DE102019217737A1 - Achsanordnung eines Fahrradanhängers - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Achsanordnung eines Fahrradanhängers, umfassend eine Fahrradanhängerachse (2) mit einer elektrischen Maschine (3), welche eingerichtet ist, als Elektormotor oder als Generator betrieben zu werden, einen elektrischen Energiespeicher (4), und ein Achsengehäuse (6), wobei die elektrische Maschine und der elektrische Energiespeicher (4) im Achsengehäuse (6) angeordnet sind, und eine Steuerungsanordnung (5) mit einer Steuereinheit (50) und einer kabellosen Signalübertragungsvorrichtung mit einem Sendermodul (51) und einem Empfängermodul (52), wobei das Empfängermodul (52) an der Fahrrandanhängerachse (2) angeordnet ist, und wobei die Steuereinheit (50) eingerichtet ist, die elektrische Maschine (3) basierend auf Signalen von Sensoren des Fahrrads, insbesondere einer an einem Tretlagerbereich des ziehenden Fahrrads angeordneten Tretlagersensorik (110), und/oder manuell durch einen Fahrer betätigbaren Schaltsensorik (111) als Elektromotor zum Antreiben des Fahrradanhängers oder als Generator zum Bremsen und/oder Aufladen des elektrischen Energiespeichers (4) zu steuern.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Achsanordnung eines Fahrradanhängers mit Antriebs- und Bremsfunktion sowie einen Fahrradanhänger mit einer derartigen Achsanordnung.
  • Fahrradanhänger sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Üblicherweise weisen Fahrradanhänger keinen eigenen Antrieb auf. Da mit dem Fahrradanhänger üblicherweise Kinder, Tiere und/oder Lasten transportiert werden, kann ein Fahren mit dem Fahrradanhänger beschwerlich sein. Hier könnte nun theoretisch ein elektrisch antreibbares Fahrrad vor den Fahrradanhänger vorgespannt werden. Alternativ kann das Gespann bestehend aus Fahrrad und Fahrradanhänger auch einen Antrieb am Fahrradanhänger aufweisen, wie aus der DE 20 2011 101 788 U1 bekannt. Hierbei kann der antreibbare Fahrradanhänger von einem normalen Fahrrad ohne elektrischen Antrieb gezogen werden und ein Signal zur Steuerung des Antriebs des Fahrradanhängers kann kabellos von einer Sensorik am Tretlager des Fahrrads zum Antrieb des Fahrradanhängers übertragen werden. Ein Bremsen des Fahrradanhängers ist nicht vorgesehen. Weiterhin ist aus der EP 3 514 047 A1 ein Fahrradanhänger bekannt, welcher keinen Antrieb aufweist, jedoch eine auf ein Rad des Fahrradanhängers wirkende, mechanische Bremse aufweist.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Achsanordnung eines Fahrradanhängers sowie einen Fahrradanhänger bereitzustellen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit ein Antreiben und Bremsen eines Fahrradanhängers ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Achsanordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. einen Fahrradanhänger mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Die Unteransprüche zeigen jeweils bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Die erfindungsgemäße Achsanordnung eines Fahrradanhängers mit den Merkmalen des Anspruches 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass in der Achsanordnung ein elektrischer Antrieb und ein Generator integriert sind, welche kabellos betrieben werden können. Hierdurch können aufwendige Kabelverbindungen, welche vom Fahrradanhänger über eine Anhängerkupplung zum Fahrrad verlegt werden müssten, vermieden werden. Durch die Integration eines elektrischen Antriebs und eines Generators, welcher als Bremse wirkt, kann ein sicherer Transport von Personen und/oder Gütern mit dem Fahrradanhänger ermöglicht werden. Weiterhin weist die Achsanordnung einen sehr kompakten und kostengünstigen sowie gewichtsoptimierten Aufbau auf. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Achsanordnung eine Fahrradanhängerachse mit einer elektrischen Maschine aufweist, welche eingerichtet ist, als Motor und als Generator betrieben zu werden. Somit stellt eine einzige elektrische Maschine eine Antriebsunterstützung und eine Bremsunterstützung bereit. Ferner umfasst die Fahrradanhängerachse einen elektrischen Energiespeicher und ein Achsengehäuse. Die elektrische Maschine und der elektrische Energiespeicher sind dabei im Achsengehäuse kompakt und sicher angeordnet. Dabei kann der elektrische Energiespeicher mittelbar oder unmittelbar mit der elektrischen Maschine gekoppelt sein. Ferner umfasst die Achsanordnung eine Steuerungsanordnung mit einer Steuereinheit sowie eine kabellose Signalübertragungsvorrichtung mit einem Sendermodul und einem Empfängermodul. Das Empfängermodul ist dabei an der Fahrradanhängerachse angeordnet, vorzugsweise ebenfalls in das Achsengehäuse integriert. Die Steuereinheit der Steuerungsanordnung ist dabei eingerichtet, die elektrische Maschine basierend auf Signalen von einem oder mehreren an einem Fahrrad angeordneten Sensoren, insbesondere einer an einem Tretlagerbereich des ziehenden Fahrrads angeordneten Tretlagersensorik, und/oder einer manuell durch einen Fahrer des Fahrrads betätigbaren Sensorik als Elektromotor zum Antreiben des Fahrradanhängers oder als Generator zum Bremsen des Fahrradanhängers zu betreiben. Die am Fahrrad angeordneten Sensoren können im Tretlagerbereich angeordnete Kraftsensoren, z.B. an einer Tretkurbel oder an einem Pedal, oder Drehzahlsensoren oder Drehmomentsensoren oder Radsensoren sein. Somit kann die elektrische Maschine basierend auf Signalen, welche z.B. ein Drehmoment und/oder eine Drehzahl an einer Tretkurbel des Fahrrads erfassen, und/oder basierend auf Signalen, welche durch einen Schalter oder Schieber oder dergleichen, welcher vom Fahrer manuell, beispielsweise mit der Hand bedient wird, gesteuert werden.
  • Besonders bevorzugt umfasst die Achsanordnung eine erste und eine zweite elektrische Maschine, wobei jeweils eine der beiden elektrischen Maschinen an einem Ende der Fahrradanhängerachse angeordnet ist. Zwischen den beiden elektrischen Maschinen ist platzsparend in Reihe der elektrische Energiespeicher angeordnet. Dadurch können Fahrradanhänger mit zwei Rädern an beiden Rädern angetrieben und gebremst werden.
  • Weiter bevorzugt umfasst die Achsanordnung ferner einen Bremshebelsensor, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, die elektrischen Maschine basierend auf Signalen des Bremshebelsensors, die eine Stellung eines Bremshebels eines Fahrrads definieren, als Generator zum Bremsen des Fahrradanhängers anzusteuern. Somit kann bei einem Bremswunsch eines Nutzers des Fahrradanhängers die elektrische Maschine in Abhängigkeit von einer Stellung des Bremshebels, welcher eine Stärke des Bremswunsches des Fahrers angibt, gesteuert werden.
  • Der Bremshebelsensor weist dabei vorzugsweise wenigstens einen Magneten und eine Vielzahl von Sensoren auf, um die Stellung des Bremshebels zu erfassen. Die Sensoren sind vorzugsweise Hall-Sensoren, welche in Reihe, vorzugsweisen auf einer Geraden, angeordnet sind. Eine Stellung des Bremshebels kann dadurch durch die jeweilige Aktivierung des Sensors einfach und sicher bestimmt werden.
  • Besonders bevorzugt ist, wenn die elektrische Maschine gerade als Elektromotor betrieben wird, die Steuereinheit eingerichtet, bei einem Bremssignal des Bremshebelsensors zuerst den Betrieb der elektrischen Maschine als Elektromotor zu beenden. Bei einem weiteren, stärkeren Bremswunsch, d. h. einer stärkeren Betätigung des Bremshebels, wird dann erst die elektrische Maschine als Generator zum Bremsen betrieben, um eine zusätzliche Bremskraft auf den Fahrradanhänger auszuüben. Wenn die elektrische Maschine beim Fahren nicht als Elektromotor betrieben wird, wird der Bremswunsch des Fahrers vorzugsweise durch sofortiges Betreiben der elektrischen Maschine als Generator umgesetzt.
  • Um eine individuelle Anpassbarkeit der Bremsfunktion zu ermöglichen, ist eine Bremscharakteristik der Steuereinheit vorzugsweise einstellbar. Die Einstellung kann beispielsweise mittels eines Mobiltelefons und/oder direkt an der Steuereinheit erfolgen. Somit kann eine Bremsfunktionalität individuell auf einen jeweiligen Nutzer eingestellt werden.
  • Besonders bevorzugt ist das Sendemodul und/oder das Empfangsmodul der Steuerungsanordnung mit jeweils einer eigenen Energieversorgung vorgesehen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, umfasst die Achsanordnung ferner eine Beleuchtungsvorrichtung und/oder eine Kommunikationsvorrichtung. Die Lichtvorrichtung kann beispielsweise an einem Gehäuse des Fahrradanhängers oder einer Reling oder dergleichen vorgesehen werden. Die Beleuchtungsvorrichtung kann ein Rücklicht und/oder seitliche Lichter und/oder Fahrtrichtungsanzeigelichter und/oder eine Beleuchtung für Insassen des Fahrradanhängers umfassen. Die Beleuchtungsvorrichtung kann bevorzugt eine eigene elektrische Energieversorgung aufweisen oder weiter bevorzugt durch den elektrischen Energiespeicher der Achsanordnung mit Energie versorgt werden. Die Kommunikationsvorrichtung umfasst Mikrofone und/oder Lautsprecher, sodass beispielsweise ein Nutzer des Fahrrads mit den Insassen des Fahrradanhängers, insbesondere Kindern, kommunizieren kann. Eine Versorgung mit elektrischer Energie kann wiederum über den elektrischen Energiespeicher der Achsanordnung oder durch einen separaten elektrischen Energiespeicher erfolgen.
  • Weiter bevorzugt umfasst die Achsanordnung ein Unterhaltungssystem mit einem Bildschirm, welches die Insassen des Fahrradanhängers nutzen können. Eine elektrische Energieversorgung erfolgt vorzugsweise über den elektrischen Energiespeicher der Achsanordnung oder einen separaten zusätzlichen elektrischen Energiespeicher.
  • Ein Bildschirm ist vorzugsweise auch an einer Außenseite des Fahrradanhängers angeordnet und mit elektrischer Energie durch den elektrischen Energiespeicher der Achsanordnung versorgt, sodass beispielsweise der Fahrradanhänger als mobile Werbefläche verwendet werden kann.
  • Weiter bevorzugt umfasst die Achsanordnung eine Feststellbremse, welche an der Fahrradanhängerachse angeordnet ist. Die Feststellbremse verhindert dabei ein unerwünschtes Wegrollen des Fahrradanhängers, wenn dieser abgestellt ist. Die Feststellbremse ist vorzugsweise an einer Schnittstelle zu einem Rad des Fahrradanhängers vorgesehen. Die Feststellbremse wird vorzugsweise mittels der Steuereinheit betätigt, beispielsweise wenn ein Nutzer des Fahrrads einen Schalter oder dergleichen betätigt und ein entsprechendes Funksignal an die Steuereinheit übermittelt wird. Die Feststellbremse weist vorzugsweise einen Aktuator auf, welcher mit dem elektrischen Energiespeicher der Achsanordnung verbunden ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, umfasst die Achsanordnung ferner ein Dämpfungssystem, welches an der Fahrradanhängerachse angeordnet ist und den Fahrradanhänger dämpft. Das Dämpfungssystem umfasst vorzugsweise ein Elastomer-Element, in welchem eine Stange oder ein Bolzen aus unelastischem Material angeordnet ist, welcher mit einem um das Achsgehäuse schwenkbaren Achsschenkel verbunden ist. Ein Rad des Fahrradanhängers ist dann mit dem drehbaren Achsschenkel verbunden, sodass bei einem Schlag auf die Radachse des Rades eine Dämpfung durch das Elastomer-Element möglich ist und Schwingungen nur gedämpft auf die Achsanordnung und somit die Insassen und/oder Güter im Fahrradanhänger übertragen werden.
  • Weiter bevorzugt ist eine Radachse eines Rades des Fahrradanhängers in Linie mit einer Mittelachse der Fahrradanhängerachse angeordnet. Somit fallen die Radachse des Rades des Fahrradanhängers und die Fahrradanhängerachse zusammen. Alternativ ist die Radachse des Rades parallel zur Fahrradanhängerachse angeordnet. Damit ist die Radachse versetzt zur Fahrradanhängerachse positioniert, sodass eine hohe Variabilität erhalten wird. Dadurch kann die Achsanordnung insbesondere an unterschiedlichste Fahrradanhänger verschiedenster Hersteller einfach angepasst werden. Alternativ wird das Rad am Umfang, also nicht über die Radachse angetrieben, beispielsweise die bezahnte Innenseite der Felge.
  • Weiter bevorzugt ist ein Getriebe zwischen der Fahrradanhängerachse und der Radachse des Rades des Fahrradanhängers angeordnet. Das Getriebe ist vorzugsweise ein Riemengetriebe. Alternativ ist das Getriebe in die Fahrradanhängerachse integriert und im Achsengehäuse positioniert. Das Getriebe kann dann beispielsweise ein Zahnradgetriebe, insbesondere ein Planetengetriebe sein.
  • Die Achsanordnung weist vorzugsweise eine einzige Schnittstelle zu einem Rad eines Anhängers auf, wenn der Anhänger ein Ein-Rad-Anhänger ist. Alternativ weist die Achsanordnung zwei Schnittstellen zu Rädern des Fahrradanhängers auf, wenn der Fahrradanhänger zwei Räder aufweist. Weiter alternativ sind zwei Achsanordnungen an einem Anhänger vorgesehen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, weist die Achsanordnung ferner noch eine oder mehrere elektromechanische Bremsen mit einem elektrischen Aktuator auf. Dadurch kann eine Bremsfunktionalität zusätzlich zum Generatorbetreib der elektrischen Maschine oder alleinig durch die elektromechanische Bremse vorgesehen werden. Auch kann dadurch eine weitere gestufte Bremsenwirkung durch unterschiedlichen Einsatz der Bremseinrichtungen, d. h. der elektromechanischen Bremse oder der elektrischen Maschine als Generator jeweils alleine oder mit unterschiedlichen Intensitäten ermöglicht werden.
  • Besonders bevorzugt umfasst die Achsanordnung ferner einen zusätzlichen Energiespeicher, welcher elektrische Verbraucher, die im Fahrradanhänger vorgesehen sind, mit elektrischer Energie versorgt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die im Fahrradanhänger angeordneten elektrischen Verbraucher nicht sämtliche elektrische Energie aus dem elektrischen Energiespeicher für die elektrische Maschine nutzen, sodass keine elektrische Energie mehr für einen Antrieb der elektrischen Maschine der Achsanordnung vorhanden ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, weist das Sendermodul eine oder mehrere Schnittstellen zur Verbindung mit weiteren, am Fahrrad angeordneten Sensoren und/oder externen Einrichtungen auf, insbesondere einem externen elektrischen Energiespeicher. Weiter bevorzugt weist das Sendemodul einen integrierten elektrischen Energiespeicher auf, der sowohl die Sendeenergie zur Signalübertragung als auch die Stromversorgung von angeschlossenen Sensoren bewerkstelligt. Vorzugsweise kann dieser integrierte elektrische Energiespeicher durch eine Schnittstelle zum Aufladen mit externen Energiequellen verwendet werden. Dadurch kann die elektrische Maschine durch die Steuereinheit basierend auf einer Vielzahl von unterschiedlichen Sensorsignalen gesteuert werden. Durch die Möglichkeit der Verbindung mit einem externen Gerät, insbesondere einem Mobiltelefon mit einer entsprechenden App, können auch Einstellungen beispielsweise eine Unterstützungswirkung und/oder eine Bremswirkung der elektrischen Maschine, konfiguriert werden.
  • Um eine Anpassung der Achsanordnung an unterschiedliche Fahrradanhänger zu ermöglichen, ist die Fahrradanhängerachse vorzugsweise teleskopierbar. Z.B. kann das Achsengehäuse zweiteilig mit einer Teleskopvorrichtung ausgebildet sein.
  • Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Fahrradanhänger mit einer erfindungsgemäßen Achsanordnung.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrradgespann mit einem Fahrrad und einem Fahrradanhänger mit einer erfindungsgemäßen Achsanordnung. Das Fahrrad des Fahrradgespanns kann dabei ausschließlich mit Muskelkraft betrieben werden oder alternativ kann es auch ein Fahrrad mit elektrischer Unterstützung sein.
  • Nachfolgend werden bevorzugt Ausführungsbeispiele der Erfindungen unter Bezugnahme auf die erklärende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
    • 1 eine schematische Ansicht eines Fahrradgespanns mit einem Fahrrad und einem Fahrradanhänger und einer Achsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    • 2 eine schematische Darstellung der Achsanordnung von 1,
    • 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Fahrradanhängerachse von 1 ohne Achsengehäuse,
    • 4 eine schematische, perspektivische Ansicht der Fahrradanhängerachse von 1 mit Achsengehäuse,
    • 5 eine schematische Darstellung einer Feststellbremse der Achsanordnung von 1,
    • 6 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Bremshebels mit einem Bremshebelsensor der Achsanordnung von 1,
    • 7a, 7b schematische Darstellungen des Bremshebels mit Bremshebelsensor von 6 in unterschiedlichen Bremszuständen,
    • 8 eine schematische Darstellung des Bremshebelsensors von 6,
    • 9 eine schematische, perspektivische Darstellung einer Achsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
    • 10 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Achsanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 eine Achsanordnung 1 eines Fahrradanhängers 101 im Detail beschrieben.
  • 1 zeigt schematisch ein Gespann umfassend ein Fahrrad 100 und den Fahrradanhänger 101 mit der erfindungsgemäßen Achsanordnung 1. Das Fahrrad 100 ist ein normales Fahrrad ohne elektrischen Hilfsantrieb.
  • Wie aus den 3 und 4 ersichtlich ist, umfasst die Achsanordnung 1 eine Fahrradanhängerachse 2 mit einer elektrischen Maschine 3 und einem elektrischen Energiespeicher 4. Da der Fahrradanhänger 101 zwei Anhängerräder 102 aufweist, umfasst die Achsanordnung 1 auch zwei elektrische Maschinen 3, nämlich jeweils eine für jedes Anhängerrad 102.
  • Wie aus der perspektivischen Explosionsdarstellung von 3 ersichtlich ist, ist der Energiespeicher 4 in Reihe zwischen den beiden elektrischen Maschinen 3 angeordnet ist. Das Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Schnittstelle zum Anhängerrad 102, in diesem Ausführungsbeispiel ein Ritzel.
  • Die beiden elektrischen Maschinen 3 und der Energiespeicher 4 sind in einem Achsengehäuse 6 (vergleiche 4) angeordnet. Am Achsengehäuse 6 ist ferner eine Steuereinheit 50 einer Steuerungsanordnung 5 angeordnet. Die Steuerungsanordnung 5 umfasst neben der Steuereinheit 50 ein Sendermodul 51, welches am Fahrrad 100 angeordnet ist, sowie ein Empfängermodul 52, welches an der Steuereinheit 50 angeordnet ist.
  • Die elektrischen Maschinen 3 und der Energiespeicher 4 sind in Reihe auf einer Mittelachse 8 der Fahrradanhängerachse angeordnet, welche auch die Mittelachse der Anhängerräder 102 ist.
  • Somit umfasst die Achsenordnung 1 eine Signalübertragungsvorrichtung, umfassend das Sendermodul 51 und das Empfängermodul 52, welche Signale kabellos vom Fahrrad zum Fahrradanhänger übertragen können. Dadurch wird eine Kopplung des Fahrradanhängers 101 an das Fahrrad 100 ohne elektrische Kontakte und Kabel oder dergleichen möglich, was häufig zu Kontaktproblemen, beispielsweise aufgrund von Feuchtigkeit oder dergleichen, führen kann.
  • Die Steuereinheit 50 ist dabei eingerichtet, die elektrischen Maschinen 3 basierend auf Signalen einer an einem Tretlager des Fahrrads 100 angeordneten Tretlagersensorik 110 und/oder einer manuell durch einen Fahrrad betätigbaren Schaltsensorik 111 an einem Lenker 14 zu steuern.
  • Ferner umfasst die Achsenordnung 1 einen Bremshebelsensor 11, welcher an einem Bremshebel 10 am Lenker 14 angeordnet ist. Hierbei kann das Fahrrad 100 zwei Bremshebel 10 oder auch nur einen Bremshebel umfassen. Falls zwei Bremshebel 10 vorhanden sind, ist auch an jedem Bremshebel ein Bremshebelsensor 11 angeordnet. Der Bremshebel 10 und der Bremshebelsensor 11 ist schematisch in den 6, 7a, 7b und 8 gezeigt. Die Steuereinheit 50 ist dabei eingerichtet, die elektrischen Maschinen 3 auch unter Berücksichtigung von Sensorsignalen des Bremshebelsensors 11 zu steuern.
  • Wie aus 8 ersichtlich ist, umfasst der Bremshebelsensor 11 einen am Bremshebel 10 angeordneten Magneten 12 sowie eine Vielzahl von Sensoren 13, welche in diesem Ausführungsbeispiel Hall-Sensoren sind. Die Sensoren 13 sind dabei in Reihe auf einer Halteplatte 130 positioniert, welche mit dem Bremshebel 10 verbunden ist. Dadurch bewegen sich bei einer Betätigung des Bremshebels 10 die Sensoren 13 nacheinander über den Magneten 12, sodass in Abhängigkeit eines Verstellwinkels α des Bremshebels 10 ausgehend von seiner Ausgangsposition eine Stärke eines Bremswunsches eines Fahrers bestimmbar ist.
  • Somit kann durch die Vielzahl von Sensoren 13 sehr genau bestimmt werden, ob ein Fahrer stark oder schwach bremst. Die Steuereinheit 50 kann dann in Abhängigkeit von einer Stärke eines gewünschten Bremseingriffs die elektrischen Maschinen 3 ansteuern. Wenn beispielsweise die elektrischen Maschinen 3 als Elektromotor betrieben werden und ein Fahrer dann den Bremshebel 10 zieht, kann bei einem nur schwachen Bremswunsch zuerst einfach die elektrische Maschine ausgeschaltet werden. Sollte ein Bremswunsch stärker sein, kann die elektrische Maschine 3 durch die Steuereinheit 50 zusätzlich noch als Generator betrieben werden. Dadurch wird eine höhere Bremswirkung erreicht. Gleichzeitig kann der elektrische Energiespeicher 4 durch den Generatorbetrieb aufgeladen werden.
  • 2 zeigt noch einmal schematisch den Aufbau der Achsanordnung 1 des ersten Ausführungsbeispiels. Die Steuereinheit 50 kann dabei neben den schon beschriebenen Signalen der Tretlagersensorik 110 und der manuellen Schaltsensorik 111 auch zusätzliche Signale einer Schiebehilfe 112 und/oder eines Mobiltelefons 114 verarbeiten. Beispielsweise ist die Steuereinheit 50 programmierbar, sodass mittels des Mobiltelefons 114 Bremsstrategien und/oder Antriebsstrategien für die elektrische Maschine vorgegeben werden können. Eine Signalübertragung erfolgt dabei kabellos zum Fahrradanhänger, lediglich innerhalb des Achsengehäuses 6 ist eine Verkabelung zwischen den Bauteilen vorgesehen.
  • Wie in 6 angedeutet, können am Sendermodul 51 auch noch weitere Steckerschnittstellen 53, 54 vorgesehen werden, um weitere, möglicherweise am Fahrrad 100 vorhandene Sensoren mit dem Sendermodul 51 zu verbinden, sodass die durch diese weiteren Sensoren aufgenommenen Signale auch zur Steuereinheit 50 gesendet werden können und dort verarbeitet werden können und zur Steuerung der elektrischen Maschine 3 hinzugezogen werden können.
  • Die Achsanordnung 1 umfasst ferner eine Feststellbremse 40, welche im Detail aus 5 ersichtlich ist. Wie in 5 gezeigt, ist die Feststellbremse 40 an der Schnittstelle 7 zur Fixierung des Anhängerrads 102 angeordnet. Die Feststellbremse 40 umfasst dabei einen Aktuator 43 und einen nicht gezeigten Stift, welcher axialbeweglich in Ausnehmungen 42 in der als Ritzel ausgebildeten Schnittstelle 7 eingreifen kann. Durch Betätigen des Aktuators 43 wird der Stift axial in Richtung auf das Ritzel bewegt und kommt mit einer der Ausnehmungen 42 in Eingriff. Dadurch ist das Anhängerrad 102 blockiert. Wenn der Aktuator 43 stromlos geschaltet wird, ist eine entsprechende Rückstellvorrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen, welche den Stift wieder in die Ausgangsposition zurückstellt, in welcher der Stift außer Eingriff von einer der Ausnehmungen 42 ist. Dadurch ist die Feststellbremse wieder gelöst.
  • Ferner umfasst die Achsanordnung 1 noch eine Beleuchtungsvorrichtung 60, welche schematisch aus 1 ersichtlich ist. Die Beleuchtungsvorrichtung 60 ist dabei an einem Ende des Fahrradanhängers 111 angeordnet. Die Beleuchtungsvorrichtung 60 umfasst mehrere Lichtquellen 61, welche als Rücklichter und/oder Fahrtrichtungsanzeiger dienen können. Die Lichtquellen 61 sind an einer Reling 62 angeordnet. Ferner umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 60 einen Signalempfänger 63, welcher Signale für das Einschalten und Ausschalten der Lichtquellen 61 empfängt. Die Signale können beispielsweise manuell mittels eines Schalters vom Fahrrad aus über das Sendermodul 51 zum Empfängermodul 52 und zur Steuereinheit 50 gesendet werden, welche dann mit der Beleuchtungsvorrichtung 60 verbunden ist. Innerhalb des Fahrradanhängers können hierbei die Verbindungen zwischen der Steuereinheit 50 und den anzusteuernden Einheiten kabelgebunden realisiert werden.
  • Durch das Zusammenfallen der Mittelachse 8 der Achsanordnung 1 und einer Anhängerradachse 9 der Hinterräder 102 kann somit ein sehr kompakter Aufbau erreicht werden. Die Hinterräder 102 können dabei aufgesteckt werden und mittels eines Schnellverschlusses an der Achsanordnung 1 fixiert werden.
  • Das Sendermodul 51 kann ferner einen eigenen elektrischen Energiespeicher 113 aufweisen. Durch die Steckerschnittstellen 53, 54 kann das Sendermodul 51 auch an einem externen Energiespeicher angeschlossen werden.
  • Somit kann mittels der Steuerungsanordnung 5 eine kabellose Signalübertragung von einer Vielzahl von unterschiedlichen Signalen zu einem Fahrradanhänger 101 und einer Achsanordnung 1 ermöglicht werden. Das Sendermodul 51 ist vorzugsweise lösbar am Lenker 14 fixiert, sodass der Fahrradanhänger 101 flexibel durch verschiedene Fahrräder genutzt werden kann. Hierbei müssen die unterschiedlichen Fahrräder nicht alle vorhergehend beschriebenen Signalgeber aufweisen.
  • Durch den Bremshebelsensor 11 kann auch eine sehr genaue Dosierung einer Bremsleistung der elektrischen Maschine 3 ermöglicht werden. Durch den Aufbau des Bremshebelsensors 11 kann auch eine einfache Nachrüstung von Bremshebeln an Fahrrädern ermöglicht werden.
  • Es sei angemerkt, dass es auch möglich ist, dass zusätzlich noch eine elektromechanische Bremse vorhanden ist, welche ebenfalls durch die Steuereinheit 50 ansteuerbar ist. Die elektromechanische Bremse kann beispielsweise an einer Schnittstelle zwischen der Achsanordnung 1 und dem Anhängerrad 102 vorgesehen sein.
  • Somit kann ein Antriebs- und Bremssystem in eine Achse eines Fahrradanhängers integriert werden, welches kabellos durch Signale von einem Fahrrad, welches den Fahrradanhänger 101 zieht, gesteuert werden kann. Die Steuerung der elektrischen Maschinen 3 kann dabei basierend auf Signalen eines oder mehreren Sensoren, beispielsweise der Tretlagersensorik 110, oder auch einer Vielzahl von unterschiedlichen weiteren Sensoren ermöglicht werden. Dabei kann die elektrische Maschine 3 sowohl als Antrieb zum Unterstützen beim Fahrradfahren als auch als Bremse verwendet werden. Der Energiespeicher 4 der Achsanordnung 1 kann dabei als Energiequelle beim Betrieb der elektrischen Maschine 3 als Elektromotor verwendet werden und zusätzlich auch noch weitere Verbraucher im Fahrradanhänger 101 mit elektrischer Energie versorgen.
  • 9 zeigt eine Achsanordnung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
  • Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel sind beim zweiten Ausführungsbeispiel die Mittelachse 8 der Achsanordnung 1 und die Anhängerradachsen 9 parallel zueinander. Hierdurch ist es möglich, dass zusätzlich zwischen dem Ausgang der elektrischen Maschine 3 zur Schnittstelle 7 ein Getriebe 15 vorgesehen ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Getriebe 15 ein Zahnradgetriebe. Somit kann das Anhängerrad 102 parallel versetzt zur Mittelachse 8 der Achsanordnung 1 positioniert werden. Dadurch ergibt sich auch eine erhöhte Variabilität hinsichtlich einer Anordnung von Anhängerrädern am Fahrradanhänger 101, sodass eine Kompatibilität der Achsanordnung 1 mit unterschiedlichen Fahrradanhängern auf einfache und sichere Weise ermöglicht wird.
  • 10 zeigt eine Achsanordnung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel bezeichnet. Beim dritten Ausführungsbeispiel ist, wie beim zweiten Ausführungsbeispiel die Mittelachse 8 parallel zur Anhängerradachse 9, an welcher die Anhängerräder 102 angeordnet sind. Ein Getriebe 15 ist im dritten Ausführungsbeispiel ein Riemengetriebe mit einem Riemen 16. Weiterhin umfasst die Achsanordnung 1 ein Dämpfungssystem 70. Das Dämpfungssystem 70 ist zwischen dem Achsengehäuse 6 und den Anhängerradachsen 9 angeordnet. Das Dämpfungssystem 70 umfasst ein Elastomer-Element 71 in Form eines elastomeren Körpers und eine unflexible Stange 72, welche im Elastomer-Element 71 angeordnet ist. Wie aus 10 ersichtlich ist, ist das Elastomer-Element über eine Platte 73 mit dem Achsengehäuse 6 verbunden und die Stange 72 ist mechanisch mit Gehäuseteilen des Riementriebs verbunden. Dadurch kann eine Dämpfung von Schlägen oder dergleichen, welche auf die Anhängerräder einwirken, vor Erreichen des Achsengehäuses 6 gedämpft werden. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, sodass auf die vorhergehenden Beschreibungen verwiesen werden kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Achsanordnung eines Fahrradanhängers
    2
    Fahrradanhängerachse
    3
    elektrische Maschine
    4
    elektrische Energiespeicher
    5
    Steuerungsanordnung
    6
    Achsengehäuse
    7
    Schnittstelle zum Anhängerrad / Ritzel
    8
    Mittelachse
    9
    Anhängerradachse
    10
    Bremshebel
    11
    Bremshebelsensor
    12
    Magnet
    13
    Sensor / Hall-Sensor
    14
    Lenker
    15
    Getriebe
    16
    Riemen
    40
    Feststellbremse
    42
    Ausnehmungen
    43
    Aktuator
    50
    Steuereinheit
    51
    Sendermodul
    52
    Empfängermodul
    53, 54
    Steckerschnittstelle
    60
    Beleuchtungsvorrichtung
    61
    Lichtquelle
    62
    Reling
    63
    Signalempfänger
    70
    Dämpfungssystem
    71
    Elastomer-Element
    72
    unflexible Stange
    73
    Platte
    100
    Fahrrad
    101
    Fahrradanhänger
    102
    Anhängerrad
    110
    Tretlagersensorik
    111
    Schaltsensorik
    112
    elektrische Schiebehilfe
    113
    elektrischer Energiespeicher
    114
    Mobiltelefon
    130
    Halteplatte
    α
    Verstellwinkel
  • 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 202011101788 U1 [0002]
    • EP 3514047 A1 [0002]

Claims (15)

  1. Achsanordnung eines Fahrradanhängers, umfassend: • eine Fahrradanhängerachse (2) mit - einer elektrischen Maschine (3), welche eingerichtet ist, als Elektromotor oder als Generator betrieben zu werden, - einen elektrischen Energiespeicher (4), und - ein Achsengehäuse (6), wobei die elektrische Maschine und der elektrische Energiespeicher (4) im Achsengehäuse (6) angeordnet sind, und • eine Steuerungsanordnung (5) mit - einer Steuereinheit (50) und einer kabellosen Signalübertragungsvorrichtung mit einem Sendermodul (51) und einem Empfängermodul (52), - wobei das Empfängermodul (52) an der Fahrrandanhängerachse (2) angeordnet ist, und - wobei die Steuereinheit (50) eingerichtet ist, die elektrische Maschine (3) basierend auf Signalen von einem an einem Fahrrad angeordneten Sensor, insbesondere einer an einem Tretlagerbereich eines ziehenden Fahrrads angeordneten Tretlagersensorik (110), und/oder manuell durch einen Fahrer betätigbaren Schaltsensorik (111) als Elektromotor zum Antreiben des Fahrradanhängers oder als Generator zum Bremsen und/oder Aufladen des elektrischen Energiespeichers (4) zu steuern.
  2. Achsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Fahrrandanhängerachse (2) eine erste elektrische Maschine (3) und eine zweite elektrische Maschine (3) umfasst, wobei jeweils eine der elektrischen Maschinen (3) an einem Ende der Fahrradanhängerachse (2) angeordnet ist und der elektrische Energiespeicher (4) zwischen der ersten und zweiten elektrischen Maschine (3) angeordnet ist.
  3. Achsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Bremshebelsensor (11), wobei die Steuereinheit (50) eingerichtet ist, die elektrische Maschine (3) basierend auf Signalen des Bremshebelsensors (11), welche eine Stellung eines Bremshebels (10) definieren, auszuschalten oder als Generator zum Bremsen des Fahrradanhängers anzusteuern.
  4. Achsanordnung nach Anspruch 3, wobei der Bremshebelsensor (11) wenigstens einen Magneten (12) und eine Vielzahl von Sensoren (13) aufweist, um eine Stellung des Bremshebels (10) zu erfassen.
  5. Achsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, wobei, wenn die elektrische Maschine (3) als Elektromotor betrieben wird, die Steuereinheit (50) eingerichtet ist, bei einem Bremssignal des Bremshebelsensors (11) zuerst den Betrieb der elektrischen Maschine als Elektromotor zu beenden und bei einer weiteren, stärkeren Bremshebelbetätigung die elektrische Maschine (3) als Generator zum Bremsen zu betätigen.
  6. Achsanordnung nach Anspruch 5, wobei eine Bremscharakteristik der Steuereinheit (50) einstellbar ist.
  7. Achsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sendermodul (51) und/oder das Empfangsmodul (52) der Steuerungsanordnung (5) jeweils eine eigene elektrische Energieversorgung aufweisen.
  8. Achsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Beleuchtungsvorrichtung (60) und/oder eine Kommunikationsvorrichtung, insbesondere mit einem Mikrofon und einem Lautsprecher, welche mit der Steuereinheit (50) der Fahrradanhängerachse (2) verbunden sind.
  9. Achsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Feststellbremse (40), welche an der Fahrradanhängerachse (2) angeordnet ist.
  10. Achsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Dämpfungssystem (70), welches an der Fahrradanhängerachse (2) angeordnet ist und eingerichtet ist, den Fahrradanhänger zu dämpfen.
  11. Achsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Mittelachse (8) der Fahrradanhängerachse (2) und eine Radachse eines Anhängerrads (112) koaxial sind oder wobei die Mittelachse (8) und die Anhängerradachse (9) parallel zueinander sind, oder wobei die Anhängerachse (9) und die Radachse eines Anhängerrades (112) in einem rechten Winkel zueinander stehen.
  12. Achsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend ein Getriebe (15), welches zwischen der elektrischen Maschine (3) und einem Anhängerrad (112) angeordnet ist.
  13. Achsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Sendermodul (51) eine oder mehrere Schnittstellen zur Verbindung mit weiteren, am Fahrrad angebrachten Sensoren oder zur Verbindung mit einem externen Energiespeicher oder dergleichen aufweist.
  14. Achsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fahrradanhängerachse (2) teleskopierbar ist.
  15. Fahrradanhänger, umfassend eine Achsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
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