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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebsmodul für ein Fahrzeug.
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Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von Fahrzeugen bekannt, die über keinen eigenen Antrieb verfügen oder wahlweise mit oder ohne eigenen Antrieb ausgeliefert werden.
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Zudem gibt es Fahrzeuge, die für einen Transport von Personen, Personen und Gegenständen oder Gegenständen ausgelegt sind.
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Ein Beispiel für ein Fahrzeug mit optionalem Antriebsmodul ist ein Rollstuhl. Die meisten Rollstühle werden rein mechanisch ausgeliefert, es gibt jedoch auch elektrische Rollstühle, die über einen fest eingebauten Motor verfügen. Als dritte Option sind externe Antriebsmodule für Rollstühle bekannt, die ebenfalls auf Rollen gelagert sind, und die entweder vom Benutzer festgehalten werden oder mit dem Rollstuhl lösbar verbunden werden können. In diesen Fällen wird der Rollstuhl einschließlich des Fahrers meist gezogen und das Antriebsmodul befindet sich vor dem Rollstuhl.
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Ein weiterer aus dem Stand der Technik bekannter Fahrzeugtyp sind Kinderwagen. Diese werden in der Regel rein mechanisch ausgeliefert und von den Begleitpersonen der Kinder geschoben. Es sind jedoch einige Modelle bekannt, die über einen integrierten Motor verfügen. Diese sind jedoch nur als Ausstellungsstücke oder als Versuchsmodelle entwickelt worden und sind in der Praxis nicht in Verwendung.
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Bekannter bei Kinderwagen sind Transportmodule für größere Kinder, meist als Buggyboard bezeichnet, die mit dem Kinderwagen verbunden werden können, und die auf eigenen Rollen fahren. Größere Geschwisterkinder können sich auf ein Buggyboard stellen oder in bestimmten Ausführungsformen auch setzen und werden von den Begleitpersonen mitgeschoben.
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Selbstverständlich sind im Stand der Technik eine Vielzahl weiterer Fahrzeuge für den Transport von Personen und/oder Gegenständen bekannt, die mit oder ohne Antrieb oder koppelbaren Antriebsmodul ausgebildet sein können.
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Nachteilig bei allen bekannten Ausführungsform ist jedoch, dass es für Fahrzeuge ohne Antrieb keine koppelbaren Antriebsmodule bekannt sind, die auch einen Transport von Personen auf diesen Modulen ermöglich.
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Dies ist insbesondere nachteilig, weil eine Begleitperson beispielsweise eines Rollstuhlfahrers nicht mitfahren kann. Gleiches gilt für ein Antriebsmodul für einen Kinderwagen oder für Antriebsmodule für Fahrzeuge für den Transport von Gegenständen. Sollen Gegenstände über weite Strecken transportiert werden, wäre ebenfalls ein koppelbares Antriebsmodul mit Personentransportmöglichkeit vorteilhaft.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt vor diesem Hintergrund darin, ein koppelbares Antriebsmodul für ein Fahrzeug zu liefern, dass sowohl das Fahrzeug selbst antreibt und das gleichsam Personen ermöglicht, auf diesem Stehen oder Sitzen zu können.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Antriebsmodul mit einer Sitz- oder Stehfläche zur Verbindung mit einem Fahrzeug, wobei das Antriebsmodul mit dem Fahrzeug lösbar verbunden ist und zwischen einer Antriebsstellung und einer Ruhestellung entlang einer Aufhängung verfahren werden kann, wobei sich das Antriebsmodul in der Ruhestellung unter dem Fahrzeug und sich in der Antriebsstellung unter, teilweise hinter oder hinter dem Fahrzeug befindet.
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Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zu Grunde, dass ein Antriebsmodul mit einer von diesem umfassten Sitz- oder Stehfläche mit einem Fahrzeug verbunden werden kann, so dass dieses von dem Antriebsmodul angetrieben wird.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Antriebsmodul in einer Ruhestellung unter das Fahrzeug verfahren wird, so dass das Antriebsmodul einen Benutzer nicht behindert.
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Unter dem Fahrzeug kann sich das Antriebsmodul in einer Antriebsstellung oder eine Ruhestellung befinden. Eine Ruhestellung bedeutet, dass von dem Antriebsmodul keine aktive Kraft auf die Räder des Antriebsmoduls ausgeübt wird.
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Somit wird es erfindungsgemäß möglich, dass ein nicht-angetriebenes Fahrzeug mit einem aktiven Antriebsmodul koppelbar ist, wobei eine Sitz- oder Stehfläche je nach Bedarf aus- oder eingefahren werden kann.
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Dabei sind verschiedene Antriebsmodi von der Erfindung vorteilhafterweise umfasst. Der Ruhemodus, bei dem das Antriebsmodul sich in der Ruhestellung befindet und keine zusätzliche Antriebskraft bereitstellt. Ein Unterstützungsmodus, bei dem Antriebsmodul mittels Sensoren in den Rädern erfasst, in welche Richtung der Benutzer das Fahrzeug bewegt und die Bewegung durch eine in der Intensität einstellbare Antriebskraft unterstützt und ein Fahrmodus, bei dem der Benutzer das Fahrzeug ohne eigene Krafteinwirkung einschließlich über das Antriebsmodul verfährt und Geschwindigkeit und Richtung an einem Steuermodul auswählt.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass das Antriebsmodul in der Ruhestellung unter dem Fahrzeug und angehoben und sich in der Antriebsstellung unter, teilweise hinter oder hinter dem Fahrzeug und abgesenkt befindet.
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Durch ein Anheben des Antriebsmoduls wird erreicht, dass dieses die Beweglichkeit des gekoppelten Fahrzeugs wenig bis gar nicht mehr einschränkt. Dabei kann es insbesondere vorteilhaft sein, dass in der angehobenen Ruhestellung die Räder des Antriebsmoduls den Boden nicht mehr berühren, so dass das Fahrzeug ohne Einschränkungen durch das Antriebsmodul bewegt werden kann.
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Für ein erfindungsgemäßes Antriebsmodul kann es dabei vorteilhaft sein, dass das Antriebsmodul selbst mindestens einen Akkumulator und ein Antriebsrad aufweist, das mit einem Elektromotor in Wirkverbindung steht, und wobei der Elektromotor mit dem Akkumulator elektrisch verbunden ist, und wobei das Antriebsrad in der Antriebsstellung im Kontakt mit dem Boden steht.
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Der Einsatz von Elektromotoren und Akkumulatoren zum Antrieb von Fahrzeugen ist dem Fachmann grundlegend aus dem Stand der Technik bekannt und bedarf keiner näheren Spezifikation. Je nach Fahrzeugtyp wird der Fachmann eine geeignete Kombination von Elektromotor und Akkumulator auswählen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass in einer Steh- oder Sitzposition die Steh- oder Sitzfläche des Antriebsmoduls teilweise hinter oder hinter dem Fahrzeug ist.
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Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Steh- oder Sitzfläche nach den Wünschen des Benutzers von unterhalb des Fahrzeugs hinter das gekoppelte Fahrzeug verschoben werden kann.
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Dies kann z.B. dazu dienen, dass eine Person oder zwei oder mehr Personen transportiert werden können.
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Zudem verfügen Fahrzeuge oft über Griffe, um diese zu Schieben. Wenn das erfindungsgemäße Antriebsmodul zur Antriebsunterstützung zum Einsatz kommt, oder als alleiniger Antrieb, so ist es vorteilhaft, wenn das Antriebsmodul nur soweit unter dem Fahrzeug nach hinten verfahren wird, dass ein gutes Bedienen der Griffe weiterhin möglich ist.
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Beispielsweise ist der Winkel und der Abstand der Griffe zum Schieben von Fahrzeugen individuell, so dass durch ein angepasstes Verfahren des Antriebsmoduls stets eine optimale Bedienbarkeit des Fahrzeugs gewährleistet ist.
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Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Aufhängung des Antriebsmoduls mit einer Hinterachse des Fahrzeugs oder eine Verkleidung der Hinterachse des Fahrzeugs, einer Aufhängung der Hinterachse des Fahrzeugs und/oder einem Rahmenelement des Fahrzeugs verbunden ist.
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Auch können somit Sitz- oder Stehpositionen für eine, zwei oder mehrere Personen bereitgestellt werden.
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Grundsätzlich sind verschiedene Verbindungen von Antriebsmodul und Fahrzeug denkbar und möglich. Besonders vorteilhaft hat sich jedoch bei bestimmten Fahrzeugen, insbesondere Kinderwägen, eine Verbindung von Antriebsmodul an der Hinterachse selbst oder an Rahmenelementen benachbart zur Hinterachse erwiesen.
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Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Aufhängung lösbar mit dem Fahrzeug verbunden ist, insbesondere an einer Position mittig über oder an der Hinterachse, an Seitenstreben im Bereich der Hinterachse und/oder an zwei Stellen der Hinterachse.
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Des weiteren kann es bevorzugt sein, dass das Antriebsmodul in der Ruhestellung mittels eines Befestigungselements mit dem Fahrzeug verbunden ist, so dass das Antriebsmodul angehoben ist und insbesondere das Antriebsrad oder die Antriebsräder nicht den Boden berühren.
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Wie bereits ausgeführt ermöglicht ein angehobenes Antriebsmodul ein Bewegen des Fahrzeugs als ob kein Antriebsmodul gekoppelt wäre. Da sich das Antriebsmodul in der Ruhestellung unter dem Fahrzeug befindet, und insbesondere angehoben ist, bemerkt es der Benutzer nicht.
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Dabei kann es insbesondere vorteilhaft sein, wenn das Befestigungselement ein Magnet ist, ein Einschnappsystem, ein Einhaksystem, ein Klettverschluss, ein Bajonettverchluss, ein Druckknopfsystem und/oder ein Klemmsystem.
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Es sind verschiedene Befestigungselemente vorteilhaft, um das Antriebsmodul im angehobenen Zustand zu fixieren. Ein besonders vorteilhaftes Befestigungselement ist ein Magnet, der sowohl ein Verbinden als auch ein Lösen von Antriebsmodul und Fahrzeug zum Fixieren in der angehobenen Position zuverlässig ermöglicht.
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Je nach Ausgestaltung des Antriebsmoduls und Fahrzeugtyps sind jedoch auch Befestigungselemente in Form Klettverschlüssen oder Klemmsystemen sinnvoll in der Verwendung, oder im Falle gewünschter besonders sicherer Befestigungen von Einhaksystemen oder Bajonettverschlüssen.
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Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass das Befestigungselement an dem vorderen Ende des Antriebsmoduls und/oder am oder im Bereich des vorderen Endes des Fahrzeugs angeordnet ist, bevorzugt über einer Vorderachse des Fahrzeugs und/oder dem Fahrzeugrahmen.
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Es hat sich technisch als vorteilhaft erwiesen, wenn das Befestigungselement an dem vorderen Ende des Antriebsmoduls und/oder am oder im Bereich des vorderen Endes des Fahrzeugs angeordnet ist, da sich das Antriebsmodul in der Ruheposition unter dem gekoppelten Fahrzeug befindet.
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Somit führt eine Anordnung des Befestigungsmoduls am vorderen Ende des Antriebsmoduls und/oder am vorderen Ende des Fahrzeugs dazu, dass das Antriebsmodul eine Steh- oder Sitzfläche annähernd in Länge des Fahrzeugs ausbilden kann.
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Insbesondere wenn das Antriebsmodul an der Hinterachse oder im Bereich der Hinterachse mit dem Fahrzeug gekoppelt ist, kann das Antriebsmodul vollständige eingefahren und ausgefahren entlang einer Senkrechten zur Hinterachse eine großen Stellweg nutzen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann es bevorzugt sein, dass mindestens eine Führungsschiene umfasst ist, entlang der das Antriebsmodul von Sitz- oder Stehposition in die Ruhestellung und zurück bewegt werden kann.
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Dabei kann es bevorzugt sein, dass das Absenken und Anheben des Antriebsmoduls unter, teilweise hinter oder hinter dem Fahrzeug in die Antriebsposition mittels eines Federelements, eines Magneten, Druckluft, Eigengewicht und/oder eines Elektromotors erfolgt.
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Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Befestigung des Antriebsmodul an dem Fahrzeug am oder im Bereich der Hinterachse erfolgt. Zum Verfahren des Antriebsmoduls relativ zum Fahrzeug hat sich das erfindungsgemäße Schienensystem mit Führungsschiene bewährt.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Steuerungsmodul umfasst, ausgelegt und eingerichtet, um die Geschwindigkeit und Antriebsrichtung des Antriebsrats zu steuern, das Antriebsmodul zwischen der Antriebsstellung und der Ruhestellung einzustellen und/oder um Steuerungsprogramme auszuwählen und zu aktivieren/deaktiveren.
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Dabei kann es vorgesehen sein, dass das Steuerungsmodul mittels eines drahtlosen Übertragungsmoduls flexibel angeordnet werden kann und einen Akkumulator zur Energieversorgung der umfassten Komponenten umfasst.
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Ein solches Steuerungsmodul kann insbesondere an einem Griffbügel eines Fahrzeugs angeordnet werden. Dabei kann das Steuerungsmodul über mechanische Taster und Schalter verfügen und/oder digitale Steuerungsmöglichkeiten.
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Auch kann eine Koppelung mit Mobiltelefonen vorgesehen sein, die über die drahtlose Kommunikation beispielsweise via Bluetooth oder WLAN ausgebildet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine erste Bremse umfasst ist, die durch das Steuerungsmodul angesteuert wird und/oder eine zweite Bremse, die mechanisch an dem Antriebsmodul auslösbar ist.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass eine mechanische Bremse umfasst ist, die beispielsweise in Form eine Fußbremse ausgebildet ist. Diese kann ausschließlich oder alternativ sowie in Kombination mit einer elektrischen Bremse bzw. einer über das Steuerungsmodul steuerbaren Bremse Verwendung finden.
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Die erfindungsgemäß Fußbremse kann dabei einseitig oder beidseitig insbesondere an den seitlichen Enden der Antriebsvorrichtung angeordnet sein und durch Druckbeaufschlagung nach unten bewegt werden, so dass diese auf den Antriebsrädern aufliegt und auf diese zum Bremsen einwirkt.
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Auch liefert die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsmoduls nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte, insbesondere in dieser Reihenfolge:
- a) Verbinden des Antriebsmoduls mit einem Fahrzeug
- b) Ansteuern des Antriebsmoduls zur Einstellung einer Geschwindigkeit und Antriebsrichtung des Antriebsrads, zum Wählen der Position des Antriebsmoduls zwischen der Antriebsstellung und der Ruhestellung und/oder zum Auswählen eines Steuerungsprogramms, insbesondere zum Auswählen und Parametrisieren eines Fahr- oder Unterstützungsmodus.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass das Steuerungsprogramm einen Schlafmodus umfasst, in dem das Antriebsmodul das Fahrzeug einen definierten Weg in regelmäßigen, einstellbaren Intervallen vor- und zurückbewegt.
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Ein solcher Schlafmodus hat insbesondere den Vorteil, dass beispielsweise ein mit einem Kinderwagen gekoppeltes Antriebsmodul den Kinderwagen in einem definierten Bereich vor- und zurückbewegen kann, so dass ein Kind einschläft, ohne das die Begleitpersonen den Kinderwagen aktiv bewegen müssen.
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Schließlich liefert die Erfindung eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Antriebsmoduls in Verbindung mit einem Kinderwagen.
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Einem erfindungsgemäßen Antriebsmodul liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass es möglich ist, einen Antrieb für ein Fahrzeug zu liefern, auf das gleichzeitig eine oder mehrere Personen sitzen oder stehen können, ohne dass das Antriebsmodul selber störend ist.
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Durch die erfindungsgemäße Ruheposition ist es dabei möglich, dass gekoppelte Fahrzeug zu verwenden, ohne dass ein Benutzer Nachteile durch die Koppelung mit dem Antriebsmodul erfährt. Vielmehr ist das Antriebsmodul quasi „unsichtbar“ unter dem Fahrzeug verstaut.
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Durch das erfindungsgemäße optionale Steuerungsmodul, dass beispielsweise kabelgebunden oder drahtlos mit Antriebsmodul interagiert, kann der Benutzer verschiedene Modi auswählen und das Antriebsmodul steuern. Das umfasst zum einen das eigentlich Fahren und Bremsen, also das Auswählen von unterschiedlichen Antriebsgeschwindigkeiten und - richtungen, als auch das Verfahren der Sitz- oder Stellfläche des Antriebsmoduls relativ zu dem gekoppelten Fahrzeug.
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Ein solches Verstellen ist aus verschiedenen Gründen besonders vorteilhaft. Wie ausgeführt wird das Antriebsmodul in der Ruheposition vollständig unter dem Fahrzeug angeordnet, kann das Fahrzeug wie ohne Antriebsmodul gehandhabt werden.
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Die Sitz- oder Stellfläche kann insbesondere so verfahren werden, dass diese zur Geometrie des Fahrzeugs passt und dennoch den Personentransport erlaubt. Auch kann eingestellt werden, ob eine oder ggf. mehrere Personen auf der Sitz- oder Stellfläche Platz finden. Das Antriebsmodul ermöglicht hierbei maximale Variabilität.
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Schließlich ist es besonders vorteilhaft, dass in der Ruheposition das Antriebsmodul optional angehoben wird, so dass die Antriebsräder nicht auf dem Boden aufliegen.
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Ein erfindungsgemäßes Antriebsmodul kann vorteilhafterweise mit Kinderwägen, Rollstühlen aber auch anderen Fahrzeugen wie Werkstattwagen gekoppelt werden.
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Dabei sind verschiedenen Programmmodi denkbar, wie der angeführte Schlafmodus, so dass nicht nur ein Antrieb bereitgestellt wird, sondern auch darüberhinausgehenden Funktionalitäten bereitgestellt werden können.
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Insbesondere kann an dem Steuerungsmodul zwischen vier verschiedenen Modi gewählt werden. In einem Modus befindet sich das Antriebsmodul in einer Ruhestellung und unterstützt nicht aktiv bei der Fortbewegung des Fahrzeugs. In einem zweiten Modus unterstützt das Antriebsmodul die Fortbewegung, in dem es bei Erkennen einer Bewegung des Fahrzeugs durch den Benutzer additive Kraft aufbringt und zusätzlich in die Richtung Kraft ausübt, in die der Benutzer das Fahrzeug bewegt. In einem dritten Modus kann das Antriebsmodul das Fahrzeug eigenständig Fortbewegen und der Benutzer wählt Geschwindigkeit und Richtung. Der vierte Modus ist der beschriebene Schlafmodus für Kinderwagen, bei denen das Antriebsmodul einen Kinderwagen vor- und zurückbewegt.
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Zur Sicherheit des Benutzers, und im Falle beispielsweise von Kinderwägen und Rollstühlen, ist zudem eine mechanische, vorzugsweise Fußbremse vorgesehen, die vom Benutzer unabhängig vom Steuerungsmodul bedient werden kann und die die Räder des Antriebsmoduls vollständig arretieren kann.
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Weitere Vorteile eines erfindungsgemäßen Antriebsmoduls werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen der Erfindung dargestellt.
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Dabei zeigt:
- 1: eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Antriebsmoduls in Verbindung mit einem Kinderwagen;
- 2: das Antriebsmodul von 1 in einer Ruheposition in einer perspektiven Ansicht;
- 3: eine weitere Ansicht des Antriebsmoduls aus den 1 und 2 in der Ruheposition;
- 4a und 4b: schematische Seitenansichten der einstellbaren Stehpositionen eines erfindungsgemäßen Antriebsmoduls gemäß der gezeigten Ausführungsform;
- 5a und 5b: eine Aufsicht auf eine verfahrene Stellfläche eines erfindungsgemäßen Antriebsmoduls unter einem Kinderwagen
- 6a und 6: eine Aufsicht und eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer mechanischen Bremse für ein Antriebsmodul.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Antriebsmodul 1 in einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt, welches mit einem Kinderwagen 3 verbunden ist. Dabei befindet sich das in 1 gezeigte Antriebsmodul 1 in der Antriebsstellung, bei der es unter dem Fahrzeug - hier unter dem Kinderwagen 3- nach Hinten relativ zu dem Kinderwagen 3 herausgefahren ist.
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Das Antriebsmodul 1 umfasst dabei Antriebsräder 5, die mit einem in 1 nicht gezeigten Elektromotor in Wirkverbindung stehen. Das Antriebsmodul 1 ist dabei mit seiner Aufhängung 7 mit der Hinterachse 9 des Kinderwagens 3 verbunden.
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In der herausgefahrenen Antriebsposition des Antriebsmoduls 1 ist eine Stellfläche 11 bereitgestellt, auf der eine Person (nicht gezeigt) stehen kann. Die das Antriebsmodul 1 mit der Stellfläche 11 kann dabei entlang einer Schiene 13 derart verschoben werden, dass der Benutzer sich seine gewünschte Stehposition relativ zum Griff 15 des Kinderwagens 3 einstellen kann.
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Auch kann das Antriebsmodul 1 komplett unter den Kinderwagen 3 entlang der Schiene 13 verschoben werden. Dies ist in den 2 und 3 gezeigt.
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Wie in den 2 und 3 gut ersichtlich, kann ein Antriebsmodul 1 gemäß der gezeigten beispielhaften Ausführungsform komplett unter dem Kinderwagen 3 angeordnet werden.
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Hierfür wird die Stehfläche 11 entlang der Schiene 13 bewegt. Um das Antriebsmodul 1 anzuheben, erfolgt das Verfahren entlang der Schiene 13 in einem aufsteigenden Winkel, wobei das Antriebsmodul 1 mit einem Befestigungselement, hier in Form eines Magnets 19 zusätzlich an der Unterseite des Kinderwagens 3 arretiert wird.
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In der perspektivischen Ansicht von 3 ist zudem gut ein gekapselter Akkumulator sowie die optional in dem Gehäuse 17 angeordnete Elektronik des Antriebsmoduls 1 erkennbar.
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Die 4a und 4b zeigen, wie die Stehfläche 11 des Antriebsmoduls 1 je nach Wunsch relativ zu dem Kinderwagen 3 verfahren werden kann. Beispielsweise kann ein der Stellung der Stehfläche 11 in 4a ein Erwachsener und ein Kind gemeinsam auf der Stehfläche 11 stehen, während in der teilweise herausgefahrenen Position gemäß 4b in Kind auf der Stehfläche 11 steht, während ein Erwachsener schiebt.
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In den 5a und 5b ist eine Aufsicht auf eine verfahrene Stellfläche 11 eines erfindungsgemäßen Antriebsmoduls 1 unter dem Kinderwagen 3 und teilweise herausgefahren gezeigt.
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In den 6a und 6b ist die erfindungsgemäße mechanische Bremse 21, 21' dargestellt, die von bevorzugten Ausführungsformen des Antriebsmoduls 1 optional umfasst sein kann.
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Die Bremse 21, 21' ist durch den Fuß eines Benutzers bedienbar, indem ein Bremselement nach unten gedrückt wird und auf dem Rad 23 des Antriebsmoduls 1 aufliegt.
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Des weiteren ist in den 6a und 6b das erfindungsgemäße Steuerungsmodul 23 gezeigt, welches an dem Griff des Kinderwagens 3 angeordnet ist und die Auswahl der erfindungsgemäßen Fahrmodi sowie Stellung der Stehfläche ermöglicht.
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Die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Varianten sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und nicht beschränkend zu verstehen.
