DE102018130377B4 - Driving device for a bicycle and bicycle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (12) für ein Fahrrad (1), insbesondere ein Elektrofahrrad, aufweisend
eine Energiespeichervorrichtung (13),
eine zu der Energiespeichervorrichtung (13) separate Motorvorrichtung (17) mit einem Elektromotor (30) zum An-treiben einer Tretkurbelachse des Fahrrads (1),
wobei die Motorvorrichtung (17) und die Energiespeichervorrichtung (13) ausgebildet sind, mittels einer elektromechanischen Kopplung (21) miteinander derart verbunden zu werden, dass der Elektromotor (30) mit Energie der Energiespeichervorrichtung (13) versorgbar ist, und
dass die Motorvorrichtung (17) und die Energiespeichervorrichtung (13) in verschiedenen Winkeln (22), insbesondere zwischen ihren Längsachsen (23, 24), zueinander koppelbar sind.
The invention relates to a drive device (12) for a bicycle (1), in particular an electric bicycle
an energy storage device (13),
a motor device (17) separate from the energy storage device (13) with an electric motor (30) for driving a pedal crank axle of the bicycle (1),
wherein the motor device (17) and the energy storage device (13) are designed to be connected to one another by means of an electromechanical coupling (21) in such a way that the electric motor (30) can be supplied with energy from the energy storage device (13), and
that the motor device (17) and the energy storage device (13) can be coupled to one another at different angles (22), in particular between their longitudinal axes (23, 24).
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrrad und ein Fahrrad mit einer solchen.The invention relates to a drive device for a bicycle and a bicycle with such a device.
Fahrräder erfreuen sich seit langem als kostengünstige, leicht zu handhabende und emissionsfreie Fortbewegungsmittel großer Beliebtheit. Über viele Jahre haben sie auch als Sport- beziehungsweise Fitnessgeräte massenhafte Verbreitung gefunden, und es haben sich für unterschiedliche sportliche Einsatzfelder besonders geeignete Typen herausgebildet.Bicycles have long been popular as a low-cost, easy-to-handle, zero-emission means of transportation. Over many years, they have also been widely used as sports or fitness equipment, and types that are particularly suitable for different sporting applications have emerged.
Seit einigen Jahren wächst auch die Begeisterung für Elektrofahrräder (insbesondere sogenannte „Pedelecs“), und das auch trotz der für Fahrräder hohen Gewichte und Preise. Potenzielle Kunden sind nicht nur ältere, weniger konditionsstarke oder von sportlichen Ambitionen freie Radfahrer, sondern auch sportliche, jüngere Fahrer, sei es zur Nutzung auf dem Arbeitsweg oder wegen der Möglichkeit, mit ihnen ohne Überbeanspruchung der eigenen Physis den Aktionsradius zu erweitern und/oder die Reisegeschwindigkeit zu erhöhen. Gerade bei Mountainbikern scheint das Interesse an elektrisch unterstützten Mountainbikes zu wachsen.Enthusiasm for electric bicycles (especially so-called “pedelecs”) has been growing for a number of years, despite the high weight and price of bicycles. Potential customers are not only older, less fit cyclists or cyclists who are free from sporting ambitions, but also sporty, younger cyclists, whether for use on the way to work or because of the possibility of using them to extend the radius of action without overstraining one's own physique and/or the increase cruising speed. Interest in electrically assisted mountain bikes seems to be growing, especially among mountain bikers.
Aus der
Aus der
From the
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein Antriebskonzept für Elektrofahrräder zu schaffen, welches eine besonders einfache und flexible Montage ermöglicht.The object on which the invention is based is to create a drive concept for electric bicycles that enables particularly simple and flexible assembly.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrrad gemäß Anspruch 1 und ein Fahrrad gemäße Anspruch 8.This object is solved by a drive device for a bicycle according to
Gemäß einem Aspekt wird eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrrad, insbesondere für ein Elektrofahrrad offenbart. Die Antriebsvorrichtung weist eine Energiespeichervorrichtung auf. Bei der Energiespeichervorrichtung handelt es sich beispielsweise um eine Batterievorrichtung oder eine Akkuvorrichtung. Die Antriebsvorrichtung weist weiter eine zu der Energiespeichervorrichtung separate Motorvorrichtung mit einem Elektromotor zum Antreiben einer Tretkurbelachse des Fahrrads auf. Die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung sind ausgebildet, mittels einer elektromechanischen Kopplung miteinander derart verbunden zu werden, dass der Elektromotor mit Energie der Energiespeichervorrichtung versorgbar ist, und dass die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung in verschiedenen Winkeln, insbesondere zwischen ihren Längsachsen, zueinander koppelbar sind. Die Energiespeichervorrichtung weist an einem Ende einen Koppelabschnitt auf und die Motorvorrichtung weist an einem der Energiespeichervorrichtung zugewandten Ende einen korrespondierenden Koppelabschnitt auf. Die Motorvorrichtung ist im elektromechanisch verbundenen Zustand mittels einer elektrischen Steckverbindung der beiden Koppelabschnitte elektrisch und mechanisch direkt mit der Energiespeichervorrichtung verbunden.According to one aspect, a drive device for a bicycle, in particular for an electric bicycle, is disclosed. The drive device has an energy storage device. The energy storage device is, for example, a battery device or a rechargeable battery device. The drive device also has a motor device that is separate from the energy storage device and has an electric motor for driving a pedal crank axle of the bicycle. The motor device and the energy storage device are designed to be connected to one another by means of an electromechanical coupling in such a way that the electric motor can be supplied with energy from the energy storage device, and that the motor device and the energy storage device can be coupled to one another at different angles, in particular between their longitudinal axes. The energy storage device has a coupling section at one end and the motor device has a corresponding coupling section at an end facing the energy storage device. In the electromechanically connected state, the motor device is electrically and mechanically connected directly to the energy storage device by means of an electrical plug connection of the two coupling sections.
Die beschriebene Antriebsvorrichtung, die insbesondere zur Montage an ein Unterrohr oder an ein Sitzrohr vorgesehen ist, ermöglicht aufgrund der winkligen Anordnung der Energiespeichervorrichtung und der Motorvorrichtung zueinander eine Montage an unterschiedliche Rahmenstrukturen beziehungsweise Rahmengeometrien. Beispielsweise für besondere Mountainbikerahmen, sogenannte Citybikes oder Tiefeinsteiger, bei welchen der Rahmenabschnitt, der zum Tretlager hin führt, einen geschwungenen oder bogenförmigen Verlauf mit einem typischerweise waagrechten Abschnitt aufweist, eignet sich die beschriebene Antriebsvorrichtung besonders. Je nach Wunsch und Rahmengeometrie, können die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung in einem definierten Winkel zueinander elektromechanisch gekoppelt werden und so der Rahmengeometrie des Fahrrads im Wesentlichen folgen. Für Fahrradhersteller hat die Antriebsvorrichtung damit den Vorteil, dass diese bei einer Vielzahl von verschiedenen Rahmenstrukturen beziehungsweise Rahmengeometrien einsetzbar ist. Darüber hinaus kann die Antriebsvorrichtung im Nachhinein auf einfache Art und Weise an eine gewünschte Rahmenstruktur angepasst werden. Die gerade für Fahrradhersteller besonders wichtige und oft als Alleinstellungsmerkmal benutzte Rahmenstruktur kann somit beibehalten beziehungsweise individuell gestaltet werden und ist nicht an eine zwingend vorgegebene Geometrie der Antriebsvorrichtung anzupassen. Ein gerades Unterrohr und eine lediglich gerade Antriebsvorrichtung sind nicht zwingend. Die Antriebsvorrichtung ermöglicht somit eine besonders flexible Montage an unterschiedliche Rahmenstrukturen.The drive device described, which is intended in particular for mounting on a down tube or on a seat tube, allows mounting on different frame structures or frame geometries due to the angular arrangement of the energy storage device and the motor device relative to one another. For example, the drive device described is particularly suitable for special mountain bike frames, so-called city bikes or step-through bikes, in which the frame section leading to the bottom bracket has a curved or arcuate shape with a typically horizontal section. Depending on what is desired and the geometry of the frame, the motor device and the energy storage device can be coupled electromechanically to one another at a defined angle and thus essentially follow the frame geometry of the bicycle. For bicycle manufacturers, the drive device has the advantage that it can be used with a large number of different frame structures or frame geometries. In addition, the drive device can be easily adapted to a desired frame structure afterwards. The frame structure, which is particularly important for bicycle manufacturers and is often used as a unique selling point, can are thus retained or individually designed and cannot be adapted to a mandatory geometry of the drive device. A straight down tube and a straight drive mechanism are not mandatory. The drive device thus enables particularly flexible mounting on different frame structures.
Für die Ausbildung der elektromechanischen Kopplung sind die Formgebungen der Energiespeichervorrichtung und der Motorvorrichtung in jeweiligen Kopplungsabschnitten oder -bereichen entsprechend aufeinander angepasst.For the formation of the electromechanical coupling, the shapes of the energy storage device and the motor device are correspondingly adapted to one another in the respective coupling sections or areas.
Aufgrund der elektromechanischen Kopplung der besagten Elemente ist eine einfache Montage der Motorvorrichtung mit der Energiespeichervorrichtung möglich, wobei insbesondere keine Kabel zur Übertragung von elektrischen Daten beziehungsweise elektrische Energie von Nöten sind. Mit anderen Worten bedeutet die elektromechanische Kopplung eine kabellose elektrische und mechanische Verbindung, beispielsweise eine Schnappverbindung.Due to the electromechanical coupling of said elements, a simple assembly of the motor device with the energy storage device is possible, with no cables for the transmission of electrical data or electrical energy being required in particular. In other words, the electromechanical coupling means a wireless electrical and mechanical connection, for example a snap connection.
Darüber hinaus ermöglicht die Antriebsvorrichtung eine einfache und auch flexible Montage an der Rahmenstruktur derart, dass die Antriebsvorrichtung einerseits als Ganzes, das heißt im gekoppelten Zustand der Motorvorrichtung und der Energiespeichervorrichtung, andererseits auch im ungekoppelten Zustand in ihren Einzelkomponenten an den Fahrradrahmen montierbar ist. Im letzteren Fall, findet die elektromechanische Kopplung erst am Rahmen selbst statt. Zudem kann im letzten Fall der Rahmen dadurch besonders stabil ausgeführt werden, wobei die Motorvorrichtung und/oder die Energiespeichervorrichtung jeweils zumindest teilweise in den Rahmen eingeschoben oder eingeführt werden.In addition, the drive device enables simple and flexible installation on the frame structure in such a way that the drive device can be installed on the bicycle frame as a whole, i.e. in the coupled state of the motor device and the energy storage device, and also in the uncoupled state in its individual components. In the latter case, the electromechanical coupling only takes place on the frame itself. In addition, in the latter case, the frame can be designed to be particularly stable, with the motor device and/or the energy storage device each being at least partially pushed or inserted into the frame.
Wie bereits erwähnt bedeutet die elektromechanische Kopplung, dass die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung im Wesentlichen direkt miteinander mechanisch und elektrisch gekoppelt werden. Die Motorvorrichtung umfasst insbesondere einen Elektromotor, der zum Antrieb einer Tretkurbel beziehungsweise einer Tretkurbelachse des Fahrrads ausgebildet ist.As already mentioned, the electromechanical coupling means that the motor device and the energy storage device are mechanically and electrically coupled to each other essentially directly. The motor device comprises in particular an electric motor which is designed to drive a pedal crank or a pedal crank axle of the bicycle.
Weitere Details und weitere Elemente einer möglichen Ausführungsform der Motorvorrichtung beziehungsweise der Energiespeichervorrichtung sowie der Kopplung der Motorvorrichtung mit der Tretkurbel beziehungsweise Tretkurbelachse werden im Kontext dieser Offenbarung nicht weiter erläutert. Diesbezüglich wird beispielhaft auf die europäische Patentschrift
Die Motorvorrichtung ist in dem elektromechanisch verbundenen Zustand mittels einer elektrischen Steckverbindung elektrisch direkt mit der Energiespeichervorrichtung verbunden. Mit anderen Worten handelt es sich um eine Direktsteckverbindung, bei der keine Kabel oder Kabelverbindungen notwendig sind.In the electromechanically connected state, the motor device is electrically connected directly to the energy storage device by means of an electrical plug connection. In other words, it is a direct plug-in connection that does not require any cables or cable connections.
Selbstverständlich sind auch andere elektrische Kontaktierungen, wie beispielsweise ein Schleifkontakt oder ein Federkontakt denkbar.Of course, other electrical contacts, such as a sliding contact or a spring contact, are also conceivable.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Motorvorrichtung einen ersten elektrischen Steckverbinder und die Energiespeichervorrichtung einen korrespondierenden zweiten elektrischen Steckverbinder zur Ausbildung der elektrischen Kopplung auf, wobei die beiden Steckverbinder jeweils mehrere messerartige Kontakte aufweisen. Eine derartige Ausgestaltung erlaubt nicht nur die Übertragung von hohen Strömen, sondern darüber hinaus auch eine sichere mechanische Verbindung, sodass es bei einer betriebsgemäßen Verwendung des Fahrrads nicht zum Lösen des Kontaktes kommt.According to one embodiment, the motor device has a first electrical connector and the energy storage device has a corresponding second electrical connector for forming the electrical coupling, with the two connectors each having a plurality of blade-like contacts. Such a configuration not only allows the transmission of high currents, but also a secure mechanical connection, so that the contact does not come loose when the bicycle is used for operational purposes.
Die Messerkontakte können beispielsweise einen abgerundeten Konturverlauf haben, sodass die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung in verschiedenen Winkeln, insbesondere stufenlos, zueinander angeordnet werden können.The blade contacts can have a rounded contour, for example, so that the motor device and the energy storage device can be arranged at different angles, in particular steplessly, to one another.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Motorvorrichtung und/oder die Energiespeichervorrichtung eine Arretiervorrichtung auf, sodass die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung im elektromechanisch verbundenen Zustand zueinander arretierbar sind. Die Arretiervorrichtung sorgt dafür, dass die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung in einem gekoppelten Zustand relativ zueinander festgelegt sind.According to one embodiment, the motor device and/or the energy storage device has a locking device, so that the motor device and the energy storage device can be locked in relation to one another in the electromechanically connected state. The locking device ensures that the motor device and the energy storage device are fixed relative to one another in a coupled state.
Gemäß einer Ausführungsform verrasten die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung im elektromechanisch verbunden Zustand miteinander und sind somit zueinander lösbar arretiert. Beispielsweise verrasten die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung in mehreren Winkeln zueinander. Die zuvor beschriebene Arretierungsvorrichtung kann optional zusätzlich vorgesehen sein, sodass die beiden Elemente nicht mehr voneinander gelöst werden können.According to one embodiment, the motor device and the energy storage device latch with one another in the electromechanically connected state and are thus locked in a releasable manner with respect to one another. For example, the motor device and the energy storage device lock together at multiple angles. The locking device described above can optionally also be provided so that the two elements can no longer be detached from one another.
Gemäß einer Ausführungsform bilden die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung im elektromechanisch gekoppelten Zustand eine gemeinsame Kopplungsachse aus, um welche die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung relativ zueinander ausrichtbar sind zum Einstellen der unterschiedlichen Winkel. Mit anderen Worten, können die beiden Elemente miteinander in Verbindung gebracht werden und anschließend um die Kopplungsachse zueinander verschwenkt werden, sodass die gewünschte Ausrichtung im Winkel zueinander eingestellt wird. Dabei ist beispielsweise denkbar, dass die beiden Elemente in bestimmten Winkelschritten beim Verschwenken zueinander verrasten.According to one embodiment, the motor device and the energy storage device form a common coupling axis in the electromechanically coupled state, around which the motor device and the energy storage device can be aligned relative to one another in order to set the different angles. In other words, the two elements can be interrelated Be connected and then pivoted about the coupling axis to each other, so that the desired orientation is set at an angle to each other. It is conceivable, for example, for the two elements to lock in relation to one another in certain angular steps when they are pivoted.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung in einem Winkelbereich von 0° bis 90°, insbesondere zwischen ihren Längsachsen, miteinander koppelbar. Mit anderen Worten ist die winklige Anordnung auf einem vorbestimmten Winkelbereich limitiert. Demzufolge sind die Verbindungsbereiche der Motorvorrichtung und der Energiespeichervorrichtung jeweils so aufeinander abgestimmt, dass im gekoppelten Zustand eine winklige Anordnung über dem bestimmten Winkelbereich hinaus nicht möglich ist.According to one embodiment, the motor device and the energy storage device can be coupled to one another in an angular range of 0° to 90°, in particular between their longitudinal axes. In other words, the angular arrangement is limited to a predetermined angular range. Consequently, the connection areas of the motor device and the energy storage device are each matched to one another in such a way that, in the coupled state, an angular arrangement beyond the specific angular range is not possible.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Motorvorrichtung eine Getriebevorrichtung auf, die ausgebildet ist zum Antreiben einer Tretkurbel des Fahrrads. Beispielhafte Ausführungsformen herfür sind in der oben genannten europäischen Patentschrift
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrrad offenbart, insbesondere ein Elektrofahrrad. Das Fahrrad weist einen Fahrradrahmen mit einem Rahmenabschnitt auf. Der Rahmenabschnitt erstreckt sich zu einem Tretlager und weist einen geschwungenen oder winkligen Verlauf auf. Das Fahrrad weist eine Antriebsvorrichtung nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf, die an dem Rahmenabschnitt im Bereich des geschwungenen oder winkligen Verlaufs angeordnet ist, insbesondere an einer Unterseite des Rahmenabschnitts. Die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung sind winklig zueinander angeordnet, d.h. in einem vorbestimmten Winkel zueinander, etwa zwischen ihren Längsachsen.According to a further aspect, a bicycle is disclosed, in particular an electric bicycle. The bicycle has a bicycle frame with a frame section. The frame section extends to a bottom bracket and has a curved or angled course. The bicycle has a drive device according to one of the previously described embodiments, which is arranged on the frame section in the area of the curved or angled course, in particular on an underside of the frame section. The motor device and the energy storage device are angularly disposed relative to one another, i.e., at a predetermined angle relative to one another, approximately between their longitudinal axes.
Das Fahrrad ermöglicht im Wesentlichen die zuvor genannten Vorteile und Funktionen.The bicycle essentially enables the previously mentioned advantages and functions.
Zur Anbringung an dem Rahmenabschnitt weist dieser beispielsweise eine Aussparung aus. Beispielsweise ist der Rahmenabschnitt grundsätzlich hohlförmig, etwa als Rohrkörper, ausgebildet, wobei der Rohrkörper im Bereich der Aussparung teilweise aufgebrochen ist, so dass die Antriebsvorrichtung aufgenommen werden kann. Die Aussparung kann auch so ausgebildet sein, dass der Rahmenabschnitt als Träger verbleibt, wobei der Träger als flaches Profil ausgeführt ist. Es sei angemerkt, dass die Aussparung auch auf der Oberseite des Rahmenabschnitts ausgebildet sein kann.For attachment to the frame section, the latter has a recess, for example. For example, the frame section is basically hollow, for example as a tubular body, with the tubular body being partially broken open in the area of the cutout, so that the drive device can be accommodated. The recess can also be formed in such a way that the frame section remains as a carrier, with the carrier being designed as a flat profile. It should be noted that the recess can also be formed on the upper side of the frame section.
Der geschwungene, bogenförmige oder winklige Verlauf des Rahmenabschnitts bedeutet beispielsweise Folgendes: Der Rahmenabschnitt hat einen ersten Teilabschnitt, der in einen zweiten Teilabschnitt übergeht, wobei Längsachsen der beiden Teilabschnitte in einem vorgegebenen Winkel zueinander ausgerichtet sind. Der Übergang vom ersten auf den zweiten Teilabschnitt kann geschwungen, bogenförmig, eckig, winklig oder dergleichen verlaufen. Der erste Teilabschnitt ist beispielsweise weiter entfernt vom Tretlager als der zweite Teilabschnitt. Die Energiespeichervorrichtung ist im montierten Zustand beispielsweise im Wesentlichen am ersten Teilabschnitt angeordnet und/oder erstreckt sich im Wesentlichen entlang dessen. Die Motorvorrichtung ist im montierten Zustand beispielsweise im Wesentlichen am zweiten Teilabschnitt angeordnet und/oder erstreckt sich im Wesentlichen entlang dessen.The curved, arcuate or angled course of the frame section means, for example, the following: The frame section has a first section that merges into a second section, with the longitudinal axes of the two sections being aligned at a predetermined angle to one another. The transition from the first to the second section can be curved, arcuate, angular, angled or the like. The first section is, for example, further away from the bottom bracket than the second section. In the installed state, the energy storage device is arranged, for example, essentially on the first section and/or extends essentially along it. In the assembled state, the engine device is arranged, for example, essentially on the second section and/or extends essentially along it.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Antriebsvorrichtung als Baugruppe im bereits gekoppelten Zustand an den Rahmenabschnitt angeordnet, insbesondere montiert. Dies bedeutet, dass der Winkel zwischen der Motorvorrichtung und der Energiespeichervorrichtung bereits vor der Montage an das Fahrrad eingestellt ist und die beiden Komponenten zueinander arretiert sind. Somit kann die Antriebsvorrichtung als Einheit montiert werden.According to one embodiment, the drive device is arranged, in particular mounted, as an assembly on the frame section in the already coupled state. This means that the angle between the motor device and the energy storage device is already set before assembly on the bicycle and the two components are locked to one another. Thus, the drive device can be assembled as a unit.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Antriebsvorrichtung derart am Fahrrad angeordnet, dass vor der elektromechanischen Kopplung die Energiespeichervorrichtung zumindest teilweise in einen rohrartigen Abschnitt des Rahmenabschnitts eingeschoben wird und anschließend die Motorvorrichtung derart am Rahmenabschnitt angeordnet wird, dass die elektromechanische Kopplung ausgebildet ist. Beispielsweise wird die Energiespeichervorrichtung am ersten Teilabschnitt angeordnet, wobei sich teilweise in den Rahmenabschnitt eingeschoben wird. Die Motorvorrichtung wird am zweiten Teilabschnitt angeordnet, wobei diese ebenfalls zumindest teilweise in den Rahmen eingeschoben sein kann. Die Motorvorrichtung kann jedoch auch mit dem der Kopplung abgewandten Ende beziehungsweise Endbereich am Rahmen und/oder am Tretlager montiert werden, etwa eingehängt oder eingesteckt. Diese Ausführungsform sorgt für zusätzlichen Schutz und eine stabile Halterung, da zumindest die Energiespeichervorrichtung teilweise durch den umgebenden Rahmen geschützt und gehalten ist.According to one embodiment, the drive device is arranged on the bicycle in such a way that, before the electromechanical coupling, the energy storage device is at least partially inserted into a tubular section of the frame section and the motor device is then arranged on the frame section in such a way that the electromechanical coupling is formed. For example, the energy storage device is arranged on the first section, being partially pushed into the frame section. The motor device is arranged on the second section, and it can also be pushed at least partially into the frame. However, the motor device can also be mounted on the frame and/or on the bottom bracket with the end or end region facing away from the coupling, for example suspended or plugged in. This embodiment provides additional protection and stable support since at least the energy storage device is partially protected and supported by the surrounding frame.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Motorvorrichtung und/oder die Energiespeichervorrichtung am Rahmenabschnitt verrastet. Dadurch wird eine einfache Montage ermöglicht.According to one embodiment, the motor device and/or the energy storage devices are direction on the frame section. This enables easy assembly.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Rahmenabschnitt eine Verschlussvorrichtung auf, die nach dem Anordnen der Antriebsvorrichtung am Rahmenabschnitt die Antriebsvorrichtung mechanisch am Rahmenabschnitt sichert. Die Verschlussvorrichtung sichert beispielsweise die Motorvorrichtung und/oder die Energiespeichervorrichtung jeweils am Rahmen mechanisch. Diese rahmenfeste Verschlussvorrichtung kann verschiedenartig ausgeführt sein, beispielsweise als Schiebeverriegelung, als Fallenschloss oder dergleichen. Die Verschlussvorrichtung bewirkt beispielsweise einen Formschluss mit der Motorvorrichtung und/oder der Energiespeichervorrichtung, so dass ein ungewolltes Lösen dieser Komponenten und somit der Antriebsvorrichtung vom Rahmen verhindert ist.According to one embodiment, the frame section has a locking device which mechanically secures the drive device to the frame section after the drive device has been arranged on the frame section. The locking device mechanically secures, for example, the motor device and/or the energy storage device in each case on the frame. This frame-fixed closure device can be designed in various ways, for example as a slide lock, as a latch lock or the like. For example, the closure device brings about a form fit with the motor device and/or the energy storage device, so that an unintentional release of these components and thus the drive device from the frame is prevented.
Es können auch zwei Verschlussvorrichtungen vorgesehen, wobei die eine die Motorvorrichtung und die andere die Energiespeichervorrichtung sichert.Two locking devices can also be provided, one securing the motor device and the other securing the energy storage device.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Verschlussvorrichtung einen elektrischen Schalter auf zum Betätigen der Motorvorrichtung. Beispielsweise ist der Schalter ausgebildet die Unterstützung durch den Elektromotor beim Treten ein- oder auszuschalten.According to one embodiment, the closure device has an electrical switch for actuating the motor device. For example, the switch is designed to switch the support provided by the electric motor when pedaling on or off.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Verschlussvorrichtung zumindest ein Bedienelement auf, welches eingerichtet ist, eine Funktion der Antriebsvorrichtung zu betätigen. Beispielsweise könnte eine maximale Energie oder Kraft, die auf die Tretkurbelachse übertragen wird, eingestellt werden.According to one embodiment, the closure device has at least one operating element which is set up to actuate a function of the drive device. For example, a maximum energy or force transferred to the crank axle could be set.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Verschlussvorrichtung ein Display, etwa ein Touchdisplay, auf. Mittels des Displays können Daten, die die Antriebsvorrichtung betreffen, angezeigt werden, etwa ob der Motor betriebsbereit oder funktionstüchtig ist, welche Kräfte übertragen werden oder dergleichen. Mittels des Touchdisplays können zusätzlich Einstellungen oder Funktionen, welche die Antriebsvorrichtung betreffen, vom Benutzer vorgenommen werden.According to one embodiment, the closure device has a display, such as a touch display. Data relating to the drive device can be displayed by means of the display, for example whether the motor is ready for operation or functional, which forces are transmitted or the like. By means of the touch display, additional settings or functions relating to the drive device can be made by the user.
Weitere Ausführungsformen, Vorteile und Funktionen werden in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der angehängten Figuren erläutert. Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente können in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein.Further embodiments, advantages and functions are explained in the following description of exemplary embodiments with the aid of the attached figures. Identical, similar or equivalent elements can be provided with the same reference symbols in the figures.
In den Figuren zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Fahrrads mit einer montierten Antriebsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
2 eine schematische, vergrößerte Teilansicht des Fahrrads mit der Antriebsvorrichtung im montierten Zustand, -
3 bis 5 schematische, perspektivische Ansichten bei der Montage der Antriebsvorrichtung, -
6 und7 schematische, perspektivische Ansichten von Kopplungsbereichen einer Motorvorrichtung und einer Energiespeichervorrichtung der Antriebsvorrichtung, -
8 eine schematische, perspektivische Ansicht bei der Montage der Antriebsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
9 eine schematische Schnittansicht des Fahrrads im Bereich der Antriebsvorrichtung, -
10 und 11 schematische, perspektivische Ansichten einer Verschlussvorrichtung des Fahrrads in offenem und geschlossenem Zustand, und -
12 und 13 schematische, perspektivische Detailansichten der Verschlussvorrichtung des Fahrrads in offenem und geschlossenem Zustand.
-
1 a schematic view of a bicycle with a mounted drive device according to a first embodiment of the invention, -
2 a schematic, enlarged partial view of the bicycle with the drive device in the assembled state, -
3 until5 schematic, perspective views during assembly of the drive device, -
6 and7 schematic, perspective views of coupling areas of a motor device and an energy storage device of the drive device, -
8th a schematic, perspective view during assembly of the drive device according to a first embodiment of the invention, -
9 a schematic sectional view of the bicycle in the area of the drive device, -
10 and11 schematic, perspective views of a locking device of the bicycle in the open and closed state, and -
12 and13 schematic, perspective detail views of the locking device of the bicycle in the open and closed state.
Eine mögliche Ausgestaltung des Tretlagers 4 und der Motorvorrichtung 17 zu mechanischen Kopplung mit der Tretkurbelachse können beispielsweise der eingangs genannten
Über die beiden Koppelabschnitte 16 und 19 sind die Motorvorrichtung 17 und die Energiespeichervorrichtung 13 elektromechanisch verbunden. Mit anderen Worten sind diese mittels einer elektromechanischen Kopplung 21 verbunden. Die Kopplung 21 ist dergestalt, dass eine direkte elektrische Steckkontaktierung ausgebildet ist, wie anhand der weiteren, noch zu beschreibenden Figuren deutlich wird. Die beiden Komponenten 13 und 17 sind nicht mittels Kabel elektrisch verbunden. Durch die elektromechanische Kopplung wird die Motorvorrichtung 17 mit Strom versorgt, wobei insbesondere der Elektromotor betrieben wird zum Antreiben der Tretkurbelachse.The
Eine wesentliche Besonderheit der Antriebsvorrichtung 12 ist, dass diese an die Rahmengeometrie des Unterrohrs 3 anpassbar ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Motorvorrichtung 17 und die Energiespeichervorrichtung 13 in einem vorbestimmten Winkel 22 zueinander gekoppelt sind. Der Winkel 22 ist beispielsweise auf die Längsachsen 23 und 24 der beiden Komponenten 13 und 17 bezogen. Dabei handelt es sich beispielsweise um Hauptlängsachsen, also Achsen, entlang derer sich die jeweilige Komponente hauptsächlich erstreckt.An essential feature of the
Die beiden Komponenten 13 und 17 sind so ausgebildet, dass die Kopplung 21 nicht auf einen Winkel 22 beschränkt ist, sondern derart, dass verschiedene Winkel möglich sind. Mit anderen Worten können die beiden Komponenten 13 und 17 verschiedene Ausrichtungen zueinander haben. Dadurch werden die eingangs genannten Vorteile und Funktionen erreicht. Insbesondere kann die Antriebsvorrichtung 12 an verschiedene Rahmenabschnitte, die winklig oder bogenförmig oder dergleichen verlaufen, einfach und schnell angepasst werden.The two
Die beiden Koppelabschnitte 16 und 19 sind so aufeinander abgestimmt und angepasst, dass bei Ausbilden der elektromechanischen Kopplung 21 eine gemeinsame Drehachse 26 (auch Kopplungsachse) gebildet ist (schematisch angedeutet), bezüglich derer die Energiespeichervorrichtung 13 und die Motorvorrichtung 17 zueinander ausgerichtet werden können. Beispielsweise können die beiden Komponenten 13 und 17 aneinander gekoppelt werden und dann entsprechend bezüglich der Drehachse 26 zueinander verschwenkt oder verrastet werden, bis der gewünschte Winkel 22 eingestellt ist.The two
Weiterhin weist die Motorvorrichtung 17, insbesondere der Koppelabschnitt 19, einen ersten elektrischen Steckverbinder 27 auf, der mit einem zweiten elektrischen Steckverbinder 28 der Energiespeichervorrichtung 13 beziehungsweise dessen Koppelabschnitt 16 koppelbar ist. Beide Steckverbinder 27 und 28 sind korrespondierend zueinander ausgebildet und weisen korrespondierende messartige Kontakte 29 auf. Diese Ausgestaltung erlaubt eine mechanisch sichere Kontaktierung und zudem auch die zuverlässige Übertragung von hohen Strömen, wie sie beim Betrieb des Fahrrads 1 und der Antriebsvorrichtung 12 fließen können.Furthermore, the
Im gekoppelten Zustand sind die Energiespeichervorrichtung 13 und die Motorvorrichtung 17 zueinander optional verrastet und damit lösbar verbunden. Alternativ oder zusätzlich ist eine Arretiervorrichtung, etwa ein Schnellspanner (ähnlich bei Fahrradreifen) oder dergleichen, vorgesehen, mittels derer die beiden Komponenten 13, 17 sicher aneinander festgelegt werden können. Das Verrasten und/oder Arretieren kann stufenlos erfolgen. Alternativ sind die Verrast- beziehungsweise Arretierpositionen vorgegeben, so dass diskrete winklige Anordnungen zwischen beiden Komponenten 13, 17 möglich sind.In the coupled state, the
Weiterhin kann die Ausrichtung der beiden Komponenten 13, 17 auf einen Winkelbereich von 0° bis 90° beschränkt sein.Furthermore, the alignment of the two
Das Betätigungselement kann auch andere Ausgestaltungen haben. Beispielsweise ist es als Druckschalter oder Zuggriff ausgebildet.The actuating element can also have other configurations. For example, it is designed as a push button or pull handle.
In der Schließposition sichert die Verschlussvorrichtung 31 die Antriebsvorrichtung 12 mechanisch am Unterrohr 3, damit sich diese nicht ungewollt löst. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Betätigungselement 32 einen Verriegelungsvorsprung 34 auf, der in der Schließposition in eine entsprechende Verriegelungsnut 35 beziehungsweise -aussparung 36 der Motorvorrichtung 17 eingreift. In der Offenposition (s.
Wie eingangs erwähnt, kann die Verschlussvorrichtung 31 noch weitere Merkmale aufweisen, die jedoch in den Figuren nicht weiter dargestellt sind und vom Fachmann leicht implementierbar sind.As mentioned at the outset, the
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Fahrradbicycle
- 22
- Fahrradrahmenbike frame
- 33
- Rahmenabschnitt (Unterrohr)Frame section (down tube)
- 44
- Tretlagerbottom bracket
- 55
- erster Teilabschnittfirst section
- 66
- zweiter Teilabschnittsecond section
- 77
- Längsachse des ersten TeilabschnittsLongitudinal axis of the first section
- 88th
- Längsachse des zweiten TeilabschnittsLongitudinal axis of the second section
- 99
- Winkelangle
- 1010
- Unterseitebottom
- 1111
- Aussparungrecess
- 1212
- Antriebsvorrichtungdrive device
- 1313
- Energiespeichervorrichtungenergy storage device
- 1414
- Gehäuse der EnergiespeichervorrichtungHousing of the energy storage device
- 1515
- Ende der EnergiespeichervorrichtungEnd of the energy storage device
- 1616
- Koppelabschnitt der EnergiespeichervorrichtungCoupling section of the energy storage device
- 1717
- Motorvorrichtungengine device
- 1818
- Ende der Motorvorrichtungend of the engine device
- 1919
- Koppelabschnitt der MotorvorrichtungCoupling section of the engine device
- 2020
- Gehäuse der MotorvorrichtungHousing of the engine device
- 2121
- elektromechanische Kopplungelectromechanical coupling
- 2222
- Winkelangle
- 2323
- Längsachse der EnergiespeichervorrichtungLongitudinal axis of the energy storage device
- 2424
- Längsachse der MotorvorrichtungLongitudinal axis of the engine device
- 2525
- gegenüberliegendes Ende der Motorvorrichtungopposite end of the motor device
- 2626
- Drehachseaxis of rotation
- 2727
- erster Steckverbinderfirst connector
- 2828
- zweiter Steckverbindersecond connector
- 2929
- messartige Kontaktemessy contacts
- 3030
- Elektromotorelectric motor
- 3131
- Verschlussvorrichtunglocking device
- 3232
- Betätigungselementactuator
- 3333
- Oberseitetop
- 3434
- Verriegelungsvorsprunglocking tab
- 3535
- Verriegelungsnutlocking groove
- 3636
- Verriegelungsaussparunglocking recess
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