-
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, der eingerichtet ist zum Antreiben eines durch eine Person bewegbaren Fahrzeugs, insbesondere eines Kinderwagens, Rollators oder dergleichen, mit einem Rotor, der mindestens eine Aufnahme für ein Rad aufweist, und einem Stator, der über ein Gehäuse mit einer Tragstruktur des Fahrzeugs verbindbar ist.
-
Stand der Technik
-
Mit der
DE 102013224885 A1 ist ein Kinderwagen bekannt geworden, der durch einen Elektromotor antreibbar ist.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Vorteile
-
Der erfindungsgemäße Elektromotor, der sich zusätzlich dadurch auszeichnet, dass das Gehäuse eine Statusanzeige aufweist, über die Parameter, insbesondere, Leistungsparameter, nach außen sichtbar angezeigbar sind, weist den Vorteil auf, dass der Bediener bzw. die Bedienerin des Kinderwagens über dessen Betriebszustand laufend informiert ist. Nach außen sichtbar soll so verstanden werden, dass die Statusanzeige beim Blick auf das Gehäuse zu sehen ist.
-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Elektromotors möglich. So wird der Platz, den das Gehäuse bietet, optimal ausgenutzt, wenn sich die Statusanzeige dem Gehäuse anpasst, sich insbesondere entlang der Oberfläche des Gehäuses erstreckt.
-
Eine einfache und moderne Statusanzeige weist eine oder mehrere Leuchtdioden auf, die Licht direkt oder über mindestens einen Lichtleiter nach außen bringen.
-
Ein einfacher Aufbau ergibt sich, wenn die Statusanzeige Segmente aufweist, die sich über die Gehäuseoberfläche verteilen.
-
In vorteilhafter Weise ist die Statusanzeige an einer axialen Wand des Gehäuses angeordnet.
-
Ein weiterer einfacher Aufbau ergibt sich, der auch ästhetischen Anforderungen genügt, wenn die Statusanzeige ringförmig an einem Umfang und/oder einer Phase des Gehäuses angeordnet ist.
-
Eine Umsetzung der Erfindung gelingt, wenn mindestens eine Steuereinheit vorgesehen ist, die aus den Parametern, insbesondere den Leistungsparametern, einen aktuellen Status ermittelt, insbesondere in einem Speicher ablegt, und die Statusanzeige entsprechend dem Informationsgehalt ansteuert.
-
Die wichtigsten Informationen werden ausgegeben, wenn die Statusanzeige mindestens einen Bereich aufweist, der eine Information über eine Raddrehzahl, eine Geschwindigkeit und/oder ein wirkendes Drehmoment anzeigt.
-
Werte der Parameter, insbesondere Leistungsparameter, können besonders einfach durch eine Lichtintensität und/oder Farbe der Statusanzeige angezeigt werden.
-
Die Parameter, insbesondere Leistungsparameter, können auch durch zeitliche Folgen von Lichtsignalen der Statusanzeige angezeigt werden.
-
Figurenliste
-
In der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Elektromotors in einer Anwendung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 schematisch einen Kinderwagen,
- 2 perspektivisch eine Antriebseinheit mit einem erfindungsgemäßen Elektromotor,
- 3 einen schematisch dargestellten Elektromotor im Schnitt,
- 4 ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Elektromotor mit einer Statusanzeige,
- 5 perspektivisch ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Elektromotor mit einer Statusanzeige und die
- 6 bis 8 weitere Ausführungsbeispiele in Seitenansicht.
-
Beschreibung
-
In der Beschreibung und den Figuren sind gleiche Teile auch bei unterschiedlichen Ausführungsbeispielen mit den gleichen Bezugszahlen belegt.
-
1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 10 in der Ausführung eines Kinderwagens 11 in Seitenansicht. Im wesentlichen weist der Kinderwagen 11 eine Tragstruktur 12, Vorderräder 14, Hinterräder 16 sowie eine Aufnahmeschale 18 auf. Die Tragstruktur 12 weist Tragstangen 20 sowie Schubstangen 22 auf. Zumindest an einem Hinterrad ist ein Elektromotor 24 befestigt. Weitere, übliche Bauelemente wie Halter, Federn oder Verschlüsse sind nicht dargestellt.
-
Die in 2 dargestellte Antriebseinheit 26 zeigt die Hinterräder 16 sowie die Tragstangen 20 des in 1 schematisch dargestellten Kinderwagens 11. Die Antriebseinheit 26 weist eine Querstrebe 28 auf, die die beiden Hinterräder 16 miteinander verbindet. An dieser Querstrebe 28 sind die beiden Tragstangen 20 befestigt. Dazu weist die Antriebseinheit 26 Befestigungsdome 30 auf, die die Tragstangen 20 passend umgreifen. Mit der Querstrebe 28 sind die Befestigungsdome 30 über Verschraubungen 32 verbunden. Zur Aufnahme des Elektromotors 24 weisen die Befestigungsdome 30 Kröpfungen 34 auf.
-
Die Querstrebe 28 mündet mit ihrem Ende in den Elektromotor 24 und ist dort mit einem ersten Gehäuseteil 36 eines Gehäuses 38 des Elektromotors 24 verbunden. In axialer Verlängerung ist an einem zweiten Gehäuseteil 40 des Gehäuses 38 eines der Hinterräder 16 befestigt. Der Aufbau des Elektromotors 24 wird später anhand der 3 beschrieben.
-
Am oberen Ende eines der Befestigungsdome 30 ist eine Energieversorgungseinheit 42 angebracht. Diese ist mit einem nicht dargestellten Kabel mit dem Elektromotor 24 verbunden. Die Energieversorgungseinheit 42 weist ein Gehäuse 44 auf, das mittels einer Manschette 46 am Befestigungsdom 30 befestigt ist. Im Gehäuse 44 der Energieversorgungseinheit 42 ist ein aufladbarer Akku untergebracht.
-
Es ist auch möglich, statt eines Gehäuses 44 eine Aufnahmeschale für einen Akku bereitzustellen, in die ein Akku direkt eingesetzt werden kann. Es ist ebenfalls möglich, das Gehäuse 44 bzw. eine Aufnahmeschale für einen Akku auch an der Tragstange 20 zu befestigen. Auch alternative Lagerorte für die Energieversorgungseinheit 42 sind je nach Ausgestaltung und Ausstattung des Fahrzeugs 10 möglich.
-
Die Antriebseinheit 26 ist im Ausführungsbeispiel mit zwei Elektromotoren 24 ausgestattet, die über ein vorzugsweise in der Querstrebe 28 laufendes Kabel synchronisiert werden. Es ist jedoch auch möglich, lediglich einen Elektromotor 24 vorzusehen und in der Querstrebe 28 eine Antriebswelle zum weiteren Hinterrad 16 zu führen.
-
An der Querstrebe 28 ist ein Pedal 48 angeordnet, über das je nach Ausgestaltung Steuerbefehle an den Elektromotor 24 und/oder die Energieversorgungseinheit 42 abgegeben werden können. Im Ausführungsbeispiel kann über das Pedal 48 bei stärkerer Betätigung, d.h. bei stärkerem Schwenken in Richtung des Pfeils 50 eine mechanische Bremse bzw. Feststellbremse aktiviert werden.
-
Der in 3 dargestellte Elektromotor 24 zeichnet sich durch einen axialen Aufbau aus mit einem Rotor 52 und einem Stator 54, die als tragende bzw. mittragende Bauteile ausgebildet sind. Der Stator 54 ist eine Basisplatte 56 auf, an der ein Spulen 58 tragender Spulenkörper 60 befestigt ist. Eine Spule 58 ist schematisch eingezeichnet. Der Spulenkörper 60 kann auch direkt eine tragende Funktion übernehmen, so dass auf eine separate Basisplatte 56 verzichtet werden kann.
-
An der Basisplatte 56 ist das erste Gehäuseteil 36 befestigt. Das in der 3 als geschlossenes Gehäuse dargestellte erstes Gehäuseteil 36 kann auch mehrteilig aufgebaut sein, um Zugang zu den im ersten Gehäuseteil 36 angeordneten Bauteilen 62 zu gewährleisten. In der Regel ist das erste Gehäuseteil 36 wasserdicht ausgeführt, um die innen liegenden Bauteile 62 zu schützen. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Basisplatte 56 als erstes Gehäuseteil 36 ausgebildet sein bzw. weitgehend dessen Funktion übernehmen. Ebenso ist es möglich, Teile des Stators 54 in der Form eines Gehäuses auszubilden.
-
Um große Bauteile 62 aufnehmen zu können kann das erste Gehäuseteil 36 bereichsweise vergrößert ausgeführt werden, wie das mit der strichpunktierten Haube 64 in der 3 dargestellt ist. Solche Bauteile 62 können beispielsweise Steckeraufnahmen 65 oder Kondensatoren sein.
-
Auf der Basisplatte 56 ist eine Platine 66 angeordnet, die die bereits erwähnten, innen liegenden Bauteile 62 aufnimmt und in einer elektrischen Schaltung verbindet.
-
Der Rotor 52 bildet ein zweites Gehäuseteil 68, das Magnete 70 so aufnimmt, dass sie den Spulen 58 gegenüberliegen. Der Rotor 52 ist als so genannter Außenläufer ausgebildet. Die Magnete 70 sind dabei so angeordnet, dass sie nur durch einen kleinen Luftspalt 72 von den nach außen wirkenden Spulen 58 getrennt um die Spulen 58 rotieren können. Dazu ist der Rotor 52 über ein Lager 74 am Stator 54 bzw. im Ausführungsbeispiel an der Basisplatte 56 gelagert.
-
Das Lager 74 ist so ausgebildet, dass der Rotor 52 spielfrei rotieren kann und auch axial in engen Toleranzen relativ zum Stator gehalten ist.
-
Zwischen dem ersten Gehäuseteil 36 und dem zweiten Gehäuseteil 68 verbleibt in 3 ein enger Spalt 76. Dieser kann in einer alternativen Ausführung über eine Labyrinthdichtung, eine schleifende Kunststoffdichtung oder dergleichen abgedichtet sein.
-
Auf einer außenliegenden Seite 78 weist der Rotor 52 Aufnahmen 80 auf, über die das Hinterrad 16 drehfest mit dem Rotor 52 verbindbar ist. Die Aufnahmen 80 sind Teil des zweiten Gehäuseteil 68 und teilen sich in eine Zentriernabe 82 und Mitnehmer 83 auf.
-
In 4 ist der Elektromotor 24 mit Gehäuse 38 dargestellt. Das Gehäuse 38 weist eine Statusanzeige 84 auf, über die Parameter des Elektromotors nach außen sichtbar anzeigbar sind. Als Parameter werden insbesondere Leistungsparameter den Elektromotor 24 betreffend, die Energieversorgungseinheit 42 betreffend und/oder Aktivitätsdaten des Fahrzeugs allgemein angezeigt.
-
Wie in 4 erkennbar ist, ist die Statusanzeige 84 der Gehäuseform des Gehäuses 38 angepasst. Es erstreckt sich insbesondere entlang der äußeren Gehäusestruktur. Durch die Anordnung der Statusanzeige 84 im Bereich des Elektromotors 24 kann dieser als Einheit austauschbar vorgehalten werden.
-
Im Ausführungsbeispiel ist die Statusanzeige 84 der Gehäuseform angepasst. Sie ist langgestreckt, schmal und bündig mit der Oberfläche 86 des ersten Gehäuseteils 36 ausgeführt. Da sie der zylindrischen Gehäuseform des Elektromotors 24 folgt, ist die Statusanzeige in diesem Ausführungsbeispiel ringförmig am Umfang des Gehäuses angeordnet. Dadurch ist eine gut sichtbare Anzeige bereitgestellt, die jederzeit Auskunft über die wichtigsten Parameter vermittelt. Sie genügt in ihrer Schlichtheit auch ästhetischen Anforderungen.
-
In einer Ausführungsform weist die Statusanzeige 84 eine Leuchtdiode 88 auf. Wie insbesondere in 3 erkennbar ist, befindet sich die Leuchtdiode 88 direkt auf der Platine 66. Das von ihr abgegebene Licht wird in einen Lichtleiter 90 eingekoppelt, der das Licht zur Oberfläche 86 führt. Über einen solchen Lichtleiter 90 können an der Oberfläche 86 unterschiedliche Anzeigeformen und Flächen erzeugt werden.
-
Es ist jedoch auch möglich, die Leuchtdioden 90 so anzuordnen, dass sie direkt an einer Oberfläche 86 des Gehäuses 38 liegt und damit ihr Licht direkt nach außen abgeben kann.
-
Im Ausführungsbeispiel nach 5 ist die Statusanzeige 84 an einer Phase 92 des Gehäuses 38 angeordnet. Unter einer Phase wird ein abgeschrägter Bereich verstanden. Die Statusanzeige 86 kann entlang der kompletten Phase 92 angeordnet sein. Im Ausführungsbeispiel ist jedoch im Bereich des Tragarms 20 unterbrochen.
-
In den weiteren Ausführungsbeispielen nach den 6 bis 8 sind unterschiedliche Ausführungsformen der Statusanzeige 86 dargestellt. So zeigt die Statusanzeige 86 nach der 6 einzelne Segmente 94. Diese verteilen sich entlang der Oberfläche 96. Sie sind der Oberfläche 96 derart angepasst, dass sie deren kreisringförmige Gestalt aufnehmen und sich ebenfalls kreisringförmige aneinander reihen. Es ist in 6 erkennbar, dass die Segmente 94 unterschiedliche flächige Ausdehnung aufweisen können. So können sie Sektor-Charakter haben oder auch langgestreckt den Abschnitt eines Kreisrings aufweisen.
-
In 6 sind die Segmente 94 an einer axialen Wand 98 angeordnet. Damit weisen sie in einen Innenbereich der Antriebseinheit 26 und sind somit der Umwelt gegenüber zumindest teilweise verborgen. Die Statusanzeige 84 ist vornehmlich von der das Fahrzeug 10 bedienenden Person erkennbar.
-
Natürlich können auch am Umfang des Gehäuses 38 segmentartige Statusanzeigen 84 angeordnet sein. Die Wahl, welche Art die Form der Statusanzeige 84 aufweist, hängt insbesondere von den darzustellenden Parametern ab.
-
In 7 ist ein Ausführungsbeispiel einer Statusanzeige 84 dargestellt, die eine sich verjüngende Gestalt aufweist. Da sie axial angeordnet ist, weist sie eine entsprechende kreisförmige Gestalt auf. Durch die sich verjüngende Kontur kann ein relativer Wert eines Parameters von groß nach klein ausgegeben werden. Dazu ist es nötig, dass über die Längserstreckung der Statusanzeige 84 unterschiedliche, lichtgebende Elemente angeordnet sind, sodass deren Position den relativen Wert erkennen lässt.
-
In 8 ist eine der 7 ähnliche Statusanzeige 84 eingezeichnet, die jedoch segmentartig unterteilt ist. Es ist erkennbar, dass es hier von Vorteil ist, wenn zu jedem Segment eine Leuchtdiode 88 vorgesehen ist. Diese kann dann direkt unter dem Segment 94 angeordnet oder aber jeweils über einen Lichtleiter 90 mit dem Segment 94 verbunden sein.
-
Des Weiteren ist in der 8 gezeigt, dass auch Symbole als Statusanzeige 84 eingesetzt werden können. Nicht dargestellt, aber möglich sind Segmente, die eine absolute Zahl oder eine Maßeinheit ausgeben.
-
Die in der 3 dargestellte, im Elektromotor 24 angeordnete Platine 66 beherbergt eine Schaltung, die eine Steuereinheit 100 realisiert. Diese steuert die Aktivität des Elektromotors 24 abhängig von Handlungen der bedienenden Person. Das kann beispielsweise ein Beschleunigen, ein Abbremsen, ein Rückwärtsfahren oder ein gleichmäßiges bzw. für Kurven angepasstes Unterstützen sein. Die für den aktuellen Status benötigten Parameter, insbesondere Leistungsparameter, werden ermittelt. Darunter soll verstanden werden, dass beispielsweise die an die Spulen 58 ausgegebenen Stromverläufe direkt oder als Mittelwerte Berücksichtigung finden. Diese werde werden dann in einem Speicher 102 abgelegt und können über eine Informationsausgabe für die Statusanzeige 84 genutzt werden. Die Leuchtdiode bzw. Leuchtdioden 88 der Statusanzeige 84 werden von der Steuereinheit 100 entsprechend angesteuert.
-
Neben den bereits erwähnten Stromwerten eignen sich als anzuzeigenden Parameter auch die aktuelle Raddrehzahl, eine daraus abgeleitete Geschwindigkeit und/oder ein wirkendes Drehmoment. Es ist klar, dass die Ausführung der Statusanzeige 84 in anzuzeigenden Parametern Rechnung trägt.
-
Im einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Wert der Parameter durch die Lichtintensität der Statusanzeige 84 hervorgehoben wird. Je höher der Wert, desto heller wird die zugehörige Leuchtdiode 88 angesteuert. Im Ausführungsbeispiel ist auch vorgesehen, dass Werte der Parameter durch die Farbe der Statusanzeige 84 angezeigt werden. Dies erfolgt im Ausführungsbeispiel nach 8 dadurch, dass den einzelnen Segmenten Leuchtdioden 88 unterschiedlicher Farbe zugeordnet sind. In einer anderen Ausführungsform kann auch einen Segment 94 eine Leuchtdiode 88 zugeordnet sein, die sich in ihrer Farbe bzw. Frequenz anpassen lässt.
-
Weiter besteht die Möglichkeit, dass die Parameter durch zeitliche Folgen von Lichtsignalen der Statusanzeige 84 angezeigt werden. Dazu wird beispielsweise eine steigende Raddrehzahl oder Geschwindigkeit durch ein schnelleres Blinken einer Leuchtdiode 88 angezeigt. Außerdem können auch Fehlerzustände durch entsprechendes Blinken der Leuchtdiode 88 angezeigt werden.
-
Die in den unterschiedlichen Figuren dargestellten Statusanzeigen 84 können miteinander kombiniert werden. Das heißt, es können Statusanzeigen 84, die über den Umfang des Gehäuses 38 angeordnet sind mit denen kombiniert werden, die an einer axialen Fläche angeordnet sind. Ferner können auch über den Umfang verteilte Statusanzeigen 84 Segmentstrukturen oder Symbole aufweisen.
-
Neben dem Hinterrad 16 können auch ein oder beide Vorderräder 14 alternativ zu den Hinterrädern 16 oder in Kombination mit diesen angetrieben sein. Der Elektromotor 24 hätte dann eine Statusanzeige 84, die nicht optimal von der bedienenden Person erkannt werden könnte.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102013224885 A1 [0002]
