DE102018209508B3 - Zweiradfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Zweiradfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zweiradfahrzeug, insbesondere e-bike, Pedelec oder dergleichen, umfassend eine Antriebseinheit zum Antrieb des Zweiradfahrzeugs, und eine Druckspeichereinrichtung mit einem Druckspeicher zum Speichern und Abgeben von Energie, wobei die Antriebseinheit mit der Druckspeichereinrichtung verbindbar ist und bei Betätigung der Antriebseinheit Energie in der Druckspeichereinrichtung speicherbar ist.

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zweiradfahrzeug, insbesondere e-bike, Pedelec oder dergleichen.
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Zweiradfahrzeugs, insbesondere e-bike, Pedelec oder dergleichen.
• Obwohl die vorliegende Erfindung allgemein auf beliebige Zweiräder anwendbar ist, wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf ein e-bike oder Pedelec beschrieben.
• Stand der Technik
• Unter dem Begriff „e-bike“ beziehungsweise „Pedelec“ sind Zweiradfahrzeuge in Form von Fahrrädern zu verstehen, die mittels eines Elektroantriebs den Fahrer unterstützen können. Bei einem Pedelec wird der Elektroantrieb nur zugeschaltet, solange der Fahrer auch die Pedale betätigt. Bei einem e-bike wirkt der Elektroantrieb unterstützend für den Fahrer, auch wenn dieser nicht in die Pedale tritt, wobei dieser dann ab einer bestimmten Höchstgeschwindigkeit selbstständig abschaltet. Es ist ebenfalls bekannt geworden, neben dem Antrieb weitere Komponenten zu steuern, beispielsweise einen Bremseingriff vorzunehmen.
• Aus der Schrift JP 2005 - 35 502 A ist die Befüllung eines Tanks an einem Fahrrad mit komprimierter Luft in Abhängigkeit von Bremsvorgängen bekannt. Um neben dem befüllten Tank komprimierte Luft für weitere Anwendungen zur Verfügung zu haben, kann zusätzlich eine Pumpe vorgesehen sein, die komprimiertes Gas zur Verfügung stellt.
• Aus der Schrift US 6 508 324 B1 ist ein Fahrzeug bekannt, welches mittels eines regenerativem pneumatischen System angetrieben wird. Zu diesem Zweck ist in dem Fahrzeug ein pneumatisches Reservoir in Form eines Tanks vorgesehen, welcher durch ein Kmpressormodul befüllt wird.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, an einem Zweiradfahrzeug eine Druckspeichereinrichtung vorzusehen, die mittels des Antriebs des Zweiradfahrzeugs befüllbar ist.
• Offenbarung der Erfindung
• Zur Lösung der Aufgabe wird stellt die Erfindung in einer Ausführungsform ein Zweiradfahrzeug, insbesondere e-bike, Pedelec oder dergleichen bereit, umfassend eine Antriebseinheit zum Antrieb des Zweiradfahrzeugs, und eine Druckspeichereinrichtung mit einem Druckspeicher zum Speichern und Abgeben von Energie, wobei die Antriebseinheit mit der Druckspeichereinrichtung verbindbar ist und bei Betätigung der Antriebseinheit Energie in der Druckspeichereinrichtung speicherbar ist.
• In einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Zweiradfahrzeugs, insbesondere e-bike, Pedelec oder dergleichen bereit, wobei mittels einer Antriebseinheit das Zweiradfahrzeug angetrieben wird, und wobei mittels einer Druckspeichereinrichtung mit einem Druckspeicher zum Speichern und Abgeben von Energie, eine Betätigungseinrichtung für das Zweiradfahrzeug betrieben wird, wobei die Antriebseinheit mit der Druckspeichereinrichtung lösbar verbunden wird und wobei mittels der Antriebseinheit Energie in der Druckspeichereinrichtung gespeichert wird.
• Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass mittels der Druckspeichereinrichtung ein zusätzliches Druckreservoir beziehungsweise Druckspeicher bereitgestellt wird, der zur Bereitstellung von mechanischer Energie genutzt werden kann, beispielsweise für aktive Bremseingriffe, eine aktive Federung, eine aktive Sattelstütze, aktive Lenkeingriffe und/oder eine aktive Reifendruckregelung mittels einer entsprechenden Betätigungseinrichtung. Mit anderen Worten können mittels des Druckspeichers insbesondere, aber nicht ausschließlich Bremsen, Sattelstützen, Lenkungen, Federungen und/oder Reifendruck geregelt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass kein zusätzlicher Antrieb notwendig ist, um die Druckspeichereinrichtung zu betreiben. Dies spart nicht nur Gewicht, sondern ist auch kostengünstig. Darüber hinaus kann auch die Verkabelung minimiert werden.
• Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar.
• Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Druckspeichereinrichtung einen Hydraulikdruckspeicher und/oder einen Pneumatikdruckspeicher. Einer der Vorteile eines pneumatischen Druckspeichers ist dessen einfacher und zuverlässiger Betrieb sowie dessen einfache Implementierung. Der Vorteil eines Hydraulikdruckspeichers ist, dass auf einfache Weise große Kräfte bereitgestellt werden können und diese genau dosiert werden können.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Druckspeichereinrichtung eine Pumpeinheit, welche zum Füllen des Druckspeichers ausgebildet ist. Damit kann auf einfache Weise der Druckspeicher befüllt werden.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist ein geschlossenes Umlaufelement, insbesondere eine Kette und/oder ein Riemen zum Antrieb zumindest eines Rades angeordnet. Auf diese Weise kann ein zuverlässiger und einfacher Antrieb zumindest eines Rades mittels der Antriebseinheit zur Verfügung gestellt werden.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist mittels des Umlaufelements die Druckspeichereinrichtung betätigbar. Damit kann auf einfache Weise die Druckspeichereinrichtung betrieben werden.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist eine Abgriffeinrichtung für das Umlaufelement angeordnet, welche mit der Druckspeichereinrichtung zu deren Betätigung verbindbar ist. Damit kann auf einfache Weise beispielsweise eine Nachrüstung in ein bestehendes Antriebssystem eines Zweiradfahrzeugs erfolgen.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Abgriffeinrichtung ein Abgriffelement in Form eines Stützelements des Umlaufelements, insbesondere in Form eines Ritzels einer Kette und/oder eine Kupplung. Mittels einer Kupplung kann auf einfache Weise je nach Bedarf die Druckspeichereinrichtung an den Antrieb angekoppelt werden. Der Vorteil eines Stützelements des Umlaufelements ist, dass dieses im Allgemeinen sowieso bereits vorhanden ist. Zusätzliche Bauteile werden auf diese Weise vermieden.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist das Abgriffelement zum Spannen des Umlaufelements ausgebildet. Auf diese Weise kann die Anzahl weiterer Bauteile für die Druckspeichereinrichtung und deren Betrieb weiter minimiert werden.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Abgriffeinrichtung ein zweites Umlaufelement zum Betätigen der Druckspeichereinrichtung. Vorteil hier ist die höhere Flexibilität, da das zweite Umlaufelement im Wesentlichen frei mit dem Antrieb verbunden beziehungsweise angeordnet werden kann. Das zweite Umlaufelement kann als Kette ausgebildet sein und einerseits mit der Druckspeichereinrichtung andererseits mit einem oder dem Abgriffelement der Abgriffeinrichtung zu deren Betätigung verbunden sein.
• Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
• Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
• Figurenliste
• Dabei zeigt
• 1 ein Zweiradfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• Ausführungsformen der Erfindung
• 1 zeigt ein Zweiradfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• In 1 ist ein Fahrrad in seitlicher Ansicht gezeigt. Selbstverständlich ist hierunter jede Art eines Fahrrads denkbar, beispielsweise ein Stadtrad, Tourenrad, Mountainbike oder dergleichen. Das Fahrrad 1 weist ein Vorderrad 2a und ein Hinterrad 2b an einem Rahmen 6 mit Sattel 12 auf, wobei der Sattel 12 an einem im Wesentlichen vertikalen Abschnitt 14 des Rahmens 6 höhenverstellbar angeordnet ist. Das Hinterrad 2b ist über eine Kette 7 mit einer Pedaleinheit 3 verbunden und kann mittels der Pedaleinheit 3 angetrieben werden. Die Pedaleinheit 3 umfasst einen Elektromotor 4, welcher mit einem Energiespeicher 5 in Form eines Akkus verbunden ist. Die Pedaleinheit 3 ist ebenfalls mit dem Rahmen 6 verbunden. Der Umlaufsinn der Kette 7 ist dabei in 1 im Uhrzeigersinn. Zwischen Hinterrad 2b und Pedaleinheit 3 läuft die Kette 7 im Uhrzeigersinn über ein Ritzel 8. Das Ritzel 8 ist mit einer Pumpe 9 verbunden, mit der ein Druckspeicher 10 mit einem Druckmedium befüllt wird. Das Ritzel 8 kann hier zusätzlich dazu dienen, die Kette 7 zu spannen. In einer alternativen Ausführungsform kann auch ein weiteres zweites Ritzel 8 angeordnet werden, um die Kraft der Kette 7 zum Antrieb der Pumpe 9 und damit zum Füllen des Druckspeicher 10 abzugreifen. Darüber hinaus kann auch durch ein weiteres Zahnrad am Elektromotor 4 und einer zusätzlichen Kette die Pumpe 9 und damit der Druckspeicher 10 befüllt werden. Das zweite Zahnrad kann dann neben einem Antriebsritzel auf der Pedalachse der Pedaleinheit 3 angeordnet werden. Der Druckspeicher 10 stellt dabei für weitere Anwendungen dann einen entsprechenden Druck bereit. Im Rahmen 6 verlaufen hierzu beispielsweise Druckleitungen zu den Bremsen 13 am Vorderrad 2a, um einen aktiven Bremseingriff, beispielsweise durch zusätzliche Druckbeaufschlagung, zu ermöglichen. Diese Druckleitungen können beispielsweise für ein Fahrrad-ABS verwendet werden, um am Vorderrad und/oder am Hinterrad einen aktiven Bremseingriff zu ermöglichen.
• Um den Druckspeicher 10 mittels der Pumpe 9 zu befüllen, kann beispielsweise der Elektromotor 4 während einer Tretbewegung des Fahrers, vorzugsweise mit einem entsprechend höheren Drehmoment betrieben werden, sodass ein Fahrer effektiv keinen Drehmomentverlust in der Pedaleinheit 3 spürt. Wird nicht pedaliert, kann Elektromotor 4 mit einer langsameren Drehgeschwindigkeit als eine, die ausreichen würde, beispielsweise das Hinterrad 2b anzutreiben, die Pumpe 9 zum Befüllen des Druckspeicher 10 antreiben. Darüber hinaus kann beispielsweise auch die Bewegungsenergie des Fahrrads 1 ausgenutzt werden, beispielsweise bei einer Bergabfahrt, bei der das Hinterrad 2b die Kette 7 antreibt, wobei dann ein Freilauf im Hinterrad 2b gesperrt wird und mit einem Fahrerfreilauf, sodass die Pedale der Pedaleinheit 3 nicht mitdrehen.
• Zusammenfassend weist zumindest eine der Ausführungsform der Erfindung zumindest einen der folgenden Vorteile auf:
• • Einfache Implementierung
• • Kostengünstige Implementierung
• • Geringes Gewicht
• • Höhere Flexibilität

Claims (10)

1. Zweiradfahrzeug (1), insbesondere e-bike, Pedelec oder dergleichen, umfassend eine Antriebseinheit (3, 4) zum Antrieb des Zweiradfahrzeugs (1), und eine Druckspeichereinrichtung mit einem Druckspeicher (10) zum Speichern und Abgeben von Energie, wobei die Antriebseinheit (3, 4) mit der Druckspeichereinrichtung verbindbar ist und bei Betätigung der Antriebseinheit (3, 4) Energie in der Druckspeichereinrichtung speicherbar ist.
2. Zweiradfahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Druckspeichereinrichtung einen Hydraulikdruckspeicher und/oder einen Pneumatikdruckspeicher umfasst.
3. Zweiradfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1-2, wobei die Druckspeichereinrichtung eine Pumpeinheit (9) umfasst, welche zum Füllen des Druckspeichers (10) ausgebildet ist.
4. Zweiradfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1-3, wobei ein geschlossenes Umlaufelement (7), insbesondere eine Kette und/oder ein Riemen, zum Antrieb zumindest eines Rades (2a, 2b) angeordnet ist.
5. Zweiradfahrzeug gemäß Anspruch 4, wobei mittels des Umlaufelements (7) die Druckspeichereinrichtung betätigbar ist.
6. Zweiradfahrzeug gemäß Anspruch 5, wobei eine Abgriffeinrichtung (8) für das Umlaufelement (7) angeordnet ist, welche mit der Druckspeichereinrichtung zu deren Betätigung verbindbar ist.
7. Zweiradfahrzeug gemäß Anspruch 6, wobei die Abgriffeinrichtung (8) ein Abgriffelement (8) in Form eines Stützelements des Umlaufselements (7), insbesondere in Form eines Ritzels einer Kette, und/oder eine Kupplung umfasst.
8. Zweiradfahrzeug gemäß Anspruch 7, wobei das Abgriffelement (8) zum Spannen des Umlaufelements (7) ausgebildet ist.
9. Zweiradfahrzeug gemäß Anspruch 4, wobei ein zweites Umlaufelement zum Betätigen der Druckspeichereinrichtung ausgebildet ist.
10. Verfahren zum Betreiben eines Zweiradfahrzeugs (1), insbesondere e-bike, Pedelec oder dergleichen, wobei mittels einer Antriebseinheit (3, 4) das Zweiradfahrzeug (1) angetrieben wird, und wobei mittels einer Druckspeichereinrichtung mit einem Druckspeicher (10) zum Speichern und Abgeben von Energie, eine Betätigungseinrichtung (13) für das Zweiradfahrzeug (1) betrieben wird, wobei die Antriebseinheit (3, 4) mit der Druckspeichereinrichtung lösbar verbunden wird und wobei mittels der Antriebseinheit (3, 4) Energie in der Druckspeichereinrichtung gespeichert wird.

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