Radgabel bei einem Gabelrohrdurchmesser von 32 mm.
Verbindungslasche Radgabel - Verbindungs-Blechbügel:
Um das beim Antreiben des Fahrrades durch das Antriebsdrehmoment des Elektromotors entstehende Auflagerdrehmoment aufzufangen, wird eine Verbindungslasche eingesetzt, die Radgabel und Blechbügel miteinander verbindet und die Auflagerkräfte aufnimmt. Hierzu wird ein Blechbügel, Pos. 36 eingesetzt, der sich mit seinem rechtwinkligen Ende am Gabelrohr anlegt und von dem im Lagerbock, Pos. 37 mit Lagerwelle, Pos. 38 gelagerten Anpresshebel, Pos. 39, an das Gabelrohr angedrückt wird durch Anziehen der Schraubverbindung, bestehend aus der Zugschraube, Pos. 40 mit Form-Unterlegscheibe, Pos. 41, Federscheibe, Pos. 42 und 6-kt Mutter, Pos. 43.
Durch Verstellen der Schraubverbindung kann die Verbindungslasche an die unterschiedlichen Gabelrohr-Durchmesser angepaßt werden.
Die Verbindung des Blechbügels, Pos. 36 mit dem Verbindungs-Blechbügel, Pos.27 erfolgt durch zwei gestufte Gewindebolzen, Pos. 44, den Schweißmuttern, Pos. 45 sowie den Federscheiben. Pos. 46 und den 6-kt Muttern, Pos. 47.
Der beim jeweiligen Durchmesser des Gabelrohres entstehende Abstand zwischen Blechbügel Pos. 36 und Verbindungs-Blechbügel, Pos. 27, wird durch Ein- oder Auschrauben der Gewindebolzen, Pos. 44 in den Schweißmuttern, Pos. 45 angepaßt, bis sich die Stufenfläche des Gewindebolzens an die Fläche des Blechbügels anlegt und durch anziehen der Kontermuttern, Pos. 47 die Verbindung fixiert wird.

Claims

Fahrrad-Elektro-Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb eines Fahrrades ein Elektromotor eingesetzt wird, der seitlich am Vorderrad , parallel zur Nabenachse und in einem bestimmten Abstand zur Nabenachse angebracht ist.
Fahrrad-Elektro-Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Nachrüstsatz ausgelegt ist und ein Nachrüsten aller gebrauchten und auch neuwertigen Fahrräder ohne Elektroantrieb erlaubt durch Aufsetzen des Nachrüstsatzes mit Hilfe des integrierten Verbindungs-Blechbügels, der mit der Nabenwelle des Vorderades verschraubt wird.
Fahrrad-Elektro-Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor mit einem Zahnrad-Ritzel und das Vorderrad mit einem Antriebs-Zahnrad ausgestattet ist, wobei die beiden Zahnräder in einer Ebene senkrecht zur Nabenachse und zueinander fluchtend angeordnet sind.
Fahrrad-Elektro-Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung des Motor-Antriebsdrehmomentes durch eine zweite Zahnrad-Kette erfolgt.
Fahrrad-Elektro-Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenspannung der im Nachrüstsatz integrierten Zahnrad-Kette durch eine Zugschraube erreicht wird, welche die Anordnung aus Motor und Montagewinkel relativ zum tragenden Verbindungs- Blechbügel verschiebt, u. zw. parallel zum Blechbügel und senkrecht zur Nabenachse, womit der Zahnrad-Achsabstand und damit die Kettenspannung eingestellt wird.
Fahrrad-Elektro-Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebs-Zahnrad mit einem Halteblech zentrisch verbunden ist und das Halteblech mit drei Arretierhebeln, die im Abstand von 120° angeordnet sind, an die Speichen angepresst und damit formschlüssig mit den Speichen und dem Vorderrad verbunden wird.
Fahrrad-Elektro-Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zentrierung und zur Verdrehsicherung des Halteblechs relativ zum Vorderrad 3 Zentrierbolzen im Abstand von 120° eingesetzt werden, deren Form- und Lage so toleriert ist, dass die Bolzen mit gewissem Spiel tangential zum Nabenbund angeordnet sind und die Verdrehsicherung dadurch erreicht wird, dass sich die Bolzen an den benachbarten Speichen anlegen.
Fahrrad-Elektro-Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorwellenende mit Anlageflächen für axiale Fixierung und für Verdrehsicherung ausgestattet ist und das Wellenende in die entsprechende Ausfräsung der Montageplatte eingepasst ist.
Fahrrad-Elektro-Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fluchten von Zahnrad-Ritzel und Antriebszahnrad durch zwei Justierschrauben erreicht wird, dadurch, dass eine unterschiedliche Einschraubtiefe der Justierschrauben eine gegenseitige axiale Verschiebung der beiden Montageplatten zur Folge hat.
Fahrrad-Elektro-Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verdrehsicherung des Nachrüstsatzes relativ zur Vorderradachse durch eine Verbindungslasche erreicht wird, die sich justierbar am Vorderrad-Gabelrohr anlegt und mit dem Verbindungs-Blechbügel verschraubt ist.
Fahrrad-Elektro-Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass nach Montage des Nachrüstsatzes zur Übertragung des Antriebsdrehmomentes eine Zahnrad-Kette angelegt wird und mit einem Kettenschloß verbunden wird.